植物生理学教学课件.pdf

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1、植 物 生 理 学 绪 论 一、植 物 生 理 学 定 义 一 是 研 究 植 物 生 命 活 动 规 律 的 科 学 二、植 物 生 理 学 研 究 对 象 一 以 高 等 植 物 为 主 三、植 物 生 理 学 研 究 任 务 1、植 物 体 内 所 进 行 的 各 种 生 理 过 程 及 机 理 2、生 理 过 程 的 基 础 一 生 物 物 理 与 生 物 化 学 3、生 理 过 程 与 环 境 的 关 系 4、生 理 过 程 与 形 态、结 构 的 关 系 5、细 胞、组 织、器 官 的 生 长 和 分 化 四、植 物 生 理 学 研 究 目 的 1、认 识 生 命 活 动，掌 握

2、规 律，解 释 这 些 现 象 2、使 人 类 能 动 地 运 用 这 些 规 律 性 为 农 林 牧 生 产 服 务 五、植 物 生 理 学 的 产 生 和 发 展（-）植 物 生 理 感 性 知 识 的 积 累（二）植 物 生 理 学 的 开 端 与 发 展 第 一 阶 段：开 端 1600 荷 兰 凡.海 尔 蒙 柳 树 试 验 一 植 物 的 营 1779 英 国 普 利 斯 特 利 植 物 放 氧 印 根 胡 兹 光 下 放 氧 0 2,黑 暗 放 CO21804 瑞 士 德.索 苏 尔 水 参 于 光 合 作 用 第 二 阶 段：发 展 为 一 门 独 立 学 科 1 8 4 0德

3、 国 李 比 希 1 8 4 5罗 伯 特.迈 尔 1 8 5 9克 诺 普、费 弗 尔 1 8 8 2萨 克 斯 费 弗 尔 矿 质 营 养 学 说 有 机 物 能 量 的 积 累 来 自 光 能 砂 基 培 养 植 物 生 理 学 讲 义 植 物 生 理 学 三 个 特 点：1、与 其 它 科 学 技 术 的 发 展 相 关 2、与 相 邻 学 科 的 相 关 3、向 宏 观 和 微 观 两 方 面 发 展（三）我 国 的 概 况 奠 基 人：罗 宗 洛 李 继 侗 汤 佩 松 中 山 大 学 武 汉 大 学 清 华 大 学 矿 质 营 养 1952上 海 植 生 所 光 合 作 用 呼

4、吸 作 用 的 多 条 途 经1956创 建 北 京 植 生 所 六、植 物 生 理 的 研 究 与 应 用 1、无 机 营 养(1)溶 液 培 养(2)施 用 化 肥 2、植 物 激 素 插 枝 生 根 防 止 脱 落 打 破 休 眠 保 鲜 人 工 催 熟 化 学 除 草 3、组 织 和 细 胞 培 养 一 植 物 细 胞 的 全 能 性 外 植 体 一 脱 分 化 一 愈 伤 组 织 一 器 官 分 化 一 全 苗 4、光 合 作 用 5、遗 传 工 程 第 一 章 植 物 的 水 分 代 谢 第 一 节 植 物 对 水 分 的 需 要 一、植 物 的 含 水 量 1、不 同 植 物 的

5、 含 水 量 不 同 2、同 一 种 植 物 不 同 环 境 中 不 同 3、同 一 种 植 物 不 同 器 官、组 织 中 不 同 二、植 物 体 内 水 分 存 在 的 状 态 1、原 生 质 胶 体 性 质(0.1O.OOlnm)两 项 系 统，半 透 明 稳 定，含 60%蛋 白 质，疏 水 基 内 部，亲 水 基 外 部 与 水 静 电 相 连。2、束 缚 水 和 自 由 水 束 缚 水：靠 近 胶 粒，因 被 胶 粒 牢 固 吸 附 而 束 缚 的 不 易 自 由 流 动 的 水。不 参 与 代 谢 活 动。种 子 以 束 缚 水 为 主。自 由 水：远 离 胶 粒，可 自 由 流

6、 动 的 水。参 与 代 谢 活 动，自 由 水 多，活 动 旺 盛。3、溶 胶 状 和 凝 胶 状 自 由 水 含 量 不 同 溶 胶 状：含 自 由 水 多，细 胞 原 生 质 胶 粒 完 全 分 散 于 介 质 中，胶 粒 之 间 联 系 弱，胶 体 呈 现 溶 液 状。多 数 细 胞 凝 胶 体：含 自 由 水 少，细 胞 原 生 质 胶 粒 相 互 结 成 网 状，液 体 分 布 于 网 眼 内，胶 体 失 去 流 动 性 而 凝 结。休 眠 种 子 三、水 分 的 生 理 生 态 作 用第 二 节 植 物 细 胞 对 水 分 的 吸 收 细 胞 的 吸 水 方 式：吸 胀 作 用

7、未 形 成 液 泡 的 细 胞，幼 小 细 胞、根 尖、休 眠 种 子 渗 透 作 用 具 有 成 熟 液 泡 的 细 胞，细 胞 吸 水 主 要 方 式 代 谢 性 吸 水 与 能 量 相 关 一、细 胞 的 渗 透 性 吸 水（-）扩 散 与 渗 透 作 用 扩 散：物 质 分 子 由 高 浓 度 向 低 浓 度 均 匀 分 布 的 现 象。溶 质 分 子 渗 透：扩 散 的 特 异 方 式，溶 剂 分 子 由 高 浓 度 向 低 浓 度，通 过 半 透 性 膜 的 扩 散 作 用。条 件：两 侧 浓 度 差；半 透 性 膜 的 存 在（-）植 物 细 胞 的 渗 透 作 用 半 透 性

8、膜：质 膜；细 胞 质；液 泡 膜 两 侧 浓 度 差：细 胞 内、外 的 浓 度 差（三）水 势 与 细 胞 的 水 势 水 势：水 的 自 由 能 大 小 的 度 量。单 位 Mpa纯 水 水 势 大 于 溶 液；稀 溶 液 大 于 浓 溶 液 人 为 规 定：纯 水 水 势 为 0,则 溶 液 水 势 为 负 值（四）细 胞 间 水 分 的 移 动 水 势 大 向 小 的 方 向 移 动 水 势 差 越 大 移 动 速 度 越 快（五）水 势 与 细 胞 的 水 势 1、水 势：水 中 能 用 于 做 功 或 发 生 反 应 的 能 量 的 度 量。2、植 物 细 胞 的 水 势（纯 水

9、 的 水 势 为 零）水 势 W w=渗 透 势 Ws+压 力 势 W p+衬 质 势 W m渗 透 势：由 于 溶 质 颗 粒 的 存 在 而 使 水 势 降 低 的 部 分，为-负 值。压 力 势：由 于 细 胞 壁 存 在 而 增 加 的 水 势，一 般 为 一 正 值。衬 质 势：细 胞 胶 体 物 质 的 亲 水 性 和 毛 细 管 对 自 由 水 的 束 缚 而 引 起 水 势 降 低 值，为 一 负 值。质 壁 分 离 的 细 胞：W w=ws 四 角 分 离，初 始 时 开 始 无 液 泡 的 细 胞：w w=w m成 熟 液 泡 的 细 胞：W w=Ws+WpW w=0 Ws

10、、W p 绝 对 值 相 等，符 号 相 反3、细 胞 水 势 的 计 算：Vs=-CRT C：mol浓 度 R：气 体 常 数 T：绝 对 温 度 小 液 流 法 测 定 植 物 组 织 的 水 势 二、细 胞 的 吸 胀 作 用 一 亲 水 胶 体 吸 水 膨 胀 的 现 象 1、吸 胀 力 即 为 衬 质 势 2、吸 胀 作 用 的 大 小 就 是 衬 质 势 的 大 小 3、液 泡 未 形 成 之 前 细 胞 的 吸 水 主 是 吸 胀 作 用 三、代 谢 性 吸 水 一 利 用 细 胞 呼 吸 作 用 放 出 的 能 量 使 水 分 通 过 质 膜 进 入 细 胞 的 过 程 作 用

11、 机 理 一 认 为 呼 吸 作 用 影 响 细 胞 吸 水 可 能 是 间 接 的 作 用 第 三 节 植 物 根 系 对 水 分 的 吸 收 根 系 吸 水 的 动 力：下 端 一 根 压（主 动 吸 水）上 端 一 蒸 腾 拉 力（被 动 吸 水）根 系 吸 水 的 部 位：根 毛 区 一、根 压：植 物 根 系 的 生 理 活 动 使 液 流 从 根 部 上 升 的 压 力 1、证 明 根 压 存 在 的 现 象（1）伤 流 植 物 茎 在 近 地 面 处 切 断 即 有 液 滴 流 出 的 现 象（2）吐 水 未 受 伤 叶 片 尖 端 或 边 缘 向 外 溢 出 液 滴 的 现 象

12、 2、根 压 产 生 的 原 因 质 外 体：细 胞 壁；细 胞 间 隙；中 柱 导 管 共 质 体：所 有 细 胞 原 生 质（1）渗 透 论：质 外 体 绕 过 共 质 体 内 皮 层（半 透 膜）的 凯 氏 带 一 渗 透 内 皮 层 内 质 外 体 中 柱（2）代 谢 论：矿 质 吸 收 一 一 中 柱 离 子 浓 度 生 高，水 势 下 降 一 一 吸 水 共 质 体 吸 收 离 子，胞 间 连 丝 二、蒸 腾 拉 力 一 根 系 的 主 要 吸 水 方 式 一 蒸 腾 作 用 三、根 系 吸 水 的 途 径：非 质 体 途 径 越 膜 途 径 水 孔 蛋 白 水 集 流 过 膜 两

13、 次 渗 透 共 质 体 途 径 细 胞 质 胞 间 连 丝 第 四 节 蒸 腾 作 用 一、生 理 意 义二、蒸 腾 部 位 和 气 孔 运 动（-）蒸 腾 部 位：口 卜 片 一 角 质 层 蒸 腾、气 孔 蒸 腾（-）气 孔 蒸 腾 1、气 孔 的 大 小、数 目 和 分 布 2、气 孔 扩 散 的 规 律 一 小 孔 律 小 孔 律：气 体 经 过 多 孔 表 面 扩 散 的 速 度，不 与 小 孔 面 积 成 正 比，而 与 小 孔 周 长 成 正 比。边 缘 效 应：气 孔 间 距 适 合 边 缘 扩 散，边 缘 碰 撞 机 会 少（三）气 孔 运 动 及 机 理 1、气 孔 的

14、运 动（1）气 孔 开 关 是 由 保 卫 细 胞 中 压 力 势 的 变 化 引 起（2）保 卫 细 胞 结 构 的 细 胞 壁 中 径 向 排 列 的 微 纤 丝 2、气 孔 运 动 机 理（1）淀 粉 一 糖 经 典 学 说（2）无 机 离 子 学 说（钾 离 子 泵 学 说）（3）苹 果 酸 学 说（4）脱 落 酸 的 作 用（ABA）第 五 节 植 物 体 内 水 分 的 运 输 一、水 分 运 输 的 途 径 1、细 胞 质 膜：水 孔 蛋 白 2、根 部：质 外 体 与 共 质 体 3、茎、叶 部：茎 一 经 导 管 或 管 胞 的 长 距 离 运 输 叶 一 由 叶 脉 至 气

15、 孔 下 腔 叶 肉 细 胞 的 短 距 离 运 输 二、水 分 上 升 的 动 力 1、根 压 2、蒸 腾 拉 力 3、水 分 的 内 聚 力 内 聚 力 学 说：水 分 具 有 较 大 的 内 聚 力 保 证 由 叶 至 根 水 柱 不 断 以 解 释 水 分 上 升 原 因 的 学 说 内 聚 力+张 力 重 力第 二 章 植 物 的 矿 质 营 养 第 一 节 植 物 必 需 的 矿 质 元 素-、植 物 体 内 的 元 素 105-110 10-95%水 分 挥 发 植 物 组 织-4OO-5OOOC0烘 干 5-90%干 物 质 可 挥 发 90-95%有 机 物 C CO2；H、

16、O H2O；N N；S H2S.SO2不 挥 发 5-10%无 机 物 大 部 分 S 一 部 分 N 全 部 P 全 部 金 属 元 素 二、植 物 必 需 的 矿 质 元 素 人 工 培 养 方 法.溶 液 培 养（水 培 法）：含 有 全 部 或 部 分 营 养 元 素 的 溶 液 中 栽 培 植 物 的 方 法。砂 基 培 养（砂 培 法）：用 洗 净 的 石 英 砂 或 玻 璃 球 等 加 入 含 有 全 部 或 部 分 营 养 元 素 的 溶 液 中 栽 培 植 物 的 方 法。以 三 条 标 准 判 断 元 素 的 必 要 与 否：1、在 其 完 全 缺 乏 时，植 物 不 能

17、进 行 正 常 生 长。2、其 必 需 性 是 特 异 的，而 不 能 为 其 它 元 素 所 代 替。在 其 缺 乏 时 所 产 生 的 特 除 缺 乏 症 只 有 加 入 这 种 元 素 才 能 使 植 物 恢 复 正 常。3、此 元 素 的 作 用 必 需 是 直 接 的，不 是 由 于 它 使 其 它 元 素 更 易 于 利 用，或 简 单 地 对 另 一 元 素 的 毒 害 发 生 拮 抗。植 物 的 必 要 元 素（19种）大 量 元 素（1 0种）0.01-01%干 重，在 溶 液 培 养 时 以 克/升 计。包 括：C、H、0、N、P、K、S、C a、M g、Si微 量 元 素

18、（9 种）0.00001-0.001%干 重，在 溶 液 培 养 时 以 毫 克/升 计。包 括：Fe、M n、B、C u、Zn、M o、C l、N a、Ni三、必 需 元 素 的 生 理 作 用 及 其 缺 乏 症 生 理 作 用：1、是 细 胞 结 构 物 质 的 组 分。如 C、H、0、N、S、P、Ca、M g、C u,是 组 成 糖、脂、和 蛋 白 质 类 等 有 机 物 的 元 素。2、在 植 物 体 内 以 离 子 形 式 存 在，并 以 不 同 方 式 对 植 物 生 命 起 着 调 节 作 用,它 们 或 是 酶 的 辅 酶 或 活 化 剂，或 是 原 生 质 生 命 活 动

19、的 调 节 者。如 维 持 细 胞 的 渗 透 势，影 响 膜 的 透 性 等，Mn、Mg、K、Mo、Zn、CL3、起 电 化 学 作 用，即 离 子 浓 度 的 平 衡、胶 体 的 稳 定 和 电 荷 的 中 和。第 二 节 植 物 细 胞 对 矿 质 元 素 的 吸 收 一、植 物 吸 收 矿 质 元 素 的 特 点 1、与 吸 收 水 分 的 关 系：各 具 不 同 的 吸 收 机 理，又 有 相 关 性。2、离 子 的 选 择 性 吸 收（1）同 一 种 盐 类 的 阳 离 子 与 阴 离 子，以 不 同 比 例 进 入 植 物 体。分 为 生 理 酸 性 盐 一 大 多 数 的 铁

20、盐，如（NH4）2SO4生 理 碱 性 盐 一 大 多 数 的 硝 酸 盐，如 KNO3生 理 中 性 盐 一 如 NH4NO3（2）同 一 种 溶 液 中 对 不 同 离 子 的 选 择 性 吸 收 3、单 盐 毒 害 和 离 子 拮 抗 作 用 单 盐 毒 害：溶 液 中 只 要 一 种 金 属 离 子 对 植 物 起 有 害 作 用 的 现 象。离 子 拮 抗 作 用：在 发 生 单 盐 毒 害 的 溶 液 中，如 加 入 少 量 其 他 金 属 离 子,即 能 减 弱 或 消 除 单 盐 毒 害 的 作 用。平 衡 溶 液：选 择 几 种 必 要 元 素 按 一 定 比 例 与 浓 度

21、 配 制 成 的 混 合 溶 液，使 植 物 生 长 良 好 而 无 毒 害 作 用。4、根 的 吸 收 区：根 毛 区 二、离 子 透 过 膜 的 原 理（-）离 子 通 道 运 输（-）载 体 运 输 1、单 向 运 输 载 体 2、同 向 运 输 载 体 3、反 向 运 输 载 体（三）质 子 泵 运 输（四）胞 饮 作 用（五）根 吸 收 离 子 的 过 程 1、把 离 子 吸 收 在 根 部 表 面 2、通 过 自 由 空 间 进 入 皮 层 内 部 3、通 过 内 部 空 间 进 入 木 质 部第 四 节 无 机 营 养 在 植 物 体 内 的 转 化 硝 酸 盐 的 还 原 和

22、氨 的 同 化(-)硝 酸 盐 的 还 原+5 2e+3 6e-3N 03-N 02-NH3NR NiR1、硝 酸 还 原 酶 NR一 种 含 铝 的 黄 素 蛋 白，含 M o、FAD、Cyt559存 在 部 位：细 胞 质 电 子 供 体：NADH2、亚 硝 酸 还 原 酶 NiR一 种 含 铁 和 血 红 素 蛋 白，含 Fe4S4 home存 在 部 位：叶 绿 体 电 子 供 体：FdH(-)氨 的 同 化 1、氨 基 化 作 用 2、氨 基 交 换 3、氨 同 化 方 式 4、酰 胺 化 谷 酰 胺 天 冬 酰 胺 硝 酸 盐 的 还 原 和 氨 同 化 细 胞 质 叶 绿 体 N

23、O3-NO2-NH3NR NiRNADH FdHI糖 一 酮 酸 一 II光 氨 基 酸 I I叶 蛋 白 质 第 五 节 矿 质 元 素 的 运 输 和 再 分 配 一、运 输 的 形 式、途 径 1、形 式 氮：主 要 是 有 机 物 少 数 为 硝 酸 盐 形 式 磷：主 要 正 磷 酸 形 式 部 分 有 机 磷 化 物 硫：主 要 是 硫 酸 根 离 子 少 数 为 有 机 物 2、途 径 根 主 要 是 木 质 部 叶 主 要 是 韧 皮 部 可 以 发 生 横 向 运 输二、矿 物 质 的 分 布 1、元 素 是 否 能 够 再 利 用（1）能 再 利 用 的，生 长 旺 盛 部

24、 位 积 累（2）不 能 再 利 用 的，局 部 积 累 2、集 中 部 位 的 中 心 两 个 中 心：生 长 中 心 一 根 尖、茎 尖、嫩 叶、生 长 点 储 藏 中 心 一 果 实、花、地 下 茎、地 下 根、种 子 第 三 章 植 物 的 光 合 作 用 第 一 节 光 合 作 用 的 意 义 1、定 义：是 绿 色 植 物 在 光 下 吸 收 光 能，利 用 二 氧 化 碳 和 水 合 成 有 机 物,并 放 出 氧 气 的 过 程，所 合 成 的 有 机 物 主 要 是 碳 水 化 合 物。光 co2+H2O-（CH2O）+02叶 绿 素 CH2O：是 C 0 2 被 还 原 的

25、 状 态 02：是 H2。被 氧 化 的 状 态 2、意 义：（1）将 无 机 物 变 成 有 机 物（2）随 着 物 质 的 转 变，将 光 能 转 变 为 化 学 能（3）释 放 氧，净 化 空 气 第 二 节 叶 绿 体 和 叶 绿 体 色 素-叶 绿 体 的 结 构 及 成 分（-）口 I,绿 体 的 亚 显 微 结 构 1、外 套 膜 2、间 质（基 质）（1）无 一 定 结 构，呈 淡 黄 色，高 度 流 动 性 状 态（2）成 分：主 要 是 可 溶 性 蛋 白 酶 及 其 它 代 谢 物 质（3）颗 粒 结 构 一 淀 粉 粒、脂 质 球（亲 钺 颗 粒）3、类 囊 体 一 基

26、 粒 片 层（垛 叠）间 质（基 质）片 层（二）叶 绿 体 的 成 分 1、蛋 白 质：叶 绿 素 蛋 白 间 质 蛋 白 其 它 含 铁 铜 镒 类 2、脂 类 物 质：层 膜 色 素 糖、磷、硫 脂 质 体 醍 3、储 存 物 质：碳 水 化 合 物 灰 分二 叶 绿 体 色 素 的 化 学 性 质 叶 绿 体 色 素 包 括 三 类：叶 绿 素 一 叶 绿 素 a、b、c、d类 胡 罗 卜 素 一 胡 罗 卜 素、叶 黄 素 藻 色 素 一 藻 红 素、藻 兰 素(-)叶 绿 体 色 素 的 化 学 结 构 及 性 质 1、叶 绿 素 是 一 个 叶 琳 化 合 物 不 溶 于 水，可

27、 溶 于 有 机 溶 剂(1)化 学 结 构 GOOCH.,口 I.绿 素 a C32H30ON4M式 COOC20H3 9r COOCH3叶 绿 素 b C32H28O2N4MCOOC20H3 9(2)化 学 性 质(2.1)皂 化 反 应 r COOCH3C32H30ON4M3 COOC20H39+2KOH rCOOKC32H30ON4Mg V o O K+(2.2)去 镁 叶 绿 素 r COOCH3C32H3 O OM M COOC2OH39r COOCH3C32H32ON4 t c o o c 2 0 H 3 9J-COOCH3C32H32ON4 COOC20H3 9r COOCH3

28、C32H30ON4C J COOC20H3 9CH3 OH+C20H39 OH甲 醇 叶 醇+2HC1+MgCi2+(CH3COO)2CU+2CH3COOH2、类 胡 罗 卜 素 不 溶 于 水，可 溶 于 有 机 溶 剂（1）胡 罗 卜 素：不 饱 和 的 碳 氢 化 合 物，分 子 式 C40H5 6，橙 黄 色，由 八 个 异 戊 烯 单 位 组 成 的 一 种 四 端。（2）叶 黄 素：分 子 式 C40H56O2,黄 色，由 胡 罗 卜 素 衍 生 的 含 两 个 醇 基 的 四 帮。3、藻 色 素 均 溶 于 稀 盐 酸，包 括 藻 红 素 和 藻 兰 素，都 是 色 蛋 白，即

29、蛋 白 质 和 红 色 或 兰 色 的 辅 基 生 色 团 组 成 的 复 合 蛋 白，是 有 四 个 毗 咯 环 的 直 链 结 构。（二）色 素 在 叶 绿 体 内 的 排 列 三 叶 绿 体 色 素 的 光 学 性 质（一）辐 射 能 量 光 具 有 波 动 和 颗 粒 的 双 重 性 质，以 波 的 形 式 传 播 而 以 颗 粒 的 颗 粒 的 被 吸 收 或 发 射。光 量 子 的 能 量 与 其 波 长 成 反 比，波 长 越 长，量 子 所 带 的 能 量 越 小。（二）吸 收 光 谱 1、叶 绿 素 的 吸 收 光 谱 一 红 光 区 640-660 nm 兰 紫 光 区 4

30、30-450 nm（1）叶 绿 素 a 在 红 光 区 的 吸 收 带 宽 些，兰 紫 光 区 窄 些，叶 绿 素 b 与 其 相 反。（2）叶 绿 素 a 在 红 光 区 的 吸 收 带 偏 向 长 光 波 方 向，而 在 兰 紫 光 区 则 偏 向 短 光 波 方 向。叶 绿 素 a 的 两 个 吸 收 峰 是 430 nm和 660 nm叶 绿 素 b 的 两 个 吸 收 峰 是 435 nm和 645 nm2、类 胡 罗 卜 素 的 吸 收 光 谱 一 兰 紫 光 区 3、藻 色 素 的 吸 收 光 谱 藻 红 素 一 绿 色 部 位 藻 兰 素 一 橙 红 部 位（三）荧 光 和 磷

31、 光 现 象 1、荧 光：叶 绿 素 的 有 机 溶 液 在 直 射 光 下 为 翠 绿 色，在 反 射 光 下 为 棕 红 色，这 一 棕 红 色 就 是 口 卜 绿 素 分 子 受 光 激 发 后 发 射 的 荧 光。2、磷 光：当 荧 光 出 现 后 立 即 中 断 光 源，借 助 灵 敏 的 光 学 仪 器，仍 可 短 时 间 内 看 到 微 弱 的 红 色 余 晖，即 为 叶 绿 素 分 子 受 光 激 发 后 发 射 的 磷 光。3、产 生 的 原 因 四 叶 绿 素 的 生 物 合 成第 三 节 光 合 作 用 的 机 理 光 合 作 用 分 为.光 反 应 一 必 须 在 光

32、下 引 起 的 发 应，发 生 部 位 在 类 囊 体 片 层。暗 反 应 一 在 暗 中 和 光 下 引 起 的 发 应，发 生 部 位 在 叶 绿 体 基 质 内。一、光 反 应 光 物 理 作 用 原 初 反 应 一 光 的 吸 收 光 能 的 转 换 与 传 递 光 化 学 作 用 电 能 转 变 为 活 跃 的 化 学 能（电 子 的 传 递 和 光 合 磷 酸）光 反 应 的 产 物 一 同 化 力 A TP和 NADPH概 念 1、天 线 色 素：没 有 光 化 学 活 性，只 有 收 集 光 能 的 作 用，包 括 大 部 分 叶 绿 素 a、全 部 的 叶 绿 素 b、类 胡

33、 罗 卜 素、藻 色 素 2、作 用 中 心 色 素：具 有 光 化 学 活 性，既 是 光 能 的 捕 获 器，又 是 光 能 的 转 换 器，少 数 吸 收 680和 700nm的 叶 绿 素 a P680、P7003、作 用 中 心：作 用 中 心 色 素 P680、P700；原 初 电 子 供 体 D原 初 电 子 受 体 A D P A4、光 合 作 用 单 位：植 物 还 原 一 个 CO2分 子 或 放 出 一 个 0 2分 子 所 需 要 的 叶 绿 素 分 子 的 数 目 光 合 作 用 单 位=聚 光 色 素 系 统+作 用 中 心（一）原 初 反 应 hvD*P*A-D

34、P*A-D P+A-D+P A 能 量 传 递 方 式：诱 导 共 振（-）电 子 传 递 和 光 合 磷 酸 化 1、色 素 系 统 的 发 现 红 降：在 长 波 红 光 下，光 合 作 用 的 量 子 效 率 下 降 的 现 象。双 光 增 益：两 种 光 波 促 进 光 合 效 率 的 现 象。（1）单 独 不 能 进 行 光 合 作 用 的 远 红 光 在 增 加 一 短 波 光 时 则 增 益 光 合 作 用。（2）两 个 波 长 一 起 用 的 光 合 作 用 比 两 个 分 别 地 用 时 的 总 合 效 果 更 高。2、电 子 传 递“Z”OEC 放 氧 复 合 体 含 M

35、n蛋 白 Z 蛋 白 上 的 络 氨 酸 侧 链 PSII复 合 体 Q 质 醍 PQ 质 体 醍 D1D2/Ctyb559 复 合 体 电 子 传 递 体 电 子 和 氢 质 子 传 递 体 Cytb/f 含 Fe-S 蛋 白 PSI复 合 体 PC 质 体 兰 素(箸)Fd 铁 氧 还 蛋 白 细 胞 色 素 b/f复 合 体 含 C u蛋 白 含 F e蛋 白 FNR 铁 氧 还 蛋 白-NADP 氧 化 还 原 酶 庠 3、水 的 光 解 和 光 合 磷 酸 化(1)水 的 光 解 H ill反 应 放 氧 定 义：离 体 叶 绿 体 在 光 下 所 进 行 的 水 分 解，并 放 出

36、 氧 气 的 反 应。光 2H2。+2A-2AH2+02叶 绿 体 机 理：水 氧 化 钟 学 说 2H2。-O2+4H+4e-(2)光 合 磷 酸 化 化 渗 学 说 ATP的 形 成 循 环 式 光 合 磷 酸 化 非 循 环 式 光 合 磷 酸 化 二 暗 反 应 碳 同 化(-)卡 尔 文 循 环 C3途 径 1、研 究 工 作(1)技 术：同 位 素 示 踪 法、纸 层 析 法、放 射 自 显 影 技 术(2)方 法：外 推 至 零 法 一 第 一 个 产 物 PG A的 发 现 动 力 学 法 一 C 02受 体 RuDP的 发 现 2、C3途 径 叶 绿 体 的 基 质 部 位(

37、1)竣 化 阶 段 C02的 固 定 RuDPCRuDP+C02-2(3-PGA)(2)还 原 阶 段 C02的 还 原 3-PGA+ATP DPGA+NADPH PGAld(3)更 新 阶 段 C02的 受 体 再 生 Ru-5-P+ATP-RUDP（二）C 4途 径 1、C 4植 物 叶 片 的 解 剖 特 征（1）花 环 结 构：内 圈 一 层 是 维 管 束 鞘 细 胞；外 圈 是 由 一 层 到 多 层 排 列 密 致 的 叶 肉 细 胞；两 类 细 胞 之 间 有 大 量 的 胞 间 连 丝 相 连（2）叶 绿 体 的 特 征：叶 肉 细 胞 一 叶 绿 体 较 小，内 有 基 粒

38、 片 层；鞘 细 胞 一 叶 绿 体 较 大，但 无 基 粒 或 是 没 有 发 育；好 的 基 粒，大 的 类 囊 体 平 行 地 贯 穿 在 整 个 叶 绿 体 中。C 3植 物 的 维 管 束 鞘 细 胞 较 小，或 反 育 不 良，其 中 无 叶 绿 体，周 围 的 叶 肉 细 胞 排 列 较 疏 松。2、C 4途 径（1）CO2的 固 定 叶 肉 细 胞 的 细 胞 质 中 PEPCPEP+8 2-OAA+PiO A A迅 速 转 变 为 M a l和 AspOAA+NADPH+H+-Mal+NADP+OAA+G lu-Asp+Oxoglu（2）苹 果 酸、天 冬 氨 酸 被 运 至

39、 鞘 细 胞 的 叶 绿 体 中 脱 竣 与 再 固 定 Mal+NADP+Pyr+C 02+NADPH+H+（3）CO2的 受 体 再 生 叶 肉 细 胞 的 叶 绿 体 中 Pyr+ATP+P i-PEP+AMP+Pi（三）景 天 科 植 物 酸 代 谢 途 径（CAM）夜 间，气 孔 张 开 PEP+C 0 2+H20-OAA+PiO A A迅 速 转 变 为 Mal,积 累 于 液 泡 中，p H下 降 OAA+NAD（P）H+H+-Mal+NAD（P）+白 天，气 孔 关 闭 Mal+NAD(P)+Pyr+CO2+NAD(P)H+H+C 02运 入 叶 绿 体，参 于 C 3循 环，

40、pH上 升 第 四 节 光 呼 吸 一、光 呼 吸 的 生 物 化 学 1、叶 绿 体 中：RuDP竣 化 一 加 氧 酶，乙 醇 酸 的 形 成 2、过 氧 化 体 中：乙 醇 酸 在 乙 醇 酸 氧 化 酶 作 用 下，氧 化 成 乙 醛 酸 和 过 氧 化 氢。乙 醛 酸 在 转 氨 酶 作 用 下，从 谷 氨 酸 得 到 氨 基 而 形 成 甘 氨 酸。3、线 粒 体 中：甘 氨 酸 被 运 至 线 粒 体，两 分 子 甘 氨 酸；在 丝 氨 酸 合 成 酶 的 催 化 下 转 变 为 丝 氨 酸，并 释 放 一 分 子 的 CO2o4、过 氧 化 体 中：丝 氨 酸 再 进 入 过

41、氧 化 体 中，经 转 氨 酶 作 用，形 成 羟 基 丙 酮 酸，再 还 原 成 甘 油 酸 5、叶 绿 体 中：甘 油 酸 经 甘 油 酸 激 酶 的 磷 酸 化，生 成 3-磷 酸 甘 油 酸，参 加 C3,进 一 步 由 RuDP又 形 成 乙 醇 酸。二 光 呼 吸 的 生 理 功 能 1、乙 醇 酸 对 植 物 是 有 毒 的，必 须 转 变 为 其 它 化 合 物。2、所 形 成 的 甘 氨 酸、丝 氨 酸 既 可 被 用 于 合 成 蛋 白 质，也 可 参 加 需 要 它 们 作 前 体 的 代 谢。3、保 护 作 用（1）在 水 分 亏 缺 及 高 光 强 下，气 孔 关 闭

42、，光 呼 吸 释 放 的 C02可 被 再 利 用。（2）在 强 光 下 产 生 的 同 化 力 多，而 外 界 C 0 2相 对 较 少，产 生 不 平 衡。通 过 光 呼 吸 消 耗 部 分 能 量，减 少 同 化 力 的 过 多 积 累，可 保 护 光 反 应 中 心 被 破 坏。三 C 3 植 物 与 C 4植 物 的 比 较 1、类 型：高 光 呼 吸（低 光 合 效 率）C 3植 物 低 光 呼 吸（高 光 合 效 率）C 4植 物 2、结 构 的 不 同：C 4植 物 具 有 一 个 花 环 结 构 3、竣 化 酶 的 不 同：P E P C对 C 02的 亲 和 力 较 大 一

43、“C 02”泵 4、鞘 细 胞 叶 绿 体 中 合 成 的 糖 类 物 质 可 就 近 输 入 维 管 束 5、C 4植 物 的 光 呼 吸 酶 和 过 氧 化 体 主 要 集 中 在 维 管 束 鞘 细 胞 中，光 呼 吸 就 局 限 于 维 管 束 鞘 内 进 行。即 使 光 呼 吸 鞘 内 放 出 C02,也 很 快 能 被 叶 肉 细 胞 中 的 PEPC再 次 吸 收 利 用 而 不 易 漏 出。第 五 节 影 响 光 合 作 用 的 因 素 一、植 物 的 光 合 强 度（光 合 速 率）1、单 位 mg CO2/dm2/h表 面 光 合 作 用=真 正 光 合 作 用 同 化 的

44、 C02量 一 呼 吸 作 用 释 放 的 C02量（净 光 合 率）真 正 光 合 速 率=表 观 光 合 速 率+呼 吸 速 率 2、光 合 生 产 率（净 同 化 率）单 位 g 干 物 质/M 2/d二、光 对 光 合 作 用 影 响 1、光 补 偿 点 和 光 饱 和 点 2、产 生 光 饱 和 点 现 象 的 原 因 三、CO2对 光 合 作 用 影 响 1、C 0 2补 偿 点 和 C 0 2饱 和 点 2、限 制 因 子 率 第 六 节 植 物 体 内 有 机 物 的 运 输 一、有 机 物 的 短 距 离 运 输（-）细 胞 内 的 有 机 物 运 输（-）细 胞 间 的 有

45、 机 物 运 输 二、有 机 物 的 长 距 离 运 输 1、“源”与“库”的 概 念 2、运 输 的 途 径 韧 皮 部 3、运 输 的 方 向 双 向 4、运 输 的 形 式 主 要 是 蔗 糖 5、韧 皮 部 的 装 载 与 卸 出 装 载：“共 质 体 一 非 质 体 一 共 质 体”途 径 卸 出：共 质 体 途 径 与 质 外 体 途 径 三、有 机 物 运 输 机 理 1、压 力 流 动 学 说 2、收 缩 蛋 白 学 说 第 六 章 植 物 生 长 物 质 植 物 生 长 物 质：是 一 些 调 节 植 物 生 长 发 育 的 物 质 分 为 两 类：植 物 激 素：是 一 些

46、 在 植 物 体 内 合 成，并 从 产 生 之 处 运 送 到 别 处，对 生 长 发 育 产 生 显 著 作 用 的 微 量 有 机 物。植 物 生 长 调 节 剂：是 一 些 具 有 植 物 激 素 活 性 的 人 工 合 成 的 物 质。植 物 激 素 的 特 征：1、内 生 的 2、能 移 动 的 3、低 浓 度 有 调 节 作 用 植 物 激 素 主 要 包 括 五 大 类：正 激 素 一 生 长 素 类、赤 霉 素 类、细 胞 分 裂 素 类 负 激 素 一 乙 烯、脱 落 酸 第 一 节 生 长 素 类 一、生 长 素 的 发 现 二、生 长 素 的 结 构、分 布 和 传 导

47、 1、结 构：口 引 躲 乙 酸 IAA2、分 布：-一 般 大 部 分 集 中 在 生 长 旺 盛 部 位 3、传 导：（1）极 性 运 输 需 能 的，单 方 向 的 运 输 特 点 一 生 长 素 只 能 从 形 态 学 的 上 端 向 下 端 运 输，而 不 能 倒 过 来。部 位 一 胚 芽 鞘 细 胞、茎 的 维 管 束 鞘 细 胞 极 性 运 输 机 理 一 化 学 渗 透 学 说 酸 性 中 性 IAAH-IAA-IAA-（2）无 极 性 运 输 被 动 的，通 过 韧 皮 部 的 运 输 生 长 素 的 生 物 合 成 与 降 解（-）生 长 素 的 生 物 合 成 1、%咪

48、 丙 酮 酸 途 径 2、色 胺 途 径 3、引 躲 乙 醇 途 径（二）生 长 素 的 降 解 1、酶 促 降 解（1）脱 竣 降 解（2）不 脱 竣 降 解 2、光 氧 化 四、生 长 素 的 作 用 机 理（-）作 用 机 理 生 长 素 促 进 生 长 的 主 要 原 因 是 促 进 细 胞 伸 长 1、组 织 水 平2、亚 细 胞 水 平 细 胞 壁 酸 化 作 用 酸 生 长 学 说 3、基 因 水 平 核 酸 和 蛋 白 质 的 合 成()生 长 素 的 浓 度 效 应 1、不 同 生 长 素 浓 度 的 效 应 生 长 素 在 低 浓 度 促 进 生 长；中 浓 度 抑 制 生

49、 长；高 浓 度 导 致 死 亡 2、不 同 器 官 的 最 适 浓 度 效 应 茎(10-4mol/L)芽(10-8 moVL)根(10-10 mol/L)五 生 长 素 的 应 用 1、促 使 插 枝 生 根 2、防 止 或 推 迟 器 官 脱 落 2 祝 讲 并 花 4：性 别 控 制 促 进 雌 花 分 化 5、延 长 休 眠 和 抑 制 萌 发(较 大 浓 度)6、离 体 培 养 构 布 输 结 分 运、123第 二 节 赤 霉 素 类 一、赤 霉 素 的 结 构、分 布 和 运 输：赤 霉 烷，G A,含 有 四 个 异 戊 二 烯 基 的 双 菇：活 性 最 高 的 多 是 生

50、长 旺 盛 的 部 位：不 表 现 出 极 性 运 输，根 尖 的 向 上 运 输，叶 中 的 双 向 运 输 二、赤 霉 素 的 生 物 合 成 三、赤 霉 素 的 作 用 机 理(一)促 进 生 长 1、促 进 细 胞 分 裂 由 于 G 1期 的 细 胞 进 入 S 期，相 应 缩 短 了 S 期 2、促 进 细 胞 扩 大 增 加 细 胞 壁 的 伸 展 性 可 能 是 消 除 细 胞 壁 中 Ca+2的 作 用，伸 展 性 加 大 或 是 抑 制 过 氧 化 物 酶 活 性，阻 止 细 胞 壁 的 硬 化(-)RNA和 蛋 白 质 的 合 成 诱 导 淀 粉 酶 的 形 成 胚 GA