植物生理学讲义

1、植物生理学第二章 1 渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的地方移动的现象。2 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 .2 小孔扩散律：蒸腾作用相当于水分通过一个多孔表面的蒸发过程。而气体通过多个小孔表面的扩散速度不是与小孔的面积成正 比，而是与小孔的周长成正比。这就是小孔扩散律。小孔扩散又称周长扩散（perimeter iffusion ） 。蒸发速度之所以与小孔周长成正比，是因为气体分子向外扩散时，处在气孔中央的气体分子彼此碰撞，故扩散速度较慢，而处在气孔边缘的分子向外扩散时，彼此碰撞 的机会少，扩散速率就较快。当扩散表面的面积较大时，其边缘所占的比值较少

2、，扩散的速度与其面积成正比。当扩散通过小孔进行时，小 孔的边缘所占的比值加大，孔越小，边缘所占的比值越大，气体扩散时受到的阻力越小。所以通过小孔的扩散并不与孔的面积成正比，而与 孔的边缘 （周长）成正比。 如果把一个大孔分散成许多小孔，且小孔之间相隔一定距离， 其总面积虽然一样，但小孔的总边缘却增加了许多， 扩散的速度也随之而增加。4 水分临界期：植物在生命周期中对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。简答：植物体内水分存在状态与植物代谢强弱抗逆性关系答： 以束缚水与自由水状态存在。束缚水：靠近胶粒并被紧密吸附而不易流动的水分，叫做束缚水；自由水：距胶粒较远，能自由移动的水分 叫自由水。2. 自由水

3、、束缚水与代谢的关系： 自由水参与各种代谢活动，其数量的多少直接影响植物代谢强度，自由水含量越高，植物的代谢越旺盛。束缚水不参与代谢活动，束缚水含量 越高，植物代谢活动越弱，越冬植物的休眠芽和干燥种子里所含的水基本上是束缚水， 这时植物以微弱的代谢活动渡过不良的环境条件。 因此束缚水的含量与植物的抗逆 性大小密切相关。通常以自由水 /束缚水的比值作为为衡量植物代谢强弱和植物抗逆性大小的指标之一。自由水/束缚水比值高 , 植物代谢强度大 ; 自由水 /束缚水比值低 , 植物抗逆性第三章 1 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 ）。 平衡溶液：即含有植物生

4、长发育所需的各种必需元素，并且比例得当、浓度合适的营养液。2 单盐毒害：溶液中只有一种矿质盐对植物起毒害作用的现象称为单盐毒害（toxicity of single salt ）。3离子对抗：离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现象叫做离子对抗（ion antagonism）。即在发生单盐毒害的溶液中，女口再加入少量其他矿质盐，即能减弱或消除这种毒害。4 平衡溶夜：把必需矿质元素按一定比例和浓度混合，使植物生长发育良好，这种对植物生长有良好作用而无毒害的溶液，称为 平衡溶液（ balanced solution）。NR 硝酸还原酶 NiR 亚硝酸还原酶 GS 谷氨酰胺合成酶 GDH 谷氨酸脱氢

5、酶 GOGAT 谷氨酸合酶简答： 1 如何确定植物必需元素？答： 必需元素是指植物生长发育必不可少的元素。植物必需元素的标准： （1）不可缺少性：缺乏该元素，植物生长发育发生障碍，不能完成生活史；（ 2）不可替代性：缺乏该元素，则表现专一的缺素症，不能被其它元素替代，只有加入该元素才可预防或恢复；（3）直接功能性：该元素的功能必需是直接的，绝对不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变所产生的间接效应。2 植物细胞主要几种方法吸收矿物质离子？答： 植物细胞跨膜吸收矿质元素的方式可归纳为三种类型1 被动吸收：不需要代谢提供能量，顺电化学势梯度吸收/ 运输物质的过程称为被动吸收 /运输，又称

6、非代谢性吸收。2 主动吸收：需要利用代谢提供的能量才能吸收 /运输物质的过程称为主动吸收 /运输。3 胞饮作用：通过细胞膜的内折将吸附在膜上的物质转移到细胞内的过程。该过程是非选择性吸收3 根系吸收矿物质离子的特点： 答：（一）对矿质元素和水分的相对吸收。植物吸盐和吸分是相对独立的，既有关，又无关 有关，表现在盐分要溶解于水中才能被根部吸收，并随水流一起进入根部自由空间； 无关，表现在两者吸收机理不同，根部吸水主要是因蒸腾拉力而引起的被动过程，吸盐则是消耗代谢能量的主动吸收为主，有饱和效应。（二）对离子的选择吸收与积累性。1）首先表现在物种间的差异，如西红柿吸收 Ca、Mg多，而水稻吸收Si多

7、。（2）其次，对同一种盐的不同离子吸收的差异上（三）植物根系在任何单一盐分溶液中都会发生单盐毒害，而加入少量价数不同的其它离子减弱或消除单盐毒害，即离子对抗。4施肥增产的原因？答：施肥增产的原因是间接的，施肥通过有机营养（光合作用）来增加干物质积累，提高产量。施肥既可以改善植物的光合性能（生理效应），又可以通过改善生态环境（生态效应），达到增产的效果。（一）施肥可增强光合性能具体表现在：施肥增大光合面积（如氮肥使叶面积加大）；可提高光合能力（氮是叶绿素的组成成分，磷是光合进程中许多环节必需的）；可延长光合时间（氮肥延长叶片寿命）；有利光合产物分配利用（如磷、钾促进光合产物的运输）等等。所以施肥

8、增产的实质在于改善光合性能，通过光合过程形成更多有机物，获得增产。（二）施肥可以改善栽培环境（生态效应）。施肥不只满足作物的生理需要，同时也改善生态环境，特别是土壤环境。扌昔施：采用适时灌溉，适当深耕，改善光照条件，调控土壤微生物活动，改进施肥方式等措施有利于肥效发挥，实现优质，高产，稳产目标。第四章1有氧呼吸（aerobic respiration）指生活细胞利用分子氧将体内的某些有机物质彻底氧 ,形成C02和H20,同时释放能量的过程。2无氧呼吸（anaerobic respiration） 一般指生活细胞在无氧条件下利用有机物分子内部的氧，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能

9、量的过程。3呼吸商（respiratory quotient， RQ） 又称呼吸系数，是指植物组织在一定时间内，释放C02与吸收02的数量（体积或物质的量）比值。RQ=释放的CO2量/吸收的O2量4呼吸作用氧饱和点：氧气浓度增至一定值时，呼吸作用不再提高。5无氧呼吸消失点：把无氧呼吸停止进行的最低氧含量（10%左右）称为。6温度系数（Q10）温度每升高10度，呼吸作用所提高的倍数。7安全含水量：是指能使种子安全贮藏的种子含水量，也称安全水.。8呼吸跃变（respiratory climacteric）:当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又突然下降，这种现象称为呼吸跃变EMP糖酵解T

10、CAC 三羧酸循环 PPP磷酸戍糖途径 RQ呼吸商 Q10温度系数简答：为什么植物长时间无氧呼吸会导致死亡？答: 1无氧呼吸能量利用率低，有机物质损耗大。2而且发酵产物酒精和乳酸的累积对细胞原生质有毒害作用。3没有丙酮酸的悠扬分解过程，植物体内缺少合成其他物质的原料。所以长期进行无氧呼吸的植物会受到伤害甚至死亡。2呼吸作用与谷类作物种子，果实贮藏，作物栽培的关系？答：1粮食贮藏:1）控制进仓种子的含水量，不得超过安全含水量2）注意库房的通风，增高CO2含量，降低O2含量 ）充N贮藏 2 呼吸跃变（respiratory climacteric）:当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又

11、突然下降，这种现象称为呼吸跃变。跃变型（苹果、 梨、香蕉、西红柿等）非跃变型（柑橘、柠檬、菠萝等）1）降低温度，香蕉的最适温度是1114C，苹果是QC。2）增加CO2和N2的浓度，降低O2浓度（3-6%）甘薯块根：主要是控制温度和气体成分。适当提高湿度。适当提高CO2，有利于安全贮藏。3播前浸种,通过控制温度与通气提高种子的 呼吸，以便促进种子萌发。 田间中耕松土和低洼地块开沟排水等均能增加土壤透气性,有效地抑制无氧呼吸。 在人工气候室栽培作物，降低夜温以减少呼吸消耗,有利于干物质积累。第五章1光合作用（photosynthesis）是指绿色植物吸收光能 ，把二氧化碳和水同化成有机物，同时释放

12、氧气的过程。2荧光现象：叶绿素的提取液，在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。（处于第一单线态的 Chl分子回至基态时所发岀的光）3磷光现象：叶绿素溶液照光后，去掉光源还能发出微弱的红光，这一现象称为磷光现象。（处于第一三线态的Chl分子回至基态时所发岀的光）4 PQ穿梭：PQ是双电子双H+传递体，通过自身的氧化作用使2H+从基质移至类囊体腔内，同时将2e传递给Fe S蛋白，PQ的这种氧化还原变化称为。5光补尝点：随着光强的增高，光合速率相应提高，当达到某一光强时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，此 时的光强称。6光饱饱和点：达到某一光强时，光合速率不再随光强的增加而增加，

13、光合速率开始达到最大值时的光照强度称为。7光和午休现象：在晴天强光照射下，光合作用出现中午前后下降的现象8CO2 补偿点：当光合作用吸收的 CO2 量与呼吸作用释放的 CO2 量相等时外界 CO2 浓度、9CO2 饱和点 ：光合作用 开始达到最大值 时的 CO2 浓度10 红降现象：用光波大于 685 的远红光照射小绿藻时，虽然没仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降11双光增益效应：又称爱默生效应，如果在用大于685的远红光照射小绿藻同时，再加上短波红光（650nm）,则量子效率大增，比分别单独 用两种光照射时的量子效率总和还要高12代谢源，是产生或提供同化物的器官或组织， 如功能叶，萌发种

14、子的子叶或胚乳。13 代谢库，是消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果实、种子等CAM 景天科代谢 RuBP 核酮糖 -1， 5- 二磷酸 RubiscoRuBP 羧化酶 /加氧酶 PGA 3-磷酸甘油酸 OAA 草酰乙酸 简答：（一）简述同化物运输与分配的特点和规律？答：1 特点：1）优先供应生长中心。2）就近供应，同侧运输。3）功能叶之间无供应关系。4）同化物可以再分配利用。 2 规律：1）受源的供应能力，库的竞争能力和输导系统运输能力 3个因素影响（ 二） 提高作物产量的 途径有那些？1）提高净同化率改变株型3）延长光合时间4）降低呼吸消耗5）采用植物生理技术2）增加光合面积 合理密

15、植增施有机肥，增加 CO2 浓度，减缓逆境的抑制，减轻光和午休，延缓衰老， 合理间作套种 ,提高复种指数 延长生育期 补充人工光照 使用光呼吸抑制剂，降低光呼吸消耗。改善通风透光条件，避免高温导致的过高呼吸消耗 选用优质高产高抗品种 三）有机物运输的主要形式，为什么？主要形式蔗糖 优点溶解度很高（0C时，179g/100ml水）。是非还原性糖，很稳定。运输速率很高。具有较高能量 四）温光水气对光和作用的影响？1 光 光和是光生物化学反应过程。光提供原动力，也是形成叶绿素的必要条件，并在同化反应中调节有关酶的活性，还调节气孔的开张度 包括光强和光的波长。光过剩抑制光和，光饱和，光补偿是两个重要的

16、植物需光指标2 温度 在光和作用中绝大多数反应需要酶的催化，酶活性受到温度的影响，故为光和的重要影响因素 对光和影响存在三基点温度，而且 昼夜温差对光净同化效率有很大影响3 水 水是光和原料之一，尽管直接用于光和的量很少，可是只有在接近饱和时，在能正常进行，因此缺水引起光和降低是间接作用，水分过 多是，不利于根系的活动，从而间接影响光和4CO2 浓度 光和原料之一 影响很大 正比例关系 出现饱和点 补偿点第六章1 植物生长物质 （plant growth substances） 是指植物激素、植物生长调节剂和植物体内其它能调节植物生长发育的微量有机物。2 植物激素 （plant hormone

17、s） 是指在植物体合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育具有显着调节作用的微量有机物。3 植物生长调节剂 （plant growth regulators） 是指具有植物激素活性的人工合成的物质。 即凡是外用的， 在微量条件下对植物的生 长发育具有调节控制的有机物叫植物生长调节剂。4三重反应、偏上生长抑制茎的伸长生长；促进茎的横向增粗；使茎（或上胚轴）失去负向地性而横向生长。这是乙烯所特有的反应，称为乙烯的 “三重反应 ”NAA 萘乙酸IAA 吲哚-3-乙酸IBA 吲哚-3- 丁酸2,4-D 2,4-二氯苯氧乙酸 GAS赤霉素类GaM钙调素ACC 1- 氨基环丙烷 -1- 羧酸

18、Jas 茉莉酸类 CCC2- 氯乙基三甲基氯化胺1 什么叫细胞信号转导？转换的四个阶段 植物在整个生长过程中，受到各种内外因素的影响，这就需要植物体正确地辨别各种信息 并作出相应的反应，以确保正常的生长和发育。例如植物的向旋光性能促使植物向光线充足的方向生长，在这个过程中，首先 植物体要能感受到光线，然后把相关的信息传递到有关的靶细胞，并诱发胞内信号转导，调节基因 的表达或改变酶的活性，从而使细胞作出反应。这种信息的胞间传递和胞内转导过程称为植物体内的信号传导可分为四个阶段，即：胞间信号传递、膜上 信号转换、胞内信号转导及蛋白质可逆磷酸化答：生长素 IAA: 生长素生物合成的前体是色氨酸。 吲

19、哚乙醛为直接前体。赤霉素 （gibberellin,GA） 合成前体 :GA 的生物合成前体为甲瓦龙酸 （mevalonic acid ,MVA） ，也叫甲羟戊酸。细胞分裂素 （cytokinin,CTK） 一般认为 CTK 是在根尖合成的，其前体物质为甲瓦龙酸（甲羟戊酸， MVA ）。脱落酸 （abscisic acid， ABA） 两条途径：一是以甲瓦龙酸 （MVA） 为前体的从头合成；另一条是通过类胡萝卜素的氧化而来，即间接合成。乙烯（ethylene,ETH）合成前体为蛋氨酸（甲硫氨酸，Met），其直接前体为 1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）。第七章1组织培养：是指植物的离体器官、组

20、织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。2植物细胞全能性：植物体的每个生活细胞都携带一套完整的基因组，在适宜条件下具有发育成完整植株的潜在能力3根冠比：是指地下部分与地上部分干（鲜）重之比，用 R/T表示4顶端优势：主茎顶芽生长占居优势，抑制侧枝侧芽发展的现象，叫做顶端优势5黄化现象：在黑暗中植物茎细长而柔弱，组织分化程度低，机械组织不发达，水分多而干物质少，茎顶呈钩状弯曲，叶小不开展，缺乏叶绿素而呈黄白色，根系发育不良等现象。6生物钟：生命活动中有内源性节奏的周期变化现象，叫生物钟或生理钟。由于这种内源性节奏的周期接近24小时，因此又称为近似昼夜节奏。Pr红光吸收型（蓝绿色）

21、Pfr远红光吸收型（黄绿色）简答：1解释 根深叶茂本固枝荣？答：1）根深叶茂本固枝荣阐述的是地上地下生长相关性，体现在：（1）地上生长需要的水分和矿物质主要有根系供应，另外根系合成多种氨基酸和细胞分裂素供地给上部分。因此根系发育好，对地上生长有利。（2）地上部分制造的有机物等供给根系，利于其生长发育。因此地上不生长不好，地下生长受制约。2）旱长根水长苗的现象由于种子萌发生长初期根和胚芽鞘的生长所要求的含氧量不同所致。根的生长既有细胞伸长和扩大， 又有细胞分裂，而后者需要有氧呼吸提供能量和重要的中间产物，因而水过多，不利于有氧呼吸，根生长受抑制。但胚芽鞘的 生长主要是细胞的伸长和扩大，当水分供应

22、充足时，胚芽生长较快。此外，氧气含量还影响生长素的含量，水少氧多，生长素 含量低，利于根的生长，反之，利于胚芽生长2地上地下相关性表现在哪些方面，生产上如何应用？答：1）.相互依赖相互促进：根提供上部所需水、矿质营养；根能产生氨基酸、CK、GA、ABA ;根能合成植物碱。地上部分供地下部分所需的维生素，IAA，糖等。2. ）相互制约相互竞争：由于外界条件变化，会影响地上部分和地下部分生长的平衡。地上部分和地下部分相关性常用根/冠比来衡量。根冠比是指地下部分与地上部分干（鲜）重之比，用R/T表示。它是一个相对值，并随植物的年龄、外界环境条件而变化。3）般来说，温度较高、土壤水分较多、氮肥充足、磷

23、供应较少、光照较弱时，常有利于地上部分生长，使根冠比降低；而温度较低、土壤较干燥、氮肥适量、磷肥较多、光照较强时，则常有利于地下部分生长，使根冠比增大。整枝、修剪能减缓根系生长而促进地上部分生长，使根冠比变小；中耕断根能暂时抑制地上部茎、叶的生长，促进根系发展，使根冠比加大。生长抑制剂或延缓剂，往往可增大根冠比，而生长促进剂则降低根冠比。3植物生长的最适温度和协调最适温度有什么不同？答：生长最适温度是指使植物生长最快的温度，协调最适温度指能使植物生长最健壮的温度，常低于生长最适温度。因为生长 最快时，物质多用于生长，体内消耗大，反而没有在稍低温度下生长的结实健壮。在实践中为了培养健壮植株，需要

24、在比最适 温度稍低的协调最适温度 第八章1春化作用：低温诱导促使植物开花的作用称（vernalization）2花熟状态：植物具有能感受环境条件而诱导开花的生理状态称为。3光周期现象：植物对昼夜长度发生反应的现象称为（photoperiodism4光周期诱导：植物在达到一定生理年龄时，经过足够日数的适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期条件下，仍然 能保持这种刺激的效果而开花，这种诱导效应叫光周期诱导5去春化作用（解除春化）：在植物春化过程结束之前，如将植物放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除的现象。6再春化作用：去春化的植物再度被低温恢复春化的现象7集体效应（群体效应）：即单

25、位面积内，花粉的数量越多，花粉的萌发和花粉管生长越好。SDP短日植物 LDP长日植物简答：1植物成花的三个阶段？答：首先是成花诱导阶段或称成花转变，即在适宜的环境刺激下植物从营养生长向生殖生长转变其次是成花启动，完成了成花诱导，处于成花决定态的分生组织，经过一系列内部变化分化成形态上可认的花原基，亦称为花 发端，最后是花的发育或称花器官的形成。2 什么是春化，如何证实植物感受低温部位是茎尖生长点？答：低温诱导促使植物开花的作用称春化作用。芹菜等： 温室,茎尖生长点t低温处理t春化；栽培在低温下，茎尖t25 C，不能通过春化3 什么是光周期现象，举例说明其类型？答：植物对昼夜长度发生反应的现象称

26、为光周期现象（photoperiodism）1. 长日植物 （long-day plant ， LDP） 指在 24h 昼夜周期中，日照长度长于某一临界日长，才能成花的植物。如小麦、萝卜、 白菜、天仙子等。2. 短日植物 （SDP） ：指在 24h 昼夜周期中，日照长度短于某一临界日长，才能成花的植物。如水稻、大豆、苍耳、烟草、菊 花等。3. 日中性植物 （DNP） ： 在任何长度的日照下均能开花。如月季、四季豆、西红柿等。第九章1 呼吸跃变：果实在成熟之前呼吸突然升高的现象2 单性结实：不经过受精作用，子房直接发育成果实的现象。3 后熟 作用种子采收后需经过一系列的生理生化变化才能达到真正的

27、成熟并萌发的过程4. 层积处理：解除种子休眠的方法，即将种子埋在湿砂中置于低温（110C）环境中，放置数月（13月）的处理SOD 超氧化物歧化酶 POD 超氧化物酶 CAT 过氧化氢酶简答： 1 果实成熟在生理上的变化？答： 1 呼吸作用的变化呼吸跃变2.有机物质的转化（1）甜味增加：糖类物质转化 淀粉t可溶性糖（ 2）酸味减少：有机酸类转化3）涩味消失：单宁物质转化 氧化成过氧化物或凝结成不溶性物（4）香味产生：产生芳香物质 5）果实变软：果胶物质转化（6）色泽变艳：色素物质转化（7）维生素含量增高3. 内源激素的变化 IAA, GA, CTK 下降， ETH, ABA 升高2 种子休眠的原因？如何破除？ 答： （一） 种子休眠的原因1. 种皮障碍 （不透水，不透气，对胚具有机械阻碍作用）；皂荚 2. 胚未完全成熟 ；银杏、白蜡3. 种子未完成后熟：后熟种子采收后需经过一系列的生理生化变化才能达到真正的成熟并萌发的过程。苹果、桃、梨、樱桃 4. 种子内含有抑制萌发的物质（二）种子休眠的解除 1.机械破损 ：坚硬种皮2. 层积处理：解除种子休眠的方法，即将种子埋在湿砂中置于低温（110C）环境中，放置数月（13月）的处理。3.温水处理（温汤浸种）日晒、 3540 C温水4. 清水漂洗：种子外壳含有抑制物 5.化学药剂处理：浓硫酸等增加种皮透气性6.生长调节剂：10