植物生理学总结
以下为《植物生理学总结》的无排版文字预览，完整内容请下载
植物生理学
植物的水分代谢
第一节 植物对水分的需要
一、植物的含水量（阅读教材相关内容）
1．不同种类的植物含水量不同
2．不同环境下生长的同一种植物，含水量不同（向阳干燥：低 隐蔽潮湿：高）
3．同种植物的不同器官和组织的含水量差异显著
高：根尖、幼苗、幼叶等生长旺盛的组织，达70－90％；
中：主干，35－70％；休眠芽，40％；黄熟期秸秆，40－50％
低：成熟休眠种子，5－15％
4．种子含水量与其生理活动状态相关
15％以下：休眠
20－25％：开始萌动
40－60％：发芽
二、水的生理作用
水是组成细胞质的主要成分（70－90％〕；
水作为代谢过程的介质（优良的溶剂性质）；
水本身作为反应物质参与一些代谢反应；
充足的水分是植物生长的基础；
水分使植物保持固有的姿态；
水分维持植物体温的恒定（热力学性质）。
（自学内容）
三、水分在植物体内存在的状态
束缚水(bound water)：被细胞中的胶体颗粒牢固吸附而不易流动的水分。
亲水基团：-NH2,-COOH,-OH(蛋白、核酸、纤维素微纤丝等)；
自由水(free water)：距离胶体颗粒较远，可以自由移动的水分。
水的存在状态，与生命活动强弱相关
*第二节 植物细胞对水分的吸收（本章重点）
研究植物及植物细胞利用水分的中心问题：
控制水分在细胞与细胞之间、细胞与环境之间运动的因素。
一、水势（Water potential）
水势: 体系中的水的化学势与处于相同大气压和温度下纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积（指加入1 mol 水使体系的体积发生的变化）。
在某个系统中，偏摩尔体积（指加入1 mol 水使体系的体积发生的变化）水的化学势与纯水在相同温度、压力下的化学势之差。
水势=
Ψ的单位：Pa(Pascal),帕；或 MPa，百万帕
纯水的ψ最高，为0；当水分子受溶质分子牵引，其水势降低
1 M 蔗糖溶液：-2.69 MPa
1 M KCl溶液： -4.50 MPa
叶某某：-0.3 ---- -1.5 MPa
水分总是从Ψ高的区域自发地流向Ψ低的区域
二、渗透作用
水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域移动（扩散）的现象
半透膜：只允许水分子透过而不允许溶质分子透过
三、植物细胞可视为一个渗透系统
细胞膜：脂质、蛋白镶嵌结构
原生质层：含多种细胞器、大分子溶液
液泡：含多种离子和糖，是发生渗透作用的主要部位
“细胞膜+原生质层” = 半透膜
液泡和细胞外发生水分交换
质壁分离实验：蚕豆幼茎表皮置入0.4M蔗糖溶液。（植物细胞因液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象）
四、植物细胞的水势构成 1. 渗透势(Ψs) ：由于液泡内溶质存在，而产生的势能 注：Ψs为负值，由于其存在而使细胞发生渗透作用
2. 压力势(Ψp) ：由于细胞壁的存在，当植物细胞吸水膨胀（失水收缩），原生质体对细胞壁产生一个压力（拉力），细胞壁则对原生质体产生一个反压力（拉力），由此生成的势能即为 Ψp 注：Ψp在细胞吸水膨胀时，为正值，即降低细胞的吸水能力；在细胞失水收缩时，为负值，即提高细胞的吸水能力。
***植物细胞的水势：Ψw=Ψs +Ψp
Ψw、Ψs 和Ψp的变化与细胞体积变化的关系
3.衬质势
Ψm:衬质势
衬质（matrix）指表面能吸附水分的物质
细胞中的蛋白质、淀粉、细胞壁等均为能吸附水分的物质，泥土也是一种衬质
Ψm在液泡化的细胞中可忽略不计，观点有二：①液泡化细胞含水量很高，Ψm趋于0。 ②Ψm通过Ψs 和Ψp而影XX势，其作用已包某某Ψs 和Ψp之中。
注：Ψm在一些组织或情形下起主要作用：
1.非液泡化细胞（如顶端分生组织细胞）
2.干燥的种子、木材中， Ψm很低（负），表现出极强的吸水能力（ 种子Ψm 可达－300MPa，无Ψs和Ψp）
3.土壤颗粒为典型的衬质，土壤的水势主要以其Ψm表示
五、植物细胞间水分的移动
从水势高的细胞自发地向水势低的细胞移动
六、植物细胞吸水的方式
1．渗透性吸水： Ψw=Ψs +Ψp
2．吸涨作用：通过衬质势而起主要作用的吸水 方式。如分生组织、干木材或种子
3.主动（代谢性）吸水：植物耗能将溶质从低浓度处转运到高浓度处，使该区域水势降低，水分则会自发地向该区域迁移
七、水分的跨膜运输
1.扩散：单个水分子穿过脂双层间隙进入细胞。
2.集流：在有压力差存在的情况下，液体中大量分子成群地集体运动。集流是植物体内长距离运输的主要形式。
水孔蛋白 细胞膜及液泡膜上的一种内部蛋白，其多肽链6次穿越膜而形成孔道，特异地允许水分子通过。非水泵，可减小水分子越膜的阻力而使水顺着水势梯度自由迁移。一些环境因素可以通过影XX孔蛋白的开、闭而影XX分的跨膜移动。
第三节 根系对水分的吸收
根的四大功能：
1 将植株固定于土壤中
2 贮藏碳水化合物和其他有机分子
3 合成生物碱和一些激素等重要物质
4 吸收和向茎叶部运输水分和矿物质
一、根系的生长、分布与吸水的关系
深度---根长 （小麦、玉米达1.5-2m深）
广度：大量的侧根和根毛，增大根系的表面积
根毛——根毛使根的总表面积达到地上部的数十倍至上百倍，大量增加了吸收空间，为保证水分吸收，种子萌发先长根，后长芽。黑麦（抽穗期）：根表面积625m2,地上部4.5m2,相差139倍
根系吸水的主要部位：根冠、分生区和伸长区：吸水能力小；根毛区：主要吸水部位。（移栽作物时，应保护好根尖）
二、根系吸水的动力 1.蒸腾拉力
2根压（吐水、伤流）
质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等部分移动，移动快。
共质体途径：水分经过胞间连丝,在细胞质间移动，移动速度较慢。
跨细胞途径：指水分从一个细胞移动到另一个细胞的过程，其中水分要两次跨过质膜，主要是膜上的水通道蛋白起重要作用。
注：内皮层细胞壁上的凯氏带Casparian strip
凯氏带：木栓质，不允许离子和水分子自由通过
离子和水分只能通过共质体途径进入内皮层细胞到达木质部
三、影响根系吸水的环境因素（自学内容） 1 土壤中的可利用水分
暂时萎蔫：由于根系吸水速度小于叶面失水速度引起的萎蔫, 由水分供求平衡失调引起，非土壤缺水之故 。如烈日强风下，禾本叶某某卷曲至日落后可恢复挺立。
永久萎蔫：久旱无雨，土壤含水量低欲植物可利用水，所导致的萎蔫, 恢复供水仍不能恢复坚挺状态。
可利用水：超过植物永久萎蔫点以上的土壤的水分。
2 土壤温度 影响根系的生长和呼吸来影响吸水，午不浇园
3. 土壤通气状况 缺氧：产生有毒物质、能量供应降低（锄草、通气） 土壤溶液的浓度：影响土壤溶液的渗透势
第四节 蒸腾作用(Transpiration):水分以气体状态通过植物体表面从体内扩散到大气中的过程（不同于自由水面的蒸发）
一、蒸腾的部位和生理意义
植物需要解决的一对矛盾：截获光能&水分亏缺
解决矛盾的方式:
覆盖角质层：一层蜡样的不透水的膜，其中间杂有亲水的果胶质，并有孔隙，可使水分子透过。
气孔调节：通过调节叶某某气孔的大小将水分散失到大气中
角质层蒸腾/气孔蒸腾：
成熟叶某某，角质层蒸腾约占3－10％，主要形式为气孔蒸腾
幼嫩叶某某，角质层蒸腾约占30－50％
遮阴、潮湿处，角质层蒸腾约占30％以上
水生植物，角质层蒸腾为主要散失水分的方式
蒸腾作用的生理意义
为水分吸收与运输的主要动力
促进植物对矿质元素的吸收
降低叶某某的温度
二、气孔蒸腾 1.气孔的大小和分布
长7-40μm (H2O-0.54nm; CO2-0.46nm)
主要分布于某某，另也存在于花序、果实、叶柄、卷须及幼茎。多数植物下表皮气孔数目多于上表皮，水生植物多位于上表皮上。通常，气孔总面积为叶某某的1－2％
扩散水的速率：气孔>>相同面积的自由水面
叶某某：气孔/叶某某＝1-2 / 100
蒸腾（发）量：气孔/相同于叶某某的自由水面 > 80/100
即：某叶某某（通过气孔）的蒸腾量为相同面积自由水面蒸发量的40－100倍
小孔扩散原理（See your text book）：
①水分从大表面上蒸发时，蒸发速率与表面积成正比
②水分从很小表面上蒸发时，蒸发速率与表面的直径或周长成正比 ③叶某某上众多气孔增加了扩散水分的总的周长
2气孔运动
植物气孔：2个保卫细胞
保卫细胞2种类型：哑铃型有一对副卫细胞，禾本科及莎草科等单子叶植物 肾型：无副卫细胞，多数植物。
保卫细胞运动的结构基础：壁中存在径向排列的微纤丝
微纤丝：难以伸长。以气孔口为中心，限制了保卫细胞沿短轴方向直径的扩大
气孔运动调节蒸腾：保卫细胞吸水膨胀－气孔口张开
保卫细胞失水收缩－气孔口关闭
吸水后，作用于外壁上的（净）压力通过微纤丝传到内壁，成为作用于内壁、背离气孔口方向的拉力。
气孔运动的机理
以张开过程为例；1 质膜上H＋-ATP酶，被激活（光等），运出H＋，产生跨膜H＋梯度； 2 跨膜H＋梯度驱动K＋透过质膜和液泡膜进入液泡中（K＋通道〕；3 细胞内由淀粉经代谢产生苹果酸，并从胞外运入Cl-,与液泡内K＋保持电学平衡； 4 液泡内 K＋ 浓度达0.5M, ψ降低至-2MPa左右，吸水张开。
三、影响气孔运动(蒸腾〕的因素（自学） 1光
一般植物由暗至光中，经数分钟滞后期，气孔开放；
某些植物气孔昼夜开放，如甘蓝、马铃薯等；
某些植物气孔夜间开放，如景天科等CAM植物；
2 CO2
一般情况下，外界[CO2]下降，气孔开放，[CO2]上升，气孔关闭。
3 温度
10℃以下，难以开放；T升高，促进开放；30－35℃，达最大开度
温度（T）和相对湿度（RH）对叶某某空气气压梯度的影响（假设大气中的水分含量保持稳定）【图】
4 湿度
20℃时不同的相对湿度（RH）对大气水势的影响
大气中水蒸气含量越低，
越有利于蒸腾的进行。
5 风速
风速对蒸腾的影响：Boundary layer thickness=length of water diffusion path (Triangles) Leaves for 1cm wide; (Circles) Leaves for 5 cm wide
6 化学物质
抑制开放物质（抗蒸腾剂）：脱落酸；乙酰水杨酸；黄某某；阿特拉津（水光解抑制剂）
促进开放物质： 细胞分裂素
四、 蒸腾作用的指标
蒸腾速率（强度）：一定时间内单位叶某某散失的水量(g/dm2·h)
蒸腾比例：植物每消耗1Kg水所形成干物质的g数
蒸腾系数：植物生产1g干物质所消耗水的（千）克数（1/蒸腾比例）
第五节 植物体内水分的运输
一、植物体内水分运输的途径
韧皮部（薄壁）：输送光合产物等
木质部（厚壁）：水分在植物体内的主要运输通道
木质部中输送水的主要管状分子；管状分子包括管某某和导管
二者细胞壁增厚
成熟后为不含细胞质的长型死细胞
多个细胞并行排列
导管：为独立的细胞；大小差异显著，通常大于管某某。例：
枫树，直径40－60um长4－30cm橡树，直径300－500um长最高至10m
导管比管某某更为进化
植物体内水分运输途径（总结）
死细胞途径
导管或管某某运输途径（对水分运输的阻力小适合于长距离运输）
活细胞途径
根毛至根的微管束（导管或管某某）；
叶部最小的微管束（叶脉）至气孔下室 （阻力大，约2000倍于微管组织适合于短距离运输）
二、水分运输的动力
成熟植株、蒸腾作用强的白昼，以蒸腾拉力为主；
幼苗、空气潮湿及蒸腾作用弱的夜晚，以根压为主
水分运输的动力＝根系吸水动力 1.蒸腾拉力 2.根压
水分运输的维持
蒸腾拉力>水的重力
1.据测定，温带植物中，木质部导管中维持-0.5至-2.5MPa的梯度即可满足水分快速蒸腾所需的拉力；
2.树根部的水势远高于树冠
水的内聚力>水的张力
据测定，20℃时纯水可抵抗-25至-30MPa的拉力，为铜的抗张力的10％，10倍于槭树从根部提起水分所需的拉力
第二章 植物的矿质营养
土壤（肥料）以何种形式给植物提供营养物质？
19世纪中期以前，以Thaer为代表：植物以有机形态（土壤腐殖质）从土壤中获得养料；
1840，Liebig（德）建立矿质营养学说：植物以无机形式从土壤中获得营养物质；
1860，J. Sachs & W. Knop用含已知成分的无机盐溶液培养成功植物。揭示：植物营养为自养型（无机营养型）
矿质营养：植物对矿质营养元素的吸收、转运和同化
植物必需元素
一、构成植物体的元素
灰分元素(矿质元素)：组成灰分的元素，为各种金某某的氧化物，磷酸盐、硫酸盐、氯化物等
N不存在于灰分元素中，但由土壤吸收，特列为矿质元素
矿质元素分析：灰分经过盐酸或硝酸溶解，经原子吸收分光光度计（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）或电感耦合等离子体发射光谱仪（Inductively-Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer，ICP-AES）进行分析测定。
植物矿质元素的含量与植物种类及生存的土壤环境条件相关:
1 同一土壤条件的不同植物，所含矿质元素不同 : 禾本科高某某、十字花科高某某、豆科高某某
2 植物体内 矿质成分是植物所处生活环境的反映: 盐生植物高某某、海藻高某某、XX区植物高某某
二、植物的必需元素 1 研究方法
土培法 （×）
溶液培养法（√）:用人工配制含已知矿质元素成分的营养液培养植物 优点：通过添加或减少某种元素，从植物生长状况判断该元素是否为植物所必需
溶液培养法的形式: 1 水培法（无土栽培〕：植物直接栽培于营养液中
利用水培法进行植物生产 (管道：略倾斜 水泵：循环营养液) 2 砂培法：支撑物（石英砂、蛭石、珍珠岩） 3 气培法：根系置于营养液气雾中
溶液培养中应注意的问题
1.根系通气 2.经常更换及补充营养液 3.铁离子以螯合形式供应
4.试剂、水、容器十分纯净 5.研究某些微量元素（钼、镍、锌等），常需连续两代将植株培养于缺乏该元素的溶液中
2 植物必需元素所具备的条件（判断标准）
缺乏该元素，植物不能完成生活史
缺乏该元素，植物表现出专一的缺乏症，恢复供应该元素时，可预防或纠正 此缺乏症，且这种作用不能被其他元素所替代
该元素的营养作用是直接的，而不是因改变土壤（或培养液）的微生物、
物理及化学条件所引起的间接作用
3 植物必需元素（ 17种）
大量元素 (Macroelements）:占植物体干重0.1%以上的元素。C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg等9种元素
微量元素(Microelements）：占植物体干重0.01%以下的元素。 Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo和Ni等8种
除去C、H、O等非矿质元素，有14种为植物必需的矿质元素
重要培养液配方及其应用；Hoagland营养液；Arnon营养液；B5营养液
溶液培养法生产植物
用溶液培养法研究植物的营养及各种环境因素的调控
植物组织培养
营养液配方以外的注意事项：
关于Fe-EDTA ： Fe+3与乙二胺四乙酸的螯合物(chelate)
不能直接以FeSO4或Fe（NO3）2等无机盐的形式提供铁，∵很容易形成不溶性的Fe（OH）3或铁的磷酸盐，它们不能被植物吸收。
补充： 植物的有益元素(Beneficial elements)
满足一些特定植物的特殊营养需求的元素
滨藜（海马齿）：生活于欧洲、地中海、北非与南非等海边的盐生植物
钠：盐生与C4植物，参与维管束鞘细胞和叶肉细胞间的丙酮酸的运输；
硅：禾本科植物，主要累积于表皮细胞的壁中，防真菌侵染及抗倒伏；
钴：豆科植物，可能与固氮作用（尤其与固氮细菌）相关；
硒：一些黄芪属植物能积累Se；对多数植物有毒；
铝：茶树
三、植物必需元素的生理功能（For details, see your textbook）
C H O N S ：有机物的主要成分，通过羧化和氧化作用被同化
P B Si ：与有机物的羟基起酯化作用，磷酸酯在能量转化中起作用
K Na Mg Ca Mn Cl ：参与细胞渗透调节和细胞的电平衡
特异影响酶蛋白的结构和功能
Fe Cu Zn Mo Ni ：主要作为酶的辅基，通过价态变化传递电子
1.被称之为“生命元素”的氮（N）
主要吸收形式：NH4+、NO3- ，尿素
构成蛋白质的主要成分------是核酸、核苷酸、氨基酸、Chl、VB 、生物碱等的成分
N素供应充分时，植株营养体健壮，光合作用强，尤其叶菜类作物（地上部）高产, 植物对N的需求量大得氮耗糖’--- ---
2.与多种代谢密切有关的元素—磷（P）
主要吸收形式：H2PO4-、HPO4 2-
P存在于核酸、核苷酸、磷脂中→是细胞质、细胞核的组成成分
在有ATP、NAD、NADP、CoA等参加的代谢反应中起关键作用
土壤中可溶性磷含量低→缺磷症状
3数十种酶的辅助因子—(K)
主要吸收形式：K+
作为植物体内各种生化反应中的酶的活化剂---
存在于植物生理活动最旺盛的部位（生长点、形成层、幼叶等）
贮藏器官中，K含量高
N、P、K被称之为植物生长3要素：
1、植物对它们的需求量大
2、自然土壤中常常某某
其它植物必需矿质元素的生理作用详细阅读教材
四、植物的缺素症
由于某种必需元素的缺乏，造成植物体内代谢紊乱，进而产生外观上可见的症状。
组织中养分的浓度对生长的影响
临界浓度：生长速率量低于最大生长速率10％时养分的浓度
缺素症的诊断 （病症检索表）
病症从老叶某某，常某某：N P Mg K Mo Cl
病症从新叶某某，常某某：Ca B Cu Mn Fe S
表现出失绿症，常某某：Fe Mg Mn S N
*根据该元素是否参与循环
第二节 植物细胞对矿质元素的吸收
被动运输 (Passive transport)：顺着溶质浓度梯度，通过脂质层扩散（简单扩散），通过蛋白质扩散（助扩散）
主动运输 (Active transport)：逆着溶质浓度梯度，通过蛋白质耗能运输
一、简单扩散
溶质从浓度高的区域自发地移动到浓度低的区域
质膜为一种脂肪屏障，仅有非极性的溶质能够 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 ,警示其他组织(和植株),产生不可口(有毒)的成分）
植物若不能产生JAs，很难从昆虫的口中存活下来
四、水杨酸类(Salicylic acid, SA) 植物激素&止疼药
SA是诱导植物产生局部抗性和全某某抗性的信号：SA诱导植物局部产生 “过敏反应（hypersensitive responses，HR) ” ；SA诱导植物全某某产生 “系统获得性抗性 (systemic acquired resistance， SAR)
局部过敏反映(HR)将病原菌封闭在死亡细胞组成的坟墓中HR杀死被病菌侵染的植物细胞，围困住病菌，不让它们扩散。
全某某 “系统获得性抗性 (SAR)
抗病蛋白基因表达，产生抗病蛋白，防止病菌继续侵染
四、多胺(Polyamines) H2N-(CH2)4-NH2 腐胺 H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4-NH2 亚精胺 H2N-(CH2)3-NH -(CH2)4-NH -(CH2)3-NH2 精胺
生理功能保护酶类免遭热失活稳定细胞结构和成分，
提高抗逆能力； 延缓某些植物组织的衰老
[文章尾部最后500字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]请点击下方选择您需要的文档下载。
- 髓系肿瘤克隆演变的研究进展
- “实验观察植物细胞”的教学设计
- 生物七年级生物《开花和授粉》教学设计
- “实验观察植物细胞”的教学设计
- 高一至高三学年教学计划
- 案例分析（初稿）
- “实验观察植物细胞”的教学设计
- “实验观察植物细胞”的教学设计
- 根和茎的教学设计
- 高一生物必须1 6.3细胞衰老和凋亡教学设计
- “实验观察植物细胞”的教学设计
- 细胞的多样性和统一性
- 多肉入门
- 高中生物365个判断题，涵盖高一高二高三所有知识点
- 实验室抗体标志流程
- 《观察一棵植物》教学反思
- 必修一第二章第5节《细胞中的无机物 》教学设计与反思
- “实验观察植物细胞”的教学设计
- “实验观察植物细胞”的教学设计
- 植物生理学总结
以上为《植物生理学总结》的无排版文字预览，完整内容请下载
植物生理学总结由用户“ajysnihao”分享发布，转载请注明出处