植物生理期末考试复习笔记,.pdf

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1、植物生理期末考试复习笔记,第一章，植物水分代谢1,植物生理学定义：研究植物生命活动规律的科学。对象：植 物 范 畴：活动规律、机制植物生理学研究的内容：1,生长发育与形态建成2,物 质 与 能 量 代 谢（转化）3,组织和器官层次的信息传递以及细胞内的信号转导等三个方面。注释：生长：是指增加细胞数目和扩大细胞体积而导致植物体积和质量的增加。发育:是指细胞不断分化，形成新组织，新器官，即形态建成，具体表现为种子萌发，根、茎、叶生长，开花，结实，衰老死亡等过程。代谢：物质与能量转化是生长发育的基础，而物质转化与能量转化又紧密联系，构成统一的整体，统称为代谢。物质转化与能量转化:绿色植物的光合作用将

2、无机物C 0 2和H 2 0合成糖类的同时，将太阳能转化为化学能，贮存于糖类中，这就完成物质转化和能量转化步骤。2,生命活动表征（规律）：1.基础代谢活动：水分、矿物质吸收，呼吸，光合、物质转变等。2.生长发育活动：种子萌发，幼苗生长，细胞和组织分化，器官形成，开花结果，休眠等。规律：在各种环境因子相互作用下植物的生命活动的一般表现（基因在时空中的有序表达）。3,物质和能量代谢代谢过程：运行于植物体内的一系列生物化学和生物物理的变化过程。物质代谢：指物质的合成与分解过程；能量代谢：指能量的贮存、转化、释放过程。代谢是生命活动的基础，而生长发育是代谢作用的综合表现与最终结果。代谢作用遭受破坏，生

3、命过程就会受到影响，代谢一旦停止，生命过程就不复存在。绿色植物代谢的一个显著特点就是它的自养性。代 谢(m e t a bo l i s m)：是维持各种生命活动过程中化学变化的总称。植物是地球上最重要的自养生物。其代谢特点：植物能把环境中简单的无机物直接合成为复杂的有机物。性质上：物 质 代 谢，能量代谢方 向 上:同 化(a s s i m i l a t i o n)或 合 成(a n a bo l i s m)异 化(d i s a s s i m i l a t i o n)或 分 解(c a t a bo l i s m)同化作用：是指植物将环境中简单无机物合成复杂有机物的同时贮存

4、能量的过程。异化作用：是指植物将体内复杂的有机物分解为简单的无机物，同时释放能量的过程。4,信息传递和信号转导信 息 传 递(m e s s a g e t r a n s p o r t a t i o n)是指植物将感受到的环境信息从个部位传递到另一个部位的过程。(信息感受部位将信息传递到发生部位的过程)主要是指物理或化学信号在细胞、组织、器官间的传输过程。如根系将感受到的缺水信号传递到叶片，叶片作出气孔关闭的运动反应。信 号 转 导(s i g n a l t r a n s d u c t i o n)是细胞外的各种物理或化学信号，包括来自环境的外部信号和来自植物体其他部分的内部信号，

5、在细胞内通过一系列分子生物学机制转变为植物生理效应的全过程。(是指单个细胞水平上，信号与受体结合后，通过信号转导系统，产生生理反应。)5,植物生理学的任务：探索和明了植物在各种自然环境下生长发育的规律、机制，尤其是植物特有的一些代谢机制(如：光合作用)之后，将这些研究成果应用到与植物生产业相联系的行业中去，为国民经济和社会发展服务。服务:农业、林业、水产养殖业、畜牧业、中医药业、轻工业、航空航天等；水土保持、环境净化、沙漠治理等我国植物生理学在国民经济中的任务是：1,深入基础理论研究2,大力开展应用基础研究与应用研究。植物生理学的发展大致分为3 个时期：1.植物生理学的孕育时期(1 6 世纪至

6、1 7 世纪)2 .植物生理学的奠基与成长时期(1 8 世 纪 至 1 9 世纪)3 .植物生理学发展的时期(2 0 世纪至今)植物生理学的发展有4大特点：1,研究层次越来越宽广；2,学科之间相互渗透；3,理论联系实际；4,研究手段现代化6,植物的水分生理：包括水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排巾。植物的水分代谢：植物对水分的吸收(a b s o r p t i o n),运 输(t r a n s p o r t),利用(u t i li z a t i o n)、散 失(d i s s i p a t i o n)的过程，被称为植物的水分代谢(w a t e rm e t a b

7、o li s m)。水是生命起源的先决条件，没有水就没有生命。植物的一切正常生命活动都必须在细胞内含有一定的水分状况下才能进行。农 谚”有收无收在于水”7,植物的含水量：植物种类间差异：草本 木本植物。生态环境差异：水 生(9 0%以上含水量)陆 生(4 0-9 0%)旱 生(6%)植物生长环境：不同环境下生长的同一种植物含水量有差异(阴生阳生)。植物组织、器官间差异：生长点、根尖、幼嫩茎等含水量达9 0%以上功能叶7 0-9 0%树 干 4 0-5 0%休眠芽 4 0%风干种子8-1 4%一般来说，凡是生命活动越旺盛的部分，含水量也越高。总结：植物的含水量：1,不同植物的含水量有很大的不同；

8、2,同一种植物生长在不同的环境中，含水量也有差异；3,在同一植株中，不同器官和不同组织的含水量的差异也很大。8,水分子的组成及物理，化学性质：水分子由2个氢原子和1 个氧原子以共价键结合，呈“V”型结构，键角为1 0 4.5 o氧原子的电负性比氢原子的大，电子云偏向于氧原子，使之成为极性分子。由于分子中正、负电荷相等，所以水分子仍表现电中性。水分子与水分子之间可借氢键(键能约为2 0 k J/m o l )相互结合，产生一定的内聚力。1.极性：水分子有很强的极性，水分子之间通过氢键形成很强的内聚力，在高大乔木的木质部导管中，水柱在受到上部枝叶的蒸腾拉力和水柱本身重力(地球引力)的作用下(两种作

9、用力方向相反)，正是由于内聚力的存在，确保水流不会中断。2 .液 体：由于水分子有很强的分子间力（氢键的作用），所以，虽然分子很小（分子量1 8）,但在生理温度下是液体，是细胞中原生质（极性分子）的很好溶剂，根据相似相溶原理，水极容易与其它极性的原生质分子结合。这对于生命过程非常重要。3 .高 比 热：水的比热为4.1 8 7 J g-1 -1。因为需要很高的能量来破坏氢键，所以，水的比热很高。由于植物体含有大量的水分，所以当环境温度变化较大，植物体吸收或散失较多热能时，植物仍能维持相当恒定的温度。4 .高 气 化 热：这同样是由于水分之间的氢键造成的，破坏氢键需要很高的能量。在炎热的夏天植物

10、通过蒸腾作用散失水分，同时带走大量热能，可以降低温度。5 .水是很好的溶剂：由于水分子的极性，它是电解质和极性分子如糖、蛋白质和氨基酸等强有力的溶剂。水分子还可结合在带电荷的离子的周围，使其成为高度可溶的水化离子。水溶液中C 1-和 N a+周围的水分子排列取向屏蔽了各离子本身的电场，该屏蔽效应减少了离子重新结合形成晶体的可能性。9,植物体水分的存在状态细胞质组成：蛋白质、核酸、糖类、脂类、矿质盐、水等。束 缚 水（B o u n d w a t e r）:是指与细胞的组分紧密结合不易自由移动的水分。（靠近植物胶体微粒而被胶体微粒吸附束缚不易自由流动的水分）不参与代谢作用；其含量高低与植物抗脱

11、水能力（抗逆性）密切相关。束缚水不参与代谢作用，但植物要求低微的代谢强度去度过不良的外界条件，因此束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。自由水（F r e e w a t e r）:是指不与细胞的原生质组分紧密结合，能在细胞内微空间中自由移动的水分。（距离植物胶体微粒较远而可以自由流动的水分）参与代谢作用；其含量高低与植物代谢强度密切相关。当自由水/束缚水比值高时，原生质呈溶胶状态，植物的代谢旺盛，生长较快，但是抗逆性弱；反之，原生质呈凝胶状态，代谢活性低，生长迟缓，但抗逆性强。1 0,溶 胶（s o l）与 凝 胶（g e l）由于细胞内水分含量不同，原生质的状态也有两种状态：溶胶状态与凝胶状

12、态。溶胶状态:水分含量高时，自由水含量高，原生质胶体颗粒完全分散在水分介质中，胶粒之间联系弱，原生质胶体呈溶液状态，称为溶胶状态。凝胶状态：自由水含量少时，胶粒与胶粒相互连接成网状，原生质胶体失去流动性而形成近似固体的状态，这种状态称为凝胶状态。正常代谢的组织，其原生质呈溶胶状态；代谢弱的干种子（休眠种子），原生质呈凝胶状态。1 1,水分在植物生命活动中的作用1 .水分是细胞质的主要成分。2 .水分是代谢作用过程的反应物。3 .水是各种生理生化反应和物质运输的介质(优良的溶剂)。(水分是植物对物质吸收与运输的溶剂)4 .水分能够保持植物的固有姿态。1 2,水分跨膜物质运输的途径有两种：1,跨膜

13、脂双分子层的扩散:单个水分子通过膜脂双分子层的间隙扩散入细胞内，速率较慢；2,跨膜水孔蛋白的扩散：许多水分子通过膜的水通道呈线形扩散，水分流速快。细胞吸水的三种方式:扩散(d i f f u s i o n)；集 流(m a s s f l o w)；渗 透 作 用(o s m o s i s)1 .扩 散(d i f f u s i o n)方式吸水扩散是物质顺浓度梯度进行的，适合于水分短距离运输。2 .集 流(m a s s f l o w)方式吸水集流是溶液中成群的原子或分子在压力梯度下的共同移动。植物细胞间的水分集流是通过质膜上的水孔蛋白形成的水通道实施的。水孔 蛋 白(a q u a

14、 p o r i s)是水分进出细胞的通道蛋白。3 .渗 透 作 用(o s m o s i s)方式吸水是水分依水势梯度而移动的现象。渗透作用是溶剂分子通过半透膜而移动的现象。1 3,水 孔 蛋 白(a q u a p o r i s)原生质膜和液泡膜中存在的一种蛋白，起着选择性使水通过的作用，被称为水孔蛋白或水通道蛋白。水孔蛋白家族成员属于整合(内在)膜蛋白。水孔蛋白构成选择性水分通道。(水孔蛋白是膜整合蛋白，组成了水分选择性跨膜运输的孔道)它们允许水分自由通过，有些也允许小分子的非电解质通过，但排斥离子。水孔蛋白能让水分通过，但并不起泵的作用。水分运动的驱动力在本质上是水压或渗透压。在植

15、物体中，水孔蛋白存在于液泡膜和原生质膜中。水孔蛋白的活性受磷脂化和去磷脂化作用调节：1,依赖于C a 离子的蛋白激酶可使特殊丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白组成的水通道加宽，水扩散通过量就剧增。2,如果残基去磷酸化，则水通道变窄，水通过量就减少。1 4,系统中物质的总能量可分为束缚能(b o u n d e n e r g y)和 自 由 能(f r e e e n e r g y)束缚能：是不能转化为用于作功的能量；自由能：是在温度恒定的条件下可以用于作功的能量。自 由 能：在热力学当中，自由能指的是在某一个热力学过程中，系统减少的内能(总能量)中可以转化为对外作功的部分。它衡量的是：在一个特定的

16、热力学过程中，系统可对外输出的“有用能量”。化 学 势(c h e m i c a l p o t e n t i a l )：Im o l 物质的自由能就是该物质的化学势(单位：J ,m o l-1),引 入“化学势”概念的意义：可衡量物质反应或做功的能量大小。在处理相变和化学变化的问题时的度量值。物质总是从化学势较高的相转移到化学势较低的相。当物质在两相中的化学势相等时，则相变过程停止，系统达到平衡。水的偏摩尔体积(O w )：是指在一定温度和压力下，在 Im o l 水溶液中，加入Im o l 纯水后，该 Im o l 纯水所占的有效体积。例如：纯水的摩尔体积=18.00c m 3某一水

17、溶液的摩尔体枳=17.9 8 c m 3混合后的总体积W(18.00+17.9 8)c m 3混合后的总体=(17.9 9+17.9 8)c m 3该 Im o l 纯水所占的有效体积=17.9 9 c m 3偏摩尔体积的单位是m 3 m o l-115,水 势（W w）：是指每偏摩尔体积水的化学势（差），即水溶液的化学势（u w）与同温、同压、同一系统中的纯水的化学势（u w O）之 差（Auw）,除以水的偏摩尔体积（u w）所得的商。（水势是用来衡量水分反应或做功能量的高低）人为地设定：在等温等压条件下，纯水的化学势为零，其它任一系统中水的化学势与纯水的差值定义为该系统中水的水势。由于纯水

18、中的自由能最大，化学势最大，水势也最高，其它任何系统中的水势均为负值。水势的大小和单位：纯水的水势（W w O）最 大 V w 0=0,植物细胞的水势都为负值。水势的单位：帕（P a）、巴（b a r）、大气压（a t m）。1 巴=0.9 8 7 大 气 压=1 0 5 帕纯水的自由能最大，水势也最高。纯水的水势定为零，其他溶液就与它相比，溶液中的溶质颗粒降低了水的自由能，所以溶液中的水的自由能要比纯水低，溶液的水势就成负值，溶液越浓，水势越低。1 6,水势也可以通俗理解为水分移动的趋势。水分总是从高水势的地方流向低水势的地方。溶液中的溶质越多，则水势越低。溶质的性质对溶液的水势影响很大，非

19、极性溶质对水势影响不大，极性越强的溶质对水势影响越大。17,渗透现象：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。（渗透作用是是水分跨膜运输动力）原生质体：包括质膜、细胞质和液泡膜。整个原生质体可以看作一个选择透过性膜来看待。植物细胞是一个渗透系统，质膜和液泡膜均为半透膜。质 壁 分 离（p l a s m o l y s i s）现象：细胞由于液泡失水而使原生质体与细胞壁分离的现象称为质壁分离（p l a s m o l y s i s）现象。质壁分离现象可以证明植物细胞是个渗透系统植物细胞质壁分离和复原质壁分离现象：在高浓度溶液中，植物细胞液泡失水，原生质体与细胞壁分离的现象。质

20、壁复原现象：在低浓度溶液中，植物细胞液泡吸水，原生质体与细胞壁重新接触的现象。实验时.，观察质壁分离现象，可解决或说明以下几个问题：1）说明生活细胞的原生质具有选择透性或具有半透膜的性质；2）鉴定细胞的死活。细胞死后，原生质层的结构被破坏，丧失了选择透性，渗透系统不复存在，细胞不能再发生渗透作用，细胞也就不能再发生质壁分离。3）用来测定细胞的水势。通过测定植物发生质壁分离现象时等渗溶液的渗透势可测定细胞的水势。18,细胞水势：植物细胞是一个渗透系统。细胞吸水取决于细胞水势，细胞水势反映细胞吸水的倾向。水势越低，吸水倾向越大；反之，水势越高，吸水倾向越小。典型细胞的水势W wV w=W s （溶

21、质势）+W p （压力势）+W m （衬质势）+Vg （重力势）一般水势的公式为W w=W s （溶质势）+W P （压力势），适用有液泡的细胞（群）。A,细胞的渗透势（W S）：又称细胞的溶质势，由于细胞液中含有大量的糖，氨基酸以及各种离子，特别是笠泡的存在，这些内含物的存在使得细胞的水势大大下降。溶质势常用WS或wn来表示，为负值。B,重 力 势（W g ）:是由于水分受地球引力作用而产生的重力（重量），尤其是水分在垂直于地面的茎中运输时，水分因重力下移而使细胞失水。由于重力使细胞失水，在细胞内产生种反作用力，这种反作用力（重力势）增加细胞的水势。重力势：提高植物细胞水势的值，增加细胞水分

22、自由能，为 正 值（W g 0 ）。水 高 1 m时，W g=0.0 1 M Pa。考虑到单个细胞的体积很小以及水分在细胞内水平移动时，Wg与 W和 W P 相比很小，通常忽略不计（W g=0 ）o因此，细胞水势公式：w w=w JT+v p+v m +中g可简化为：v w=w J I +W p+W mC,衬 质 势（W m）:是细胞内胶体分子（蛋白质、核酸、纤维素、半纤维素、果胶质等）在严重失水状态下形成网络状结构，产生毛细管作用和胶体分子本身的亲水性而引起水势降低的值（W m W O）。未形成液泡的细胞Wm常 常 很 低（负值很大），如 干 种 子 W m=-1 0 0 M Pa。这 时

23、w ”和Wp 都为零，W w=V m已形成液泡的细胞w m =0 M Pa（-0.0 1 M Pa）因此，细胞水势公式：V w=W灾+W p+W m可再次简化为：V w=w n +w p（适合于有液泡的细胞或细胞群）D,细 胞 的 WP 是由于具有弹性的细胞壁对原生质体的压力造成的。当细胞充分吸水后，原生质体膨胀，就会对细胞壁产生一个压力，这个压力称为膨压（t u r g o r pr e s s u r e ）。在原生质体对细胞壁产生膨压的同时，细胞壁对原生质体产生一个大小相等方向相反的作用力，这个作用力就是细胞的压力势（pr e s s u r e po t e n t i al ）压力势

24、一般为正值（W P O ）,有 时 为 零（V P=O ）,甚 至 负 值（W P ）保卫细胞光合作用产生糖或淀粉J磷酸烯醇丙酮酸苹5酸蕈果酸解离一苹果酸根惠于苹果酸根离子进入保卫细胞（K，进入，中和平衡）水势下降J保卫细胞,水膨涨气孔开放,C 1W 即”|,UHHf图光下气孔开启的机理A.光眼卜保上*8密液沟中的*子积M.世光合件用生成的ATP要即H余,向帽底扑倒建立境内外的H*（度，在H电化学的骐电卜，K跄K通地，C僚A向传送体迈入供如电.另外.光合作用生成#果JR.K*.CT和单聚眈迎入液泡.肾品保、期.电的水玲.B.3孔 开 启 图 解.图光下气孔开启的机理光照下保卫细胞液泡中的离子积

25、累。由光合作用生成的A T P 驱动H+泵，向质膜外泵出H+,建立膜内外的H+梯度，在 H+电化学势的驱动下，K+经 K+通道、C 1-经共向传递体进入保卫细胞。另外，光合作用生成苹果酸。K+、C 1-和苹果酸进入液泡，降低保卫细胞的水势。B.气孔开启机理图解。2 9,蒸腾速率=扩散力/扩 散 途 径 的 阻 力=（气孔下腔蒸汽压一叶外蒸汽压）/（气孔阻力+扩散层阻力）T=(e l-e a)/(r s+r a)3 0,对蒸腾作用的影响分为外界条件和内部因素一，外界条件对蒸腾作用的影响凡是影响叶片内外蒸气压差和扩散途径阻力的外界条件，都会影响蒸腾速率的高低。(1)光照：光 照 t ,气孔开度t

26、,气孔阻力I ,蒸腾速率t 光 照 t ,气温和叶温t ,但 叶 温 t 更大，叶内外的蒸汽压梯度t ,蒸腾速率t o(2)温度：一定范围，温 度 t,蒸 腾 t。温度过低过高，蒸腾速率I (气孔关闭)。(3)湿度：湿 度 t，蒸 腾 3 ；湿 度 I，蒸 腾 t。(4)风速：微风促进蒸腾。强风可能会引起气孔关闭或开度减小，内部阻力加大，蒸腾减弱。二，内部因素对蒸腾作用的影响(1)气孔频度气孔频度(s t o m a t a i f r e q u e n cy)为 1 cm 2 叶片上的气孔数，气孔频度大有利于蒸腾的进行。(2)气孔大小气孔孔径较大，内部阻力小，蒸腾较强。(3)气孔下腔气孔下

27、腔容积大，叶内外蒸气压差大，蒸腾快。(4)气孔开度气孔开度大，蒸腾快，反之，蒸腾减弱。(5)气孔构造气孔构造不同也会影响蒸腾作用，气孔下陷的(针叶植物)，扩散层相对加厚，阻力大，蒸腾较慢。3 1,蒸腾作用的表示方法蒸腾速率(T r a n s p i r a t i o n r a t e )：单位时间单位叶面积内蒸腾的水量(g.m-2.h-1)蒸 腾 效 率(比 率)(T r a n s p i r a t i o n e f f i ci e n cy o r t r a n s p i r a t i o n r a t i o)：植物在一定时间内积累的干物质与蒸腾失水量的比值。蒸 腾

28、系 数(需 水 量)(T r a n s p i r a t i o n co e f f i ci e n t o r wa t e r r e q u i r e m e n t):植物制 造 1 g 干物质所需消耗的水分克数。3 2,水分利用效率(e f f i ci e n cy o f wa t e r u t i l i z a t i o n)是指植物消耗单位水分所产生的同化物质的量，它反映了植物生产中单位水分的能量转化效率，在本质上与蒸腾效率完全相同，可以从单叶和群体两个水平上表达。单叶水分利用效率又称瞬时水分利用效率：用单叶净光合速率（Pn）和蒸腾速率（T）之 比（Pn/T）

29、表示或用单叶净光合速率（Pn）与气孔蒸汽导度（Cs）之 比（Pn/Cs,又称内在水分利用效率）表示。即：W U E=Pn/T o r Pn/Cs个 体（整株植物）或群体水分利用效率：以一段时间或整个生育期内地上部生物量（D W）的增加数与同期蒸腾量（T）之比表示：W U E=D W/T3 3,合理灌溉的生理基础一、作物的需水规律（一）不同作物对水分的需要量不同一般可根据蒸腾系数（需水量）的大小来估计某作物对水分的需要量，即以作物的生物产量乘以蒸腾系数作为理论最低需水量。（）同一作物不同生育期对水分的需要量不同早稻：在 苗 期，蒸腾面积较小，水分消耗量不大；分 薨 期，蒸腾面积扩大，水分消耗量明

30、显增大；到孕穗开花期蒸腾量达最大值，耗水量也最多；进入成熟期后，叶片逐渐衰老脱落，水分消耗量又减少。小麦：种子萌发到分薨前期，消耗水不多；分票末期到抽穗期，消耗水最多；抽穗到乳熟末期，消耗水较多，缺水会严重减产；乳熟末期到完熟期，消耗水较少。此时供水过多，反而会使小麦贪青迟熟，籽粒含水量增高，影响品质。（三）作物的水分临界期（c r i ti c a l p e r i o d o f w a te r）水分临界期:是指植物在生命周期中，对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期，这个时期一旦缺水，就使性器官发育不正常，最终影响授粉受精和结实。3

31、4,合理灌溉指标作物是否需要灌溉可依据:气候特点、土壤埔情、作物的形态、生理性状和指标(-)土壤指标一般来说，适宜作物正常生长发育的根系活动层(0 90 c m),其土壤含水量应保持在6 0%8 0%,如果低于此含水量时，应及时进行灌溉。(-)形 态 指 标：我国农民自古以来就有看苗灌水的经验。作物缺水的形态表现为：(1)幼嫩的茎叶在中午前后易发生萎蕉；(2)叶、茎颜色由于生长缓慢，叶绿素浓度相对增大，而呈暗绿色；(3)茎、叶颜色有时变红(这是因为干旱时碳水化合物的分解大于合成，细胞中积累较多的可溶性糖，形成较多的花色素，而花色素在弱酸条件下呈红色的缘故)。(三)生理指标：生理指标可以比形态指

32、标更及时:更灵敏地反映植物体的水分状况。植物叶片的细胞汁液浓度、渗透势、水势和气孔开度等均可作为灌溉的生理指标。3 5,灌溉的方法作物需水量和灌溉时期及指标的确立，为制定合理的灌溉制度提供了科学依据。在具体进行灌溉时，应本着节约用水，科学用水的原则，不断改善灌溉设施，改进灌溉方法，以解决我国单位面积灌溉用水偏大和灌溉效益不高的问题。(-)漫灌(w i l d fl o o d i n g i r r i ga t i o n)是我国目前应用最为广泛的灌溉方法，它的最大缺点是造成水资源的浪费，还会造成土壤冲刷，肥力流失，土地盐碱化等诸多弊端。(二)喷灌(s p r a y i r r i ga

33、t i o n)是借助动力设备把水喷到空中成水滴降落到植物和土壤上。这种方法既可解除大气干旱和土壤干旱，保持土壤团粒结构，防止土壤盐碱化，又可节约用水。(三)滴 灌(d r i p i r r i ga t i o n)是通过埋入地下或设置于地面的塑料管网络，将水分输送到作物根系周围，水分(也可添加营养物质)从管上的小孔缓慢地滴出，让作物根系经常处在保持在良好的水分、空气、营养状态下。3 6,合理灌溉的生理基础合理灌溉的生理效应：合理的灌溉可以改善植物的各种生理状况，改善作物的光合性能(可以从作物的光合能力、光合时间、光合面积、有机物质的分配、呼吸消耗等五个方面 去 分 析)。合理灌溉的生态效

34、应：灌溉能改善灌溉地上的气候条件，改善栽培环境，间接地对植物产生影响。如：夏季灌溉可以降低株间的气温；早春与晚秋季节灌溉可以保温；碱地灌溉可以洗盐压碱；施肥后灌溉可以溶解肥料1.若施肥不当会产生“烧苗”现象，试用水分代谢原理说明原因？2.移栽苗木时为何要将根系周围的土壤捆绑，并剪去部分枝叶？3 .简述光下气孔开启机理的三个学说。4 .填空：写出下列吸水过程中影响水势的组分吸 胀 吸 水,Ww=()；渗透吸水，甲w=()；干燥种子吸水，Ww=();分生组织细胞吸水，Ww=()；一个典型细胞水势组分；Ww=()；成长植株吸水，甲w=()。5 .选择题：(1),有一充分饱和细胞，将其放入比细胞浓度低

35、1 0 倍的溶液中，则细胞体积：A不变 B变 小 C变大(2).将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，则会发生：A细 胞 吸 水 B细胞 失 水 C细胞既不吸水也不失水(保持动态平衡)第二章，植物的矿质营养1,植物体内的元素：分析植物体内元素的实验流程：植 物 水 分 1 0-95%干物质5-90%干物质有机物工90%无机物w 1 0%植物f 烘干f 燃 烧(C、H、0、N、S -0)2、H 2 0、N 2、N 0 2、N 2 0、S 0 2 等)f 灰分(M g0 Z nO、K 2 0、M nO 2 等)。灰分：将烘干的植物成分燃烧，燃烧后余下的一些不能挥发的残烬称为灰分。矿质元素(m

36、 i ne r a l e le m e nt)：以氧化物的形式存在于灰分中的元素，又称灰分元素(a s he le m e nt)。特殊：N不是灰分元素，但通常从土壤中以硝酸盐、铁盐等形式吸收，所以归并于矿质元素一起讨论。同样，S-S 0 2,S不是灰分元素，以但从土壤中硫酸盐形式被吸收，所以也归并于矿质元素一起讨论。必 需 元 素(E s s e nt i a l e le m e nt )：简单地说就是植物生长发育必不可少的元素。2,土培法？成分太复杂，难以控制！鉴定植物必需元素的方法-溶液培养法。溶液培养法(s o lu t i o n c u lt u r e m e t h o d

37、):用人工配制含已知矿质元素成分的营养液培养植物。优点：通过添加或减少某种元素，从植物生长状况判断该元素是否为植物所必需。国际植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是：第一，由于缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史；第二，除去该元素，表现为专一的病症，这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常；第三，该元素在植物营养生理上能表现直接的效果，而不是由于土壤物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。3,溶液培养法的形式水 培 法（无土栽培）：植物直接栽培于营养液中。砂培法：支 撑 物（石英砂、蛭石、珍珠岩）溶液培养法亦称水培法，是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。

38、植物必需矿质元素的种类大量 元 素（M a c r o e l e m e n t）：（M a j o r e l e m e n t）是指植物需要量较大，在植物体内含量较 高（0.0 1%或1 0 0 1 1 1 1 0 1/1 ）的 元 素（C、H、0、N、P、K、C a、M g、S、S i）。微 量 元 素（M i c r o e l e m e n t）（t r a c e e l e m e n t）：是指植物需要量较少，在植物体中含量较低（0.0 1%或 1 0 m m o l/k g）的 元 素（F e、M n、C u、Z n、B、M o、C l、N i、N a）.常见培养液H

39、o a g l a n d 营养液，K n o p 培养液，E s p i n o 培养液，A r n o n 营养液，B 5 营养液等4,植物必须矿质元素的生理作用必须矿质元素在植物体内的生理作用概括起来有四个方面：1,细胞结构物质的组成成分，如 N、S、P 等。2,植物生命活动的调节者，参与酶的活动，如 K、C a o 3,起电化学作用，即离子浓度的平衡、氧化还原、电子传递和电荷中和，如 K、F e、C I。4,作为细胞信号转导的第二信使，如 C a。有些大量元素同时具备上述二三个作用，大多数微量元素只具有酶促功能。氮 N i t r o g e n （N）吸收形式：N H 4+,N 0

40、3-,C 0（N H 2）2 ,A m i n o a c i d .植物吸收的氮素主要是无机态氮，即核态氮和硝态氮，也可以吸收利用有机态氮，如尿素等。氮是蛋白质（氨基酸、酰胺）、核酸、核苜酸、辅酶等的主要成分，而它们又是原生质、细胞核等的重要组成部分，在生命活动中占有特殊作用。因此，氮被称为生命元素。氮还参许多酶的活动。例 如:辅 酶（辅基）如 N A D+、N A D P+、F A D 等的构成。氮还是某些植物激素（如生长素和细胞分裂素）、维 生 素（如 B l、B 2、B 6、P P）、生物碱等的成分；氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。缺氮症状：叶小色淡、植株红紫色、矮小瘦弱、花少

41、、籽粒干瘪。症状发生部位：老叶。磷 Phosphorus（P）吸收形式：H2P04-,HP042-,通常磷呈正磷酸盐的形式被植物吸收。磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系；磷是许多辅酶如NAD+、NADP+等的成分；磷还参与碳水化合物、蛋白质、脂肪的代谢和运输；ATP组成元素之一；肌醇三酸磷为细胞信息的传递体。（对植物生长发育有很大的作用，是仅次于氮的第二个重要元素。）缺磷症状：油菜叶红色或紫色（糖运输受阻一花青素）、有些植物叶色暗绿（细胞生长慢、叶绿素含量相对提高）。症状发生部位：老叶。钾 Potassium（K）吸收形式：K+钾主要集中在植物生命活

42、动最活跃的部位，如生长点、幼叶、形成层等钾：是 6 0 多种酶的激活剂，如丙酮酸激酶、谷胱甘肽合成酶、淀粉合酶、核酮糖T,5-二磷酸淡化加氧酶（Robisco）等钾：（K+作为H+的反离子）可调节细胞渗透势，气孔运动，蒸腾作用等。钾：促进物质 运 输（马铃薯、甘薯、落花生等）及蛋白质和多糖合成。钾：单糖合成、转化、向贮藏器官转运f促进蔗糖、淀粉、纤维素、木质素合成一提高抗性如抗倒、抗病虫一提高产旦里。缺钾症状：叶片出现褐色斑点、叶片卷曲、叶缘和叶尖焦枯坏死。症状发生部位：老叶。硫 sulphur（S）吸收形式：S042-体内存在形式：-SH,-S-S-几乎所有蛋白质都有：含 S 氨基酸调节氧化

43、还原过程（半胱氨酸-胱氨酸）（硫氧还蛋白）氢 传 递 体（半胱氨酸f谷胱甘肽）毓 基（-S H）是辅酶A （C o A）的官能基团缺硫症状：叶片黄绿色、植株矮小。症状发生部位：嫩叶钙 C a l c i u m （C a）吸收形式：C a 2+C a 是细胞壁等的组分（果胶酸钙），C a 是某些酶类的活化剂（如 A T P 醐、琥珀酸脱氢酶等）;C a-C a M （钙调素）系统行使第二信使功能；C a 2+参与光合放氧（0EC 复合物放氧，C a 2+参与调节），钙能提高膜稳定性，提高植物适应干旱与干热的能力。缺钾症状：茎尖、嫩叶卷曲。叶尖、叶缘内卷、坏 死（大白菜干心病、葛苣顶枯病、番茄蒂

44、腐病等）。症状发生部位：嫩叶镁 M a g n e s i u m （M g）吸收形式：M g 2+镁参与光合作用：叶绿素的组分，促进光合磷酸化；活 化 R u b i s C O。镁是很多酶的激活剂 或 组 分（活化：磷酸变位酶类、磷酸激酶），促进蛋白质合成。镁能促进核糖体亚单位稳定结合。缺镁症状：叶片叶脉间（弧形脉）条纹状失绿，或叶片叶脉间（网状脉）斑点状失绿。症状发生部位：嫩叶硼 B o r o n （B）吸收形式：H 3 B 03-硼与甘露醇、甘露聚糖等形成复合体,这些复合物是半纤维素的组成成分。缺硼：花药、花丝、绒毡层、花粉发育不良，影响授精和结实。如：湖北油菜“花而不实”棉 花“有

45、蕾无铃”黑龙江小麦不结实等。必须元素加上钠，硅，钻称为有益元素。5,作物缺乏矿质元素的诊断（-）病征诊断法（二）化学分析诊断法（三）加入诊断法（-）病征诊断法第一，要分清生理病害（缺乏矿质元素）、病 虫 危 害（花叶病毒等）和其它因环境条件（高温、干旱等）不适而引起的病症。第二，若肯定是生理病害，再根据症状归类分析。第三，结合土壤及施肥情况加以分析。（-）化学分析诊断法以叶片为材料来分析病株的化学成分，与正常植株的化学成分进行比较。（三）加入诊断法初步确定植物缺乏某种元素后，可补充加入该种元素，如缺素症状消失，即可肯定是缺乏该元素。对于大量元素可采用施肥方法加入，而对微量元素则可作根外追肥试验

46、。加入诊断需要经过一段时间后才能看出效果。6,植物的缺素症：由于某种必需元素的缺乏，造成植物体内代谢紊乱，进而产生外观上可见的症状。组织中养分的浓度对生长的影响。临界浓度：生长速率低于最大生长速率1 0%时养分的浓度。缺 素 症 的 诊 断（病症检索表）病症从老叶开始，常 缺 乏 N P M g K Z n病症从新叶开始，常 缺 乏 C a B C u M n F e S表现出失绿症，常 缺 乏 F e M g M n S N7,生物膜：核膜、质膜、液泡膜和细胞器的膜等，在分子结构上是类似的，它们统称生物膜(b i o l o g i c a l m e m b r a n e)(,细胞的外周

47、膜与内膜系统称为生物膜。生物膜组成：主要组分：脂 质(4 0-6 0%)蛋白质分(3 0-4 0%)次要组分：质膜表面的糖 类 分 子(1 0-2 0%)生物膜的结构：流动镶嵌模型(f l ui d m o s a i c m o d e l),流动性和不对称性。功能：分界(区 域 化)；调控物质进出；信息传递、细胞识别和免疫应答生物膜结构的基本特点：1，膜一般是由磷脂双分子层和镶嵌的蛋白质组成；2,磷脂分子的亲水性头部位于膜的表面，疏水性尾部在膜的内部；3,膜上的蛋白质有些是与膜的外表面相连，称为外在蛋白，亦称外周蛋白；有些是镶嵌在磷脂之间，甚至穿透膜的内外表面，称为内在蛋白，亦称整合蛋白；

48、4,由于蛋白质在膜上的分布不均匀，膜的结构不对称，部分蛋白质与多糖相连；5,膜脂和膜蛋白是可以运动的：6,膜 厚 7-1 0 n m。脂双层：构成脂双层的脂质：磷 脂(胆固醇和糖脂)。在水中，磷脂分子自发形成脂双层。脂质分子可以进行各种形式的运动。胆固醇只存在于动物细胞中。胆固醇含量升高降低膜的流动性。膜蛋白：分为内在蛋臼和外在蛋白内在蛋臼(i n tr i n s i c p r o te i n)(整合蛋白i n te g r a l p r o te i n )：大多贯穿膜的内外。外在蛋白(e xtr i n s i c p r o te i n)(周边蛋白p e r i p h e r

49、 a l p r o te i n )：只以非共价键结合在内在蛋白的外端或以共价键结合在磷脂分子的亲水头部。功能：物质进出的载体，激素等的受体，酶，表面抗原等。糖蛋白：糖类与蛋白质以共价键结合。糖脂：糖类与脂质结合而成。糖蛋白和糖脂与细胞识别有关。8,植物细胞吸收矿质元素的方式1.扩散2.通道运输一一离子通道3.载体运输一一载体蛋白4.泵运输-离子泵5.胞饮作用1 扩散：分为简单扩散和易化扩散(协助扩散)简单扩散(s i mp le d i f f us i o n)：顺浓度梯度，无需能量和转运蛋白，直接透过磷脂双分子层。例如：疏水性分子(02、C 02、N H3)易于扩散。易化扩散(f a

50、c i li ta te d d i f f us i o n)(协助扩散)：顺浓度梯度或电化学梯度，无需能量，需要转运蛋白协助(选择性)。转运蛋臼：通道蛋白(膜内在蛋白构成的通道，横 跨 膜 的 两 侧)载 体 蛋 白(协 助 扩散的载体蛋白，亦称透性酶或运输酶)2 通道运输：细胞质膜上一有内在蛋白构成的通道，横跨膜的两侧。通道大小和孔内电荷密度等使得通道对离子运输有选择性，即一种通道只允许某一种离子通过。通道蛋白有所谓“闸门”的结构，它的开和关决定于外界信号一构象变化。特性：选择性；被动运输；高速，高效性；信号调节多样性。内向K+通道，外向K+通道。3 载体运输：有三类运输模式：单向运输我