植物生理学重点整理
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ü 类胡萝卜素 不溶于水，溶于有机溶剂，胡萝卜素 ：橙色,α-,β-,γ-叶黄素：黄色
功能：1. 收集和传递光能 2.防护叶绿素免受多余光照伤害
2.3 光合色素的光学特性 (1) 吸收光谱 ： • 叶绿素：红光和蓝紫光； • 类胡萝卜素:蓝紫光
(2) 荧光现象和磷光现象 ： ü 荧光现象：叶绿体色素溶液在透射光时呈绿色，反射光下呈红色的现象 ü 磷光现象：去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出微弱的红光。 (3) 叶片颜色 • 绿色：叶绿素多 • 黄色（秧苗变白）：气温下降（衰老；矿质元素），叶绿素合成抑制，故类胡萝卜素多。 • 红色：花色素苷（红色）
细胞壁是全透的；细胞膜和液泡膜是半透膜；细胞质是半透的，构成了一个 渗透系统 证据：质壁分离和质壁分离复原
ü 植物细胞的水势：ψw＝ψs（溶质势／渗透势）＋ ψp（压力势） ＋ψg（重力势，通常忽略 不计） ＋ψm（衬质势，一般恒定，干种子的ψm 大，其他的可以忽略）
3 水分移动 ü 方向：受相邻两个细胞间水势梯度的指引，水分总是从水势高的地方流向水势低的地方
ü 根系对水分的吸收 l 土壤中的水分：重力水&毛细管水（主要被吸收）&束缚水 l 土壤水势：渗透势+重力势，普通土壤水势高，盐碱地低 l 根毛区吸水能力最大是因为：
Ø 根毛扩大吸收面积 Ø 粘粘的果胶覆盖细胞壁，更易与土壤胶体颗粒结合 Ø 发育的输导组织很快地运输水分
l 根系吸收水分的途径：
1
外质体途径 ：细胞壁、细胞间隙。。。。。。 跨膜途径 ：。。。。。。，经过两次通过质膜、液泡膜。。。。。
ü 光合作用的第三阶段：碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能（固定二氧化碳变成糖 类） l C3 途径（卡尔文循环 ／还原磷酸戊糖途径）p92 • 过程：羧化阶段、还原阶段、再生阶段 3CO2 + 5H2O + 9ATP + 6NADPH→PGAld + 9ADP + 8Pi + 6NADP+ + 3H+ • 结果：每循环一次，只固定一个 CO2,循环三次才能同化为一个三碳分子，消耗 9 个 ATP 分子和 6 个 NADPH 分子。 l C4 途径 • 部位：叶肉细胞：固定 CO2 • 维管束鞘细胞：还原 CO2 C4 植物：适应热带光照强烈、CO2 浓度很低环境，产量高，主要集中在禾本科，莎草 科、菊科等 l 景天酸代谢途径 CAM：干旱植物，仙人掌菠萝等，白天缺水，气孔关闭，植物遍利用前 一个晚上固定的 CO2 进行光合作用。
第一组：N、S 为碳化合物的组成部分 第二组：P、Si、B 能量贮存和维持结构整体性 第三组 以离子形式存在，K\Ca\Mg\Cl\Mn 第四组：参与电子传递 Fe、Zn、Cu、Mo ü 必需矿质元素在植物体内的生理作用 a) 细胞结构物质的组成成分
3
b) 植物生命活动的调节者，参与酶的活动 c) 起电化学作用 d) 作为细胞信号转导的第二信使
酶的伤害
5
8 合理施肥的生理基础 • 作物对肥料的需求：根据作物的收获对象；根据生育期（麦浇苗，菜浇花） • 合理追肥的指标： 形态指标（相貌、叶色）；生理指标（营养元素、临界浓度、测土配方施
肥）
• 发挥肥效的措施：适当灌溉、适当深耕、改善施肥方式：深层施肥
第三章光合作用
• 细菌光合作用 photosynthesis by bacteria • 绿色植物光合作用 photosynthesis by green plants • 化能合成作用 1. 定义：光合作用：绿色植物利用所吸收的光能将 CO2 转化为有机物，并释放出氧的过程。
成 NH3，固氮酶只存在于原核生物细胞中 • 绿色植物： 非共生固氮微生物：好气性细菌；嫌气性细菌；蓝藻 共生固氮微生物：根瘤菌、放射菌
菌类固氮方式 • 通过在不同的细胞分别进行光合作用和生物固氮 • 通过形成特殊的结构进行生物固氮：异形胞 • 通过形成微氧环境进行生物固氮：蓝藻形成防氧进入的糖脂组成的外膜，从而避免氧对固氮
2
n 影响气孔运动的因素：气孔运动通过保卫细胞的水势调节 ü 光照 Light ü 温度 Temperature ü CO2 ü ABA
ü 影响蒸腾作用的因素 • 外部：光照、大气相对湿度、大气温度、风 • 内部： 气孔（气孔密度 、气孔大小 、气孔下腔体积） 叶内部面积：细胞内部空间
ü 灌溉节水措施： • 喷灌、滴灌 • 调亏灌溉：在作物的非临界期减少灌水（亏缺），处于干旱胁迫状态，而把有限的 水量集中供给作物的需水临界期 • 控制性分根交替灌溉
意义： (1) 把无机物变为有机物-有机物和成的绿色工厂 (2) 贮存太阳能-煤、天然气、木材，巨大的能量转化方式 (3) 保护环境 –放出氧气
2.叶绿体和叶绿体色素 2.1 叶绿体的结构和成分：类囊体（光合作用）、基质（固定 CO2） 2.2 光合色素的化学特性：
ü 叶绿素（叶绿素 a：蓝绿色、叶绿素 b：黄绿色） 不溶于水，溶于有机溶剂 （醇、丙酮、汽油等） 结构：四个吡咯环和四个甲烯基形成大环卟 ling 环 参与过程：不参与氢传递，而通过电子传递（氧化还原）、共振传递（直接传递能量）
• 反应中心复合物（转化，光能变化学能）
D（原初电子供体）~P(特殊叶绿素 a 对)~A（原初电子受体）～电子传递链直至最终受体 NADP+
ü 光合作用的第二阶段：电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能（ATP\NADPH） • 相关定义
1. 增益效应：当用红光和远红光一起照射时光合效率比两者单独照射时各自量子产额加起 来的总和还多。
7
ü 几种植物的比较 p105
5 光呼吸 定义：植物的绿色细胞依赖光照，吸收氧气放出二氧化碳的过程。
5.1 光呼吸途径（乙醇酸氧化途径）： • 以乙醇酸为底物，最终氧化生成 3-磷酸甘油酸参加卡尔文循环的代谢结束。 • 此过程中：O2 的吸收发生在叶绿体和过氧化物酶体，CO2 的放出发生于线粒体。 • 调节：O2 促进光呼吸而抑制光合作用，CO2 反之；随着光强，温度，pH 的增高，光呼吸 也增强。 • C3 植物的光呼吸强，C4 反之。
6
4.光合作用阶段 小结：第一二阶段属于光反应，在类囊体薄膜上进行，第三阶段碳反应开始于叶绿体基质，结束于 细胞质。
ü 光合作用的第一阶段：原初反应——光的吸收、传递、转化 光能吸收单位：光系统——
• 聚光复合物（吸收传递：共振传递）、 光能在色素中传递顺序：类胡萝卜素、叶绿素 b、a、特殊叶绿素 a 对
共质体途径：定义：水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细 胞质。慢。
根尖附近如果木栓化（凯氏带），水分则通过共质体进入木质部 l 根系吸水的动力
• 根压 ： • 伤流 bleeding: 由于根压作用，从植物伤口或折断的部位流出液体的现象 • 吐水 guttation：从叶尖或叶边缘的水孔流出液滴的现象，也是受根压作用
5.2 光呼吸的生理功能 • 避免光抑制 • 回收碳，避免在有 O2 环境下丢失太多的 C
6 影响光合作用的因子 • 光合速率酸衡量光合作用的量的指标：指单位时间、单位叶面积吸收 CO2 的物质等量（或放出
氧气的物质的量，或积累干物质的质量，即 umol CO2／（m2*s）…… • 外部因素：光照、CO2、温度、矿质元素、水、（光合速率的）日变化
2. 植物细胞对矿质元素的吸收 ü 2.1 Diffusion 扩散 ü 2.2 Ion channel 离子通道 ü 2.3 Carrier 载体 ：单向载体、同向载体、反向载体 ü 2.4 Ion pump 离子泵 ü 2.5 Pinocytosis 胞饮 3．植物对矿质元素的吸收 ü 对盐分和水分的相对吸收 ü 离子的选择吸收
植物生理学 1 绪论 1.1 定义 Definition：植物生理学是研究植物生命活动规律的科学。 1.2 研究内容：物质和能量转化代谢&信息传递和信号转导&生长和发育：形态建成 1.3 植物生理学的任务：研究植物生命活动的规律和机制&将植物产品应用到社会生活。
第一章植物的水分生理
1. 植物对水分的需求 • 1.1 植物中的水分含量 • 1.2 植物中水分的状态 ：自由水、结合水 • 1.3 水分在植物生命活动中的作用：
第二章 矿质元素
植物对矿质元素的吸收、运输和同化 1. 必需元素 ü 标准
• 完成植物生长周期必不可少 • 不能被其它元素代替 • 直接参与代谢作用 ü 判断必需元素的方法 溶液培养或水培 砂培 ü 大量元素（>0.1%）；微量元素（<0.01%） ü 必需元素在植物体内的生理效应 Ø 植物的吸收形式 Ø 在植物体中的作用 Ø 施用充足时的表现 Ø 施用过多的表现 Ø 施用缺乏时的表现
4 蒸腾作用：水分从叶片以水蒸气形式散失到大气 ü 蒸腾作用的生理意义 • 蒸腾作用是植物吸收和运输水分的主要动力 • 有利于植物吸收矿质元素和有机物质 • 降低叶面温度（在夏天，绿地温度比非绿地温度低 3-5 ℃ ） ü 蒸腾部位： Ø 幼嫩植物，植物整个地上部分的表皮都可以进行蒸腾作用 Ø 植物长大后，茎杆部位可进行角质蒸腾，占整个蒸腾比率的 0.1% Ø 叶片蒸腾：角质蒸腾 ，气孔蒸腾（ 主导作用 ） ü 蒸腾速率 ：单位叶面积在单位时间内通过蒸腾作用所丧失的水分 ü 蒸腾比率：光合作用生产的干物质与蒸腾丧失水分的比值 ü 蒸腾系数 ：蒸腾比率的倒数，生产 1 g 干物质所消耗的水分
生理酸性盐:(NH4)2SO4 生理碱性盐:NaNO3 生理中性盐:NH4NO3 ü 单盐毒害和离子拮抗 4.根部对土壤中矿质元素的吸收 （一）土壤中养分的迁移：根系截获、集流、扩散
4
（二）根对溶液中矿质元素的吸收
植物地上部分对矿质元素的吸收（根外施肥）
土壤颗粒一般带负电荷，可以吸附带正电荷的营养离子 阳离子交换量是指土壤吸附离子的能力
• 细胞质的主要成分：70%~90% 的细胞质是水，保持细胞质的溶胶状态和代谢活性 • 参与代谢反应：光合作用、呼吸作用、有机物的同化和异化作用 • 物质吸收和运输的溶剂 • 保持植物坚挺
功能：1. 收集和传递光能 2.防护叶绿素免受多余光照伤害
2.3 光合色素的光学特性 (1) 吸收光谱 ： • 叶绿素：红光和蓝紫光； • 类胡萝卜素:蓝紫光
(2) 荧光现象和磷光现象 ： ü 荧光现象：叶绿体色素溶液在透射光时呈绿色，反射光下呈红色的现象 ü 磷光现象：去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出微弱的红光。 (3) 叶片颜色 • 绿色：叶绿素多 • 黄色（秧苗变白）：气温下降（衰老；矿质元素），叶绿素合成抑制，故类胡萝卜素多。 • 红色：花色素苷（红色）
细胞壁是全透的；细胞膜和液泡膜是半透膜；细胞质是半透的，构成了一个 渗透系统 证据：质壁分离和质壁分离复原
ü 植物细胞的水势：ψw＝ψs（溶质势／渗透势）＋ ψp（压力势） ＋ψg（重力势，通常忽略 不计） ＋ψm（衬质势，一般恒定，干种子的ψm 大，其他的可以忽略）
3 水分移动 ü 方向：受相邻两个细胞间水势梯度的指引，水分总是从水势高的地方流向水势低的地方
ü 根系对水分的吸收 l 土壤中的水分：重力水&毛细管水（主要被吸收）&束缚水 l 土壤水势：渗透势+重力势，普通土壤水势高，盐碱地低 l 根毛区吸水能力最大是因为：
Ø 根毛扩大吸收面积 Ø 粘粘的果胶覆盖细胞壁，更易与土壤胶体颗粒结合 Ø 发育的输导组织很快地运输水分
l 根系吸收水分的途径：
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外质体途径 ：细胞壁、细胞间隙。。。。。。 跨膜途径 ：。。。。。。，经过两次通过质膜、液泡膜。。。。。
ü 光合作用的第三阶段：碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能（固定二氧化碳变成糖 类） l C3 途径（卡尔文循环 ／还原磷酸戊糖途径）p92 • 过程：羧化阶段、还原阶段、再生阶段 3CO2 + 5H2O + 9ATP + 6NADPH→PGAld + 9ADP + 8Pi + 6NADP+ + 3H+ • 结果：每循环一次，只固定一个 CO2,循环三次才能同化为一个三碳分子，消耗 9 个 ATP 分子和 6 个 NADPH 分子。 l C4 途径 • 部位：叶肉细胞：固定 CO2 • 维管束鞘细胞：还原 CO2 C4 植物：适应热带光照强烈、CO2 浓度很低环境，产量高，主要集中在禾本科，莎草 科、菊科等 l 景天酸代谢途径 CAM：干旱植物，仙人掌菠萝等，白天缺水，气孔关闭，植物遍利用前 一个晚上固定的 CO2 进行光合作用。
第一组：N、S 为碳化合物的组成部分 第二组：P、Si、B 能量贮存和维持结构整体性 第三组 以离子形式存在，K\Ca\Mg\Cl\Mn 第四组：参与电子传递 Fe、Zn、Cu、Mo ü 必需矿质元素在植物体内的生理作用 a) 细胞结构物质的组成成分
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b) 植物生命活动的调节者，参与酶的活动 c) 起电化学作用 d) 作为细胞信号转导的第二信使
酶的伤害
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8 合理施肥的生理基础 • 作物对肥料的需求：根据作物的收获对象；根据生育期（麦浇苗，菜浇花） • 合理追肥的指标： 形态指标（相貌、叶色）；生理指标（营养元素、临界浓度、测土配方施
肥）
• 发挥肥效的措施：适当灌溉、适当深耕、改善施肥方式：深层施肥
第三章光合作用
• 细菌光合作用 photosynthesis by bacteria • 绿色植物光合作用 photosynthesis by green plants • 化能合成作用 1. 定义：光合作用：绿色植物利用所吸收的光能将 CO2 转化为有机物，并释放出氧的过程。
成 NH3，固氮酶只存在于原核生物细胞中 • 绿色植物： 非共生固氮微生物：好气性细菌；嫌气性细菌；蓝藻 共生固氮微生物：根瘤菌、放射菌
菌类固氮方式 • 通过在不同的细胞分别进行光合作用和生物固氮 • 通过形成特殊的结构进行生物固氮：异形胞 • 通过形成微氧环境进行生物固氮：蓝藻形成防氧进入的糖脂组成的外膜，从而避免氧对固氮
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n 影响气孔运动的因素：气孔运动通过保卫细胞的水势调节 ü 光照 Light ü 温度 Temperature ü CO2 ü ABA
ü 影响蒸腾作用的因素 • 外部：光照、大气相对湿度、大气温度、风 • 内部： 气孔（气孔密度 、气孔大小 、气孔下腔体积） 叶内部面积：细胞内部空间
ü 灌溉节水措施： • 喷灌、滴灌 • 调亏灌溉：在作物的非临界期减少灌水（亏缺），处于干旱胁迫状态，而把有限的 水量集中供给作物的需水临界期 • 控制性分根交替灌溉
意义： (1) 把无机物变为有机物-有机物和成的绿色工厂 (2) 贮存太阳能-煤、天然气、木材，巨大的能量转化方式 (3) 保护环境 –放出氧气
2.叶绿体和叶绿体色素 2.1 叶绿体的结构和成分：类囊体（光合作用）、基质（固定 CO2） 2.2 光合色素的化学特性：
ü 叶绿素（叶绿素 a：蓝绿色、叶绿素 b：黄绿色） 不溶于水，溶于有机溶剂 （醇、丙酮、汽油等） 结构：四个吡咯环和四个甲烯基形成大环卟 ling 环 参与过程：不参与氢传递，而通过电子传递（氧化还原）、共振传递（直接传递能量）
• 反应中心复合物（转化，光能变化学能）
D（原初电子供体）~P(特殊叶绿素 a 对)~A（原初电子受体）～电子传递链直至最终受体 NADP+
ü 光合作用的第二阶段：电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能（ATP\NADPH） • 相关定义
1. 增益效应：当用红光和远红光一起照射时光合效率比两者单独照射时各自量子产额加起 来的总和还多。
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ü 几种植物的比较 p105
5 光呼吸 定义：植物的绿色细胞依赖光照，吸收氧气放出二氧化碳的过程。
5.1 光呼吸途径（乙醇酸氧化途径）： • 以乙醇酸为底物，最终氧化生成 3-磷酸甘油酸参加卡尔文循环的代谢结束。 • 此过程中：O2 的吸收发生在叶绿体和过氧化物酶体，CO2 的放出发生于线粒体。 • 调节：O2 促进光呼吸而抑制光合作用，CO2 反之；随着光强，温度，pH 的增高，光呼吸 也增强。 • C3 植物的光呼吸强，C4 反之。
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4.光合作用阶段 小结：第一二阶段属于光反应，在类囊体薄膜上进行，第三阶段碳反应开始于叶绿体基质，结束于 细胞质。
ü 光合作用的第一阶段：原初反应——光的吸收、传递、转化 光能吸收单位：光系统——
• 聚光复合物（吸收传递：共振传递）、 光能在色素中传递顺序：类胡萝卜素、叶绿素 b、a、特殊叶绿素 a 对
共质体途径：定义：水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细 胞质。慢。
根尖附近如果木栓化（凯氏带），水分则通过共质体进入木质部 l 根系吸水的动力
• 根压 ： • 伤流 bleeding: 由于根压作用，从植物伤口或折断的部位流出液体的现象 • 吐水 guttation：从叶尖或叶边缘的水孔流出液滴的现象，也是受根压作用
5.2 光呼吸的生理功能 • 避免光抑制 • 回收碳，避免在有 O2 环境下丢失太多的 C
6 影响光合作用的因子 • 光合速率酸衡量光合作用的量的指标：指单位时间、单位叶面积吸收 CO2 的物质等量（或放出
氧气的物质的量，或积累干物质的质量，即 umol CO2／（m2*s）…… • 外部因素：光照、CO2、温度、矿质元素、水、（光合速率的）日变化
2. 植物细胞对矿质元素的吸收 ü 2.1 Diffusion 扩散 ü 2.2 Ion channel 离子通道 ü 2.3 Carrier 载体 ：单向载体、同向载体、反向载体 ü 2.4 Ion pump 离子泵 ü 2.5 Pinocytosis 胞饮 3．植物对矿质元素的吸收 ü 对盐分和水分的相对吸收 ü 离子的选择吸收
植物生理学 1 绪论 1.1 定义 Definition：植物生理学是研究植物生命活动规律的科学。 1.2 研究内容：物质和能量转化代谢&信息传递和信号转导&生长和发育：形态建成 1.3 植物生理学的任务：研究植物生命活动的规律和机制&将植物产品应用到社会生活。
第一章植物的水分生理
1. 植物对水分的需求 • 1.1 植物中的水分含量 • 1.2 植物中水分的状态 ：自由水、结合水 • 1.3 水分在植物生命活动中的作用：
第二章 矿质元素
植物对矿质元素的吸收、运输和同化 1. 必需元素 ü 标准
• 完成植物生长周期必不可少 • 不能被其它元素代替 • 直接参与代谢作用 ü 判断必需元素的方法 溶液培养或水培 砂培 ü 大量元素（>0.1%）；微量元素（<0.01%） ü 必需元素在植物体内的生理效应 Ø 植物的吸收形式 Ø 在植物体中的作用 Ø 施用充足时的表现 Ø 施用过多的表现 Ø 施用缺乏时的表现
4 蒸腾作用：水分从叶片以水蒸气形式散失到大气 ü 蒸腾作用的生理意义 • 蒸腾作用是植物吸收和运输水分的主要动力 • 有利于植物吸收矿质元素和有机物质 • 降低叶面温度（在夏天，绿地温度比非绿地温度低 3-5 ℃ ） ü 蒸腾部位： Ø 幼嫩植物，植物整个地上部分的表皮都可以进行蒸腾作用 Ø 植物长大后，茎杆部位可进行角质蒸腾，占整个蒸腾比率的 0.1% Ø 叶片蒸腾：角质蒸腾 ，气孔蒸腾（ 主导作用 ） ü 蒸腾速率 ：单位叶面积在单位时间内通过蒸腾作用所丧失的水分 ü 蒸腾比率：光合作用生产的干物质与蒸腾丧失水分的比值 ü 蒸腾系数 ：蒸腾比率的倒数，生产 1 g 干物质所消耗的水分
生理酸性盐:(NH4)2SO4 生理碱性盐:NaNO3 生理中性盐:NH4NO3 ü 单盐毒害和离子拮抗 4.根部对土壤中矿质元素的吸收 （一）土壤中养分的迁移：根系截获、集流、扩散
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（二）根对溶液中矿质元素的吸收
植物地上部分对矿质元素的吸收（根外施肥）
土壤颗粒一般带负电荷，可以吸附带正电荷的营养离子 阳离子交换量是指土壤吸附离子的能力
• 细胞质的主要成分：70%~90% 的细胞质是水，保持细胞质的溶胶状态和代谢活性 • 参与代谢反应：光合作用、呼吸作用、有机物的同化和异化作用 • 物质吸收和运输的溶剂 • 保持植物坚挺
