植物生理学_2.docx
《植物生理学_2.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《植物生理学_2.docx(35页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、植物生理学绪论植物生理学plantphysiology:研究植物生命活动规律及其与环境互相关系、揭示植物生命现象本质的科学。研究内容:细胞生理、代谢生理、生长发育生理、信息生理、逆境生理、分子生理。植物生理学的诞生与成长:3个历史阶段,植物生理学的孕育阶段、植物生理学的诞生与成长阶段、植物生理学发展阶段。植物生理学的研究趋势:第一,与其他学科穿插浸透,微观与宏观相结合,向纵深领域拓展;第二,对植物信号传递和信号转导的深化研究,将为揭示植物生命活动本质、调控植物生长发育开拓新的途径;第三,物质代谢和能量转换的分子机制及其基因表达调控仍将是研究重点;第四,植物生理学与农业科学技术的关系愈加密切。植
2、物生理学的任务:作物高产优质生理理论与技术;当代设施农业中的理论与技术;作物遗传改进中植物生理学的应用。第一章细胞生理名词解释:1.流动镶嵌模型fluidmosaicmodel:膜的骨架是由膜脂双分子层构成,疏水性尾部向内,亲水性头部向外,通常呈液晶态。膜蛋白不是均匀地分布在膜脂的两侧,有些蛋白质位于膜的外表,与膜脂亲水性的头部相连接;有些蛋白质则镶嵌在磷脂分子之间,甚至穿透膜的内外外表,以其外露的疏水基团与膜脂疏水性的尾部相结合,漂浮在膜脂之中,具有动态性质。两个基本特点:不对称性、流动性。2.共质体:植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝构成了连续的整体。质外体:质膜以外的胞间层、细胞壁及细胞
3、间隙,相互构成了连续的整体。简答题:1.真核细胞与原核细胞的主要区别是什么?原核细胞和真核细胞在细胞构造组成、代谢和遗传方面都有显著差异。原核细胞一般体积很小,没有典型的细胞核,只要一个无核膜的环状DNA分子构成的类核;除了核糖体、光合片层外,无其他细胞器存在;有蛋白质丝构成的原始类细胞骨架构造;细胞分裂方式为无丝分裂。原核细胞的基因表达的调控比拟简单,转录与翻译同时同时进行。真核细胞体积较大,有核膜包裹的典型细胞核,有各种构造与功能不同的细胞器分化,有复杂的内膜系统和细胞骨架系统存在,细胞分裂方式为有丝分裂和减数分裂。真核细胞基因表达程序具有严格的时空关系,核内转录,细胞质内翻译,有严格的阶
4、段性与区域性;其遗传物质中包含各种特殊的基因构造,对基因表达具有复杂而多层次性的调控。2.“细胞壁是细胞中非生命组成部分能否正确?为什么?不正确;由于其组成成分中主要是纤维素、半纤维素、果胶物质等多糖,还包含伸展蛋白、过氧化物酶、植物凝集素等多种具有生理活性的蛋白质,介入植物细胞的各项生命活动经过,对植物生活有重要意义。3.植物细胞壁的主要生理功能有哪些?稳定细胞形态和保护作用;控制细胞生长扩大;介入胞内外信息的传递;防御功能;识别作用;介入物质运输。4.最流行的细胞镶膜构造假讲“流动镶嵌模型基本要点是什么?怎样评价?基本要点:膜的不对称性和膜的流动性。膜的不对称性:磷脂双分子层的磷脂分子是不
5、对称的,且数量是不相等的。膜蛋白的种类和数量在膜两侧的分布有很大差异。膜糖只分布于膜脂的外半层。流动性:膜中的磷脂层可做旋转运动、侧向运动、翻转运动等。膜蛋白只做侧向扩散和旋转扩散。膜上的受体蛋白、免疫球蛋白等只能在一定区域做互相扩散运动。膜甾醇能够插入磷脂单分子层中,可沿分子长轴摆动和做旋转运动,对膜脂流动性有一定的调控作用。评价:这一模型强调了膜构造的流动性和不对称性,对细胞的构造和功能做出了较为科学的解释,被广泛接受,也得到很多实验的支持。流动镶嵌模型在某些方面还不够完善,如忽略了无机离子和水所起的作用,忽视了蛋白质分子对膜脂分子流动性的控制作用,忽略了膜的各个部分流动性的不均匀性等等。
6、第二章代谢生理名词解释:1.自由水:不被胶体颗粒或浸透物质亲水基团所吸引或吸引力很小,能够自由移动的水分。2.束缚水:但凡被植物细胞的胶体颗粒或浸透物质亲水基团所吸引,且紧紧被束缚在其周围、不能自由移动的水分。3.浸透作用osmosis:水分从水势高的系统通过选择透性膜向水势低的系统移动现象。4.吸胀作用imbibition:枯燥种子具有非常低的衬质势,对水分子的吸引力很强,吸收水分子的作用。5.水势:偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在一样温度、压力下的化学势之间的差。6.衬质势:处于分生区的细胞和风干种子细胞,其中心液泡尚未构成,其水势组分即。7.水孔蛋白(aquaporin):一类
7、具有专一选择性、高效转运水分的跨膜内在蛋白或通道蛋白的总称。8.蒸腾作用(transpiration):指植物体内的水分以气态方式从植物体的外表向外界散失的经过。9.根压:靠根系的生理活动,使液流由根部上升的压力。10.小孔扩散率:气体通太多孔外表的扩散速率不与小孔面积成正比,而与小孔的周长成正比的规律。11.水分临界期:作物对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。简答题1.植物细胞和土壤溶液水势的组成有何异同点?共同点:土壤溶液和植物细胞水势的组分均由溶质势、衬质势和压力势组成。不同点:土壤中构成溶质势的成分主要是无机离子,而细胞中构成溶质势的成分除无机离子外,还有有机溶质;土壤衬质势主要是由土壤
8、胶体对水分的吸附所引起的,而细胞衬质势则主要是由细胞中蛋白质、淀粉、纤维素等亲水胶体物质对水分的吸附而引起的;土壤溶液是个开放体系,土壤的压力势易受外界压力的影响,而细胞是个封闭体系,细胞的压力势主要受细胞壁构造和松弛情况的影响。2.一个细胞放在纯水中其水势及体积怎样变化?假如把细胞放到纯水中,细胞吸水,体积增大,p随之增高。随着细胞含水量的增加,细胞液浓度降低,s增高,w也随着升高,细胞吸水能力下降。当细胞吸水到达紧张状态,细胞体积最大,w=0,p=-s。3.植物体内水分存在形式与植物代谢强弱、抗逆性有何关系?植物体内水分的存在状态有两种:自由水和束缚水。自由水/束缚水比值较高时,植物代谢活
9、跃,生长较快,抗逆性较差;反之,代谢活性低、生长缓慢,但抗逆性较强。4.质壁分离与复原在植物生理学上有何意义?判定细胞能否存活;测定细胞的浸透势;观察物质透过原生质层的难易程度;讲明原生质层是半透膜。5.试述气孔运动的机制及其影响因素?运动机制:淀粉与糖转化学讲、K+累积学讲、苹果酸代谢学讲、玉米黄素假讲。影响因素:CO2、光、温度、水分、风。6.试述水分进出植物体的途径及动力。质外体途径,跨膜途径,共质体途径。上端原动力-蒸腾拉力;下端原动力-根压;中间原动力-水分子间的内聚力及导管壁附着力。第三章植物的矿质元素名词解释:1.矿质营养mineralnutrition:植物对矿质元素的吸收、转
10、运和利用。2.植物必需元素:对植物生长发育必不可少的元素。3.电化学势梯度:不带电荷的溶质的转移取决于溶质在细胞膜两侧的浓度梯度,而浓度梯度决定着溶质的化学势;带电荷的溶质跨膜转移则是由膜两侧的电势梯度和化学势梯度共同决定的。电势梯度和化学势梯度合称为电化学势梯度。4.协助扩散易化扩散:小分子物质借助于膜传递蛋白顺化学势梯度的跨膜转运经过。5.被动吸收:指细胞对矿质元素的吸收不需要代谢能量直接介入,离子顺着电化学势梯度转移的经过。6.主动运输:指植物细胞利用代谢能量逆电化学势梯度吸收矿物质的经过。7.离子通道:由多肽链的若干疏水区段在膜内脂质双分子层中构成的跨膜孔道构造。8.质子泵:用来转运H
11、+的ATP酶。9.共向转运次级主动运输:由H+-ATP酶所建立的跨膜电化学势梯度质子动力驱动其他无机离子或小分子有机物的跨膜运输经过。10.单盐毒害:将植物培养在单一溶液中,不久植株就会呈现不正常状态,最终死亡的现象。11.离子对抗:在单盐溶液中若参加少量含其他金属离子的盐类,单盐毒害现象就会减弱或消除,离子间的这种作用。12.平衡溶液:植物只要在含有适当比例的、按一定浓度配成的多盐溶液中才能正常生长发育,这种溶液。13.诱导酶:指植物在缺乏诱导条件时不含有某种酶,在特定诱导物的诱导下,能够产生这种酶,所产生的酶。简答题:1.怎样确定植物必需的矿质元素?植物必需的矿质元素有哪些生理作用?植物必
12、需元素的三个标准:不可缺少性、不可替代性、直接功能性。根据以上标准,采用溶液培养法,现已确定17种元素是植物的必需元素。生理作用:是细胞构造物质的组成成分,如N、P、K等;作为酶、辅酶的成分或激活剂等,介入调节酶的活性,如Fe2+、K+、Mn2+等;起电化学作用,介入浸透调节、胶体的稳定和电荷的中和及能量转换经过中的电子载体等,如K+、Cl+、Fe2+等;作为重要的细胞信号转导信使,如Ca2+、NO等。2.试述矿质元素在光合作用中的生理作用。矿质营养在光合作用中的功能极为广泛,归纳起来有下面方面:叶绿体构造的组成成分,如N、P、S、Mg是叶绿体构造中构成叶绿素、蛋白质以及片层膜不可缺少的元素;
13、电子传递体的重要成分,如Fe会影响光合电子传递磷酸基团在光、暗反响中具有突出地位;光合作用所必需的辅酶或调节因子,如Rubisco、FBPase的活化酶需要Mg2+;放氧复合体不可缺少Mn2+和Cl-;而K+和Ca2+调节气孔开闭;另外,Fe3+影响叶绿素的合成;K+促进光合产物的转化与运输等。3.试比拟被动吸收、简单扩散和协助扩散有何异同?一样点:对矿质元素的吸收不需要代谢能量直接介入,物质从其电化学势较高的区域向其较低的区域扩散。不同点:被动运输包括简单扩散和协助扩散。4.H+-ATP酶是怎样与主动转运相关的?还有哪些生理作用?H+-ATP酶的主要功能是水解ATP,同时将细胞中的H+泵至细
14、胞外,使细胞外侧的H+浓度增加,构成跨膜H+电化学势梯度,二者合称为质子动力。H+-ATP直接利用ATP逆着电化学势梯度转运H+的经过,是一个主动运输的经过。并且由H+-ATP酶所建立的跨膜电化学势梯度驱动其他无机离子或小分子的跨膜转运经过。H+-ATP酶对植物的很多生命活动起着重要的调控作用,例如,细胞内环境的PH稳定、细胞的伸长生长、气孔运动、种子萌发等。5.为什么植物缺钙、铁等元素时,缺素症最先表如今幼叶上?主要是看所缺元素在植物内移动性的大小。缺氮磷镁钾表如今老叶上,缺钙硼锌铜表如今新叶上,这是由于钙、铁等元素移动性差,当缺乏钙铁时,这些所缺元素又难以从老叶中转移出来进入幼叶供幼叶生长
15、,所以幼叶先表现缺素症状了。6.植物的氮素同化包括哪几个方面?硝酸盐的代谢复原、氨的同化、生物固氮。第四章植物的光合作用名词解释1.光合作用photosynthesis:绿色植物大规模地利用太阳能把二氧化碳和水合成富能的有机物,并释放出氧气的经过。2.光和色素photosyntheticpigments:在光和作用经过中吸收光能的色素。3.反响中心色素reactioncenterpigments:少数状态的叶绿素a分子,其既能捕获光能,又能将光能转换为电能。4.天线色素antennapigments:主要作用是吸收光能,并把吸收的光能传递到反响中心色素的一类色素分子,包括绝大部分叶绿素a和全部
16、的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等。5.光反响:该阶段受光驱动,将光能变成同化力并产生氧气,该反响在类囊体上进行。6.碳同化反响:该阶段在叶绿体基质中进行,在一系列酶的催化下,利用光反响产生的同化力固定CO2,构成糖。7.希尔反响Hillreaction:绿色植物的离体叶绿体在光下分解水,放出氧气,同时复原电子受体的反响。8.同化力assimilatorypower:由于ATP和NADPH在碳同化经过中用于CO2的同化,故合称为。9.量子效率量子产额:即每吸收一个光子后释放出的氧分子数。10.红降:用波长大于685nm的远红光照射绿藻时,固然光子仍被叶绿素大量吸收,但量子产额急剧下降的现象。11.
17、双光增益效应爱默生效应:在远红光照射下,如补充红光,则量子产额大增,并且比这两种波长的光单独照射时的总和还要大,将这样两种波长的光促进光合效率的现象称为。12.原初反响:光合色素分子对光能的吸收、传递与转换的经过。13.光合单位:结合于类囊体膜上能完成光反响的最小功能单位。14.光合作用反响中心:进行原初反响的最基本的功能单位,至少包括一个原初电子供体、一个原初电子受体和一个次级电子供体等电子传递体,以及维持这些电子传递体的微环境所必需的色素蛋白复合体。15.光系统:是进行光吸收的功能单位,是由叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物。16.原初电子供体:天线色素分子将光能吸收和传递到反响中
18、心后,使反响中心色素分子P激发而成为激发态,当其释放电子给原初电子受体时,就在反响中心构成了电子“空穴,在此经过中P作为原初电子供体。17.非环式电子传递:指水光解放出的电子经PS合PS两个光系统,最终传递给NADP+的电子传递。18.环式电子传递:指PS产生的电子传给Fd,再到Cytb6f复合体,然后经PC返回PS电子传递。19.假环式电子传递:指水光解放出的电子经PS和PS两个光系统,最终传给O2的电子传递。20.光合磷酸化:叶绿体在光下把无机磷Pi与ADP合成ATP的经过。21.光呼吸photorespiration:绿色组织在光下吸收氧气,放出CO2的经过。22.光饱和点lightsa
19、turationpoint:光合速率开场到达最大值时的光强度。23.光补偿点lightcompensationpoint:随着光强度的增高,光合速率相应提高,当到达某一光强度时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,净光合速率为零,这时的光强度称为。24.CO2补偿点:随着CO2浓度增高,光合速率增加,当光合速率与呼吸速率相等时,外界环境中的CO2浓度。25.光抑制:光是植物光合作用所必需的,然而,当植物吸收的光能超过其所需时,过剩的光能会导致光合效率降低的现象。简答题:1.怎样证实光合电子传递由两个光系统介入,并接力进行?以绿藻为材料,用波长大于685nm的远红光照射绿藻时,量子产额急剧下降;而假如
20、补充红光波长650nm,则量子产额大增,并且比这两种波长的光单独照射时的总和还要大。这些现象暗示光合作用可能包括两个光化学反响,而且这两个光系统以串联的方式协同作用。2.C3途径分为哪三个阶段?各阶段的作用是什么?C3途径可分化羧化、复原、再生3个阶段。羧化阶段指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合,生成PGA的经过。复原阶段指利用同化力将3-磷酸甘油酸复原为甘油醛-3-磷酸的反响经过。再生阶段甘油醛-3-磷酸重新构成核酮糖-1,5-二磷酸的经过。3.C3植物、C4植物和CAM植物在碳代谢上各有何异同点?CAM植物与C4植物固定与复原CO2的途径基本一样,二者都是由C4途径固定CO2,C3途径
21、复原CO2,都由PEP羧化酶固定空气中的CO2,由Rubisco羧化C4二羧酸脱羧释放的CO2,二者的差异在于:C4植物是在同一时间白天和不同的空间叶肉细胞和维管束细胞完成CO2固定C4途径和复原C3途径两个经过;而CAM植物则是在不同时间黑夜和白天和同一空间叶肉细胞完成上述两个经过的。4.光呼吸是怎样发生的?有何生理意义?光呼吸是植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的反响,这种反响需要叶绿体介入,仅在光下与光合作用同时发生,光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代谢提供。光呼吸与光合作用伴随发生的根本原因主要是由Rubisco的性质决定的,Rubisco是双功能酶,它既可催化羧化反响,又能够
22、催化加氧反响,即CO2和O2竞争Rubisco同一个活性部位,并互为加氧与羧化反响的抑制剂。因而在O2和CO2共存的大气中,光呼吸与光合作用同时进行,伴随发生,既互相抑制又互相促进,如光合放氧可促进加氧反响,而光呼吸释放的CO2又可作为光合作用的底物。光呼吸在生理上的意义揣测如下:回收碳素通过C2氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳维持C3光合碳复原循环的运转在叶片气孔关闭或外界CO2低时,光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用,以维持光合碳复原的运转。防止强光对光合机构的毁坏作用5.C4植物光合速率为什么在强光、高温和低CO2浓度条件下比C3植物的高?C4植物没有或有很弱的光呼吸,而C3植物在强光条
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 植物 生理学 _2
限制150内