植物生理學知識總結(共9頁)

1、植物生理學：研究植物生命活動規(guī)律的科學，內容大致分為生長發(fā)育與形態(tài)建成、物質與能量轉化、信息傳遞和信號轉導水分在植物生命活動中的作用 1) 水分是細胞質的主要成分 2) 水分是代謝作用過程的反應物質 3) 水分是植物對物質吸收和運輸的溶劑 4) 水分能保持植物的固有姿態(tài) 水勢：是每偏摩爾體積水的化學勢差（水分子從體系中逃逸的能力）注：純水的水勢定為零，溶液的水勢就成負值，溶液越濃，水勢越低滲透作用：水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現象 滲透系統(tǒng)：一個具有液泡的植物細胞，與周圍溶液一起，便構成了一個滲透系統(tǒng)根壓：靠根部水勢梯度使水沿導管上升的動力（包括傷流和吐水）傷流：由于根壓作

2、用，從植物傷口或折斷的部位流出液體的現象 吐水：由于根壓作用，從葉尖或葉邊緣的水孔流出液滴的現象蒸騰拉力：葉片蒸騰時，氣孔下腔附近的葉肉細胞因蒸騰失水而水勢下降，所以從旁邊細胞取得水分。同理，旁邊細胞又從另一個細胞取得水分，如此下去，便從導管要水，最后根部就從環(huán)境吸收水分，這種吸水的能力完全是由蒸騰拉力所引起的影響根系吸水的土壤條件 1) 土壤中可用水分 2) 土壤通氣狀況 3) 土壤溫度 4) 土壤溶液濃度 蒸騰作用：是指水分以氣體狀態(tài)，通過植物體的表面（主要是葉片），從體內散失到體外的現象（分為角質膜蒸騰和氣孔蒸騰） 蒸騰作用的生理意義 1) 蒸騰作用是植物對水分吸收和運輸的主要動力 2)

3、 蒸騰作用對礦物質和有機物的吸收，以及這兩類物質在植物體內的運輸都是有幫助的 3) 蒸騰作用能夠降低葉片的溫度氣孔蒸騰過程中水蒸氣從體內排到體外的主要出口，也是光合作用和呼吸作用與外界氣體交換的大門。氣孔運動主要受保衛(wèi)細胞的液泡水勢的調節(jié)，但調節(jié)保衛(wèi)細胞水勢的途徑比較復雜。影響蒸騰作用的因素： 1) 外界條件 a) 光照光照促使氣孔開放，蒸騰作用增強 b) 空氣相對濕度空氣相對濕度增大，蒸騰作用減弱 c) 溫度大氣溫度增高，蒸騰作用增強 d) 風微風促進蒸騰；強風抑制蒸騰 2) 內部因素 a) 氣孔頻度（每平方厘米葉片的氣孔數） b) 氣孔大小 c) 葉片內部面積大?。▋炔棵娣e指細胞間隙的面積

4、） 必需元素 1) 完成植物整個生長周期不可缺少的 2) 在植物體內的功能是不能被其他元素代替的 3) 這種元素對植物體內所起的作用是直接的 溶液培養(yǎng)法：是在含有全部或部分營養(yǎng)元素的溶液中栽培植物的方法被動運輸：轉運過程順電化學梯度進行，不需要代謝供給能量。 主動運輸：轉運過程逆電化學梯度進行，需要代謝供給能量。胞飲作用：細胞通過膜的內陷從外界直接攝取物質進入細胞的過程離子的選擇吸收：植物對同一溶液中不同離子或同一鹽分中的陰、陽離子吸收比例不同的現象 單鹽毒害：任何植物，假若培養(yǎng)在某一單鹽溶液中，不久即呈現不正常狀態(tài)，最后死亡。影響根部吸收礦質元素的條件 1)溫度 在一定范圍內，根部吸收礦質元

5、素的速率隨土壤溫度的增高而加快，因為溫度影響了根部的呼吸速率，也即影響主動吸收。2)通氣狀況 在一定范圍內，氧氣供應越好，根系吸收礦質元素就越多。3）溶液濃度 在外界溶液濃度較低的情況下，隨著溶液濃度的增高，根部吸收離子的數量也增多，兩者成正比。4)氫離子濃度 組成細胞質的蛋白質是兩性電解質，在弱酸性環(huán)境中，氨基酸帶正電荷，易于吸附外界溶液中的陰離子；在弱堿性環(huán)境中，氨基酸帶負電荷，易于吸附外界溶液中的陽離子。生物固氮：某些微生物把空氣中的游離氮固定轉化為含氮化合物的過程。合理施肥光合作用：綠色植物吸收陽光的能量，同化CO2 和水，制造有機物質并釋放氧氣的過程。 光合作用的重要性：把無機物變成

6、有機物蓄積太陽能量環(huán)境保護植物的葉色 秋天、氣溫下降或葉片衰老時，葉綠素的數量減少，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，所以葉片呈現黃色。至于紅葉，因秋天降溫，體內累積了較多糖分以適應寒冷，體內可溶性糖多了，就形成較多的花色素苷（紅色），葉子就呈紅色。黃化：缺乏任何一個條件而阻止葉綠素形成，是葉子發(fā)黃的現象光和磷酸化：是指在光合作用中由光驅動并貯存在跨類囊體膜的質子梯度的能量把ADP 和磷酸合成為ATP 的過程。C3植物、C4植物和CAM植物的生理特征及光合特征的比較C3植物大多是單子葉植物,碳三植物的co2補償點高,光呼吸作用強.吸收的co2直接進入卡爾文循環(huán).C4植物大多是開花植物（生長于干旱地區(qū)）,c

7、o2補償點低,可以利用細胞間的co2進行光合作用.因為c4植物處于干旱地區(qū),蒸騰作用壓力過大,會使其氣孔關閉.較c3其co2固定率高.CAM植物大多是多漿液植物 與C3,C4不同的是它在夜間吸收二氧化碳,在有光條件下釋放二氧化碳,最后形成CH2O. 光呼吸：所有進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個生化過程。它是光合作用一個損耗能量的副反應。光補償點：同一葉子在同一時間內，光和過程中吸收的CO2 與光呼吸和呼吸作用過程 中放出的CO2 等量時的光照強度。CO2 補償點：當光和吸收的CO2 量等于呼吸放出的CO2 量，這時外界C

8、O2 含量。光飽和點：當達到某一光強度時，光和速率不再增加時的光強。有氧呼吸：指生活細胞在氧氣的參與下，把某些有機物徹底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同時釋放能量的過程 無氧呼吸：一般指在無氧條件下，細胞把某些有機物分解為不徹底的氧化產物，同時釋放能能量的過程 呼吸作用的生理意義 1) 提供植物需要的能量 2）為其他化合物合成提供原料 3) 呼吸作用可增強植物的抗病能力 抗氰呼吸的生理意義 1）利于授粉2）能量溢流3）增強抗逆性氧化磷酸化：在生物氧化中，電子經過線粒體電子傳遞鏈傳遞到氧，伴隨ATP合酶催化，使ADP和磷酸合成ATP的過程 末端氧化酶：把底物的電子傳遞到電子傳遞系統(tǒng)的

9、最后一步，把電子傳遞給分子氧并形成水或過氧化氫的酶 外界條件對呼吸速率的影響 1) 溫度 溫度通過影響細胞內與呼吸作用有關的酶的活性來影響細胞的呼吸作用.溫度過低或過高都會影響細胞正常的呼吸作用.在一定溫度范圍內,溫度越低,細胞呼吸越弱；溫度越高,細胞呼吸越強.2) 氧 氧氣充足,則無氧呼吸將受抑制；氧氣不足,則有氧呼吸將會減弱或受抑制.3）二氧化碳 環(huán)境CO2濃度提高,將抑制細胞呼吸,可用此原理來貯藏水果和蔬菜.4）機械損傷 顯著加快組織的呼吸速率呼吸作用與農業(yè)生產的關系 在作物栽培上，許多措施都是為保證正常呼吸的進行，如水稲田里要適時曬田。其次是糧食貯藏時，要干燥通風、降溫，以降低呼吸速率

10、，保證其品質。在果蔬貯藏方面，注意輕度干燥、降溫、降低氧濃度以降低呼吸，也可采用 “自體保藏法” 抑制呼吸作用，達到延長貯藏時間的目的。 合理施肥的生理基礎施肥的目的是為了滿足作物對礦質元素的需要,肥料要施得及時而合理,首先應了解作物需肥規(guī)律,方能達到預期效果。作物需肥特點 1）不同作物或同一作物的不同品種需肥情況不同 2）作物不同,需肥形態(tài)不同 3）同一作物在不同生育期需肥不同追肥的形態(tài)指標 根據作物的長勢長相和葉色變化判斷作物的營養(yǎng)狀況,從而補充作物所缺肥料。 1）長相 2）葉色 追肥的生理指標 根據作物生理狀況來判斷作物營養(yǎng)水平的指標1）營養(yǎng)元素診斷 2）酰胺含量 3）酶活性發(fā)揮肥效的措

11、施1） 適當灌溉 2）適當深耕 3）改善施肥方式初級代謝產物：光合作用的直接產物次級代謝產物：由糖類等有機物次級代謝衍生出來的物質（3類產物：萜類、酚類和含氮次級代謝產物）萜類對植物的作用：1）某些萜類影響植物的生長發(fā)育2）許多植物的萜類有毒類黃酮類的功能：1）呈現顏色 類黃酮包括各種有色的物質，其中最普遍的的有色類黃酮是花色素苷2）防御傷害 黃酮類和黃酮醇類積累在葉和莖的表皮層植物生長物質：是一些調節(jié)植物生長發(fā)育的物質植物激素：是指一些在植物體內合成，并從生產之處運輸到別處，對生長發(fā)育產生顯著作用的微量有機物植物生長調節(jié)劑：是指一些具有植物激素活性的人工合成的物質生長素極性運輸：是指生長素只

12、能從植物體的形態(tài)學上端向下端運輸生長素的生理作用和應用1）促進作用：促進細胞分裂，維管束分化，莖伸長，葉片擴大，頂端優(yōu)勢，種子發(fā)芽，側根和不定根形成，根瘤形成，偏上性生長，形成層活性，光合產物分配，雌花增加，單性結實，子房壁生長，乙烯生產，葉片脫落，傷口愈合，種子和果實生長，坐果等2）抑制作用：抑制花果脫落，側枝生長，塊根形成，葉片衰老等不同器官對生長素的反應敏感程度也不一樣，根最敏感，其最適濃度是mol/L左右；莖最不敏感，最適濃度是mol/L左右；芽居中，最適濃度是mol/L赤霉素在啤酒生產上可促進麥芽糖化。赤霉素誘發(fā)-淀粉酶的形成這一發(fā)現，已被應用到啤酒生產中細胞分裂素的生理作用1）促進

13、作用：促進細胞分裂，細胞膨大，地上部分化，側芽生長，葉片擴大，葉綠體發(fā)育，養(yǎng)分移動，氣孔張開，偏上性生長，傷口愈合，種子發(fā)芽，形成層活性，根瘤形成，果實生長，某些植物坐果2）抑制作用：抑制不定根形成和側根形成，延緩葉片衰老有機物的轉變：1） 種子萌發(fā)時，其主要貯藏物質淀粉在淀粉酶、脫支酶、麥芽糖酶作用下水解成葡萄糖2）脂肪在脂肪酶的作用下，水解成甘油和脂肪酸3）蛋白質被蛋白酶分解成小肽被太酶完全水解成氨基酸（水解蛋白質的酶有兩大類：蛋白酶和肽酶）種子的壽命：種子壽命長短和種子貯藏條件有關。如果種子在干燥狀態(tài)下保存，壽命較長，在濕潤狀態(tài)下則易失去活力（即發(fā)芽力）。外界溫度低，則種子壽命長，反之則

14、短。在高溫多濕條件下，呼吸強烈，消耗種子中貯藏的養(yǎng)分；呼吸放出較多能量，產生高溫，傷害種胚，所以容易喪失生活力。細胞全能性：植物體的每個細胞都攜帶一套完整的基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。植物組織培養(yǎng)：指在控制的環(huán)境條件下，在人工培植的培養(yǎng)基中，將離體的植物細胞、組織或器官進行培養(yǎng)的技術。這種技術的理論依據是細胞具有全能性。利用植物組織培養(yǎng)技術可從單個植物細胞，培養(yǎng)出許多植株。生長大周期：莖生長的3個階段綜合起來根和地上部的相關性主莖和側枝的相關性頂端優(yōu)勢：當胚形成后，頂端部位就開始影響旁側部位。頂芽優(yōu)先生長，而側芽生長受抑制的現象營養(yǎng)生長和生殖生長的相關性光對植物的生長發(fā)育影響主要有

15、兩個方面：光是綠色植物光合作用必需的光調節(jié)植物整個生長發(fā)育，以便更好地適應外界環(huán)境這種（依賴光控制細胞的分化、結構和功能的改變，最終匯集成組織和器官的建成，稱為光形態(tài)建成向性運動：由光、重力等外界刺激而產生的，它的運動方向取決于外界的刺激方向。感性運動：由外界刺激或內部時間機制而引起的，外界刺激方向不能決定運動方向。向性運動的三個步驟：1）感受，從感受到外界刺激2）傳導，將感受到的信息傳導到向性發(fā)生的細胞3）反應，接受信息后就彎曲伸長感性運動分為生長性運動（不可逆的細胞伸長）、緊張性運動偏上性：葉片、花瓣或其他器官向下彎曲生長的特性偏下性：葉片和花瓣向上彎曲生長的特性感夜行：植物體局部，特別是

16、葉和花，能接受光的刺激而做出一定反應感熱性：植物由溫度變化引起反應的生長或感性運動感震性：由于震動導致細胞膨壓變化而引起的植物器官運動生理鐘：生物因對晝夜的適應而產生生理上有周期性波動的內在節(jié)奏春化作用：低溫誘導植物開花的過程光周期現象：植物對白天和黑夜相對長度（光周期）的變化發(fā)生反應的現象。對多數植物來說，特別是一年生和二年生植物，當同一種植物生長在特定的緯度的時候，每年都大約在相同的日子開花短日植物：必須短于其臨界日照長度的日照才能開花的植物長日植物：必須長于其臨界日照長度的日照才能開花的植物 日中性植物：在任何日照條件下都可以開花的植物。長短日照植物：長日照對大葉落地生根有花誘導作用，但

17、在誘導過程完成后如繼續(xù)在長日照下，則不能形成器官，只有用短日照處理才能成花短長日照植物：花的誘導是在短日照條件下完成，而花器官的形成要求長日照春化和光周期理論在農業(yè)上的應用春化處理 使萌動種子通過春化的低溫處理控制開花 光周期的人工控制，可以促進或延遲開花引種 種子成熟生理：種子的成熟過程，實質上就是胚從小長大，以及營養(yǎng)物質在種子中變化和積累的過程。種子成熟期間的物質變化，打一個種子萌發(fā)時期的變化相反，植株營養(yǎng)器官的養(yǎng)料，以可溶性的低分子化合物狀態(tài)（如蔗糖、氨基酸等形式）運往種子，在種子中逐漸轉化為不溶性的高分子化合物（如淀粉、蛋白質和脂肪等），并且積累起來。呼吸躍變：當果實成熟到一定程度時，

18、呼吸速率首先是降低，然后突然升高，之后又下降的現象，便稱為呼吸躍變。（人工催熟）控制氣體法：將番茄貯存在大塑料帳篷內，控制帳內空氣氧氣含量為2%5%，二氧化碳含量為0.2%2%，可延遲呼吸躍變的到來，從而延長番茄貯存期。種子的休眠：成熟種子、鱗莖和芽在合適的萌發(fā)條件下仍不萌發(fā)的現象稱為休眠。種子萌發(fā)的原因和破除：1）種皮限制2）種子未完全后熟3）胚未完全發(fā)育4）抑制物質的存在植物的衰老：是指細胞、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：1）營養(yǎng)虧缺理論認為,在自然條件下,一稔植物一旦開花結實后,全株就衰老死亡。2）植物激素調控理論認為,一稔植物的衰老是由一種或多種激素綜合控制的。脅迫：使同一地區(qū) 年四季也有冷熱旱澇之分對植物產生傷害的環(huán)境稱為逆境脅迫包括生物脅迫和非生物脅迫。生物脅迫：病害、蟲害和雜草。非生物脅迫：寒冷、高溫、干旱、鹽漬、水澇等。植物的抗逆性：對不良環(huán)境的適應性和抵抗力 植物抗性有兩種形式：1）避逆性 ：即植物整個生育期不與逆境相遇,例如沙漠中的植物只在雨季生長。2）耐逆性 ：即植物通過自身的形態(tài)和代謝來忍耐逆境,大多數植物屬于此類。滲透調節(jié)：通過加入或去除細胞內的溶質,從而使細胞內外的水分相互平衡的現象,稱為滲透調節(jié)。脫落酸在交叉適應中的作用：植物處于零