植物生理學(xué)知識(shí)總結(jié).doc

植物生理學(xué)：研究植物生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，內(nèi)容大致分為生長(zhǎng)發(fā)育與形態(tài)建成、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)水分在植物生命活動(dòng)中的作用 1) 水分是細(xì)胞質(zhì)的主要成分 2) 水分是代謝作用過(guò)程的反應(yīng)物質(zhì) 3) 水分是植物對(duì)物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇?4) 水分能保持植物的固有姿態(tài) 水勢(shì)：是每偏摩爾體積水的化學(xué)勢(shì)差（水分子從體系中逃逸的能力）注：純水的水勢(shì)定為零，溶液的水勢(shì)就成負(fù)值，溶液越濃，水勢(shì)越低滲透作用：水分從水勢(shì)高的系統(tǒng)通過(guò)半透膜向水勢(shì)低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象 滲透系統(tǒng)：一個(gè)具有液泡的植物細(xì)胞，與周圍溶液一起，便構(gòu)成了一個(gè)滲透系統(tǒng)根壓：靠根部水勢(shì)梯度使水沿導(dǎo)管上升的動(dòng)力（包括傷流和吐水）傷流：由于根壓作用，從植物傷口或折斷的部位流出液體的現(xiàn)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(xiàn)象蒸騰拉力：葉片蒸騰時(shí)，氣孔下腔附近的葉肉細(xì)胞因蒸騰失水而水勢(shì)下降，所以從旁邊細(xì)胞取得水分。同理，旁邊細(xì)胞又從另一個(gè)細(xì)胞取得水分，如此下去，便從導(dǎo)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(guò)植物體的表面（主要是葉片），從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象（分為角質(zhì)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(duì)水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿?2) 蒸騰作用對(duì)礦物質(zhì)和有機(jī)物的吸收，以及這兩類物質(zhì)在植物體內(nèi)的運(yùn)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(guò)程中水蒸氣從體內(nèi)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(yùn)動(dòng)主要受保衛(wèi)細(xì)胞的液泡水勢(shì)的調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì)的途徑比較復(fù)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(qiáng) b) 空氣相對(duì)濕度空氣相對(duì)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(qiáng) d) 風(fēng)微風(fēng)促進(jìn)蒸騰；強(qiáng)風(fēng)抑制蒸騰 2) 內(nèi)部因素 a) 氣孔頻度（每平方厘米葉片的氣孔數(shù)） b) 氣孔大小 c) 葉片內(nèi)部面積大?。▋?nèi)部面積指細(xì)胞間隙的面積） 必需元素 1) 完成植物整個(gè)生長(zhǎng)周期不可缺少的 2) 在植物體內(nèi)的功能是不能被其他元素代替的 3) 這種元素對(duì)植物體內(nèi)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(yíng)養(yǎng)元素的溶液中栽培植物的方法被動(dòng)運(yùn)輸：轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程順電化學(xué)梯度進(jìn)行，不需要代謝供給能量。 主動(dòng)運(yùn)輸：轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程逆電化學(xué)梯度進(jìn)行，需要代謝供給能量。胞飲作用：細(xì)胞通過(guò)膜的內(nèi)陷從外界直接攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程離子的選擇吸收：植物對(duì)同一溶液中不同離子或同一鹽分中的陰、陽(yáng)離子吸收比例不同的現(xiàn)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(xiàn)不正常狀態(tài)，最后死亡。影響根部吸收礦質(zhì)元素的條件 1)溫度 在一定范圍內(nèi)，根部吸收礦質(zhì)元素的速率隨土壤溫度的增高而加快，因?yàn)闇囟扔绊懥烁康暮粑俾剩布从绊懼鲃?dòng)吸收。2)通氣狀況 在一定范圍內(nèi)，氧氣供應(yīng)越好，根系吸收礦質(zhì)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(shù)量也增多，兩者成正比。4)氫離子濃度 組成細(xì)胞質(zhì)的蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，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(fù)電荷，易于吸附外界溶液中的陽(yáng)離子。生物固氮：某些微生物把空氣中的游離氮固定轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過(guò)程。合理施肥光合作用：綠色植物吸收陽(yáng)光的能量，同化CO2 和水，制造有機(jī)物質(zhì)并釋放氧氣的過(guò)程。 光合作用的重要性：把無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物蓄積太陽(yáng)能量環(huán)境保護(hù)植物的葉色 秋天、氣溫下降或葉片衰老時(shí)，葉綠素的數(shù)量減少，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，所以葉片呈現(xiàn)黃色。至于紅葉，因秋天降溫，體內(nèi)累積了較多糖分以適應(yīng)寒冷，體內(nèi)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(gè)條件而阻止葉綠素形成，是葉子發(fā)黃的現(xiàn)象光和磷酸化：是指在光合作用中由光驅(qū)動(dòng)并貯存在跨類囊體膜的質(zhì)子梯度的能量把ADP 和磷酸合成為ATP 的過(guò)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(bǔ)償點(diǎn)高,光呼吸作用強(qiáng).吸收的co2直接進(jìn)入卡爾文循環(huán).C4植物大多是開花植物（生長(zhǎng)于干旱地區(qū)）,co2補(bǔ)償點(diǎn)低,可以利用細(xì)胞間的co2進(jìn)行光合作用.因?yàn)閏4植物處于干旱地區(qū),蒸騰作用壓力過(guò)大,會(huì)使其氣孔關(guān)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(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個(gè)生化過(guò)程。它是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)。光補(bǔ)償點(diǎn)：同一葉子在同一時(shí)間內(nèi)，光和過(guò)程中吸收的CO2與光呼吸和呼吸作用過(guò)程 中放出的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。CO2補(bǔ)償點(diǎn)：當(dāng)光和吸收的CO2量等于呼吸放出的CO2量，這時(shí)外界CO2含量。光飽和點(diǎn)：當(dāng)達(dá)到某一光強(qiáng)度時(shí)，光和速率不再增加時(shí)的光強(qiáng)。有氧呼吸：指生活細(xì)胞在氧氣的參與下，把某些有機(jī)物徹底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同時(shí)釋放能量的過(guò)程 無(wú)氧呼吸：一般指在無(wú)氧條件下，細(xì)胞把某些有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放能能量的過(guò)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(qiáng)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(qiáng)抗逆性氧化磷酸化：在生物氧化中，電子經(jīng)過(guò)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(guò)程 末端氧化酶：把底物的電子傳遞到電子傳遞系統(tǒng)的最后一步，把電子傳遞給分子氧并形成水或過(guò)氧化氫的酶 外界條件對(duì)呼吸速率的影響 1) 溫度 溫度通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來(lái)影響細(xì)胞的呼吸作用.溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響細(xì)胞正常的呼吸作用.在一定溫度范圍內(nèi),溫度越低,細(xì)胞呼吸越弱；溫度越高,細(xì)胞呼吸越強(qiáng).2) 氧 氧氣充足,則無(wú)氧呼吸將受抑制；氧氣不足,則有氧呼吸將會(huì)減弱或受抑制.3）二氧化碳 環(huán)境CO2濃度提高,將抑制細(xì)胞呼吸,可用此原理來(lái)貯藏水果和蔬菜.4）機(jī)械損傷 顯著加快組織的呼吸速率呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系 在作物栽培上，許多措施都是為保證正常呼吸的進(jìn)行，如水稲田里要適時(shí)曬田。其次是糧食貯藏時(shí)，要干燥通風(fēng)、降溫，以降低呼吸速率，保證其品質(zhì)。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(dá)到延長(zhǎng)貯藏時(shí)間的目的。 合理施肥的生理基礎(chǔ)施肥的目的是為了滿足作物對(duì)礦質(zhì)元素的需要,肥料要施得及時(shí)而合理,首先應(yīng)了解作物需肥規(guī)律,方能達(dá)到預(yù)期效果。作物需肥特點(diǎn) 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(biāo) 根據(jù)作物的長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相和葉色變化判斷作物的營(yíng)養(yǎng)狀況,從而補(bǔ)充作物所缺肥料。 1）長(zhǎng)相 2）葉色 追肥的生理指標(biāo) 根據(jù)作物生理狀況來(lái)判斷作物營(yíng)養(yǎng)水平的指標(biāo)1）營(yíng)養(yǎng)元素診斷 2）酰胺含量 3）酶活性發(fā)揮肥效的措施1） 適當(dāng)灌溉 2）適當(dāng)深耕 3）改善施肥方式初級(jí)代謝產(chǎn)物：光合作用的直接產(chǎn)物次級(jí)代謝產(chǎn)物：由糖類等有機(jī)物次級(jí)代謝衍生出來(lái)的物質(zhì)（3類產(chǎn)物：萜類、酚類和含氮次級(jí)代謝產(chǎn)物）萜類對(duì)植物的作用：1）某些萜類影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育2）許多植物的萜類有毒類黃酮類的功能：1）呈現(xiàn)顏色 類黃酮包括各種有色的物質(zhì)，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(zhǎng)物質(zhì)：是一些調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)植物激素：是指一些在植物體內(nèi)合成，并從生產(chǎn)之處運(yùn)輸?shù)絼e處，對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有機(jī)物植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑：是指一些具有植物激素活性的人工合成的物質(zhì)生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸：是指生長(zhǎng)素只能從植物體的形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸生長(zhǎng)素的生理作用和應(yīng)用1）促進(jìn)作用：促進(jìn)細(xì)胞分裂，維管束分化，莖伸長(zhǎng)，葉片擴(kuò)大，頂端優(yōu)勢(shì)，種子發(fā)芽，側(cè)根和不定根形成，根瘤形成，偏上性生長(zhǎng)，形成層活性，光合產(chǎn)物分配，雌花增加，單性結(jié)實(shí)，子房壁生長(zhǎng)，乙烯生產(chǎn)，葉片脫落，傷口愈合，種子和果實(shí)生長(zhǎng)，坐果等2）抑制作用：抑制花果脫落，側(cè)枝生長(zhǎng)，塊根形成，葉片衰老等不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的反應(yīng)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(chǎn)上可促進(jìn)麥芽糖化。赤霉素誘發(fā)-淀粉酶的形成這一發(fā)現(xiàn)，已被應(yīng)用到啤酒生產(chǎn)中細(xì)胞分裂素的生理作用1）促進(jìn)作用：促進(jìn)細(xì)胞分裂，細(xì)胞膨大，地上部分化，側(cè)芽生長(zhǎng)，葉片擴(kuò)大，葉綠體發(fā)育，養(yǎng)分移動(dòng)，氣孔張開，偏上性生長(zhǎng)，傷口愈合，種子發(fā)芽，形成層活性，根瘤形成，果實(shí)生長(zhǎng)，某些植物坐果2）抑制作用：抑制不定根形成和側(cè)根形成，延緩葉片衰老有機(jī)物的轉(zhuǎn)變：1） 種子萌發(fā)時(shí)，其主要貯藏物質(zhì)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(zhì)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(zhì)的酶有兩大類：蛋白酶和肽酶）種子的壽命：種子壽命長(zhǎng)短和種子貯藏條件有關(guān)。如果種子在干燥狀態(tài)下保存，壽命較長(zhǎng)，在濕潤(rùn)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(zhǎng)，反之則短。在高溫多濕條件下，呼吸強(qiáng)烈，消耗種子中貯藏的養(yǎng)分；呼吸放出較多能量，產(chǎn)生高溫，傷害種胚，所以容易喪失生活力。細(xì)胞全能性：植物體的每個(gè)細(xì)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(xì)胞、組織或器官進(jìn)行培養(yǎng)的技術(shù)。這種技術(shù)的理論依據(jù)是細(xì)胞具有全能性。利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可從單個(gè)植物細(xì)胞，培養(yǎng)出許多植株。生長(zhǎng)大周期：莖生長(zhǎng)的3個(gè)階段綜合起來(lái)根和地上部的相關(guān)性主莖和側(cè)枝的相關(guān)性頂端優(yōu)勢(shì)：當(dāng)胚形成后，頂端部位就開始影響旁側(cè)部位。頂芽?jī)?yōu)先生長(zhǎng)，而側(cè)芽生長(zhǎng)受抑制的現(xiàn)象營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的相關(guān)性光對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育影響主要有兩個(gè)方面：光是綠色植物光合作用必需的光調(diào)節(jié)植物整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育，以便更好地適應(yīng)外界環(huán)境這種（依賴光控制細(xì)胞的分化、結(jié)構(gòu)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(yùn)動(dòng)：由光、重力等外界刺激而產(chǎn)生的，它的運(yùn)動(dòng)方向取決于外界的刺激方向。感性運(yùn)動(dòng)：由外界刺激或內(nèi)部時(shí)間機(jī)制而引起的，外界刺激方向不能決定運(yùn)動(dòng)方向。向性運(yùn)動(dòng)的三個(gè)步驟：1）感受，從感受到外界刺激2）傳導(dǎo)，將感受到的信息傳導(dǎo)到向性發(fā)生的細(xì)胞3）反應(yīng)，接受信息后就彎曲伸長(zhǎng)感性運(yùn)動(dòng)分為生長(zhǎng)性運(yùn)動(dòng)（不可逆的細(xì)胞伸長(zhǎng)）、緊張性運(yùn)動(dòng)偏上性：葉片、花瓣或其他器官向下彎曲生長(zhǎng)的特性偏下性：葉片和花瓣向上彎曲生長(zhǎng)的特性感夜行：植物體局部，特別是葉和花，能接受光的刺激而做出一定反應(yīng)感熱性：植物由溫度變化引起反應(yīng)的生長(zhǎng)或感性運(yùn)動(dòng)感震性：由于震動(dòng)導(dǎo)致細(xì)胞膨壓變化而引起的植物器官運(yùn)動(dòng)生理鐘：生物因?qū)円沟倪m應(yīng)而產(chǎn)生生理上有周期性波動(dòng)的內(nèi)在節(jié)奏春化作用：低溫誘導(dǎo)植物開花的過(guò)程光周期現(xiàn)象：植物對(duì)白天和黑夜相對(duì)長(zhǎng)度（光周期）的變化發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象。對(duì)多數(shù)植物來(lái)說(shuō)，特別是一年生和二年生植物，當(dāng)同一種植物生長(zhǎng)在特定的緯度的時(shí)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(zhǎng)度的日照才能開花的植物長(zhǎng)日植物：必須長(zhǎng)于其臨界日照長(zhǎng)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(zhǎng)短日照植物：長(zhǎng)日照對(duì)大葉落地生根有花誘導(dǎo)作用，但在誘導(dǎo)過(guò)程完成后如繼續(xù)在長(zhǎng)日照下，則不能形成器官，只有用短日照處理才能成花短長(zhǎng)日照植物：花的誘導(dǎo)是在短日照條件下完成，而花器官的形成要求長(zhǎng)日照春化和光周期理論在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用春化處理 使萌動(dòng)種子通過(guò)春化的低溫處理控制開花 光周期的人工控制，可以促進(jìn)或延遲開花引種 種子成熟生理：種子的成熟過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是胚從小長(zhǎng)大，以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在種子中變化和積累的過(guò)程。種子成熟期間的物質(zhì)變化，打一個(gè)種子萌發(fā)時(shí)期的變化相反，植株?duì)I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(yùn)往種子，在種子中逐漸轉(zhuǎn)化為不溶性的高分子化合物（如淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等），并且積累起來(lái)。呼吸躍變：當(dāng)果實(shí)成熟到一定程度時(shí)，呼吸速率首先是降低，然后突然升高，之后又下降的現(xiàn)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(nèi)，控制帳內(nèi)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(lái)，從而延長(zhǎng)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(xiàn)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(zhì)的存在植物的衰老：是指細(xì)胞、器官或整個(gè)植株生理功能衰退,趨向自然死亡的時(shí)相。植物衰老的原因：1）營(yíng)養(yǎng)虧缺理論認(rèn)為,在自然條件下,一稔植物一旦開花結(jié)實(shí)后,全株就衰老死亡。2）植物激素調(diào)控理論認(rèn)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(duì)植物產(chǎn)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(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)性和抵抗力 植物抗性有兩種形式：1）避逆性 ：即植物整個(gè)生育期不與逆境相遇,例如沙漠中的植物只在雨季生長(zhǎng)。2）耐逆性 ：即植物通過(guò)自身的形態(tài)和代謝來(lái)忍耐逆境,大多數(shù)植物屬于此類。滲透調(diào)節(jié)：通過(guò)加入或去除細(xì)胞內(nèi)的溶質(zhì),從而使細(xì)胞內(nèi)外的水分相互平衡的現(xiàn)象,稱為滲透調(diào)節(jié)。脫落酸在交叉適應(yīng)中的作用：植物處于零上低溫、