植物生理学重点总结.docx

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植物生理学重点总结

水势:

每偏摩尔体积水的化学势差。

就是说，水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得的商，称为水势。

蒸腾作用：

是指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。

光合作用：

绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2和水，制造有机物并释放氧气的过程，称为光合作用。

原初反应：

光合作用的第一幕是原初反应，指光合作用从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程，其中包含色素分子对光能的吸收、传递和转换的过程。

光和单位：

聚光色素系统+反应中心

光呼吸：

植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过程称为光呼吸。

细胞信号转导：

指细胞偶联各种刺激信号（包括各种内外源刺激信号）与其引起的特定生理效应之间的一系列分子反应机制。

植物激素：

一些在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物。

植物生长调节剂：

一些具有植物激素活性的人工合成物质。

顶端优势：

植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。

光形态建成：

依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，就称为光形态建成。

细胞全能性：

植物体的每个细胞都携带着一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。

春化作用：

低温诱导植物开花的过程称为春化作用。

（接受低温影响的部位是茎尖端的生长点和嫩叶。

而光周期由叶片感受。

）

渗透调节：

通过加入或除去细胞内的溶质，从而使细胞内外的渗透势相平衡的现象称为渗透调节。

生理钟：

生物对昼夜的适应而产生生理上有周期性波动的内在节奏。

呼吸跃变：

当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然后突然升高，然后又下降的现象。

根吸水动力：

根压和蒸腾压力

大量元素：

碳氢氧氮磷硫；微量元素：

铁锰锌铜硼钼氯镍

可移动元素;氮镁钾锌（老叶缺素）；不可移动元素：

钙铁锰硫（新叶缺素）

木质部：

由下而上运输；韧皮部：

双向运输

叶绿体：

卡尔文循环形成丙糖磷酸，最终合成淀粉。

胞质溶胶：

叶绿体中丙糖磷酸运送至胞质溶胶，最后形成蔗糖。

生长素：

吲哚乙酸；赤霉素、细胞分裂素、脱落酸前体：

甲瓦龙酸；乙烯前体：

甲硫氨酸

植物生长促进剂：

生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯类；

植物生长抑制剂：

抑制顶端优势等，外施赤霉素不可逆转，外施生长素可逆转。

脱落酸，肉桂酸，茉莉酸等。

植物生长延缓剂：

抗赤霉素。

外施赤霉素可逆转。

植株矮小，茎粗，节间短，

光敏色素有两种：

红光吸收型Pr660nm和远红光吸收型Pfr730nm。

Pr吸收660红光后转变为Pfr，而Pfr吸收730远红光后，会逆转为Pr。

Pfr是生理激活型，Pr是生理失活型。

低温时，脂肪酸去饱和，使不饱和脂肪酸增多，膜在较低温度时仍保留液态，对抗冷害有一定保护作用。

一、简述气孔运动机理的钾离子吸收学说：

保卫细胞质膜上有ATP质子泵，分解ATP,分泌H+到保卫细胞外，使pH升高。

同时使保卫细胞质膜超极化。

质膜内侧电势变得更负，驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞，再进入液泡。

保卫细胞中积累较多的K+，水势降低，水分进入保卫细胞，气孔张开。

二、植物必须的矿质元素需满足那些条件？

1.完成植物整个生长周期不可缺少的。

2.在植物体内的功能是不能被其他元素代替的。

3.直接参与植物的代谢作用的。

三、植物细胞对矿质元素的吸收途径：

离子通道：

对电势梯度或多种刺激有反应。

载体蛋白：

单向运输（顺电化学势梯度），同向运输或反向运输（能量由偶联的质子电化学势梯度提供）。

离子泵：

实质上是ATP酶

四、光和电子传递链组成及其电子传递途经

类囊体膜上的光和电子传递体是由光系统PSⅠ、PSⅡ和细胞色素b6f组成的。

PSⅡ组成：

PSⅡ反应中心，捕光复合体Ⅱ，放氧复合体

功能：

水的光解，把水中电子传至质体醌

过程：

1.水裂解放氧（放氧复合体）

2.电子传递：

捕光复合体Ⅱ吸收光能传递给P680，H20-Z原初电子供体-P680-脱镁叶绿素Pheo（原初电子受体）-QA-QB

细胞色素b6f功能：

把质体氢醌PQH2中电子传给质体蓝素PC,同时将氢质子释放到类囊体腔。

传递路线：

PQH2--Cytb6f--PC--PSⅠ的P700

PSⅠ组成：

反应中心色素P700，电子受体，PSⅠ捕光复合体

功能：

将电子从PC传递给铁氧还蛋白

电子传递：

P700--A0--A1--铁氧还蛋白

总结：

1.PSⅡ、PSⅠ反应中心吸光

2.PSⅡ接受水释放的电子

3.脱镁叶绿素释放电子至醌

4.Cytb6f传递电子到质体蓝素

5.电子受体A0经一系列受体将电子传递至铁氧还蛋白

6.铁氧还蛋白-NADP还原酶还原NADP+为NADPH用于卡尔文循环还原CO2

光和磷酸化：

光驱动并贮存在跨累囊体膜的质子梯度的能量把ADP和磷酸合成为ATP的过程。

五、C3途径：

CO2+RuBP--PGA--PGAld--RuBP

羧化：

CO2+RuBP（RuBP羧化酶）--PGA

RuBP（1,5-二磷酸核酮糖）PGA（甘油酸三磷酸）

还原：

PGA+ATP（PGA激酶）--DPGA+NADPH（甘油醛-3-磷酸脱氢酶）--PGAld

DPGA（甘油酸-1,3-二磷酸）PGAld（甘油醛-3-磷酸）

更新：

PGAld经过一系列转变再形成RuBP.

六、景天酸代谢CAM途径

夜晚气孔开放，吸进CO2，在PEP羧基酶作用下，与PEP结合，形成OAA，进一步还原为苹果酸，积累于液泡中。

白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运送到胞质溶胶，在NADP-苹果酸酶作用下，氧化脱羧，放出CO2，参与卡尔文循环，形成淀粉等。

此特点与植物适应干旱地区有关。

白天缺水，气孔关闭，植物便利用前一个晚上固定的CO2进行光合作用。

七、光呼吸在哪几个细胞器中进行，光呼吸的生理意义及底物

叶绿体、过氧化物酶体、线粒体

底物：

乙醇酸

CO2抑制光呼吸而促进光合作用，O2抑制光合作用而促进光呼吸。

光呼吸实质是CO2和O2对RuBP的竞争。

生理功能：

在干旱和高辐射期间，气孔关闭，CO2不会进入，会导致光抑制。

此时光呼吸释放CO2，消耗多余能量，对光和器官起保护作用，避免产生光抑制。

Rubisco同时具有羧化和加氧的功能，在有氧条件下，光呼吸虽然损失一些有机碳，但通过C2循环还可收回75%的碳，避免损失过多。

八、为何C3没有C4光和效率高？

结构（花环），功能，酶活性，过程

C3途径：

CO2+RuBP--PGA--PGAld--RuBP

C4途径：

CO2+PEP--OAA--苹果酸（叶肉）--丙酮酸，释放CO2进入卡尔文循环（维管束鞘）--丙酮酸（叶肉）--PEP

叶片结构

C4花环形结构：

维管束鞘薄壁细胞外有一层或几层叶肉细胞。

维管束鞘薄壁细胞大，叶绿体数目少，个体大，没有基粒或基粒发育不良。

叶肉细胞内叶绿体小，数目多，有基粒。

C3没有花环结构，维管束鞘周围叶肉细胞排列疏松，维管束鞘薄壁细胞较小，不含或很少叶绿体。

C4植物叶肉细胞PEP羧基酶固定CO2,生成的C4酸转移到维管束薄壁细胞中，放出CO2，参加卡尔文循环，形成糖类。

光和特性

C4植物PEP羧基酶活性比C3强60倍，因此，C4植物光合速率比C3植物快许多。

PEP羧基酶对CO2亲和力大，C4植物能够利用低浓度的CO2，而C3不能。

C4光呼吸低于C3

C4的CO2泵，使维管束鞘薄壁细胞CO2/O2高，Rubisco作用羧化大于加氧。

光呼吸酶系主要集中于维管束鞘薄壁细胞内，即使光呼吸放出CO2，也被外周叶肉细胞利用固定，不易漏出。

九、巴斯德效应和糖酵解的调节

巴斯德观察到氧有抑制酒精发酵的现象，即氧可以降低糖类的分解代谢和减少糖酵解产物的积累，这种现象被称为巴斯德效应。

糖酵解的调节酶是果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶。

十、装载、卸出压力流学说

有机物由韧皮部运输，主要是韧皮部的筛管和伴胞。

伴胞有三种：

1.通

韧皮部运输物质主要是水，糖类以非还原糖为主，如蔗糖（化学性质比还原糖稳定）。

装载：

光合产物从叶肉细胞到筛分子-伴胞复合体的整个过程。

1.叶绿体--胞质溶胶（变蔗糖）2.叶肉细胞--细脉筛分子附近3.运入筛分子和伴胞。

质外体途径：

糖从某些点进入质外体（细胞壁）到达韧皮部的过程。

蔗糖质子协同运输：

筛分子--伴胞复合体质膜中的ATP酶，不断地将H+泵入质外体（细胞壁）。

质外体的H+浓度比共质体高，形成质子梯度，作为推动力，蔗糖与质子沿着这个质子梯度通过蔗糖-质子同向运输器，一起进入筛分子-伴胞复合体。

共质体途径：

糖从共质体（细胞质）通过胞间连丝到达韧皮部的过程。

多聚体-陷阱模型：

叶肉细胞合成的蔗糖运到维管束鞘细胞，经过胞间连丝进入居间细胞，居间细胞内的运输蔗糖分别于一分子或两分子的半乳糖合成棉子糖或水苏糖，这两种唐分子大，不能扩散回维管束鞘细胞，只能运送到筛分子。

卸出：

原则是阻止蔗糖被重新装载。

共质体途径只在嫩叶和根尖。

质外体卸出有两种途径：

1.甘蔗、甜菜，蔗糖送到质外体后水解为葡萄糖和果糖，被库细胞吸收后再结合为蔗糖。

2.大豆、玉米，蔗糖通过质外体直接进入。

压力流学说：

源细胞将蔗糖装载入筛分子-伴胞复合体，降低源端筛管内的水势，筛分子从邻近木质部吸收水分，产生高膨压。

同时，库端筛管内蔗糖不断运出，库端筛管水势升高，水分流到木质部，降低库端筛管膨压。

源端和库端之间就存在膨压差，推动筛管内同化产物的集流，由源端向库端运输。

十一、细胞信号转导的四个步骤

1.信号分子与细胞表面受体结合

2.跨膜信号转换

3.在细胞内通过信号转导网络进行信号传递、放大与整合

4.导致生理生化变化

十二、什么叫顶端优势，怎么产生的？

生长素极性运输原理

生长素极性运输是指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输。

机制，化学渗透假说：

质子泵水解ATP，将H+泵出，使细胞壁pH降低。

酸性环境中IAA为非解离型，亲脂，易扩散入膜。

IAAˉ亲水，不易入膜，在输入载体AUX1蛋白协助下由胞质顶端流入胞质溶胶。

胞质溶胶内的生长素又在细胞基部质膜的输出载体PIN和PGP蛋白协助下输出细胞。

如此反复进行，就成了生长素的极性运输。

顶芽优先生长而侧芽受抑制的

十三、乙烯三重反应，生物合成的酶调节

三重反应（黄化幼苗对乙烯生长反应）：

抑制伸长生长（矮化）,促进横向生长（加粗），地上部分失去负向重力性生长（偏上生长）

酶的调节：

甲硫氨酸——S-腺苷甲硫氨酸（SAM）——1-氨基环丙烷-1羧酸（ACC）ACC合酶——乙烯ACC氧化酶/丙二酰-ACC（MACC）ACC丙二酰基转移酶

ACC丙二酰基转移酶活性强时，形成MACC多，ACC就少，乙烯释放量就少；否则乙烯增多。

乙烯除了抑制ACC合酶外，还促进ACC丙二酰基转移酶活性，从而抑制乙烯的生成（自我抑制）。

所以ACC丙二酰基转移酶的活性对乙烯生成起着重要的调节作用。

十四、植物向光性机制/向重力性机制

向光性：

高等植物对蓝光信号转导的光受体是向光素1和向光素2，位于植物表皮细胞，叶肉细胞和保卫细胞质膜上。

他们是黄素蛋白，蛋白部分表现出丝氨酸/苏氨酸激酶活性。

照射蓝光时，激酶部分发生自身磷酸化而激活受体，其作用光谱与向光性作用光谱十分相似。

在单侧弱蓝光照射下，向光素磷酸化呈侧向梯度，诱发胚芽鞘尖端IAA向背光一侧移动。

IAA一旦到达顶端背光一侧，就运到伸长区，刺激细胞伸长，背光一侧生长快过向光一侧，胚芽鞘向光弯曲。

向重力性：

根正向重力性。

根平放时，平衡石沉降到细胞下侧的内质网上，产生压力，诱发内质网释放Ca到细胞质中。

Ca和钙调蛋白结合，激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，细胞下侧积累过多的钙和生长素，影响该侧细胞生长，导致上侧生长快于下侧，根向重力方向弯曲。

茎横放，感受器官中的平衡石沉降到细胞下侧，呈重力反应，下侧积累较多的生长素、赤霉素和乙烯，生长快，节间向上弯曲生长。

十五、渗透调节

干旱、高温、低温、盐渍等不良环境下，细胞被动丢失水分，逆境诱导参与渗透调节的基因表达，形成一些渗透调节物质，提高细胞内溶质浓度，降低水势，使细胞能从外界继续吸水，植物就能正常生长。

渗透调节物质有脯氨酸，甜菜碱，山梨糖醇。

十七、简述五大类激素生理作用（每激素主要作用至少三个）

生长素IAA

1.促进伸长生长2.促进生根3.维持顶端优势4.形成无籽果实（对养分的调运）5.影响性别分化（通过乙烯诱导雌花分化）6.抑制花朵脱落，叶片衰老，侧枝生长，块根形成

赤霉素GA

1.促进茎的伸长生长2.促进种子萌发，打破休眠3,促进莲座状植物的开花4.改变苹果果型5.促进坐果和果实生长6.诱发α淀粉酶的形成7.抑制成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成

细胞分裂素CTK

1.促进细胞分裂与乙烯ET（前提甲硫氨酸）

1.促进解除休眠2.地上部和根的生长和分化3.叶片和果实脱落4.两性花中雌花形成5.促进花和果实衰老6.三重反应7.抑制生长素转运，茎和根的伸长

脱落酸ABA

1.促进叶、花、果实脱落2.促进气孔关闭3.促进叶片衰老4.促进光合产物运向发育果实5.促进果实产生乙烯，果实成熟6.抑制种子发芽7.抑制IAA运输8.抑制植株生长

十八、光对植物生长发育作用

直接作用：

光合作用——物质来源

间接作用：

1.参与光形态建成（光敏色素）2.与一些植物开花有关（光周期）3.日照时数影响植物的生长和休眠4.影响一些植物种子的萌发5.影响叶绿素的生物合成6.影响植物伸长生长7.调节气孔开闭8.影响植物的向性运动（向光性）

总之，影响是全面的，从种子萌发，生长，光合作用，开花，衰老。

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