植物生理学复习要点

1植物生理学复习要点第一章植物的细胞结构与功能1、细胞是生物体结构和功能的基本单位。2、植物细胞的主要结构（见课本14页图1-2）植物细胞由细胞壁、原生质体组成。（注意把握胞间连丝）细胞器：双层膜（线粒体、叶绿体）单层膜（过氧化物体、乙醛酸循环体、液泡）无膜(核糖体、微管、微丝)3、大液泡、叶绿体和细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征4、原生质胶体有两种存在状态，即溶胶和凝胶。当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，代谢活跃，生长旺盛，但抗逆性较弱；当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。5、穿越细胞壁、连接相邻细胞原生质(体)的管状通道被称为胞间连丝。6、由胞间连丝把原生质体连成一体的体系称为共质体，而将细胞壁、质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等空间叫作质外体。共质体与质外体都是植物体内物质和信息传递的通路。7、胞间连丝的功能：物质交换和信息传递。8、生物膜(biomembrane)是指构成细胞的所有膜的总称。可分为质膜和内膜。由蛋白质、脂类、糖和无机离子等组成。9、膜蛋白存在状态：外在蛋白、内在蛋白、膜脂蛋白、跨膜蛋白。10、膜脂相变指膜的脂质部分在一定条件下发生的物相转变。膜在正常条件下是一种液晶状态，在较高温度下呈液相状态，在低温下即转变为固相状态。液相（溶胶）固相（凝胶）11、链越短或链的不饱和程度越高，膜的流动性越大，相变温度也越低；反之，相变温度也越高。12、生物膜的功能：分室作用、代谢反应和能量转换的场所、控制物质交换、信号识别与转导。13、植物细胞亚微结构的三大系统：微膜系统、微梁系统、微球系统。14、内质网（ER）：粗糙型内质网(RER)和光滑型内质网(SER)15、微体可分为过氧化物体（参与光呼吸）和乙醛酸体（参与脂类代谢，生理功能是糖异生作用，即脂肪转变成糖类）。通常认为微体起源于内质网。16、微球系统是指细胞中由DNA-蛋白质或RNA-蛋白质组成的无膜结构的细胞器的总称。包括核粒与核糖体（蛋白质生物合成的场所）。17、高等植物细胞有三大基因组：核基因组、叶绿体基因组和线粒体基因组，后两组称为核外基因。2第二章植物的水分代谢1、植物细胞内水分以束缚水和自由水两种状态存在。束缚水－－与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。自由水－－与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。自由水束缚水两者比值原生质代谢生长抗逆性高溶胶旺盛快弱低凝胶活性低迟缓强2、水是细胞原生质的主要组分。3、水在植物的生理活动中有重要的作用：（1）水是代谢反应物。（2）水是物质运输、吸收及生化反应的介质。（3）水维持细胞膨压，促进生长。（4）水能使植物保持固有的姿态。4、水对植物生存有重要的生态意义：（1）水对植物体温的调节（2）水对植物生存环境的调节（3）水的透光性使水生植物的需光反应正常进行5、生理需水：指用于植物生命活动和保持植物体内水分平衡所需要的水分。生态需水：指利用水的理化特性，调节植物生态环境所需要的水分6、水势：每偏摩尔体积中水的化学势差。（了解水势、自由能、化学势）7、纯水的化学势μw0规定为0。溶液的水势为负值。8、溶质势ψs：由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。9、标准压力下，溶液的水势等于其溶质势，即ψw＝ψs。溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此溶质势又可称为渗透势。10、稀溶液的溶质势可用范特霍夫(VantHoff)公式（经验公式）来计算：ψs＝ψπ=-π=-iCRT式中ψs：溶质势；ψπ；渗透势；π:渗透压；i:溶质的解离系数；C:质量摩尔浓度(mol·kg-1)；R:气体常数(0.0083dm3·MPa·mol-1·K-1)；T:绝对温度(K)11、衬质势ψm：由于衬质的存在引起体系水势降低的数值称为衬质势。12、压力势ψp（符号缩写）13、植物细胞吸水方式分为以下三种：渗透吸水、吸胀吸水、降压吸水。14、水通道蛋白：生物膜上具有通透水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。（以前考过）15、Ψ细胞Ψ外液，细胞吸水，体积变大，此外液称高水势溶液Ψ细胞=Ψ外液，水分平衡，体积不变，此外液称等水势(等渗)溶液Ψ细胞Ψ外液细胞失水，体积变小，此外液称低水势溶液，会发生质壁分离16、植物细胞吸水与失水取决于细胞与外界环境之间的水势差（△ψw）。17、相邻两个细胞之间水分移动的方向，取决于两细胞间的水势差，水分总是顺着水势梯度移动。18、土壤—植物—大气连续体系(SPAC)（符号缩写）19、植物根系吸水，按其吸水动力不同可分为两类：主动吸水和被动吸水。3主动吸水：—由植物根系生理活动而引起的吸水过程。根系主动吸水的动力是根压。被动吸水：植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程。20、伤流和吐水是证实根压存在的两种生理现象。21、蒸腾作用：植物体内的水分以气体方式散失到大气中去的过程。与一般的蒸发不同，蒸腾作用是一个生理过程，受到植物体结构和气孔行为的调节。22、蒸腾作用的主要方式为叶片蒸腾，它包括角质层蒸腾和气孔蒸腾。23、无机离子泵学说：又称K+泵学说。保卫细胞质膜上存在着的H+-ATP酶，有着质子泵的作用，它可被光激活，水解由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP，产生的能量将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中,使得保卫细胞内的pH值升高，电势变低。这种由光照引起的保卫细胞跨膜的H+梯度和膜电位合称为H+电化学势梯度。在H+电化学势梯度的驱动下，钾离子从周围细胞经保卫细胞质膜上的内向K+通道进入保卫细胞，再进一步进入液泡，K+浓度增加，水势降低，水分进入,气孔张开。在K+进入保卫细胞的同时，还伴随着等量负电荷的阴离子，如氯离子和苹果酸根进入，以保持保卫细胞的电中性，这也具有降低水势的效果。氯离子可能是通过Cl--H+共运载体进入保卫细胞的。暗中，光合作用停止，H+-ATP酶停止做功，保卫细胞的质膜去极化，驱使K+经外向K+通道向周围细胞转移，并伴随着阴离子的释放，导致保卫细胞水势升高，水分外移，气孔关闭。24、通常气孔在光下张开,暗中关闭。25、“内聚力学说”即植物体内水分具有相当大的内聚力，且水分子的内聚力远大于水柱张力，同时水分子与导管壁间还有附着力，从而维持导管水柱的连续性，使得水分不断上升。第三章植物的矿质与氮素营养1、氮不存在于灰分中,也不是土壤的矿质成分，所以氮不是矿质元素。2、必需元素是指对植物生长发育必不可少的元素。判断某种元素是否为植物必需元素有三条标准:不可缺少性、不可替代性、直接功能性。3、根据上述标准,现已确定植物的必需元素有19种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯、硅、镍、钠。后15种为矿质元素。依据这些元素在植物体内的含量,将其分为大量元素和微量元素两大类。大量元素：植物需要量大的必需元素称大量元素，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si，等10种，它们约占植物体干重的10-2%～10%；微量元素：植物需要量甚微，稍多即产生危害的必需元素称微量元素，包括Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、Na等9种，它们约占干重的10-5%～10-2%。4、确定植物必需矿质元素的方法：1）.溶液培养法(水培法)；2）.砂基培养法(砂培法)。5、植物必需元素的一般作用：1）.细胞构成物质的组分；2）.生命活动的调节者；3）.电化学作用；4）.作为信使物质。【1】细胞结构物质的组成成分•N是蛋白质，核酸，细胞质，细胞核，叶绿素，植物激素等的组成成分是生命元素。•P是核酸，磷脂，——细胞核，生物膜成分。•Ca是细胞壁，CaM（第二信使）的成分。•NMg是叶绿素组成成分。【2】植物生命活动的调节者4•MoKCaMnCl是固氮酶和许多反应及酶的激活剂。•P参与物质代谢和能量转化及物资运输。•ClMn参与光合水光解。•B促进花粉粒的萌发及花粉管的伸长。•Zn是Trp合成酶的辅因子。所以能促进生长作为细胞重要的信号转导信使，如Ca2+为信号转导中的重要第二信使;•作为渗透调节物质调节细胞的膨压等。如：K＋、CI-。【3】起电化学作用1）通过离子浓度平衡进行渗透调节；2）K、Ca能调节原生质的溶胶---凝胶状态；3)促使胶体稳定；4）电荷中和作用可调节PH值。6、肥料三要素：N、P、K氮的吸收方式：NH4+或NO3-；尿素、氨基酸。生理作用：氮是构成蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，叶绿素、某些植物激素、维生素等也含有氮，又称为生命元素。7、载体蛋白，又称为载体、透过酶或转运酶。是一类跨膜转运物质的内在蛋白。当转运物质时，载体蛋白首先在膜一侧有选择地与离子（分子）结合形成载体-离子（分子）复合体，然后载体蛋白产生构象变化,将被转运离子（分子）暴露于膜的另一侧并释放出去。8、离子泵:离子泵是指一些具有ATP水解功能，并能利用ATP的能量将离子逆电化学势梯度进行跨膜转运的膜载体蛋白。9、植物细胞吸收矿质元素的方式：1）被动吸收：不需要代谢来直接提供能量的、顺电化学势梯度吸收矿质的过程。2）主动吸收：要利用呼吸释放的能量才能逆电化学势梯度吸收矿质的过程。10、根系对矿质与水分吸收的相互关系：(1)相互关联：盐分一定要溶于水中,才能被根系吸收,并随水流进入根部的质外体。而矿质的吸收，降低了细胞的渗透势，促进了植物的吸水。以水调肥，肥水互促。(2)相互独立：两者的吸收不成比例；①吸收机理不同:水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主,而矿质吸收则是主动吸收为主。②分配方向不同：水分主要分配到叶片，而矿质主要分配到生长中心。11、根系对离子吸收具有选择性。离子的选择吸收是指植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子吸收的比例不同的现象。1.生理碱性盐：例如NaNO３吸收NO3-Na+土壤溶液PH2.生理酸性盐：例如(NH４）２SO4吸收NH4+SO4-土壤溶液PH3.生理中性盐：例如NH4NO3吸收NH4+=NO3-土壤溶液PH不变11、植物培养在某一单盐溶液中,不久即呈现不正常状态,最后死亡。这种现象称单盐毒害。12、硝酸盐的还原：植物体内硝酸盐转化为氨的过程。在一般田间条件下,NO-3是植物吸收的主要形式513、硝酸还原酶(NR)：催化硝酸盐还原为亚硝酸盐的酶；是一种可溶性的钼黄素蛋白；一种诱导酶(受底物的诱导而合成的酶)，NR的活性可作为植物利用氮素能力的指标。绿色组织中硝酸还原供氢体是NADH，而在非绿色组织（如根组织）中的硝酸还原酶可以NADH或NADPH为氢供体。14、亚硝酸还原酶NiR)：指催化亚硝酸盐还原为铵的酶，受光照和硝酸根的诱导而合成。15、无土栽培：是指用营养液(化学肥料溶液)代替土壤栽培植物的方法。第四章植物的光合作用1、光合作用的意义：1）.把无机物变为有机物的重要途径；2）.巨大的能量转换过程“能量转换站”；3）.维持大气中O2和CO2的相对平衡。2、叶绿体是光合作用的场所，叶绿体色素在光能的吸收、传递和转换中起着重要作用。3、蛋白复合体主要有四类：即光系统Ⅰ（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、Cytb６/f复合体和ATP酶复合体（ATPase）。4、类囊体膜参与了光能吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应，类囊体膜也称光合膜。5、光合色素有3大类：叶绿素(a：b=3：1)，类胡萝卜素(胡萝卜素：叶黄素=1:2)，藻胆素。三者共同特点：分子内具有许多共轭双键，能捕获光能，捕获光能能在分子间传递。6、叶绿素是双羧酸的酯。高等植物光合色素按化学结构可分为两类四种：叶绿素｛叶绿素a和叶绿素b｝类胡萝卜素｛胡萝卜素和叶黄素｝7、天线色素或聚(集)光色素(lightharvestingpigment):不能参与光化学反应，起吸收和传递光能的作用，大多数的叶绿素a、全部的叶绿素b、类胡萝卜素。反应中心色素：参与光化学反应，它不仅能捕获光能，还能将光能转换成电能处于光系统中反应中心部分叶绿素a分子，如：P700、P680。无论是天线色素还是反应中心色素，它们只有与蛋白质结合组成色素蛋白复合体后才能行使其功能。8、根据能量转化的性质，将光合作用分为三个