植物生理学复习资料.docx
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1、植物生理学复习资料第一章植物的水分生理一、名词解释1、水势:指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。单位Pa。2、渗透势甲s:由于细胞液中溶质的存在引起细胞水势降低的数值,为负值。3、压力势Wp:由于细胞壁的压力的存在引起细胞水势变化的数值。4、衬质势甲m:有图细胞胶体物质的亲水性和毛细管作用对自由水的束缚而引起水势降低的值,为负值。5、蒸腾作用:植物体内的水分以气态方式通过植物体外表散失到外界坏境的过程称为蒸腾作用。6、蒸腾拉力:由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度而使水分沿导管上升的力量称蒸腾拉力。作用力根压。7、永久萎篇系数:当植物刚好发生永久萎藻时土壤尚存留的含水量。
2、占土壤干重的百分数)。二、简答、填空、判断等1.)2、水在植物生命中的作用(1)水是原生质的主要组分(2)一切代谢物质的吸收运输都必须在水中才能进行(3)水可以保持植物的固有姿态(4)水作为原料参与代谢:水是光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解的底物(5)水可以调节植物的体温、调节植物的生存环境3、水势:指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。单位Pa。(1)在任何情况下。水分流动的方向总是由水势高的地方流向水势低的地方。(2)典型细胞水势(w)包含三局部:w=s(渗透势)+p(压力势)+中m(衬质势)成熟细胞那么甲W=s(渗透势)+p(压力势)(3)当细胞处于质壁别离
3、时:水势=渗透势;细胞吸水饱和时:水势=0.4、植物细胞吸水的方式(1)渗透式吸水(具液泡细胞)(2)吸胀式吸水(无液泡的细胞及干种子、依赖衬质势(3)代谢性吸水(直接耗能)发生频率(1)(2)3)(二)植物根系对水分的吸收1、根系是植物吸水的主要器官,其中根毛区为主要的吸水区域。2、根系吸水方式及其动力:根系吸水有主动吸水(根压)和被动吸水(蒸腾拉力)两种形式。(1)主动吸水:由根系自身的生理代谢活动引起的需要利用代谢能量的吸水过程称主动吸水。1)主动吸水的动力势根压。2)根压:由于植物根系的生理代谢活动而促使液流从根部向上升的压力。证明根压存在的现象:吐水和伤流。3)主动吸水的机理一一根压
4、是如何产生的?共质体细胞质根的内部空间I胞间连丝.质外体F细胞壁、细胞间隙1木质部导管质外体途径运输水分效率大于共质体途径,因为质外体途径阻力小。水分由土壤通过根毛共质体途径:通过细胞质与胞间连丝构成活体运输,移动速度快。1质外体途径:水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝,移动到另一个细胞的细胞质。形成一个细胞质的连续体,移动速度较慢。到达皮层细胞时,因为内皮层细胞壁上有一层凯氏带,质外体途径只能转为共质体途径通过细胞到达中柱。(2)被动吸水:由于枝叶的蒸腾作用而引起根部的吸水称作被动吸水。1)被动吸水的动力势蒸腾拉力。2)蒸腾拉力:由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度,而是水分沿导管上升的力量称为
5、蒸腾拉力。(3)就大多数高等植物而言,春季叶片未展开之前以主动吸水为主,一旦叶片展开,蒸腾加强就以被动吸水为主。(4)植物根系以被动吸水为主,主动吸水为辅。(5)影响根系吸水的土壤因素1)土壤水分;2)土壤温度;3)土壤通气状况;4)土壤溶液浓度。(三)划分土壤有效水和无效水的指标是永久萎蕉系数。1、永久萎藻系数:当植物刚好发生永久萎藻时土壤尚存留的含水量。(占土壤十重的百分数)。第二章植物的矿质营养一、名词解释1、矿质营养:植物对矿物质的吸收、转运和同化,称为矿质营养。2、矿质元素:构成灰分的元素称矿质元素或灰分元素。二、简答、填空、判断等1、植物的必须元素条件(必考简答)(1)不可缺少性:
6、缺乏该元素,植物不能完成其生活史;(2)不可替代性:无该元素,表现专一缺乏症;当人工提供该元素时,可预防或纠正缺乏症,且这种元素不可被其他元素代替;(3)直接功能性:该元素的营养作用是直接的,而不是因改变土壤坏境的微生物或物理、化学条件所引起的间接作用。2、植物必须元素(填空)(1)大量元素:CHoNPSKCaMgSi(硅)(10种)(2)微量元素:FeCuZnClMn(锦)Mo(ffl)B(硼)Ni(银)Na3、必须元素的生理作用(1)是细胞结构物质的组成成分;(2)是生命活动的调节者;(如酶的成分和酶的活化剂)(3)起电化学作用,如渗透压调节、胶体稳定等。4、元素缺乏症(5个,判断/填空)
7、1) N(NO3NH4+):叶片变黄(最显著特点),首先表现在老叶上(说明此离子可移动既可重复利用)。(2) P:叶片呈现不正常的紫红色,首先表现在老叶上。(3) K(以K+吸收):叶缘枯焦,首先表现在老叶上。(4) Mg:叶肉变黄而叶脉仍表现绿色,首先表现在老叶上。(5) Ca(白菜干心病、番茄脐腐病):嫩叶卷曲,首先表现在嫩叶上(说明此元素不易移动既不可重复利用)5、细胞吸收矿质元素的特点:(1)可吸收很多;(2)有选择性;(3)吸收速率与矿物质浓度有关。6、协助扩散(被动运输)(1)通道蛋白:顺电化学梯度,不需耗能(被动吸收)。(2)载体蛋白:可顺、可逆电化学梯度(被动吸收或主动吸收)
8、7、植物细胞对矿质元素的主动吸收过程(简答或者论述题,必考)主动吸收:是细胞吸收矿质元素的主要方式,需要载体蛋白。细胞必须直接利用能量代谢,逆电化学梯度。(1)原初主动运输:(结果:形成膜内外动力势)(ATP在内部将H+运出细胞外)细胞质膜H+-ATP酶利用ATP水解产生的能量把细胞质内H+向膜外“泵”出。(H+-ATP酶水解ATP)形成跨膜H+的梯度和电势差,从而驱动溶质的次级主动运输。和逆向转运。(2)次级主动运输:指利用原初主动运输所产生的电化学势,逆浓度梯度运输,而在该物质运输的同时,还需另一种离子顺浓度梯度运输。(3)原初主动吸收使膜外H+浓度膜内H+浓度,进入次级主动吸收后H+自
9、发由膜外向膜内运输,使载体蛋白构象发生变化,而使此种载体戴白运输的离子或分子开始由膜外向膜内运输,可能为顺浓度梯度,也可能是逆浓度最终回到原初主动吸收的最原始状态,即H+浓度膜内膜外,又开始新一轮的吸收运输。8、根系吸收矿质元素的特点(1)根系吸收矿质元素与吸收水分既有关又无关;(2)根系对离子吸收有选择性;(3)单盐毒害和离子拮抗。9、根系对离子吸收过程:离子吸附在根系外表一离子进入根系导管(经质外体和共质体途径进入细胞)一内皮层一共质体运输一木质部导管一随水向上吸收。第三章植物的光合作用(占50%)一、名词解释1、碳素同化:自养生物将无机碳化物(CO2)转变成有机物质的过程。2、光合作用:
10、植物的绿色组织吸收利用光能,将CO?和H2。合成有机物(主要是碳水化合物),并释放。2的过程。3、荧光现象:叶绿素溶液在透射光下呈翠绿色,在反射光下呈棕红色的现象。4、璘光现象:叶绿素溶液在中断光源后,仍然继续辐射出极为微弱的红光的现象。5、聚光色素:没有光化学活性,只起吸收、传递光能的作用,并将吸收的光能聚集起来,传递给作用中心色素。6、作用中心色素:具有光化学反响活性,能将吸收的光能转换为电能,即这种色素既能吸收光能又能转换光能,因此称为能量“陷阱”。7、作用中心:指存在于类囊体膜上能进行原初反响的最根本的色素蛋白结构。它至少由一个原初电子工体(D),一个原初电子受体(八)和一个作用中心色
11、素分子(P)组成。8、红降现象:在远红光下光合作用的量子产额急剧下降称为红降现象。9、增益效应或爱默生效应:远红光和较短波长的光协同作用而增加光合效率的现象。10、光合链:由PSI、PSn和一系列电子传递体共同组成的电子传递轨道称为光合电子传递链,简称光合链。(PSI:光合作用过程I;PSII:光合作用过程11)11、光合磷酸化:叶绿体类囊体膜在进行电子传递的同时,将无机磷和ADP合成ATP的过程。12、磷同化:将光反响形成的活泼化学能转为稳定的化学能。13、光合速率:亦称光合强度,是指单位时间、单位叶面积的CCh吸收量或。2的释放量。14、光合有效辐射:波长在40070Onm范围内的太阳总辐
12、射称光合有效辐射。15、光补偿点(CCP):CO2吸收量CCh释放量,表观光合速率为零,这时的光强称为光补偿点。16、光饱和点(LSP):开始到达光合速率最大值时的光强。17、光抑制:当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时,会引起光合速率下降,该现象称为光抑制。18、Co2补偿点(CCP):当光合速率与呼吸速率相等时,环境中的CO2浓度即为CO2补偿点。19、CO2饱和点(CSP):开始到达光合最大速率时的CCh浓度。20、植物的光能利用率:指单位地面积上植物通过光合作用形成的有机物中所含的化学能占照射到该地面上日光能的百分数。21、叶面积系数(LAI):单位土地面积上的叶面积。二、简答、填
13、空、判断等第一节:光合作用的重要性1、碳素同化:自养生物将无机碳化物(CO2)转变成有机物质的过程。2、光合作用:植物的绿色组织吸收利用光能,将Co2和HzO合成有机物(主要是碳水化合物),并释放。2的过程。3、光合作用的意义(1)将无机物转化成有机物,既为自身又为所有异养生物提供了有机营养;(2)将光能转化成华讯呢个,为植物自身及异养生物的生命活动提供能源,同时也是人类生活和生产的主要能源;(3)光合作用维持大气中02和CO?浓度的相对平衡,净化空气,保护环境。第二节叶绿体及叶绿体色素(一)1、对高等植物来说,光合色素主要是叶绿素a、b,叶黄素,胡萝卜素。叶绿素a(蓝绿色)3I3叶绿素叶绿素
14、b(黄绿色)1,叶绿体色素,f叶黄素(淡黄色)2I1类胡萝卜素胡萝卜素(橙黄色)1J2、荧光现象:叶绿素溶液在透射光下呈翠绿色,在反射光下呈棕红色的现象。3、璘光现象:叶绿素溶液在中断光源后,仍然继续辐射出极为微弱的红光的现象。(荧光/磷光只存在于叶绿素溶液中,新鲜叶片中很少存在。)第三节光合作用机制(一)光合作用:三步:原初反响一电子传递和光合磷酸化一碳同化(1)原初反响光合作用的第幕,包括光能的吸收传递与转化过程。发生部位:叶绿体类囊体膜反响过程:光能的吸收、传递和转换。根据功能可将光合色素分为两类:a)聚光色素:没有光化学活性,只起吸收、传递光能的作用,并将吸收的光能聚集起来,传递给作用
15、中心色素。Chib、Car、多数Chlab)作用中心色素:具有光化学反响活性,能将吸收的光能转换为电能,即这种色素既能吸收光能又能转换光能,因此称为能量“陷阱作用中心:指存在于类囊体膜上能进行原初反响的最根本的色素蛋白结构。它至少由一个原初电子工体(D),一个原初电子受体(八)和一个作用中心色素分子(P)组成。(2)光合电子传递过程光合链:(3)光合磷酸化叶绿体类囊体膜在进行电子传递的同时,将无机磷和ADP合成ATP的过程。类型:非循环光合磷酸化(主要)和循环光合磷酸化径、(二)碳同化:碳同化过程实在叶绿体基质中进行的,高等植物碳同化又三条途径:C3途C4途径和景天酸代谢途径。其中C3途径是碳
16、同化的根本途径。1、C3途径:Q途径是植物光合碳同化的根本途径,分为三个阶段:竣化阶段、复原阶段和再生阶段。(I)峻化阶段:CO2必须经过竣化阶段,固定成竣酸,然后才被复原。CO2的受体是RUBP(核酮糖一1,5一二磷酸)催化的酶:RuBPCase核酮糖一1,5一二磷酸粉化酶/加氧酶)第一个稳定性产物:3一磷酸甘油酸(2)复原阶段:将磷酸甘油酸复原成3一磷酸甘油醛(GAP),就是糖类。该阶段要消耗同化力:ATP和NADP+H+(3)再生阶段:即RUBP的再生,GAP经C4糖、C3糖、C6糖C糖等一系列的转变,重新转化为RuBP用于CO2的重复固定,其中局部C6糖转变为淀粉等光合产物。C3途径经
17、6次循环可将6分子CO2同化为1分子葡萄糖,消耗18分子ATP和12分子NADPH+H+2、C4途径:在光合效率高的植物中,其光合固定CO2后的第一个稳定性产物是C4一二陵酸,由此出现了另一条CO2的同化途径C4途径,也称C4一二竣酸途径。C4途径可分为以下几个阶段:CO2的固定、C4一二瘦酸的转化与转移、卡尔文循环、PEP再生。(I)Co2的固定:CO2的受体是:PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)催化该反响的酶:PEPCase(按化酶)第一个稳定性产物:OAA(草酰乙酸,C4化合物)PEPCasePEP+CO2+H2OAOAA+Pi(2)C4一二按酸的转化与转移:OAA可进一步转变为Mal(苹果酸)
18、或ASP(天冬氨酸)OAA+NADPH+H+Mal+NADP+OAAGluASPIa一ket(记,可不记方程式,记产物)(3)卡尔文循环与PEP再生Mal或ASP从叶肉细胞运送到维管束鞘细胞后,脱竣放C02,在维管束鞘细胞叶绿体中经卡尔文循环固定复原为碳水化合物。C4一二陵酸脱按后产生的C3酸(丙酮酸或丙氨酸)再运回到叶肉细胞,并重新合成PEP通过这种方式同化CO2的植物称为C4植物。如玉米、高粱、甘蔗等。3、景天酸代谢途径CAM途径):该途径最初在景天科植物中发现,特点是有机酸的消长变化。(1)这类植物夜间气孔翻开,吸收CO2并固定有机酸储存起来;白天气孔关闭(防止水分丧失),在光下将有机酸
19、脱殁释放出的CCh经C3途径同化为碳水化合物。(2)景天科:仙人掌科、凤梨科、兰科(3) CAM中:CO2的最初受体是:PEP催化该反响的酶:PEPCase第一个稳定性产物:OAA4、C4植物与CAM植物碳同化的异同点(必考)(1)相同点:二者CO?最初受体(PEP)、催化固定反响的酶(PEPCase)和最初固定产物(OAA)均相同;CO2的最终同化都是由卡尔文循环完成的。(2)不同点:C4植物的CO2初次固定和卡尔文循环都是在同一时间(白天光下)不同空间(前者在叶肉细胞,后者在维管束鞘细胞)进行的;而CAM植物园的这两个过程是在同一空间不同时间进行的。5、C4植物与C3植物碳同化的异同点(1
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