植物生理學重點知識整理

名詞解釋:水勢：每偏摩爾體積水的化學勢差水孔蛋白：在植物細胞質膜和液泡膜上的膜內蛋白，分子量在25?30KD，其單體是中間狹窄的四聚體，呈“滴漏”狀，每個亞單位的內部形成狹窄的水通道，特異的允許水分子通過，具有高效轉運水分子的功能。水通道半徑大于水分子半徑，小于最小的溶質分子半徑。蒸騰系數(shù)：植物制造1克干物質所需水分的克數(shù)。次級主動運輸：膜上的轉運蛋白利用初級主動運輸建立的跨膜電化學勢梯度作為驅動力，間接利用能量來轉運溶質的過程，也稱為次級轉運。離子泵運輸：質膜上存在ATP酶催化ATP水解釋放能量，驅動離子的轉運。植物細胞膜上的離子泵主要有離子泵和鈣泵。共質體途徑：共質體途徑是指水分從一個細胞的細胞質經(jīng)過胞間連絲，移動到另一個細胞的細胞質，形成一個細胞質的連續(xù)體，水分在共質體中移動阻力大，速度較慢。質外體途徑：質外體途徑是指水分通過沒有細胞質的質外體的移動，水分在質外體中移動阻力小，速度快。愛默生效應：用波長大于685nm的長波紅光和波長650nm的短波紅光同時照射植物時，量子產(chǎn)額大大增加，比分別單獨用該兩種波長的光照射時的總和還要多。該現(xiàn)象暗示光合機構中存在兩種光系統(tǒng)，又稱為雙光增益效應。植物激素：在植物體內合成，并從產(chǎn)生之處運送到別處，對生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有機物。光形態(tài)建成（Photomorphogenesis）/光控發(fā)育：光控制細胞分化，最終匯集成組織和器官的建成。光呼吸：植物綠色細胞依賴光照，吸收02釋放CO2的過程。臨界日長：指在晝夜周期中誘導短日植物開花所必需的最長日照或誘導長日植物開花所必需的最短日照。臨界夜長：又稱臨界暗期，指在晝夜周期中短日植物能夠開花所必需的最短暗期長度，或長日植物能夠開花所必需的最長暗期長度。光反應中心：在類囊體膜上進行光合作用原初反應的最基本的色素蛋白復合體，是由反應中心色素分子、原初電子供體和原初電子受體組成的具有電荷分離功能的色素蛋白復合體結構。蒸騰比率：植物每消耗1千克水時所形成干物質量的克數(shù)。滲透勢：在某系統(tǒng)中由于溶質顆粒的存在而使水勢降低的值，又叫溶質勢（^丸）。第一章：植物的水分生理1.水分的存在狀態(tài)束縛水一被原生質膠體吸附不易流動的水特性：1.不能自由移動，含量變化小，不易散失2.冰點低，不起溶劑作用3.決定原生質膠體穩(wěn)定性4.與植物抗逆性有關自由水一距離原生質膠粒較遠、可自由流動的水。特性：1.不被吸附或吸附很松，含量變化大2.冰點為零，起溶劑作用3.與代謝強度有關自由水/束縛水：比值大，代謝強、抗性弱；比值小，代謝弱、抗性強2.植物細胞對水的吸收方式：擴散、集流、滲透作用1）、擴散作用一由分子的熱運動所造成的物質從濃度高處向濃度低處移動的過程。特點：簡單擴散是物質順濃度梯度進行，適于短距離運輸（胞內跨膜或胞間）2） 、集流一指液體中成群的原子或分子在壓力梯度下共同移動的現(xiàn)象。特點：物質順壓力梯度進行，通過膜上的水孔蛋白形成的水通道3） 、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(xiàn)象。注：滲透作用是物質順濃度梯度和壓力梯度進行水勢及組成Ww=Ws+Wp+Pm+PgWs:滲透勢 Wp:壓力勢Wm:襯質勢 Wg:重力勢1） 滲透勢一在某系統(tǒng)中由于溶質顆粒的存在而使水勢降低的值，又叫溶質勢（Wn）。Ws大小取決于溶質顆?？倲?shù)：1M蔗糖Ws>1MNaClWs（電解質）測定方法：小液流法2） 壓力勢—Wp〉0,正常情況壓力正向作用細胞，增加Ww；Wp〈0,劇烈蒸騰壓力負向作用細胞，降低Ww；Wp=0,質壁分離時，壁對質無壓力3） 重力勢一當水高1米時，重力勢是0.01MP，考慮到水在細胞內的小范圍水平移動，通常忽略不計。4） 襯質勢一由于親水性物質和毛細管對自由水的束縛而引起的水勢降低值，Wm〈0，降低水勢.注：親水物質吸水力：蛋白質〉淀粉〉纖維素*有液泡細胞，原生質幾乎已被水飽和，Wm=--0.01MPa，忽略不計；Wg也忽略，水勢公式簡化為：Ww=Ws+Wp*沒有液泡的分生細胞、風干種子胚細胞：Ww=Wm*初始質壁分離細胞：Ww=Ws*水飽和細胞：Ww=0細胞水勢與相對體積的關系細胞吸水，體積增大、WsWpWw增大細胞吸水飽和，體積、WsWpWw=0最大細胞失水，體積減小，WsWpWw減小細胞失水達初始質壁分離Wp=0，Ww=Ws細胞繼續(xù)失水，Wp可能為負Ww《Ws蒸騰作用（氣孔運動）小孔擴散律（邊緣效應）一一氣體通過小孔表面的擴散速度不與小孔的面積呈正比，而與小孔的周長呈正比。1、組成氣孔保衛(wèi)細胞的特點?胞壁厚薄不均勻體積小，調節(jié)靈敏含葉綠體，能進行光合作用保衛(wèi)細胞間及其與表皮細胞間有許多胞間連絲有淀粉磷酸化酶和PEP羧化酶2氣孔的結構及其開閉氣孔張開原因：保衛(wèi)細胞吸水⑴雙子葉植物氣孔運動：保衛(wèi)細胞腎形，內壁厚，內有橫向微纖絲，細胞吸水，外壁伸長向外移動，將內壁向外拉開，氣孔張開。⑵單子葉植物的氣孔運動：保衛(wèi)細胞啞鈴形，中間部分壁厚，兩頭薄，有輻射狀微纖絲。細胞吸水，兩頭膨大，氣孔張開。3、氣孔運動機理1） 淀粉一糖相互轉化學說白天（光）CO2IPHf6.1?7.3淀粉+磷酸 *淀粉磷酸化甘 G1P一G+P夜晚（暗）CO2fPHI2.9?6.1左：水勢f，細胞失水，氣孔關閉右：水勢I，細胞吸水，氣孔開放2）無機離子學說 受重視光一保衛(wèi)細胞光合磷酸化產(chǎn)生ATP一活化質膜上H+-ATP酶一H+泵至膜外一胞外K+進入胞內（同時Cl-進入）一水勢下降一吸水一氣孔張開蘋果酸生成學說總圖： 保衛(wèi)蜩胞進行光合作用 呼眼f用[cojWBt 光合磴酸化氧化磷酸化淀粉水溪' pH升高I\ ATPEMPPEPi-IlCOy1^^率種￡ K.蘋如蔓、偵、匚1僧*1 1活化H+』TFg|―皿■施水勢下降I 排出ir向用圄地番峻水，睇壓升高

氣孔靜植物根系對水分的吸收部位：根毛區(qū)途徑：共質體途徑（經(jīng)過胞間連絲從一個細胞質到另一個細胞質）跨膜途徑（兩次經(jīng)過質膜）、質外體途徑（細胞壁、細胞間隙等原生質以外的部分）吸水動力：根壓（主動吸水，傷流+吐水）+蒸騰拉力（被動吸水，動力為水勢梯度。高大樹木吸水主要靠蒸騰拉力；只有春季葉片未展開時，根壓才成為主要吸水動力。）影響根系吸水的土壤因素（1） 土壤中可利用的水分：重力水（因重力作用而下降的水分，有害無益）毛細管水（主要吸收的水）吸濕水（束縛水，植物不易吸收）（2） 土壤溫度（3） 土壤通氣狀況（4） 土壤溶液濃度：“燒苗”現(xiàn)象第二章：植物的礦質營養(yǎng)植物礦質元素的種類1、 根據(jù)含量劃分大量元素（＞0.1%干重）C、H、O、N、K、Ca、Mg、P、S、Si微量元素（＜0.1%干重）Fe、Cl、Mn、B、Na、Zn、Cu、Mo、Ni、2、 按必需性劃分＞必需元素（19種）（第一步劃分的元素）?非必需元素3、 根據(jù)必需礦質元素的生理功能分組第一組：作為碳水化合物部分的營養(yǎng)：N、S第二組：能量貯存及結構完整性的營養(yǎng)：P、Si、B第三組：保留離子狀態(tài)的營養(yǎng)：K、Ca、Mg、Mn、Cl、Na第四組：參與氧化還原的營養(yǎng)：Fe、Zn、Cu、Mo、Ni礦質元素的功能及缺乏癥功能：N氨基酸、酰胺、蛋白質、核苷酸、核酸、輔酶、氨基己糖等的成分P糖的磷酸酯、核苷酸、核酸、輔酶、磷脂、肌醇磷酸等的成分，在有ATP參加的反應中起關鍵作用K40多種酶的輔助因子，參與氣孔的運動，維持細胞的電中性S半胱氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、蛋白質、硫辛酸、輔酶A、焦磷酸硫胺素、谷胱甘肽、生物素、腺苷酰硫酸等的成分Ca細胞壁胞間層的組分，某些參與ATP和磷脂水解的酶的輔助因子，在代謝的調節(jié)中充當“第二信使”Mg被參與磷酸轉移的大量酶非持異地需要，葉綠素的成分Fe作為細胞色素和非血紅素鐵蛋白組分而參與光合作用、呼吸作用和固氮Mn一些脫氫酶、脫羧酶、激酶、氧化酶、過氧化物酶表現(xiàn)活性所需，被其他陽離子激活的酶非特異地需要，參與光合作用中O2的釋放B間接證據(jù)表明參與碳水化合物的運輸，與某些碳水化合物形成復合體Cu抗壞血酸氧化酶、酪氨酸酶、單胺氧化酶、尿酸酶、細胞色素氧化酶的重要組分質體藍素的成分Zn乙醇脫氫酶、谷氨酸脫氫酶、碳酸酐酶等酶的必須組分Ni尿酶的必須組分Mo硝酸還原酶的組分，為固氮所必需Cl光合作用中O2的釋放所需體內不可移動元素：Ca,B,Cu,S,Fe,Mn 缺乏癥從幼葉開始體內可移動元素：N,P,K,Mg,Zn 缺乏癥從老葉開始缺乏時缺綠：Fe（葉綠素合成），Mg（組分），Mn（合成），Cu（質體藍素組分），S、N（蛋白質合成一葉綠素）例子：K:外葉緣失綠Ca:蔥頭發(fā)生心腐，番茄臍腐病Mg：下位葉失綠Si：倒伏Fe：幼葉葉脈間缺綠，華北果樹的'黃葉病”（堿性土或石灰質土易缺乏）B：湖北甘藍型油菜“花而不實”，華北棉花“蕾而不花，黑龍江小麥不結實，甜菜干腐病，花菜褐腐病，馬鈴薯卷葉病。Cu：柑桔果面產(chǎn)生很多褐斑點Zn：華北蘋果、桃等果樹，小葉癥”、“叢枝癥”，禾谷類，白苗癥”，云南省玉米“花白葉病”。P：水稻赤褐色斑點，生育期延長植物細胞對礦質元素的吸收方式和機理方式：?簡單擴散：被動＞離子通道：被動 L＞載體運輸：被動、主動J協(xié)助擴散＞離子泵：主動＞胞飲作用機理：簡單擴散：溶質從濃度高的區(qū)域跨膜移動到濃度低的鄰近區(qū)域（被動運輸）.離子通道：離子通道（IonChannel）：是一類內在蛋白，橫跨膜兩側，由化學方式及電化學方式激活，順著電化學勢梯度單向被動地跨質膜運輸離子。屬于協(xié)助擴散（被動運輸）、速度快。如K+、Cl-、Ca2+、NO3-離子通道載體運輸：質膜上的載體蛋白（內在蛋白）有選擇地與質膜一側的分子或離子結合，形成載體-物質復合物，通過載體蛋白構象變化，透過質膜，把分子或離子釋放到質膜的另一側。1） 單向運輸載體（被動）：?催化分子或離子單方向跨膜運輸，順電化學勢差進行。質膜上有Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等單向載體。?順電化學勢梯度跨膜轉運，不需要細胞提供能量。2） 同向運輸載體（主動）載體蛋白與H+結合同時又與另一分子或離子（如：Cl-、NO3-、NH4+、PO43-、SO42-、氨基酸、肽、蔗糖、己糖）結合，向同一方向運輸3） 反向運輸載體（主動）載體蛋白與H+結合同時又與其它分子或離子（如：Na+）結合，兩者向相反方向運輸離子泵運輸：質膜上存在ATP酶催化ATP水解釋放能量，驅動離子的轉運。植物細胞膜上的離子泵主要有離子泵和鈣泵。1） 質子泵：質膜上H+-ATP酶水解ATP作功，將膜內側H+泵向膜外側，膜外［H+］升高，產(chǎn)生電化學勢差，它是離子或分子進出細胞的原動力，又稱生電質子泵。a） 陽離子可通過通道順電化學勢差進入細胞b） 伴隨H+回流發(fā)生協(xié)同運輸*共向運輸*反向運輸：離子泵運輸（分類：H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、H+-焦磷酸酶）2） 鈣泵:Ca2+-ATP酶、（Ca2+,Mg2+）-ATP酶胞飲作用物質吸附在質膜上，通過膜的內折形成囊泡，轉移到細胞內攝取物質及液體的過程，是非選擇性吸收，吸收大分子的可能途徑。分為內吞作用、外排作用、出胞現(xiàn)象4.根部吸收礦質元素的特點植物吸收礦質元素與吸收水分的關系A、相關性-礦質必須溶解在水中才能被吸收?礦質隨水分運輸而被運送到植物體的各個部分-礦質的吸收導致水勢下降促進水分的吸收-水分上升把導管中的無機鹽帶到莖葉中，降低導管中鹽的濃度，從而促進無機鹽的吸收B、相對獨立性-二者從吸收比例上無定量關系?礦質的吸收多為主動吸收，是植物的選擇吸收，而水分的吸收主要是因蒸騰而引起的被動吸收2、 植物吸收礦質元素的選擇性?對同一溶液中的不同離子的選擇性吸收?對同一鹽分中陰陽離子的選擇性吸收生理酸性鹽一(NH4)2SO4，植物吸收NH4+比SO42-多，土壤酸性加大。生理堿性鹽一NaNO3，植物吸收NO3一比Na+多，土壤堿性加大。生理中性鹽一NH4NO3，植物吸收陰離子和陽離子量相近，而不改變土壤酸堿性。3、 單鹽毒害和離子拮抗單鹽毒害(ToxicityofSingleSalt):溶液中只含有一種金屬離子對植物起有害作用的現(xiàn)象。?離子拮抗作用(IonAntagonism)：在發(fā)生單鹽毒害的溶液中，如加人少量其他金屬離子，即能減弱或消除這種單鹽毒害，離子之間的這種作用稱冷?。?平衡溶液(BalancedSolution)：將必需的礦質元素按一定濃度與比例配制成混合溶液，這種對植物生長有良好作用而無毒害的溶液，稱為??。氮的同化?生物固氮一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。1..固氮微生物的類型：原核生物共生固氮微生物：豆科植物的根瘤菌、非豆科植物的放線菌自生固氮微生物：好氣細菌、嫌氣細菌、藍藻(自生、共生兼?zhèn)?生物固N的條件：-固N生物：原核生物-固N酶系統(tǒng)：-電子供體(NADH、NADPH)?電子載體：鐵氧還蛋白Fd、黃素氧還蛋白FldATP及Mg+2(1:1)?氧的防護機構：呼吸保護、構象保護、膜的分隔保護(豆血紅蛋白)?氨的合成機構?溫度：30°C，PH7.2第三章：植物的光合作用光合色素的種類及特征種類：葉綠素類：chla、chlb、chlc、chld類胡蘿卜素類：胡蘿卜素、葉黃素；藻膽素類：藻紅素、藻藍素(與蛋白質(藻膽蛋白：藻紅蛋白、藻藍蛋白)結合緊密)特征：.光合色素的化學性質：葉綠素a：CH3葉綠素b：CHO置換反應：鎂可被H+置換形成去鎂葉綠素，溶液褐色，被Cu置換為銅代葉綠素，溶液翠綠。）光學性質：（1）葉綠素吸收光譜最大吸收區(qū)：紅光區(qū)640?660nm（特有）藍紫光區(qū)430?450nm。chla在紅光區(qū)吸收帶偏向長波光，吸收帶寬，吸收峰高。chlb在藍紫光區(qū)的吸收帶比chla寬、吸收峰高，更利于吸收短波藍紫光。故陰生植物比陽生植物chlb含量高。（2）類胡蘿卜素吸收光譜最大吸收區(qū)域：藍紫光區(qū)（3）藻膽素吸收光譜：藻藍素吸收峰：橙紅區(qū)藻紅素吸收峰：綠光區(qū)、黃光區(qū)（4）熒光現(xiàn)象：葉綠素在投射光下為綠色，反射光紅色。功能:1） 葉綠素：大部分葉綠素a和全部葉綠素b有收集和傳遞光能的作用。少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a有將光能轉換為化學能的作用。2） 類胡蘿卜素：有收集和傳遞光能的作用和防護葉綠素免受多余光照傷害的作用。光合作用的特征綠色植物吸收太陽光能，同化CO2和H2O,制造有機物并釋放O2的過程。光CO2+H2O* *（CH2O）+O2*葉綠體?水被氧化為分子態(tài)氧?CO2被還原到糖的水平?同時發(fā)生光能的吸收、轉化和貯藏光合作用的意義（一） 是自然界巨大的物質轉換站（二） 是自然界巨大的能量轉換站（三）凈化環(huán)境，維持大氣O2、CO2平衡反應類型:I 「原初反應 一光能的吸收、傳遞、轉換光反應」電子傳遞（光合放氧）I電能轉變?yōu)榛钴S的化學能，通過水（基粒片層）〔光合磷酸化 J的裂解和光合磷酸化形成高能產(chǎn)物ATP、NADPHrC3途經(jīng)'暗反應JC4途經(jīng)L碳同化（葉綠體基質）〔CAM途徑」光合作用的步驟1）原初反應：光能的吸收、傳遞和轉換光能（光子）一電能（高能電子）2）電子傳遞和光合磷酸化電能（高能電子）一活躍化學能（ATP、NADPH）3）碳同化（酶促反應，受溫度影響）活躍化學能一穩(wěn)定化學能（碳水化合物等）三條：C3途徑---C3植物C4途徑---C4植物CAM途徑---CAM植物光反應的特征和機理1原初反應：從葉綠素分子受光激發(fā)到最初光化學反應為止的過程，包括光能的吸收、傳遞和轉換。光能（光子）一電能（高能電子）步驟：⑴聚光色素吸收光能激發(fā)并傳遞。⑵反應中心色素吸收光能被激發(fā)成激發(fā)態(tài)（Chl*）。Chl Chl*（P）光（P*）⑶Chl*將一個電子傳遞給原初電子受體（A）,A獲得一個電子而Chl缺少一個電子。Chl*（P*）+A kChl+（P+）+A-⑷ Chl+從原初電子供體（D）獲得一個電子，Chl+恢復原狀，D失去一個電子被氧化。Chl+（P+）+D Chl（p）+D+反應結果 D被氧化，A被還原D+A D++A-2電子傳遞和光合磷酸化：電能（高能電子）一活躍化學能（ATP、NADPH）1） 光系統(tǒng)——光合色素分子與蛋白質結合形成的色素蛋白集團定位在光合膜上。PSI:小顆粒，中心色素P700，D是PC（質體藍素或質體菁），A是Ao（葉綠素）PSII:大顆粒，中心色素P680，D是Tyr（酪氨酸殘基），A是Pheo（去鎂葉綠素）2） 電子傳遞和質子傳遞-光合鏈一一定位在光合膜上的許多電子傳遞體與PSII、PSI相互連接組成的電子傳遞總軌道，又叫“Z”鏈-光合鏈組成：傳遞電子和質子的4個復合體-（1）PSI核心復合體：核心復合體、放氧復合體OEC、PSI捕光復合體LHCI功能：氧化水釋放H+、O2、電子類囊體膜腔側，還原質體醍PQ基質一側（2） Ctyb6-f復合體：分布均勻，（3） ?$1核心復合體：位置：基質片層和基粒片層的非垛疊區(qū)組成：PSI捕光復合體LHCI、P700、A0（chla）、A1（葉醍，vitK1）、Fe4-S4（Fe-SX或FX,Fe-SA或FA,Fe-SB或FB）（4） ATP合酶復合體：（偶聯(lián)因子）位于：基質片層和基粒片層的非垛疊區(qū)組成：頭部CF1（五種多肽3a3BY&8，親水）柄部CF0（H+通道，有ATP酶活性）（5） PQ：質體醍可移動的電子載體，傳遞電子和質子----PQ穿梭（6） PC：質體菁（質體藍素）存在于類囊體腔中（7） Fd：鐵氧還蛋白Fp：鐵氧還蛋白一NADP還原酶（FNR）3）光合電子傳遞類型（一）非環(huán)式電子傳遞：水光解放出電子經(jīng)PSI和PSH最終傳遞給NADP+的電子傳遞。其電子傳遞是開放的。Z鏈途徑：H2O一PSn一PQ一Cytb6f一PC一PSI一Fd一FNR一NADP+結果：產(chǎn)物有02、ATP、NADPH特點：*電子傳遞路徑是開放的，電子傳遞中偶聯(lián)磷酸化*兩個光系統(tǒng)串聯(lián)協(xié)同作用，PQ、PC、Fd可移動*最初電子供體H2O，最終電子受體NADP+（二） 環(huán)式電子傳遞：PSI產(chǎn)生的電子傳給Fd,再到Cytb6f復合體，然后經(jīng)PC返回PSI的電子傳遞。途徑：PSI一Fd一（NADPH一PQ）一Cytb6f一PC一PSI特點：電子傳遞路徑是閉路，只涉及PSI,產(chǎn)物無O2和NADPH，只有ATP（三） 假環(huán)式電子傳遞：水光解放出的電子經(jīng)PSI和PSn最終傳遞給02的電子傳遞，也稱Mehler反應。- 與非環(huán)式電子傳遞區(qū)別：最終電子受體是02，不是NADP+，一般在強光、NADP+供應不足時發(fā)生。?途徑：H20一PSn一PQ一Cytb6f一PC一PSI一Fd一02-特點：電子傳遞路徑是開放的產(chǎn)物有02、ATP、無NADPH最終電子受體是02生成超氧陰離子自由基02-*注：光合鏈中的Fd是電子傳遞的分叉點，因為此后電子有多種去向。光合磷酸化）定義：葉綠體在光下將ADP和Pi轉化為ATP。）類型：?非環(huán)式光合磷酸化：基粒片層進行光2ADP+2Pi+2NADP++2H20 2ATP+2NADPH+2H++02?循環(huán)式光合磷酸化：基質片層中補充ATP不足ADP+Pi光.ATP經(jīng)非環(huán)式光合電子傳遞時，每分解2molH20，釋放1mol02，4mol電子經(jīng)傳遞使類囊體膜內增加8molH+，偶聯(lián)形成約3molATP和還原2molNADP+。形成同化力： ATP、NADPH暗反應的特征和機理（一）C3途徑（光合環(huán)，卡爾文循環(huán)）1、 三個階段：羧化、還原、再生（方程式：課件69、70）2、 過程概述：羧化：核酮糖二磷酸與二氧化碳和水反應后，酮基斷裂并變成羧基，形成兩個各含一個磷酸和一個羧基的3-磷酸甘油酸。還原：3-磷酸甘油酸與ATP反應，在鎂離子的催化下，P替換一個羧基的H，變成1、3-二磷酸甘油酸。然后這個不穩(wěn)定的含P的羧基被NADPH和H離子還原成醛基，變成3-磷酸甘油醛。再生：通過一系列反應使3-磷酸甘油醛變成核酮糖二磷酸繼續(xù)反應?？偨Y：1） 、C02最初受體是RuBP（核酮糖二磷酸），固定C02最初產(chǎn)物PGA（3-磷酸甘油酸），最初形成糖是PGAld（3-磷酸甘油醛）2） 、物質轉化：要中間產(chǎn)物收支平衡，凈得一個3C糖（磷酸丙糖GAP或1、3-二磷酸甘油酸DHAP），需羧化三次，即3RuBP固定3C02。

3） 、能量轉化：同化1CO2,需3ATP和2NADPH，同化力消耗主要在還原階段4） 、總反應式：3CO2+3H2O+3RuBP+9ATP+6NADPH-PGAld+6NADP++9ADP+9Pi3、C3途徑的調節(jié)：1） 自身催化：中間產(chǎn)物濃度的增加促進C3環(huán)（RUBP含量低時，磷酸丙糖不運輸出去，用來合成RUBP,循環(huán)穩(wěn)態(tài)時才輸出。）2） 光的調節(jié)：光增加Rubisco活性，Rubisco是固定CO2的酶，可羧化和加氧。CO2「羧化加氧（二）C4途經(jīng)1、C4植物葉片解剖及生理學特點C4植物C3植物維管1鞘細胞大、多.小，較少.束鞘2具較大葉綠體，多，無基粒無（或不發(fā)達）.細晌3能產(chǎn)生淀粉粒.不能.葉1葉綠體小、少，有基粒.具正常葉綠體.肉松.2有“花環(huán)”結構.無“花環(huán)”結構、排列細3與鞘細胞間有大量胞間連絲不是大量.胞2、 反應羧化、轉3、 特點1） 、CO22） 、最初3） 、在兩4） 、起“4、 C4途彳4小形成淀粉粒.廳程移、脫羧與還原、再生最初受體是PEP產(chǎn)物四碳二羧酸OAA種細胞中完成：葉肉細胞、鞘細胞CO2”泵作用，不能將CO2轉變?yōu)樘菑降娜N類型形成淀粉粒.類型進入維管束鞘脫羧返回葉肉細胞的C4部位脫羧酶酸細胞C3酸示例NADP蘋依賴NADP玉米果酸型蘋果酸葉綠體蘋果酸酶丙酮酸甘蔗高粱NAD蘋果天冬氨酸線粒體 依賴NAD丙氨酸狗尾草酸型蘋果酸酶馬齒莧PEP羧化天冬氨酸細胞質 PEP羧丙氨酸羊草酶型5、C4途彳化酶徑的調節(jié)丙酮酸非洲鼠尾栗1） 光調節(jié)酶活性：蘋果酸脫氫酶丙酮酸磷酸二激酶PPDK2） 效應劑調節(jié)PEP羧化酶的活性：Mal、Asp抑制，G6P增加其活性3）二價金屬離子都是C4植物脫羧酶的活化劑：Mg++或Mn++（三）CAM途徑1、 CAM植物解剖學、生理學特點（1）解剖學特點：劍麻、仙人掌、菠蘿、蘆薈、百合（2）生理學特點：*氣孔夜間開放，吸收CO2，白天關閉*綠色細胞有機酸含量夜間上升，白天下降*細胞淀粉含量夜間下降，白天上升2、 CAM途徑與C4途徑比較相同點：都有羧化和脫羧兩個過程都只能暫時固定CO2，不能將CO2還原為糖CO2最初受體是PEP，最初產(chǎn)物是OAA催化最初羧化反應的酶是PEP羧化酶不同點：C4途徑羧化和脫羧在空間上分開羧化一一葉肉細胞、脫羧一一鞘細胞CAM途徑羧化和脫羧在時間上分開羧化——夜晚、脫羧——白天3、 CAM的調節(jié)>短期調節(jié)：PEP羧化酶夜間有活性，吸收固定CO2；PEP脫羧酶白天才有活性，釋放CO2，進行光合作用，滿足CAM晝夜調節(jié)的要求。>長期調節(jié)：在長期（季節(jié)）的干旱條件下，某些兼性或誘導的CAM植物保持CAM類型；但在水分充足時，則轉變?yōu)镃3類型，即氣孔白天開放，夜晚關閉。4、 光呼吸光呼吸一植物綠色細胞依賴光照，吸收02釋放CO2的過程。1） 過程：葉綠體：合成乙醇酸過氧化物酶體：氧化乙醇酸線粒體：釋放C022） 底物：RuBP，受Rubisco催化，光合作用和光呼吸的影響取決于C02與02的比例。*高光呼吸植物一具有明顯的光呼吸。如小麥、大豆、煙草等C3植物。*低光呼吸植物一光呼吸很微弱，幾乎檢測不出來。如高粱、玉米、甘蔗、莧菜等C4植物。光呼吸的生理意義光呼吸是處理乙醇酸的有效途徑光呼吸消耗多余能量，保護葉綠體免受干旱、高溫、強光破壞，避免產(chǎn)生光抑制。減輕02對光合碳同化的抑制作用回收碳素：Rubisco雙功能雖導致?lián)p失一些有機碳，但通過C2環(huán)可回收75%碳，避免損失過多。與氮代謝有關光呼吸調控C02/02比值、光、溫、PH、抑制劑、篩選低光呼吸品種.光呼吸和暗呼吸比較對光和02的要求不同:需02和光底物不同：乙醇酸進行部位不同：綠色細胞進行細胞器不同：葉綠體、過氧化物體、線粒體代謝途徑不同：C2途徑中間產(chǎn)物、能量需求不同：耗能過程生理意義不同總結：乙醇酸在葉綠體中生成（需02），過氧化物體中氧化（需02），線粒體中脫羧（放C02）注：C3植物葉肉細胞的過氧化物體較多，而C4植物的過氧化物體大多數(shù)在維管束鞘的薄壁細胞內。5.C3、C4、CAM的機理和特征 特 征C3植物C4植物CAM植物植物類型溫帶植物熱帶亞熱帶植物干旱地區(qū)植物葉結構無花環(huán)結構有花環(huán)結構無花環(huán)結構CO2固定酶RUBP羧化酶PEP羧化酶RUBP羧化酶PEP羧化酶RUBP羧化酶CO2固定途徑C3途徑C3、C4途徑C3、CAM最初CO2受體RUBPPEP光RUBP暗PEPCO2固定最初產(chǎn)物PGAOAA光PGA暗OAA光合速率中高低蒸騰系數(shù)高中低飽和光強全日照1/2無無第四章：呼吸作用呼吸多樣性一、糖分解代謝途徑的多樣性1、糖酵解（EMP途徑）-淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在無氧狀態(tài)下分解成丙酮酸的過程。?發(fā)生部位：細胞質氧化-還原輔酶：NAD+反應式：C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi—2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP+2H2O2、三羧酸循環(huán)（TCA環(huán)）?丙酮酸在有氧條件下逐步氧化分解，形成水和二氧化碳的過程。發(fā)生部位：線粒體反應式：2CH3COCOOH+8NAD++2FAD+2ADP+2Pi+4H2O —

6CO2+2ATP+8NADH+8H++2FADH23、戊糖磷酸途徑(HMP)?發(fā)生部位：細胞質和質體氧化-還原輔酶：NADP+反應式：6G6P+12NADP++7H2O一6CO2+12NADPH+12H++5G6P+Pi4、糖代謝途徑的比較EMPTCA環(huán)/Krebs環(huán)PPP/HMP發(fā)生部位細胞質線粒體細胞質、質體氧的參與無氧有氧有氧底物淀粉、葡萄糖或其他六碳糖丙酮酸6-磷酸葡萄糖產(chǎn)物2丙酮酸2ATP2NADH3CO2ATP4NADHFADH26CO212NADPH、呼吸電子傳遞途徑的多樣性途徑定位NADH來源NADH脫氫酶魚藤酮抑制抗霉素抑制CN-抑制P/O主路內膜內源FMN敏感敏感敏感2.5支路1內膜內側內源FP2不敏感敏感敏感1.5支路2內膜外側外源FP3不敏感敏感敏感1.5支路3外側外源FP4(FAD)不敏感不敏感敏感0.5交替途徑內側內源非血紅素蛋白敏感不敏感不敏感1三、末端氧化酶的多樣性酶輔基定位與O2的親和力與ATP的偶聯(lián)CN的抑制CO的抑制其他特點細胞色素氧化酶血紅素Fe、Cu線粒體極高+++++最主要的，電子傳遞給O2交替氧化酶非血紅素Fe線粒體高+--對氰化物不敏感酚氧化酶Cu細胞液中-++植物組織受傷，細胞結構解體抗壞血酸氧化酶Cu細胞液低-+-受精過程乙醇酸氧化酶FMN過氧化物酶體低---催化乙醇酸氧化為乙醛酸末端氧化酶：在有氧呼吸中，將電子傳遞給02,使其活化，形成H2O或H2O2的酶，或呼吸過程中最終被02所氧化的酶。第六章：植物體內有機物運輸植物體內有機物運輸?shù)男问剑狠o導書P105(五)1植物體內有機物運輸?shù)耐緩剑狠o導書P105(五)1同化產(chǎn)物的配置和分配同化產(chǎn)物在植物體中的分布有兩個水平：配置、分配一、配置 指源葉中新形成同化產(chǎn)物的代謝轉化。＞代謝利用＞合成暫時貯藏化合物＞從葉輸出到植株其他部分二、分配 指新形成同化產(chǎn)物在各種庫之間的分布。1、 分配方向＞不同生育期-光合產(chǎn)物一般優(yōu)先分配到生長中心＞不同葉位的葉片-就近供應、同側運輸＞不同葉齡的葉片2、 庫強度及其調節(jié)庫強度=庫容量X庫活力膨壓、植物激素、蔗糖有機物分配的規(guī)律從源到庫、優(yōu)先分配生長中心、同側運輸就近分配、可再分配利用第八章：植物生長物質1.五大激素的合成和運輸生長素類(IAA)赤霉素類(GA)細胞分裂素類(CTK)乙烯(ETH)脫落酸(ABA)合成場所葉原基、嫩葉和發(fā)育中的種子質體、內質網(wǎng)、胞質溶膠微粒體液泡膜內表面胞質溶膠

前體色氨酸吲哚乙醇蕓苔葡糖硫苷甲瓦龍酸甲瓦龍酸蛋氨酸甲瓦龍酸關鍵酶轉氨酶脫羧酶脫氫酶加氧酶細胞分裂素合酶ACC合酶ACC氧化酶ACC丙二?；D移酶、一 —IX運輸萬式極性運輸運輸無極性運輸無極性運輸無極性運輸無極性舉例IAA、IBANAA、2,4-DGA3Zeatin、6-BAKinetin玉米素核苷異戊烯基腺苷2.五大激素的主要生理作用生長素類赤霉素類細胞分裂素類乙烯脫落酸抑制器官脫落防止器官脫落延緩葉片衰老，維持綠色促進器官脫落促進脫落促進細胞伸長(酸化作用)插枝生根促進細胞伸長(矮玉米長高)促進營養(yǎng)生長促進細胞分裂和擴大促進細胞擴大三重反應抑制細胞分裂和伸長延長休眠打破休眠促進休眠性別決定單性結實單性結實促進果實成熟促進菠蘿開花代替長日照、低溫促進開花促進開花維持頂端優(yōu)勢誘導a-淀粉酶等水解酶形成誘導芽的分化促進次生物排出(橡膠樹泌乳)促進氣孔關閉提高抗逆性第九章：光形態(tài)建成光受體的種類- 光敏色素(Phytochrome)：紅光及遠紅光區(qū)域的光隱花色素(Cyptochrome)和向光素(Phototropin)：藍光和近紫外光區(qū)域的光UV-B受體：紫外光B(UV-B)區(qū)域的光光受體的特征：略光受體的生理作用：光敏色素1)、快反應 秒/分＞棚田效應(TanadaEffect):離體綠豆根尖在紅光下誘導膜產(chǎn)生少量正電荷，所以能粘附在帶負電荷的玻璃表面，而遠紅光照射則逆轉這種粘附現(xiàn)象。＞轉板藻葉綠體運動

-紅光一Pfr增多一跨膜Ca2+流動一細胞質中Ca2+增加一鈣調素活化一肌球蛋白輕鏈激酶活化一肌動蛋白收縮運動一葉綠體轉動2）、慢反應 小時/天紅光促進萵苣種子萌發(fā)、誘導幼苗去黃化反應藍光受體：也叫藍光/近紫外光受體，有隱花色素（Cryptochrome）和向光素兩種。高等植物受藍光/近紫外光調節(jié)的反應主要有向光性，抑制幼莖伸長，刺激氣孔張開和調節(jié)基因表達等。UV-B受體：近紫外光：通常指波長長于300nm的紫外光。＞紫外光-B對植物的整個生長發(fā)育和代謝都有影響：-植株矮化、葉面積減小，干物質積累下降，氣孔關閉，葉綠體結構破壞，葉綠素及類胡蘿卜素含量下降，Hill反應下降，PSII電子傳遞受影響，抗紫外色素合成增加第十章：植物的生長生理種子萌發(fā)及休眠一、種子萌發(fā)的過程＞種子吸水萌動＞內部物質和能量的轉化＞胚根、胚芽的生長，胚根突破種皮.、影響種子萌發(fā)的外界條件＞水分足夠、氧氣充足、溫度適當、光照三、種子萌發(fā)的生理、生化變化吸脹作用生化準備階段

胚根長出，滲透吸水1、 種子的吸水吸脹作用生化準備階段

胚根長出，滲透吸水＞急劇快速吸水階段＞吸水緩慢階段＞再次快速吸水階段2、 呼吸作用的變化和酶的形成＞呼吸轉變無氧呼吸一有氧呼吸＞酶的形成 酶的釋放或活化，酶的重新合成3、有機物的轉變異養(yǎng)一自養(yǎng)-碳水化合物的轉變：淀粉酶（a-淀粉酶、B-淀粉酶），脫支酶，麥芽糖酶，淀粉磷酸化酶-脂肪的轉變：圓球體、乙醛酸循環(huán)體、線粒體、胞質溶膠四、 種子的壽命＞種子壽命（SeedLongevity）：種子從采收到失去發(fā)芽力的時間。＞低溫、干燥條件下貯藏，壽命較長＞頑拗性種子（RecalcitrantSeed）：與通常的種子相反，不耐脫水干燥和低溫貯藏。五、 種子的休眠的原因：種皮限制、種胚未成熟、胚未完成后熟作用、抑制物存在細胞生長的特征和影響因素細胞發(fā)育過程分三個時期：分裂期（分生期），伸長期（擴大期），分化期（成熟期）一、細胞分裂特征：代謝旺盛、原生質特別是DNA大量合成、細胞數(shù)目增加影響因素：細胞分裂與植物激素＞生長素和細胞分裂素 刺激G1cyclin積累＞脫落酸 阻止進入S期＞赤霉素 促進Cyclin表達二、細胞伸長特征：呼吸作用加強，蛋白質的積累影響：細胞壁的基本結構，植物生長物質對細胞伸長的影響，赤霉素和生長素促進細胞伸長，脫落酸抑制細胞伸長，細胞分裂素和乙烯促進細胞擴大植物運動的類型向性運動：由光、重力等外界刺激而產(chǎn)生，它的運動方向取決于外界的刺激方向＞向光性：植