植物生理学之欧阳生创编.docx
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植物生理学之欧阳生创编
植物生理学
一、
时间：
2021.02.08
创作人：
欧阳生
二、名词解释
1、C4植物：
具有四碳二羧酸途径的植物。
2、CO2同化：
CO2同化成碳水化合物的过程。
3、EMP途径（糖酵解途径）：
细胞质基质中的己糖经过一系列酶促反应步骤分解成丙酮酸的过程。
4、单盐毒害：
溶液中只有一种金属离子时，对植物起有害作用的现象。
5、电子传递链（呼吸链）：
呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。
6、顶端优势：
顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象。
7、冻害：
当温度降到0℃以下，植物体内发生冰冻，因而受伤甚至死亡的现象。
8、光合链;连接两个光反应系统、排列紧密而互相衔接的电子传递物质。
9、光合磷酸化：
叶绿体在光下把无机磷酸和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程。
10、光合速率：
通常指单位时间、单位叶面积吸收CO2的物质的量或放出O2的物质的量。
11、光合作用：
绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程。
12、光呼吸：
指植物的绿色细胞在光照条件下进行的吸收O2并放出CO2的过程。
13、光形态建成：
依赖光控制细胞的分化、结构和功能改变,最终汇集成组织和器官的建成，即光控制发育的过程。
14、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。
15、极性运输：
生长素只能从形态学上端向下端的方向运输，而不能向相反的方向运输。
16、集流运输速率：
指单位截面积筛分子在单位时间内运输物质的量，常用g/（m²·h）或g/（mm²·s）。
17、假环式电子传递：
指水光解放出的电子经PSⅡ和PSⅠ两个光系统，最终传给O2的电子传递。
18、简单扩散：
生物膜允许一些疏水分子和小而不带电的极性分子，以简单扩散方式通过细胞膜，溶质从浓度较高的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。
19、近似昼夜节奏：
在没有昼夜变化和温度变化的恒温条件下，叶子的升起和下降运动的每一周期近似24小时的周期性变化节律。
20、矿质营养：
是指植物对矿物质的吸收、转运和同化。
21、磷酸戊糖途径：
是指葡萄糖在细胞质基质和质体中的可溶性酶直接氧化，产生NAOPH和一些磷酸糖的酶促过程。
22、能荷：
细胞中由ATP在全部腺苷酸中所占有的比例。
它所代表的是细胞中腺苷酸系统的能量状态。
23、柠檬酸循环（三羧酸TCA循环或Krebs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，彻底氧化分解的过程。
24、生长大周期：
无论是细胞、组织、器官，还是个体乃至群体，在其整个生长进程中，生长速率均表现出“慢－快－慢”的节奏性变化。
通常，把生长的这三个阶段总和起来，叫做生长大周期。
25、生理钟（生物钟）：
生物因对昼夜的适应而产生生理上有周期性波动的内在节奏。
26、受体：
指能够特异地识别并结合信号、在细胞内放大、传递信号的物质。
存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子。
27、水分临界期：
植物对水分不足特别敏感的时期。
28、水势：
每偏摩尔体积水的化学势差。
也就是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商。
29、同化力：
由于ATP和NADPH用于碳反应中二氧化碳的同化，把这两种物质合体称为同化力。
30、诱导酶：
是指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下，可以生成这种酶，这种现象就是酶的诱导形成（或适应形成），所形成的酶便叫做诱导酶或适应酶。
31、蒸腾比率：
是植物蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2的物质的量比值。
32、蒸腾作用：
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。
33、植物激素：
是指在植物体合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育具有显著调节作用的微量有机物。
34、植物生长物质：
是指植物激素、植物生长调节剂和植物体内其它能调节植物生长发育的微量有机物。
35、主动运输：
是指离子（或溶质）跨过生物膜需要代谢能量，逆电化学势梯度向上进行运输的方式。
36、组织培养：
指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体和花药等，在人工控制的培养基上培养，使其生长、分化以及形成完整植株的技术。
37、逆境：
对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。
逆境的种类可分为生物逆境、理化逆境等类型。
38、冷害：
冰点以上低温对植物的危害。
冷害主要由低温引起生物膜的膜相变与膜透性改变，造成新陈代谢紊乱引起的。
39、渗透调节：
通过加入或去除细胞内的溶质，从而使细胞内外的渗透势相平衡的现象。
40、呼吸跃变：
果实成熟到一定程度时，呼吸速率先是降低，后突然升高，后又下降的现象。
41、脱落：
指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程。
42、光周期诱导：
植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下仍然可开花。
43、光周期：
在一天之中，白天和黑夜的相对长度。
44、临界暗期：
是指昼夜周期中，短日植物能够开花所必需的最短暗期长度，或长日植物能够开花所必需的最长暗期长度。
45、极性：
表现在植物的器官、组织或细胞的形态学两端在生理上的差异性（异质性）
46、相关性：
植物各部分之间相互联系、相互制约、协调发展的现象。
47、感性运动：
指由没有一定方向性的外界刺激所引起的运动，运动的方向与外界刺激的方向无关。
48、三重反应：
乙烯可抑制黄化豌豆幼苗上胚轴的伸长生长，促进其加粗生长，地上部分失去负向地性生长（偏上生长）。
49、蛋白激酶：
受体本身是一种酶蛋白，具有胞外感受信号区域、跨膜区域和胞内的激酶区域。
50、有氧呼吸：
指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。
51、无氧呼吸：
指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
二、符号翻译
磷酸烯醇丙酮酸（PEP）2，4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）S-腺苷甲硫氨酸（SAM）茉莉酸（JA）病原相关蛋白（PR）程序性细胞死亡（PCD）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）抗冻蛋白（AFP）
吲哚乙酸（IBA）超氧化物歧化酶（SOD）2，4-二硝基苯酚（DNP）吲哚-3-乙酰胺（IAM）
氯化氯代胆碱（CCC）钙调蛋白/钙调素（CAM）黄素单核苷酸（FMN）乙烯（ETH）脱落酸（ABA）α-萘乙酸（NAA）赤霉素（GA）生长素（IAA）细胞分裂素（CTK）远红光吸收型（Pfr）
红光吸收型（Pr）呼吸商（RQ）水杨酸（SA）短日植物（SDP）长日植物（LDP）糖酵解（EMP）磷酸戊糖途径（PPP）三羧酸循环（TCA）乙醇酸循环（CAC）光和磷酸化（PSP）蛋白激酶（CDK）己糖磷酸途径（HMP）日中性植物（NDP）油菜素内酯（BL）细胞色素（Cyt）氧化态辅酶Ⅱ（NADP+）黄素蛋白（FP）辅酶Q（CoQ）泛醌（UQ）苹果酸（Mal）氧化态谷光甘肽（GSSG）净同化率（NAR）苯丙氨酸解氨酶（PLA）草酰乙酸（OAA）质体蓝素（PC）铁氧还蛋白（Fd）RuBP加氧酶（RuBPO）铁硫蛋白（Fe—S）维管束鞘细胞（BSC）景天科植物酸代谢（CAM）PEP羧化酶（PEPCase）
3—磷酸甘油酸（PGA）质体醌（PQ）半醌离子（Q）净同化速率（Pn）去镁叶绿素（Pheo）1,5—二磷酸核酮糖（uBP）光饱和点（LSP）光补偿点（LCP）磷酸丙糖（TP）还原酶（NADP+）水势（Ψw）压力势（ψp）溶质势（ψs）衬质势（ψm）渗透势（ψπ）筛管分子—伴胞（SE—CC）铁氧还蛋白（FNR）水孔蛋白（AQP）兆帕（MPa）聚光色素复合体（LHC）质子动力势（PMF）
二氯苯基二甲基脲，敌草隆（DCMU）P680：
吸收峰波长为680nm的叶绿素分子二聚体二、简答题
1、小麦种子和香蕉果实在成熟期间发生了哪些生理生化变化？
①小麦种子在成熟过程中发生的生理生化变化：
营养器官的有机物运往种子，有机物主要向合成部位进行运输，把可溶性的低分子有机化合物转化为不溶性的高分子有机物，积累在胚乳中。
呼吸速率与有机物积累速率成平行关系。
种子中的内源激素也在不断变化。
成熟时含水量减少，干物质增加。
②香蕉：
淀粉转变为可溶性糖；有机酸转变为糖或盐，部分被消耗；单宁被过氧化物酶氧化，或凝结成不溶的盐，一部分转化为葡萄糖，涩味消失；果实软化，香味产生，叶绿素破坏而退绿。
2、将北方的苹果引起华南地区种植，苹果仅进行营养生长而不开花结果，试分析其原因。
答：
冬天的温度太高，不能使苹果树进行正常的休眠，使能量消耗太多。
3、试比较PSI和PSII的结构及功能特点。
PSII
PSI
位于类囊体的堆叠区，颗粒较大
位于类囊体非堆叠区，颗粒小
由12种不同的多肽组成
由11种蛋白组成
反应中心色素最大吸收波长680nm
反应中心色素最大吸收波长700nm
水光解，释放氧气
将电子从PC传递给Fd
含有LHCII
含有LHCI
4、一般来说，C4植物比C3植物的光合产量要高，试从它们各自的光合特征以及生理特征比较分析。
C3
C4
叶片结构
无花环结构，只有一种叶绿体
有花环结构，两种叶绿体
叶绿素a/b
2.8+-0.4
3.9+-0.6
CO2固定酶
Rubisco
PEPcase/Rubisco
CO2固定途径
卡尔文循环
C4途径和卡尔文循环
最初CO2接受体
RUBP
PEP
光合速率
低
高
CO2补偿点
高
低
饱和光强
全日照1/2
无
光合最适温度
低
高
羧化酶对CO2亲和力
低
高，远远大于C3
光呼吸
高
低
总体的结论是，C4植物的光合效率大于C3植物的光合效率。
5、C3植物、C4植物和CAM在固定CO2方面的异同。
C3
C4
CAM
受体
RUBP
PEP
PEP
固定酶
Rubisco
PEPcase/Rubisco
PEPcase/Rubisco
进行的阶段
CO2羧化、CO2还原、更新
CO2羧化、转变、脱羧与还原、再生
羧化、还原、脱羧、C3途径
初产物
PGA
OAA
OAA
能量使用
先NADPH后ATP
6、植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？
如何用实验方法证明植物生长需这些元素
答：
分为大量元素和微量元素两种：
大量元素：
CHONPSKCaMgSi，微量元素：
FeMnZnCuNaMoPClNi，实验的方法：
使用溶液培养法或砂基培养法证明：
通过加入部分营养元素的溶液，观察植物是否能够正常的生长。
如果能正常生长，则证明缺少的元素不是植物生长必须的元素；如果不能正常生长，则证明缺少的元素是植物生长所必须的元素。
7、细胞吸收水分和吸收矿质元素有什么关系？
有什么异同？
答：
关系：
水分在通过集流作用吸收时，会同时运输少量的离子和小溶质调节渗透势。
相同点：
①都可以通过扩散的方式来吸收。
②都可以经过通道来吸收。
不同点：
①水分可以通过集流的方式来吸收。
②水分经过的是水通道，矿质元素经过的是离子通道。
③矿质元素还可以通过载体、离子泵和胞饮的形式来运输。
8、呼吸作用的生理意义
①呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量呼吸作用释放能量的速度较慢，而且逐步释放，适合于细胞利用。
②呼吸过程为其它化合物合成提供原料呼吸作用是植物体内各种有机物相互转化的枢纽，把体内的蛋白质代谢、脂肪代谢、碳素代谢等物质代谢紧紧的联系在一起。
③为代谢活动提供还原力呼吸过程中形成的NADH、NADPH、UQH2等可为蛋白质、脂肪生物合成、硝酸盐还原等过程提供还原力。
④增强植物抗病免疫能力植物受到病菌侵染或受伤时，呼吸速率升高，分解有毒物质或促进伤口愈合。
9、糖酵解的生理意义
①糖酵解普遍存在于生物体中,是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径。
②糖酵解的一些中间产物和最终产物丙酮酸，化学性质十分活跃，产生不同的物质。
③糖酵解途径中,除了己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶所催化的反应以外,其余反应均可逆转,这就为糖异生作用提供了基本途径。
④糖酵解释放一些能量，供,生物体需要，尤其是对厌氧生物。
10、三羧酸循环的生理意义
①TCA循环是生物体利用糖或其它物质氧化获得能量的有效途径。
②乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸，使两个碳原子进入循环。
TCA循环中释放的CO2中的氧，不是直接来自空气中的氧，而是来自被氧化的底物和水中的氧。
③在每次循环中消耗2分子H2O。
一分子用于柠檬酸的合成，另一分子用于延胡索酸加水生成苹果酸。
水的加入相当于向中间产物注入了氧原子，促进了还原性碳原子的氧化。
④TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进行。
⑤该循环既是糖、脂肪、蛋白彻底氧化分解的共同途径；又可通过代谢中间产物与其他代谢途径发生联系和相互转变。
11、磷酸戊糖途径的生理意义
①该途径产生大量的NADPH，为细胞各种合成反应提供主要的还原力。
②该途径的中间产物为许多重要化合物合成提供原料。
③该途径己糖重组阶段的一系列中间产物及酶，与光合作用中卡尔文循环的大多数中间产物和酶相同，所以PPP可与光合作用联系起来。
12、末端氧化酶的多样性
项目
细胞色素氧化E
交替氧化E
酚氧化E
Vc氧化E
乙醇酸氧化E
分布部位
线粒体
线粒体
质体微体
细胞质
过氧化物体
所含金属
铁和铜
铁
铜
铜
无
对O2亲和力
极高
高
中等
低
极低
对氰化物敏感
敏感
不敏感
敏感
敏感
不敏感
13、水分跨膜运输的途径
一是跨膜脂双分子层的扩散；二是跨膜水孔蛋白的扩散。
水分跨膜运输的动力来自于渗透作用。
植物细胞是一个渗透系统，它的吸水取决于水势：
水势=渗透势+压力势。
细胞与细胞（或溶液）之间的水分移动方向，取决于两者的水势，水分从水势高处流向水势低处。
14、水分在植物体内的传输途径有两种：
径向传输（根系吸水）和轴向传输（水分向上运输）
15、根系吸水的途径有三种：
质外体途径、跨膜途径和共质体途径，后两种统称为细胞途径。
水分之所以能沿茎部导管或管饱上升，是因为下有根压，上有蒸腾拉力（较重要）。
水分子内聚力大于水柱张力，水柱连续，保证水分不断上升。
解释水分上升原因的学说：
内聚力学说。
16、植物失水方式有两种：
吐水和蒸腾。
17、呼吸作用的代谢途径有四种：
糖酵解、发酵作用、三羧酸循环和磷酸戊糖途径。
18、光合色素素的种类：
叶绿素和类胡萝卜素。
叶绿素分为叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）；类胡萝卜素分为胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）。
都不溶于水,而溶于有机溶剂。
19、光合作用过程
光合作用是积蓄能量和形成有机物的过程。
大致分为三步①原初反应，包括光能的吸收、传递和转换；②电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能（ATP和NADPH）;③碳同化把活跃的化学能转变为稳定的化学能（固定CO2，形成糖类）。
第一二个大步骤基本属于光反应，第三个大步骤属于碳反应。
能量转变
光能→
（光化学反应）→
活跃的化学能→
稳定的化学能
贮存能量的物质
量子
电子
ATP、NADPH
糖类等
完成能量转变的过程
原处反应
电子传递、光合磷酸化
碳同化
进行转变的部位
基粒类囊体
基粒类囊体
叶绿体基质
光、碳反应
光反应
光反应
碳反应
20、现已证实植物的必需元素有17种
大量元素（占植物干重的0.1%）9种：
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
微量元素（占植物干重的0.01%以下）8种：
Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
必需的矿质元素有13种：
P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
21、C3途径：
以RuBP（1,5-二磷酸核酮糖）为二氧化碳受体，二氧化碳固定后的最终初产物为PGA的光合途径。
C4途径以PEP为二氧化碳受体，二氧化碳固定后的最终初产物为四碳双羧酸的光合途径。
时间：
2021.02.08
创作人：
欧阳生
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