植物生理學(xué)潘瑞幟第五版筆記

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上植物生理學(xué)潘瑞幟+第五版筆記+ 植物生理學(xué)1至6章精簡摘要緒 論 一、植物生理學(xué)的定義、內(nèi)容和任務(wù)1.什么是植物生理學(xué)植物生理學(xué)是研究植物生命活動規(guī)律或原理的科學(xué)。它是植物學(xué)的一個分支。2植物生理學(xué)研究內(nèi)容植物生理學(xué)研究內(nèi)容概括起來有三個方面生長發(fā)育與形態(tài)建成：種子萌發(fā)、根莖葉生長、開花、結(jié)實、衰老、死亡等過程。物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化：植物體內(nèi)各種物質(zhì)的合成、分解及其相互轉(zhuǎn)換；植物體內(nèi)能量的吸收、轉(zhuǎn)換及貯藏。信息傳遞與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：植物感受外界信息。3植物生理學(xué)的基本任務(wù)一方面是探索生命活動的基本規(guī)律，進(jìn)行理論研究。另一方面是應(yīng)用該理論服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為栽培植物，改良和培育植物品

2、種提供理論依據(jù)。并能不斷提出控制植物生長的有效方法，從而改造自然，利用自然，造福人類。二、植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展第一階段：植物生理學(xué)的孕育階段第二階段：植物生理學(xué)奠基與成長階段第三階段：植物生理學(xué)發(fā)展與壯大階段第一章植物水分生理 第一節(jié) 水分在植物生命活動中的重要性一、植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)1.植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)有：自由水：距離細(xì)胞膠體顆粒較遠(yuǎn)，可以自由流 動的水分。束縛水：較牢固地被細(xì)胞膠體顆粒吸附，不易流動的水分。2.自由水/束縛水比值影響代謝自由水/束縛水比值高時，代謝旺盛；自由水/束縛水比值低時。代謝緩慢。二、 水在植物生命活動中的重要性1. 水是細(xì)胞的重要組成成分；2. 水是代謝

3、過程的反應(yīng)物質(zhì)；3. 水是各種物質(zhì)吸收和運輸?shù)娜軇?. 水能使植物保持固有的姿態(tài)；5. 水具有重要的生態(tài)意義：植物細(xì)胞對水分的吸收方式：滲透方式、吸脹方式(四）相鄰細(xì)胞水分移動的規(guī)律水分總是從水勢高的部位向水勢低的部位流動。 （五）擴(kuò)散：一種自發(fā)過程，指分子隨機(jī)熱運動所造成的物質(zhì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域移動。擴(kuò)散是物質(zhì)順著濃度梯度進(jìn)行的，適合于水分短距離的遷徙。（六）集流：液體中成群的原子或分子在壓力梯度下共同移動。水分集流與溶質(zhì)濃度梯度無關(guān)。水孔蛋白：是一類具有選擇性地、高效轉(zhuǎn)運水分的膜通道蛋白。 水孔蛋白的活化依靠磷酸化和脫磷酸化作用調(diào)節(jié)。如依賴Ca2+的蛋白激酶可使其絲氨酸殘基磷酸

4、化，水孔蛋白的水通道加寬，水集流通過量增加。如除去此磷酸基團(tuán)，則水通道變窄，水集流通過量減少。 水孔蛋白廣泛分布于植物各個組織。 功能：依存在的部位不同而有所不同。 維管束薄壁細(xì)胞中：可能參 與水分長距離的運輸，參與調(diào)節(jié)整個細(xì)胞的滲透勢。 根尖的分生區(qū)和伸長區(qū)中：有利于細(xì)胞生長和分化， 分布于雄蕊、花藥：可能與生殖有關(guān)二、吸脹吸水：親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象，無液泡的分生組織和干燥種子細(xì)胞、根尖莖尖分生細(xì)胞、果實和種子形成過程中靠吸脹吸水。原理：淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)這些親水性物質(zhì)吸水而膨脹。不同物質(zhì)分子吸脹力大小是：蛋白質(zhì) > 淀粉 > 纖維素植物散失水分的方式有兩種：1、以液體狀態(tài)跑

5、出體外-吐水現(xiàn)象2、以氣體狀態(tài)跑出體外-蒸騰作用二、蒸騰作用的生理意義1.蒸騰作用是植物對水分吸收和運輸?shù)囊粋€主 要動力；2.蒸騰作用促進(jìn)植物對礦物質(zhì)的吸收和運輸；3.蒸騰作用能降低植物體和葉片的溫度；三、蒸騰的部位及氣孔運動：（一）部位1、植物幼小時，地面以上的全部表面。2、皮孔蒸騰：高大木本植物，約占全部蒸騰的0.1%。3、葉片蒸騰（1）角質(zhì)蒸騰：約占全部蒸騰的5%-10%（2）氣孔蒸騰：主要方式（二）氣孔蒸騰氣孔結(jié)構(gòu)特點1）內(nèi)壁厚、外壁薄（雙子葉植物）中間厚、兩頭?。▎巫尤~植物）（2）保衛(wèi)細(xì)胞有葉綠體，可以進(jìn)行光合作用蒸騰作用因素第二章植物的礦質(zhì)營養(yǎng)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)植物體內(nèi)的元素灰分元素：

6、燃燒后灰分中以氧化物形式存在的元素礦質(zhì)元素：植物體由土壤中吸收的元素，包括灰分元素和氮各種礦質(zhì)元素的含量因植物種類、器官、部位不同、年齡、不同生境而有很大差異必需元素有17種 大量元素（占植物干重的0.1%）9種 ： C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S， 微量元素（占植物干重的0.01%下）8種：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni 必需的礦質(zhì)元素有14種。必需元素的生理作用總的來講，有四個方面：1、細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分。2、生命活動的調(diào)節(jié)者，參與酶的活動。3、起電化學(xué)作用及滲透調(diào)節(jié)。4、與體內(nèi)其他物質(zhì)結(jié)合成脂化物，參與物 質(zhì)代謝和運輸。氮：吸收的主要形式是 NH4+，NO3-功

7、能：組成蛋白質(zhì)、葉綠素、核酸、 酶及維生素 充足時：枝葉繁茂，葉片深綠，果實 中蛋白質(zhì)的含量高；缺乏時：營養(yǎng)生長受阻，植株矮小，葉片小而薄，葉綠素含量低，葉黃磷以 H2PO4-,HPO42-形式吸收功能：組成核酸、生物膜等；某些酶的輔酶參與光合、呼吸等；組成ATP，參與植物體代謝；充足時：植物生長發(fā)育良好； 促進(jìn)植物早熟； 利于植物抗性的提高；缺乏時：植株矮小，開花延遲，產(chǎn)量低，抗性差； 葉片呈現(xiàn)暗綠色或紫紅色；鉀 以離子狀態(tài)存在，是一種能移動的元素。功能：是許多酶的活化劑； 參與物質(zhì)運輸和能量代謝； 提高植物抗性；充足時：促進(jìn)塊根塊莖膨大；莖干堅韌，抗倒伏能力強(qiáng)；缺乏時：機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，易倒

8、伏； 葉邊緣黃化，卷縮，葉脈間有壞死斑點；4、硫：SO42-含S氨基酸(Cys,Met)幾乎是所的蛋白質(zhì)的構(gòu)成成分; 是CoA、硫胺素、生物素的成分，與體內(nèi)三大類有機(jī)物的代謝密切相關(guān)。是一種不易移動的元素。5、鈣: 細(xì)胞壁胞間層果膠鈣的成分；與細(xì)胞分裂有關(guān)；穩(wěn)定生物膜的功能；可與有機(jī)酸結(jié)合為不溶性的鈣鹽而解除有機(jī)酸積累過多時對植物的危害；作為第二信使，也可與鈣調(diào)素結(jié)合形成復(fù)合物， 傳遞信息，在植物生長發(fā)育中起作用。是一種不易移動的元素。6、鎂：葉綠素的成分；光合作用和呼吸作用中一些酶的活化劑；DNA和RNA合成酶的活化劑。是一種能移動的元素。7、鐵：光合作用、生物固氮和呼吸作用中細(xì)胞色素和非血

9、紅素鐵蛋白的組成元素；傳遞電子；葉綠素合成有關(guān)的酶需要它激活。是一種不易移動的元素。病癥診斷法缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S時幼嫩的器官或組織先出現(xiàn)病癥。缺乏N、P、Mg、K、Zn等時較老的器官或組織先出現(xiàn)病癥?？稍倮迷兀喝鏝、P、Mg、K、Zn不可再利用元素：如Ca、B、Cu、Mn、Fe、S細(xì)胞吸收離子的方式：離子通道運輸（被動吸收） 載體運輸（被動吸收或主動吸收） 離子泵運輸（主動吸收） 胞飲作用（物質(zhì)吸附在質(zhì)膜上，細(xì)胞通過膜的內(nèi)折直接攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。胞飲作用是一種非選擇性吸收）主動吸收的特點：（1）有選擇性（2）逆濃度梯度（2）消耗代謝能離子進(jìn)入根部內(nèi)部:共質(zhì)體途徑和質(zhì)外

10、體途徑內(nèi)皮層上有凱氏帶，離子和水不能通過，離子和水必須轉(zhuǎn)入共質(zhì)體進(jìn)入木質(zhì)部薄壁細(xì)胞，最后離子又經(jīng)過質(zhì)外體擴(kuò)散到導(dǎo)管或管胞。改善栽培環(huán)境：如施用石灰、石膏、草木灰等，能促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解及提高土溫；在酸性土壌中施用石灰可降低土壌酸度；施用有機(jī)肥除營養(yǎng)全面外，還能改良土壤物理結(jié)構(gòu)，使土壤通氣、溫度和保水狀況得到改善?？梢钥闯?，合理施肥是通過無機(jī)營養(yǎng)來改善有機(jī)營養(yǎng)，增加干物質(zhì)積累，從而提高產(chǎn)量。故施肥增產(chǎn)的原因是間接的。第三章光合作用植物營養(yǎng)方式分為兩種：異養(yǎng)植物：利用現(xiàn)成的有機(jī)物作營養(yǎng)自養(yǎng)植物：利用無機(jī)碳化合物作營養(yǎng)，并將它合成有機(jī)物。碳素同化作用：自養(yǎng)生物吸收二氧化碳轉(zhuǎn)變成有機(jī)物質(zhì)的過程稱為碳素同化

11、作用。包括：細(xì)菌光合作用、綠色植物光合 作用、化能合成作用。 光合作用的概念1、定義：光合作用是綠色植物利用光能，把CO2和H2O同化為有機(jī)物，并釋放O2的過程。光合作用的意義1、將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物-綠色工廠2、蓄積太陽能-能量轉(zhuǎn)換站3、環(huán)境保護(hù)-自動空氣凈化器葉綠體的結(jié)構(gòu)和成分被膜 :外膜 內(nèi)膜基質(zhì) ：含可溶性蛋白質(zhì)，酶類，DNA，RNA核糖體等類囊體（基粒） 基粒類囊體基質(zhì)類囊體葉綠素的功能： （1）收集和傳遞光能：絕大部分葉綠素a和全部葉綠素b；（2）將光能轉(zhuǎn)換成電能：少數(shù)葉綠素a分子類胡蘿卜素功能：收集和傳遞光能；保護(hù)葉綠素1、光的特性：波動性、粒子性2、可見光的波長范圍：（紫）39

12、0770（紅）納米3、每mol光子所具有的能量公式：E =Lh =Lhc/ E為能量，L為阿弗加德羅常數(shù)(6.021023mol-1)，h為普朗克常數(shù)（6.62610-34J?s），為頻率（S-1），c為光速（3108m?s ）,為波長（nm）?可見光的連續(xù)光譜：400-700納米。?葉綠素a和b的吸收光譜主要在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū)。?胡蘿卜素和葉黃素在藍(lán)紫光區(qū)，不吸收紅光等長波的光。?植物葉色變化：是各種色素的綜合表現(xiàn)，主要是綠色的葉綠素和黃色的類胡蘿卜素之間的比例?影響葉綠素合成的條件：（1）光照（2）溫度（3）礦質(zhì)元素（4）水分?光合作用的實質(zhì)：1、物質(zhì)變化：二氧化碳+水有機(jī)物2、能量變化：

13、光能電能活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能?光合作用的步驟：光反應(yīng)：原初反應(yīng)電子傳遞和光合磷酸化暗反應(yīng)：碳同化光反應(yīng)：1、需要光2、反應(yīng)地點在類囊體膜3、光能電能活躍的化學(xué)能?原初反應(yīng)：光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能電能?電子傳遞和光合磷酸化：電能活躍的化學(xué)能暗反應(yīng)：（碳同化）可以不要光，反應(yīng)地點在基質(zhì)中活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能暗反應(yīng)：（碳同化）可以不要光，反應(yīng)地點在基質(zhì)中活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能光合作用單位=聚光色素系統(tǒng)+反應(yīng)中心聚光色素：作用：只具有收集光能將其傳遞給作用中心色素分子的作用組成：大部分的葉綠素a、全部的葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素和藻紅素、藻藍(lán)素反應(yīng)中心色素： 作用：完成光能的轉(zhuǎn)換，光能電

14、能組成：少數(shù)葉綠素a分子光合鏈：光合作用的光反應(yīng)是由光系統(tǒng)和光系統(tǒng)這兩個光系統(tǒng)啟動的，兩個光系統(tǒng)由電子傳遞鏈連接起來。連接兩個光反應(yīng)的排列緊密而互相銜接的電子傳遞物質(zhì)稱為光合鏈。光合磷酸化定義：葉綠體在光下將無機(jī)磷和ADP轉(zhuǎn)化成ATP，形成高能磷酸鍵的過程。碳同化場所：在 葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行條件：不需光，有許多酶參加結(jié)果：將ATP和 NADPH中貯存的活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能，貯存在碳水化合物中代表植物（C3植物）水稻、小麥、棉花、大豆代表植物（C4植物）：甘蔗、玉米、高粱等。光合作用的產(chǎn)物主要是糖類，其中以蔗糖和淀粉最為普遍。蛋白質(zhì)、脂類和有機(jī)酸也都是光合作用的直接產(chǎn)物。光呼吸1、定義：

15、是綠色植物細(xì)胞在光下吸收氧氣呼出二氧化碳的過程。2、地點：在葉綠體、過氧物酶體、線粒體三個細(xì)胞器中進(jìn)行。表觀光合速率（凈光合速率）：又稱光合強(qiáng)度，通常以每小時每平方分米葉面積吸收二氧化碳毫克數(shù)表示。真正光合速率：真正的光合速率=表觀光合速率+呼吸速率單位：CO2mg/dm2.h光補償點：由于光照強(qiáng)度下降光合速率下降，當(dāng)同一葉片在同一時間內(nèi)，光合過程中吸收的二氧化碳和呼吸過程中放出的二氧化碳量相等時的光照強(qiáng)度，稱為光補償點。光飽和現(xiàn)象：光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快（在一定范圍內(nèi)幾乎呈正相關(guān)，但超過一定范圍后光合速率的增加轉(zhuǎn)慢，）當(dāng)達(dá)到某一光照強(qiáng)度時，光合速率就不再增加，這種現(xiàn)象稱光飽和現(xiàn)象。

16、光能利用率低的原因1.漏光損失：作物生長初期，種植過稀。2.葉片反射及透射損失3.環(huán)境條件不適：溫度過高過低，水分過多過少，施肥過量或不足，CO2濃度太低等提高光能利用率的途徑（一）提高光合效率1.增加二氧化碳濃度2.降低光呼吸（二）增加光合面積1.合理密植2.改變株型（三）延長光合時間1.合理間作套種，提高復(fù)種指數(shù)2.補充人工光照第四章呼吸作用一、呼吸作用的類型及概念定義：在酶的作用下，將有機(jī)物氧化分解釋放能量的過程稱為呼吸作用。包括有氧呼吸、無氧呼吸 兩大類型。無氧呼吸與有氧呼吸的關(guān)系：路徑相似，有氧呼吸是由無氧呼吸進(jìn)化而來的，二者是共存的，只是主次關(guān)系可相互轉(zhuǎn)換。呼吸作用的生理意義:1、

17、呼吸作用提供植物生命活動所需要的大部分能量。2、呼吸過程為其它化合物合成提供原料植物的呼吸代謝途徑一、糖酵解（EMP）：己糖在無氧條件下分解成丙酮酸的過程。二、發(fā)酵作用：糖酵解形成丙酮酸后，在缺氧條件下，產(chǎn)生乙醇或乳酸。三、三羧酸循環(huán)（TCA）：糖酵解進(jìn)行到丙酮酸后，在有氧條件下，經(jīng)三羧酸和二羧酸的循環(huán)，逐步氧化分解，最后生成二氧化碳和水的過程。四、戊糖磷酸途徑（PPP、HMP）：也為有氧呼吸途徑。即葡萄糖直接氧化成二氧化碳和水。生理意義呼吸代謝的多樣性，表 現(xiàn)在呼吸途徑的多樣性、呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)多樣性、末端氧化系統(tǒng)多樣性。這些多樣性是植物在長期進(jìn)化過程中對不斷變化的外界環(huán)境的一種適應(yīng)性表現(xiàn)

18、，以不同方式為植物提供新的物質(zhì)和能量。呼吸過程中能量的貯存和利用貯存能量：腺甘三磷酸（ATP）中的高能 磷酸鍵。生成ATP的方式：氧化磷酸化、底物磷酸化利用能量：綠色植物有氧呼吸過程蔗糖分解時，能量利用率約為52%，其余能量以熱的形式散失了。光合作用和呼吸作用的關(guān)系:是相互對立、相互依賴的辨證統(tǒng)一關(guān)系主要表現(xiàn)：1、碳循環(huán)與戊糖磷酸途徑基本上是正反反應(yīng)關(guān)系。2、物質(zhì)通用：ATP、ADP、NADP、NADPH2中間產(chǎn)物交替使用氧氣和二氧化碳能荷說明腺苷酸系統(tǒng)的能量狀態(tài)公式：呼吸作用的指標(biāo)：呼吸率呼吸商：不同種類植物的呼吸率不同；不同組織器官的呼吸率也不同；不同的生長過程中呼吸率不同呼吸作用最適溫度

19、是2535 ，最高溫度是3545 ，呼吸作用最低溫度則依植物種類不同有較大差異。長時間的無氧呼吸對植物的傷害1、無氧呼吸產(chǎn)生酒精，酒精使細(xì)胞質(zhì)的蛋白質(zhì)變性；2、無氧呼吸利用葡萄糖產(chǎn)生的能量很少，植物要維持正常的生理需要就要消耗更多的有機(jī)物；3、沒有丙酮酸氧化過程，缺乏新物質(zhì)合成的原料。呼吸作用在貯藏時的危害：1、產(chǎn)生熱量使溫度上升；2、產(chǎn)生水，利于細(xì)菌繁殖；3、消耗有機(jī)物降低品質(zhì)；4、無氧呼吸使口味下降，果蔬、糧食變質(zhì)減少呼吸作用：方法：風(fēng)干、干燥、通風(fēng)、降溫、減氧第五章生長物質(zhì)植物生長物質(zhì)（ plant growth substances）指調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的生理活性物質(zhì)，包括植物激素和植物

20、生長調(diào)節(jié)劑。v 植物激素（phytohormones） ：植物體內(nèi)產(chǎn)生的、能移動的、對生長發(fā)育起顯著作用的微量有機(jī)物v植物生長調(diào)節(jié)劑（plant growth regulators）：人工合成的具有植物激素生理活性的化合物。包括生長促進(jìn)劑、生長抑制劑和生長延緩劑。激素種類五大類：生長素類、赤霉素類、細(xì)胞分裂素類 、脫落酸 、乙烯二、生長素在植物體內(nèi)的分布和運輸1、合成：具有分生能力的組織，尤其是頂端分生組織。2、存在狀態(tài)：A：束縛狀態(tài)的生長素：無活性B：游離狀態(tài)的生長素：有活性3、運輸方式（兩種）：A：極性運輸：特點：從形態(tài)學(xué)上端向下端運輸；主動運輸； TIBA、NPA能抑制極性運輸 B：非極

21、性運輸：通過韌皮部運輸4、分布：集中在生長旺盛部分三、生長素的生物合成和降解合成前體:生長素生物合成的前體是色氨酸。合成途徑 ：吲哚丙酮酸途徑、色胺途徑、 吲哚、乙腈途徑、吲哚乙酰胺途徑生長素對生長的作用有三個特點：1.雙重作用。生長素在較低濃度下促進(jìn)生長，高濃度時則抑制生長。2.不同器官對生長素的敏感程度不同。 3.生長素對離體器官的生長具有明顯的促進(jìn)作用，而對整株植株效果不太好。生長素的生理功能(一)促進(jìn)營養(yǎng)器官生長(二)促進(jìn)插條不定根的形成（三）維持頂端優(yōu)勢（四）促進(jìn)側(cè)根、不定根和根瘤的形成（五）促進(jìn)瓜類多開雌花，促進(jìn)單性結(jié)實、種子和果實的生長。 （六）低濃度的IAA促進(jìn)韌皮部的分化，高濃度的IAA促進(jìn)木質(zhì)部的分化（七）抑制花朵脫落、側(cè)枝生長、塊根形成、葉片衰老人工合成的生長素類在生產(chǎn)上的應(yīng)用：1、促進(jìn)插枝生根2、阻止器官脫落3、促進(jìn)單性結(jié)實4、促進(jìn)菠蘿開花5、促進(jìn)雌花形成赤霉素的生理效應(yīng)促進(jìn)莖的伸長生長誘導(dǎo)開花(三)打破休眠 (四)促進(jìn)細(xì)胞分裂、分化細(xì)胞分裂素的生理效應(yīng)(一)促進(jìn)細(xì)胞分裂(二)促進(jìn)芽的分化(三)促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)大(四)促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育，消除頂