植物生理學復習資料

1、原生質：是構成細胞的生活物質，是細胞生命活動的物質基礎。原生質含水量很高，往往占細胞全重的絕大部分，而蛋白質、核酸、碳水化合物和脂類則是有機物質的主體。1、原生質有物理、膠體特性和液晶性質二、生物膜：是構成細胞的所有膜的總稱。按其所處位置可分為兩種：一種處于細胞質外面的一層膜叫質膜，也可叫原生質膜；另一種是處于細胞質中構成各種細胞器的膜，叫內膜。質膜可由內膜轉化而來。1、生物膜的組分：生物膜由蛋白質、脂類、糖、水和無機離子等組成。2、生物膜的結構：脂類以雙分子層形式存在、膜蛋白存在多樣性、膜的不對稱性、膜的流動性。3、生物膜的功能：分室作用、生化反應場所、能量轉換的場所、吸收與分泌功能、識別與

2、信息傳遞功能。三、植物細胞信號轉導：植物在整個生長過程中，受到各種內外因素的影響，這就需要植物體正確地辨別各種信息并作出相應的反應，以確保正常的生長和發(fā)育，這種信息的胞間傳遞和胞內轉導過程稱為植物體內的信號轉導。胞外信號（環(huán)境刺激和胞間信號）感受、膜上信號轉換和胞內信號轉導。1、胞外信號：包括環(huán)境刺激、胞間信號（也稱第一信使，胞間信號除化學信號外，也有物理信號，如電信號）。2、膜上信號轉換系統(tǒng)：（1）受體：光受體（光敏素、隱花色素和紫外光受體）和激素受體。（2）G蛋白（偶聯(lián)蛋白或信號轉換蛋白）：異源三體G蛋白、小G蛋白。（3）效應酶和離子通道：這是細胞的膜蛋白，如腺苷酸環(huán)化酶、磷脂酶C和鈣離子

3、通道等。它們受G蛋白活化，可產(chǎn)生胞內信號。3、胞內信號：（1）鈣信號系統(tǒng)：胞內Ca2+信號通過其受體-鈣調蛋白轉導信號。鈣調素與鈣依賴型蛋白激酶。（2）肌醇磷脂信號系統(tǒng)；（3）環(huán)腺苷酸信號系統(tǒng)；（4）蛋白質的可逆磷酸化蛋白質的可逆磷酸化的意義：引起蛋白質之間的相互作用：酶與底物、形成信號元件：超分子復合物、調節(jié)信號轉導蛋白與質膜的結合、進行交叉對話。一、植物的水分關系概念：植物對水分的吸收、運輸、利用和散失的過程就構成了植物的水分關系。意義：植物生命活動中吸收、傳導和散失水分的連續(xù)過程，這種關系也稱植物水分代謝。水是植物體的重要組成成分。生理活性強的器官如嫩葉、嫩果等的含水量高;而生理活性弱的

4、器官如種子、孢子等則含水較少。細胞中的水分為許多生化反應提供了良好的介質。它的物理性質如高的汽化熱、比熱，對調節(jié)植物體溫有重要作用。水也是調節(jié)原生質膠體的凝膠與溶膠態(tài)的逆變的決定性因素。水還可維持細胞處于緊張狀態(tài)，使植株挺立、葉片開展，有利于承受陽光進行光合作用。許多大分子物質的合成也都離不開水。3、水分在植物體內的生理作用：（1）水分是細胞原生質的主要成分、（2）水是植物代謝過程中重要的反應物質、（3）水是植物體內各種物質代謝的介質、（4）水分能夠保持植物的固有姿態(tài)、（5）水分能有效降低植物的體溫、（6）水是植物原生質膠體良好的穩(wěn)定劑。4、質壁分離：如果把具有液泡的細胞置于比較濃的蔗糖溶液中

5、，細胞內的水向外擴散，整個原生質體收縮，最后原生質體與細胞壁完全分離。植物細胞由于液泡失水而使原生質體和細胞壁分離的現(xiàn)象，稱為質壁分離。5、細胞水勢有幾種：溶質勢、襯質勢和壓力勢。6、：蒸騰作用的意義：（1）蒸騰作用是植物水分吸收和運輸?shù)闹饕獎恿?；?）蒸騰作用是植物礦質營養(yǎng)吸收和運輸?shù)闹饕獎恿?；?）蒸騰作用能夠維持植物的適當體溫；（4）蒸騰作用有利于光合作用。7、氣孔運動原因：由保衛(wèi)細胞吸水膨脹或失水收縮引起的。（淀粉-糖轉化學說、無機離子吸收學說、蘋果酸生成學說）8、水分運輸?shù)耐緩胶腿绾芜\輸：（1）具體途徑：土壤水分根毛根的皮層根的中柱鞘根的導管莖的導管葉柄的導管葉脈的導管葉肉細胞葉肉細

6、胞間隙氣孔下腔氣孔大氣。（2）經(jīng)活細胞的短距離運輸途徑：經(jīng)過共質體（活細胞）運輸（3）通過導管或管胞的長距離運輸途徑9、合理灌溉的概念：合理灌溉就是根據(jù)作物的生理特點和土壤的水分狀況，及時供給作物正常生長發(fā)育所必要的水分，以最小的灌溉量獲得最大的經(jīng)濟效益。（2）措施：噴灌、滴灌。噴灌：借助動力設備將水噴射到空氣中，形成水滴降落到植物和突然之上的灌溉方式；滴灌：是通過埋入地下或設置于地面上的管道網(wǎng)絡，將水輸送到植物根系周圍，水分從管道的小孔緩慢流出，較好的保證了植物的用水的灌溉方式。一、植物缺素癥及中毒癥1、氮（N）：生長緩慢、植株矮小，葉小色淡2、硫（S）植株低矮，葉片黃綠色(與N相似) 。3

7、、磷（P）缺素癥與相似，生長緩慢，植株矮小，葉片暗綠，有些植物呈紫色或紅色。4、鉀（K）：葉色缺綠變黃，逐漸壞死。莖稈柔弱易倒伏。5、鈣（Ca）：幼嫩器官潰爛壞死，嫩葉尖或葉緣變黃，逐漸向內壞死。6、鎂（Mg）：缺綠病，老葉脈間失綠，嚴重時形成褐斑壞死7、鐵（Fe）：缺綠?。S葉病），幼葉呈白色。8、錳(Mn)：缺綠病（葉脈），黃葉出現(xiàn)壞死斑點。9、鋅（Zn）：缺綠病。植株矮化，節(jié)間變短，葉片變小10、銅（Cu）：嫩葉扭卷11、鉬（Mo）：葉片缺綠并出現(xiàn)斑點，葉緣卷曲。12、硼（B）：花絲、花藥萎縮，花粉發(fā)育不良（花而不實）。13、氯（Cl）：葉片缺綠，萎蔫壞死。14、鎳（Ni）：缺Ni時由于

8、葉尖處積累過量脲而出現(xiàn)黃化壞死現(xiàn)象，有些植物在缺Ni條件下產(chǎn)生的種子不能萌發(fā)。一、植物呼吸作用無氧呼吸:指圣湖細胞字無氧條件下，將某些有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放能量的過程。微生物的無氧呼吸稱為發(fā)酵。二、高等植物呼吸代謝的多樣性:主要有糖酵解(是指己糖在無氧狀態(tài)下降解為丙酮酸的過程)、三羧酸循環(huán)(TCA)和磷酸戊糖途徑，此外，還有乙醛酸循環(huán)途徑和乙醇酸氧化途徑等。糖酵解的生理意義:1)糖酵解普遍存在于生物體中，是有氧呼吸和無氧呼吸經(jīng)歷的共同階段；2)糖酵解的產(chǎn)物丙酮酸，生化上非?；钴S，可通過各種代謝途徑產(chǎn)生不同物質，3)通過糖酵解為生命活動提供部分能量，對厭氧神武來說，糖酵解是糖分解

9、 和獲取能量的主要方式。2、電子傳遞系統(tǒng)的多樣性：呼吸鏈:又稱電子傳遞鏈，是呼吸代謝產(chǎn)物中間的電子和質子，在線粒體內膜上沿著一系列由電子傳遞體組成的電子傳遞途徑，嚴格有序地傳遞到分子氧的過程。呼吸鏈電子傳遞的多條途徑:（1）電子傳遞主路：電子傳遞主路即細胞色素系統(tǒng)途徑。（2）交替途徑（抗氰呼吸鏈）（3）電子傳遞支路（4）電子傳遞支路；（5）電子傳遞支路?？骨韬粑拍?對氰化物不敏感，在氰化物存在時，仍能進行的呼吸作用，稱為抗氰呼吸?？骨韬粑纳硪饬x:1)放熱效應；2)促進果實成熟；3)代謝的協(xié)同調控；4)與植物的抗病有關。生物氧化:細胞將有機物氧化分解，最終形成CO2、H2O和放出能量的過程

10、，稱為生物氧化。生物氧化合成ATP的方式有兩種:底物水平磷酸化和氧化磷酸化。3、植物呼吸作用的影響因素：（1）內部因素對呼吸速率的影響：不同的植物種類具有不同的呼吸速率。同一植物的不同器官或組織具有不同的呼吸速率；同一器官的不同生長過程呼吸亦有極大變化。（2）外界條件對呼吸速率的影響：主要有溫度、水分、氧氣、二氧化碳及機械損傷五個方面。(除此之外，影響呼吸的外因還有：呼吸底物的含量、一些礦質元素、病菌感染、化學物質等。)光合色素:在光合作用的反應中吸收光能的色素稱為光合色素。光合色素主要有3類，分別為葉綠素類、類胡蘿卜素類和藻膽素類。二、光呼吸概念：植物的綠色細胞在光下吸收氧氣，氧化乙醇酸，放

11、出二氧化碳的過程，稱為光呼吸。光呼吸的功能：1)防止強光對光合器官的破壞作用；2)消除乙醇酸；）維持C3途徑的運轉;4）參與氮代謝過程；回收碳素。4、光抑制的概念：當光合機構接受的光能超過它所能利用的量時，光會引起光合速率的降低，這個現(xiàn)象就叫光合作用的光抑制。一般認為光抑制主要發(fā)生在PS。C3植物:大豆、小麥、菠菜、煙草；C4植物:玉米、高粱、甘蔗、莧菜一、植物體內同化物的運輸系統(tǒng)1、短距離運輸系統(tǒng)：主要是指胞內運輸與胞間運輸，距離僅幾個微米，主要靠物質本身的擴散和原生質體的吸收與分泌來完成。（1）胞內運輸指細胞內、細胞器間的物質交換。有分子擴散、微絲推動原生質的環(huán)流、細胞器膜內外的物質交換，

12、以及囊泡的形成與囊泡內含物的釋放等。（2）胞間運輸：共質體運輸質外體運輸交替運輸。2、長距離運輸系統(tǒng)：長距離運輸是發(fā)生于器官之間的運輸，需要微管系統(tǒng)來完成。微管系統(tǒng)由韌皮部和木質部組成，環(huán)割試驗證明了同化物運輸?shù)闹饕緩绞琼g皮部。1、生長素（IAA）生理作用：生長素的主要生理作用是促進細胞的縱向伸長。生長素應用：（1）促進插枝生根；（2）防止器官脫落；（3）誘導菠蘿開花；（4）促進果實形成；（5）離體培養(yǎng)；（6）性別的控制：促進黃瓜雌花分化，增加雌花數(shù)量；（7）除草：高濃度（1000ppm）2，4-D可作除草劑。生長素類對植物作用特點：（1）不同濃度其作用不同：低濃度促進生長；中濃度抑制生長；

13、高濃度殺死植物。（2）不同器官對IAA的敏感程度不同：根芽莖。2、赤霉素（GA）生理作用：促進莖的伸長生長、打破休眠、對抽苔開花的作用、影響性別分化。GA促進生長具有以下特點：（1）GA可促進整株植物生長，尤其是對矮生突變品種的效果特別明顯。（2）GA一般促進節(jié)間的伸長，節(jié)數(shù)不變。（3）GA對生長的促進作用不存在超最適濃度的抑制作用。赤霉素的作用機理：1)GA與酶的合成(GA可誘導酶的合成，在植物細胞中，以誘導-淀粉酶的合成為主)；2)GA促進莖尖細胞的分裂；3)GA增加細胞壁的可塑性(GA降低了IAA氧化酶的活性；促進蛋白質分解使色氨酸增加或促進結合態(tài)生長素的釋放，從而提高IAA水平，促進生

14、長)。 赤霉素應用：啤酒生產(chǎn)；打破延存器官休眠和促進萌發(fā)；玉米化學去雄；促進座果和形成無籽果實；促進營養(yǎng)生長，提高產(chǎn)量；雜交水稻上的應用。3、細胞分裂素(CTK)的生理作用和應用：（1）促進細胞分裂和擴大（生長素促進核的分裂、細胞分裂素促進細胞質的分裂、赤霉素縮短了細胞周期中的分裂間期）；（2）延遲衰老和保鮮；（3）誘導芽的分化；（4）促進側芽發(fā)育消除頂端優(yōu)勢；（5）促進細胞橫向擴大增粗；（6）打破種子休眠。4、脫落酸(ABA)的生理作用：（1）促進休眠；（2）促進氣孔關閉；（3）促進脫落；（4）抑制生長；（5）增加抗性。脫落酸的作用機理：（1）脫落酸結合蛋白(ABA存在胞內和胞外兩種受體；A

15、BA衍生物的取代影響其生物活性；氣孔上ABA結合蛋白的3個亞基分別于不同PH環(huán)境下發(fā)生作用。)；（2）脫落酸調節(jié)氣孔運動的信號轉導途徑(ABA誘導氣孔關閉的生理過程與蛋白質的可逆磷酸化有關)；（3）脫落酸對基因表達的調控(ABA誘導逆境蛋白基因的表達；ABA可改變某些酶的活性)。5、乙烯(Eth)的生理作用：（1）引起三重反應和偏上性反應；（2）促進果實成熟；（3）引起器官脫落；（4）乙烯的其它效應【促進某些植物的種子萌發(fā)；促進橡膠乳汁分泌，次生物質排除；誘導某些植物扦插枝條發(fā)生不定根；刺激某些瓜類多開和早開雌花。】乙烯的作用機理：（1）改變多種酶活，影響膜透性；（2）與受體結合，啟動下游基因

16、表達。乙烯利的應用：（1）果實催熟；（2）促進脫落；（3）促進開花和性別分化；（4）化學殺雄；（5）促進次生物質的排出。植物組織培養(yǎng)概念：指在無菌條件下，將離體的植物器官、組織、細胞以及原生質體和花藥等，在人工控制的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，使其生長、分化以及形成完整植株的技術。過程：配培養(yǎng)基（滅菌）選取外植體（消毒）接種（無菌操作）在控制光、溫、濕的條件下培養(yǎng)。植物生長的相關性：植物各部分之間相互聯(lián)系、相互制約、協(xié)調發(fā)展的現(xiàn)象，叫做生長的相關性。（1）地上部分與地下部分的相關相互協(xié)調：物質供應；信息傳遞；相互制約：物質競爭?！靖钊~茂、本固枝榮】；根冠比（R/T）：土壤水分狀況【降低時，會增加根相對重量

17、，而減少地上部分相對重量，根冠比值增高；稍多，減少土壤通氣而限制根系活動，而地上部得到良好水分供應，生長過旺，根冠比值降低?！浚煌寥劳鉅顩r-良好透氣，增加R/T；土壤營養(yǎng)狀況【N多， R/T；N少， R/T；P，K 多， R/T；P，K 少，R/T】；光照【強，加速蒸騰，地上部生長受抑制，R/T加大；弱，向下運輸光合產(chǎn)物減少，影響根系生長，R/T變小】；溫度【氣溫稍高有利于地上部生長R/T 減??；氣溫低，地下部還可以生長-R/T 加大】；修剪整枝【果樹修剪和棉花整枝有延緩根系生長而促進莖枝生長的作用】；小麥深耘斷根【促進新根的產(chǎn)生，促進地上部生長?！浚粦茫涸谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可用水肥措施、修剪、

18、生長調節(jié)劑等來調控作物的根冠比，促進收獲器官的生長。主莖與側枝生長的相關性（頂端優(yōu)勢）頂端優(yōu)勢產(chǎn)生的原因：1）營養(yǎng)學說：該假說認為，頂芽是一個營養(yǎng)庫，它在胚中就形成，發(fā)育早，輸導組織也較發(fā)達，能優(yōu)先獲得營養(yǎng)而生長，側芽則由于養(yǎng)分缺乏而被抑制。2)激素學說：植物的頂端優(yōu)勢與IAA有關。主莖頂端合成的IAA向下極性運輸，在側芽積累，而側芽對IAA的敏感性比莖強，因此側芽生長受到抑制。【研究表明，頂端優(yōu)勢的存在受多種內源激素的調控?！?）原發(fā)優(yōu)勢假說：【要點：器官發(fā)育先后順序可決定各器官間優(yōu)勢順序，即先發(fā)育器官的生長可抑制后發(fā)育器官的生長?！俊驹颍合劝l(fā)育器官（如頂端）合成并且向外運出的生長素可抑制

19、后發(fā)育器官(如側芽)中生長素的運出，從而抑制其生長?！看思僬f所提優(yōu)勢是通過不同器官所產(chǎn)生的生長素之間的作用來實現(xiàn)的，也稱生長素自動抑制假說。頂端優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用：利用和保持頂端優(yōu)勢：GA 如 麻類、煙草、向日葵、玉米、高粱等。消除頂端優(yōu)勢，以促進分枝生長：CTK如 果樹去頂，棉花摘心，移栽斷根。頂端控制：樹木主枝影響側枝的直立生長。【先端優(yōu)勢和成層現(xiàn)象】（3）營養(yǎng)生長與生殖生長的相關依存關系：營養(yǎng)生長是生殖生長的基礎，生殖生長是營養(yǎng)生長的必然趨勢和結果 。制約關系：營養(yǎng)生長能制約生殖生長；生殖器官的形成與生長往往對營養(yǎng)器官的生長產(chǎn)生抑制作用，并加速營養(yǎng)器官的衰老與死亡。【大小年現(xiàn)象】一、

20、光周期現(xiàn)象1、光周期：在一天之中，白天與黑夜的相對長度，稱為光周期。二、花器官形成與性別分化2、花器官形成的ABC模型ABC模型的基本要點：假定控制花結構的基因按功能劃分為A, B, C 3類，正?；ǖ?輪結構花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊分別由A, AB, BC, C決定。A組基因和C組基因是互相抑制的。B組基因的表達同A組基因和C組基因是獨立的。3、環(huán)境條件對花器官形成的影響環(huán)境因子 :光成花誘導，花器官形成，花的育性；溫花的發(fā)育【充足的光照、適宜的溫度、良好的供水和科學施肥】栽培條件 ：主要是水肥措施、栽培密度。4、花的性別分化（1）植物性別分化：植物性別的分化既取決于內在的遺傳基礎，又受環(huán)境條

21、件的影響。（2）植物性別表現(xiàn)類型：自然界性別表現(xiàn)主要雌雄同株同花型，雌雄同株異花型，雌雄異株型，雌花兩性花同株型，雌花兩性花異株型，雄花兩性花同株型，雄花兩性花異株型。（3）雌雄個體的生理差異：雌雄個體間在氧化還原能力，呼吸代謝，酶活性以及內源激素等方面均存在差異。（4）性別分化的調控：遺傳控制；年齡（先雄后雌）；環(huán)境條件；植物激素等。5、環(huán)境條件對性別分化的影響（1）光周期【短日條件】短日植物開雌花，長日植物開雄花；【長日條件】短日植物開雄花；長日植物開雌花。（2）溫周期 低溫, 晝夜溫差大雌花(黃瓜例外)（3）營養(yǎng)因素 N肥和水分充足雌花；N少, 干旱雄花。CN比低提高雌花數(shù)目（4）植物激

22、素 IAA,ETH（及其類似物CO、乙炔和機械損傷）雌花；GA雄花；CTK雌花（石刁柏例外）6、克服不親和性的途徑：A、花粉蒙導法：混入一些殺死的但保持識別蛋白的親和花粉，從而蒙騙柱頭，達到受精的目的。B、蕾期授粉法：即在雌蕊組織尚未成熟，不親和因子尚未定型的情況下授粉，以克服不親和性。C、物理化學處理法：采用變溫、輻射、激素或抑制劑處理雌蕊組織，以打破不親和性。D、離體培養(yǎng)：利用胚珠、子房等的離體培養(yǎng)，進行試管受精，可克服不親和性。E、細胞雜交、原生質體融合或轉基因技術。植物的衰老概念：衰老是植物的細胞、器官或整個植株生理功能衰退，趨向自然死亡的時相。植物衰老的原因:衰老主導因子:乙烯、細胞

23、分裂素和多胺、自由基和活性氧、光抑制和光氧化、黑暗與氣孔關閉。植物的衰老意義：保證物種延續(xù)：一、二年生，物質營養(yǎng)器官生殖器官，避開嚴冬不利條件；內部機能調節(jié)：多年生，葉子衰老脫落之前，物質莖,芽,根； 生態(tài)適應：一、二年生, 基部葉片受光不足, 順序衰老，有利于植物保存營養(yǎng)物質。 3、調控：（1）O2濃度：過高自由基，高濃度CO2可抑制乙烯生成和呼吸，抑制衰老。（2）溫度：低溫和高溫自由基加速衰老。（3）光照： 光能延緩衰老，暗中加速衰老； 強光和紫外光自由基，誘發(fā)衰老；LDGA合成生長，SDABA合成衰老脫落；(紅光可阻止葉綠素和蛋白質含量下降，遠紅光則能消除紅光的作用。)。（4）水分：水分

24、脅迫ETH、ABA形成， 加速衰老。（5）礦質營養(yǎng)：氮肥不足，易衰老；增施氮肥，能延緩衰老。二、植物器官的脫落4、離層：脫落過程中水解離區(qū)的細胞壁和中膠層，使細胞分離,成為離層。1）脫落的生化過程酶水解離區(qū)的細胞壁和中膠層，使細胞分離，成為離層；促使胞壁合成和沉積樹膠或胼胝質，保護分離的斷面，形成保護層。2）與脫落有關的酶:纖維素酶，定位在離層，在脫落中扮演主要角色。果膠酶，中膠層的主要成分。6、植物激素與脫落（1）生長素生長素梯度學說：遠基端 > 近基端，不脫落，表明IAA合成正常。遠基端 =近基端，脫落，表明葉片功能下降。遠基端<近基端，加速脫落。（2）乙烯：乙烯釋放量增多，會

25、促進脫落。乙烯促進脫落的原因：誘導離層果膠酶和纖維素酶合成，增加膜透性。促使生長素鈍化和抑制生長素向離層輸導。（3）脫落酸：葉片接近脫落時，脫落酸含量最高。脫落酸促進脫落的原因：1）脫落酸能促進分解細胞壁的酶的分泌2）能抑制葉柄內生長素的傳導（4）GA和CTK：因延遲衰老而抑制脫落。（5）激素平衡與器官脫落：生長素正常運輸（保持相）生長素停止合成（誘導相）乙烯增加，離層形成（脫落相）。7、影響脫落的外界因素：(1) 光：光弱脫落增加；SD促進落葉，LD延遲落葉。(2) 溫度：高溫呼吸 ，水分失調；低溫酶活性，物質吸收運轉。(3) 水分：干旱IAA和CTK ETH和ABA；淹水缺氧。(4) 氧：

26、高氧ETH，光呼吸脫落；低氧抑制呼吸脫落。(5) 礦質營養(yǎng)：缺N、Zn 影響IAA合成 ；缺B 花粉敗育 不孕或果實退化；缺Ca影響細胞壁合成；缺N、Mg、Fe影響葉綠素合成。8、脫落的調控：1.防止脫落-園藝作物（蔬菜）【2,4-D -防止茄果類植物落花，如茄子、番茄等；NAA - 防止落果（缺點-提前呼吸躍變，不耐貯藏）；低濃度2,4-D ,NAA-減少棉花早期幼鈴脫落；GA-能增加棉花座鈴。】2.促進脫落-果樹（大小年），不利于果樹生產(chǎn)經(jīng)營，人工疏花疏果?！綨AA或萘乙酰胺（作用可能是通過增加乙烯的形成來誘導離區(qū)水解酶活性而實現(xiàn)）；MgCO3和NaClO為脫葉劑，使葉全部脫落，便于機械采

27、收；采前用乙烯利噴灑棗樹，使成熟果實脫落，提高采收效率?！?.改善水肥條件：增肥，供水，適當修剪-保證養(yǎng)分充足，防止脫落。4.基因工程-調控衰老基因表達一、植物抗逆的生理基礎1、逆境的概念和種類逆境：是指對植物生長發(fā)育不利的各種環(huán)境因素的總稱。逆境又稱為脅迫，分為生物因素逆境、理化因素逆境等類型。這些因子又可以互相滲透和互相影響。逆境：（1）生物因素(感染與競爭)：病害、蟲害、雜草。（2）理化因素：物理的：雪、雹、冰、風、雷、電、磁等；輻射性的：離子輻射、可見光照射(過強或過弱)、紅外、紫外光傷害；化學的：除草劑、化肥的副作用；鹽堿土危害；大氣、水體、土壤污染等；溫度的：低溫（冷害、凍害）、高

28、溫熱害；水分的：淹澇災害、干旱。2、抗逆性和抗性鍛煉植物對逆境的抵抗和忍耐能力稱為植物抗逆性，簡稱抗性?？剐允侵参飳Νh(huán)境的一種適應性反應。這種植物抗逆遺傳特性在特定環(huán)境條件誘導下逐步表達的過程，稱為抗性鍛煉。植物可能通過抗性鍛煉提高抗逆性。避逆性：是指植物整個生長發(fā)育過程不與逆境相遇，而是在逆境到來之前已完成其生活史。耐逆性：是指植物處于逆境時，通過自身的生理生化變化來阻止、降低或修復由逆境造成的損傷，使其仍保持正常的生理活動。御逆性：指植物通過特定的形態(tài)結構使其具有一定的防御環(huán)境脅迫的能力，在逆境下各種生理過程仍保持正常狀態(tài)。適應：是指植物在形態(tài)結構和功能方面獲得了可遺傳的改變，從而增加了對

29、逆境的抗性，如冰葉日中花經(jīng)過一定時間鹽堿處理后，由C3途徑變成CAM途徑，并產(chǎn)生囊泡等結構。馴化：指植物個體在生理生化方面獲得不可遺傳的改變。【如把煙草的愈傷組織逐步轉接到NaCl濃度增加的培養(yǎng)基上，經(jīng)過幾十代繼代培養(yǎng)后，可以在1%以上的NaCl培養(yǎng)基上生長，而由此愈傷組織獲得植株的種子發(fā)育成的植株還是不抗鹽?！?、植物在逆境下的形態(tài)與生理變化：（1）形態(tài)變化：干旱葉片和嫩莖萎焉；淹水 葉片黃化、枯干，根系褐變甚至腐爛；高溫葉片変褐出現(xiàn)死斑、樹皮開裂；病原菌浸染葉片出現(xiàn)病斑（2）生理變化：水分脅迫膜損傷；光合作用下降；呼吸速率改變；物質代謝變化：合成<分解4、滲透調節(jié)與抗逆性滲透調節(jié)：是

30、指水分脅迫時，植物體內積累各種有機物質和無機物質，提高細胞液濃度，降低滲透勢，保持一定的壓力勢，這樣植物就可以保持體內水分，適應水分脅迫環(huán)境的現(xiàn)象。細胞滲透調節(jié)物質主要有兩大類：A、細胞從外界吸收的無機離子，K+，Cl-，Na+等。B、細胞內新合成的有機物質，其中主要的是可溶性糖、脯氨酸、甜菜堿和其它物質，如甘油、山梨（糖）醇、甘露糖醇有機物和其它氨基酸。脯氨酸在抗逆中的作用：（1）作為滲透調節(jié)物質，保持原生質與環(huán)境的滲透平衡；（2）保持膜結構的完整性。脯氨酸與蛋白質相互作用能增加蛋白質的可溶性和減少可溶性蛋白的沉淀，增強蛋白質的水合作用。不同植物可能有不同的滲透調節(jié)物質，但有機物質做為滲透物

31、質，必須具有幾個條件：（1）分子量小，可溶性強；（2）能為細胞膜保持而不易滲漏；（3）在生理PH范圍內不帶靜電荷，不影響細胞的酸堿度（PH）；（4）對細胞器無毒害作用；（5）生物合成迅速，并在細胞內迅速積累。對酶活性影響小，不易分解。（6）逆境解除后能被植物轉化再利用。5、膜的變化與自由基平衡（1）膜相變液相溫度過高 液晶相 溫度過低凝膠相膜透性增加，內含物向外滲漏。細胞區(qū)域化破壞，造成代謝紊亂。凡與膜有關的過程都會受到影響。（2）自由基平衡 自由基及種類：自由基是指在原子或分子軌道中含有未成對電子的原子或分子或離子，他們可以是不帶電荷的原子或分子，也可能是帶電荷的離子。超氧陰離子O2、羥基自

32、由基 ·OH、H2O2 、單線態(tài)氧1O2 活性氧特點產(chǎn)生途徑和部位：葉綠體，線粒體，質膜NADPH氧化酶活性氧清除系統(tǒng)a 保護酶系統(tǒng)：超氧物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT) 2O2+2H+ SOD H2O2+O2 2H2O2 POD H2O+O2葉綠體內清除H2O2的機制b 非酶系統(tǒng)：Vc ; VE ;胡蘿卜素;谷胱甘肽活性氧危害：a 抑制生長；b 啟動膜脂過氧化，產(chǎn)生丙二醛；c 破壞生物大分子。（3）自由基的傷害:膜脂過氧化對蛋白質的傷害對核酸的傷害逆境蛋白的生理意義：（1）逆境蛋白是在特定的環(huán)境條件下產(chǎn)生的，通常使植物增強對相應逆境的適應性。有些逆境蛋

33、白與酶抑制蛋白有同源性。有的逆境蛋白與解毒作用有關。（2）逆境蛋白的產(chǎn)生是植物對多變外界環(huán)境的主動適應。（3）但是，有的研究也表明逆境蛋白不一定就與逆境或抗性有直接聯(lián)系。二、抗旱性與抗?jié)承?、抗旱性旱害：由于干旱導致植物水分虧缺所造成的傷害。根據(jù)干旱發(fā)生的場所和產(chǎn)生的原因，可將干旱脅迫為三種類型：（1）土壤干旱、（2）大氣干旱、（3）生理干旱：由于不利的土壤環(huán)境條件使植物吸水困難，導致體內缺水的現(xiàn)象。旱害的機理：在重度水分虧缺下，干旱抑制生長和干旱致死都與膜損傷有關，特別是在快速脫水或突然復水時，會導致植物體死亡，干旱致死的機制有三種學說：（1）膜構形變化（2）破壞正常代謝過程（光合、呼吸、蛋

34、白核酸、水分）植物的抗旱基礎：抗旱植物應具有下列特征：（1）發(fā)達的根系：如根深，可吸收土壤深層的水分，在干旱時保證充足的水分供應。（2）靈敏的氣孔調節(jié)能力和特殊的氣孔結構，如氣孔內陷，發(fā)達的角質層，減少蒸騰失水。（3）在干旱時，葉片卷曲或脫落，降低蒸騰面積，減少蒸騰損失。葉片脫落對植物度過干旱期有利，但對生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量將會產(chǎn)生不利影響。（4）滲透調節(jié)能力強，增大細胞保水或吸水能力。（5）細胞體積小，減輕脫水時的機械損傷。（6）細胞原生質含有較多的保護性物質。如活性氧清除能力等。提高植物抗旱的途徑：（1）提高植物抗旱根本途徑是干旱進行抗旱育種，培育抗旱品種，但從能量守恒定律來看，不可能育出在

35、正常條件下高產(chǎn)，在干旱條件下抗旱而且具有較高產(chǎn)量。所以干旱發(fā)生時間的預測非常重要。對于難于預測的干旱，應用采用其它措施來提高抗旱性，措施有：（2）抗旱鍛煉：人為創(chuàng)造不同程度的干旱條件，提高植物的抗旱性，對干旱的適應能力。促進根系發(fā)育，提高滲透調節(jié)能力，積累保護性物質，增強抗脫水能力。蹲苗：即在作物的苗期給予適度的缺水處理，起到促下（根系）控上（抑制地上）的作用。擱苗：移栽前將幼苗放置一段時間，增強滲透調節(jié)能力和吸氧能力。播前種子抗旱鍛煉：種子萌動露出胚根時，在陰涼處風干，再吸水，再風干，反復數(shù)次，然后播種，增強原生質的親水性。（3）合理施肥：多施P、K肥。P素促進蛋白質的合成，增大原生質的水合

36、度，K做為滲透物質和促進碳水化合物運輸，降低滲透勢。（4）化學調控：生長延緩劑與抗蒸騰劑的使用 （5）節(jié)水、集水發(fā)展旱作業(yè)：指不依賴灌溉的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術，其主要措施有：收集保存雨水備用；以肥調水，提高水分利用效率；掌握作物需水規(guī)律，合理用水。8、抗?jié)承詽澈Γ核诌^多對植物的傷害稱澇害?？?jié)承裕褐参飳Ψe水或土壤過濕的適應力和抵抗力稱植物的抗?jié)承浴澈Φ念愋停海?）濕害：指土壤過濕、水分處于飽和狀態(tài)。土壤含水量超過了田間最大持水量，根系完全生長在沼澤化的泥漿中，這種澇害稱為濕害。（2）澇害澇害對植物的影響：（1）缺氧對植物的影響：水澇缺氧可降低植物的生長量，淹水對種子萌發(fā)的抑制作用尤為明顯。（2）缺

37、氧對代謝的傷害：限制有氧呼吸，促進無氧呼吸，產(chǎn)生大量無氧呼吸產(chǎn)物是代謝紊亂，使根系缺乏能量，阻礙礦質養(yǎng)分的正常吸收。（3）營養(yǎng)失調：使土壤中的好氣性細菌的正?；顒邮艿揭种疲绊懙V質供應；相反，使土壤厭氣性細菌活躍，會增加土壤溶液酸度，降低其氧化還原勢，shift土壤內形成大量有害的還原性物質（如H2S），一些元素如Mn、Zn、Fe也易被還原流失，引起植株營養(yǎng)缺乏。植物的抗?jié)承裕翰煌参锟節(jié)衬芰τ胁顒e；同一作物不同生育期抗?jié)吵潭炔煌Ｗ魑锟節(jié)承缘膹娙鯖Q定于對缺氧的適應能力：（1）發(fā)達的通氣系統(tǒng)；（2）代謝上抗缺氧能力。你認為用主動吸水一詞合適嗎?答:合適。主動吸水也稱代謝吸水，是僅由植物根系本身

38、的勝利活動而引起的吸水。因此主動吸水也叫根壓吸水。根壓是指由于植物根系生理活動而促使液流從根部上升的壓力，根壓是主動吸水的動力。植物培養(yǎng)一段時間后，加入鹽，出現(xiàn)暫時性萎焉，這是什么原因?答:鹽降低了溶液中的溶質勢。引起植物失水，出現(xiàn)暫時萎焉現(xiàn)象，當達到平衡后，萎焉現(xiàn)象會消失。生產(chǎn)實踐告訴我們:干旱時不宜給作物施肥，為什么?答:植物只能吸收溶解在水中的礦質元素。因此在干旱時，土壤失水，施入的肥不能形成水溶液，植物無法吸收利用，從而造成浪費，施肥后又造成土壤溶液水勢下降，使植物吸水更加困難，嚴重時甚至導致“燒苗”。4、植物體中，某些元素是高度可移動性的，一些不是，為什么?離子在植物體內的移動性取決

39、于?答:因為有的元素是以自由離子狀態(tài)存在(比如NA+、K+),所以移動性很強，而有的離子與細胞內大分子結合(比如Mg2+、Fe2+)，所以無法自由移動。另外，細胞膜上蛋白載體的種類和數(shù)量也限制了離子的移動能力。離子在植物體內的移動性取決于離子。影響植物根部吸收礦物質鹽的主要因素有哪些?答:1)溫度。在一定溫度范圍內，隨土溫升高而加快；2)通氣情況。在一定范圍內，氧氣代應越好，吸收礦質越多；3)溶液濃度，在較低濃度范圍內，隨溫度升高而吸收增多。土壤中氮素過多或不足，對植物生長發(fā)育有何影響?答:氮肥過多，光合作用所產(chǎn)生的碳水化合物大量用于合成蛋白質、葉綠素和其他含氮化合物，葉色墨綠，葉大而厚且易披

40、垂，組織柔嫩，易倒伏和易感染病蟲害等。氮肥不足，阻礙了蛋白質、核酸、磷脂的合成，會造成植物生長緩慢，植株矮小，莖稈纖細，葉小而早衰，分蘗少籽粒干癟，根系細長而分支少。由于氮素可重復再利用，因此，缺氮癥狀首先從老葉開始。7、高等植物呼吸作用有哪兩種類型?其生理意義是什么?答:分為有氧呼吸和無氧呼吸。有氧呼吸是生活細胞在氫氣的產(chǎn)于下，把某些有機物質徹底氧化分解，形成CO2和H2O,同時釋放能量的過程。無氧呼吸是在無氧條件下生活細胞把某些有機物質分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放能量的過程。生理意義:1)提供生命活動所需要的大部分能量；2)為其他化合物合成提供原料；3)提高植物抗病、抗傷害的能力。8、

41、為什么說長時間的無氧呼吸會使陸生植物受傷，甚至死亡?答:1)無氧呼吸消耗能量，且產(chǎn)生的能量少，植物因物質消耗過多，能量供應不足，逐漸衰弱死亡。2)無氧呼吸的最終產(chǎn)物是酒精和乳酸，這些物質積累過多，使植物細胞原生質中毒死亡。3)無氧呼吸中間產(chǎn)物少，缺乏細胞繁殖和生長時合成蛋白質等必須原料，使植物不能正常生長。9、EMP途徑產(chǎn)生的丙酮酸可能進入哪些反應途徑?在有氧呼吸的第一階段,葡萄糖分解成丙酮酸 還有糖通過轉化成 丙酮酸在轉氨酶的作用下轉化成非必須氨基酸；2)在有氧呼吸作用過程中，先是在細胞質基質中葡萄糖分解為兩分子丙酮酸與還原態(tài) 氫。然后是在線粒體中丙酮酸與水徹底分解為二氧化碳和還原態(tài)氫。接著

42、還是在線粒體中氫與氧反應結合成水，放出大量能量。 3）在無氧呼吸作用過程中，先是在細胞質基質中葡萄糖分解為兩分子丙酮酸與還原態(tài) 氫。然后是依據(jù)是植物還是動物不徹底地分解形成酒精還是乳酸。 所以說，丙酮酸是呼吸作用的中間產(chǎn)物，同時也是合成氨基酸的原料。 4）丙酮酸，是三羧酸循環(huán)的起始底物，也是糖酵解的最終產(chǎn)物，因此它是連接兩個過程的關鍵產(chǎn)物。另外還可以在無氧條件下生成乳酸，同時可以生成乙醇。 丙酮酸是葡萄糖氧化分解的中間產(chǎn)物，進而分解為二氧化碳和水（或者是酒精）。也是糖類和蛋白質類的聯(lián)系產(chǎn)物，蛋白質脫氨基后就形成了酮酸。 10、簡述壓力流動假說的要點和實驗證據(jù)。答:該假說認為同化物隨著篩管液的流

43、動是由輸導系統(tǒng)兩端的壓力勢差引起的。許多證據(jù)支持壓力流動假說，用白蠟樹干所做的試驗表明:在正常狀態(tài)下，韌皮部汁液中的糖濃度是隨著樹干距地面高度的增加而增大的。糖的濃度差與有機物運輸相一致，秋天落葉后濃度差消失，有機物運輸停止；春天新葉發(fā)出后，濃度差恢復，此外，蚜蟲吻針法證明了篩管中確實存在正壓力，因為篩管汁液能通過吻針不斷流出。11、試述同化物運輸與分配的規(guī)律和特點，及其影響因素。答:同化物的分配總的流向是由源到庫進行分配的。1)優(yōu)先供應生長中心 。2）就近供應，同側運輸 。3)功能葉之間無同化物供應關系。4）同化物和營養(yǎng)元素的再分配與再利用。影響因素: 1)胞內蔗糖濃度。調節(jié)運輸速率的主要因

44、素是光合同化物轉變?yōu)檎崽堑臄?shù)量。運輸對光合的依賴是間接的，主要起控制作用的是葉內蔗糖濃度。因此，綠色細胞內蔗糖合成酶與蔗糖磷酸合成酶的活性與同化物輸出有直接的關系；2) 能量代謝。一是作為直接的動力；另外是通過提高膜透性而起作用。3)植物激素。 植物激素既可通過影響庫器官的生長而起間接作用，也能通過影響裝卸過程而直接發(fā)揮作用。除乙烯外，其他內源激素都有促進有機物運輸與分配的效應。4)溫度。低溫對運輸?shù)挠绊懣赡苁怯捎诤粑饔孟鄳獪p弱，導致運輸變慢；溫度太高，呼吸增強，也會消耗一定量的有機物質，同時原生質的酶也可能開始鈍化或被破壞，所以運輸速度也降低。5)光照。光有增強同化物運輸?shù)淖饔?，一般來說，

45、光照條件越好，糖產(chǎn)生得越多，運輸也越快。此外，光照還可以影響同化物的分配。6)水分。水分是有機物質進行運輸?shù)慕橘|，缺水時運輸直接受阻，同時氧化磷酸化解偶聯(lián)，運輸缺乏代謝動力。7)礦質元素。影響同化物運輸?shù)牡V質元素，主要是硼、磷、鉀等元素。12、葉綠體如何把光能變成ATP、NADPH中的不穩(wěn)定化學能?答: 1)原初反應(主要是光能的吸收、傳遞和轉換)；2)電子傳遞和光合磷酸化(將光能轉變?yōu)榛钴S的化學能)，光合作用的光反應完成了將光能轉變?yōu)榛钴S化學能的過程，形成了細胞內的能量通貨ATP，同時形成NADPH。13、光合作用可以分為哪兩種反應?簡要說明其主要內容，光反應與暗反應的連接點在哪個步驟?答:光合作用可分為光反應和暗反應。1)原初反應，主要是光能的吸收、傳遞和轉換；2)電子傳遞和光合磷酸化，將光能轉變?yōu)榛钴S的化學能；3)CO2的同化。將活躍的化學能轉變?yōu)榉€(wěn)定的化學能。14、為什么C4植物的CO2補償點及光呼吸速率均很低?答: C4植物具有C4的固定二