植物生理学理论第一章

植物生理学复习资料植物生理学复习资料第一章植物的水分生理一、名词解释1、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。

单位Pa。

2、渗透势Ψs：由于细胞液中溶质的存在引起细胞水势降低的数值，为负值。

3、压力势Ψp：由于细胞壁的压力的存在引起细胞水势变化的数值。

4、衬质势Ψm：有图细胞胶体物质的亲水性和毛细管作用对自由水的束缚而引起水势降低的值，为负值。

5、蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式通过植物体表面散失到外界坏境的过程称为蒸腾作用。

6、蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度而使水分沿导管上升的力量称蒸腾拉力。

作用力>>根压。

7、永久萎蔫系数：当植物刚好发生永久萎蔫时土壤尚存留的含水量。

（占土壤干重的百分数）。

二、简答、填空、判断等（一）2、水在植物生命中的作用（1）水是原生质的主要组分（2）一切代谢物质的吸收运输都必须在水中才能进行（3）水可以保持植物的固有姿态（4）水作为原料参与代谢：水是光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解的底物（5）水可以调节植物的体温、调节植物的生存环境3、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。

单位Pa。

（1）在任何情况下。

水分流动的方向总是由水势高的地方流向水势低的地方。

（2）典型细胞水势（Ψw）包含三部分：Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）+ Ψm(衬质势）成熟细胞则Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）（3）当细胞处于质壁分离时：水势= 渗透势；细胞吸水饱和时：水势 = 0.4、植物细胞吸水的方式（1）渗透式吸水（具液泡细胞）（2）吸胀式吸水（无液泡的细胞及干种子、依赖衬质势（3）代谢性吸水（直接耗能）发生频率（1）>（2）>（3）（二）植物根系对水分的吸收1、根系是植物吸水的主要器官，，其中根毛区为主要的吸水区域。

2、根系吸水方式及其动力：根系吸水有主动吸水（根压）和被动吸水（蒸腾拉力）两种形式。

植物生理学电子教案第一章：植物细胞的结构和功能1.1 植物细胞的组成细胞壁细胞膜细胞质细胞核质体1.2 植物细胞的主要功能细胞分裂物质运输新陈代谢遗传信息的传递第二章：植物的生长和发育2.1 植物生长的基本过程种子发芽细胞伸长组织分化器官形成2.2 植物发育的调控因素遗传因素环境因素（光照、温度、水分等）激素调节（生长素、细胞分裂素、赤霉素等）第三章：植物的营养代谢3.1 光合作用光反应暗反应光合作用的调控因素3.2 呼吸作用有氧呼吸无氧呼吸呼吸作用的调控因素3.3 植物的物质吸收和运输根的结构和功能矿物质的吸收水分的吸收和运输第四章：植物的生殖和繁殖4.1 植物的生殖方式有性生殖无性生殖4.2 植物的繁殖器官花的结构果实的形成种子的形成4.3 植物的繁殖策略自我繁殖异交繁殖风媒繁殖昆虫媒繁殖第五章：植物的适应性和生态生理5.1 植物对环境的适应性形态适应生理适应行为适应5.2 植物的生态生理功能初级生产碳汇作用生物多样性维持生态系统的稳定作用第六章：植物的激素生理6.1 植物激素的种类与作用生长素（IAA）细胞分裂素（CTK）赤霉素（GA）脱落酸（ABA）乙烯（ETH）6.2 植物激素的应用促进植物生长调控开花与结果控制植物逆境反应植物激素在农业生产中的应用第七章：植物的逆境生理7.1 植物面临的逆境非生物逆境（干旱、盐害、低温等）生物逆境（病害、虫害、杂草等）7.2 植物逆境应答机制抗氧化系统渗透调节物质基因表达的调控逆境信号传导途径7.3 逆境生理研究的应用抗逆育种抗逆植物材料的开发农业生产的逆境管理第八章：植物的分子生理8.1 植物基因组学植物基因组的结构基因组进化基因表达调控8.2 植物蛋白质组学植物蛋白质的功能蛋白质相互作用蛋白质组分析技术8.3 植物代谢组学植物代谢途径代谢组分析技术代谢组在植物生理研究中的应用第九章：植物的生理生态9.1 植物与环境的相互作用植物与大气环境植物与土壤环境植物与生物环境的相互作用9.2 植物生态生理的研究方法田间试验人工气候室实验模型模拟9.3 植物生理生态在可持续发展中的应用农田生态系统管理城市绿化与生态建设生态系统恢复与保护第十章：植物生理学实验技术与方法10.1 基本实验技术显微镜观察色谱分析电泳技术分子克隆与表达10.2 现代实验技术激光扫描共聚焦显微镜基因测序技术蛋白质组学技术代谢组学技术10.3 实验数据的处理与分析实验数据分析方法统计学在植物生理学中的应用重点和难点解析重点一：植物细胞的结构和功能细胞壁的组成和作用细胞膜的性质和功能细胞质的组成和功能细胞核的结构和功能质体的类型和功能难点一：植物细胞的结构与功能的关联细胞壁对细胞形态和机械强度的调控细胞膜对物质运输和信号传递的调控细胞质对细胞代谢活动的支持细胞核在遗传信息存储和调控中的关键作用质体在光合作用和呼吸作用中的功能分化重点二：植物的生长和发育种子发芽的生理机制细胞伸长的调控因素组织分化和器官形成的分子基础植物发育的激素调控网络难点二：植物生长和发育的分子机制种子发芽的激素调控细胞伸长的细胞骨架和信号转导组织分化和器官形成的遗传编程植物发育中的激素相互作用和信号传递重点三：植物的营养代谢光合作用的光反应和暗反应过程呼吸作用的类型和调控植物对矿物质和水分吸收的机制难点三：植物营养代谢的调控机制光合作用的环境因素影响和分子调控呼吸作用在不同生理状态下的调控植物营养吸收的载体介导和信号调控重点四：植物的生殖和繁殖植物生殖方式的生物学意义繁殖器官的结构与功能植物繁殖策略的适应性难点四：植物生殖和繁殖的分子基础生殖激素在植物生殖中的作用繁殖器官发育的遗传控制植物繁殖策略的进化生物学重点五：植物的适应性和生态生理植物对逆境的适应性机制植物生态生理功能的重要性植物在生态系统中的作用难点五：植物适应性和生态生理的复杂性植物逆境适应性的分子育种应用植物生态生理功能的环境调控植物在生态系统中的角色和功能本教案涵盖了植物生理学的基本概念、关键过程和调控机制，重点突出了植物细胞结构与功能、生长发育、营养代谢、生殖繁殖以及适应性和生态生理等方面的内容。

第一章：植物的水分生理1．水分的存在状态束缚水—被原生质胶体吸附不易流动的水特性：1.不能自由移动，含量变化小，不易散失2.冰点低，不起溶剂作用3.决定原生质胶体稳定性4.与植物抗逆性有关自由水—距离原生质胶粒较远、可自由流动的水。

特性：1.不被吸附或吸附很松，含量变化大2.冰点为零，起溶剂作用3.与代谢强度有关自由水/束缚水：比值大，代谢强、抗性弱；比值小，代谢弱、抗性强2．植物细胞对水的吸收方式：扩散、集流、渗透作用1）、扩散作用—由分子的热运动所造成的物质从浓度高处向浓度低处移动的过程。

特点：简单扩散是物质顺浓度梯度进行，适于短距离运输（胞内跨膜或胞间）2）、集流—指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动的现象。

特点：物质顺压力梯度进行，通过膜上的水孔蛋白形成的水通道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。

注：渗透作用是物质顺浓度梯度和压力梯度进行3．水势及组成1．Ψw = ψs + ψp + ψm + ψgΨs ：渗透势Ψp ：压力势Ψm ：衬质势Ψg ：重力势1）渗透势—在某系统中由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值，又叫溶质势（ψπ）。

ψs大小取决于溶质颗粒总数：1 M蔗糖ψs > 1M NaCl ψs （电解质）测定方法：小液流法2）压力势—ψp 〉0，正常情况压力正向作用细胞，增加ψw；ψp〈0，剧烈蒸腾压力负向作用细胞，降低ψw；ψp = 0，质壁分离时，壁对质无压力3）重力势—当水高1米时，重力势是0.01MP，考虑到水在细胞内的小范围水平移动，通常忽略不计。

4)衬质势—由于亲水性物质和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，ψm 〈0，降低水势.2.注：亲水物质吸水力：蛋白质〉淀粉〉纤维素*有液泡细胞，原生质几乎已被水饱和，ψm = --0.01 MPa ,忽略不计；Ψg也忽略，水势公式简化为：ψw = ψs+ ψp*没有液泡的分生细胞、风干种子胚细胞：ψw = ψm*初始质壁分离细胞：ψw = ψs*水饱和细胞：ψw = 03．细胞水势与相对体积的关系◆细胞吸水，体积增大、ψsψpψw 增大◆细胞吸水饱和，体积、ψs ψp ψw = 0最大◆细胞失水，体积减小，ψs ψp ψw 减小◆细胞失水达初始质壁分离ψp = 0，ψw = ψs◆细胞继续失水，ψp 可能为负ψw《ψs4．蒸腾作用（气孔运动）小孔扩散律（边缘效应）——气体通过小孔表面的扩散速度不与小孔的面积呈正比，而与小孔的周长呈正比。

第一章植物细胞的结构与功能1、细胞膜成分：由蛋白质、脂类、糖、水和无机离子组成。

○1膜脂主要是复合脂类，包括磷脂、糖脂、硫脂和固醇。

○2膜蛋白分为两类：外在蛋白（水溶性）和内在蛋白（疏水性）。

○3膜糖，细胞膜中的糖类大部分与膜蛋白共价结合，少部分与膜脂结合，分别形成糖蛋白和糖脂。

○4水，植物细胞膜中的水大部分是呈液晶态的结合水○5金属离子在蛋白质与脂类中可能起盐桥的作用2、细胞膜的功能：○1分室作用：细胞的膜系统不仅把细胞与外界环境隔开，而且把细胞内的空间分割，使细胞内部区域化，即形成各种细胞器，从而使细胞的代谢活动“按室进行”○2代谢反应的场所：细胞内的许多生理生化过程在膜上有序进行○3物质交换：质膜的另一个重要特性是对物质的透过具有选择性，控制膜内外进行物质交换○4识别功能：质膜上的多糖链分布于其外表面，似“触角“一样能够识别外界物质，并可接收外界的某种刺激或信号，使细胞做出相应的反应3、细胞壁组成：是由胞间层初生壁以及次生壁组成。

植物细胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白质、酶类以及脂肪酸等。

多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶类，次生细胞壁中还有大量木质素。

4、细胞壁的功能：○1维持细胞形状，控制细胞生长○2物质运输与信息传递○3防御与抗性○4代谢与识别功能第二章植物的水分生理1、束缚水：在细胞中被蛋白质等亲水性生物分子组成的胶体颗粒或渗透物质所吸附不能自由移动的水。

2、自由水：是指不被胶体颗粒或渗透物质所吸附或吸附力很小而能自由移动的水。

3、水势：就是每偏摩尔体积水的化学势。

单位为N·m-2Ψw=Ψs+Ψp+Ψm+Ψg（Ψw--水势；Ψs--细胞液渗透势；Ψp--细胞壁对内容物产生的压力势；Ψm—亲水胶体对水分子的吸附产生的衬质势；Ψg--重力势）4、主动吸水的动力是根压，被动吸水的动力是蒸腾拉力。

但无论哪种方式，吸水的基本动力仍然是细胞的渗透作用。

5、影响根系吸水的因素：1）根系自身因素：根系的有效性决定于根系的范围和总表面积以及表面的透性，而透性又随根龄和发育阶段而变化2）土壤因素：○1土壤水分状况：当土壤含水量下降时，土壤溶液水势亦下降，土壤溶液与根部之间的水势差减少，根部吸水减慢，引起植物体内含水量下降○2土壤通气状况：在通气良好的土壤中，根系吸水能力强；土壤透气状况差，吸水受抑制（土壤通气不良造成根系吸水困难的原因：1根系环境内O2缺乏，CO2积累，呼吸作用受到抑制，影响根系主动吸水2长时期缺氧下根进行无氧呼吸，产生并积累较多的乙醇，根系中毒受害，吸水更少3土壤处于还原状态，加之土壤微生物的活动，产生一些有毒物质，这对根系生长和吸收都是不利的）○3土壤温度：土壤温度不但影响根系的生理生化活性，也影响土壤水的移动性。

植物生理学：研究植物生命活动规律的科学。

第一章：自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分。

水势Ψw：每偏摩尔体积水的化学势，单位Pa。

即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。

渗透势Ψs：由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值。

压力势Ψp：细胞壁阻止原生质体吸水膨胀的力量，是增加水势的值。

重力势Ψg：水分因重力下移而增加水势的值。

衬质势Ψm：细胞内胶体物质的亲水性而引起水势降低的值。

质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分移动。

此途径速度快。

跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。

共质体途径：水分通过胞间连丝的吸收。

移动速度较慢。

根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。

伤流：从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。

吐水：从未受伤叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象。

蒸腾拉力：植物因蒸腾失水而产生的吸水动力，内聚力学说：这种以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说，称为内聚力学说。

蒸腾作用：水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶片），从体内散失到体外的现象。

蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量，用g/m2*h表示。

蒸腾比率：植物光合作用产生的干物质与蒸腾失水量的比值，用g.kg-1表示。

蒸腾系数：植物制造1 g干物质所需水分的克数，用g.g-1表示。

水分临界期：植物对水分不足最敏感的时期。

第二章：矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化灰分元素：指以氧化物形式存在于灰分中的元素，又叫矿质元素。

大量元素：植物对其需要量相对较大的元素，碳、氢、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫九种。

微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素，氯、铁、锰、硼、锌、铜、镍、钼八种。

通道运输理论：细胞质膜上有内在蛋白构成的通道，横跨膜的两侧，离子顺着跨膜的电化学势梯度进入细胞。