生物奧賽之植物生理學(xué)

1、第1頁共18頁 生物奧賽之植物生理學(xué)光合作用專題競賽要求光合作用的概念及其重大意義光合作用的場所和光合色素3光合作用的全過程（光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II）C和C植物的比較（光呼吸）34外界條件對光合作用的影響（飽和點、補(bǔ)償點）光合作用的原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用知識梳理一光合作用概述廠葉綠體膜外膜內(nèi)膜1.葉綠體%基質(zhì)（分布與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，暗反應(yīng)進(jìn)行的場所）基粒（分布與光反應(yīng)有關(guān)的酶和色素，光反應(yīng)進(jìn)行的場所）類囊體：葉綠體中由許多片層組成的片層系統(tǒng)基粒類囊體：組成基粒的類囊體?；|(zhì)類囊體：貫穿在基粒間的基質(zhì)中的類囊體2.光合色素分布：類囊體膜（光合膜）種類及作用、葉綠素（3）：葉綠素a、b（3:1）,吸

2、收、傳遞光能，少數(shù)葉綠素a能轉(zhuǎn)換光能。主要吸收藍(lán)紫光和紅橙光、類胡蘿卜素（1）：胡蘿卜素和葉黃素（2:1），吸收、傳遞光能。主要吸收藍(lán)紫光、藻膽素：常結(jié)合成藻膽蛋白。主要有藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白三類。作用：吸收傳遞光能。僅存在藻類。應(yīng)注意吸收光譜只說明光合色素吸收的光段，不能進(jìn)一步說明這些被吸收的光段在光合作用中的效率，要了解各被吸收光段的效率還需研究光合作用的作用光譜，即不同波長光作用下的光合效率稱為作用光譜。熒光現(xiàn)象：葉綠素溶液在透射光下呈綠色，而在反射光下呈紅色的現(xiàn)象。磷光現(xiàn)象：葉綠素在去掉光源后，還能繼續(xù)輻射出極微弱的紅光（用精密儀器測知）的現(xiàn)象。第單線態(tài)第二單踐態(tài)熒光現(xiàn)熱能分

3、子內(nèi)能量傳遞轉(zhuǎn)向反應(yīng)中暑3、光合過程熱能i光反應(yīng)1、杲初反丿應(yīng)熱能暗反應(yīng)、碳同化光能一電能電能一活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能一穩(wěn)定化學(xué)能量子一電子ATP、NADPH糖類（磷酸丙糖）類囊體片層類囊體片層葉綠體基質(zhì)三個階段態(tài)能量轉(zhuǎn)變貯能物質(zhì)轉(zhuǎn)變部位一光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換原初反應(yīng)：為光合作用最初的反應(yīng)，它包括光合色素對光能的吸收、傳遞以及將光能轉(zhuǎn)換為電能的具體過程（圖5-1）。光合單位附：參加原初反應(yīng)的色素圖5-1原初反應(yīng)圖解反應(yīng)中心色素“陷阱”色素）：（1）按功能分：氣具光化學(xué)活性，作用捕獲光能，將光能轉(zhuǎn)換為電能。少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a屬此類聚光色素（天線色素）：無光化學(xué)活性，作用吸收光能并傳遞到反應(yīng)中

4、心色素絕大部分葉綠素a和全部葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素屬此類（2）光合單位：每吸收與傳遞1個光子到反應(yīng)中心完成光化學(xué)反應(yīng)所需起協(xié)同作用的色素分子。包括聚光色素系統(tǒng)和光合反應(yīng)中心兩部分。所以光合單位又定義為：結(jié)合于類囊體膜上能完成光化學(xué)反應(yīng)的最小結(jié)構(gòu)的功能單位。原初反應(yīng)的基本過程：聚光色素分子吸收光能本身被激發(fā)。光能由聚光色素分子傳遞到作用中心色素分子。作用中心色素分子被激發(fā)成激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)作用中心色素分子將電子傳遞給原初電子受體。失去了一個電子的作用中心色素分子從原初電子供體獲得一個電子，色素分子恢復(fù)原狀。該過程可表示為：DPADP*ADPAD+PAD.P.A為光系統(tǒng)或反應(yīng)中心Donor（原初

5、電子供體）Pigment（作用中心色素）Acceptor（原初電子受體）注意：高等植物的最終電子供體是水，最終電子受體是NADP+。這一氧化還原反應(yīng)（光化學(xué)反應(yīng)）的完成，實現(xiàn)了將光能轉(zhuǎn)化為電能。二、電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能光系統(tǒng)：指色素和蛋白質(zhì)及其他物質(zhì)的復(fù)合體，呈顆粒狀，存在于類囊體膜上。每一系統(tǒng)包含250-400個葉綠素和其他色素分子。分光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II，2個光系統(tǒng)之間有電子傳遞鏈相連接。天線復(fù)合物中的葉綠素分子類豪體般反應(yīng)中心中特殊的-對葉綠素分子圖5-2光系統(tǒng)示意圖光系統(tǒng)I（PSI）：作用中心色素為P700,P700被激發(fā)后的主要特點是把電子供給Fd（鐵氧還蛋白），在NADP+還原酶

6、的參與下，F(xiàn)d把NADP+還原成NADPH。PSI的光化學(xué)反應(yīng)是長波長反應(yīng)。光系統(tǒng)II（PSII）：作用中心色素為P680,P680被激發(fā)后的主要特點，電子供給pheo（去鎂葉綠素），引起水的光解和放氧，并把從水分子中奪取的電子傳給PSI兩個光化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系可用下式來表示：PS廠0計龍H*NADPH+HHADP+|高級較柱傘旳證據(jù)：紅降現(xiàn)象：當(dāng)光合作用作用光的波長大于685nm時，雖然這仍在葉綠素的吸收范圍，但光合量子產(chǎn)額（植物每吸收1個光子所釋放氧分子的個數(shù)或吸收CO2分子的個數(shù)）卻急劇下降的現(xiàn)象。雙光增益效應(yīng)（愛默生效應(yīng)）:在遠(yuǎn)紅光（波長大于685nm）條件下，如果補(bǔ)充紅光（波長650nm

7、）,則量子產(chǎn)額大增，并且比這兩種波長的光單獨照射時的總和要大。這樣兩種波長的光促進(jìn)光合效率的現(xiàn)象叫雙光增益效應(yīng)（愛默生效應(yīng)）。水光解的反應(yīng)：2H2OfO2+4H+4e-光合電子傳遞鏈（光合鏈）概念：光合鏈?zhǔn)侵付ㄎ辉诠夂夏ど系?、一系列互相銜接的電子傳遞體組成的電子傳遞的總軌道。由于各電子傳遞體具不同的氧化還原電位，負(fù)值越大代表還原勢越強(qiáng)，正值越大代表氧化勢越強(qiáng)，據(jù)此排列呈“Z”形，又稱為“Z方案”（圖5-3）。()犁更蜒T芒psnZ（原始電子供體）PC（質(zhì)體藍(lán)素）Q、PQ（醌、質(zhì)體醌）Fd（鐵氧還蛋白）Cytf、Cytb(細(xì)胞色素)PSII(680)、PS1(700)光系統(tǒng)NADP+、NADPH

8、+H+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（非）循環(huán)式光合磷酸化光合電子傳遞的類型：非環(huán)式電子傳遞；環(huán)式電子傳遞；假環(huán)式電子傳遞。光合磷酸化：葉綠體在光下把無機(jī)磷酸和ADP轉(zhuǎn)化為ATP,形成高能磷酸鍵的過程。光合磷酸化與光合電子傳遞相偶聯(lián)，同樣分為三種類型：即非環(huán)式光合磷酸化；環(huán)式光合磷酸化；假環(huán)式光合磷酸化。光合磷酸化的機(jī)理：化學(xué)滲透學(xué)說，即在光合電子傳遞體中，PQ經(jīng)穿梭在傳遞電子的同時，把膜外基質(zhì)中的H+轉(zhuǎn)運(yùn)至類囊體膜內(nèi)；PSII光解水時在膜內(nèi)釋放H+；PSI引起NADP+的還原時，進(jìn)一步引起膜外H+濃度降低。這樣膜內(nèi)外存在H+濃度差（pH）,同時膜內(nèi)外電荷呈現(xiàn)“內(nèi)正外負(fù)”引起電位差（）。pH和合稱

9、質(zhì)子動力勢。H+順著濃度梯度返回膜外時釋放能量，在ATP酶催化下，偶聯(lián)ATP合成。（3）活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能碳同化:植物利用光反應(yīng)中形成的NADPH和ATP將CO2轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的碳水化合物的過程，稱為CO2同化或碳同化。第6頁共18頁 碳同化的途徑：1、卡爾文循環(huán)（基本途徑、又稱c3途徑，還原戊糖磷酸途徑（RPPP）羧化階段：1,5-二磷酸核酮糖（RuBP）十CO2-3-磷酸甘油酸還原階段：3-磷酸甘油酸（ATP）-1,3-二磷酸甘油酸（NADPH）-3-磷酸甘油醛再生階段：3-磷酸甘油醛一6-磷酸果糖一5-磷酸核酮糖一RuBPC3途徑的總反應(yīng)式：3CO2+5H2O+3RUBp+9AT

10、P+6NADPH-pGAld+6NADP+9ADP+9Pi可見，要產(chǎn)生lmolPGAld（磷酸丙糖分子）需要消耗3molCO2，9molATP和6molNADPH。PGALd（磷酸丙糖分子）于葉綠體中形成淀粉，或在細(xì)胞質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽恰?、C4途徑（又叫Hatch-Slack途徑）：如甘蔗、玉米、高梁等固定CO2的新途徑（光合效率高）：CO2+磷酸烯酸式丙酮酸（PEP）-草酰乙酸（C4）必須進(jìn)行卡爾文循環(huán)（在維管束鞘細(xì)胞中進(jìn)行3、景天酸代謝（CAM，景天、落地生根）植物晚間固定CO2（PEP）附：光呼吸（綠色植物在光照條件下吸收氧氣，放出CO2）C3C4（不利積累有機(jī)物）二影響光合作用的因素（1

11、）外部因素：一）光照1，光強(qiáng)丿交（1）光強(qiáng)度光合曲線光飽和點：在一定條件下，使光合速率達(dá)到最大時的光照強(qiáng)W-出現(xiàn)光飽和點的原因：強(qiáng)光下暗反應(yīng)跟不上光反應(yīng)從而限制了光合速率。C-壬光補(bǔ)補(bǔ)償點與光飽和點低的植物較耐蔭，適于一般來說，光補(bǔ)償點高的植物木本植物；陽生植物的遡生植物和光補(bǔ)償點高的植物間作。如豆類與玉米間作。光抑制：光能過剩導(dǎo)致光合效率降低的現(xiàn)象稱為光合作用的光抑制。光抑制現(xiàn)象在自然條件下是經(jīng)常發(fā)生的,因為晴天中午的光強(qiáng)往往超過植物的光飽和點,如果強(qiáng)光與其它不良環(huán)境（如高溫、低溫、干旱等）同時存在,光抑制現(xiàn)象更為嚴(yán)重。B）光質(zhì)對光合作用有效的是可見光。紅光下,光合效率高；藍(lán)紫光次之；綠光的

12、效果最差。紅光有利于碳水化合物的形成，藍(lán)紫光有利于蛋白的形成。（二）CO21.co-光合曲線Cn350SCO2補(bǔ)償點：當(dāng)光合速率與呼吸速率相等時，外界環(huán)境中的CO2濃度即為補(bǔ)償點。CO2飽和點：當(dāng)光合速率開始達(dá)到最大值（Pm）時的CO2濃度被稱為CO2飽和點。CQ光合曲線後式圖Q植物的C0?補(bǔ)償點和co?飽和點均低于G植物.T?5040卻縛凡是能提高CO2濃度差和減少阻力的因素都可促進(jìn)CO2流通從而提高光合速率。如改力加強(qiáng)通風(fēng)沖增施CO2肥料等。爾酬g昨沁海2善作物群體結(jié)構(gòu),溫度第7頁共18頁G植物和G植物的g-光舍曲魏比較&”托合郵率與外界QOj俶度卜b,光合速率與體囂戟1厭0訕度+(.LH

13、勒為buluitifni7Ql*ffi簡為1LzimfifftuariLt第10頁共18頁 光合作用有溫度三基點，即光合作用的最低、最適和最高溫度。低溫抑制光合的原因主要是低溫導(dǎo)致膜脂相變，葉綠體超微結(jié)構(gòu)破壞以及酶的鈍化。高溫會引起膜脂和酶蛋白的熱變性，加強(qiáng)光呼吸和暗呼吸。在一定溫度范圍內(nèi)，晝夜溫差大,有利于光合產(chǎn)物積累。水水分缺乏主要是間接的影響光合作用，具體地說，缺水使氣孔關(guān)閉，影響二氧化碳進(jìn)入葉內(nèi)；使光合產(chǎn)物輸出減慢；使光合機(jī)構(gòu)受損；光合面積減少。水分過多也會影響光合作用。土壤水分過多時，通氣狀況不良，根系活力下降，間接影響光合作用。礦質(zhì)營養(yǎng)直接或間接影響光合作用。N、P、S、Mg是葉綠

14、體結(jié)構(gòu)中組成葉綠素、蛋白質(zhì)和片層膜的成分；Cu、Fe是電子傳遞體的重要成分；Pi是ATP、NADPH以及光合碳還原循環(huán)中許多中間產(chǎn)物的成分；Mn、Cl是光合放氧的必需因子；K、Ca對氣孔開閉和同化物運(yùn)輸具有調(diào)節(jié)作用。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理施肥的增產(chǎn)作用，是靠調(diào)節(jié)植物的光合作用而間接實現(xiàn)的。光合作用的日變化引起光合“午睡”的原因：大氣干旱和土壤干旱（引起氣孔導(dǎo)度下降）；co2濃度降低，光合產(chǎn)物淀粉等來不及運(yùn)走，反饋抑制光合作用。光呼吸增強(qiáng)。光合“午休”造成的損失可達(dá)光合生產(chǎn)的30%以上。（2）內(nèi)部因素：不同部位以葉齡為例：幼葉凈光合速率低，需要功能葉片輸入同化物；葉片全展后，光合速率達(dá)最大值（葉片

15、光合速率維持較高水平的時期，稱為功能期）；葉片衰老后，光合速率下降。不同生育期一般都以營養(yǎng)生長期為最強(qiáng)，到生長末期就下降。3提高光能利用率的途徑光能利用率：單位土地面積上植物光合作用積累的有機(jī)物所含的化學(xué)能，占同一期間入射光能量的百分率稱為光能利用率。（1）延長光合時間：措施有提高復(fù)種指數(shù)、延長生育期（如防止功能葉的早衰）、補(bǔ)充人工光照等。（2）增加光合面積：措施有合理密植、改變株型等。（3）增強(qiáng)光合作用效率：措施主要有增加二氧化碳濃度、降低光呼吸等。植物水分代謝專題講義【知識概要】一、植物細(xì)胞吸收水分方式：未形成液泡：吸脹作用吸水。液泡形成后：主要方式為滲透吸水自由能一化學(xué)勢一水勢自由能：在

16、溫度恒定的條件下，系統(tǒng)中物質(zhì)用于做功的能量?；瘜W(xué)勢：每mol某物質(zhì)所具有的自由能。水勢：一個體系中的水分與純水的化學(xué)勢差除以體系中水的偏摩爾體積的商細(xì)胞吸水取決于水勢（滲透吸水）。純水的水勢最高（0），其他溶液的水勢為負(fù)值。在含水體系中，水總是從水勢高的區(qū)域向水勢低的區(qū)域移動。2、成熟的植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)屮W（水勢）=屮n（滲透勢）+屮P（壓力勢）+屮m（襯質(zhì)勢）屮“（滲透勢）：又稱溶質(zhì)勢屮恒為負(fù)值，計算公式：ns,屮“=-icRTc為溶質(zhì)的濃度，T為絕對溫度，R為氣體常數(shù)，i為解離系數(shù)屮P（壓力勢）：由于細(xì)胞壁壓力的存在而引起的細(xì)胞水勢增加的值，其為正值。屮m（襯質(zhì)勢）：細(xì)胞膠體物質(zhì)親水

17、性和毛細(xì)管對自由水的束縛（吸收）而引起的水勢降低值，其為負(fù)值。已形成中心大液泡的細(xì)胞：屮m趨為0注意：典型的細(xì)胞水勢為屮W=fn+屮p+屮m有液泡的細(xì)胞屮m0,故有：屮W=fn+屮p溶液的滲透勢等于溶液的水勢（因為溶液的屮p=0）。.植物細(xì)胞水勢的組分：屮w=fs+屮p+屮m（二）細(xì)胞吸水的方式：主要有滲透吸水和吸脹吸水兩種形式，有時還存在降壓吸水。滲透吸水：由于屮w的下降而引起細(xì)胞吸水。是含有液泡的細(xì)胞吸水的主要方式。2吸脹吸水：依賴于低的屮m而引起的吸水。是無液泡的分生組織和干燥種子細(xì)胞的主要吸水方式。3降壓吸水：由屮p的降低而引發(fā)的細(xì)胞吸水。蒸騰過旺盛時，可能導(dǎo)致的細(xì)胞吸水方式。（三）細(xì)

18、胞吸水過程中水勢組分環(huán)境狀況體積細(xì)胞狀態(tài)屮p屮w等滲溶液V=1松弛狀態(tài)，臨界質(zhì)壁分離屮p=0屮w=ws低滲溶液V1膨脹狀態(tài)，細(xì)胞吸水屮p增大屮w=ws+屮p純水中V最大飽和狀態(tài)，充分膨脹屮p=-屮s屮w=0高滲溶液V1萎蔫狀態(tài)，失水，質(zhì)壁分離屮p1膨脹狀態(tài)，細(xì)胞吸水增大屮p+屮s純水中V最大飽和狀態(tài)，充分膨脹屮s0高滲溶液V1萎蔫狀態(tài)，失水，質(zhì)壁分離0,屮nV屮WV0,但在葉片細(xì)胞劇烈蒸騰時，屮p0,這時，屮WV屮n。一般來說,細(xì)胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸脹作用,如風(fēng)干種子的萌發(fā)吸水和分生區(qū)細(xì)胞的吸水,吸脹作用的大小就是襯質(zhì)勢的大小。由于干燥種子的細(xì)胞沒有液泡,因而屮n=0、屮p=0,所以

19、屮W=屮皿，即襯質(zhì)勢等于水勢。三、根系吸水的方式和動力1、主動吸水和根壓根壓：植物根系的生理活動使液流從根部向上升的壓力,由根壓引起的吸水,稱為主動吸水。證據(jù)：傷流：從受傷或折斷的植物組織中溢出液體的一種現(xiàn)象。吐水：指葉片尖端或葉緣由水孔向外溢出液體的一種現(xiàn)象。根壓機(jī)理：植物體空間分共質(zhì)體、質(zhì)外體和液泡。由于礦質(zhì)元素的吸收,在外質(zhì)外體和內(nèi)質(zhì)外體之間形成水勢梯度,形成靜水壓。2、被動吸水和蒸騰拉力蒸騰拉力：蒸騰失水使氣孔附近細(xì)胞的水勢降低,從而形成一連串的水勢梯度。蒸騰內(nèi)聚力張力學(xué)說。四、蒸騰作用：氣孔蒸騰（1）氣孔的形態(tài)結(jié)構(gòu)和特點:氣孔數(shù)目多，分布廣。因植物種類和生長環(huán)境而異。氣孔的面積小，蒸

20、騰速率遵循小孔律。保衛(wèi)細(xì)胞的體積小，膨壓變化迅速。保衛(wèi)細(xì)胞具有多種細(xì)胞器，特別是含有葉綠體，對氣孔開閉有重要作用。保衛(wèi)細(xì)胞具有不均勻加厚的細(xì)胞壁及微纖絲結(jié)構(gòu)。保衛(wèi)細(xì)胞與周圍細(xì)胞聯(lián)系緊密，便于物質(zhì)及水分的交流。影響氣孔運(yùn)動的因素：光照通常氣孔在光照下張開，在黑暗中關(guān)閉(景天科植物則白天關(guān)閉，晚上張開)，當(dāng)光照強(qiáng)度小于光補(bǔ)償點時，氣孔關(guān)閉。溫度氣孔開度一般隨溫度上升而增大、在30C時最大，35C時變小，低溫(V10C)下，雖長時間光照，氣孔仍不能很好張開。CO2濃度低濃度CO2促進(jìn)氣孔張開，高濃度CO2使氣孔關(guān)閉。影響蒸騰作用的因素：氣孔蒸騰水蒸氣擴(kuò)散過程蒸騰速率=擴(kuò)散力/擴(kuò)散途徑阻力=(氣孔下腔

21、蒸騰壓-葉外蒸騰壓)/(氣孔阻力+擴(kuò)散層阻力)擴(kuò)散力：氣孔下腔中水蒸氣分壓(PL)和大氣水蒸氣分壓(Ps)之差。擴(kuò)散阻力：主要包括界面層(葉表皮滯留的一層水蒸氣分子)阻力(rA)和葉中阻力(r)AL外界條件對蒸騰作用的影響1光照：最主要條件2大氣的相對濕度溫度4.外界空氣流動速率5.晝夜變化內(nèi)部因素對蒸騰作用的影響氣孔頻度2.氣孔大小3.氣孔開度氣孔下腔大小5.氣孔的特殊構(gòu)造6.葉片內(nèi)部面積礦質(zhì)代謝一、植物必需的礦質(zhì)元素及其主要生理作用植物生長發(fā)育必需的元素：大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl和Ni。必需礦質(zhì)元素的生理作用：一是細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組

22、成成分；二是植物生命活動的調(diào)節(jié)者，參與酶的活動；三是起電化學(xué)作用，即離子濃度的平衡。膠體的穩(wěn)定和電荷中和等。(一)大量元素1氮(1)吸收形式：銨態(tài)氮(NH4+)、硝態(tài)氮(NO3-)、小分子含氮有機(jī)物生理作用構(gòu)成蛋白質(zhì)等的主要成分缺乏時癥狀：缺氮時植株易變黃干枯，營養(yǎng)生長差，開花少，產(chǎn)量低。氮過量時，易受病蟲害侵害，易倒伏。2磷(1)吸收形式：磷酸根離子作用：A、核苷酸的組分B、在糖類代謝中的作用C、對氮代謝的作用D、對脂肪轉(zhuǎn)變的關(guān)系缺磷時癥狀：生長緩慢，葉小，分枝或分蘗少，葉片呈暗綠色。3.鉀(1)吸收狀態(tài)：鉀離子作用促進(jìn)呼吸進(jìn)程及核酸和蛋白質(zhì)的合成對糖類的合成運(yùn)輸有影響提高抗旱性缺乏時的癥狀

23、：葉片呈現(xiàn)赤褐色斑點，莖桿柔弱易倒伏，抗寒性、抗旱性差4.硫分布均勻不足時蛋白質(zhì)含量顯著減少，葉綠素的形成也受到影響，缺乏時葉片呈黃綠色。鈣主要存在于老器官缺鈣生長受抑制，嚴(yán)重時幼嫩器官（根尖、莖端）潰爛壞死。鎂主要存在于幼嫩器官和組織缺鎂時葉綠素不能合成，葉脈仍綠脈間變黃，有時呈紅紫色，嚴(yán)重時形成褐斑壞死。（二）微量元素鐵（1）吸收形式：Fe2+（3）缺乏時癥狀：如：黃葉病錳缺乏時癥狀：葉綠體破壞解體（缺綠）硼缺乏時癥狀：花而不實鋅缺乏時癥狀：“花白葉”病、“小葉病”二、礦質(zhì)元素的吸收1、被動吸收：由于擴(kuò)散作用或其它物理過程而進(jìn)行的吸收，不耗能，亦稱非代謝性吸收。簡單擴(kuò)散：（濃度差）杜南平衡

24、：（電荷平衡）細(xì)胞內(nèi)可擴(kuò)散正負(fù)離子濃度之積等于細(xì)胞外可擴(kuò)散正負(fù)離子濃度之積的平衡。2、主動吸收消耗呼吸作用提供的能量速度快于擴(kuò)散作用達(dá)平衡狀態(tài)時，膜兩側(cè)存在濃度差3、胞飲作用：物質(zhì)吸附在質(zhì)膜上，然后通過膜的內(nèi)折而轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)的攫取物質(zhì)及液體的過程?？稍谖账值耐瑫r把水中各種物質(zhì)包括病毒一并吸進(jìn)，是非選擇性吸收。二、吸收礦質(zhì)元素的特點：1、植物吸收礦質(zhì)元素和吸收水分的關(guān)系：兩個相對獨立的過程。2、離子的選擇性吸收（與植物細(xì)胞膜上的載體種類和數(shù)量有關(guān)）生理酸性鹽：大多數(shù)銨鹽。如供給（NH）SO時，植物根系對NH+吸收多于SO2-，土壤42444溶液中的氫離子濃度增大。生理堿性鹽：如NaNO和Ca

25、（NO），因為根部吸收NO-比Na+和Ca2+多，土壤溶液中Na+或3323Ca2濃度增加，氫離子濃度減少生理中性鹽：如NHNO，因為陰離子和陽離子幾乎以同等速度被根系吸收，對土壤溶液43的酸堿性不產(chǎn)生影響2、單鹽毒害和離子對抗單鹽毒害：植物體處在中只含一種金屬離子的溶液中，會受毒害而死。離子對抗：離子間相互消除毒害的現(xiàn)象。平衡溶液：保證植株的礦質(zhì)營養(yǎng)，又對植物無毒害效應(yīng)的溶液，如土壤溶液。三、礦質(zhì)元素在體內(nèi)的運(yùn)輸1、運(yùn)輸形式：金屬元素（離子）：離子狀態(tài)N：主要運(yùn)輸形式是氨基酸和酰氨，少量以NO-運(yùn)輸P：主要形式是HPO-,少數(shù)是以有機(jī)磷運(yùn)輸324S：主要形式是SO2-，少數(shù)是以有機(jī)硫運(yùn)輸42

26、、運(yùn)輸途徑：一般為沿木質(zhì)部導(dǎo)管隨蒸騰流向上運(yùn)輸。3、利用前途：可重復(fù)利用（K、N、P、Mg）：缺乏老葉先表現(xiàn)病癥不可重復(fù)利用（Ca、Fe,Mn）：缺乏幼葉先表現(xiàn)病癥四無機(jī)養(yǎng)料的同化：高等植物與動物的顯著區(qū)別之一就在于能將無機(jī)養(yǎng)料同化為有機(jī)養(yǎng)料。植物生命活動的調(diào)節(jié)植物生長物質(zhì)：是一些調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的物質(zhì)分為兩類：植物激素：是一些在植物體內(nèi)合成，并從產(chǎn)生之處運(yùn)送到別處，對生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有機(jī)物。植物生長調(diào)節(jié)劑：是一些具有植物激素活性的人工合成的物質(zhì)。植物激素的特征：1、內(nèi)生的2、能移動的3、低濃度有調(diào)節(jié)作用植物激素主要包括五大類：正激素生長素類、赤霉素類、細(xì)胞分裂素類負(fù)激素乙烯、脫落酸

27、一生長素類生長素的發(fā)現(xiàn)向光性實驗生長素的結(jié)構(gòu)、分布和傳導(dǎo)1、結(jié)構(gòu)：吲哚乙酸IAA2、分布：一般大部分集中在生長旺盛部位3、傳導(dǎo)：（1）極性運(yùn)輸需能的，單方向的運(yùn)輸特點生長素只能從形態(tài)學(xué)的上端向下端運(yùn)輸，而不能倒過來。部位胚芽鞘細(xì)胞、莖的維管束鞘細(xì)胞極性運(yùn)輸機(jī)理化學(xué)滲透極性擴(kuò)散假說酸性中性IAAHIAA-（2）無極性運(yùn)輸被動的，通過韌皮部的運(yùn)輸生長素的作用機(jī)理受體：膜上的生長素結(jié)合蛋白、細(xì)胞質(zhì)/細(xì)胞核1、作用機(jī)理生長素促進(jìn)生長的主要原因是促進(jìn)細(xì)胞伸長亞細(xì)胞水平細(xì)胞壁酸化作用酸生長學(xué)說基因水平核酸和蛋白質(zhì)的合成生長素的濃度效應(yīng)不同生長素濃度的效應(yīng)生長素在低濃度促進(jìn)生長，中濃度抑制生長，高濃度導(dǎo)致死

28、亡不同器官的最適濃度效應(yīng)莖（10-4mol/L）芽（10-8mol/L）根（10-10mol/L）生長素的應(yīng)用1、促使插枝生根2、防止或推遲器官脫落3、促進(jìn)開花4、性別控制促進(jìn)雌花分化5、延長休眠和抑制萌發(fā)（較大濃度）6、離體培養(yǎng)赤霉素類赤霉素的結(jié)構(gòu)、分布和運(yùn)輸1、結(jié)構(gòu)：赤霉烷，GA,含有四個異戊二烯基的雙萜2、分布：活性最高的多是生長旺盛的部位3、運(yùn)輸：不表現(xiàn)出極性運(yùn)輸，根尖的向上運(yùn)輸，葉中的雙向運(yùn)輸。赤霉素的生物合成部位：發(fā)育著的果實（或種子）、伸長著的莖端和根部細(xì)胞中的微粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞質(zhì)赤霉素的作用機(jī)理受體：位于質(zhì)膜的外面，通過信息傳到細(xì)胞核促進(jìn)生長促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)大一增加細(xì)胞壁的伸展性：

29、可能是消除細(xì)胞壁中Ca2的作用，伸展性加大；或是提高木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶活性，切開細(xì)胞壁的木葡聚糖。RNA和蛋白質(zhì)的合成一誘導(dǎo)淀粉酶的形成胚一一GA糊粉層淀粉酶GA主要是通過誘導(dǎo)一種DNA結(jié)合蛋白的產(chǎn)生，與淀粉酶基因上游區(qū)的一定核苷酸序列結(jié)合，最終促進(jìn)基因表達(dá)，導(dǎo)致淀粉酶mRNA的生成。赤霉素的應(yīng)用1、促進(jìn)莖葉伸長2、促進(jìn)麥芽糖化3、打破休眠4、促進(jìn)抽苔和開花5、性別分化促進(jìn)雄花的分化6、防止脫落細(xì)胞分裂素類細(xì)胞分裂素的結(jié)構(gòu)、分布與運(yùn)輸1、結(jié)構(gòu)：腺嘌呤的衍生物CK分為兩大類：（1）天然的細(xì)胞分裂素游離的細(xì)胞分裂素一tRNA中的細(xì)胞分裂素（2）人工合成的細(xì)胞分裂素2、分布：主要在細(xì)胞分裂的部位3、

30、運(yùn)輸：主要在根尖合成，經(jīng)木質(zhì)部運(yùn)到地上部分，是無極性的。細(xì)胞分裂素的生物合成微粒體細(xì)胞分裂素的作用機(jī)理：受體一核糖體1、轉(zhuǎn)錄水平的控制促進(jìn)RNA聚合酶的合成，增加mRNA的豐度2、翻譯水平的控制3、蛋白質(zhì)合成速度加快細(xì)胞分裂素的應(yīng)用1、促進(jìn)細(xì)胞分裂、擴(kuò)大細(xì)胞分裂包括：核分裂和胞質(zhì)分裂兩個過程2、誘導(dǎo)芽的分化激動素/生長素比值小引起根的分化大引起芽根的分化中維持愈傷組織的分化3、抑制衰老保綠作用原因：（1）阻止核酸酶、蛋白酶等一些水解酶的產(chǎn)生，保證核酸、蛋白質(zhì)和葉綠素不被破壞。（2）阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)向外流出，并向細(xì)胞分裂素所在部位源源運(yùn)輸4、解除頂端優(yōu)勢與IAA作用相對抗，解除對側(cè)芽生長的抑制作用。

31、、乙烯乙烯的結(jié)構(gòu)、分布1、結(jié)構(gòu)：最簡單的烯烴類Eth（氣體）2、分布：廣泛存在于各部位，正在生長和伸長的組織和正在成熟的果實組織、衰老的組織中含量最高。乙烯的生物合成合成部位：細(xì)胞中液泡膜的內(nèi)表面合成途徑：蛋氨酸循環(huán)ACC合酶：IAA與其的關(guān)系乙烯的作用機(jī)理受體：金屬（可能是一價銅）蛋白質(zhì)乙烯的應(yīng)用乙烯利（2-氯乙基膦酸）“液體乙烯”1、促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)大：“三重反應(yīng)”：乙烯抑制莖的伸長生長：促進(jìn)橫向加粗：負(fù)向地性消失，上胚軸呈水平生長。三重反應(yīng)是乙烯典型生物學(xué)效應(yīng)，可作為乙烯的生物鑒定方法。2、果實的催熟3、促進(jìn)脫落和衰老4、次生物質(zhì)的排出5、促進(jìn)菠蘿開花，增加黃瓜雌花五、脫落酸脫落酸的結(jié)構(gòu)、分布

32、和運(yùn)輸1、結(jié)構(gòu)ABA基本組成是含有三個異戊二烯的倍半萜2、分布廣泛存在于各種組織中，以果實中含量最高，將要脫落或休眠的器官以及逆境下會更多。3、運(yùn)輸不存在極性，主要以游離或糖苷式，經(jīng)木質(zhì)部和韌皮部運(yùn)輸。脫落酸的生物合成和代謝質(zhì)體1、胡羅卜素（C40）途徑2、脫落酸的代謝脫落酸的應(yīng)用1、促進(jìn)脫落2、促進(jìn)休眠（短日照）3、促進(jìn)氣孔關(guān)閉一抑制內(nèi)外向K+,活化外向Cl-通道蛋白，保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)K+、Cl-減少4、提高抗逆性“應(yīng)激激素”六、植物激素生理作用的相互關(guān)系植物生長發(fā)育的任何階段是由多種激素相互作用的結(jié)果IAA與CTK濃度的比值決定頂端優(yōu)勢的強(qiáng)弱。通常植株頂部的比值高，側(cè)芽的生長受到抑制IAA與GA

33、3的比值控制著形成層的分化?；ㄐ詣e的分化取決于乙烯與赤霉素濃度的比值，乙烯與赤霉素濃度的比值高時，有利于黃瓜雌花分化。生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素均有促進(jìn)植物生長的效應(yīng)，而脫落酸均能拮抗這三者的效應(yīng)。ABA和CTK對氣孔運(yùn)動的調(diào)節(jié)表現(xiàn)出相互擷抗效應(yīng)。ABA引起氣孔關(guān)閉，CTK促使氣孔開放。植物的生殖生理一、春化作用1、概念：低溫對成花的促進(jìn)作用。(例：冬小麥)2、感受部位：芽內(nèi)分生組織，隨細(xì)胞分裂傳給子細(xì)胞。赤霉素與春化作用有關(guān)，可誘導(dǎo)部分植物成花。二、植物光周期和花誘導(dǎo)1、光周期：光周期現(xiàn)象：植物對白天和黑夜相對長度變化發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象。臨界日長：在晝夜周期中，誘導(dǎo)短日植物開花的最長日照長度或誘導(dǎo)長日植物開花的最短日