李合生植物生理学第一章细胞结构与功能
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《植物生理学》课程笔记第一章:植物细胞的结构、功能与信号转导一、植物细胞的结构1. 细胞壁细胞壁是植物细胞最外层的结构,它为细胞提供了机械支持和保护。
细胞壁的主要成分包括:- 纤维素:构成细胞壁的主要结构蛋白,赋予细胞壁强度和刚性。
- 半纤维素:填充纤维素微纤丝之间的空隙,增加细胞壁的弹性。
- 果胶:一种多糖,存在于细胞壁的中间层,具有亲水性,有助于细胞间的粘附。
- 伸展蛋白:一种富含羟脯氨酸的蛋白质,参与细胞壁的扩展和调节。
细胞壁的孔隙性和选择性透过性允许水分、气体和某些溶解物通过。
2. 细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁内侧的一层薄膜,主要由磷脂双分子层和嵌入其中的蛋白质组成。
细胞膜的功能包括:- 物质运输:通过载体蛋白和通道蛋白调控物质的进出。
- 能量转换:参与光合作用和呼吸作用中的能量转换过程。
- 信号传递:细胞膜上的受体蛋白可以识别外部信号并启动细胞内信号转导。
- 细胞识别:细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的识别和通讯。
3. 细胞质细胞质是细胞膜与细胞核之间的物质,包括细胞器和细胞溶胶。
细胞质的功能包括:- 支撑和连接细胞器。
- 提供代谢反应的场所。
- 参与物质的运输和分配。
4. 细胞核细胞核是细胞的控制中心,包含以下结构:- 核膜:双层膜结构,上有核孔复合体,调控物质的进出。
- 核仁:参与核糖体RNA的合成和核糖体的组装。
- 染色质:由DNA和蛋白质组成,负责存储和传递遗传信息。
5. 细胞器植物细胞内含有多种细胞器,各自具有特定的功能:- 线粒体:细胞的“能量工厂”,参与氧化磷酸化和ATP的合成。
- 叶绿体:光合作用的场所,含有叶绿素,能将光能转化为化学能。
- 内质网:分为粗糙内质网和光滑内质网,参与蛋白质的合成和脂质代谢。
- 高尔基体:负责蛋白质的修饰、包装和运输。
- 液泡:储存水分、营养物质和废物,维持细胞渗透压和膨胀状态。
- 质体:储存淀粉、蛋白质等物质,是植物细胞特有的细胞器。
二、植物细胞的功能1. 物质代谢植物细胞通过以下途径进行物质代谢:- 光合作用:在叶绿体内将光能转化为化学能,合成有机物。
生物必修一第一章知识点总结第一章细胞的结构与功能一、细胞的发现1. 17世纪,荷兰微观解剖学家安东尼·范•李文霍克首次发明了显微镜,使人们可以看到微小的细胞。
2. 1838年马提斯·舒莱登提出“所有植物都是由细胞组成的”的细胞理论。
3. 1839年西奥多·施万发表了“所有动物都是由细胞组成的”。
4. 此后人们逐渐相信所有生命都由细胞构成。
二、细胞的基本结构1. 细胞膜:包裹细胞的薄膜,控制物质的进出。
2. 细胞质:细胞膜内的液体,包含各种细胞器。
3. 细胞核:细胞内的控制中心,负责遗传信息的保存和传递。
4. 粗面内质网:合成蛋白质的地方。
5. 滑面内质网:合成脂类和糖类。
6. 原生质体:细胞质中的含液泡、草酸盐晶体、糖原粒、脂褐质等物质。
7. 溶酶体:消化细胞内产生的废弃物和损坏的细胞器。
8. 叶绿体:植物细胞中负责光合作用的器官,可以制造出氧气和葡萄糖。
9. 纤维素壁:植物细胞外的一层坚硬的壁,可以保护细胞和维持细胞的形状。
三、细胞的功能1. 新陈代谢:包括有机物的合成代谢和无机物的分解代谢,是细胞生命活动的基础。
2. 生物酶:是生物体内存在的一类催化作用分子,是调节新陈代谢过程的主要机构。
3. 分裂:细胞的繁殖方式,分为有丝分裂和无丝分裂两种。
4. 反应:细胞会对周围环境做出反应,包括化学变化和运动等。
5. 调节:细胞内部各种功能的协调和平衡。
四、细胞的能量转化1. 葡萄糖的分解:通过糖解作用将葡萄糖分解成较少的能量并使发生大量化学反应。
2. 呼吸作用:将食物中的能量储存成一种细胞利用的化合物。
五、细胞的遗传物质特点1. DNA分子:存在于细胞核内的大分子,负责遗传信息的保存和传递。
2. RNA分子:帮助DNA复制和传递信息,也可以作为编码传递信息。
3. 基因:是形成有机体某种或某些特有的性状的遗传信息的小部分。
4. 细胞分化:通过基因的不同表达,使细胞在形态和功能上发生差异化。
第一章植物的水分代谢一、名词解释1.自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
2.束缚水:靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3.渗透作用: 水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
):每偏摩尔体积水的化学势差。
符号:ψw。
4.水势(ψw5.渗透势(ψπ):由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值,符号ψπ。
用负值表示。
亦称溶质势(ψs)。
):由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。
一般为正值。
符号ψp。
初6.压力势(ψp始质壁分离时,ψp为0,剧烈蒸腾时,ψp会呈负值。
):细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值,7.衬质势(ψm以负值表示。
符号ψm 。
8.吸涨作用:亲水胶体吸水膨胀的现象。
9.代谢性吸水:利用细胞呼吸释放出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。
10.蒸腾作用:水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。
11.根压:植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12.蒸腾拉力:由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13.蒸腾速率:又称蒸腾强度,指植物在单位时间内,单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
(g/dm2·h)14.蒸腾比率:植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量(克)。
15.蒸腾系数:植物制造 1克干物质所需的水分量(克),又称为需水量。
它是蒸腾比率的倒致。
16.内聚力学说:又称蒸腾流-内聚力-张力学说。
即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题1.植物细胞吸水有、和三种方式。
渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水2.植物散失水分的方式有和。
蒸腾作用吐水3.植物细胞内水分存在的状态有和。
自由水束缚水4.植物细胞原生质的胶体状态有两种,即和。
凝胶溶胶5.一个典型的细胞的水势等于;具有液泡的细胞的水势等于;形成液泡后,细胞主要靠吸水;干种子细胞的水势等于。
ψπ + ψp + ψm;渗透性ψp + ψm;吸涨作用ψm6.植物根系吸水方式有:和。
第一章植物的水分代谢一、名词解释1.自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
2.束缚水:靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3.渗透作用: 水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
):每偏摩尔体积水的化学势差。
符号:ψw。
4.水势(ψw5.渗透势(ψπ):由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值,符号ψπ。
用负值表示。
亦称溶质势(ψs)。
):由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。
一般为正值。
符号ψp。
初始质6.压力势(ψp壁分离时,ψp为0,剧烈蒸腾时,ψp会呈负值。
):细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值,以负值7.衬质势(ψm表示。
符号ψm 。
8.吸涨作用:亲水胶体吸水膨胀的现象。
9.代谢性吸水:利用细胞呼吸释放出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。
10.蒸腾作用:水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。
11.根压:植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12.蒸腾拉力:由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13.蒸腾速率:又称蒸腾强度,指植物在单位时间内,单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
(g/dm2·h)14.蒸腾比率:植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量(克)。
15.蒸腾系数:植物制造 1克干物质所需的水分量(克),又称为需水量。
它是蒸腾比率的倒致。
16.内聚力学说:又称蒸腾流-内聚力-张力学说。
即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题1.植物细胞吸水有、和三种方式。
渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水2.植物散失水分的方式有和。
蒸腾作用吐水3.植物细胞内水分存在的状态有和。
自由水束缚水4.植物细胞原生质的胶体状态有两种,即和。
凝胶溶胶5.一个典型的细胞的水势等于;具有液泡的细胞的水势等于;形成液泡后,细胞主要靠吸水;干种子细胞的水势等于。
ψπ + ψp + ψm;渗透性ψp + ψm;吸涨作用ψm6.植物根系吸水方式有:和。
绪论一、教学大纲基本要求通过绪论学习,了解什么是植物生理学以及它主要研究的内容、了解绿色植物代谢活动的主要特点;了解植物生理学的发展历史;了解植物生理学对农业生产的指导作用和发展趋势;为认识和学好植物生理学打下基础。
二、本章知识要点三、单元自测题1.与其他生物相比较,绿色植物代谢活动有哪些显著的特点?答:植物的基本组成物质如蛋白质、糖、脂肪和核酸以及它们的代谢都与其他生物(动物、微生物)大同小异。
但是,植物本身的代谢活动有一些独特的地方,如:①绿色植物代谢活动的一个最大特点,是它的“自养性”,绿色植物不需要摄取现成的有机物作为食物来源,而能以太阳光能作动力,用来自空气中的C02和主要来自土壤中的水及矿物质合成有机物,因而是现代地球上几乎一切有机物的原初生产者;②植物扎根在土中营固定式生活,趋利避害的余地很小,必须能适应当地环境条件并演化出对不良环境的耐性与抗性;③植物的生长没有定限,虽然部分组织或细胞死亡,仍可以再生或更新,不断地生长;④植物的体细胞具全能性,在适宜的条件下,一个体细胞经过生长和分化,就可成为一棵完整的植株。
因此作为研究植物生命活动规律以及与环境相互关系的科学--植物生理学在实践上、理论上都具有重要的意义,是大有可为的。
2.请简述植物生理学在中国的发展情况。
答:在科学的植物生理学诞生之前,我国劳动人民在生产劳动中已积累并记载下了丰富的有关植物生命活动方面的知识,其中有些方法至今仍在民间应用。
比较系统的实验性植物生理学是20世纪初开始从国外引进的。
20世纪20~30年代钱崇澍、李继侗、罗宗洛、汤佩松等先后留学回国,在南开大学、清华大学、中央大学等开设了植物生理学课程、建立植物生理实验室,为中国植物生理学的发展奠定了基础。
1949年以后,植物生理的研究和教学工作发展很快,设有中国科学院上海植物生理研究所(现改名为中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所);各大地区的植物研究所及各高等院校中,设有植物生理学研究室(组)或教研室(组);农林等部门设立了作物生理研究室(组)。
第一章植物的水分代谢一、名词解释1.自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分.2.束缚水:靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3.渗透作用: 水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
):每偏摩尔体积水的化学势差。
符号:ψw。
4.水势(ψw5.渗透势(ψπ):由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值,符号ψπ。
用负值表示。
亦称溶质势(ψs)。
):由于细胞壁压力的存在而增加的水势值.一般为正值。
符号ψp。
初始质壁6.压力势(ψp分离时,ψp为0,剧烈蒸腾时,ψp会呈负值。
):细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值,以负值7.衬质势(ψm表示。
符号ψm 。
8.吸涨作用:亲水胶体吸水膨胀的现象。
9.代谢性吸水:利用细胞呼吸释放出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。
10.蒸腾作用:水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象.11.根压:植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12.蒸腾拉力:由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13.蒸腾速率:又称蒸腾强度,指植物在单位时间内,单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量.(g/dm2·h)14.蒸腾比率:植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量(克)。
15.蒸腾系数:植物制造 1克干物质所需的水分量(克),又称为需水量.它是蒸腾比率的倒致。
16.内聚力学说:又称蒸腾流-内聚力—张力学说。
即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题1.植物细胞吸水有、和三种方式.渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水2.植物散失水分的方式有和。
蒸腾作用吐水3.植物细胞内水分存在的状态有和 .自由水束缚水4.植物细胞原生质的胶体状态有两种,即和。
凝胶溶胶5.一个典型的细胞的水势等于 ;具有液泡的细胞的水势等于 ;形成液泡后,细胞主要靠吸水;干种子细胞的水势等于。
ψπ + ψp + ψm; 渗透性ψp + ψm;吸涨作用ψm6.植物根系吸水方式有:和。
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。