植物生理学复习提纲 上 - 图文-

1、第一章植物的水分生理名词:水势、溶质势、压力势、根压、水分临界期水势 : 每偏摩尔体积水的化学势差。衡量水分反应或做功能量的高低。溶质势:亦称渗透势,渗透势是由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能,因而其水势低于纯水的水势。在标准压力下,溶液的渗透势等于溶液的水势,因为溶液的压力势为0压力势:由于细胞膨压的存在而提高的水势。一般为正值(p>0。根压:指由于植物根系生理活动使根部产生水势梯度,从而促使水沿导管上升的压力。水分临界期:指需水量不一定多,但植物对水分不足最敏感,最易受害的时期。1、植物含水量的一般规律,植物体内水分的存在状态。植物的含水量是指植物所含水分占鲜重的百分数。一般占鲜重

2、的70%-90%同一种植物生长在不同环境,含水量也有差异(荫蔽,潮湿环境中的比向阳,干燥环境中的高同意植株,不同器官和不同组织的含水量也有差异(根尖,芽尖,嫩叶等>树干>风干的种子自由水和结合水2、植物细胞吸收水分的方式及特点。三种方式:扩散、集流、渗透作用扩散依浓度梯度通过膜脂双分子层进入细胞。集流依压力或重力梯度通过质膜的水孔蛋白进入细胞。渗透沿跨膜的水势梯度而移动。3、植物细胞水势的组成。理解掌握植物细胞相对体积变化与水势各个组分的关系图解。水势w=渗透势s+压力势p+衬质势m初始:p=0 s=w(初始质壁分离吸水时:细胞膨胀s上升p上升w上升饱和时:完全膨胀s=pw=0强烈

3、蒸腾时:p为负值w<s 4、植物根系吸水部位与途径,根系吸水的动力。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,阻力小,速度快跨膜途径:水分从一个细胞到另一个细胞,通过两次质膜和液泡膜共质体途径:水分从一个细胞的细胞质经过细胞连丝,移动到另一个细胞的细胞质,形成一个细胞质连续体,速度慢动力:根压、蒸腾拉力5、影响根系吸水的土壤条件。土壤可利用的水分土壤的温度土壤通气情况土壤溶液浓度6、水分在植物体内运输途径。水分运输的蒸腾-内聚力-张力学说。径向运输(根系吸水:水分从土壤溶液中运输至木质部导管的过程。轴向运输(水分向上运输:水分在木质部导管向上运输至植物顶部的过程。根系吸

4、水的途径:质外体途径,共质体途径,跨膜途径蒸腾-内聚力-张力学说(T ra nsp ira tio n-c ohe sio n-te nsio n the ory用水分子由于蒸腾作用和分子间内聚力大于张力,来解释水分在导管内连续不断向上输送的学说。7、蒸腾作用的生理意义。蒸腾作用方式与蒸腾作用的指标。生理意义蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力利于植物对矿物质和有机物的吸收降低植物叶片温度利于CO2的同化方式:角质蒸腾,气孔蒸腾蒸腾指标:蒸腾速率、蒸腾比率、水分利用效率8、小孔扩散原理。气孔运动机理。小孔扩散律:气体通过多孔表面扩散的速度,不与小孔面积成正比,而与小孔周长成正比【为什么气孔

5、面积小,蒸腾量却大】:蒸腾作用相当于水蒸气通过一个多空表面的蒸发过程,小孔蒸发有边缘效应,在边缘,扩散分析互相碰撞机会少,速率快,小孔扩散气孔白天开放,晚上闭。引起气孔开关运动的原因主要是保卫细胞的吸水膨胀和失水收缩。w保卫细胞吸水含水量V向外膨胀壁薄部分易于伸长,将孔口厚壁拉开气孔张开气孔运动是由保卫细胞水势的变化而引起的。保卫细胞的水势变化是由糖、 K+及苹果酸等渗透调节物质变化引起的。9、影响蒸腾作用的内外因素。内部因素:气孔和气孔下腔直接影响蒸腾速率气孔频率(1cm2的气孔数和气孔大小直接影响内部阻力叶片内部面积大有利于蒸腾外界因素:光照(主要提高叶温,叶内外蒸汽压差大,利于蒸腾,光使

6、气孔开放,气孔阻力减小空气相对湿度大,蒸腾慢温度高,有利于蒸腾风:微风促,强风抑第二章植物的矿质营养名词:溶液培养法、主动运输、被动运输、单盐毒害与离子拮抗、叶面营养溶液培养法:亦称水培法,实在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。主动运输:是指植物细胞利用代谢能量逆电化学势梯度吸收矿质的过程。包括离子泵运输和载体运输两种形式。被动运输:是指细胞对溶质的吸收是顺电化学势梯度进行的,这一过程不需代谢能量的直接参与。包括简单扩散和协助扩散,后者又包括通道运输和载体运输。单盐毒害与离子拮抗:只用一种盐的溶液来培养植物,即使这种盐是必需的盐类,也会使植物受到毒害而死亡,这种现象称单盐毒害。在发

7、生单盐毒害的溶液中,再加入少量其它金属离子,能减弱和消除单盐毒害,离子间的这种作用叫离子拮抗。1、确定植物必需元素的三原则。完成植物整个生长周期不可缺少的在植物体内的功能是不能被其他元素替代的,植物缺乏该元素时表现专一的症状,只有补充这种元素症状才会消失这种元素对植物体内所起的作用是直接的,不是由于土壤物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接作用2、植物必需矿质元素的种类,缺素的典型症状及发生部位。必需元素:大量元素:C 、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素:F e 、Cl、B、Mo、Z n、Cu、N i、Mn缺N:植株瘦小,分枝少,叶片小而薄,花果少易脱落黄化失绿老叶先表现症状缺P:

8、植株瘦小,分枝少,幼芽幼叶生长停滞,花果脱落,成熟延迟叶呈暗绿色或紫红色老叶先表现症状缺K:抗性下降,植株芊条柔弱,易倒伏叶色变黄,叶缘焦枯,叶片失水,叶绿素破坏,叶子形成杯状,叶中间部分生长快老叶先表现症状1.矿质元素Ca 、Mg、S的生理作用。Ca:在生物膜中可作为磷脂的磷酸根和蛋白质的羧基间联系的桥梁,维持膜的稳定性在代谢调节中起“第二信使”的作用Mg:活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶活化D NA和RNA的合成过程是叶绿素的组成成分之一S:含S氨基酸是众多蛋白质的组成成分影响细胞氧化还原过程与植物体内三大类有机物的代谢有关Fe:许多重要酶的辅基;传递电子;叶绿素合成有关的酶需要它激活Mo:M

9、oO42-是硝酸还原酶、固氮酶的组成成分;是黄嘌呤脱氢酶及脱落酸合成中的某些氧化酶的成分Cl:光的水解;叶和根中的细胞分裂需要;调节细胞溶质和维持电荷平衡Z n:酶的组分或活化剂;参与蛋白质和叶绿素的合成;参与I AA的生物合成Mn:许多酶的活化剂;直接参与光合作用Cu:一些氧化还原酶的组分;光合电子传递链质体蓝素PC的成分B:与植物的生殖有关,利于花粉的形成,促进花粉萌发、花粉管伸长、受精;与糖结合使糖带有极性从而容易通过质膜促进运输;与蛋白质合成、激素反应、根系发育等有关;抑制植物体内咖啡酸、绿原酸的合成。3、植物细胞对矿质元素的吸收方式。 4、根系对矿质元素吸收的特点。1、吸收的主要部位

10、根尖(根毛区。2、对盐分和水分的相对吸收联系盐溶水才被根吸收,对矿质吸收促进对水分的吸收。区别吸水为蒸腾拉力引起的被动过程;吸盐以3、离子的选择吸收表现出对同一溶液中的不同离子(P48图2-7。这与不同载体和通道的数量有关。表现对同一种盐分中的阴阳离子吸收的不同。产生了生理酸、碱、中性盐。主动过程为主。5、根系吸收矿质元素的过程。部位:根毛区过程:离子通过交换吸附等方式吸附在根细胞表面通过质外体途径及共质体途径到达皮层内部通过共质体途径到达内皮层通过木质部薄壁细胞以被动扩散或主动运输而进出根部导管和管胞6、影响根系吸收矿质元素的因素。温度:一定温度范围内,根对矿质的吸收随温度升高而增加适温(2

11、5-30:呼吸加强能量产生增多主动运输加强。低温:代谢减弱,细胞质粘性大,运输阻力大;同时低温下微生物活动减弱,影响有机物的分解吸收高温(超多40度:酶钝化,根系早衰吸收降低;细胞透性增大,矿质元素被动外流。通气状况:通气好,呼吸强,促进吸收。在氧气含量为04%范围内,离子吸收随氧气含量升高而迅速增加,超过4%基本稳定。一般土壤含氧量在10-12%。二氧化碳过多,抑制呼吸,影响盐类吸收和其他生理过程。土壤溶液浓度:较低浓度下,吸收随离子浓度升高而升高,但超过一定范围就不升高。施肥过多:浪费,烧苗土壤pH值:一般阳离子吸收率随pH升高而增加,阴离子相反影响土壤盐的溶解度影响土壤微生物活动7、矿质

12、元素在植物体内的运输途径。1、根所吸收的沿木质部导管向上运输,并可横向运输到韧皮部。木质部导管为主,韧皮部筛管为辅。2、叶所吸收的沿韧皮部筛管双向运输,并可横向运输到木质部。下行韧皮部;上行韧皮部为主,木质部为辅。3、运输速度:30-100cm/h8、氮素的同化,含硝酸盐的还原、氨的同化、生物固氮过程(酶、场所及主要步骤。 第三章植物光合作用名词:荧光与磷光、聚光色素、Emer son效应、同化力、光呼吸、光饱和现象荧光现象:叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色的现象(叶绿素a为血红色,叶绿素b为棕红色。荧光寿命短,约为10-9s。磷光现象:光照停止,荧光也随之消失。当去掉光源后,还能

13、继续辐射出极微弱的红光(精密仪器可测,强度仅为荧光的1%,这个现象叫磷光现象。磷光的寿命约10-2秒。聚光色素或天线色素只起吸收和传递光能,不进行光化学反应的光合色素,Chlb, 类胡萝卜素,大多数Chla。Emeson(爱默生效应:再用远红光照射条件下,如补充红光(650nm,则量子产额大增,比这两种光单独照射的总和还有多,这种两种光波促进光合效率的现象叫双光增益现象也叫爱默生现象。同化力:由光反应生成的NAD PH和AT P称为同化力光呼吸:植物绿色细胞依赖光照,吸收O2,释放CO2的过程。光饱和现象:当光合速率不再随光强的增强而增加,这种现象称光饱和现象。1、叶绿体的结构、叶绿体色素种类

14、及其光学特性。结构:叶绿体多数呈椭圆形。外周有两层叶绿体膜内膜是选择性屏障,控制物质进出。类囊体光反应的场所,类囊体膜的叶绿素吸收光能,合成A T P和NAD PH以及传递电子基粒类囊体(光能转化学能,基质类囊体基质CO2固定的场所,合成并储藏淀粉种类:叶绿素(叶a,叶b和类胡萝卜素(胡萝卜素,叶黄素化学特性:叶绿素不溶于水可溶于酒精,丙酮和石油醚等有机溶剂。叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色。(b以CHO代替a上的CH3。叶绿素不参与氢传递,至以电子传递及共振传递的方式参与光反应。类胡萝卜素不溶于水,溶于有机溶剂。胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈黄色。类胡萝卜素有收集和传递光能的作用,还有防护叶绿

15、素免收多余光照伤害的功能。光学特性:叶绿素吸收光的能力很强,最强吸收区一个在波长640 660n m的红光部分,一个在波长430-450n m的蓝紫光部分。类胡萝卜素最大吸收带在蓝紫光部分,不吸收红光等长波的光荧光现象:叶绿素溶液在投射光下呈绿色,而在反射光下呈红色。当叶绿素分子吸收量子后,就由稳定的基态上升到一个不稳定的、高能状态的激发态,激发态不稳定,迅速向较低能状态转变,能量有的以热形式消耗,有的以光形式消耗。从第一单线回到基态所发射的光就是荧光。磷光现象:叶绿素除了在光照时能辐射出荧光外,当去掉光源后,还能继续辐射出极微弱的红光。是第一三线态回到基态时所产生的光。2、什么是光反应与碳反

16、应?它们之间有什么关系? 3、光合磷酸化有几种类型?其电子传递有何特点?类型:非环式光合磷酸化、环式光合磷酸化和假环式光合磷酸化。 4、Ca lva n cy cle的 CO2受体和原初产物。 5、光合产物蔗糖和淀粉的合成与调节。竞争取决于叶绿体与胞质中Pi的相对浓度,胞质中Pi浓度高时,叶绿体中磷酸丙糖与胞质中Pi交换,蔗糖合成占优,反之淀粉合成占优。6、光呼吸的生理作用。1.光呼吸对植物叶绿体具保护作用。由于光反应,叶绿体会积累大量的AT P和NAD PH,一旦处于逆境,气孔关闭,CO2不能进入,暗反应无法进行,则光反应产生的高活性电子不能还原便与氧气生成O2-,对植物造成伤害,而光呼吸可

17、耗散过度能量,减少自由基的产生2.回收碳素。通过C2循环可回收3/4的碳。3.光呼吸产生甘氨酸,丝氨酸和NA DH等中间产物与其他代谢过程相联系7、C3途径、C4途径、CA M途径的光合作用特点比较。 8、为何C4植物的光合效率高于C3植物? 9、光合作用的指标及影响光合作用的外在因素。指标:光合速率外因:光照:光补偿点:在一定CO2浓度下,光合速率=呼吸速率时的光照强度光饱和点:当达到某一光强时,光合速率就不再随光强的增加而增加,这种现象称为光饱和现象,刚刚出现光饱和现象时的光照强度就称为光饱和点光抑制:光能超过光合系统所能利用的强度时,光合作用下降的现象光质:蓝光和红光最好,蓝光对气孔的影

18、响大CO2浓度:CO2饱和点:在一定范围内,植物净光合作用随CO2浓度升高而增加,当到达一定程度时,再增加浓度,净光合速率不再增加,这时CO2的浓度叫CO2饱和点。此时,电子传递反应,酶活性或磷酸丙糖转运称为限制因子。CO2补偿点:作物光合作用所消耗的二氧化碳=呼吸作用释放的二氧化碳时,环境中的CO2浓度光照强度升高,CO2限制了光合作用。由于CO2供应不足导致光能过剩,并产生光抑制温度:温度直接影响酶活性C4植物最适温度高于C3植物矿质营养:直接作用:作为叶绿素、电子传递体的组成部分、促进酶的合成间接作用:促进碳水化合物的运输水分:缺水引起气孔开度小或者关闭,限制CO2的吸收缺水抑制光合作用

19、,促进呼吸作用缺水会降低原生质体的水合度,引起酶的活性下降,使RuB P固定CO2的能力下降缺水降低CO2在细胞间隙内的传递速度缺水可能扰乱叶绿素分子在类囊体上的正常空间排列,影响光反应缺水叶片萎焉,减少光合面积光合速率的日变化:午休现象内因:不同部位(嫩叶低,成熟叶高,老叶低不同植物(C3>C4>CA M不同生育期:一般以营养生长期为最强,到生长末期就下降10、提高植物光能利用率的途径和措施。 第四章植物的呼吸作用名词:呼吸商、抗氰呼吸、细胞色素氧化酶呼吸商:植物组织在一定时间内,放出二氧化碳的物质的量与吸收氧气的物质的量的比率。抗氰呼吸:是指当植物体内存在与细胞色素氧化酶的铁结

20、合的阴离子(如氰化物、叠氮化物时,仍能继续进行的呼吸,即不受氰化物抑制的呼吸。细胞色素氧化酶:电子传递链末端的酶。具有质子泵的作用,可将H+由基质抽提到膜间隙,同时可通过血红素中铁原子的氧化还原变化,把电子传递给还原的氧形成水。1、高等植物呼吸作用的类型有氧呼吸,无氧呼吸2、如何理解植物呼吸代谢的多样性?植物呼吸代谢具有多样性表现在:糖分解途径的多样性:EMP,TCA,PPP。呼吸链电子传递系统的多样性末端氧化酶的多样性3、磷酸戊糖途径(PPP及其生理意义?磷酸戊糖途径PPP(磷酸己糖支路,HMS指葡萄糖在细胞质、质体内进行直接氧化降解的酶促反应过程。生化过程1、氧化阶段: G6P经两次脱氢,

21、一次脱羧形成Ru5P。2、非氧化阶段( G6P的再生阶段: Ru5P通过分子重排(C3、C4、C5、C7重新形成G6P总反应式:6G6P+12NADP+7H2O 5G6P+6CO2+12NADPH+12H+PiPPP的主要功能(1与C3循环的许多中间产物相同,把光合作用与呼吸作用联系起来。(25-磷酸核酮糖是核酸包括RNA和DNA合成所需的核糖和脱氧核糖的前体。(3NADPH作用,一是在线粒体中氧化产生ATP;二是为某些依赖NADPH的生物合成反应(如脂肪酸、胆固醇合成等 提供还原力。(4增强植物抗病、抗旱、抗损伤能力。 4-磷酸赤藓糖的生成是大多数酚类化合物(如花色素苷和木质素合成前体。所以

22、,油料种子形成,病虫害,开花和组织衰老等PPP增强。4、呼吸作用与农业生产。作物栽培作物栽培中采取一些促进呼吸作用的措施,加速植物生长和发育。果蔬贮藏延长果实贮藏期限的措施:降低呼吸,推迟呼吸跃变。(1 降温低温下果实无明显呼吸高峰出现,但要防止冻伤。如花卉储藏保鲜的要求低温(4-10 (2 气调如在包装箱里减少氧,增加氮含量的果蔬保鲜。(3 去Eth ,转基因技术, ACC合酶反义突变体。“自体保鲜法”粮食贮藏水是干种子呼吸速率的限制因子。在一定限度内,呼吸速率随种子的含水量增加而提高。生产措施:(1 充分干燥种子。晒干种子-低于安全含水量。谷类1213%,大豆为11%,油菜籽8-10%。(

23、2 降低粮温。 -4 4 ;超低温保存(-196。(3 调节气体成分。充氮、二氧化碳或密封自行缺氧。第五章植物同化物的运输名词:运输速率、比集运量、压力流动学说、源细胞、库细胞运输速率(velocity:是指单位时间内被运输物质所经过的线性距离。比集运量指单位时间通过韧皮部横截面积的干物质运转量。压力流动学说:又称为集流学说,筛管液流的动力在于“源”“库”两端的膨压差所建立的压力梯度1、植物体内有机物运输途径及形式。1、短距离运输(1胞内运输:扩散,原生质环流,运转器Pi。(2胞间运输:质外体途径;共质体途径。2、长距离运输通过韧皮部进行运输。多数植物中运输的物质主要是碳水化合物氮主要以氨基酸

24、和酰胺的形式植物激素2、有机物在韧皮部装载与卸出机制。韧皮部装载包括光合产物(主要蔗糖从叶肉细胞叶绿体运输到筛管分子-伴胞复合体的主动过程。装载经三步进行:(1光合作用中形成的磷酸丙糖从叶绿体运到细胞液中,形成蔗糖。(2蔗糖从叶肉细胞运到最小的叶脉附近,这一距离大约为2-3个细胞直径(短距离运输。(3蔗糖进入筛分子和伴胞(装载,通过韧皮部运输到库(长距离运输。韧皮部装载的途径(1质外体途径(2共质体途径韧皮部卸出(phloem unloading同化物在库端被运出韧皮部并被邻近生长或储存组织所吸收过程。 1、共质体途径:同化产物通过胞间连丝从高浓度的筛管分子运转到低浓度库细胞。如同化物通过筛管

25、分子输出到幼叶、幼根等生长器官中。3、质外体途径:卸到贮藏组织的接受细胞。卸出是需能的过程3、植物体内有机物的分配方向与分配规律。 同化物在体内的分配规律1、源的供应能力:2、库的竞争能力:3、运输能力:4、库器官同化物输入的调节(1膨压(2植物激素(3糖作为信号影响源和库的活性。第六章植物的次级代谢产物名词:次级代谢物、类萜、酚类、生物碱次生代谢物:由糖类等有机物次生代谢衍生出来的物质。萜类:由异戊二烯组成,根据其数目分为单萜,倍半,双,三,四和多酚类:芳香族环上的H被OH或功能衍生物取代后的化合物,分为简单苯丙酸脂类、苯丙酸内酯、苯甲酸衍生物类、木质素(含量仅次于纤维、类黄酮类、鞣质6种生

26、物碱:一类含氮杂环化合物,碱性来自含N的环作用:核酸、VB1、叶酸和生物素的组成成分,有生理意义;对动物有毒性,有防御敌害的意义;药物的有效成分。2.生长、发育、形态建成。生长:生物体有小到大的过程,也指生物个体长度与重量的增长。包括:种子的萌发,组织细胞的生长,植物营养器官的生长。发育:多细胞生物从单细胞受精卵到成体经历的一系列有序的发展变化过程。包括:幼年期,花器官的形成与开花,受精过程以及生命体的终结。形态建成:在植物体的发育过程中,由于不同细胞逐渐向不同方向分化,从而形成了具有各种特殊构造和既能的细胞、组织和器官,这个过程称为形态建成。3.植物细胞信号转导及其步骤。植物细胞信号转导:是

27、指细胞偶联各种刺激信号(包括各种内外源刺激信号与其引起的特定生理效应之间的一系列分子反应机制。细胞接收胞外信号进行信号传导可以分为4个步骤:1.信号分子与细胞表面受体结合2.跨膜信号转换3.在细胞内通过信号转导网络进行信号传递、放大与整合4.导致生理生化变化如果信号分子可以直接进入细胞则前两个步骤省略,直接与细胞内受体结合4.信号、受体及其类型。信号:对植物来讲,环境的变化就是刺激就是信号。根据信号的分子性质,可分为物理信号和化学信号。物理信号如光、电。化学信号也称为配体,如激素、病原因子受体:指能够特异性的识别并结合信号、在细胞内放大和传递信号的物质。受体的特征是有特异性、高亲和力和可逆性。

28、大多数受体为蛋白质受体有两种类型:表面受体:位于细胞表面细胞内受体:位于亚细胞组分如细胞核、内质网以及液泡膜上5.跨膜信号转换、双元系统介导的跨膜信号转换、受体激酶介导的跨膜信号转换。跨膜信号转换:信号与细胞表面的受体结合之后,通过受体将信号传递进入细胞内,这个过程称为跨膜信号转换。双元系统介导的跨膜信号转换:双元系统受体有两个基本部分:作为感应蛋白的组氨酸激酶(HK;作为应答调控蛋白(RR HK位于质膜,分为感受胞外刺激的信号输入区域和具有激酶性质的转运区域。当输入区域接受信号后,转运区域激酶的组氨酸残基发生磷酸化,并将P*传递给下游的RR。RR分为接受区域,由天冬氨酸残基接受P*;信号输出

29、区域,将信号输送给下游的转录因子,以此调控基因表达植物细胞具有细胞核所以双元系统更加复杂。H K到RR之间增加一个或多个传递P*的组分。HK 转运区域下游增加一个接受区域来传递P*,称为杂合的感应蛋白;在RR上游增加一个组氨酸磷酸状语蛋白(Hpt接收HK传来的P*,进一步传递给下游的RR 受体激酶介导的跨膜信号转换:位于细胞表面的另一类受体具有激酶的性质,称为受体激酶也称为类受体蛋白激酶(RL K由三个部分组成:胞外结构区:主要负责与信号分子的特异性结合跨膜螺旋区:连接两个区域胞内蛋白激酶催化区:被激活后发挥激酶功能,通过使下游组分发生磷酸化而启动细胞内的信号转导途径,从而完成信号的跨膜转换

30、6.钙调蛋白、钙离子运输系统、Ca2+/Ca M的作用。钙调蛋白(CaM:是一种耐热的球蛋白,是具148个氨基酸的单链多肽,是植物细胞中钙离子感应蛋白的一种。Ca M以两种方式起作用:1.直接与靶酶结合,诱导构象变化而调节靶酶的活性;2.与Ca2+结合,形成活化态的Ca2+·Ca M复合体,然后再与靶酶结合,将靶酶激活钙离子运输系统:细胞内的钙稳态是靠Ca2+的跨膜运转来调节的。细胞壁是胞外钙库,质膜上的Ca2+通道控制Ca2+的内流,而质膜上的Ca2+泵负责将Ca2+泵促细胞,胞内钙库(液泡、内质网、线粒体的膜上存在Ca2+通道、Ca2+泵和Ca2+/N h+方向运输器,最前者控制

31、Ca2+外流,后两者将胞质Ca2+泵入胞内钙库。 Ca2+/CaM的作用:参与蕨类植物的孢子发芽、细胞有丝分裂、原生质流动、植物激素的活性变化、向性等生理过程,调节蛋白质磷酸化,最终调节细胞生长发育。7.双信号系统、I P3/ D AG的作用。双信号系统:胞外刺激使PI P2转化为I P3和DAG两个第二信使,引发I P3/Ca2+和DAG/PK C两条信号传导途径,在细胞内沿两个方向传递的信号系统I P3 / DA G的作用:I P3是水溶性的,促使胞库释放钙离子,增加胞质钙离子的信号传导DAG是脂质,与蛋白激酶C结合并使之激活。8.蛋白激酶、蛋白磷酸酶及其作用、蛋白降解的泛素-蛋白酶体途径

32、。蛋白激酶(PK:蛋白激酶可分为丝氨酸/苏氨酸激酶、酪氨酸激酶和组氨酸激酶三类,它们彻底将底物蛋白质的丝氨酸/苏氨酸、酪氨酸和组氨酸残基磷酸化,有的蛋白激酶有双重特异性。蛋白磷酸酶:蛋白磷酸酶(PP的酚类与蛋白激酶对应。两者具有协同作用。植物中获得的丝氨酸/苏氨酸蛋白酶PP1和PP2,参与植物逆境胁迫反应。作用:蛋白质磷酸化觉去磷酸化分别由PK和PP催化完成,前者催化AT P或GT P的磷酸基团转移到底物蛋白质的氨基酸残基上,后者催化逆转的反应。9.植物生长物质、植物激素、植物生长调节剂。植物生长物质:是一些调节植物生长发育的物质可分为两类:植物激素和植物生长调节剂。植物激素:指一些在植物体内

33、合成,并从产生之处运送到别处,对生长发育产生明显作用的微量有机物(内生性,可运性,调节性植物生长调节剂:指一些具有植物激素活性的人工合成物质。10.生长素的分布与运输。生长素的生物合成途径。生长素在植物体内存在形式。分布:大多集中分布在生长旺盛的部位,而在趋于衰老的组织和器官中则较少运输:1 、与其他同化产物一样,通过韧皮部运输,方向取决于两端有机物浓度差2、仅限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间的短距离单方向的极性运输,只能从形态学上端运到形态学下端。生物合成:合成部位:主要是叶原基、嫩叶和发育中的种子合成前体:色氨酸合成途径:吲哚乙酸胺途径;吲哚乙腈途径;吲哚丙酮酸途径;色胺途径存在形式:

34、自由生长素;束缚生长素(无活性作用:储藏;运输;解毒;调节自由生长素含量11.生长素的作用机理、生理生化作用、降解途径。作用机理:酸生长生理生化作用:两重性,高浓度抑制,低浓度促进1、促进作用:促进细胞分裂;维管束分化;茎伸长;叶片扩大;顶端优势;种子发芽;侧根和不定根形成;根瘤形成;偏上性生长;形成层活性;单性结实;乙烯产生,叶片脱落;伤口愈合;果实生长,坐果。2、抑制作用:抑制花朵脱落,侧枝生长,块根形成,叶片衰老降解途径:1.酶促降解:脱羧降解:放出CO2;非脱羧降解:保留I AA侧链两个C原子。2.光氧化:在强光下体外的吲哚乙酸在核黄素催化下,被光氧化产物是吲哚醛。12.生长素的信号转

35、导途径。分为早期反应和晚期反应早期反应包括膜上离子流动。晚期反应包括细胞伸长、细胞分裂以及胚胎形成有2类生长素受体分别介导生长素早期反应和晚期反应生长素结合蛋白1(AB P1;运输抑制剂相应1(TI R113.赤霉素的生物合成部位和途径。G A的信号转导途径和生理作用。合成部位:(发育着的果实和种子,伸长的茎端和根尖细胞中的合成部位是质体、内质网和细 胞质基质。途径: 信号转导途径:GA一旦与GI D1结合,就会启动G I D1与蛋白降解复合体SCF互相作用而活化SCF,后者降解信号转导网络中的重要枢纽DEL L A蛋白,使GA可以完成促进茎伸长的反应。生理作用:促进雄花分化,诱导开花,打破休

36、眠,促进侧枝生长,促进茎生长运输方式:非极性,导管向上运,筛管向下运14.细胞分裂素的生物合成途径。细胞分裂素的信号转导途径和生理作用。生物合成:合成前体:甲瓦龙酸部位:质体途径:1、tRN A水解产生;2、从头合成(主要信号转导途径:CTK与受体CRE1的组蛋白激酶H PK部分结合,实现跨膜信号转换,由CRE1的接收区域D将磷酸基团传给组氨酸磷酸转移蛋白A H P,A HP进入细胞核后通过ARR引起基因表达。(图P214运输:根尖合成的:木质部向上,叶片合成的:韧皮部向下。生理作用:促进细胞质分裂,促进芽分化,促进气孔开放,打破种子休眠,伤口愈合,抑制侧根不定根,延缓衰老,清除活性氧,阻止水

37、解酶产生15.乙烯在植物体内的分布与生物合成。乙烯的信号转导途径与生理作用。分布:高等植物都都产生,花衰老和果实成熟时产生乙烯多生物合成:前体:甲硫氨酸合成部位:液泡膜的表面 信号转导途径:乙烯与内质网受体E T R1结合后,激活下游CT R1,通过级联反应将信号传递到EI N2基因,EI N2继而将信号传递到细胞核中,激活转录因子EI N3,EI N3二聚体与乙烯反应基因的启动子结合并诱导E RF1的表达,引起细胞反应 生理作用:促进成熟,促进衰老脱落,促进开花和雄花分化,促进不定根的形成,抑制I AA的转运,茎和根的生长【三重作用】16.脱落酸在植物体内的分布及生物合成途径。分布:存在于全

38、部维管植物中。将要脱落或进入休眠的器官和组织中较多。合成与细胞质基质,储存于叶绿体生物合成:前体:甲瓦龙酸。途径:C40途径17.脱落酸的信号转导途径和生理作用。信号转导: 生理作用:促进脱落,促进休眠,促进气孔关闭,提高抗逆性;抑制种子萌发,I AA运输,植物生长18.油菜素内酯的生理作用。BL:促进细胞伸长和分裂。提高作物的抗冷性、抗旱性和抗盐性。19.水杨酸、茉莉酸、多胺的生理作用。水杨酸SA: 茉莉酸 JA: 多胺: 20.植物生长促进剂、植物生长抑制剂、植物生长延缓剂。植物生长促进剂:促进细胞分裂、伸长和分化,促进植物营养器官的生长和生殖器官的发育生长素类赤霉素类细胞分裂素类乙烯类植

39、物生长抑制剂:抑制植物顶端分生组织生长,使植物丧失顶端优势,外施I AA可逆转。植物生长延缓剂:抑制植物亚顶端方式组织的生长调节剂,阻碍G A合成。外施GA可逆转21.种子萌发过程的物质转化特点。种子萌发过程的生理变化特点。种子萌发过程的物质转化特点:1、糖类:淀粉会被淀粉酶、脱支酶和麦芽糖等酶水解为葡萄糖;淀粉也可以磷酸解2、脂肪:在脂肪酶的作用下,水解生成甘油和脂肪酸3、蛋白质:在蛋白酶的作用下分解成许多小肽,在肽酶的作用下完全水解为氨基酸种子萌发过程生理变化特点:1、种子的吸水:急剧吸水(吸胀作用,物理过程停止吸水(利用已吸收水分进行代谢再重新迅速吸水(渗透吸水2、呼吸作用的变化:上升滞

40、缓急剧上升显著下降初期进行无氧呼吸,后期进行有氧呼吸(急剧上升,最后呼吸作用逐渐降低3、酶系统的形成:已存在的酶因水合作用而活化,通过新的RNA诱导下合成的蛋白质,形成酶4、有机物的转变:淀粉、脂质、蛋白质在酶的作用下被水解为简单的有机物,运送到正在生长的幼胚中,作为幼胚生长的营养物质22.影响种子寿命的内外条件。干燥条件下种子寿命较长,湿润状态下易失去活力外界温度低,种子寿命长,反之则短病菌繁衍、害虫滋生不利种子寿命(热带种子刚好相反,不耐脱水干燥,不耐低温储藏23.细胞分裂周期。细胞伸长生理。细胞分裂周期:细胞分裂成两个新细胞所需的时间,称为细胞周期,分为分裂期和分裂间期。细胞伸长生理:1

41、、细胞伸长:首先细胞壁伸长,呼吸作用加强和蛋白质的积累是细胞伸长的基础2、细胞壁变化:伸长过程中首先要松散细胞壁,并不断将合成的细胞壁成分如纤维素、果胶等填充和沉淀到正在扩展的细胞壁中,保持其厚度。3、生长素的酸生长假说:生长素诱导细胞壁酸化并使其可塑性增大而导致细胞伸长的理论24.细胞全能性和细胞分化的极性。细胞全能性:指植物体的每个细胞都携带一套完整的基因组,并具有发育成完整植物的潜在能力细胞分化的极性:是植物分化的形态建成中的一个基本现象,通常指在器官、组织甚至在细胞中的不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异25.组织培养、外植体、脱分化、再分化。组织培养:是指在控制的环境条

42、件下,在人工配制的培养基中,将离体的植物细胞、组织或器官进行培养的技术外植体:把由活植物上切取下来以进行培养的那部分细胞、组织或器官脱分化:已有高度分化能力的细胞和组织,在培养条件下逐渐丧失其特有的分化能力的过程再分化:已经脱分化的细胞在一定条件下,又可经过愈伤组织或胚状体,再分化出根和芽,形成完整植株,这一过程称为再分化。26.顶端优势及其产生的生理机制。光对茎尖生长的影响。顶端优势:顶芽优先生长,而侧芽生长受抑制的现象生理机制:与生长素有关,茎尖产生生长素对侧芽生长有抑制作用。生长素不是调节顶端优势的唯一因子,细胞分裂素有解除侧芽抑制的作用光对茎尖生长的影响:光对茎伸长有抑制作用。蓝紫光有

43、抑制生长的作用,紫外光的抑制作用更显著。27.植物生长的一般规律。植物生长:指植物在体积和重量上不可逆的增加(一种子萌发:指种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化过程三个阶段:急剧吸水;停止吸水;在迅速吸水影响条件:外部:水分、氧气、温度。内部:种子活力、休眠状态有机物的转变:见86种子萌发是一个异样过程,依靠种子储存的营养物质的降解为早期幼苗的生长提供物质和能量(二细胞生长=分裂 +伸长 +分化分裂:有丝分裂:细胞分裂周期,最显著的生化变化是核酸含量,特别是D NA含量的显著变化伸长:在呼吸加强和蛋白质积累的基础上,细胞体积迅速增加分化:是指分生组织细胞转变为形态结构和生理功

44、能不同的细胞群的过程。转录因子控制发育(P247;细胞的全能性;极性(三营养器官生长:根茎叶28.植物地上部与地下部的相互关系。 29.光形态建成。光敏色素的分布、组成与光化学特性。光形态建成:依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变,最终汇集成组织和器官的建成。光敏色素的分布:分布在植物的各个器官中。黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗多20-100倍。禾本科植物的胚芽鞘尖端、黄化豌豆幼苗的弯钩、各种植物的分生组织的根尖等部分光敏色素含量多。一般来说,蛋白质丰富的分生组织含量多组成:主色团和脱辅酶蛋白。二者合称为全蛋白光化学特性:红光吸收型Pr,远红光吸收型Pf r。可以相互转换,Pr吸收红光后转

45、化为Pfr。Pf r是生理激活型。30.光敏色素的生理作用机理。 31.蓝光反应。蓝光反应:植物光形态建成受近紫光蓝光调节,其受体为隐花色素和向光素,生色团都是黄素蛋白。典型蓝光反应有:向光反应、抑制茎伸长、促进花色素苷积累、促进气孔开放等。32.向性运动、感性运动、生理钟。向性运动:是由光、重力等外界刺激产生的,它的运动方向取决于外界的刺激方向向性运动的三个步骤:感受;转导;反应依外界的因素不同可分为向光性、向重力性、向化性和向水性感性运动:是植物受无定向的外界刺激而引起的运动。感性运动是由生长着的器官两侧或上下面生长不等引起的,可分为生长性运动,和紧张性运动。生理钟:指植物因对昼夜的适应而

46、产生生理上有周期性波动的内在节奏33.营养生长、生殖生长。植物营养生长与生殖生长的相互关系。营养生长:绿色开花植物的根、茎、叶等营养器官的生长,叫做营养生长生殖生长:植物的花、果、种子等生殖器官的生长,叫做生殖生长关系:基本上是统一的。生殖器官所需的养料,大部分由营养器官提供,营养器官生长不好,生殖器官自然不会好。但是,它们之间也是有矛盾的,表现在营养器官对生殖器官生长的抑制,和生殖器官对营养器官的抑制两方面。营养器官生长过旺,消耗过多养分,便会影响到生殖器官的生长。反之,生殖器官也同样影响营养器官的生长34.幼年期、春化作用、光周期。幼年期:植物早期生长的阶段,在此期间,任何处理都不能诱导开

47、火春化作用:低温诱导植物开花的过程光周期:在一天之中,白天和黑夜的相对长度35.春化作用的感应部位及其传导。接收低温影响的部位是茎尖端的生长点和嫩叶,凡是具有分裂能力的细胞都可以接收春化刺激传导:春化作用过程中形成一种刺激物质,春化素,可以在植株间进行传导36.春化作用的生理生化变化。前期:糖类氧化和能量代谢旺盛。中期:核酸代谢的关键时期。中后期:蛋白质主要作用生理变化:膜通透性增大、RNA与新蛋白结合增多、赤霉素含量增加,抗寒性减弱37.光周期类型。光周期的感应部位及其传导。光周期类型:长日植物;短日植物;日中性植物;(P278长短日植物;短长日植物;中日照植物;两极光周期植物光周期的感应部

48、位:叶片。但是诱导开花的部位是茎尖端的生长点传导:运输途径是韧皮部。可以从一株植物传递到另一株植物的物质是花素(开花素38.光周期的诱导和暗期中断。光周期的诱导:植物只需要一定时间适宜的光周期处理,以后即使处于不适宜的光周期下仍然可以开花,这种现象称为光周期诱导暗期中断:假如在足以引起短日植物开花的暗期内,当接近暗期中间的时候,被一个足够强度的闪光所间断,使得短日植物不能开花,长日植物确可以开花,这种间断称为暗期中断39.春化和光周期理论在农业上的应用。1、春化处理:使萌动种子通过春化的低温处理称为春化处理,经过春化处理的植物,花诱导加速,提早开花、成熟2、控制开花:光周期的人工控制,可以促进

49、或延迟开花3、引种: 40.花原基的形成。花器官原基的形成。植物成年后,在一定的内在因素和环境因素影响下实现成花诱导,营养顶端变为生殖顶端。在原来分化为叶原基的地方形成花原基花器官原基是从花原基的顺序发育而来41.花器官形成的条件。性别分化的遗传和生理基础。条件:1、气象条件:光照,花开始分化后,光照时间越长,光强越大,对花形成更有利温度,高温低温都受到危害2、栽培条件:水分,水分不足引起幼穗形成延迟,颖花退化矿质肥料:N肥栽培密度:越大,退化的花越多性别分化的遗传和生理基础:植物发育起始初期都有两性器官原基,在诱导信号的作用下,性决定基因发生作用,使特异基因选择性表达,使其中一种原基在某一阶

50、段停滞,致使生殖器官败育儿丧失功能,实现性分化42.花粉的寿命、柱头的寿命、花粉与柱头的识别反应。花粉的寿命:花粉成熟离开花药之后,其生活力还保持一定的时间。不同种类植物的花粉生活力有很大差异柱头的寿命:雌蕊柱头承受花粉能力持续时间的长短,一般67d,但其承受花粉的能力日渐下降花粉和柱头的识别反应:花粉落在柱头上是否萌发,最终完成受精过程,要看花粉壁的蛋白质和柱头细胞表面的蛋白质表膜之间是否识别,即是否亲和。若亲和,则可萌发,花粉管进入花柱,完成受精作用。如果不亲和,花粉不萌发或产生花粉管很短或者长至一定程度中途停滞。43.花粉管生长与雌蕊的生理生化变化。花粉管生长:A、花粉管在花柱中生长:顶

51、端生长,生长只局限于花粉管顶端区B、花粉管到达胚珠进入胚囊:花粉管通过花柱进到子房,通常是经过珠孔到达胚囊受精后雌蕊的生理生化变化:呼吸作用急剧变化生长素含量显著增加44.种子成熟过程的生理生化变化。主要有机物的变化:可溶性糖转化为不溶性糖,非蛋白氮化物转变成蛋白质,脂肪由糖类转化而来呼吸速率:有机物迅速积累的时,呼吸作用旺盛,种子接近成熟时,呼吸作用降低内源植物激素:最先出现的是CTK,调节籽粒建成和细胞分裂;其次是G A和I AA可能是调节光合产物向籽粒的运输和积累;最后是ABA控制籽粒的成熟与休眠含水量:随着种子成熟,含水量减少,自由束缚态45.果实成熟过程的生理生化变化。跃变型果实与非

52、跃变型果实的成熟特点。果实生理生化变化:1、果实的生长:具有生长大周期,呈S形生长曲线(苹果也有双S形(樱桃。果实生长与受精后生长素的含量增多有关2、呼吸跃变:当果实成熟到一定程度是,呼吸速率首先降低,然后突然升高,之后又下降。具有呼吸跃变的果实就称跃变型果实(苹果香蕉梨桃,不具有呼吸跃变的果实就是非跃变型果实(橙菠萝葡萄草莓。3、肉质果实成熟时的色香味的变化:果实变甜,酸味减少,涩味消失,香味产生,由硬变软,色泽变艳4、果实成熟时植物激素的变化:I AA ,GA,CTK下降。ABA,E TH升高(苹果46.种子休眠机理及其破除。成熟种子、鳞茎和芽在适合萌发条件下仍不萌发的现象,称为休眠1、种

53、皮限制(不透气,不透水,机械阻力。破除:自然情况下,真菌和细菌分泌酶类去水解这些种子种皮的多糖和其他组成成分,使种皮变软,水分、气体可以透过,但时间过长。现在一般用物理、化学方法来破坏种皮。2、种子未完全后熟。这类种子必须经低温处理,沙藏13个月3、胚未完全发育。在湿沙中层积12年之久4、抑制物质的存在。出去抑制物质就可以解除休眠47.植物衰老及其机理。植物的衰老是指细胞、器官或整个植物生理功能衰退,趋向自然死亡的时相机理:营养亏缺理论;植物激素调控理论 48.程序性细胞死亡。程序性细胞死亡是一种主动的、生理性的细胞死亡,其死亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制,所以称这种细胞自然死亡为程序性细胞死亡分为两类:植物体发育过程中必不可少的部分;植物体对外界环境的反应49.植物器