植物生理學(xué)(王忠)復(fù)習(xí)筆記

第一章植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能1、細(xì)胞膜成分：由蛋白質(zhì)、脂類、糖、水和無機離子組成。eq\o\ac(○,1)膜脂主要是復(fù)合脂類，包括磷脂、糖脂、硫脂和固醇。eq\o\ac(○,2)膜蛋白分為兩類：外在蛋白〔水溶性〕和內(nèi)在蛋白〔疏水性〕。eq\o\ac(○,3)膜糖，細(xì)胞膜中的糖類大局部與膜蛋白共價結(jié)合，少局部與膜脂結(jié)合，分別形成糖蛋白和糖脂。eq\o\ac(○,4)水，植物細(xì)胞膜中的水大局部是呈液晶態(tài)的結(jié)合水eq\o\ac(○,5)金屬離子在蛋白質(zhì)與脂類中可能起鹽橋的作用2、細(xì)胞膜的功能：eq\o\ac(○,1)分室作用：細(xì)胞的膜系統(tǒng)不僅把細(xì)胞與外界環(huán)境隔開，而且把細(xì)胞內(nèi)的空間分割，使細(xì)胞內(nèi)部區(qū)域化，即形成各種細(xì)胞器，從而使細(xì)胞的代謝活動“按室進行”eq\o\ac(○,2)代謝反響的場所：細(xì)胞內(nèi)的許多生理生化過程在膜上有序進行eq\o\ac(○,3)物質(zhì)交換：質(zhì)膜的另一個重要特性是對物質(zhì)的透過具有選擇性，控制膜內(nèi)外進行物質(zhì)交換eq\o\ac(○,4)識別功能：質(zhì)膜上的多糖鏈分布于其外外表，似“觸角“一樣能夠識別外界物質(zhì)，并可接收外界的某種刺激或信號，使細(xì)胞做出相應(yīng)的反響3、細(xì)胞壁組成：是由胞間層初生壁以及次生壁組成。植物細(xì)胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白質(zhì)、酶類以及脂肪酸等。多糖主要是纖維素、半纖維素和果膠類，次生細(xì)胞壁中還有大量木質(zhì)素。4、細(xì)胞壁的功能：eq\o\ac(○,1)維持細(xì)胞形狀，控制細(xì)胞生長eq\o\ac(○,2)物質(zhì)運輸與信息傳遞eq\o\ac(○,3)防御與抗性eq\o\ac(○,4)代謝與識別功能第二章植物的水分生理1、束縛水：在細(xì)胞中被蛋白質(zhì)等親水性生物分子組成的膠體顆粒或滲透物質(zhì)所吸附不能自由移動的水。2、自由水：是指不被膠體顆?；驖B透物質(zhì)所吸附或吸附力很小而能自由移動的水。3、水勢：就是每偏摩爾體積水的化學(xué)勢。單位為N·m-2Ψw=Ψs+Ψp+Ψm+Ψg〔Ψw--水勢；Ψs--細(xì)胞液滲透勢；Ψp--細(xì)胞壁對內(nèi)容物產(chǎn)生的壓力勢；Ψm—親水膠體對水分子的吸附產(chǎn)生的襯質(zhì)勢；Ψg--重力勢〕4、主動吸水的動力是根壓，被動吸水的動力是蒸騰拉力。但無論哪種方式，吸水的根本動力仍然是細(xì)胞的滲透作用。5、影響根系吸水的因素：1〕根系自身因素：根系的有效性決定于根系的范圍和總外表積以及外表的透性，而透性又隨根齡和發(fā)育階段而變化2〕土壤因素：eq\o\ac(○,1)土壤水分狀況：當(dāng)土壤含水量下降時，土壤溶液水勢亦下降，土壤溶液與根部之間的水勢差減少，根部吸水減慢，引起植物體內(nèi)含水量下降eq\o\ac(○,2)土壤通氣狀況：在通氣良好的土壤中，根系吸水能力強；土壤透氣狀況差，吸水受抑制〔土壤通氣不良造成根系吸水困難的原因：1根系環(huán)境內(nèi)O2缺乏，CO2積累，呼吸作用受到抑制，影響根系主動吸水2長時期缺氧下根進行無氧呼吸，產(chǎn)生并積累較多的乙醇，根系中毒受害，吸水更少3土壤處于復(fù)原狀態(tài)，加之土壤微生物的活動，產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，這對根系生長和吸收都是不利的〕eq\o\ac(○,3)土壤溫度：土壤溫度不但影響根系的生理生化活性，也影響土壤水的移動性。因此，在一定的溫度范圍內(nèi)，隨土溫提高，根系吸水加快；反之，那么減弱〔低溫影響根系吸水的原因：1原生質(zhì)黏性增大，對水的阻力增大，水不易透過生活組織，植物吸水減弱2水分子運動減慢，滲透作用降低3根系生長受抑，吸收面積減少4根系呼吸速率降低，離子吸收減弱，影響根系吸水高溫加速根的老化過程，使根的木質(zhì)化部位幾乎到達根尖端，根吸收面積減少，吸收速率也減少〕eq\o\ac(○,4)土壤溶液濃度：土壤溶液濃度過高，其水勢降低。假設(shè)土壤溶液水勢低于根系水勢，植物不能吸水，反而要喪失水分6、蒸騰速率：指植物在一定時間內(nèi)，單位葉面積上散失的水量，常用g·dm-2·h-1表示蒸騰比率：指植物在一定時間內(nèi)干物質(zhì)的積累量與同期所消耗的水量之比蒸騰系數(shù)：指植物制造1g干物質(zhì)所消耗的水量〔g〕第三章植物的礦質(zhì)營養(yǎng)1、植物必須元素的3條標(biāo)準(zhǔn)：eq\o\ac(○,1)缺乏該元素，植物生長發(fā)育受阻，不能完成其生活史eq\o\ac(○,2)缺乏該元素，植物表現(xiàn)出專一的病癥，這種卻素病癥可以參加該土壤元素的方法預(yù)防或恢復(fù)正常eq\o\ac(○,3)該元素在植物營養(yǎng)生理上能表現(xiàn)直接的效果，而不是由于土壤的物理、化學(xué)、微生物條件的改善而產(chǎn)生的間接效應(yīng)。2、植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素的方式：被動吸收、主動吸收和胞飲作用3、通道蛋白：簡稱通道或離子通道，它是細(xì)胞膜中一類由內(nèi)在蛋白構(gòu)成的孔道，橫跨膜兩側(cè)，是離子順著電化學(xué)勢梯度被動單方向跨膜運輸?shù)耐ǖ馈?、載體蛋白：又稱載體、透過酶或運輸酶，它是一類跨膜運輸物質(zhì)的內(nèi)部蛋白，在跨膜區(qū)域不形成明顯的孔道結(jié)構(gòu)。5、根系吸收礦質(zhì)元素的特點：eq\o\ac(○,1)根系對礦質(zhì)元素吸收和水分吸收的相互關(guān)系：根系對礦質(zhì)元素和水分的吸收并不是同步進行的，二者的吸收是相互獨立的eq\o\ac(○,2)根系對礦質(zhì)元素吸收的選擇性：由于根系吸收礦質(zhì)元素要通過載體，而不同離子的載體數(shù)量和活性不同，這就使根系吸收礦質(zhì)元素具有選擇吸收的特點eq\o\ac(○,3)單鹽毒害與離子頡頏：將植物培養(yǎng)在單一鹽溶液中，不久便會呈現(xiàn)不正常狀態(tài)，最后整株死亡，這中現(xiàn)象稱為單鹽毒害。在單鹽溶液中假設(shè)參加少量其他鹽類，單鹽毒害現(xiàn)象就能減弱或消除，離子間能夠互相消除毒害的現(xiàn)象，叫離子頡頏。6、影響根系吸收礦質(zhì)元素的土壤因素：eq\o\ac(○,1)土壤溫度：在一定的范圍內(nèi)，根吸收礦質(zhì)元素的速率隨土壤溫度的升高而加快。土溫過高或過低，根系吸收礦質(zhì)元素的速率均下降eq\o\ac(○,2)土壤通氣狀況：通氣良好，一方面提高土壤O2分壓，另一方面降低土壤CO2分壓，十分有利于根的呼吸，促進根對礦質(zhì)元素的吸收eq\o\ac(○,3)土壤PH：土壤對礦質(zhì)元素的吸收有直接和間接兩種影響第四章植物的呼吸作用1、呼吸作用的生理意義：eq\o\ac(○,1)提供生命活動可利用的能量eq\o\ac(○,2)提供其他有機物合成原料3提供復(fù)原力eq\o\ac(○,4)提高抗病免疫能力2、糖酵解(EMP)：是指淀粉、葡萄糖或果糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在一系列酶參與下轉(zhuǎn)變?yōu)楸岬倪^程。作用：1在淀粉、葡萄糖、果糖等轉(zhuǎn)變?yōu)楸岬倪^程中產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物，通過它們可與其他物質(zhì)建立代謝關(guān)系2糖酵解的底物水平磷酸化生成看少量ATP，同時，生成了復(fù)原力NADH,NADH可在線粒體中被氧化生成ATP。3、三羧酸循環(huán)(TCA)：是指在有氧條件下，糖酵解途徑的最終產(chǎn)物丙酮酸進入線粒體，經(jīng)過一個包括二羧酸和三羧酸的循環(huán)而完全氧化，形成CO2與H2O的過程。作用：1生存ATP、NADH和FADH2,NADH和FADH2通過氧化磷酸化作用生成大量的ATP，為植物生命活動提供足夠的能量2是植物體內(nèi)糖、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸及其他物質(zhì)的共同代謝過程，這些物質(zhì)降解為丙酮酸、乙酰-CoA都可以通過三羧酸循環(huán)徹底氧化分解；三羧酸循環(huán)產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物又可以合成許多重要物質(zhì)。4、戊糖磷酸途徑〔PPP〕：是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進行進行的直接氧化降解的酶促反響過程作用：1為物質(zhì)的合成提供復(fù)原劑〔每氧化1mol的葡萄糖-6-磷酸可產(chǎn)生12mol的NADPH+H+,它可參與脂肪酸和固醇的生物合成〕2為物質(zhì)合成提供原料〔該途徑的中間產(chǎn)物3C、4C、5C、6C和7C糖的碳骨架是細(xì)胞內(nèi)不同的結(jié)構(gòu)糖分子的來源，其中核糖是合成核酸及ATP、NAD、CoA等重要生物分子的原料〕3提高植物的抗病力和適應(yīng)力〔植物在干旱、染病和受損傷等逆境條件下，戊糖磷酸途徑所占比例要比正常情況下有所提高〕5、抗氰呼吸：當(dāng)氰化物〔CN-〕做抑制劑可以阻斷NADH和FADH呼吸鏈的電子傳遞，大多數(shù)有機體的有氧呼吸途徑被強烈抑制。但在許多高等植物中，CN-對有氧呼吸的抑制作用很小，這種對于CN-不敏感的呼吸作用稱為抗氰呼吸。6、氧化磷酸化：就是呼吸鏈上的磷酸化作用，也就是底物脫下的氫，經(jīng)過呼吸鏈電子傳遞，氧化放能并伴隨ADP磷酸化生成ATP的過程。7、呼吸代謝的多樣性：eq\o\ac(○,1)底物氧化降解的多途徑〔不同環(huán)境條件下，植物呼吸底物的氧化降解可走不同的途徑。缺氧條件下植物可以通過糖酵解、酒精發(fā)酵或乳酸發(fā)酵進行無氧呼吸；有氧條件下進行三羧酸循環(huán)和戊糖磷酸途徑，植物染病時戊糖磷酸途徑加強〕eq\o\ac(○,2)電子傳遞途徑的多條〔植物處于正常情況下，主要以NADH和FADH呼吸鏈提供能量，當(dāng)某些植物開花或某些種子萌發(fā)時那么以抗氰呼吸鏈提供熱能，植物受到創(chuàng)傷時，酚氧化酶催化的呼吸鏈加強〕eq\o\ac(○,3)末端氧化酶的多種〔不同的末端氧化酶對O2的親和力不同，細(xì)胞色素氧化酶對氧的親和力最強，因此在低氧濃度情況下，仍能發(fā)揮良好的作用。而抗壞血酸氧化酶和乙醇酸氧化酶對氧的親和力弱，那么可在較高氧濃度下順利發(fā)揮作用〕意義：以上三方面構(gòu)成了完整的呼吸代謝途徑。糖酵解-三羧酸循環(huán)-NADH和FADH呼吸鏈?zhǔn)侵参镉醒鹾粑闹髀罚?dāng)它受阻時可以從其他的支路進行，它們互相聯(lián)系，互相制約，組成了極其復(fù)雜、調(diào)節(jié)自如的代謝網(wǎng)絡(luò)，從而使植物能在多變的環(huán)境條件下生長發(fā)育。8、呼吸商〔RQ〕：或稱呼吸系數(shù)，指植物組織在一定時間內(nèi)放出CO2的量與吸收O2的量之比。它可以反響呼吸底物的性質(zhì)和O2供給狀況。第五章植物的光合作用1、反響中心色素：它是少數(shù)葉綠素a分子，與特定的蛋白相結(jié)合，處于特殊狀態(tài)，能進行光化學(xué)反響，將光能轉(zhuǎn)換為電能。2、光合作用的三個階段：eq\o\ac(○,1)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換階段〔原初反響〕eq\o\ac(○,2)電能轉(zhuǎn)換為活潑的化學(xué)能〔電子傳遞和光和磷酸化〕eq\o\ac(○,3)活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能〔CO2同化〕3、紅降：在葉綠素吸收光譜范圍內(nèi)，大多數(shù)波長下其量子產(chǎn)額是相對恒定的，但對于大于680nm〔長波紅光〕時，雖然光量子仍被葉綠素大量吸收，光合效率卻急劇下降，這種現(xiàn)象被稱為紅降。4、愛默生效應(yīng)：在長波紅光〔>685nm〕照射下補照短波紅光〔約650nm〕，那么光合效益明顯增加，大于兩種波長單獨照射時的光合效率之和，這種現(xiàn)象稱為雙光增益效應(yīng)或愛默生效應(yīng)。5、兩個光系統(tǒng)：放氧光合生物中存在兩個不同的色素系統(tǒng)，所吸收的光推動兩個不同的光化學(xué)反響。一個光系統(tǒng)多680nm的短波紅光有較好吸收，稱為光系統(tǒng)Ⅱ〔PSⅡ〕；另一個光系統(tǒng)優(yōu)先吸收700nm的長波紅光，稱為光系統(tǒng)Ⅰ〔PSⅠ〕。6、光合磷酸化：是指葉綠體利用光能驅(qū)動電子傳遞，建立跨類囊體膜的質(zhì)子動力勢〔PMF〕，然后利用質(zhì)子動力勢將ADP和Pi合成ATP的過程。根據(jù)光合電子傳遞的途徑，光能磷酸化可以分為三個類型：非環(huán)式磷酸化、環(huán)式磷酸化和假環(huán)式磷酸化。7、光呼吸：是指植物綠色細(xì)胞進行的依賴光的吸收O2,釋放CO2的過程。發(fā)生在葉綠體、過氧化體和線粒體中。8、C3植物與C4植物的比擬〔1〕．形態(tài)結(jié)構(gòu)的區(qū)別：兩類植物在葉綠體的結(jié)構(gòu)及分布上不同〔見表1〕，因C3植物的維管束不含葉綠體，葉脈顏色較淺；C4植物的維管束含葉綠體，葉脈綠色較深有呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞。表1

C3和C4植物的葉綠體分布、結(jié)構(gòu)與功能比擬植物分

布結(jié)

構(gòu)功

能C3葉肉細(xì)胞為典型葉綠體既可進行光反響，也能進行暗反響C4葉肉細(xì)胞為典型葉綠體能進行光反響，通過C4途徑固定CO2維管束鞘細(xì)胞較多、較大，葉綠體不含類囊體不進行光反響，能夠進行暗反響〔

2〕．光合作用途徑的區(qū)別：C3植物與C4植物在光反響階段完全相同，都通過光反響產(chǎn)生O2、[H]〔實質(zhì)是NADPH〕和ATP，為暗反響階段提供同化力[H]和ATP。但其暗反響途徑不一樣，見表2。

C3植物與C4植物光合作用暗反響階段的場所與過程比擬植物分類場

所暗

反

應(yīng)途徑反

應(yīng)

過

程C3葉肉細(xì)胞葉綠體C3C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+〔CH2O〕+H2OC4葉肉細(xì)胞葉綠體C4C3〔PEP〕+CO2→C4維管束鞘細(xì)胞葉綠體C3C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+〔CH2O〕+H2O〔

3〕．光合作用產(chǎn)物積累部位的區(qū)別C3植物整個光合作用過程都是在葉肉細(xì)胞里進行的，光合作用的產(chǎn)物只積累在葉肉細(xì)胞中。C4植物中C4途徑固定的CO2轉(zhuǎn)移到C3途徑是在維管束鞘細(xì)胞中進行的，光合作用的暗反響過程也是在維管束鞘細(xì)胞中進行的，光合作用的產(chǎn)物也主要積累在維管束鞘細(xì)胞中?！?〕．適應(yīng)能力的區(qū)別：eq\o\ac(○,1)是因C4植物葉肉細(xì)胞的葉綠體固定CO2的酶——磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶〔簡稱PEP羧化酶〕與CO2的親和力強于C3植物葉綠體內(nèi)固定CO2的酶eq\o\ac(○,2)是C4植物與C3植物相比，光照較強時，其光呼吸明顯弱于C3植物，因而在光照較強的環(huán)境中，前者的產(chǎn)量較高。基于以上原因，在高溫、光照強烈和干旱的條件下，綠色植物的氣孔關(guān)閉。此時，C4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用、光呼吸較弱，而C3植物不僅不能利用細(xì)胞間隙中的CO2進行光合作用、光呼吸也較強，因而，C4植物比C3植物更能適應(yīng)高溫、光照強烈和干旱的環(huán)境9、為什么C4植物比C3植物光呼吸低：C4植物通過葉肉細(xì)胞的PEP羧化酶固定HCO-3,PEP羧化酶對HCO-3的親和力遠大于RuBP羧化酶對CO2的親和力。此外，HCO-3在溶液中的溶解度也遠大于CO2，有利于PEP羧化酶對碳的固定；C4途徑起”CO2泵”的作用將PEP羧化酶于葉肉細(xì)胞中固定的CO2“壓進”維管束鞘薄壁細(xì)胞中，增加了維管束鞘薄壁細(xì)胞中的CO2/O2的比率，降低了C4植物的光呼吸。10、CO2補償點：當(dāng)植物光合速率與呼吸速率相等時，外界環(huán)境的CO2濃度稱為CO2補償點。11、光合速率：是指單位時間、單位葉面積吸收CO2的量或放出O2的量。光合生產(chǎn)率：又稱凈同化率〔NAR〕,是指植物在較長時間內(nèi)，單位葉面積生產(chǎn)的干物質(zhì)量。凈光合速率的縮寫---PN12、影響光合作用的因素：eq\o\ac(○,1)葉齡eq\o\ac(○,2)光合產(chǎn)物輸出eq\o\ac(○,3)光照〔光照強度和光質(zhì)〕eq\o\ac(○,4)二氧化碳eq\o\ac(○,5)溫度eq\o\ac(○,6)水分eq\o\ac(○,7)礦質(zhì)元素eq\o\ac(○,8)光合作用的日變化第六章植物同化物的運輸與分配1、比集運量：即物質(zhì)在單位時間內(nèi)通過單位韌皮部或篩管橫截面積運輸?shù)牧?，一般以生長器官的干重增加量來度量。2、壓力學(xué)說：認(rèn)為篩管的液流是靠源端和庫端滲透作用所產(chǎn)生的壓力勢差而推動的。3、同化物的分配規(guī)律：eq\o\ac(○,1)優(yōu)先供給生長中心eq\o\ac(○,2)就近供給，同側(cè)運輸eq\o\ac(○,3)功能葉之間無同化物供給關(guān)系eq\o\ac(○,4)同化物的再分配與再利用第七章植物基因表達和細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)1、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：是指外界信號作用于細(xì)胞外表受體，引起胞內(nèi)信使的濃度變化，進而導(dǎo)致細(xì)胞應(yīng)答反響的一系列過程，其最終目的是使機體在整體上對外界環(huán)境的變化做出最為適宜的反響。2、膜上信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要由受體、G-蛋白和效應(yīng)器構(gòu)成。3、胞內(nèi)信號：也稱第二信使，是由膜上信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)產(chǎn)生的有調(diào)節(jié)性的細(xì)胞內(nèi)因子。第八章植物的生長物質(zhì)1、植物激素：是一些在植物體內(nèi)合成的，并經(jīng)常從產(chǎn)生部位轉(zhuǎn)移到作用部位，在低濃度下對生長發(fā)育起調(diào)節(jié)作用的有機物質(zhì)。2、植物生長調(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)。3、生長素的極性運輸：是指生長素只能從植物形態(tài)學(xué)上端向下端的運輸。4、生長素〔IAA〕：合成前體主要是色氨酸，生理效應(yīng)：eq\o\ac(○,1)促進伸長生長eq\o\ac(○,2)引起頂端優(yōu)勢eq\o\ac(○,3)促進器官和組織的分化eq\o\ac(○,4)誘導(dǎo)單性結(jié)實eq\o\ac(○,5)影響性別分化eq\o\ac(○,6)參與植物向性反響的調(diào)節(jié)。5、生長素的存在形式：一是游離型生長素，存在與植物旺盛生長與代謝強烈的部位，是發(fā)揮生理效應(yīng)的主要形式，生長素多以游離狀態(tài)存在。另一種是結(jié)合型或束縛型生長素，生物活性極低或無活性，通常是生長素的儲存形式，存在在種子等貯藏器官中。束縛型生長素在植物體內(nèi)的作用：1作為貯藏形式，吲哚乙酸與葡萄糖形成吲哚乙酰葡萄糖，在種子和貯藏器官中非常豐富2作為運輸形式，吲哚乙酸與肌醇結(jié)合形成吲哚乙酰肌醇儲存于種子中，發(fā)芽時，比吲哚乙酸更容易于運輸?shù)降厣喜?解毒作用，游離型生長素過多時，往往對植物產(chǎn)生毒害，吲哚乙酸和天門冬氨酸結(jié)合形成的吲哚乙酰天冬氨酸具有解毒作用4調(diào)節(jié)游離型生長素含量。6、赤霉素〔GA〕：合成前體主要是貝殼杉烯，生理效應(yīng)：eq\o\ac(○,1)促進莖的伸長生長eq\o\ac(○,2)促進細(xì)胞分裂與分化eq\o\ac(○,3)打破休眠eq\o\ac(○,4)促進抽薹開花eq\o\ac(○,5)促進座果eq\o\ac(○,6)誘導(dǎo)單性結(jié)實eq\o\ac(○,7)影響性別分化。7、細(xì)胞分裂素(CTK)：合成前體是甲羥戊酸和AMP，生理效應(yīng)：eq\o\ac(○,1)促進細(xì)胞分裂與擴大eq\o\ac(○,2)促進色素的生物合成eq\o\ac(○,3)促進芽的分化eq\o\ac(○,4)延遲葉片衰老eq\o\ac(○,5)促進側(cè)芽發(fā)育eq\o\ac(○,6)促進果樹花芽分化。8、脫落酸〔ABA〕：合成前體是甲瓦龍酸，生理效應(yīng)：eq\o\ac(○,1)抑制生長eq\o\ac(○,2)促進休眠，抑制種子萌發(fā)eq\o\ac(○,3)促進脫落eq\o\ac(○,4)增強抗逆性eq\o\ac(○,5)促進氣孔關(guān)閉eq\o\ac(○,6)影響開花9、乙烯〔ETH〕：合成前體是蛋氨酸，生理效應(yīng)：eq\o\ac(○,1)三重反響〔抑制莖的伸長生長、促進莖或根的增粗及莖的橫向生長〕與偏上生長〔器官的上部生長速度快于下部〕eq\o\ac(○,2)促進果實成熟eq\o\ac(○,3)促進脫落與衰老eq\o\ac(○,4)促進某些植物的開花與雌花分化eq\o\ac(○,5)其他效應(yīng)〔誘導(dǎo)插枝不定根的形成，促進根的生長和分化，打破種子和芽的休眠，誘導(dǎo)次生物質(zhì)分泌〕第九章植物的生長與運動1、植物組織培養(yǎng)：是指在無菌培養(yǎng)條件下，將離體的植物組織、器官或細(xì)胞進行培養(yǎng)，最后形成完整植株的技術(shù)。理論根底是植物細(xì)胞具有全能性。2、影響種子萌發(fā)的條件：足夠的水分、充足的氧氣和適宜的溫度，有些種子還需要光照條件1〕水分：1水分能軟化種皮，有利于氧氣供給和和胚根突破種皮2種子吸水到達一定程度時可使原生質(zhì)由凝膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z態(tài)，促進各種代謝進行3水分促進可溶性糖、氨基酸等物質(zhì)運輸?shù)脚?，供胚呼吸、生長所需4水分促進束縛型激素轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂尚停{(diào)節(jié)胚的生長2〕溫度：溫度影響種子吸水、氣體交換和酶的活性，從而影響呼吸代謝和胚的生長3〕氧氣：種子萌發(fā)是非?；顫姷纳顒?，通過旺盛呼吸作用不斷地供給生長代謝所需的能量。因此，O2成為種子萌發(fā)必不可少的條件。如果種子萌發(fā)期間供氧缺乏，那么會導(dǎo)致無氧呼吸，一方面貯藏物質(zhì)消耗過快，另一方面產(chǎn)生酒精引起中毒。4〕光照：光對大多數(shù)植物種子的萌發(fā)沒有明顯影響。但有些植物種子的萌發(fā)需要光，在暗中不能萌發(fā)或萌發(fā)率很低，這類種子稱為需光種子。而另一類種子萌發(fā)受光的抑制，在黑暗下易萌發(fā)，稱之為嫌光種子或需暗種子。3、植物生長的相關(guān)性：高等植物各個局部之間保持著相當(dāng)恒定的比例和相對確定的空間位置，植株不同局部的生長既相互依賴、相互促進，又相互制約，植物各個局部在生長上的相互促進和相互制約的現(xiàn)象稱為生長的相關(guān)性。4、地下與地上器官的相關(guān)性：主要變現(xiàn)為相互依賴相互促進的關(guān)系，原因是二者有營養(yǎng)物質(zhì)和微量生理活性物質(zhì)的交流。5、影響根冠比的環(huán)境條件：eq\o\ac(○,1)土壤水分：增加土壤水分供給促進地上局部生長，使根/冠比變小，減少水分供給，抑制地上生長，促進地下生長，使根冠變大eq\o\ac(○,2)氮肥：增加氮素供給使根/冠比變小，減少氮素供給使根/冠比變大。其原因是根系吸收的氮素首先滿足自己的需要，多余局部才向上運輸。eq\o\ac(○,3)磷肥：增施磷肥使根/冠比變大，減少磷肥使根/冠比變小。其原因是磷在碳水化合物的運輸中起著重要作用，促進葉內(nèi)光合產(chǎn)物向根系運輸，有利于根系生長，使根冠比增大。eq\o\ac(○,4)光照：在一定范圍內(nèi)，光照強度提高使光合產(chǎn)物增多，對地上局部和地下局部的生長都有利。但在強光下大氣相對濕度下降，植物地上局部蒸騰作用增加，往往使水分虧缺，加之強光下對生長素的破壞，地上局部的生長收到了不同程度的抑制，使根冠比增大。光照缺乏時，光合產(chǎn)物減少，地上局部合成的光合產(chǎn)物先滿足自己的需要，輸送給根系的光合產(chǎn)物很少，對根系生長的影響比地上局部生長的影響大，使根冠比降低。eq\o\ac(○,5)修剪：合理的修剪或整枝有減緩根系生長而促進地上局部生長的作用，使根冠比下降。6、光態(tài)建成:指依賴光調(diào)節(jié)和控制的植物生長、分化和發(fā)育過程7、光敏素〔PHY〕光學(xué)和生物化學(xué)性質(zhì)：光敏素是一種能夠接受光周期信號可溶于水的色素蛋白，它由生色基團〔色素〕和脫輔機蛋白質(zhì)〔Ap〕共價結(jié)合而成。生色團是由四個開鏈的吡咯環(huán)連接成的直鏈結(jié)構(gòu)，具有獨特的吸光特性。光敏素中的蛋白質(zhì)，帶有帶有許多極性基，并且?guī)в须姾?。光敏素在植物體內(nèi)有兩種存在形式，一種是紅光吸收型〔Pr〕，最大吸收波長在660nm；一種是遠紅光吸收型〔Pfr〕，最大吸收波長在730nm。兩種形式的光敏素吸收相應(yīng)波長的光后可相互轉(zhuǎn)化。8、種子休眠的原因：eq\o\ac(○,1)種皮障礙eq\o\ac(○,2)胚未完全發(fā)育eq\o\ac(○,3)種子未完成后熟eq\o\ac(○,4)種子內(nèi)含有抑制萌發(fā)的物質(zhì)9、向性運動：是指植物器官對環(huán)境因素單方向刺激引起的定向運動。10、感性運動：是指無一定方向的外界因素均勻作用于植物或某些器官所引起的運動。第十章植物的生殖與成花BAC花萼花瓣雄蕊心皮1、植物開花的過程：eq\o\ac(○,1)成花誘導(dǎo)，指經(jīng)某種信號誘導(dǎo)后，特異基因啟動，使植物改變發(fā)育過程，進入成花決定態(tài)，即進行營養(yǎng)生長的頂端分生組織轉(zhuǎn)向生殖生長eq\o\ac(○,2)成花啟動，指分生組織在形成花原基之前發(fā)生的一系列反響，以及分生組織分化成可識別的花原基eq\o\ac(○,3)花發(fā)育，指花器官的形成過程2、花器官發(fā)育基因控制的ABC模型：典型的花器官從內(nèi)到外分為花萼、花瓣、雄蕊和心皮4輪結(jié)構(gòu)，控制其發(fā)育的同源異型基因劃分為ABC3大組?；ǖ?輪結(jié)構(gòu)花萼、花瓣、雄蕊和心皮分別由A、AB、BC、C組基因決定，而A組與C組基因在功能上頡頏。因此假設(shè)A組基因發(fā)生突變而喪失功能，C組基因的功能即擴大到整個花的分生組織；相反，假設(shè)C組基因發(fā)生突變而喪失功能，A組基因的功能即擴大到整個花的分生組織。即A組基因功能喪失會使萼片變?yōu)樾钠?，花瓣變成雄蕊；B組基因功能喪失會使花瓣變?yōu)檩嗥廴镒優(yōu)樾钠?；C組基因功能喪失會使雄蕊變?yōu)榛ò?，心皮變?yōu)檩嗥?、春化作用：低溫誘導(dǎo)植物開花的過程。在春化過程中，植物感受低溫的部位是分生組織和進行細(xì)胞分裂的部位。4、植物對光周期反響的類型：eq\o\ac(○,1)長日植物〔LDP〕eq\o\ac(○,2)短日植物(SDP)eq\o\ac(○,3)日中性植物(DNP)5、臨界日長:某些植物的開花不能能超過一定的日照長度，只有短于這個日照長度的光周期下，才能開花，這個日照長度稱為臨界日長。6、暗期：光周期中的黑暗時段第十一章植物的成熟與衰老1、種子成熟過程中貯藏物質(zhì)的變化：eq\o\ac(○,1)糖類的變化：在成熟過程中淀粉種子伴隨著可溶性碳水化合物含量的逐漸降低，而不溶性碳水化合物含量那么不斷增加eq\o\ac(○,2)脂肪的變化：在種子成熟過程中，初期先合成飽和脂肪酸，以后在去飽和酶的作用下飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為不飽和脂肪酸eq\o\ac(○,3)蛋白質(zhì)的變化：葉片或其他器官中的氮素以氨基酸或氨酰的形式運至莢果，在莢皮中氨基酸或酰胺合成蛋白質(zhì)，暫時貯藏；然后，暫存的蛋白質(zhì)分解，以氨酰態(tài)運至種子，轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?，再合成蛋白質(zhì)，用于貯藏eq\o\ac(○,4)非丁的變化：種子成熟過程中，由莖葉運來的有機物，大多數(shù)是與磷酸結(jié)合的，如磷酸蔗糖。磷酸蔗糖在種子中轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸蹠r要脫下磷酸，可是游離的磷酸卻不利于淀粉的合成。因此要使游離出來的無機磷酸轉(zhuǎn)化為結(jié)合態(tài)的磷。其主要途徑是通過磷酸與肌醇及鈣、鎂結(jié)合為肌醇磷酸鈣鎂----非丁或稱植酸鈣鎂，而實現(xiàn)的。2、呼吸躍變：果實在成熟前呼吸突然增高的現(xiàn)象。標(biāo)志著果實生長發(fā)育階段的結(jié)束與衰老階段的開始。3、躍變果與非躍變果的區(qū)別：它們的主要區(qū)別在于對乙烯的反響上。乙烯對躍變果的刺激作用，只有在躍變前期才能發(fā)生，它可引起呼吸出現(xiàn)躍變與乙烯的自我催化作用，但不改變躍變頂峰的高度，它所引起的反響是不可逆的，一旦反響發(fā)生后，即可自動進行下去，即使將乙烯除去，反響仍可進行，而且反響的程度與所使用乙烯的濃度無關(guān)。非躍變型果實在任何時候都可以對乙烯發(fā)生反響，乙烯引起的呼吸反響大小，與所用乙烯濃度的上下成比例，但乙烯處理不能觸發(fā)果實內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生，一旦出去外源乙烯，其影響也就消失。4、植物衰老的類型:1整體衰老2地上局部衰老3落葉衰老4漸進衰老。5、程序性細(xì)胞死亡〔PCD〕：是指胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化及許多病理過程中，細(xì)胞遵循其自身的程序，主動結(jié)束其生命的生理性死亡過程，也稱細(xì)胞凋亡。它以DNA降解為特征，通過主動的生化過程使某些細(xì)胞衰老。6、影響器官脫落的激素：eq\o\ac(○,1)生長激素〔IAA〕：IAA對器官脫落的效應(yīng)與IAA的濃度、處理部位有關(guān)。較高濃度IAA抑制器官脫落，而較低濃度IAA那么促進器官脫落。用四季豆切取具葉柄的莖段試驗發(fā)現(xiàn)，如果處理離層遠莖端〔距莖遠的一端〕可降低脫落率；假設(shè)IAA處理離層近莖端〔距莖近的一端〕可提高脫落率eq\o\ac(○,2)乙烯〔ETH〕：ETH不僅能誘發(fā)果膠酶、纖維素酶的合成，而且能提高這兩種酶的活性，從而促進離層細(xì)胞壁的溶解，引起器官的脫落。第十二章植物抗性的生理根底御逆性：亦稱避逆性，是指植物通過各種途徑摒拒逆境對植物產(chǎn)生的直接效應(yīng)，維持植物在逆境條件下正常生理活動的能力。其本質(zhì)是植物不與逆境到達熱力學(xué)平衡。耐逆性：是指植物雖然受逆境的直接效應(yīng)，但可通過代謝反響阻止、降低或修復(fù)逆境造成的傷害的能力。具有耐逆性的植物，在逆境條件下不能防止與逆境到達熱力學(xué)平衡，但可防止或減輕到達平衡后產(chǎn)生的傷害。滲透調(diào)節(jié)的作用及特點：植物滲透調(diào)節(jié)作用的存在是，可以在一定范圍內(nèi)維持細(xì)胞的膨壓和一定的含水量，這對蒸騰作用、光合作用、呼吸作用、細(xì)胞生長、細(xì)胞膜運輸、酶活性都是十分重要的。但是滲透調(diào)節(jié)作用具有一定的局限性，主要表現(xiàn)在滲透調(diào)節(jié)作用的暫時性、調(diào)節(jié)幅度的有限性，此外，植物滲透調(diào)節(jié)能力的表達還需要逐步的誘導(dǎo)，將植物突然置于高強度的滲透脅迫下〔滲透休克〕植物表現(xiàn)不出來滲透條件能力。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)：eq\o\ac(○,1)脯氨酸：是水溶性最大的氨基酸，具有較強的與水結(jié)合的能力。正常生長條件下，植物體內(nèi)的脯氨酸含量較低，在植物受到干旱、鹽低溫脅迫時，其含量明顯增加。eq\o\ac(○,2)甜菜堿：是植物的一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。在干旱、高鹽、低溫脅迫下，許多植物細(xì)胞中積累甜菜堿類物質(zhì)，以維持細(xì)胞的正常膨壓。eq\o\ac(○,3)多元醇：在植物中普遍存在，具有多個羥基，親水力強，在細(xì)胞中積累，能有效維持細(xì)胞的膨壓?；钚匝酢睷OS〕：是指化學(xué)性質(zhì)活潑、氧化能力極強的含氧自由基及衍生的含氧物質(zhì)的總稱?；钚匝醯膫Γ夯钚匝跻l(fā)細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸發(fā)生膜脂過氧化作用，這個反響是一個鏈?zhǔn)窖h(huán)反響，將導(dǎo)致膜脂的分解，破壞膜的結(jié)構(gòu)，同時產(chǎn)生丙二醛〔MDA〕等產(chǎn)物。MDA可以與蛋白質(zhì)進行反響，使蛋白發(fā)生內(nèi)部交聯(lián)反響或蛋白質(zhì)之間發(fā)生交聯(lián)，使蛋白質(zhì)發(fā)生變性失活?；钚匝踹€對蛋白質(zhì)和核酸產(chǎn)生破壞作用。第十三章植物的理化逆境生理干旱脅迫的類型：eq\o\ac(○,1)土壤干旱：是指土壤中可利用的水分缺乏或缺乏，植物根系吸收的水分滿足不了葉片的蒸騰失水，植物組織處于缺水狀態(tài)，不能維持正常的生理活動，使植物生長停止或引起植株枯槁死亡。eq\o\ac(○,2)大氣干旱：是指空氣過度枯燥，相對濕度過低，常伴隨高溫和干風(fēng)，使蒸騰加快，破壞植物體內(nèi)水分平衡，從而使植物受到危害。eq\o\ac(○,3)生理干旱：是由于不利的環(huán)境條件抑制根系的正常吸水，從而使植物發(fā)生水分虧缺的現(xiàn)象。膜脂相變：在正常情況下，細(xì)胞膜處于液晶態(tài)〔相〕，隨著溫度的降低，由液晶相向固相轉(zhuǎn)變，這種變化稱為膜脂相變。過冷作用：當(dāng)溫度緩慢降低時，組織的溫度可降至冰點以下而不結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為過冷作用?？箖鲥憻挘寒?dāng)冬季嚴(yán)寒來臨之前，隨氣溫的降低，植物體內(nèi)會發(fā)生一系列適應(yīng)低溫的生理變化，從而提高了植物的抗病能力，這種逐步形成抗凍能力的過程稱為抗凍鍛煉，其主要生理生化變化有：eq\o\ac(○,1)呼吸作用減弱eq\o\ac(○,2)植株含水量下降eq\o\ac(○,3)光合產(chǎn)物積累eq\o\ac(○,4)積累保護性物質(zhì)eq\o\ac(○,5)內(nèi)源激素的變化植物避鹽的生理機制：eq\o\ac(○,1)拒鹽eq\o\ac(○,2)泌鹽eq\o\ac(○,3)稀鹽eq\o\ac(○,4)隔離鹽質(zhì)外體(apoplast)由細(xì)胞壁及細(xì)胞間隙等空間〔包含導(dǎo)管與管胞〕組成的體系?；瘜W(xué)勢(chemicalpotential)偏摩爾自由能被稱為化學(xué)勢，以希臘字母μ表示,組分j的化學(xué)勢(μj)為：μj=(G/nj)t.p.ni.ni≠nj，其含義是：在等溫等壓保持其它組分不變時，體系自由能隨組分j的摩爾變化率。換句話說，在一個龐大的體系中，在等溫等壓以及保持其他各組分濃度不變時，參加1摩爾j物質(zhì)所引起體系自由能的增量。溶質(zhì)勢ψs(solutepotential，ψs)由于溶質(zhì)顆粒的存在而引起體系水勢降低的數(shù)值。溶質(zhì)勢表示溶液中水分潛在的滲透能力的大小,因此，溶質(zhì)勢又可稱為滲透勢(osmoticpotential,ψπ)。溶質(zhì)勢可用ψs=RTlnNw/Vw.m公式計算，也可按范特霍夫公式ψπ=-π=-iCRT計算。襯質(zhì)勢(matrixpotential，ψm)由于襯質(zhì)(外表能吸附水分的物質(zhì)，如纖維素、蛋白質(zhì)、淀粉等)的存在而使體系水勢降低的數(shù)值。壓力勢(pressurepotential，ψp)由于壓力的存在而使體系水勢改變的數(shù)值。假設(shè)加正壓力，使體系水勢增加，加負(fù)壓力，使體系水勢下降。重力勢(gravitypotential，ψg)由于重力的存在而使體系水勢增加的數(shù)值。集流(massflow或bulkflow)指液體中成群的原子或分子(例如組成水溶液的各種物質(zhì)的分子)在壓力梯度(水勢梯度)作用下共同移動的現(xiàn)象。滲透作用〔osmosis〕溶液中的溶劑分子通過半透膜擴散的現(xiàn)象。對于水溶液而言，是指水分子從水勢高處通過半透膜向水勢低處擴散的現(xiàn)象。水通道蛋白(waterchannelprotein)存在在生物膜上的具有通透水分功能的內(nèi)在蛋白。水通道蛋白亦稱水孔蛋白(aquaporins,AQPs)。吸脹吸水(imbibingabsorptionofwater)依賴于低的襯質(zhì)勢而引起的吸水。干種子的吸水為典型的吸脹吸水。吸脹作用〔imbibition〕親水膠體物質(zhì)吸水膨脹的現(xiàn)象稱為吸脹作用。膠體物質(zhì)吸引水分子的力量稱為吸脹力。蛋白質(zhì)類物質(zhì)吸脹力最大，淀粉次之，纖維素較小。根壓(rootpressure)由于植物根系生理活動而促使液流從根部上升的壓力。它是根系與外液水勢差的表現(xiàn)和量度。根系活力強、土壤供水力高、葉的蒸騰量低時，根壓較大。傷流和吐水現(xiàn)象是根壓存在證據(jù)。傷流(bleeding)從受傷或折斷的植物組織傷口處溢出液體的現(xiàn)象。傷流是由根壓引起的，是從傷口的輸導(dǎo)組織中溢出的。傷流液的數(shù)量和成分可作為根系生理活性上下的指標(biāo)。吐水(guttation)從未受傷的葉片尖端或邊緣的水孔向外溢出液滴的現(xiàn)象。吐水也是由根壓引起的。作物生長健壯，根系活動較強，吐水量也較多，所以，吐水現(xiàn)象可以作為根系生理活動的指標(biāo)，并能用以判斷苗長勢的好壞。蒸騰作用(transpiration)植物體內(nèi)的水分以氣態(tài)散失到大氣中去的過程。蒸騰作用可以促進水分的吸收和運轉(zhuǎn)，降低植物體的溫度，促進鹽類的運轉(zhuǎn)和分布。小孔擴散律(smallopeningdiffusionlaw)指氣體通過多孔外表擴散的速率,不與小孔的面積成正比，而與小孔的周長或直徑成正比的規(guī)律。氣孔蒸騰速率符合小孔擴散律。內(nèi)聚力學(xué)說(cohesiontheory)該學(xué)說由狄克遜(H．H．Dixon，)和倫尼爾(O．Renner，)在20世紀(jì)初提出，是以水分的內(nèi)聚力(相同分子間相互吸引的力量)來解釋水分在木質(zhì)部中上升的學(xué)說。內(nèi)聚力學(xué)說的根本論點是：①水分子之間有強大的內(nèi)聚力，當(dāng)水分被局限于具有可濕性內(nèi)壁的細(xì)管(如導(dǎo)管或管胞)中時，水柱可經(jīng)受很大的張力而不致斷裂；②植物體內(nèi)的水分是在被水飽和的細(xì)胞壁和木質(zhì)部運輸?shù)?，水分子從葉的蒸發(fā)外表到根的吸水外表形成一個連續(xù)的體系；③葉肉細(xì)胞蒸騰失水后細(xì)胞壁水勢下降，使木質(zhì)部的水分向蒸發(fā)外表移動，木質(zhì)部的水分壓力勢下降而產(chǎn)生張力；④蒸發(fā)外表水勢的降低，經(jīng)連續(xù)的導(dǎo)水體系傳遞到根，使土壤水分通過根部循莖上升，最后到達葉的蒸騰外表。內(nèi)聚力學(xué)說也稱蒸騰流－內(nèi)聚力－張力學(xué)說(transpirationcohesiontensiontheory)。水分臨界期(criticalperiodofwater)植物在生命周期中，對缺水最敏感、最易受害的時期。一般而言，植物的水分臨界期多處于花粉母細(xì)胞四分體形成期，這個時期一旦缺水，就使性器官發(fā)育不正常。作物的水分臨界期可作為合理灌溉的一種依據(jù)。2.植物體內(nèi)水分存在的形式與植物的代謝、抗逆性有什么關(guān)系？答：植物體內(nèi)的水分存在兩種形式，一種是與細(xì)胞組分緊密結(jié)合而不能自由移動、不易蒸發(fā)散失的水，稱為束縛水,另一種是與細(xì)胞組分之間吸附力較弱,可以自由移動的水,稱為自由水。自由水可參與各種代謝活動，因此，當(dāng)自由水/束縛水比值高時，細(xì)胞原生質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，植物的代謝旺盛，生長較快，抗逆性弱；反之，自由水少時，細(xì)胞原生質(zhì)呈凝膠狀態(tài)，植物代謝活性低，生長緩慢，但抗逆性強。4.土壤溶液和植物細(xì)胞在水勢的組分上有何異同點？答：(1)共同點：土壤溶液和植物細(xì)胞水勢的組分均由溶質(zhì)勢、襯質(zhì)勢和壓力勢組成。(2)不同點：①土壤中構(gòu)成溶質(zhì)勢的成分主要是無機離子，而細(xì)胞中構(gòu)成溶質(zhì)勢的成分除無機離子外，還有有機溶質(zhì)；②土壤襯質(zhì)勢主要是由土壤膠體對水分的吸附所引起的，而細(xì)胞襯質(zhì)勢那么主要是由細(xì)胞中蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等親水膠體物質(zhì)對水分的吸附而所引起的；③土壤溶液是個開放體系中，土壤的壓力勢易受外界壓力的影響，而細(xì)胞是個封閉體系，細(xì)胞的壓力勢主要受細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和松馳情況的影響。5.植物吸水有哪幾種方式？答：植物吸水主要有三種方式：⑴滲透吸水指由于ψs的下降而引起的細(xì)胞吸水。含有液泡的細(xì)胞吸水，如根系吸水、氣孔開閉時保衛(wèi)細(xì)胞的吸水主要為滲透吸水。⑵吸脹吸水依賴于低的ψm而引起的吸水。無液泡的分生組織和枯燥種子中含有較多襯質(zhì)(親水物體)，它們可以氫鍵與水分子結(jié)合，吸附水分。⑶降壓吸水這里是指因ψp的降低而引發(fā)的細(xì)胞吸水。如蒸騰旺盛時，木質(zhì)部導(dǎo)管和葉肉細(xì)胞(特別是萎蔫組織)的細(xì)胞壁都因失水而收縮，使壓力勢下降，從而引起細(xì)胞水勢下降而吸水。失水過多時，還會使細(xì)胞壁向內(nèi)凹陷而產(chǎn)生負(fù)壓，這時ψp<0，細(xì)胞水勢更低，吸水力更強。6.溫度為什么會影響根系吸水？答：溫度尤其是土壤溫度與根系吸水關(guān)系很大。過高過低對根系吸水均不利。(1)低溫使根系吸水下降的原因：①水分在低溫下粘度增加，擴散速率降低，同時由于細(xì)胞原生質(zhì)粘度增加，水分?jǐn)U散阻力加大；②根呼吸速率下降，影響根壓產(chǎn)生，主動吸水減弱；③根系生長緩慢，不興旺，有礙吸水面積擴大。(2)高溫使根系吸水下降的原因：①土溫過高會提高根的木質(zhì)化程度，加速根的老化進程；②使根細(xì)胞中的各種酶蛋白變性失活。土溫對根系吸水的影響還與植物原產(chǎn)地和生長發(fā)育的狀況有關(guān)。一般喜溫植物和生長旺盛的植物的根系吸水易受低溫影響，特別是驟然降溫，例如在夏天烈日下用冷水澆灌，對根系吸水很為不利。7.以下論點是否正確，為什么？(1)一個細(xì)胞的溶質(zhì)勢與所處外界溶液的溶質(zhì)勢相等，那么細(xì)胞體積不變。答：該論點不完全正確。因為一個成熟細(xì)胞的水勢由溶質(zhì)勢和壓力勢兩局部組成，只有在初始質(zhì)壁別離ψp＝0時，上述論點才能成立。通常一個細(xì)胞的溶質(zhì)勢與所處外界溶液的溶質(zhì)勢相等時，由于壓力勢〔常為正值〕的存在，使細(xì)胞水勢高于外界溶液的水勢〔也即它的溶質(zhì)勢〕，因而細(xì)胞失水，體積變小。(2)假設(shè)細(xì)胞的ψp＝-ψs，將其放入某一溶液中時，那么體積不變。答：該論點不正確。因為當(dāng)細(xì)胞的ψp＝-ψs時，該細(xì)胞的ψw=0。把這樣的細(xì)胞放入任溶液中，細(xì)胞都會失水，體積變小。(3)假設(shè)細(xì)胞的ψw＝ψs，將其放入純水中，那么體積不變。答：該論點不正確。因為當(dāng)細(xì)胞的ψw＝ψs時，該細(xì)胞的ψp=0，而ψs為負(fù)值，即其ψw<0，把這樣的細(xì)胞放入純水中，細(xì)胞吸水，體積變大。8.氣孔開閉機理如何？植物氣孔蒸騰是如何受光、溫度、CO2濃度調(diào)節(jié)的？答：關(guān)于氣孔開閉機理主要有兩種學(xué)說:⑴無機離子泵學(xué)說又稱K+泵假說。光下K+由表皮細(xì)胞和副衛(wèi)細(xì)胞進入保衛(wèi)細(xì)胞，保衛(wèi)細(xì)胞中K+濃度顯著增加，溶質(zhì)勢降低，引起水分進入保衛(wèi)細(xì)胞，氣孔就張開；暗中,K+由保衛(wèi)細(xì)胞進入副衛(wèi)細(xì)胞和表皮細(xì)胞，使保衛(wèi)細(xì)胞水勢升高而失水，造成氣孔關(guān)閉。這是因為保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上存在著H+_ATP酶，它被光激活后，能水解保衛(wèi)細(xì)胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP，產(chǎn)生的能量將H+從保衛(wèi)細(xì)胞分泌到周圍細(xì)胞中,使得保衛(wèi)細(xì)胞的pH值升高，質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的電勢變低，周圍細(xì)胞的pH值降低，質(zhì)膜外側(cè)電勢升高，膜內(nèi)外的質(zhì)子動力勢驅(qū)動K+從周圍細(xì)胞經(jīng)過位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的內(nèi)向K+通道進入保衛(wèi)細(xì)胞，引發(fā)開孔。⑵蘋果酸代謝學(xué)說在光下,保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)的局部CO2被利用時,pH值上升至8.0～8.5，從而活化了PEP羧化酶,PEP羧化酶可催化由淀粉降解產(chǎn)生的PEP與HCO3-結(jié)合形成草酰乙酸,并進一步被NADPH復(fù)原為蘋果酸。蘋果酸解離為2H+和蘋果酸根，在H+／K+泵的驅(qū)使下，H+與K+交換，保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)K+濃度增加,水勢降低；蘋果酸根進入液泡和Cl-共同與K+在電學(xué)上保持平衡。同時，蘋果酸的存在還可降低水勢，促使保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔張開。當(dāng)葉片由光下轉(zhuǎn)入暗處時，該過程逆轉(zhuǎn)。氣孔蒸騰顯著受光、溫度和CO2等因素的調(diào)節(jié)。⑴光光是氣孔運動的主要調(diào)節(jié)因素。光促進氣孔開啟的效應(yīng)有兩種，一種是通過光合作用發(fā)生的間接效應(yīng)；另一種是通過光受體感受光信號而發(fā)生的直接效應(yīng)。光對蒸騰作用的影響首先是引起氣孔的開放，減少內(nèi)部阻力，從而增強蒸騰作用。其次，光可以提高大氣與葉子溫度，增加葉內(nèi)外蒸氣壓差，加快蒸騰速率。(2)溫度氣孔運動是與酶促反響有關(guān)的生理過程,因而溫度對蒸騰速率影響很大。當(dāng)大氣溫度升高時，葉溫比氣溫高出2～10℃,因而，氣孔下腔蒸氣壓的增加大于空氣蒸氣壓的增加，這樣葉內(nèi)外蒸氣壓差加大，蒸騰加強。當(dāng)氣溫過高時，葉片過度失水,氣孔就會關(guān)閉，從而使蒸騰減弱。⑶CO2CO2對氣孔運動影響很大，低濃度CO2促進氣孔張開,高濃度CO2能使氣孔迅速關(guān)閉〔無論光下或暗中都是如此〕。在高濃度CO2下，氣孔關(guān)閉可能的原因是：①高濃度CO2會使質(zhì)膜透性增加，導(dǎo)致K+泄漏，消除質(zhì)膜內(nèi)外的溶質(zhì)勢梯度，②CO2使細(xì)胞內(nèi)酸化，影響跨膜質(zhì)子濃度差的建立。因此CO2濃度高時，會抑制氣孔蒸騰。9.高大樹木導(dǎo)管中的水柱為何可以連續(xù)不中斷？假設(shè)某局部導(dǎo)管中水柱中斷了，樹木頂部葉片還能不能得到水分？為什么？答：蒸騰作用產(chǎn)生的強大拉力把導(dǎo)管中的水往上拉，而導(dǎo)管中的水柱可以克服重力的影響而不中斷,這通?？捎谜趄v流－內(nèi)聚力－張力學(xué)說,也稱"內(nèi)聚力學(xué)說"來解釋，即水分子的內(nèi)聚力大于張力，從而能保證水分在植物體內(nèi)的向上運輸。水分子的內(nèi)聚力很大，可達幾十MPa。植物葉片蒸騰失水后，便向?qū)Ч芪?而水本身有重量，受到向下的重力影響，這樣，一個上拉的力量和一個下拖的力量共同作用于導(dǎo)管水柱上就會產(chǎn)生張力，其張力可達-3.0MPa，但由于水分子內(nèi)聚力遠大于水柱張力，同時，水分子與導(dǎo)管或管胞壁的纖維素分子間還有附著力，因而維持了輸導(dǎo)組織中水柱的連續(xù)性,使得水分不斷上升。導(dǎo)管水溶液中有溶解的氣體，當(dāng)水柱張力增大時，溶解的氣體會從水中逸出形成氣泡。在張力的作用下，氣泡還會不斷擴大，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。然而，植物可通過某些方式消除氣穴造成的影響。例如氣泡在某一些導(dǎo)管中形成后會被導(dǎo)管分子相連處的紋孔阻擋，而被局限在一條管道中。當(dāng)水分移動遇到了氣泡的阻隔時，可以橫向進入相鄰的導(dǎo)管分子而繞過氣泡，形成一條旁路，從而保持水柱的連續(xù)性。另外，在導(dǎo)管內(nèi)大水柱中斷的情況下，水流仍可通過微孔以小水柱的形式上升。同時，水分上升也不需要全部木質(zhì)部參與作用，只需局部木質(zhì)部的輸導(dǎo)組織暢通即可。13.一個細(xì)胞的ψw為-0.8MPa，在初始質(zhì)壁別離時的ψs為－1.6MPa，設(shè)該細(xì)胞在發(fā)生初始質(zhì)壁別離時比原來體積縮小4%，計算其原來的ψπ和ψp各為多少MPa？答：根據(jù)溶液滲透壓的稀釋公式，溶質(zhì)不變時，滲透壓與溶液的體積成反比，有以下等式：π1V1=π2V2或ψπ1V1=ψπ2V2ψπ原來×100%=ψπ質(zhì)壁別離×96%ψπ原來=(-1.65MPa×96)/100=-1.536MPaψP=ψW-ψm=-0.8MPa-(-1.536MPa)=0.736MPa原來的ψπ為-1.536MPa,ψP為0.736MPa.14.將ψm為-100MPa的干種子，放置在溫度為27℃、RH為60%的空氣中，問干種子能否吸水?答：氣相的水勢可按下式計算:ψW=(RT/Vw,m)·lnRH=[8.3cm3·MPa·mol-1·K-1·(273+27)K/18cm3·mol-1]·ln60%=138.33MPa·(-0.5108)=-70.70MPa由于RH為60%的氣相水勢大于-100MPa干種子的水勢,因此干種子能從RH為60%空氣中吸水.15.一組織細(xì)胞的ψs為-0.8MPa,ψp為0.1MPa，在27℃時，將該組織放入0.3mol·kg-1的蔗糖溶液中，問該組織的重量或體積是增加還是減小?答：細(xì)胞的水勢ψW=ψs+ψp=-0.8MPa+0.1MPa=-0.7MPa蔗糖溶液的水勢ψW溶液=-RTC=0.0083dm3·MPa·mol-1·k-1·(273+27)K·0.3mol·kg-1=-0.747MPa由于細(xì)胞的水勢>蔗糖溶液的水勢,因此細(xì)胞放入溶液后會失水,使組織的重量減少,體積縮小。(一)名詞解釋灰分元素〔ashelement〕干物質(zhì)充分燃燒后，剩余下一些不能揮發(fā)的灰白色殘渣，稱為灰分。構(gòu)成灰分的元素稱為灰分元素?；曳衷刂苯踊蜷g接來自土壤礦質(zhì)，所以又稱為礦質(zhì)元素。

必需元素〔essentialelement〕植物生長發(fā)育中必不可少的元素。國際植物營養(yǎng)學(xué)會規(guī)定的植物必需元素的三條標(biāo)準(zhǔn)是：①由于缺乏該元素，植物生長發(fā)育受阻，不能完成其生活史；②除去該元素，表現(xiàn)為專一的病癥，這種缺素病癥可用參加該元素的方法預(yù)防或恢復(fù)正常；③該元素在植物營養(yǎng)生理上表現(xiàn)直接的效果，不是由于土壤的物理、化學(xué)、微生物條件的改善而產(chǎn)生的間接效果。

有益元素〔beneficialelement〕并非植物生命活動必需，但能促進某些植物的生長發(fā)育的元素。如Na、Si、Co、Se、V等。

初級共運轉(zhuǎn)〔primarycotransport〕質(zhì)膜H+-ATPase把細(xì)胞質(zhì)的H+向膜外"泵"出的過程。又稱為原初主動運轉(zhuǎn)。原初主動運轉(zhuǎn)在能量形式的轉(zhuǎn)化上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)為滲透能。

次級共運轉(zhuǎn)〔secondarycotransport〕以△μH+作為驅(qū)動力的離子運轉(zhuǎn)稱為次級共運轉(zhuǎn)。離子的次級運轉(zhuǎn)是使質(zhì)膜兩邊的滲透能增減，而這種滲透能是離子或中性分子跨膜運輸?shù)膭恿Α?/p>

擴散作用〔diffusion〕分子或離子沿著化學(xué)勢或電化學(xué)勢梯度轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。電化學(xué)勢梯度包括化學(xué)勢梯度和電勢梯度兩方面，細(xì)胞內(nèi)外的離子擴散決定于這兩種梯度的大??；而分子的擴散決定于化學(xué)勢梯度或濃度梯度。

單鹽毒害〔toxicityofsinglesalt〕植物培養(yǎng)在單種鹽溶液中所引起的毒害現(xiàn)象。單鹽毒害無論是營養(yǎng)元素或非營養(yǎng)元素都可發(fā)生，而且在溶液很稀時植物就會受害。

離子頡頏〔ionantagonism〕離子間相互消除毒害的現(xiàn)象，也稱離子對抗。

生理酸性鹽〔physiologicallyacidsalt〕植物根系從溶液中有選擇地吸收離子后使溶液酸度增加的鹽類。如供給〔NH4〕2SO4，植物對其陽離子〔NH4+〕的吸收大于陰離子〔SO42-〕，根細(xì)胞釋放的H+與NH4+交換，使介質(zhì)pH值下降，這種鹽類被稱為生理酸性鹽，如多種銨鹽。

生理堿性鹽〔physiologicallyalkalinesalt〕植物根系從溶液中有選擇地吸收離子后使溶液酸度降低的鹽類。如供給NaNO3，植物對其陰離子〔NO3-〕的吸收大于陽離子〔Na+〕，根細(xì)胞釋放OH-或HCO3-與NO3-交換，從而使介質(zhì)pH值升高，這種鹽類被稱為生理堿性鹽，如多種硝酸鹽。

表觀自由空間〔apparentfreespace，AFS〕根部的自由空間體積占根的總體積的百分?jǐn)?shù)。豌豆、大豆、小麥等植物的AFS在8%～14%之間。

重復(fù)利用〔repetitioususe〕已參加到生命活動中去的礦質(zhì)元素，經(jīng)過一個時期后再分解并調(diào)運到其它部位去重新利用的過程。

硝酸復(fù)原〔nitratereduction〕硝酸在硝酸復(fù)原酶和亞硝酸復(fù)原酶的相繼作用下復(fù)原成氨(銨)的過程。

植物進行正常生命活動需要的必需的礦質(zhì)〔含氮〕元素有13種，它們是氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、銅、硼、鋅、錳、鉬、氯〔也有文獻將鈉和鎳歸為必需元素〕。2．試述氮、磷、鉀的生理功能及其缺素病癥。

答：(1)氮

生理功能：①氮是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂的主要成分，而這三者又是原生質(zhì)、細(xì)胞核和生物膜等細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的重要組成局部。②氮是酶、ATP、多種輔酶和輔基(如NAD+、NADP+、FAD等)的成分，它們在物質(zhì)和能量代謝中起重要作用。③氮還是某些植物激素如生長素和細(xì)胞分裂素、維生素如B1、B2、B6、PP等的成分，它們對生命活動起調(diào)節(jié)作用。④氮是葉綠素的成分，與光合作用有密切關(guān)系。

缺氮病癥：①植株瘦小。缺氮時，蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等物質(zhì)的合成受阻，影響細(xì)胞的分裂與生長，植物生長矮小，分枝、分蘗很少，葉片小而薄，花果少且易脫落。②黃化失綠。缺氮時影響葉綠素的合成，使枝葉變黃，葉片早衰，甚至枯槁，從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。③老葉先表現(xiàn)病癥。因為植物體內(nèi)氮的移動性大，老葉中的氮化物分解后可運到幼嫩的組織中去重復(fù)利用，所以缺氮時葉片發(fā)黃，并由下部葉片開始逐漸向上。

(2)磷

生理功能：①磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，并與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長有密切關(guān)系。②磷是許多輔酶如NAD+、NADP+等的成分，也是ATP和ADP的成分。③磷參與碳水化合物的代謝和運輸，如在光合作用和呼吸作用過程中，糖的合成、轉(zhuǎn)化、降解大多是在磷酸化后才起反響的。④磷對氮代謝有重要作用，如硝酸復(fù)原有NAD和FAD的參與，而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺那么參與氨基酸的轉(zhuǎn)化。⑤磷與脂肪轉(zhuǎn)化有關(guān)，脂肪代謝需要NADPH、ATP、CoA和NAD+的參與。

缺磷病癥：①植株瘦小。缺磷影響細(xì)胞分裂，使分蘗分枝減少，幼芽、幼葉生長停滯，莖、根纖細(xì)，植株矮小，花果脫落，成熟延遲。②葉呈暗綠色或紫紅色。缺磷時，蛋白質(zhì)合成下降，糖的運輸受阻，從而使?fàn)I養(yǎng)器官中糖的含量相對提高，這有利于花青素的形成，故缺磷時葉子呈現(xiàn)不正常的暗綠色或紫紅色。③老葉先表現(xiàn)病癥。磷在體內(nèi)易移動，能重復(fù)利用，缺磷時老葉中的磷能大局部轉(zhuǎn)移到正在生長的幼嫩組織中去。因此，缺磷的病癥首先在下部老葉出現(xiàn)，并逐漸向上開展。

(3)鉀

生理功能：①酶的活化劑。鉀在細(xì)胞內(nèi)可作為60多種酶的活化劑，如丙酮酸激酶、果糖激酶、蘋果酸脫氫酶、淀粉合成酶、琥珀酰CoA合成酶、谷胱甘肽合成酶等。因此鉀在碳水化合物代謝、呼吸作用以及蛋白質(zhì)代謝中起重要作用。②鉀能促進蛋白質(zhì)的合成，與糖的合成也有關(guān)，并能促進糖類向貯藏器官運輸。③鉀是構(gòu)成細(xì)胞滲透勢的重要成分，如對氣孔的開放有著直接的作用。

缺鉀病癥：①抗性下降。缺鉀時植株莖桿柔弱，易倒伏，抗旱、抗寒性降低。②葉色變黃葉緣焦枯。缺鉀葉片失水，蛋白質(zhì)、葉綠素被破壞，葉色變黃而逐漸壞死；缺鉀有時也會出現(xiàn)葉緣焦枯，生長緩慢的現(xiàn)象，但由于葉中部生長仍較快，所以整個葉子會形成杯狀彎曲，或發(fā)生皺縮。③老葉先表現(xiàn)病癥。鉀也是易移動而可被重復(fù)利用的元素，故缺素病癥首先出現(xiàn)在下部老葉。

4．植物缺素病癥有的出現(xiàn)在頂端幼嫩枝葉上，有的出現(xiàn)在下部老葉上，為什么？舉例加以說明。

答：植物體內(nèi)的礦質(zhì)元素，根據(jù)它在植株內(nèi)能否移動和再利用可分為二類。一類是非重復(fù)利用元素，如鈣、硫、鐵、銅等；一類是可重復(fù)利用的元素，如氮、磷、鉀、鎂等。在植株旺盛生長時，如果缺少非重復(fù)利用元素，缺素病癥就首先出現(xiàn)在頂端幼嫩葉上，例如，大白菜缺鈣時心葉呈褐色。如果缺少重復(fù)利用元素，缺素病癥就會出現(xiàn)在下部老葉上，例如，缺氮時葉片由下而上褪綠發(fā)黃。

5．植物根系吸收礦質(zhì)有哪些特點？

答：〔1〕根系吸收礦質(zhì)與吸收水分是既相互關(guān)聯(lián)又相互獨立的兩個過程相互關(guān)聯(lián)表現(xiàn)在：①鹽分一定要溶于水中，才能被根系吸收，并隨水流進入根部的質(zhì)外體，隨水流分布到植株各局部；②礦質(zhì)的吸收，降低了根系細(xì)胞的滲透勢，促進了植物的吸水。相互獨立表現(xiàn)在：①礦質(zhì)的吸收不與水分的吸收成比例；②二者的吸收機理不同，水分吸收主要是以蒸騰作用引起的被動吸水為主，而礦質(zhì)吸收那么是以消耗代謝能的主動吸收為主；③二者的分配方向不同，水分主要分配到葉片用于蒸騰作用，而礦質(zhì)主要分配到當(dāng)時的生長中心。

〔2〕根對離子吸收具有選擇性植物對同一溶液中不同離子或同一鹽的陽離子和陰離子吸收的比例不同，從而引起外界溶液pH發(fā)生變化。

〔3〕根系吸收單鹽會受毒害任何植物，假假設(shè)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。這種現(xiàn)象稱為單鹽毒害。單鹽毒害無論是營養(yǎng)元素或非營養(yǎng)元素都可發(fā)生，而且在溶液很稀時植物就會受害。假設(shè)在單鹽溶液中參加少量其它鹽類，這種毒害現(xiàn)象就會去除，這被稱為離子間的頡頏作用。

10．試述礦質(zhì)元素在光合作用中的生理作用〔可在學(xué)習(xí)第四章后思考〕。

答：礦質(zhì)營養(yǎng)在光合作用中的功能極為廣泛，歸納起來有以下方面：

〔1〕葉綠體結(jié)構(gòu)的組成成分如N、P、S、Mg是葉綠體結(jié)構(gòu)中構(gòu)成葉綠素、蛋白質(zhì)以及片層膜不可缺少的元素。

〔2〕電子傳遞體的重要成分如PC中含Cu、Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含有Fe，因而缺Fe會影響光合電子傳遞速率。

〔3〕磷酸基團在光、暗反響中具有突出地位如構(gòu)成同化力的ATP和NADPH，光合碳復(fù)原循環(huán)中所有的中間產(chǎn)物，合成淀粉的前體ADPG，合成蔗糖的前體UDPG等，這些化合物中都含有磷酸基團。

〔4〕光合作用所必需的輔酶或調(diào)節(jié)因子如Rubisco，F(xiàn)BPase的活化需要Mg2+；放氧復(fù)合體不可缺少Mn2+和Cl-；而K+和Ca2+調(diào)節(jié)氣孔開閉；另外，F(xiàn)e3+影響葉綠素的合成；K+促進光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化與運輸?shù)取?/p>

11．試分析植物失綠的可能原因。

答：植物呈現(xiàn)綠色是因其細(xì)胞內(nèi)含有葉綠體，而葉綠體中含有綠色的葉綠素的緣故。因而但凡影響葉綠素代謝的因素都會引起植物失綠。可能的原因有：

〔1〕光光是影響葉綠素形成的主要條件。從原葉綠素酸酯轉(zhuǎn)變?yōu)槿~綠酸酯需要光，而光過強，葉綠素反而會受光氧化而破壞。

〔2〕溫度葉綠素的生物合成是一系列酶促反響，受溫度影響。葉綠素形成的最低溫度約為2℃，最適溫度約30℃，最高溫度約40℃。高溫和低溫都會使葉片失綠。高溫下葉綠素分解加速，褪色更快。

〔3〕營養(yǎng)元素氮和鎂都是葉綠素的組成成分，鐵、錳、銅、鋅等那么在葉綠素的生物合成過程中有催化功能或其它間接作用。因此，缺少這些元素時都會引起缺綠癥，其中尤以氮的影響最大，因此葉色的深淺可作為衡量植株體內(nèi)氮素水平上下的標(biāo)志。

〔4〕氧缺氧能引起Mg-原卟啉Ⅸ或Mg-原卟啉甲酯的積累，影響葉綠素的合成。

〔5〕水缺水不但影響葉綠素的生物合成，而且還促使原有葉綠素加速分解。

此外，葉綠素的形成還受遺傳因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的花葉不能合成葉綠素。有些病毒也能引起花葉病。

12．為什么在葉菜類植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培馬鈴薯和甘薯那么較多地施用鉀肥？

答：葉菜類植物的經(jīng)濟產(chǎn)量主要是葉片局部，受氮素的影響較大。氮不僅是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂的主要成分，而且是葉綠素的成分，與光合作用有密切關(guān)系。因此，氮的多寡會直接影響細(xì)胞的分裂和生長，影響葉面積的擴大和葉鮮重的增加。且氮素在土壤中易缺乏，因此在葉菜類植物的栽培中要多施氮肥。氮肥充足時，葉片肥大，產(chǎn)量高，汁多葉嫩，品質(zhì)好。

鉀與糖類的合成有關(guān)。鉀肥充足時，蔗糖、淀粉、纖維素和木質(zhì)素含量較高，葡萄糖積累那么較少。鉀也能促進糖類運輸?shù)劫A藏器官中，所以在富含糖類的貯藏器官〔馬鈴薯塊莖和甘薯塊根〕中鉀含量較多，種植時鉀肥需要量也較多。

13．為什么水稻秧苗在栽插后有一個葉色先落黃后返青的過程？

答：植物體內(nèi)的葉綠素在代謝過程中一方面合成，一方面分解，在不斷地更新。水稻秧苗根系在栽插過程中受傷，影響植株對構(gòu)成葉綠素的重要礦質(zhì)元素N和Mg的吸收，使葉綠素的更新受到影響，而分解過程仍然進行。另一方面，N和Mg等礦質(zhì)元素是可重復(fù)利用元素，根系受傷后，新葉生長所需的N和Mg等礦質(zhì)元素依賴于老葉中葉綠素分解后的轉(zhuǎn)運，即新葉向老葉爭奪N和Mg等礦質(zhì)元素，這就加速了老葉的落黃，因此水稻秧苗在栽插后有一個葉色落黃過程。當(dāng)根系恢復(fù)生長后，新根能從土壤中吸收N、Mg等礦質(zhì)元素，使葉綠素合成恢復(fù)正常。隨著新葉的生長，植株的綠色局部增加，秧苗返青。第四章植物的光合作用復(fù)習(xí)思考題與答案〔一〕解釋名詞

光合作用(photosynthesis)通常是指綠色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有機物，同時釋放氧氣的過程。從廣義上講，光合作用是光養(yǎng)生物利用光能把二氧化碳合成有機物的過程。

希爾反響(Hillreaction)希爾(Robert.Hill)發(fā)現(xiàn)在別離的葉綠體(實際是被膜破裂的葉綠體)懸浮液中參加適當(dāng)?shù)碾娮邮荏w(如草酸鐵)，照光時可使水分解而釋放氧氣，這個反響稱為希爾反響(Hillreaction)。其中的電子受體被稱為希爾氧化劑(Hilloxidant)。

光反響(lightreaction)光合作用中需要光的反響。為發(fā)生在類囊體上的光的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換、電子傳遞和光合磷酸化等反響的總稱。

暗反響(darkreaction)光合作用中的酶促反響，即發(fā)生在葉綠體間質(zhì)中的同化CO２反響。

同化力(assimilatorypower)ATP和NADPH是光合作用光反響中由光能轉(zhuǎn)化來的活潑的化學(xué)能，具有在黑暗中同化CO２為有機物的能力，所以被稱為"同化力"。

量子效率(quantumefficiency)又稱量子產(chǎn)額(quantumyield)，是指光合作用中吸收一個光量子所能引起的光合產(chǎn)物量的變化，如放出的氧分子數(shù)或固定的CO2的分子數(shù)。

量子需要量(quantumrequirement)量子效率的倒數(shù)，即釋放1個O２和復(fù)原1個CO２所需吸收的光量子數(shù)。一般認(rèn)為最低量子需要量為8～10，這個數(shù)值相當(dāng)于0.12～0.08的量子效率。

光合單位(photosyntheticunit)最初是指釋放1個O２分子所需要的葉綠素數(shù)目，測定值為2500chl/O２。假設(shè)以吸收1個光量子計算，光合單位為300個葉綠素分子；假設(shè)以傳遞1個電子計算，光合單位為600個葉綠素分子。而現(xiàn)在把存在于類囊體膜上能進行完整光反響的最小結(jié)構(gòu)單位稱為光合單位。它應(yīng)是包括兩個反響中心的約600個葉綠素分子(300×2)以及連結(jié)這兩個反響中心的光合電子傳遞鏈。它能獨立地捕集光能，導(dǎo)致氧的釋放和NADP的復(fù)原。光合膜(photosyntheticmembrane)即為類囊體膜，這是因為光合作用的光反響是在葉綠體中的類囊體膜上進行的。

紅降現(xiàn)象(reddrop)光合作用的量子產(chǎn)額在波長大于680nm時急劇下降的現(xiàn)象。

雙光增益效應(yīng)或愛默生增益效應(yīng)(Emersonenhancementeffect)-在用遠紅光照射時補加一點稍短波長的光(例如650nm的光)，那么量子產(chǎn)額大增，比用這兩種波長的光單獨照射時的總和還要高。這種在長波紅光之外再加上較短波長的光促進光合效率的現(xiàn)象被稱為雙光增益效應(yīng)，因這一現(xiàn)象最初由愛默生(Emerson)發(fā)現(xiàn)的，故又叫愛默生增益效應(yīng)。

原初反響(primaryreaction)指光合作用中最初的反響，從光合色素分子受光激發(fā)起到引起第一個光化學(xué)反響為止的過程，它包括光能的吸收、傳遞與光化學(xué)反響。原初反響的結(jié)果使反響中心發(fā)生電荷別離。

熒光(fluorescence)和磷光(phosphorescence)激發(fā)態(tài)的葉綠素分子回到基態(tài)時，可以光子形式釋放能量。處在第一單線態(tài)的葉綠素分子回至基態(tài)時所發(fā)出的光稱為熒光，而處在三線態(tài)的葉綠素分子回至基態(tài)時所發(fā)出的光稱為磷光。

激子傳遞(excitontransfer)激子通常是指非金屬晶體中由電子激發(fā)的量子，它能轉(zhuǎn)移能量但不能轉(zhuǎn)移電荷。在由相同分子組成的聚光色素系統(tǒng)中，其中一個色素分子受光激發(fā)后，高能電子在返回原來軌道時也會發(fā)出激子，此激子能使相鄰色素分子激發(fā)，即把激發(fā)能傳遞給了相鄰色素分子，激發(fā)的電子可以相同的方式再發(fā)出激子，并被另一色素分子吸收，這種在相同分子內(nèi)依靠激子傳遞來轉(zhuǎn)移能量的方式稱為激子傳遞。

共振傳遞(resonancetransfer)在色素系統(tǒng)中，一個色素分子吸收光能被激發(fā)后，其中高能電子的振動會引起附近另一個分子中某個電子的振動(共振)，當(dāng)?shù)诙€分子的電子振動被誘導(dǎo)起來，就發(fā)生了電子激發(fā)能的傳遞，第二個分子又能以同樣的方式激發(fā)第三、第四個分子，這種依靠電子振動在分子內(nèi)傳遞能量的方式稱共振傳遞。

反響中心(reactioncenter)發(fā)生原初反響的最小單位，它是由反響中心色素分子、原初電子受體、次級電子受體與次級電子供體等電子傳遞體，以及維持這些電子傳遞體的微環(huán)境所必需的蛋白質(zhì)等組分組成的。

反響中心色素分子(reactioncenterpigment)是處于反響中心中的一種特殊性質(zhì)的葉綠素a分子，它不僅能捕獲光能，還具有光化學(xué)活性，能將光能轉(zhuǎn)換成電能。

聚(集)光色素(lightharvestingpigment)又稱天線色素(antennapigment)，指在光合作用中起吸收和傳遞光能作用的色素分子，它們本身沒有光化學(xué)活性。

原初電子供體(primaryelectrondonor)反響中心色素分子是光化學(xué)反響中最先向原初電子受體供給電子的，因此反響中心色素分子又稱原初電子供體。

原初電子受體(primaryelectronacceptor)直接接收反響中心色素分子傳來電子的電子傳遞體。PSⅠ的原初電子受體是葉綠素分子(A0)，PSⅡ的原初電子受體是去鎂葉綠素分子(Pheo)。

光合鏈(photosyntheticchain)定位在光合膜上的，由多個電子傳遞體組成的電子傳遞的總軌道。

"Z"方案("Z"scheme)指光合電子傳遞途徑由兩個光系統(tǒng)串聯(lián)起來的方案。由于此光合電子傳遞途徑中的電子傳遞體按氧化復(fù)原電位上下排列時呈側(cè)寫的"Z"字形，故稱此方案為"Z"方案。

非環(huán)式電子傳遞(noncyclicelectrontransport)指水中的電子經(jīng)PSⅡ與PSⅠ一直傳到NADP＋的電子傳遞途徑。

環(huán)式電子傳遞(cyclicelectrontransport)一般指PSⅠ中電子由經(jīng)Fd、PQ、Cytb6/f等電子遞體返回到PSⅠ的循環(huán)電子傳遞途經(jīng)。

假環(huán)式電子傳遞(pseudocyclicelectrontransport)指水中的電子經(jīng)PSⅡ與PSⅠ傳給Fd后再傳給O2的電子傳遞途徑。

光合磷酸化(photosyntheticphosphorylation，photophosphorylation)光下在葉綠體(或載色體)中發(fā)生的由ADP與Pi合成ATP的反響。

非環(huán)式光合磷酸化(noncyclicphotophosphorylation)與非環(huán)式電子傳遞偶聯(lián)產(chǎn)生的磷酸化反響。在反響中，體系除生成ATP外，同時還有NADPH的產(chǎn)生和氧的釋放。

環(huán)式光合磷酸化(cyclicphotophosphorylation)與環(huán)式電子傳遞偶聯(lián)產(chǎn)生ATP的反響。環(huán)式光合磷酸化是非光合放氧生物光能轉(zhuǎn)換的唯一形式，主要在基質(zhì)片層內(nèi)進行。

假環(huán)式光合磷酸化(pseudocyclicphotophosphorylation)與假環(huán)式電子傳遞偶聯(lián)產(chǎn)生ATP的反響。此種光合磷酸化既放氧又吸氧，復(fù)原的電子受體最后又被氧所氧化。

解偶聯(lián)劑(uncoupler)能消除類囊體膜或線粒體內(nèi)膜內(nèi)外質(zhì)子梯度，解除磷酸化反響與電子傳遞之間偶聯(lián)的試劑。

光能轉(zhuǎn)化效率光合產(chǎn)物中所貯存的化學(xué)能占光合作用所吸收的有效輻射能的百分率。

C３途徑(C３pathway)和C３植物(C３plant)C３途徑亦稱卡爾文-本森(Calvin-Benson)循環(huán)。整個循環(huán)由RuBP開始至RuBP再生結(jié)束，共有14步反響，均在葉綠體的基質(zhì)中進行。全過程分為羧化、復(fù)原、再生3個階段。由于這條光合碳同化途徑中CO2固定后形成的最初產(chǎn)物3-磷酸甘油酸(PGA)為三碳化合物，所以稱C３途徑，也叫做C３光合碳復(fù)原循環(huán)(C３photosyntheticcarbonreductioncycle，C３-PCR循環(huán))，并把只具有C３途徑的植物稱為C３植物。C３植物大多為溫帶和寒帶植物。水稻、小麥、棉花、大豆、油菜等為C３植物。

C4途徑(C4pathway)和C4植物(C4plant)C4途徑亦稱哈奇-斯萊克(Hatch-Slack)途徑，整個循環(huán)由PEP開始至PEP再生結(jié)束，要經(jīng)葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞兩種細(xì)胞，循環(huán)反響雖因植物種類不同而有差異，但根本上可分為羧化、復(fù)原或轉(zhuǎn)氨、脫羧和底物再生四個階段。由于這條光合碳同化途徑中CO2固定后形成的最初產(chǎn)物草酰乙酸(OAA)為C4-二羧酸化合物，所以叫做C4雙羧酸途徑(C4dicarboxylicacidpathway)，簡稱C4途徑，并把具有C4途徑的植物稱為C4植物。C4植物大多為熱帶和亞熱帶植物，如玉米、高梁、甘蔗、稗草、莧菜等。

景天科酸代謝途徑〔Crassulaceanacidmetabolismpathway，CAM途徑〕和CAM植物(CAMplant)景天科、仙人掌科等科中的植物，夜間固定CO2產(chǎn)生有機酸，白天有機酸脫羧釋放CO2，進行CO2固定，這種與有機酸合成日變化有關(guān)的光合碳代謝途徑稱為景天科酸代謝途徑。把具有CAM途徑的植物稱為CAM植物。常見的CAM植物有菠蘿、劍麻、蘭花、百合、仙人掌、薈蘆等。

C３-C4中間植物指形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)和生理生化特性介于C３植物和C4植物之間的植物。C3-C4中間型可能是由C3植物演化到C4植物的過渡類型。C3-C4中間植物都有一個含葉綠體的維管束鞘細(xì)胞層，PEPC和Rubisco兩類羧化酶在葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞中均有分布，主要途徑仍是C3途徑，但具有一個"有限的C4循環(huán)"(limitedC4cycle)起著CO2濃縮作用。C3-C4中間植物CO2補償點顯著地高于C4植物，而低于C3植物，約在5～40μl·L－１之間。C3-C4中間植物光呼吸速率和光合速率被21%氧的抑制率也介于C3植物與C4植物之間。

光呼吸(photorespiration)植物的綠色細(xì)胞在光照下吸收氧氣釋放CO2的過程，由于這種反響僅在光下發(fā)生，需葉綠體參與，并與光合作用同時發(fā)生，故稱作為光呼吸。因為光呼吸的底物乙醇酸和其氧化產(chǎn)物乙醛酸，以及后者經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用形成的甘氨酸皆為C2化合物，因此光呼吸途徑又稱為C2光呼吸碳氧循環(huán)(C2photorespirationcarbonoxidationcycle，PCO循環(huán))，簡稱C2循環(huán)。

光合速率(photosyntheticrate)亦稱光合強度。通常是指單位時間、單位葉