植物生理学终结版Word文件下载.docx
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(1).毛管水(capillarywater):
由于毛管力所保持在土壤颗粒间毛管内的水分。
毛管水又可分为毛管上升水和毛管悬着水两种。
植物吸水的主要来源
(2).束缚水(吸湿水)土壤中土壤颗粒或土壤胶体的亲水表面所吸附的水分。
(3).重力水:
水分饱和的土壤中,由于重力作用,能自上而下渗漏出来的水分。
9、根系吸水的途径:
质外体途径共质体途径跨膜途径
10、根系吸水的机理:
主动吸水(伤流和吐水)被动吸水
11、影响根系吸水的土壤条件
(1).土壤水分状况
水势为-0.01—-3.1MPa,有效水;
田间持水量的70%,最适宜。
(2).土壤温度
土壤温度与根系吸水关系很大。
低温使根系吸水下降。
因为低温下水分黏度增大,扩散速度降低;
呼吸速率下降;
根系生长缓慢。
温度过高也会使根系吸水下降(加速根木质化、老化,酶变性)。
(3).土壤通气状况:
土壤中的O2和CO2浓度影响根的呼吸,对植物根系吸水的影响很大;
通气不良,无氧呼吸积累有毒物质,根系受毒害。
(4).土壤溶液浓度
土壤溶液浓度较低,水势较高,根系易于吸水。
12、蒸腾作用(transpiration):
植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。
13、蒸腾作用的生理意义
1.蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力。
2.蒸腾作用促进矿质养分在植物体内的运输。
3.蒸腾作用能够降低叶片的温度。
4.蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化。
14、叶片的蒸腾作用方式:
角质蒸腾气孔蒸腾
15、影响气孔运动的因素
1.光是气孔运动的主要调节因素。
对大多数植物,光可促进保卫细胞内苹果酸的形成和K+、Cl-的积累,使气孔张开。
刚达到有净光合作用的光强就能使气孔张开。
2.二氧化碳CO2对气孔运动影响很大。
低浓度CO2促进气孔张开;
高浓度CO2促进气孔部分关闭。
3.温度气孔开度(stomatalaperture)一般随温度的上升而增大,超过30℃低于10℃,气孔部分关闭。
高温使水分散失,或使呼吸增加而导致气孔下CO2浓度高。
4.水分叶片的水分状况是直接影响气孔运动。
空气干燥或发生水分亏缺,会引起气孔关闭。
5.植物激素细胞分裂素和生长素促进气孔张开,低浓度(10-6mol/L)的脱落酸会使气孔关闭。
16、蒸腾作用的指标
1.蒸腾速率又称蒸腾强度或蒸腾率。
植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
2.蒸腾效率植物每蒸腾1kg水时所形成的干物质的g数。
3.蒸腾系数又称需水量指植物每制造1g干物质所消耗水分的g数。
17、光合自养生物:
植物利用太阳能制造食分子供自我代谢需要,为其它的生命直接或间接地提供了食物,是生物圈的生产者;
18、光合作用的概念:
绿色植物利用光能,把CO2和H2O同化为有机物,并释放O2的过
19、光合作用的意义
(1)制造有机物质的主要途径
(2)大规模地将太阳能转变为贮藏的化学能,是巨大的能量转换系统;
(3)吸收CO2,放出O2,净化空气,是大气中氧的源泉。
20、叶绿素a和b吸收光谱主要在兰紫光区(430-450)和红光区(640-660)
叶绿素溶液在透射光下为翠绿色,在反射光下呈现棕红色,称为荧光现象;
荧光出现后,立即中断光源,继续辐射出极微弱的红光,这种光称为磷光,这种现象称为磷光现象。
21、影响叶绿素合成的条件
(1)光照
(2)温度(3)矿质元素(4)水分
22、原初反应:
从光合色素分子被光激发,到引起第一个光化学反应为止的过程,它包括光能的吸收、传递与光化学反应。
在类囊体膜上光系统进行。
23、红降现象
大于680nm的远红光虽然仍被叶绿素吸收,但量子产额急剧下降。
24、爱默生增益效应:
远红光(700nm)之外再加上较短波长的红光(小于或等于680nm),促进光合效率的现象被称为双光增益效应。
25、电子传递链主要由光合膜上的PSⅡ、Cytb6/f、PSI三个复合体串联组成;
26、电子传递的类型:
1)非环式电子传递2)环式电子传递3)假环式电子传递
27、光合磷酸化;
叶绿体在光下将无机磷(Pi)与ADP合成ATP的过程称为光合磷酸化。
28、二氧化碳同化简称碳同化,植物利用光反应中形成的同化力(ATP和NADPH),将CO2转化为碳水化合物的过程。
29、高等植物的碳同化途径有三条:
C3、C4和CAM(景天酸代谢)途径。
(1)羧化阶段(CO2固定)Rubisco
3RuBP+3CO2+3H2O6PGA+6H+
(2)还原阶段3-磷酸甘油酸被在光反应中生成的NADPH+H还原,需要消耗ATP,产物是3-磷酸甘油醛。
(3)再生阶段经过一系列复杂的生化反应,1个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环;
30、C4植物结构特点:
C4植物的栅栏组织和海绵组织分化不明显;
叶片两侧颜色差异小。
C4植物光合细胞有两类:
叶肉细胞和维管束鞘细胞。
C3植物的维管束鞘细胞内无叶绿体。
C4植物有典型的“花环型”结构,即围绕维护管束鞘细胞的一部分叶肉细胞,而C3植物无此特点。
C4植物在其优越的Rubisco酶类催化下再经C3循环得到较多的有机物,并及时运输到需要的组织中去。
31、C4植物的生理生态意义
(1)C4植物固定CO2的底物为HCO3-,PEPC与它的亲和力极高,且没有与O2的竞争反应。
(2)C4植物维管束鞘细胞脱羧浓缩了CO2,促进Rubisco的羧化;
抑制了加氧反应,降低了光呼吸。
(3)C4植物维管束鞘细胞中形成的光合产物及时运至维管束,避免因其积累产生的反馈抑制。
32、光呼吸:
指绿色细胞在光下吸收O2与释放CO2的过程。
也称为光呼吸碳氧化循环,C2循环。
33、光呼吸可能意义
1.防止高光强对光合机构的破坏消耗光反应产生的过剩ATP与还原力、高能电子。
2.防止氧对光合碳同化的抑制
3.维持光合碳还原循环的运转高光强和低CO2时,光呼吸释放的CO2进入C3循环而被再利用,维持光合碳还原循环的运转。
4.消除乙醇酸对细胞的毒害。
5.磷酸丙糖和氨基酸合成的补充途径
甘氨酸和丝氨酸可作为蛋白质合成的原料。
34光合速率指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量,也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。
35、影响光合速率的外界条件1.光照2.CO23.温度(三基点)
4.水分:
缺水时气孔阻力增大,CO2同化受阻。
5.矿质:
N、P、K、Mg、Fe、Cu、B、Mn、Cl、Zn等。
6.光合作用的变化(午休现象)
36、光补偿点:
当到达某一光强时,叶片的光合速率等于呼吸速率,即CO2吸收量等于CO2释放量,表观光合速率为0,这时的光强称为光补偿点。
37、光饱和点;
当达到某一光强时,光合速率就不再增加,而呈现光饱和现象。
开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点。
38、二氧化碳补偿点:
当光合速率与呼吸速率相等时,环境中的CO2浓度即为CO2补偿点;
39、饱和点:
当达到某一浓度时,光合速率便达最大值,开始达到光合最大速率时的CO2浓度被称为CO2饱和点。
40、光合作用有一定的温度范围和三基点。
最高,最低,最适
昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。
41、农业上提高光合效率
1.培育高光效作物品种,选用株型紧凑,适当矮,光合能力强,呼吸消耗低,光合时间长、叶面积适当的品种。
2.控制光照、CO2、温度、水分、矿质营养等环境条件,盐碱地,涝洼地改造。
3.促进同化物向经济器官运输与分配,提高经济系数。
42、植物必需的矿质元素指植物生长发育必不可少的元素。
植物必需元素的三条标准是:
第一,由于缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成其生活史;
第二,除去该元素,表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常;
第三,该元素物营养生理上能表现直接的效果,而不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。
43、确定植物必需矿质元素的方法:
1.溶液培养法2.气培法
44、植物细胞对矿质元素的吸收:
被动吸收、主动吸收、饱饮作用
被动吸收主要扩散、协助扩散两种方式。
45、主动运输:
指植物细胞利用呼吸作用释放的能量作功而逆浓度梯度吸收矿质元素的过程,又称代谢性吸收。
46、胞饮作用:
物质吸附在质膜上,然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程,称为胞饮作用
47、生理酸性盐:
根系吸收阳离子多于阴离子,如果供给(NH4)2SO4,大量的SO42-残留于溶液中,酸性提高,这类盐叫生理酸性盐。
48、生理碱性盐:
根系吸收阴离子多于阳离子,如果供给NaNO3,大量的Na+残留于溶液中,碱性提高,这类盐叫生理碱性盐。
49、生理中性盐:
根系吸收阴离子与阳离子的速率几乎相等,如果供给NH4NO3,PH值未发生变化,这类盐叫生理中性盐。
50、将植物培养在单盐溶液中时,即使是植物必需的营养元素,植物仍然要受到毒害以致死亡。
这种溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现象称为单盐毒害
51、影响根系吸收矿质元素的因素:
(1)温度
(2)通气状况(3)土壤溶液浓度(4)土壤PH值
52、叶面喷肥的优点:
1、及时补充养料2、节省肥料3、见效快
53、呼吸作用:
活细胞内发生一系列复杂的变化,最终将有机物(如淀粉)分解,产生二氧化碳,并释放能量。
54、呼吸作用的生理意义
1.为植物生命活动提供能量;
2.提供合成其它有机物质所需的原料;
3.在植物抗病免疫方面有着重要作用。
呼吸作用氧化分解病原微生物所分泌的毒素;
呼吸,促进伤口愈合,加速木质化或栓质化;
促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡酸等的合成,以增强植物的免疫能力。
55、糖酵解途径(EMP)己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解。
糖酵解生化过程
1.己糖活化2.己糖裂解3.丙糖氧化
56、糖酵解的生理意义
1、有氧呼吸和无氧呼吸途径的共同部分。
2、丙酮酸可以通过各种代谢途径生成不同的物质,在缺氧时可能是植物的主要供能代谢途径。
4、为糖异生作用提供了基本途径
57、三羧酸循环:
糖酵解的最终产物丙酮酸,在有氧条件下进入线粒体,通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环逐步脱羧脱氢,彻底氧化分解,这一过程称为三羧酸循环
58、戊糖磷酸途径:
植物除了通过糖酵解和三羧酸循环代谢途径将糖彻底氧化获得能量外,还可以通过磷酸戊糖途径乙醛酸循环的生化过程
植物细胞内脂肪酸氧化分解为乙酰CoA之后,在乙醛酸循环体内生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸;
此琥珀酸可用于糖的合成。
59生物氧化:
线粒体内膜有机物在生物活细胞中所进行的一系列传递氢和电子的氧化还原过程。
60、呼吸电子传递链:
是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递总轨道。
61、底物水平磷酸化:
底物脱氢(或脱水),其分子内部所含的能量重新分布,生成某些高能中间代谢物,再通过酶促磷酸基团转移反应直接偶联ATP的生成。
62、氧化磷酸化:
指电子从NADH或FADH2经电子传递链传递给分子氧生成水,并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。
63、抗氰呼吸:
在UQ处分岔,经黄素蛋白和交替氧化酶(AO)把电子交给分子氧。
该途径可被鱼藤酮抑制,不被抗霉素A和氰化物抑制,
64、抗氰呼吸的生理意义
1.放热增温,促进植物开花、种子萌发。
释放热量,有助于某些植物花粉的成熟及授粉、受精。
2.增加乙烯生成,促进果实成熟。
乙烯与抗氰呼吸上升有平行的关系。
3.在防御真菌的感染中起作用。
甘薯块根组织受到黑斑病菌侵染后抗氰呼吸抗病品种高于感病品种。
4.分流电子。
EMP-TCA循环迅速进行时,交替氧化酶活性很高。
65、呼吸商:
指植物组织在一定时间内,释放CO2与吸收O2的数量比值。
66、影响呼吸作用的外界因素:
1、温度2、氧气3、水分4、二氧化碳5、机械损伤6、病原菌的侵染
67、内部因素对呼吸速率的影响:
1、不同植物种类,呼吸速率不同。
2、同一植物不同器官或组织,呼吸速率不同。
1.物质运输的一般规律
(1)无机营养:
在木质部中向上运输,而在韧皮部中向下运输;
(2)光合同化物:
在韧皮部中可向上或向下运输;
(3)含氮有机物和激素:
在两管道中均可运输;
(4)在春季树木展叶之前,糖类、氨基酸、激素等有机物可以沿木质部向上运输;
(5)在组织与组织之间,包括木质部与韧皮部间,
物质可以通过被动或主动转运等方式进行侧向运输。
2装载途径
(1)质外体装载:
光合细胞输出的蔗糖进入质外体,然后通过位于SE-CC(筛管分子-伴胞)复合体质膜上的蔗糖载体,逆浓度梯度进入伴胞,经胞间连丝最后进入筛管的过程。
(2)共质体装载光合细胞输出的蔗糖通过胞间连丝,
顺蔗糖浓度梯度进入伴胞或中间细胞,最后进入筛管的过程。
3.质外体装载机理
(1)叶肉细胞质合成的蔗糖,经质膜上的载体进入质外体;
(2)蔗糖经质子-蔗糖共运输蛋白在H+梯度的驱动下,进入伴胞(或转移细胞);
(3)经胞间连丝进入筛管。
4.源-库单位在同化物供求上有对应关系的源与库。
源-库单位概念是相对,并可人为改变。
5.库的类型:
代谢库:
代谢活跃、正在迅速生长的器官或组织。
贮藏库:
贮藏性器官或组织。
可逆库---稻麦的叶鞘、茎秆。
不可逆库---果实、种子、块根、块茎等。
6、源强的量度源强源器官同化物形成和输出的能力。
(1)光合速率:
最直观指标。
(2)丙糖磷酸从叶绿体向细胞质的输出速率:
难测定。
(3)叶肉细胞蔗糖的合成速率:
叶肉细胞内蔗糖的合成速率是同化物输出
的限制因子,是代表源强一个很好指标。
7、源-库关系:
源是库的供应者,而库对源具有调节作用。
库源两者相互依赖,又相互制约。
源强有利于库强潜势的发挥,库强则有利于源强的维持。
通过早打顶去边心和人工剪叶调节源库,
可以促进高品质棉叶片光合产物向棉铃输送,进而提高铃重。
总规律:
由源到其源库单位的库。
(1).优先供应生长中心---不同生育期生长中心不同。
(2).就近供应---库主要由其源叶供应。
(3).同侧运输---同侧叶维管束相同。
8、韧皮部是化学信号长距离传递的主要途径。
化学信号通过集流的方式在木质部内传递。
植物电波信号的短距离传递需要通过共质体和质外体途径,而长距离传递则是通过维管束。
水力学信号是通过植物体内水连续体系中的压力变化来传递的。
水连续体系主要是通过木质部系统而贯穿植株的各部分,植物体通过这一连续体系可将水力学信号长距离传递到连续体系中的各部分
9、胞内信号的转导
cAMP叫做第二信使,激素等为第一信使。
响应外部信号(如激素),而在细胞内合成的效应分子(如cAMP、肌醇三磷酸、二酰基甘油、Ca2+等,称为第二信使(secondmessenger)。
第二信使再去调节靶酶,引起细胞内各种效应。
胞外各种刺激信号作为细胞信号传导过程中的初级信号或第一信使。
10、植物生长物质调节和控制植物生长发育的微量生理活性物质,
分为植物激素和植物生长调节剂。
11、植物激素植物体内代谢产生的微量生理活性物质。
它产生于植物的一定部位,
并能从这些部位转移到其它部位起作用,在极低的浓度下就有明显的生理效应(一般<
1µ
mol)。
特点①内源的---天然存在于植物体内。
②自产生部位转移到作用部位时才有较大的活性;
③微量生理活性物质;
④双重效应一些激素对生长常用促进和抑制两方面的作用。
浓度的高低及对不同器官的作用不同。
12、植物生长调节剂:
生理效应与植物激素相似,人工合成或从微生物中提取的有机化合物称为植物生长调节剂。
人工合成的,施用于植物的外源物质;
被植物吸收后随水流或物质流传导到作用部位;
也在低浓度下起作用,一般在<
1mM。
13、植物激素应满足三个条件在特定的器官或组织内合成;
通过运输系统运输到特定的靶组织;
诱导产生的生理调节作用的强度与浓度有关。
14、促进插枝生根:
IBA、NAA、2,4-D
阻止(花器)官脱落:
NAA、2,4-D
促进结实:
2,4-D
促进菠萝开花:
NAA、2,4-D
15、赤霉素GA(甲瓦龙酸为其合成前体在内质网膜合成)在植物体内的运输没有极性,可以双向运输。
GA合成以后在体内的降解很慢,然而却很容易转变成无生物活性的束缚型GA
(一)促进茎的伸长生长促进细胞的伸长
1.促进整株植物生长尤其是对矮生突变品种的效果特别明。
2.促进节间的伸长对解除不育系包颈,提高制种产量效果明显
3.不存在超最适浓度的抑制作用
4.不同植物种和品种对GA的反应有很大的差异
在蔬菜(芹菜、莴苣、韭菜)、牧草、茶和苎麻等作物上使用GA,可获得高产。
(二)诱导开花一些植物的开花需要低温春花和光周期的诱导。
赤霉素可以诱导未经春化的植物开花;
也可代替长日照诱导某些长日照植物开花。
促进已经发生花芽分化的植物开花。
(三)打破休眠
促进休眠马铃薯发芽(2-3μg/gGA);
GA可代替光照和低温打破休眠,
这是因为GA可诱导α-淀粉酶、蛋白酶和其它水解酶的合成,
催化种子内贮藏物质的降解,以供胚的生长发育所需。
(四)促进雄花分化与生长素与乙烯作用相反。
(五)其它生理效应:
GA还可加强IAA对养分的动员效应,促进某些植物座果和单性结实、延缓叶片衰老。
16、细胞分裂素的合成部位是根尖茎尖。
细胞分裂素都为腺嘌呤的衍生物
萌发的种子和发育的果实可能是细胞分裂素的合成部位。
主要功能
(一)促进细胞分裂
生长素促进核分裂;
细胞分裂素促进质分裂;
赤霉素缩短DNA合成前的G1期
和DNA合成期时间。
(二)促进芽的分化
细胞分裂素(激动素)和生长素的相互作用控制着愈伤组织根、芽的形成。
(三)促进细胞扩大
细胞分裂素可促进一些双子叶植物。
如菜豆、萝卜的子叶或叶圆片扩大。
(四)促进侧芽发育,消除顶端优势
(五)延缓叶片衰老:
细胞分裂素处理,叶片保持绿色。
(六)打破种子休眠
需光种子,烟草、莴苣在黑暗中不能萌发,细胞分裂素可代替光照,促进萌发。
与GA相似。
17、ABA的分布与运输:
脱落酸存在于全部维管植物中,
包括被子植物、裸子植物和蕨类植物。
在将要脱落或进入休眠的器官和组织中较多,
在逆境条件下ABA含量会迅速增多。
脱落酸运输不具有极性。
脱落酸的合成部位:
主要是根冠和萎蔫的叶片,在茎、种子、花和果等器官中
也能合成脱落酸。
(一)促进休眠
外施ABA,枝条停止生长,进入休眠。
秋天短日照,
叶片甲瓦龙酸合成赤霉素减少,合成ABA增加,芽休眠越冬。
需低温的种子,通过层积处理,ABA减少,正常发芽。
(二)促进气孔关闭
ABA可引起气孔关闭,降低蒸腾,这是ABA最重要的生理效应之一。
(三)抑制生长:
能抑制整株植物或离体器官的生长,也能抑制种子的萌发,具有可逆性。
(四)促进脱落促进离层的形成。
(五)增加抗逆性:
干旱、寒冷、高温、盐渍和水涝等逆境
都能使植物体内ABA迅速增加,同时抗逆性增强。
增加叶绿体的热稳定性;
ABA可诱导某些酶的重新合成而增加植物的抗冷性、抗涝性和抗盐性。
18、乙烯
(一)改变生长习性典型效应是“三重反应”:
抑制茎的伸长生长、促进茎或根的横向增粗
促进茎的横向生长(茎失去负向地性)---偏上生长。
(二)促进成熟:
乙烯诱导与果实成熟有关酶的合成
(三)促进脱落:
乙烯是控制叶片脱落的主要激素。
(四)促进开花和雌花分化乙烯可促进菠萝和其它一些植物开花,
还可改变花的性别,促进黄瓜雌花分化,并使雌、雄异花同株的雌花着生节位下降。
(五)乙烯的其它效应乙烯还可诱导插枝不定根的形成,促进根的生长和分化,
打破种子和芽的休眠.
19、一、油菜素甾体类1.促进细胞伸长和分裂;
2.促进光合作用;
3.提高抗逆性。
二、茉莉酸类1.抑制生长和萌发;
2.促进生根;
3.促进衰老;
4.抑制花芽分化;
5.提高抗性。
三、水杨酸1.生热效应:
激活抗氰呼吸。
2.诱导开花;
3.增强抗性。
四、多胺类腐胺、尸胺、亚精胺、精胺。
1.促进生长;
2.延缓衰老;
3.提高抗性;
4.调节光形态建成、开花;
参与光敏核不育水稻育性转换;
提高种子活力及发芽率;
促进根系对无机离子的吸收。
20、分化:
植物细胞在结构、功能和生理生化性质方面发生的变化,
是一种反应细胞之间区别的质的变化。
21.发育:
生长和分化的总合,是植物生长分化的动态过程。
22.生长、分化和发育的相互关系:
生长、分化和发育之间关系密切,有时交叉或重叠在一起。
生长是量变,是基础;
分化是质变;
发育则是器官或整体有序的一系列的量变与质变。
23、乙烯也能促进根的形成,高浓度的GA则抑制根的形成。
红光促进种子萌发
24、二、生长大周期与生长曲线:
植物器官或整株植物的生长速度会表现出“慢-快-慢”的基本规律,这一生长全过程称为生长大周期。
典型的生长曲线上图:
S型生长曲线;
下图:
由上图的生长曲线斜率推导的绝对生长速率曲线。
(a)指数期:
(b)线性期:
(c)衰减期:
25、1.生长的昼夜周期性:
植物对昼夜温度周期性变化的反应,称为生长温周期现象。
26、温度三基点最低温度:
高于生存温度(致死温度)。
最适温度:
比生理最适温度高。
最高温度:
低于生存温度(致死温度)。
26、植物的光形态建成:
光调节植物生
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