植物生理學(xué)-第三章學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第一頁，共54頁。溶液培養(yǎng)法在生產(chǎn)上的應(yīng)用溶液培養(yǎng)法在生產(chǎn)上的應(yīng)用: : 間歇間歇(jin xi)(jin xi)水培或氣培法水培或氣培法（7070年代）年代） 大量元素大量元素 C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S 微量元素微量元素 Fe, Mn, B, Zn, Cl, Mo, Cu，Ni ： 鑭系元素和釔鈧，共鑭系元素和釔鈧，共1717種種：Si (水稻水稻); Al (茶茶); Na(甜菜甜菜); Co(豆科植物根瘤菌固氮所必需豆科植物根瘤菌固氮所必需)第1頁/共54頁第二頁，共54頁。吸收吸收(xshu)態(tài)：硝態(tài)氮和銨態(tài)氮；有機(jī)氮（尿素）態(tài)：硝態(tài)氮和銨態(tài)氮；有

2、機(jī)氮（尿素）核酸核酸( (DNA,RNA) ,DNA,RNA) ,細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)物質(zhì)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)物質(zhì); ;蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)( (酶酶),),是原生質(zhì)的主要組成成分是原生質(zhì)的主要組成成分; ;磷脂磷脂, ,是生物膜的主要組成成分是生物膜的主要組成成分; ;葉綠素、光敏素葉綠素、光敏素, ,維生素維生素( (B B1 1,B,B2 2,B,B6 6,PP,PP等等) )激素激素( (IAA,CTK),IAA,CTK),生物堿等生物堿等; ;結(jié)構(gòu)物質(zhì)成分結(jié)構(gòu)物質(zhì)成分調(diào)節(jié)生命活動(dòng)調(diào)節(jié)生命活動(dòng)參與能量代謝參與能量代謝ADP,ATP,NAD,CoAADP,ATP,NAD,CoA等等. .N N 過過 多多: :

3、 徒長徒長, ,葉片大，莖柔軟葉片大，莖柔軟, ,易倒伏易倒伏, ,成熟晚成熟晚, ,抗性差抗性差, ,易受病蟲害易受病蟲害. .第2頁/共54頁第三頁，共54頁。 - N - N第3頁/共54頁第四頁，共54頁。 - N - N CK第4頁/共54頁第五頁，共54頁。吸收吸收(xshu)態(tài)態(tài): H2PO4 - , H2PO42 -過過 多：影響其它元素多：影響其它元素(yun s)吸收。吸收。形成糖的磷酸酯形成糖的磷酸酯磷的轉(zhuǎn)運(yùn)器工作磷的轉(zhuǎn)運(yùn)器工作作用作用: 核酸核酸 磷脂的組成成分磷脂的組成成分,-生物膜、原生質(zhì)、細(xì)胞膜生物膜、原生質(zhì)、細(xì)胞膜 ATP,ADP,AMPADP,AMP組分組分-

4、能量代謝能量代謝( (氧化磷酸化、光合磷酸化氧化磷酸化、光合磷酸化) ) 促進(jìn)碳水化合物的運(yùn)促進(jìn)碳水化合物的運(yùn)輸輸 P + 植酸植酸 + Ca + Mg 植酸鈣鎂植酸鈣鎂 許多輔酶的組分許多輔酶的組分 液胞內(nèi)含有磷酸鹽（維持細(xì)胞滲透勢，緩沖液胞內(nèi)含有磷酸鹽（維持細(xì)胞滲透勢，緩沖PH值）值）第5頁/共54頁第六頁，共54頁。 - P第6頁/共54頁第七頁，共54頁。吸收吸收(xshu)態(tài)：態(tài)：K+作作 用：用： 酶的活化劑酶的活化劑 影響物質(zhì)運(yùn)輸影響物質(zhì)運(yùn)輸 調(diào)節(jié)水分代謝（促進(jìn)氣孔張開，控制蒸騰）調(diào)節(jié)水分代謝（促進(jìn)氣孔張開，控制蒸騰） 提高抗性（增加原生質(zhì)水合度，提高保水力）提高抗性（增加原生質(zhì)

5、水合度，提高保水力） 能量代謝（參與光合磷酸化和氧化磷酸化）能量代謝（參與光合磷酸化和氧化磷酸化）過過 多：多： 果實(shí)果實(shí)(gush)出現(xiàn)灼傷病、苦陷出現(xiàn)灼傷病、苦陷病病第7頁/共54頁第八頁，共54頁。 - K第8頁/共54頁第九頁，共54頁。吸收吸收(xshu)態(tài)：態(tài)： Ca + 某些酶的活化某些酶的活化劑劑 Ca + + 鈣調(diào)蛋白（鈣調(diào)蛋白（CaM） Ca + CaM作作 用：用： 解毒解毒 細(xì)胞結(jié)構(gòu)組分細(xì)胞結(jié)構(gòu)組分 P + 植酸植酸 + Ca + Mg 植酸鈣鎂植酸鈣鎂 參與氧化磷酸化（作為參與氧化磷酸化（作為H+的對應(yīng)離子）的對應(yīng)離子） 提高植物適應(yīng)干旱和干熱的能力（降低原生質(zhì)的水合

6、提高植物適應(yīng)干旱和干熱的能力（降低原生質(zhì)的水合度）度）發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)： 1970年，年，Chenng 最先發(fā)現(xiàn)是在牛腦中，而后在心臟中得到。最先發(fā)現(xiàn)是在牛腦中，而后在心臟中得到。1978年年Anderson等首先證實(shí)植物細(xì)胞中存在鈣調(diào)蛋白。等首先證實(shí)植物細(xì)胞中存在鈣調(diào)蛋白。第9頁/共54頁第十頁，共54頁。胞外信號(hào)胞外信號(hào)(xnho)質(zhì)膜質(zhì)膜Ca通道打開通道打開Ca進(jìn)入進(jìn)入4 Ca + +CaMCaMCa +Ca +Ca +Ca +ECaMCa +Ca +Ca +Ca +E生理效應(yīng)生理效應(yīng)第10頁/共54頁第十一頁，共54頁。PrPfr10-6 MCa10-6 MCaMCaMCaMCaMECaM

7、CaM E光光第11頁/共54頁第十二頁，共54頁。 - Ca - N CK第12頁/共54頁第十三頁，共54頁。吸收吸收(xshu)態(tài)：態(tài)：Mg +腺苷腺苷OPO P - O P - OH OHOOOOOMgNE Pr作作 用：用：缺缺 素素 癥：脈間缺綠癥：脈間缺綠發(fā)病部位：老葉（易轉(zhuǎn)移）發(fā)病部位：老葉（易轉(zhuǎn)移） 與光合作用有關(guān)與光合作用有關(guān) （葉綠素組成、促光合磷酸化、（葉綠素組成、促光合磷酸化、RUBP羧化酶）羧化酶） 某些酶的活化劑，或組分某些酶的活化劑，或組分 （轉(zhuǎn)移磷酸基的酶類，如（轉(zhuǎn)移磷酸基的酶類，如ATP酶）酶） 植酸鈣鎂植酸鈣鎂第13頁/共54頁第十四頁，共54頁。 Mg

8、Mg第14頁/共54頁第十五頁，共54頁。第15頁/共54頁第十六頁，共54頁。第16頁/共54頁第十七頁，共54頁。 -Fe -Fe CK第17頁/共54頁第十八頁，共54頁。 -Fe第18頁/共54頁第十九頁，共54頁。 -Fe CK CK -Mn第19頁/共54頁第二十頁，共54頁。 CK -B第20頁/共54頁第二十一頁，共54頁。吸收吸收(xshu)態(tài)：態(tài)：Mn2+作作 用：用： 酶的活化劑酶的活化劑參與光合作用（水的光解）參與光合作用（水的光解）維持葉綠體結(jié)構(gòu)維持葉綠體結(jié)構(gòu)缺素癥：脈間失綠，有壞死斑點(diǎn)。缺素癥：脈間失綠，有壞死斑點(diǎn)。 根系不發(fā)達(dá)，結(jié)實(shí)少。根系不發(fā)達(dá)，結(jié)實(shí)少。 發(fā)病部

9、位：幼葉（不易轉(zhuǎn)移）發(fā)病部位：幼葉（不易轉(zhuǎn)移）第21頁/共54頁第二十二頁，共54頁。吸收吸收(xshu)態(tài)：態(tài)：H3 BO 3抑制酚酸抑制酚酸（咖啡酸、綠原酸等）（咖啡酸、綠原酸等）形成形成，保護(hù)根尖、莖保護(hù)根尖、莖尖不受傷害尖不受傷害。 作作 用：用：影響生殖影響生殖（促進(jìn)花粉萌發(fā)、花粉管伸長）（促進(jìn)花粉萌發(fā)、花粉管伸長）促進(jìn)糖的運(yùn)輸促進(jìn)糖的運(yùn)輸： B糖復(fù)合物糖復(fù)合物 -影響蛋白質(zhì)的合成影響蛋白質(zhì)的合成（B U合成合成 RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) ）影響激素合成影響激素合成 （缺（缺B，CTK合成受阻；合成受阻；IAA積積累）累）缺素癥：花而不實(shí)；生長點(diǎn)壞死。缺素癥：花而不實(shí)；生長點(diǎn)壞死。發(fā)病部

10、位：幼嫩器官（不易轉(zhuǎn)移）發(fā)病部位：幼嫩器官（不易轉(zhuǎn)移）第22頁/共54頁第二十三頁，共54頁。 CK -Mn第23頁/共54頁第二十四頁，共54頁。吸收態(tài)：吸收態(tài)：Zn2+作作 用：用： IAA生物合成（色氨酸合成酶的組分）生物合成（色氨酸合成酶的組分）碳酸苷酶的組分碳酸苷酶的組分某些酶的活化劑（某些酶的活化劑（羧肽酶、脫氫酶、激羧肽酶、脫氫酶、激酶酶）缺缺 素素 癥：癥：葉片小，植株生長受阻；闊葉作物脈間失葉片小，植株生長受阻；闊葉作物脈間失綠綠。發(fā)病部位：老葉（易轉(zhuǎn)移）發(fā)病部位：老葉（易轉(zhuǎn)移）第24頁/共54頁第二十五頁，共54頁。 CKCK -Zn -Zn第25頁/共54頁第二十六頁，共

11、54頁。吸收態(tài)吸收態(tài)：Cl - 作作 用：用： 光合作用（水的光解）光合作用（水的光解） 電位平衡（光合磷酸化）電位平衡（光合磷酸化） 參與氣孔運(yùn)動(dòng)（參與氣孔運(yùn)動(dòng)（Cl - 、K+） 缺素癥：生長緩慢，葉片小，易萎蔫。缺素癥：生長緩慢，葉片小，易萎蔫。第26頁/共54頁第二十七頁，共54頁。作作 用：用：吸收態(tài)：吸收態(tài)：Mo+固氮酶組分固氮酶組分硝酸還原酶成分硝酸還原酶成分參與氮代謝參與氮代謝缺素癥：脈間失綠，葉片小缺素癥：脈間失綠，葉片小發(fā)病部位：幼葉（不易轉(zhuǎn)移）發(fā)病部位：幼葉（不易轉(zhuǎn)移）第27頁/共54頁第二十八頁，共54頁。吸收態(tài)：吸收態(tài)：Cu +作作 用：用： 某些酶的成分某些酶的成分

12、（抗壞血酸氧化酶、多酚氧化（抗壞血酸氧化酶、多酚氧化酶）酶） 光合電子傳遞體系成員（質(zhì)體蘭素）光合電子傳遞體系成員（質(zhì)體蘭素）超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）的組分：的組分： （消除超氧自由基的傷害）消除超氧自由基的傷害）缺素癥：脈間失綠，缺素癥：脈間失綠， 葉片葉片 壞死壞死發(fā)病部位：幼葉（不轉(zhuǎn)移）發(fā)病部位：幼葉（不轉(zhuǎn)移） 光合電子傳遞體系成員（質(zhì)體蘭素）光合電子傳遞體系成員（質(zhì)體蘭素）超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）的組分：的組分： （消除超氧自由基的傷害）消除超氧自由基的傷害）缺素癥：脈間失綠，缺素癥：脈間失綠， 葉片葉片 壞死壞死發(fā)病部位：幼葉（不轉(zhuǎn)移）發(fā)病部位：幼葉（

13、不轉(zhuǎn)移）第28頁/共54頁第二十九頁，共54頁。 Cu -Mo第29頁/共54頁第三十頁，共54頁。第30頁/共54頁第三十一頁，共54頁。 CK -N -P -K -Ca第31頁/共54頁第三十二頁，共54頁。 CK -N -P -Ca第32頁/共54頁第三十三頁，共54頁。第33頁/共54頁第三十四頁，共54頁。第34頁/共54頁第三十五頁，共54頁。第35頁/共54頁第三十六頁，共54頁。第36頁/共54頁第三十七頁，共54頁。一、植一、植 物物 細(xì)細(xì) 胞胞 對對 礦礦 質(zhì)質(zhì) 元元 素素 的的 吸吸 收收簡單擴(kuò)散簡單擴(kuò)散杜南平衡杜南平衡載體學(xué)說載體學(xué)說離子泵學(xué)說離子泵學(xué)說正負(fù)離子平衡學(xué)說

14、正負(fù)離子平衡學(xué)說離子通道學(xué)說離子通道學(xué)說第37頁/共54頁第三十八頁，共54頁。RMPiMRMRPiPiATPADP膜膜外外細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)內(nèi)磷酸酯酶磷酸酯酶磷酸激酶磷酸激酶證明載體存在的依據(jù)證明載體存在的依據(jù)：飽和效應(yīng)；離子競爭飽和效應(yīng)；離子競爭纈氨霉素（環(huán)狀多肽纈氨霉素（環(huán)狀多肽(du ti)） 人工合成的載離人工合成的載離子體子體第38頁/共54頁第三十九頁，共54頁。第39頁/共54頁第四十頁，共54頁。ATPE 陰離子載體陰離子載體(zit)ATPADP - + Pi H+ADP- + H2O ADP + OH-OH -陰離陰離子子PH Pmf胞內(nèi)胞內(nèi)胞外胞外陰離陰離子子K+K+第40

15、頁/共54頁第四十一頁，共54頁。 植物體內(nèi)陰陽離子的總量存在平衡，即植物體內(nèi)陰陽離子的總量存在平衡，即C CA A平衡平衡C C K K+ +、NaNa+ +、 Mg Mg+ +、CaCa2+ 2+ 等（總量）等（總量）A AClCl- -、 NO NO 3 3 - -、 H H2 2POPO4 -4 -、 SO SO4 4 2-2- 等（總量等（總量) ) 因代謝使某些離子被同化或利用，因代謝使某些離子被同化或利用，CACA平衡被破壞，平衡被破壞， 同時(shí)某些羧酸同時(shí)某些羧酸(su sun)(su sun)量變化，建立新的量變化，建立新的CACA平衡。平衡。 例如例如(lr)(lr)，NO3

16、-NO3-的還原。通過的還原。通過MALMAL的合成、分解、的合成、分解、運(yùn)輸，控制運(yùn)輸，控制 K+ K+ 和和NO3-NO3-的吸收與遷移。的吸收與遷移。第41頁/共54頁第四十二頁，共54頁。 由多亞基組合的蛋白，即通道蛋白，可通過構(gòu)象由多亞基組合的蛋白，即通道蛋白，可通過構(gòu)象變化產(chǎn)生跨膜通道。通道的孔徑大小制約進(jìn)出離子的種類變化產(chǎn)生跨膜通道。通道的孔徑大小制約進(jìn)出離子的種類于速度，使離子有選擇性地作跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)于速度，使離子有選擇性地作跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhun)(ynzhun)，并，并且呈現(xiàn)飽和效應(yīng)。運(yùn)轉(zhuǎn)且呈現(xiàn)飽和效應(yīng)。運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhun)(ynzhun)離子所需能量來自質(zhì)離子所需能量來自質(zhì)子

17、泵子泵ATPATP酶，產(chǎn)生酶，產(chǎn)生PmfPmf。所以離子通道學(xué)說和離子載體學(xué)。所以離子通道學(xué)說和離子載體學(xué)說共同用于解釋離子跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)說共同用于解釋離子跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhun)(ynzhun)的主動(dòng)吸收機(jī)的主動(dòng)吸收機(jī)理。理。類型：類型：受膜電勢調(diào)控受膜電勢調(diào)控受外部因素調(diào)控：光照、激素等受外部因素調(diào)控：光照、激素等 被吸收被吸收(xshu)(xshu)的物質(zhì)吸附于質(zhì)膜上，質(zhì)膜下的物質(zhì)吸附于質(zhì)膜上，質(zhì)膜下陷將物質(zhì)包裹于細(xì)胞內(nèi)。陷將物質(zhì)包裹于細(xì)胞內(nèi)。第42頁/共54頁第四十三頁，共54頁。VVVVERERC導(dǎo)導(dǎo) 管管表皮表皮 皮層皮層內(nèi)皮層內(nèi)皮層木薄壁細(xì)胞木薄壁細(xì)胞凱氏帶凱氏帶第43頁/共54頁第四

18、十四頁，共54頁。（1）根系）根系(gnx)吸鹽的區(qū)域性吸鹽的區(qū)域性（2）吸鹽與吸水的相對性）吸鹽與吸水的相對性（3）吸鹽的選擇性）吸鹽的選擇性（4）單鹽毒害與離子拮抗）單鹽毒害與離子拮抗平衡溶液平衡溶液生理中性鹽生理中性鹽第44頁/共54頁第四十五頁，共54頁。第45頁/共54頁第四十六頁，共54頁。（2）土壤通氣狀況）土壤通氣狀況（1）土壤溫度狀況）土壤溫度狀況（3）土壤）土壤PH狀況狀況（4）土壤離子相互作用）土壤離子相互作用（5）土壤溶液濃度狀況）土壤溶液濃度狀況（6）土壤有毒物質(zhì)）土壤有毒物質(zhì) 根外追肥應(yīng)注意根外追肥應(yīng)注意 根外追肥的優(yōu)點(diǎn)根外追肥的優(yōu)點(diǎn) 根外營養(yǎng)根外營養(yǎng) 根外追肥根外追肥第46頁/共54頁第四十七頁，共54頁。第47頁/共54頁第四十八頁，共54頁。S1S3S2ABS6S5木質(zhì)部木質(zhì)部蠟紙蠟紙樹皮樹皮42K處理處理 IS4處理處理(chl) II第48頁/共54頁第四十九頁，共54頁。NO2- NO2 - NH 3 根根硝酸還原酶硝酸還原酶亞硝酸還原酶亞硝酸還原酶+ 2 e+ 6 e- 3+ 3+ 5細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)葉（葉綠體）葉（葉綠體）第49頁/共54頁第五十頁，共54頁。 (1) 還原氨基化過程：還原氨基化過程： (2) 谷酰胺合成酶谷酰胺合成酶 谷氨酸合成酶途徑：谷氨酸合成酶途徑：谷氨酸谷氨酸 + NH 3 谷酰胺谷酰胺 谷酰胺合成