植物生理学
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1吸胀吸水:指依靠亲水胶体的吸胀力而引起的吸收水分的方式,它是依赖低的*m而引起的吸水,是无液泡的分生组织和干燥种子细胞的主要吸水方式。
2代谢性吸水:3伤流:指从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。
4蒸腾拉力;指因叶片的蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。
5灰分元素: ;除了C,H,O,N等元素分别以CO2,H2O,N和S的氧化物等形式挥发外,植物体所含的不能会发的残余物质称为灰分,占干物质的5%-10%。
灰分中存在的元素称为灰分元素。
6顶端优势:指植物的顶端生长占优势而抑制侧芽和侧根生长的现象。
6光呼吸; 所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。
7春化作用:低温诱导或促使植物花器官形成的作用叫春化作用。
8呼吸链;指呼吸代谢中间产物的电子和质子,沿着一定氧化还原电位顺序的呼吸传递体,把电子传递到分子氧的总轨道。
9抗氰呼吸:植物呼吸链存在的一条对氰化物不敏感的支路,这种氰化物存在条件下仍运行的呼吸作用。
10临界日长;指在昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日照长度或诱导长日植物开花所必需的最短日照长度。
11临界暗期; 指在昼夜周期中诱导长日植物开花所需的最长暗期长度,或短日植物能够开花的最短日照长度。
13短日植物:日照长度短于临界日长才能开花的植物。
14日中性植物; 利用呼吸作用释放出的能量,使水分经过质膜而进入细胞的过程。
15三重反应: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,地上部分失去负向向地性生长。
16光周期现象: 植物的开花结果、落叶及休眠,动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等,是对日照长短的规律性变化的反应,称为光周期现象.17光合色素:在光合作用中参与吸收、传递光能或引起原初光化学反应的色素。
18黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄,称为黄化现象。
19原初反应:指光合作用起始的光物理化学过程,包括光的吸收;传递与电荷分离,即天线色素吸收光能并传递给中心色素分子,使之激发,被激发的中心色素分子将高能电子传递给原初电子受体,使之还原,同时又从原处电子获得电子,使之氧化。
植物生理学名词解释-回复
1. 光合作用:植物通过叶绿体利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质(如葡萄糖)和氧气的过程。
2. 呼吸作用:植物细胞通过分解有机物质(如葡萄糖)来获取能量,同时释放出二氧化碳和水的过程。
3. 吸收作用:植物根系从土壤中吸收水分和无机盐的过程。
4. 蒸腾作用:植物叶片通过气孔向外界散发水分的过程。
5. 激素调节:植物体内产生的化学物质,如生长素、赤霉素等,对植物生长发育进行调控的过程。
6. 光周期现象:植物对外界光照时间长短的反应,如短日照植物在日照时间短于一定值时才能开花。
7. 温周期现象:植物对外界温度变化的反应,如某些植物需要经过一段时间的低温处理才能正常开花。
8. 营养生理学:研究植物如何吸收、运输、储存和利用营养物质的科学。
9. 病理生理学:研究植物病害发生、发展及防治机制的科学。
10. 生长生理学:研究植物生长发育过程中的各种生理现象和调控机制的科学。
植物生理学一、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。
名词解释绪论及第一章植物生理学:研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学。
物质转化:植物对外界物质的同化及利用。
能量转化:植物对光能的吸收,转化,储存,释放和利用的过程。
信息传递:在植物生命活动过程中,在整体水平上,从信息感受部位将信息传递到发生反应部位的过程。
信号转导:在单个细胞水平上信号与受体结合后,通过信号传递,放大与整合,产生生理反应的过程。
形态建成:植物在物质转化和能量转化的基础上发生的植物体大小,形态结构方面的变化,完全依赖于植物体内各种分生组织的活动。
原核细胞:无典型细胞核的细胞,核质外面缺少核膜,细胞质中没有复杂的细胞器和内膜系统。
真核细胞:具有明显的细胞核,核质外有核膜包裹,细胞之中有复杂的内膜系统和细胞器。
生物膜:细胞中主要由脂类和蛋白质组成的,具有一定结构和生理功能的膜状组分,即细胞内所有膜的总称,包括质膜,核膜,各种细胞器被膜及其他内膜。
内质网:存在于真核细胞,由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。
胞间连丝:穿越细胞壁,连接相邻细胞原生质体的管状通道。
共质体:胞间连丝把原生质体连成一体。
质外体:细胞壁,质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等互相连接成的一个连续的整体。
原生质体:去掉细胞壁的植物细胞,由细胞质,细胞核和液泡组成。
细胞质:由细胞质膜,胞基质及细胞器等组成。
胞基质:在真核细胞中除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,细胞浆。
细胞器:细胞质中具有一定形态和特定生理功能的细微结构。
内膜系统:在结构,功能乃至发生上相关的由膜围绕的细胞器或细胞结构。
细胞骨架:真核细胞中的蛋白纤维网架体系,广义的指细胞核/细胞质/细胞膜骨架和细胞壁。
微管:存在于细胞质中的由微管蛋白组装成的长管状细胞器结构。
微丝:真核细胞中由肌动蛋白组成,直径为7nm的骨架纤维,肌动蛋白纤维。
中间纤维:一类由丝状角蛋白亚基组成的中空管状蛋白质丝。
核糖体:由蛋白质和rRNA组成的微小颗粒,蛋白质生物合成的场所。
名词解释●植物生理学:研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、解释植物生命现象本质的科学。
●共质体:是指活细胞内的原生质体通过胞间连丝及质膜本身互相连结成的一个连续的整体。
●质外体:指原生质以外的包括细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等无生活物质互相连结成的一个连续的整体。
●胞间连丝:穿越细胞壁,连接相邻细胞原生质(体)的管状通道,其通道可由质膜或内质网膜或连丝微管所构成。
●自由水:细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。
●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。
●小孔扩散律:指气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比,而与小孔的周长或直径成正比的规律。
气孔蒸腾速率符合小孔扩散律。
●水分临界期:植物在生命周期中,对缺水最敏感、最易受害的时期。
●单盐毒害:植物培养在单种盐溶液中所引起的毒害现象。
单盐毒害无论是营养元素或非营养元素都可发生,而且在溶液很稀时植物就会受害。
●离子对抗:离子间相互消除毒害的现象。
●诱导酶:指植物体内原本没有,但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。
●光合作用:常指绿色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。
●同化力:指ATP(腺苷三磷酸)和NADPH(还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,还原型辅酶Ⅱ)。
它们是光合作用光反应中由光能转化来的活跃的化学能,具有同化CO2为有机物的能力,所以被称为“同化力”。
●红降现象:植物在波长大于680nm的远红光下,光合量子产额明显下降的现象。
●爱默生增益效应:由Emerson首先发现的,在用长波红光(如680nm)照射时补加一点波长较短的光(如650nm),则光合作用的量子产额就会立刻提高,比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。
这一现象也称为双光增益效应。
这是由于光合作用的两个光反应分别由光系统Ⅰ和光系统Ⅱ进行协同作用而完成的。
●原初反应:指光合作用中最初的反应,从光合色素分子受光激发起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。
库名词解释植物生理学
植物生理学是研究植物生命活动的一门学科,它涉及到植物的
生长、发育、营养吸收、代谢、激素调控、生殖等方面的生理过程。
植物生理学主要关注植物内部生物化学和生物物理过程,以及植物
对外界环境的响应和适应能力。
它研究的范围涵盖了从分子水平到
整个植物生长过程的各个方面。
植物生理学的研究内容包括但不限于,光合作用、呼吸作用、
植物营养元素的吸收和转运、植物激素的合成和调控、植物对逆境
的抵抗能力、植物的生长发育调控、植物的生殖生理等。
通过对这
些生理过程的研究,植物生理学可以揭示植物在不同生长环境下的
适应机制,为农业生产、生态环境保护以及植物遗传改良提供理论
基础和技术支持。
在植物生理学的研究中,科学家们运用了许多先进的技术手段,如分子生物学、生物化学、生物物理学等,以深入探究植物生理过
程的机制和规律。
通过对植物生理学的研究,人们可以更好地理解
植物的生命活动,为解决粮食安全、生态环境保护和可持续发展等
重大问题提供科学依据和技术支持。
因此,植物生理学在农业、生
态学、环境科学等领域具有重要的理论和应用价值。
绪论植物生理学(plant physiology):研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、揭示植物生命现象本质的科学。
研究内容:细胞生理、代谢生理、生长发育生理、信息生理、逆境生理、分子生理。
植物生理学的诞生与成长:3个历史阶段,植物生理学的孕育阶段、植物生理学的诞生与成长阶段、植物生理学发展阶段。
植物生理学的研究趋势:第一,与其他学科交叉渗透,微观与宏观相结合,向纵深领域拓展;第二,对植物信号传递和信号转导的深入研究,将为揭示植物生命活动本质、调控植物生长发育开辟新的途径;第三,物质代谢和能量转换的分子机制及其基因表达调控仍将是研究重点;第四,植物生理学与农业科学技术的关系更加密切。
植物生理学的任务:①作物高产优质生理理论与技术;②现代设施农业中的理论与技术;③作物遗传改良中植物生理学的应用。
第一章细胞生理名词解释:1.流动镶嵌模型(fluid mosaic model):膜的骨架是由膜脂双分子层构成,疏水性尾部向内,亲水性头部向外,通常呈液晶态。
膜蛋白不是均匀地分布在膜脂的两侧,有些蛋白质位于膜的表面,与膜脂亲水性的头部相连接;有些蛋白质则镶嵌在磷脂分子之间,甚至穿透膜的内外表面,以其外露的疏水基团与膜脂疏水性的尾部相结合,漂浮在膜脂之中,具有动态性质。
两个基本特点:不对称性、流动性。
2.共质体:植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形成了连续的整体。
质外体:质膜以外的胞间层、细胞壁及细胞间隙,彼此形成了连续的整体。
简答题:1.真核细胞与原核细胞的主要区别是什么?原核细胞和真核细胞在细胞结构组成、代谢和遗传方面都有显著差别。
原核细胞一般体积很小,没有典型的细胞核,只有一个无核膜的环状DNA分子构成的类核;除了核糖体、光合片层外,无其他细胞器存在;有蛋白质丝构成的原始类细胞骨架结构;细胞分裂方式为无丝分裂。
原核细胞的基因表达的调控比较简单,转录与翻译同时同时进行。
真核细胞体积较大,有核膜包裹的典型细胞核,有各种结构与功能不同的细胞器分化,有复杂的内膜系统和细胞骨架系统存在,细胞分裂方式为有丝分裂和减数分裂。
1 绪论植物生理学(Plant Physiology)是研究植物生命活动规律的科学。
植物生命活动包括:物质与能量转化信息传递和信号转导生长发育与形态建成第一章植物的水分代谢动力运输:1.水分压力蒸腾 2.根压根压的存在可以通过下面两种现象证明:伤流与吐水从受伤或折断的植物组织中溢出液体的现象,叫做伤流没有受伤的植物如处在土壤水分充足,气温适宜,天气潮湿的环境中,叶片的尖端或边缘也有液体外泌的现象,这种现象称为吐水导管中水柱如何保持不断?答:由于水分子蒸腾作用与分子间内聚力大于张力,使水分在导管内连续不断上升。
第二章植物的矿质营养植物对矿质盐的吸收、运转和同化(以及矿质元素在生命活动中的作用),叫做矿质营养(mineral nutrition)。
生物膜的功能:1.分室作用 2.代谢反应的场所 3.物质交换 4.识别功能根据跨膜离子运输蛋白的结构及离子运输的方式:1.离子通道(ion channel)2.离子载体(ion carrier)3.离子泵(ion pump)第三章植物的光合作用光合膜蛋白复合体:光系统I(PSI)光系统II(PSII)Cytb6/f复合体ATP酶复合体(ATPase)NADPH脱氢酶电子链:还原型辅酶上的氢原子以质子的形式脱下,其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移,最后转移给分子氧并生成水,这个电子传递体系称为电子传递链光合作用,从能量转化角度,整个光合作用可大致分为三个步骤:A)光能的吸收、传递和转换为电能的过程(通过原初反应完成);B)电能转变为活跃化学能的过程(通过电子传递和光合磷酸化完成);C)活跃化学能转变为稳定化学能的过程(通过碳同化完成)。
第四章植物的呼吸作用植物呼吸主要途径有:1.糖酵解(EMP)-酒精或乳酸发酵2. 糖酵解-三羧酸循环(TCA)3. 磷酸戊糖途径(PPP)。
质子--------ATP电子--------NADPH第五章植物的生长物质植物激素生长素类赤霉素类细胞分裂素类乙烯脱落酸(油菜素内酯为第六类)生长素的生理效应A)促进伸长生长:与顶端生长有关(生长素在低浓度时促进生长浓度较高时则会转化为抑制作用)器官敏感性:根>芽>茎B)促进器官与组织分化:促进根的分化。
植物生理学植物生理学是研究植物的生命过程、生理机制、代谢调节等方面的学科,是植物科学中重要的基础学科之一。
它既是农业生产技术的基础,又是环境保护、资源利用和生态建设的重要基础。
在植物生理学的研究中,主要涉及气体交换、水分运输、营养分代谢、激素作用、环境适应以及生长和发育等方面。
本文将从这几个方面来阐述植物生理学的相关内容。
一、气体交换植物通过气孔进行气体交换,吸收二氧化碳进行光合作用,产生氧气和有机物质。
在这个过程中,光合作用的速率,以及氧气和二氧化碳的浓度都会影响气孔的开启和关闭。
为了适应不同的环境条件,植物会进行调节,使其气孔开启大小和数量进行变化。
二、水分运输植物的水分运动主要是通过根系吸水以及叶片蒸腾作用来完成的。
根系吸收水分主要依赖于根系的结构和毛细作用,而叶片蒸腾作用则依赖于气孔的开启和关闭以及气温、湿度和气体浓度等环境因素。
植物通过调节这些环境因素来适应干旱、高盐、低温等不同环境条件。
三、营养分代谢植物的营养分包括糖类、蛋白质、脂类等,这些物质是植物进行生长、代谢和修复的重要物质。
糖类是植物体内的主要能量来源,同时也可以转化为植物的骨架。
植物的蛋白质则主要用于构建细胞结构和参与各种代谢和生长活动。
植物的脂类则主要在种子中储存,并可以被转化为能量。
四、激素作用植物的生长与发育过程主要受到植物生长素、乙烯、赤霉素、脱落酸等多种植物激素的调节。
这些激素可以影响植物体内各种代谢过程,包括幼苗的萌发、花序的形成、根系的发育和水分运输等,从而影响植物的生长发育。
五、环境适应植物能够通过调节身体结构和生理机制来适应不同的环境条件和生长阶段。
比如干旱条件下,植物的根系可能会长出更多的侧根,以吸收更多的水分;水稻在淹水逆境下会通过生长空气根来吸收氧气。
植物还可以调节生长素和乙烯的含量来适应不同的环境条件和生长阶段。
六、生长和发育植物的生长和发育过程主要涉及到细胞增殖、细胞分化和细胞扩张等方面。
正常的生长过程需要合适的环境条件和适宜的营养物质供应。
植物生理学plant physiology一、植物生理学概述(一)植物生理学的研究内容1、定义:植物生理学(plant physiology)是研究植物生命活动规律、揭示植物生命现象本质的科学。
2、植物生理学的基本内容:(1)细胞结构与功能:它是各种生理活动与代谢过程的组织基础;生命现象是细胞存在的运动方色。
(2)代谢生理:即水分生理、矿质与氮素营养、光合作用、呼吸作用、同化物的运输分配、以及信息传递和信号转导等;(3)发育生理:它是各种功能与代谢活动的综合反应,包含植物的生长物质、植物的生长、分化、发育、生殖与衰老等;(4)环境生理:主要介绍影响植物生理代谢的环境因素以及植物对不良环境的反应。
(二)植物生理学发展的发展简史:第一阶段:植物生理学的孕育阶段1627年荷兰人凡·海尔蒙(J.B.van Helmont)柳树实验标志着科学的植物生理学的开端。
第二阶段诞生与成长的阶段从1840年李比希(J.von Liebig)创立矿质营养学说到19世纪末德国植物生理学家萨克斯和他的学生费弗尔所著的两部植物生理学专著问世为止,经过了约半个世纪的时间。
第三阶段发展、分化与壮大阶段20世纪科学技术突飞猛进,植物生理学也快速壮大发展;30~40年代进入细胞器水平;50年代以后,跨入分子或亚分子水平;80年代阐明光合细菌反应中心三维空间结构;研究时间缩短到微秒(10-6秒)级、纳秒(10-9秒)级甚至皮秒(10-12秒)级;对植物生理活动的数学模拟。
我国的植物生理学的发展20世纪20年代开始,钱崇澍、李继侗、罗宗洛、汤佩松讲授植物生理学、建立了植物生理实验室。
1949年以后,植物生理的研究和教学工作发展很快,在有关植物生理学的各个领域里,都取得重要进展。
二、植物细胞生理(一)植物细胞的概述1.细胞的共性:尽管细胞种类繁多,形态、结构与功能各异,却有基本的共同点:1)所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜,即细胞膜;2)所有细胞都有两种核酸,即DNA和RNA,它们作为遗传信息复制与转录的载体;3)除个别特化细胞外,作为合成蛋白质的细胞器——核糖体,毫无例外地存在于一切细胞内;4)细胞的增殖一般以一分为二的方式进行分裂,遗传物质在分裂前复制加倍,在分裂时均匀地分配到两个子细胞内这是生命繁衍的基础和保证。
2.高等植物细胞特点:原核细胞(prokaryotic cell):一般体积很小,直径为0.2~10μm不等,没有典型的细胞核,即没有核膜将它的遗传物质与细胞质分开,只有一个由裸露的环状DNA分子构成的拟核体(nucleoid)。
除核糖体、类囊体外,一般不存在其它细胞器,原核细胞以无丝分裂(amitosis)方式进行繁殖。
由原核细胞构成的有机体称为原核生物(prokaryote) 真核细胞(eukaryotic cell):体积较大,直径约10~100μm,其主要特征是细胞结构的区域化,即核质被膜包裹,有细胞核和结构与功能不同的细胞器(cell organelle);多种细胞器之间通过膜的联络形成了一个复杂的内膜系统。
真核细胞的染色体由线状DNA与蛋白质组成,细胞分裂以有丝分裂(reduction mitosis)为主。
由真核细胞构成的有机体称为真核生物(eukaryote)包括了绝大多数单细胞生物与全部的多细胞生物。
原核细胞与真核细胞的区别区别原核细胞真核细胞大小1~10μm 10~100μm细胞核无核膜有双层的核膜染色体形状环状DNA分子线性DNA分子数目一个基因连锁群2个以上基因连锁群组成DNA裸露或结合少量蛋白质DNA同组蛋白和非组蛋白结合DNA序列无或很少有重复序列有重复序列基因表达RNA和蛋白质在同一区间合成RNA核中合成和加工;蛋白质细胞质合成细胞分裂二分或出芽有丝分裂和减数分裂,内膜无独立的内膜有,分化成各种细胞器鞭毛构成鞭毛蛋白微管蛋白质膜线粒体和叶绿体光合与呼吸酶分布核糖体70S(50S+30S)80S(60S+40S)营养方式吸收,有的行光合作用吸收,光合作用,内吞细胞壁肽聚糖、蛋白质、脂多糖、脂蛋白纤维素(植物细胞)2.高等植物细胞的主要结构大液泡、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。
(二)细胞的亚显微结构与功能1.植物细胞壁的组成、结构和生理功能1)细胞壁的化学组成:构成细胞壁的成分中,90%左右是多糖,10%左右是蛋白质、酶类以及脂肪酸等。
细胞壁中的多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶类,它们是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。
次生细胞壁中还有大量木质素。
●纤维素(cellulose):植物细胞壁的主要成分,纤维素内葡萄糖残基间形成大量氢键,而相邻分子间氢键使带状分子彼此平行地连在一起,这些纤维素分子链都具有相同的极性,排列成立体晶格状,可称为分子团,又叫微团(micellae)。
微团组合成微纤丝(microfibril),微纤丝又组成大纤丝(macrofibril),因而纤维素的这种结构非常牢固,使细胞壁具有高强度和抗化学降解的能力。
存在于细胞壁中的纤维素是自然界中最丰富的多糖。
●半纤维素(hemicellulose):往往是指除纤维素和果胶物质以外的,溶于碱的细胞壁多糖类的总称。
它们覆盖在微纤丝之外并通过氢键将微纤丝交联成复杂的网格,形成细胞壁内高层次上的结构。
●果胶类:胞间层基本上是由果胶物质组成的,果胶使相邻的细胞粘合在一起。
果胶物质是由半乳糖醛酸组成的多聚体。
根据其结合情况及理化性质,可分为三类:即果胶酸、果胶和原果胶。
●木质素(lignin):不是多糖,是由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚合物,主要分布于纤维、导管和管胞中。
可以增加细胞壁的抗压强度,正是细胞壁木质化的导管和管胞构成了木本植物坚硬的茎干,并作为水和无机盐运输的输导组织。
●蛋白质与酶:细胞壁中最早被发现的蛋白质是伸展蛋白(extensin),它是一类富含羟脯氨酸的糖蛋白(hydroxyprolinerich glycoprotein,HRGP),大约由300个氨基酸残基组成,这类蛋白质中羟脯氨酸(Hyp)含量特别高。
●矿质:细胞壁的矿质元素中最重要的是钙。
细胞壁为植物细胞最大的钙库。
钙调素(calmodulin,CaM)在细胞壁中也被发现,如在小麦细胞壁中已检测出水溶性及盐溶性两种钙调素。
2)细胞壁的结构:典型的细胞壁是由胞间层(intercellular layer)、初生壁(primary wall)以及次生壁(secondary wall)组成。
细胞在分裂时,最初形成的一层是由果胶质组成的细胞板(cell plate),它把两个子细胞分开,这层就是胞间层,又称中层(middle lamella)。
随着子细胞的生长,原生质向外分泌纤维素,纤维素定向地交织成网状,而后分泌的半纤维素、果胶质以及结构蛋白填充在网眼之间,形成质地柔软的初生壁。
细胞在初生壁内产生次生壁。
细胞内腔有时由数层次生细胞壁(S1—S3)包围,原始初生壁(CW1)和中层在最外层(ML)。
3)细胞壁的功能a.维持细胞形状,控制细胞生长b.物质运输与信息传递c.防御与抗性d.其他功能研究发现,细胞壁还参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别作用,此外,细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应。
应当指出的是,并非所有细胞的细胞壁都具有上述功能,每一类细胞的细胞壁功能都是由其特定的组成和结构决定的。
2、植物细胞膜系统1) 生物膜(biomembrane)是指构成细胞的所有膜的总称。
按其所处位置可分为两种:一种处于细胞质外面的一层膜叫质膜,也可叫原生质膜;另一种是处于细胞质中构成各种细胞器的膜,叫内膜(endomembrane)。
质膜可由内膜转化而来(如子细胞的质膜由高尔基体小泡融合而成)。
(1)生物膜的化学组成在真核细胞中,膜结构占整个细胞干重的70%~80%。
生物膜由蛋白质、脂类、糖和无机离子等组成。
蛋白质约占60%~65%,脂类占25%~40%,糖占5%。
经冰冻断裂处理后,细胞膜往往从脂双层中央断开。
a.膜蛋白:物膜中的蛋白质约占细胞蛋白总量的20%~30%,它们或是单纯的蛋白质,或是与糖、脂结合形成的结合蛋白。
外在蛋白(extrinsic protein)为水溶性球状蛋白质,通过静电作用及离子键等非共价键与膜脂相连,分布在膜的表面;内在蛋白(intrinsic protein)占膜蛋白总量的70%~80%,又叫嵌入蛋白或整合蛋白,其主要特征是水不溶性,分布在脂质双分子层中;跨膜蛋白(transmembrane protein),有的全部埋入疏水区,有的与外在蛋白结合以多酶复合体形式与膜脂结合:膜脂蛋白蛋白部分不直接嵌入膜,而依赖所含的脂肪酸插入脂质双分子层b.膜脂:在植物细胞中,构成生物膜的脂类主要是复合脂类,包括磷脂、糖脂、硫脂等。
磷脂(phospholipid) 是含磷酸基的复合脂。
在植物细胞膜中重要的磷脂属甘油磷脂,它们是磷脂酰胆碱(卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)。
磷脂分子结构既有疏水基团,又有亲水基团。
c.膜糖:生物膜中的糖类主要分布于质膜的外单分子层。
这些糖是不超过15个单糖残基所连接成的具分支的低聚糖链(寡糖链),它们大多数与膜蛋白共价结合,少部分与膜脂结合,分别形成糖蛋白和糖脂。
(2)生物膜的结构:(a) 流动镶嵌模型(fluid mosaic model):由辛格尔(S.J. Singer)和尼柯尔森(G. Nicolson)在1972年提出,认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质。
细胞膜由流动的脂双层和嵌在其中的蛋白质组成。
磷脂分子以疏水性尾部相对,极性头部朝向水相组成生物膜骨架,蛋白质或嵌在脂双层表面,或嵌在其内部,或横跨整个脂双层,表现出分布的不对称性。
模型强调膜的不对称性和流动性。
膜的不对称性:主要是由脂类和蛋白质分布的不对称造成的。
蛋白质在膜中有的半埋于内分子层,有的半埋于外分子层,即使贯穿全膜的蛋白质也是不对称的。
另外,寡糖链的分布也是不对称的,它们大多分布于外分子层。
膜的流动性:其一是脂类分子是液晶态可动的,脂类分子随温度改变经常处于液晶态和液态的动态平衡之中,两相中脂类分子排列不同,流动性大小也不同。
其二是分布于膜脂双分子层的蛋白质也是流动的,它们可以在脂分子层中侧向扩散,但不能翻转扩散。
这说明了少量膜脂与膜蛋白有相对专一的作用,这种作用是膜蛋白行使功能所必须的。
(b) 板块镶嵌模型:板块镶嵌模型由贾因和怀特在1977年提出。
认为,整个生物膜可以看成是由不同组织结构、不同大小、不同性质、不同流动性的可移动的“板块”所组成,高度流动性的和流动性较小的区域可以同时存在,随着生理状态和环境条件的改变,这些“板块”之间可以彼此转化。