植物生理学重点知识整理

点击:683  日期:2020-12-30 11:39:27.0 [植物生理学]

第一章植物的水分生理

植物对水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排出称为植物的水分生理。

同植物、同一植物不同环境、同一植物不同器官和不同组织的含水量都存在差异。

水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态

水分在植物生命活动中的作用主要表现在4个方面

①水分是细胞质的主要成分

②水分是代谢作用过程的反应物质。

③水分是植物对物质吸收和运输的溶剂

④水分能保持植物的有姿态

植物细胞吸水主要有三种方式:扩散、集流和滲透作用

渗透作用:物质依水势梯度而移动。渗透是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象

水势:指每偏摩尔体积水的化学势差。水势=(水溶液化学势纯水化学势)/水的偏摩尔体积水分临界期:植物对水分不是特别敏感的时期。作物的水分临昇期都是从养生长转向生殖生长的时期

细胞初始质壁分离时,压力势为零,细胞的水势等于滲透势,皆呈最小值。细胞吸水,体积增大时,细胞液稀释,渗透势增大,水势也増大。当细胞吸水达到饱和时,滲透势与压力势的绝对值相等,符号相反,水势便为零,不吸水。

相邻两细胞的水分移动方向,决定于两细胞问的水势差异,水势高的细胞中的水分向水势低的细胞流动。多个细胞时亦是如此。

根系吸水有两种动力:根压和蒸腾拉力,后者较为重要。蒸腾速率大,则蒸腾拉力为主导。反之,则根压为主导

Q:简述蒸腾作用的生理意义

A:①蒸满作用是植物对水分吸收和运输的主要动力②蒸腾作用有助于植物对矿物质和有机物的吸收。(蒸腾作用是水分吸收和流动的动力,矿物质也随水分的吸收和流动进入植物体)

⑧蒸腾作用能够降低叶片的温度

第二章植物的矿物营养

确定植物必须的矿物元素可由水培法或砂培法确定,植物发育正常则该元素不需要,不正常补充该元素后正常则为植物所必须。

植物所爷的大量元素来自水或二氧化碳的有碳、氢、氧。来自土壤的有氮、钾、钙、镁、硫、硅。其余氯、铁、硼、锰、钠、锌、铜、镍和钼諧要量极微,称微量元素。

植物细胞吸收矿物质有四种方式,分别为:

离子通道,是细胞膜中由通道蛋自构成的孔道,控制离子递过细胞膜

载体,是一类跨膜运输的内在蛋白,在跨膜区域不形成明显的孔道结构。其活性部分 先与膜一側的转运物质结合,转运到另一侧。

离子泵,也是膜内在蛋白。其实是质膜上的ATP前受进入阳高子刺激活化,促进ATP水解,放能使离子逆电化学势梯度跨膜运输

胞饮作用,即细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程

Q:植物吸收矿质元亲的特点

A:①根系吸收矿质与吸收水分不成比例

植物对水分和矿质的吸收是既相互关联,又相互独立,前者,表现为盐分一定要溶于水中才能被根系吸收,并随水流进入根部的质外体。而矿质的吸收,降低了细胞的渗透压,促进了植物的吸水。后者表现在两者的吸收比例不同,吸收机理不同:水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主,而矿质吸收则是以消耗代谢能的主动吸收为主。另外两者的分配方向不同,水分主要分配到叶片,而矿质主要分配到当时的生长中心。

②根系对离子吸收具有选择性

离子的选择吸收是指植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子吸收的比例不同的现象

③根系吸收单盐会受毒害

任何植物,假若培养在某一单盐溶液中不久即呈现不正常状态最后死亡。这种现象称单盐毒害。但若在单盐溶液中加入少量其他盐类,这种毒害现象就会消除。这种离子间能够互相消除毒害的现彖,称离子拮抗。所以,植物只有在含有适当比例的多盐溶液中才能良好生长,这种溶液称平衡溶液

5、虽然每种作物都需要各种必需元素,但不同作物对三元素(氮、磷、钾)所要求的绝对量和相对比例都不一样。即使同一作物,其三要素含量也因品种、土壤和栽培条件等而有差异。由于人们对各种作物的需用部分不一,而不同元素的生理功能又不一样,所以不

作物对不同元素的相对爷要量就不同。同一作物在不同生育时期中,对矿物的吸收情况也是不一样的。

作物在不同生育期中,各有明显的生长中心。

第三章光合作用

绝大部分叶绿素a分子和全部叶绿素b分子有收集和传递光能的作用。少数特殊状态的叶绿素a分子对有将光能转换为化学能的功能。

光合作用是光反应和碳反应的综合。整个光合可分为下列3个步骤:原初反应、电子传递和光合磷酸化、碳同化。

光反应在类囊体膜上进行,碳反应在叶绿体的基质中进行

高等植物中的光合色素有两类:(1)叶绿素,主要是叶绿素a和叶绿素b:;(2)类胡萝卜素,其中有胡萝卜素和叶黄素。

原初反应指光合作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程。其中包含色素分子对光能的吸收、传递和转换的过程。两个光系统(PSI和PST)均参加原初反

PSI的功能是将电子从PC传递给铁氧还原蛋白。PSⅡ的功能是利用光能氧化水和还原质体醌,这两个反应分别在类囊体膜的两侧进行,还有一个重要功能是进行水裂解放氧。

光合链:在类囊体膜上的PSⅡ和PSI之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道

光合磷酸化的过程:反应中心的色素分子受光激发而发生电荷分离,产生光化学反应,电子经过类囊体膜上的一系列电子传递体的传递,引起水的裂解放氧和NADP+还原为NADPH,并通过光合磷酸化把ADP和磷酸合成ATP,这样把光能转化为活跃的化学能。

光能的吸收、传递和转化是通过原初反应完成的。聚光色素吸收光能后,通过诱导共振方式传递到反应中心(是将光能转变为化学能的膜蛋白复合体)反应中心的特殊叶绿素a对吸光后能引起氧化还原的电荷分离,即光化学反应。光化学反应是光合作用的核心环

节,能将光能直接转变为化学能。

磯同化:是通过NADH和ATP所推动的一系列CO同化过程,把CO2变成糖类等有机物质的过程。

光补偿点:同一叶子同一时间内,光合过程中吸收的CO2与光呼吸和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强度

CO2补偿点:光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用效出的CO2量,这个时候外界的CO2含量就叫做补偿点。

光饱和现象:光帮射加强到一定强度,光合速率不再增加,光强达到光饱和点的现象

碳同定的生化途径有三条,卡尔文循环(C3途径)、C4途径和景天酸代谢(CAM)。

卡尔文循环是碳同化的主要形式。通过羧化阶段、还原阶段和更新阶段,合成淀粉等多 种有机物。

C4途径逋过①羧化②转变③脱羧与还原(释放CO通过卡尔文循环被还原为糖类)④再生这些步骤使反应循

光呼吸:植物的绿色细胞依赖光照,吸收02和放出CO2的过程。该过程在叶绿体内经行

Q:C3植物和C4光合特征的比较

A: C3植物与C4植物在光反应阶段完全相同,都通过光反应产生02、NADH和ATP,为暗反应阶段提供同化力[H]和ATP。但其暗反应途径不同。C3植物整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行的,光合作用的产物只积在叶肉细胞中。C4植物中C4途径固定的CO2转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的,光合作用的暗反应过程也是在维管束细胞中进行的,光合作用的产物也主要积累在维管束鞘细胞中

第四章呼吸作用

呼吸作用:指生物体内的有机物质,通过氧化还原而产生CO2同时释放能量的过程。植物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两大类

呼吸商:指生物体在同一时间内,释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比或摩尔数之比,即指呼吸作用所释放的CO2和吸收的O2的分子比。

有氧呼吸:指生活细胞在氧气的参与下,把某些有机物质彻底氧化分解,放出CO2并形成H2O,同时释放能量的过程

无氧呼吸:一般指在无氰条件下,细胞把某些有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放能量的过程。(微生物称发酵)

Q:有氧呼吸和无氧吓吸有什么异同?

共同点:

①有氧呼吸和无氧呼吸都是生活细胞内在隐的参与下,将有机物逐步氧化分解并释放能量的过程

②它们都可为植物的生命活动提供能和中间产物③有氧呼吸和无氧呼吸最初阶段的反应历程都经过了粞酵解阶段

不同点:

①有氧呼吸有分子氧的参与,而无氧呼吸可在无氧条件下进行

②有氧呼吸的呼吸底物能彻底氧化分解为CO2和水,释放的能量多,而无氧呼吸对呼吸底物进行不物底的氧化分解,释放的能量少,而且它的生成物如酒精、乳酸对植物有毒害作用

③有氧吓吸产生的中间产物多,即为机体合成作用所能提供的原料多,而无氧呼吸产生的中间产物少,为机体合成作用所能提供的原料也少

呼吸作用的生理意义主要表现在三方面:

①呼吸作用提供植物生命活动所的大部分能量

②呼吸过程为其他化合物合成提供原料

③呼吸作用可以增强植物对伤病的抵抗能力

呼吸作用的代谢途径有①糖陪解途径②戊糖磷酸途径③三羧酸循环

Q:光合作用和呼吸作用有何区别与联系?

A:(1)光合作用与呼吸作用的主要区别

①光合作用以CO2、H2O为原料,而呼吸作用的反应物为淀粉、己糖等有机物以及O2

②光合作用的产物是己糖、蔗糖、淀粉等有机物和O2,而呼吸作用的产物是CO2和H2O

③光合作用把光能依次转化为电能、活跃化学能和稳定化学能,是贮藏能量的过程,而呼吸作用是把稳定化学能转化为活跃化学能,是释放能量的过程

④在光合过程中进行光合碳酸化反应,在呼吸过程中进行氧化磷酸化反应

⑤光合作用发生的部位是在叶绿体中,只在光下才发生,而呼吸作用发生在所有生活细胞的线粒体、细胞质中,无论在光下、暗处随时都在进行

(2)光合作用与呼吸作用的联系

①两个代谢过程互为原料与产物

②在能量代谢方面,光合作用中供光合磷酸化产生ATP所带的ADP和供产生 NADPH所能的NADP,与呼吸的ADP和NADP+是相同的,它们可以通用。

Q:为什么说长时间的无氧呼吸会造成危害?

A:①无轲呼吸释放的能量少,要依靠无氧呼吸释放的能址来维持生命活动的籥要就耍消耗大量的有机物,以致呼吸基质很快耗尽

②无氧呼吸生成氧化不彻底的产物,如酒精、乳酸等。这些物质的积票,对植物会产生毒害作用

④无氧呼吸产生的中间产物少,不能为合成多种细胞组成成分提供足够的原料

Q:为什么机械损伤会加快呼吸作用速率?

①氧化酶与其底物在结构上是隔开的,机械损伤使原来的间隔破坏,酚类化合物就会迅速被氧化。

②机械损伤使某些细胞转变为分生组织状态,形成愈伤组织去修补伤处,这些生长旺盛的生长细胞的呼吸速率白然比先前细胞快

第五章植物体内有机物的运输

有机物的运输是由韧皮部担任。高等植物体内的运输十分复杂,有短距离运输和长距离运输之分。短距离运输是指细胞内以及细胞间的运输,分为胞内运输和胞间运输(质外体运输、共质体运输、质外体与共质体间运输);长距离运输是指器官之间、源库之间的运输,需要通过输导组织,植物体内承担物质长距离运输的系统为维管束系统。

有机物在植物体内的分配受三个方面制约

供应能力:决定是输入还是输出,与器官本身的有机物合成量与消耗量相关。

竞争能力:决定供应多少,是否供应。一般植物遵循供应“生长中心”的原则

运输能力:与输出输入部位之间的距离、方向、输导组织的畅通程度有关。

中竟争能力占主导,优先供应生长中心,遵循“就近供应,同侧运输”的原则

影响有机物运输的因素

(1)温度,运输速度与温度成正比。温度影响有机物运输方向,高温促进果实早熟

(2)水分,植物缺乏水分时,光合速率下降,有机物运输减缓

(3)矿质元素,砌、磷、氮、钾

(4)激素影响,影响质外体的装载和卸出,其靶细胞是质膜上的主动运输器

有机物运输规律在生产实践上的应用。

一、环刮:作用:可以提高果率,利于花芽形成和果实的膨大。原理:断有机物的向下运输,改誉了上部的有机物供应情况

二、摘心:生长时期摘去梢顶部分技术措施。作用:提高功能叶的光合作用,利于座果和果实膨大。原理:抑制有机物大量流入新稍顶部

三、修枝:包括境枝和枝两种。作用:调节树长势,促弱变强或抑强扶弱,培养结果被

原理:使养分集中,合理分配营养

四、合理施肥和灌溉:注意果实生长期的水分供应和营养供应

第六章植物生长物质

Q:简述燕麦胚芽鞘的向光性实验

A:在单方向光照射下,胚芽鞘向光弯曲:如果切去胚芽鞘的尖端或尖端套以锡箔小帽,即使是单侧光照也不会使胚芽鞘向光弯曲,如果单侧光只照射胚芽尖湍而不照射胚芽鞘下部,胚芽鞘还是会向光弯曲

五大类植物激素的主要生理作用

A:五大类植物激素为生长素、赤莓素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯

(1)生长素的生理作用①促进生长,但浓度过高时抑制生长:②促进插条不定根的形成;③对养分有调运作用,可诱导无籽果实:④其它生理作用如:引起顶端优势、促进菠萝开花、诱导雌花分化等。

(2)赤莓素的生理作用①促进茎的伸长生长,如10 mgl GA3就显著促进水稻茎的伸长:②诱导开花;③打破休眠,用2~3mngL的GA处理休眠状态的马铃薯能使其很快发芽:④促进雄花分化,GA处使雌雄异花同株的植物多开雄花;⑤诱导单性结实等。

(3)细胞分裂素的生理作用①促进细胞分裂,主要是对细胞质的分裂起作用;②促进芽的分化:③促进细胞扩大;④促进侧芽发育,消除顶端优势:⑤延缓器官衰老,可用来处理水果和鮮花等以保鲜保绿,防止落果;⑥打破种子休民,可代替光照打破需光种子的休眠

(4)脱落酸的生理作用①促进休眠:②促进气孔关闭:③抑制生长,该抑制效应是可逆的;④促进脱落;⑤增加抗逆性

(5)乙烯的生理作用①改变生长习性,引起植株表现出特有三重反应和偏上生长②促进成熟,有催熟激素之称;③促进脱落,它是控制叶片脱落的主要激素;④促进开花和雌花分化:;⑤诱导插枝不定根的形成,打破种子和芽的休眠,诱导次生物质分泌

根茎叶对生长素的最适浓度。

第七章生长生理

生长大局期:植物生命局期中,生长速率的变化规律

表现:植物细胞生长和整株生长速率都表现出“慢-快-慢”的基本规律

原因:初期(指数期):植株小,合成干物质;中期(线性期)光合作用合成大量有机物,干重剧增,生长加快;

后期(衰减期):植物衰老,光合诚慢,合成少,呼吸作用增加,分解

协调最适温度:指比生长的最适温度略低的温度

生理钟:生物对昼夜的适应而产生生理上有周期性波动的内在节奏,亦称生物钟

温周期现彖:植物对日温高夜温低的昼夜温度周期性变化的反应

温周期现象原因:白天温度高,光合作用强,干物质累积量大。夜晚温度降低吓吸作用诚弱,消耗有机物减少。两作用叠加使植物天总积累有机物高

向性运动:植物器官对环境因素的单方向刺激所引起的定向运动。根据刺激因素的种类可将其分为向光性、向或力性、向化性等。并规定对着刺敌方向运动的为“正”运动,背着刺激方向的为“负”运动。所有的向性运动都是生长运动,都是由于器官不均等生长引起的。

感性运动:无一定方向的外界因素均匀作用于植株或某些器官所引起的运动。一般分两类①生长性运动②紧张性运动。常见的感性运动有偏上性和偏下性、感夜性、感热性、感震性

Q:根据营养器官和生殖器官生长的相关性,营养物质运输的规律及植物激素的应用,分析果树栽培中如何管理才能防止花果脱落,提高产量

A:水肥适当,控制肥料含氮量,通过摘心防止营养生殖过剩。适量植物激素能防止花果脱

第八章生殖生理

春化作用:低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用。

去春化作用:在植物春化过程结束之前,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,这种由于高温解除春化作用的现象称为去春化作用或脱春化作用

长日植物:在昼夜周期中日照长度长于某一临界值时才能成花的植物

短日植物: 在昼夜周期中囗照长度短于某一临界值时才能成花的植物

临界日长: 昼夜周期中引起长日植物成花的最短日照长度或引起短日植物成花的最长日照长度

临界夜长: 昼夜周期中引起短日植物开花的最短夜长,或引起长日植物开花的最长夜长

暗期屮断: 对短日植物,黑暗中断抑制开花,中断白昼无影响;对长日植物,黑暗屮断促进开花,光期中断开花受抑制。

光局期诱导:植物在达到一定的生理年龄时,经过一定天数的适宜光周期处理,以后即使处于不适宣的光 周期下,仍能保持这种刺激的效果而开花,这种诱导效应叫做光周期诱导

接受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受春化刺