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文檔簡介

1、植物生理學(xué)復(fù)習(xí)指導(dǎo)大全一緒篇:植物學(xué)生理學(xué)的發(fā)展歷史,一些重要理論的創(chuàng)立者。(1)奠基階段產(chǎn)生于生產(chǎn)實踐 (2)誕生與成長時期:1617世紀(jì)是植物生理學(xué)研究的開始時期。荷蘭的van Helmont是最早進(jìn)行植物生學(xué)試驗的學(xué)者柳樹插條試驗;只澆雨水,5年增長了74.4kg,而土壤只減少了0.1kg,推斷水是植物長大的物質(zhì)來源。1699年Woodward用雨水、河水和花園土水對薄荷進(jìn)行灌溉試驗, 發(fā)現(xiàn)花園土水對薄荷生長最好。1776年英國的J.Priestley最早發(fā)現(xiàn)植物可以“改善空氣” 。 1779年荷蘭學(xué)者J.Ingenhousz證實,綠色植物只有在光下才能“凈化”空氣,初步建立了空氣營養(yǎng)的

2、概念。 1840年Liebig(德)提出施礦質(zhì)肥料以補(bǔ)充土壤營養(yǎng)的消耗,成為植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說的創(chuàng)始人。1859年Sachs、Knop和Pfeffer (德)等創(chuàng)立了無土栽培技術(shù)。1882年Sachs編寫了植物生理學(xué)講義,他的弟子W.Pfeffer于1904年出版了三卷本 植物生理學(xué)巨著 ,標(biāo)志著植物生理學(xué)作為一門學(xué)科的誕生。因此Sachs和Pfeffer被稱為植物生理學(xué)的兩大先驅(qū)。(3)飛躍發(fā)展時期:20世紀(jì)是植物生理學(xué)進(jìn)入飛躍發(fā)展時期 。隨著物理、化學(xué)的發(fā)展及技術(shù)、設(shè)備、方法的進(jìn)步,使植物生理學(xué)在各方面都有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。如細(xì)胞全能性的概念,成功地進(jìn)行了細(xì)胞與組織培養(yǎng);1920年(美)W.W

3、.Garner和H.A.Allard發(fā)現(xiàn)了光周期; 20世紀(jì)3060年代,各種植物生長物質(zhì)的相繼發(fā)現(xiàn),能更有效地控制植物的生長發(fā)育,提高產(chǎn)量。50年代(美)M.Calvin揭開了光合作用中C3途徑之謎;60年代末,M.D.Hatch和C.R.Slach又發(fā)現(xiàn)了C4途徑;與此同時又發(fā)現(xiàn)了光呼吸與景天酸代謝途徑(CAM途徑),把光合作用研究推向新高潮;光敏色素的發(fā)現(xiàn),為調(diào)控植物生長發(fā)育打下理論基礎(chǔ);鈣與鈣調(diào)素的深入研究,了解到了細(xì)胞內(nèi)部的調(diào)節(jié)機(jī)理。當(dāng)前已在分子水平上研究植物的生長、發(fā)育、代謝及其與環(huán)境的相互作用等重要生命現(xiàn)象的機(jī)理,以便有效地調(diào)控這些生命過程,為人類服務(wù)。我國一些重要的植物生理學(xué)家

4、及貢獻(xiàn)。錢崇澍1915年從美留學(xué)回國1917年在國際刊物生發(fā)表了關(guān)于離子吸收的論文,先后在金陵大學(xué)、廈門大學(xué)講授植物生理學(xué),他是我國植物生理學(xué)的啟業(yè)人。 在國內(nèi)第一位從事植物生理學(xué)實驗研究和發(fā)表論文的是李繼侗20世紀(jì)30年代,從日、美留學(xué)回國的羅宗洛和湯佩松先后在中山大學(xué)、中央大學(xué)和武漢大學(xué)從事教學(xué)和科學(xué)研究,發(fā)表論文,他們是我國植物生理學(xué)的奠殷宏章作物群體生理;沈允鋼光合磷酸化中高能態(tài)的發(fā)現(xiàn);湯佩松呼吸代謝的多條途徑;婁成后細(xì)胞原生質(zhì)的胞間運轉(zhuǎn)及近十多年來的組織培養(yǎng)、單倍體育種、轉(zhuǎn)基因植物等等?;恕,F(xiàn)代植物生理學(xué)發(fā)展的四大特點。(1)研究層次越來越寬廣向微觀和宏觀兩個方面發(fā)展(2)學(xué)科間相

5、互滲透(3)理論聯(lián)系實際 (4)研究手段現(xiàn)代化概念:生物膜: 由磷脂雙層結(jié)合有蛋白質(zhì)和膽固醇、糖脂構(gòu)成,起滲透屏障、物質(zhì)轉(zhuǎn)運和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用。細(xì)胞內(nèi)的膜系統(tǒng)與質(zhì)膜的統(tǒng)稱.共質(zhì)體: 原生質(zhì)體通過胞間連絲聯(lián)系形成的連續(xù)體.質(zhì)外體: 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.流動鑲嵌模型: 細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)是由液態(tài)的脂類雙分子層中鑲嵌可以移動的球形蛋白質(zhì)而形成的.細(xì)胞全能性: 在多細(xì)胞生物中每個體細(xì)胞的細(xì)胞核具有個體發(fā)育的全部基因,只要條件許可,都可發(fā)育成完整的個體.細(xì)胞周期: 連續(xù)分裂的細(xì)胞從上一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂完成所經(jīng)歷的整個過程。包含G1期、S期、G2期、M期四個階段.細(xì)胞

6、程序化死亡: 在活組織中,單個細(xì)胞受其內(nèi)在基因編程的調(diào)節(jié),通過主動的生化過程而自殺死亡的現(xiàn)象,稱程序化細(xì)胞死亡(programmed cell death PCD也稱細(xì)胞凋亡(apoptosis).內(nèi)膜系統(tǒng): 真核細(xì)胞中,在結(jié)構(gòu)、功能上具有連續(xù)性的、由膜圍成的細(xì)胞器或結(jié)構(gòu)。包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、內(nèi)體和分泌泡以及核膜等膜結(jié)構(gòu),但不包括線粒體和葉綠體。植物全能性: 植物的每個細(xì)胞都包含著該物種的全部遺傳信息,從而具備發(fā)育成完整植株的遺傳能力.二水份代謝:1.概念:水勢: 每偏摩爾體積水的化學(xué)勢。滲透作用: 水分從水勢高的系統(tǒng)經(jīng)過半透膜流向水勢低的系統(tǒng)水通道蛋白: 是一類具有選擇性地、高效轉(zhuǎn)

7、運水分的膜通道蛋白。吸脹作用: 親水凝膠吸附水分子,并使其膨脹的過程。根壓:由于根系的生理活動使液流從根部沿木質(zhì)部導(dǎo)管上升的壓力。一般為0.1-0.2MPa 。蒸騰拉力:由于蒸騰作用產(chǎn)生的一系列水勢梯度使導(dǎo)管中水分上升的力量。萎焉: 植物體內(nèi)水分不足時,葉片和莖的幼嫩部分下垂,這種現(xiàn)象稱為萎蔫(wilting)。蒸騰速率(效率,系數(shù)):內(nèi)聚力:相同分子之間相互吸引的力量。2水分在植物生命活動中的作用。生理作用:1、水是原生質(zhì)的主要組分2、水直接參與植物體內(nèi)重要的代謝過程3、水是物質(zhì)吸收、運輸?shù)牧己媒橘|(zhì)4、水保持植物的固有姿態(tài)5、細(xì)胞的分裂和生長需要足夠的水生態(tài)作用: 1、調(diào)節(jié)植物體溫 高比熱:

8、穩(wěn)定植物體溫高汽化熱:降低體溫,避免高溫危害介電常數(shù)高:有利于離子的溶解2、水對可見光有良好的通透性3、水可調(diào)節(jié)對植物的生存環(huán)境3.細(xì)胞對水分的吸收。吸水的主要器官是根系,根吸水的主要部位是根尖,根尖吸水最活躍的部位是根毛區(qū)。根系吸水: 質(zhì)外體途徑:水分通過包括壁、細(xì)胞間隙、及中柱內(nèi)的木質(zhì)部導(dǎo)管,不包括細(xì)胞質(zhì)的部分移動。對水分運輸?shù)淖枇π ?共質(zhì)體途徑:所有細(xì)胞的原生質(zhì)體通過胞間連絲聯(lián)系形成一連續(xù)的體系,對水分運輸?shù)淖枇^大??缒ね緩剑核謴囊粋€細(xì)胞移動到另一個細(xì)胞,跨過兩次質(zhì)膜和一次液泡膜。 水分移動:質(zhì)外體空間內(nèi)皮層細(xì)胞原生質(zhì)層(共質(zhì)體) 質(zhì)外體空間(導(dǎo)管)。4.氣孔開閉的機(jī)理。淀粉-糖變

9、化學(xué)說(starch-sugar conversion theory):淀粉溶解成可溶性糖,水勢下降,氣孔開放。黑暗中相反,氣孔關(guān)閉。無機(jī)離子泵學(xué)說(inorganic ion pump theory):由于鉀離子和ATP質(zhì)子泵的作用,保衛(wèi)細(xì)胞積累的鉀離子和氯離子較多,水勢下降,水分進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞,氣孔張開。蘋果酸生成學(xué)說(inorganic ion pump theory):保衛(wèi)細(xì)胞含有較多的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),在PEP羧激酶作用下,形成蘋果酸,淀粉含量下降,蘋果酸含量增加,氣孔開放。5.溫度為何會影響根系吸水。低溫能降低根系的吸水速率,其原因:水分本身的黏性增大,擴(kuò)散速率降低,細(xì)胞質(zhì)

10、黏性增大,水分不易通過細(xì)胞質(zhì);呼吸作用減弱,影響吸水;根系生長緩慢,有礙吸水表面積的增加。吧三礦質(zhì)營養(yǎng)概念:灰分元素: 干燥的植物體經(jīng)過充分燃燒后留下的一些不能揮發(fā)的的殘渣,這就是所謂的灰分,即礦質(zhì)元素。必需元素: 維持植物正常生長發(fā)育必不可少的元素。水培法: 通過水直接向植物提供其生長所需要的礦物質(zhì)。砂培法: 是在洗凈的石英砂或玻璃球等基質(zhì)中加入營養(yǎng)液,利用砂基作為固定植物根系的支持物來培養(yǎng)植物的方法。主動吸收:載體運輸逆電化學(xué)梯度進(jìn)行主動運輸被動吸收:載體運輸順電化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運蛋白: 膜上蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運體,用來協(xié)助物質(zhì)運輸。載體運輸: 在載體蛋白質(zhì)幫助下的跨膜運輸稱為載體運輸。離子泵運輸:

11、 一類特殊的載體蛋白,能驅(qū)使特定的離子逆電化學(xué)梯度穿過質(zhì)膜,同時消耗ATP形成的能源,屬于主動運輸。胞引作用: 物質(zhì)吸附在質(zhì)膜上,通過膜的內(nèi)折而轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)的吸收物質(zhì)及液體的過程。單鹽毒害: 溶液中只有一種金屬離子對植物起毒害作用的現(xiàn)象。離子拮抗: 在發(fā)生單鹽毒害溶液中加入少量其它金屬離子的鹽類,單鹽毒害被減輕或消除的現(xiàn)象。平衡溶液: 幾種鹽類按一定比例和濃度配制的不使植物發(fā)生單鹽毒害的溶液。生理酸(堿,中性鹽): 由于在吸收環(huán)境中的同時,根細(xì)胞必定有相同電荷的與之交換。所以環(huán)境中氫離子濃度的增加,pH值降低。這種鹽稱為生理酸性鹽。使PH升高的叫生理堿性鹽,對環(huán)境PH變化無影響的稱生理中性鹽。

12、缺素癥: 植物因缺乏某種或多種必需營養(yǎng)元素以致不能正常生長發(fā)育,從而在外形上表現(xiàn)出特有的癥狀。生物固氮: 生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮氣還原成氨的過程。植物的必需礦質(zhì)元素有哪些。用什么方法,根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來確定?,F(xiàn)已證實植物的必需元素有19種 大量元素(占植物干重的0.1%)10種 : C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si, 微量元素(占植物干重的0.1%下)9種: Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni 、Na、 確定必需元素的方法:水培法和砂培法確定標(biāo)準(zhǔn):1、缺乏,植物不能完成其生活史2、缺乏,植物表現(xiàn)專一的缺乏癥 3、其作用必須是直接的,等主要元素的生理功能及缺素癥。(

13、,為主,其他了解)的生理功能:結(jié)構(gòu)物質(zhì)成分:核酸(DNA,RNA) ,細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)物質(zhì);蛋白質(zhì)(酶),是原生質(zhì)的主要組成成分;磷脂,是生物膜的主要組成成分;調(diào)節(jié)生命活動: ADP,ATP,NAD,CoA等.葉綠素、光敏素,維生素(B1,B2,B6,PP等)激素(IAA,CTK),生物堿等;參與能量代謝:N充足時枝葉繁茂,葉色濃綠,生長健壯,籽粒飽滿; N過多時導(dǎo)致莖葉徒長,易受病蟲危害和倒伏,貪青遲熟。 缺N:矮小、葉小色淡或發(fā)紅、分枝少、花少、子粒不飽滿。植株老葉發(fā)黃基部發(fā)紅 (花色苷積累其中)。 P:以 H2PO4-,HPO42-形式吸收. 生理作用(1)細(xì)胞質(zhì)、核的成分;(2)植物代謝中

14、起作用(通過ATP和各種輔酶) (3)促進(jìn)糖的運輸;(4)細(xì)胞液中的磷酸鹽可構(gòu)成緩沖體系過多:影響其它元素吸收。生長特別矮小,新葉色深,呈墨綠色;老葉和莖基部常變紅。K:以離子狀態(tài)存在 生理作用(1) 體內(nèi)60多種酶的活化劑;(2)促進(jìn)蛋白質(zhì)、糖的合成及糖的運輸;(3)增加原生質(zhì)的水合程度,提高細(xì)胞的保水能力和抗 旱能力;(4)影響著細(xì)胞的膨壓和溶質(zhì)勢,參與細(xì)胞吸水、氣孔運動等。 過多: 果實出現(xiàn)灼傷病、苦陷病1)植株莖稈柔弱,易倒伏,抗逆性差。2)老葉枯死有褐色燒焦?fàn)畎唿c“焦邊”。 葉緣(雙子葉)或葉尖(單子葉) 從壞死黃斑逐漸呈褐色燒焦?fàn)畎唿c“焦邊”。3)“杯狀葉”。大豆缺K“杯狀葉” C

15、a: 細(xì)胞壁胞間層果膠鈣的成分;穩(wěn)定生物膜的功能;與細(xì)胞分裂有關(guān);可與有機(jī)酸結(jié)合為不溶性的鈣鹽而解除有機(jī)酸積累過多時對植物的危害;少數(shù)酶的活化劑;作為第二信使,也可與鈣調(diào)素結(jié)合形成復(fù)合物, 傳遞信息,在植物生長發(fā)育中起作用。1)生長點壞死,爛根2)幼葉有缺刻狀。 3)蕃茄“臍腐病”,大白菜“干心病”。發(fā)病部位:幼嫩器官Mg:葉綠素的成分;光合作用和呼吸作用中一些酶的活化劑;蛋白質(zhì)合成時氨基酸的活化需要, 能使核糖體結(jié)合成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu);DNA和RNA合成酶的活化劑;染色體的脈間失綠,網(wǎng)狀脈(雙子葉植物)和條狀脈(單子葉植物)。葉脈有時呈紫紅色;嚴(yán)重缺鎂,形成壞死斑塊。組成成分,在細(xì)胞分裂中起作用。

16、發(fā)病部位:老葉(易轉(zhuǎn)移)根系吸收礦質(zhì)有哪些特點,礦質(zhì)元素如何從膜外運到膜內(nèi)。(1)對離子和水分的吸收是相對獨立的過程 相互聯(lián)系:離子必須溶于水才能被吸收;離子的吸收又有利于水分的吸收 獨立:根部吸水以被動吸水為主,而對離子的吸收則以主動吸收為主。植物的吸鹽量和吸水量之間不存在直線依賴關(guān)系。(2)離子的選擇性吸收生理酸性鹽:植物對陽離子的吸收大于對陰離子的吸收,使土壤溶液pH值降低的鹽類。如(NH4)SO4等生理堿性鹽:使植物對陰離子的吸收大于對陽離子的吸收,土壤溶液pH值升高的鹽類:如NaNO3等生理中性鹽:植物對陰、陽離子的吸收量相等,不改變土壤溶液的pH的鹽類。如NH4NO3等。 (3)單

17、鹽毒害和離子對抗 單鹽毒害:溶液中只有一種金屬離子對植物起毒害作用的現(xiàn)象。 離子對抗:在發(fā)生單鹽毒害溶液中加入少量其它金屬離子的鹽類,單鹽毒害被減輕或消除的現(xiàn)象。土壤溶液一般為平衡溶液方式:離子通道運輸載體運輸離子泵運輸胞飲作用試分析植物失綠的可能原因。內(nèi)部因素:植物體內(nèi)的色素變化和有機(jī)物代謝,如除了含有葉綠素以外,還含有葉黃素、胡蘿卜素等。在正常的生長季節(jié)里,葉綠素的含量很大,一般常是葉黃素、紅蘿卜素的34倍,所以的葉片總是顯現(xiàn)為綠色。到了深秋,由于氣溫下降,葉片里的葉綠素受到破壞,而任然存在于葉片中的葉黃素、胡蘿卜素開始顯露,葉片就逐漸由綠色變?yōu)辄S色?;ㄇ嗨卦谒嵝约?xì)胞里呈現(xiàn)紅色,而以上那些

18、樹的葉細(xì)胞液又常帶酸性,所以葉片到了深秋就變成了紅色。外部因素:(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(qiáng),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應(yīng),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、鋅等則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)氮素水平高低。(4)水,水澆得過多過了會使盆

19、土長期過濕,土中缺氧,致使部分須 根腐爛,阻礙正常呼吸和吸收養(yǎng)分,引起葉片逐漸變黃脫落。 (5)土壤,北方多數(shù)地區(qū)土壤及水中含鹽堿較多,喜酸性土壤的花卉,如山茶、杜鵑、蘭花、含笑、梔子、桂花、株蘭、白蘭、廣玉蘭等,由于土中缺乏植株所需吸收的可溶性鐵元素,葉片就會逐漸失綠變黃。由于南方土壤偏酸,鎂元素易流失,植株缺鎂也常表現(xiàn)出老葉葉脈之間失綠發(fā)黃。 (6)空氣干燥,冬季室內(nèi)養(yǎng)花空氣過分干燥時,些喜濕潤的花卉,會出現(xiàn)葉尖干枯發(fā)黃,或葉緣枯焦,或葉片上發(fā)生焦斑、邊緣卷曲等現(xiàn)象。(7)病蟲為害,受到真菌等病菌侵害引起的葉斑病,易使葉片局部壞死。受花葉病毒侵染后,葉片上會出現(xiàn)黃綠色鑲嵌的斑駁。遭受介殼蟲

20、、紅蜘蛛等害蟲危害,葉片也會變成枯黃或整葉萎黃脫落。發(fā)現(xiàn)病蟲害時應(yīng)及時噴灑托布津或樂果等農(nóng)藥防治。 四植物的光合作用。概念:光反應(yīng): 是在有光條件下才能進(jìn)行的光化學(xué)反應(yīng);在類囊體膜(光合膜)上進(jìn)行;光反應(yīng)的過程并非都需要光。暗反應(yīng): 是在暗處(也可以在光下)進(jìn)行的酶促化學(xué)反應(yīng);在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。而暗反應(yīng)過程一些關(guān)鍵酶活性也受光的調(diào)節(jié)。同化力: 就是在光合作用過程中所形成的光合碳素同化需要的NADPH和ATP。光合單位:聚光色素加光和系統(tǒng)。紅降現(xiàn)象: 光子波長大于685nm時,雖然仍被葉綠素大量吸收,但量子產(chǎn)額急劇下降(量子產(chǎn)額是指吸收一個光子后放出的氧分子數(shù)目),這種現(xiàn)象被稱為紅降現(xiàn)象。反應(yīng)

21、中心: 葉綠體光系統(tǒng)中由一對中心葉綠素分子和其他色素分子以及蛋白質(zhì)組成的復(fù)合物,是將捕獲的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的結(jié)構(gòu)。螢光現(xiàn)象: 葉綠素提取液在透射光下為綠色,在反射光下為暗紅色,這種現(xiàn)象叫熒光現(xiàn)象,發(fā)出的光叫熒光聚光色素: 沒有光化學(xué)活性,只有收集光能的作用,包括大部分chla 和全部chlb、胡蘿卜素、葉黃素。中心色素: 少數(shù)特殊狀態(tài)的chl a分子,它具有光化學(xué)活性,是光能的“捕捉器”、“轉(zhuǎn)換器”。光合鏈: 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。在兩個光系統(tǒng)串聯(lián)配合下,電子傳遞體按氧化還原電位高低排列,使電子傳遞鏈呈側(cè)寫的“Z”形。 光系統(tǒng): 光系統(tǒng)位于類囊體膜上的進(jìn)行光

22、化學(xué)反應(yīng)的復(fù)合體,包括PS和PS。光合磷酸化; 在光下葉綠體把光合電子傳遞與磷酸化作用相偶聯(lián),使ADP與Pi形成ATP的過程,稱為光合磷酸化.光呼吸: 植物綠色組織在光照下吸收氧和放出二氧化碳的過程。光合速率: 單位葉面積在單位時間內(nèi)同化CO2量或積累干物質(zhì)的量,也叫光合強(qiáng)度. 光補(bǔ)償點: 當(dāng)葉片的光合速率與呼吸速率相等(凈光合速率為零)時的光照強(qiáng)度。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)度。補(bǔ)償點(飽和點): 在CO2飽和點以下,隨著CO2濃度降低,光合速率減慢,當(dāng)光合吸收的CO2量與呼吸放出的CO2量達(dá)到動態(tài)平衡,這時外界的CO2濃度就叫做CO2補(bǔ)償點。葉面積系數(shù): 指單位

23、土地面積上的葉面積,為植物群落葉面積大小指標(biāo)的無名數(shù)。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。光合總反應(yīng)式;及光合作用的意義.CO2H2O(CH2O)O2即水和二氧化碳在光照條件下,綠色細(xì)胞進(jìn)行光合作用生成有機(jī)物和氧氣。1將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物。地球上的自養(yǎng)植物一年同化的碳素約為21011噸,其中60是由陸生植物同化的,40是由水生植物同化;2將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。綠色植物每年同化碳所儲藏的總能量約為全球能源消耗總量的10倍。人類所利用的能源,如煤炭、天然氣、木材等都是植物通過光合作用形成的。光合作用是一個巨型能量轉(zhuǎn)換站。3維持大氣O2和CO

24、2的相對平衡。綠色植物在吸收CO2的同時每年釋放O2量約5.351011噸,使大氣中O2維持在21左右。簡述光合作用過程及光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系。根據(jù)對光的需要情況,把光合作用可以分為需光的光反應(yīng)和不需光的暗反應(yīng)兩個階段。光反應(yīng)是在葉綠體的類囊體膜上進(jìn)行的,而暗反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。位于葉綠體的類囊體膜上的光系統(tǒng)受光激發(fā),引起電子傳遞。電子傳遞的結(jié)果,是引起水的裂解放氧,并產(chǎn)生類囊體膜內(nèi)外的H+電化學(xué)勢差。依H+電化學(xué)勢差,H+從ATP酶流出類囊體時,發(fā)生磷酸化作用。光反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生了ATP和NADPH,這兩者被稱為同化力。依靠這種同化力,在葉綠體基質(zhì)中發(fā)生CO2的固定,暗反應(yīng)的初產(chǎn)物是

25、磷酸丙糖(TP), TP是光合產(chǎn)物運出葉綠體的形式。可見,光反應(yīng)的實質(zhì)在于產(chǎn)生同化力去推動暗反應(yīng)的進(jìn)行,而暗反應(yīng)的實質(zhì)在于利用同化力將無機(jī)碳(CO2)轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳(CH2O)。當(dāng)然,光暗反應(yīng)對光的需求不是絕對的,在光反應(yīng)中有不需光的過程(如電子傳遞與光合磷酸化),在暗反應(yīng)中也有需要光調(diào)節(jié)的酶促反應(yīng)。現(xiàn)在認(rèn)為,光反應(yīng)不僅產(chǎn)生同化力,而且產(chǎn)生調(diào)節(jié)暗反應(yīng)中酶活性的調(diào)節(jié)劑,如還原性的鐵氧還蛋白。電子傳遞為何能與光合磷酸化偶聯(lián)。環(huán)式光合電子傳遞(cyclic electron transport):PS產(chǎn)生的電子經(jīng)過一些傳遞體傳遞后,只引起ATP的形成而不放O2,不伴隨其它反應(yīng),在這個過程中,電子經(jīng)過一

26、系列傳遞后降低了能位,最后經(jīng)過質(zhì)體藍(lán)素重新回到原來的起點,也就是電子的傳遞是一個閉合的回路,故稱為環(huán)式光合電子傳遞。非環(huán)式光合電子傳遞光能引起PS所產(chǎn)生的電子(即水光解釋放的電子),經(jīng)過一系列的電子傳遞體的傳遞,把電子傳遞到PS去,由光能進(jìn)一步提高了能位,而在光合鏈上最終使H+還原NADP+為NADPH,同時引起了ATP的形成,此外,還導(dǎo)致水分解放出O2。在這一過程中,電子傳遞是一個開放的通路,故稱為非環(huán)式光合電子傳遞。假環(huán)式光合電子傳遞光合磷酸化:葉綠體(或載色體)在光下伴隨著光合電子傳遞把無機(jī)磷和ADP轉(zhuǎn)化為ATP,形成高能磷酸鍵的過程,稱為光合磷酸化。光合磷酸化與光合電子傳遞相偶聯(lián),分為

27、三種類型:環(huán)式光合磷酸化、非環(huán)式光合磷酸化、假環(huán)式光合磷酸化 光合磷酸化機(jī)理:P.Mitchell的化學(xué)滲透學(xué)說(1)在光合電子傳遞體中,PQ穿梭在傳遞電子的同時,把膜外基質(zhì)中的H+轉(zhuǎn)運至類囊體膜內(nèi); (2)PS光解水時,膜內(nèi)釋放H+; (3)PS使NADP+還原時,進(jìn)一步引起膜外H+濃度降低。 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)生成ATP。 非環(huán)式光合電子傳遞時,每分解2molH2O,就會釋放1mol O2,4mol的電子經(jīng)傳遞時,使類囊體膜內(nèi)增加8molH+,偶聯(lián)

28、形成約3molATP和2molNADPH。這樣,光能就轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能貯成在ATP和NADPH中,用于CO2的同化和還原,從而將光暗反應(yīng)聯(lián)系起來 光合電子傳遞的抑制劑有:除DCMU抑制PS上Q向PQ的電子傳遞外,羥胺抑制H2O向PS的電子傳遞; 解偶聯(lián)劑:DNP、NH4+可增加膜對H+的透性,抑制ATP的形成;寡霉素可作用于Cfo,也抑制ATP的形成。,途徑有何不同,植物葉片在結(jié)構(gòu)上有哪些特點。1. C3途徑 光合作用中只用卡爾文循環(huán)同化CO2的途徑稱為C3途徑,這種途徑中碳素同化的最初產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)。C3途徑包括以下幾個階段:(1)羧化階段: (2)還原階段 :將1,3

29、二磷酸甘油酸還原成3磷酸甘油醛,即第一個糖,標(biāo)志著光合作用貯能過程的完成。(3)再生階段:GAP經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)變,重新形成CO2受體RuBP的過程 C3途徑的總反應(yīng)式為: 3CO2 + 5H2O + 9ATP + 6NADPH+6H+ GAP + 9ADP + 8Pi + 6NADP+C3途徑的要點:(1)需同時同化三個CO2(2)光活化酶(3)同化力消耗情況:3 CO2:6NADPH:9ATP 2.C4途徑 光合作用時先在葉肉細(xì)胞內(nèi)固定CO2形成C4-二羧酸,然后C4-二羧酸從葉肉細(xì)胞轉(zhuǎn)移到維管束鞘細(xì)胞,在那里脫羧釋放出CO2同時形成C3化合物,所釋放的CO2即進(jìn)入C3途徑,而形成的C3化合

30、物則從維管束鞘細(xì)胞轉(zhuǎn)回到葉肉細(xì)胞,在葉肉細(xì)胞內(nèi)又再轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2受體PEP,形成一個循環(huán),這樣的反應(yīng)途徑稱為C4途徑。(1)C3植物和C4植物的葉片解剖結(jié)構(gòu)比較:(2)C4途徑的要點:(3)C4途徑具有兩次羧化反應(yīng)(4)C4途徑在CO2的固定上有空間上的分工(MC固定CO2,VBSC產(chǎn)生碳水化合物)(5)C4植物比C3植物消耗能量要高補(bǔ): 3.CAM途徑 景天酸代謝途徑:景天科植物晚上氣孔開放,吸進(jìn)CO2,在PEP羧化酶作用下,形成草酰乙酸,進(jìn)一步還原為蘋果酸,積累于液泡中。白天氣孔關(guān)閉,液泡中的蘋果酸便運到細(xì)胞溶質(zhì),在NADP蘋果酸酶作用下,氧化脫羧,放出CO2,參與卡爾文循環(huán),形成淀粉等。這

31、種最初CO2固定和碳水化合物合成的反應(yīng)分別在夜間及晝間進(jìn)行,蘋果酸合成日變化的代謝途徑。要點:1CAM途徑具有兩次羧化反應(yīng)2CAM途徑在CO2的固定上有時間上的分工(晚上固定CO2,白天產(chǎn)生碳水化合物)3CAM植物比C3植物消耗能量要高影響光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率?內(nèi)部因素: 不同部位、不同生育期(葉齡、營養(yǎng)生長期為最強(qiáng))外部因素:光照、CO 2 濃度、水分、營養(yǎng)元素、溫度、遺傳增加光合面積:合理密植(葉面積系數(shù))延長光合時間:延長生育期、提高復(fù)種指數(shù)提高光合效率:通過栽培措施五呼吸作用名詞:有氧呼吸:是指生活細(xì)胞利用O2,將某些有機(jī)物質(zhì)徹底氧化分解,形成CO2和H2O,同時

32、釋放能量的過程。 無氧呼吸:是指生活細(xì)胞在無氧條件下,把某些有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放能量的過程。 :糖酵解是將葡萄糖降解成丙酮酸的過程。:三羧酸循環(huán)( TCA循環(huán), 又稱檸檬酸循環(huán),或Krebs循環(huán)),為丙酮酸的有氧降解途徑,丙酮酸在有氧條件下進(jìn)入線粒體,在丙酮酸脫氫酶系(內(nèi)膜上)催化下, 脫羧、 脫氫、 氧化生成乙酰輔酶A. 生物氧化:在生物體內(nèi),從代謝物脫下的氫及電子通過一系列酶促反應(yīng)與氧化合成水并釋放能量的過程。呼吸鏈:呼吸鏈(respiratory chain)即呼吸電子傳遞鏈(electron transport chain),是呼吸代謝中間產(chǎn)物的電子和質(zhì)子,沿著一系

33、列有順序的電子傳遞體組成的電子傳遞途徑,傳遞到分子氧的總過程。細(xì)胞色素:一種以鐵-卟啉復(fù)合體為輔基的血紅素蛋白。在氧化還原過程中,血紅素基團(tuán)的鐵原子可以傳遞單個的電子而不必成對傳遞,其中的鐵通過Fe3+和Fe2+兩種狀態(tài)的變化傳遞電子。主要有細(xì)胞色素a、細(xì)胞色素b、細(xì)胞色素c和細(xì)胞色素d四類。氧化磷酸化:指電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水,并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過程。它是需氧生物合成ATP的主要途徑。電子沿呼吸鏈由低電位流向高電位是個逐步釋放能量的過程。 :線粒體氧化磷酸化活力的一個重要指標(biāo),它是指氧化磷酸化中每消耗1mol氧時所消耗的無機(jī)磷酸摩爾數(shù)之比。呼吸速

34、率:指在一定溫度下,單位重量的活細(xì)胞(組織)在單位時間內(nèi)吸收氧或釋放二氧化碳的量,通常以“mg(l)/(hg)”為單位,表示每克活組織(鮮重、干重、含氮量等)在每小時內(nèi)消耗氧或釋放二氧化碳的毫克數(shù)(或微開數(shù))。呼吸速率的大小可反映某生物體代謝活動的強(qiáng)弱。呼吸商:植物組織在一定時間內(nèi),釋放CO2與吸收O2的數(shù)量(體積或物質(zhì)的量)比值。溫度系數(shù):溫度系數(shù)(Q10)指溫度增加10時植物呼吸速率的的增加量。傷呼吸:植物組織受傷后呼吸增強(qiáng),這部分呼吸稱傷呼吸,它直接與酚氧化E活性加強(qiáng)有關(guān)呼吸躍變:當(dāng)果實成熟到一定時期,其呼吸速率突然增高,最后又突然下降,這種現(xiàn)象稱為呼吸躍變。安全含水量:使種子中原生質(zhì)處

35、于凝膠狀態(tài),呼吸酶活性低,呼吸極微弱,可以安全貯藏時,此時的含水量稱之為安全含水量。說明呼吸鏈的組成,及氧化磷酸化的過程。所謂呼吸鏈(respiratory chain)即呼吸電子傳遞鏈(electron transport chain),是呼吸代謝中間產(chǎn)物的電子和質(zhì)子,沿著一系列有順序的電子傳遞體組成的電子傳遞途徑,傳遞到分子氧的總過程。氫傳遞體包括一些脫氫酶的輔助因子,主要有NAD、FMN、FAD、CoQ等。它們既傳遞電子,也傳遞質(zhì)子;電子傳遞體包括細(xì)胞色素系統(tǒng)和某些黃素蛋白、鐵硫蛋白。呼吸鏈傳遞體傳遞電子的順序是:代謝物NAD+FADCoQ細(xì)胞色素系統(tǒng)O2。 呼吸鏈主要由4種酶復(fù)合體和A

36、TP合酶構(gòu)成。 1.復(fù)合體 即NADH:輔酶Q氧化還原酶復(fù)合體,由NADH脫氫酶(一種以FMN為輔基的黃素蛋白)和一系列鐵硫蛋白(鐵硫中心)組成。它從NADH得到兩個電子,經(jīng)鐵硫蛋白傳遞給輔酶Q。鐵硫蛋白含有非血紅素鐵和酸不穩(wěn)定硫,其鐵與肽類半胱氨酸的硫原子配位結(jié)合。鐵的價態(tài)變化使電子從FMNH2轉(zhuǎn)移到輔酶Q。 2.復(fù)合體 由琥珀酸脫氫酶(一種以FAD為輔基的黃素蛋白)和一種鐵硫蛋白組成,將從琥珀酸得到的電子傳遞給輔酶Q。 輔酶Q 是呼吸鏈中唯一的非蛋白氧化還原載體,可在膜中迅速移動。它在電子傳遞鏈中處于中心地位,可接受各種黃素酶類脫下的氫。 3.復(fù)合體 輔酶Q:細(xì)胞色素C氧化還原酶復(fù)合體,是

37、細(xì)胞色素和鐵硫蛋白的復(fù)合體,把來自輔酶Q的電子,依次傳遞給結(jié)合在線粒體內(nèi)膜外表面的細(xì)胞色素C。 細(xì)胞色素類 都以血紅素為輔基,紅色或褐色。將電子從輔酶Q傳遞到氧。根據(jù)吸收光譜,可分為三類:a,b,c。呼吸鏈中至少有5種:b、c1、c、a、a3(按電子傳遞順序)。細(xì)胞色素aa3以復(fù)合物形式存在,又稱細(xì)胞色素氧化酶,是最后一個載體,將電子直接傳遞給氧。從a傳遞到a3的是兩個銅原子,有價態(tài)變化。4.復(fù)合體IV:細(xì)胞色素C氧化酶復(fù)合體。將電子傳遞給氧。5.ATP合酶:ATP合酶由CF0和CF1兩部分組成,所以亦稱為F0F1-ATP合酶。它能催化ADP和Pi合成ATP。氧化磷酸化(oxidative p

38、hosphorylation) :丙酮酸開始氧化生成的NADH進(jìn)入呼吸鏈,電子經(jīng)過復(fù)合體I、III、IV至氧生成水,糖酵解途徑產(chǎn)生的NADH經(jīng)過復(fù)合體III和IV至氧生產(chǎn)水。 外界條件如何影響呼吸。 (1)溫度 :最適溫度: 2535 呼吸最適溫度光合最適溫度 (2)氧氣:氧濃度過高,對植物有毒害。氧濃度過低, 無氧呼吸增強(qiáng),產(chǎn)生酒精中毒,消耗體內(nèi)養(yǎng)料過多。 (3)CO2:CO2濃度增高, 呼吸受抑, 5時,明顯抑制, 為什么說環(huán)是糖,脂,和蛋白質(zhì)代謝的共同通路。(1)TCA循環(huán)是乙酰輔酶A最終氧化生成CO2和H20的途徑 (2)糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進(jìn)入TCA循環(huán)氧化(3)脂肪分解產(chǎn)生的甘油

39、可以通過糖有氧氧化進(jìn)入TCA循環(huán)氧化,脂肪酸經(jīng)氧化產(chǎn)生乙酰輔酶A可以進(jìn)入TCA循環(huán)氧化 (4)蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)過脫氨后碳骨架可以進(jìn)入TCA循環(huán),同時,TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物可以作為氨基酸的碳骨架接受NH3合成非必需氨基酸。所以,TCA循環(huán)是三大物質(zhì)代謝的共同通路。呼吸作用有何生理意義。(1)供有機(jī)物生物合成的底物。(2)為生命活動提供能量。(3)在抗病免疫方面起作用??沟脱趸蛉毖?;氧化病原物分泌的毒素(a-吡啶甲酸、萎蔫酸);產(chǎn)生抗體(海藻糖酶);使傷口愈合(產(chǎn)生綠原酸)。氧化磷酸化的機(jī)理是什么?化學(xué)滲透學(xué)說:化學(xué)滲透學(xué)說(chemiosmotic theory)由英國的米切爾(P.Mi

40、tchell)經(jīng)過大量實驗后提出。線粒體基質(zhì)的NADH傳遞電子給氧氣的同時,也3次把基質(zhì)的H+釋放到膜間間隙。由于內(nèi)膜不讓泵出的H+自由地返回基質(zhì),因此內(nèi)膜外側(cè)H+ 高于內(nèi)側(cè)而形成跨膜pH梯度,同時也產(chǎn)生跨膜電位梯度,這兩種梯度便建立跨膜質(zhì)子的電化學(xué)勢梯度,于是使膜間間隙的H+通過并激活A(yù)TP合酶,驅(qū)動ADP和Pi結(jié)合形成ATP。呼吸作用是谷物種子貯藏,果蔬貯藏的關(guān)系如何。(1)干燥種子呼吸作用在糧油種子貯藏中的應(yīng)用。糧食貯藏中首要的問題是控制種子的含水量不得超過安全含水量,一般油料種子的含水量在89%,淀粉種子含水量在1112%時才能安全貯藏,此時種子里所含水都是束縛水。此外,還要經(jīng)常通風(fēng)換

41、氣,適當(dāng)提高CO2濃度,降低O2濃度或?qū)⒓Z食中空氣抽出,充入N2,抑制其呼吸作用實現(xiàn)安全貯藏的目的。(2)萌發(fā)種子和幼苗的呼吸作用的應(yīng)用。種子吸水膨脹后,呼吸作用增強(qiáng),播種后必須保證水分的充足供應(yīng)并有相應(yīng)適宜的溫度和空氣,保證有氧呼吸,抑制無氧呼吸。如果播種后長期淹水造成缺氧,對幼苗器官的形成和轉(zhuǎn)化不利,特別是根的生長和分化受到明顯抑制,中生植物則首先要中耕松土來保證根部的有氧呼吸,抑制無氧呼吸。(3)果實呼吸作用與貯藏。呼吸躍變型果實在呼吸躍變后果實品質(zhì)下降失去食用價值,因此,推遲躍變型果實的呼吸高峰的來臨,在果實的貯藏保鮮上具有重要意義,生產(chǎn)上常采用的措施是:在呼吸躍變期出現(xiàn)前采收,同時避

42、免傷呼吸的產(chǎn)生;降低溫度,大多數(shù)果實的貯藏溫度為01左右,而香蕉要在1114.5左右;增加CO2的濃度,降低O2濃度,降低乙烯的濃度。六同化物的運輸分配及信號傳導(dǎo)。概念:源:源是指是產(chǎn)生或提供同化物的器官或組織。庫是消耗或積累同化物的器官或組織庫:庫是消耗或積累同化物的器官或組織。蛋白:雙子葉植物和某些單子葉植物篩分子中原生質(zhì)體所含的一種特殊的蛋白質(zhì)。壓力流動學(xué)說:壓力流動假說又稱集流理論,該學(xué)說認(rèn)為有機(jī)物在篩管中隨液流的流動而移動,液流移動的動力是由于篩管兩端的壓力勢差造成的。物理信號:介導(dǎo)信息傳遞的物質(zhì)為光、聲、電等物理源化學(xué)信號:介導(dǎo)信息傳遞的物質(zhì)為化學(xué)物質(zhì)蛋白:GTP結(jié)合蛋白質(zhì),具有G

43、TP酶活性,在細(xì)胞信號通路中起信號轉(zhuǎn)換器或分子開關(guān)作用的蛋白質(zhì)。第二信使:受細(xì)胞外信號的作用,在胞質(zhì)溶膠內(nèi)形成或向胞質(zhì)溶膠釋放的細(xì)胞內(nèi)小分子。通過作用于靶酶或胞內(nèi)受體,將信號傳遞到級聯(lián)反應(yīng)下游,如鈣離子、CAP、DAG、IP3等。如何如何證明高等植物的同化物長距離運輸?shù)耐ǖ朗琼g皮部。(1)環(huán)割試驗 剝?nèi)涓?枝)上的一圈樹皮(內(nèi)有韌皮部),這樣阻斷了葉片形成的光合同化物通過韌皮部向下運輸,而導(dǎo)致環(huán)割上端韌皮部組織因光合同化物積累而膨大,環(huán)割下端的韌皮部組織因得不到光合同化物而死亡。(2)放射性同位素示蹤法 讓葉片同化14CO2,數(shù)分鐘后將葉柄切下并固定,對葉柄橫切面進(jìn)行放射性自顯影,可看出14

44、CO2標(biāo)記的光合同化物位于韌皮部。 壓力流動學(xué)說的要點和實驗證據(jù)。 壓力流動假說又稱集流理論,是20世紀(jì)30年代由德國的Mnch提出。該學(xué)說認(rèn)為有機(jī)物在篩管中隨液流的流動而移動,液流移動的動力是由于篩管兩端的壓力勢差造成的。在源的一端,韌皮部周圍的薄壁細(xì)胞(如轉(zhuǎn)移細(xì)胞)向韌皮部裝載有機(jī)同化物,使篩管汁液濃度加大,溶質(zhì)勢降低,水勢也隨之降低,于是水分從水勢較高的周圍組織進(jìn)入篩管,使篩管在源的一端壓力勢加大,源庫兩端可通過篩管相連,壓力勢可以傳遞,而在庫的一端轉(zhuǎn)移細(xì)胞把有機(jī)物從篩管中卸出,或合成不溶于水的有機(jī)物,溶質(zhì)勢及水勢上升,水分由篩管進(jìn)入水勢較低的周圍組織,造成庫的一端壓力勢降低,這樣以篩管

45、源庫兩端的壓力勢差作為動力,把篩管中的液流從源端推向庫端,從而實現(xiàn)有機(jī)同化物單方向運輸。實驗證據(jù):(1)篩管兩端確有汁液濃度差異;(2)蚜蟲吻針法實驗證明篩管內(nèi)有正壓力;(3)植物葉片中合成的生長素只有在源庫兩端存在蔗糖濃度梯度時才能被運輸出去;(4)轉(zhuǎn)移細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)。簡述蔗糖和淀粉合成的可能途徑。蔗糖可以在胞液中直接由RPP循環(huán)的磷酸丙糖(甘油-3-磷酸和磷酸二羥丙酮)合成,或是由淀粉降解產(chǎn)生的。葉綠體淀粉可裂解成葡萄糖或葡萄糖-1-磷酸,經(jīng)酵解可以轉(zhuǎn)化為磷酸丙糖,然后由葉綠體轉(zhuǎn)運到胞液則是通過磷酸轉(zhuǎn)運體完成的4分子的磷酸丙糖可以合成一分子的蔗糖。4分子的磷酸丙糖首先形成一分子的果糖-6-磷酸

46、和一分子的葡萄糖-6-磷酸,反應(yīng)分別由醛縮酶、果糖1,6-二磷酸酶和葡萄糖-6-磷酸異構(gòu)酶催化的。葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)換為葡萄糖-1-磷酸,葡萄糖-1-磷酸與UTP反應(yīng)形成UDP-葡萄糖。然后果糖-6-磷酸與UDP-葡萄糖結(jié)合形成蔗糖-6-磷酸,磷酸切掉后就形成了蔗糖。淀粉合成也象蔗糖合成一樣,磷酸丙糖縮合形成果糖1,6-二磷酸,然后在果糖1,6-二磷酸酶的作用下去磷酸形成果糖6-磷酸,再經(jīng)異構(gòu)化生成葡萄糖-6-磷酸,最后轉(zhuǎn)換為葡萄糖-1-磷酸。在淀粉合成中,葡萄糖-1-磷酸被轉(zhuǎn)換為ADP-葡萄糖(在蔗糖合成中是UDP-葡萄糖)。反應(yīng)是由ADP-葡萄糖焦磷酸酶催化的,反應(yīng)中消耗一分子的ATP,并

47、且釋放出焦磷酸。在淀粉合成酶催化的反應(yīng)中ADP-葡萄糖中的葡萄糖接在生長著的淀粉聚合物上。同化物分配的一般規(guī)律。(1)同化物分配的總規(guī)律是由源到庫 由某一源制造的同化物主要流向與其組成源-庫單位中的庫。多個代謝庫同時存在時,強(qiáng)庫多分,弱庫少分,近庫先分,遠(yuǎn)庫后分。(2)優(yōu)先供應(yīng)生長中心 各種作物在不同生育期各有其生長中心,這些生長中心通常是一些代謝旺盛、生長速率快的器官或組織,它們既是礦質(zhì)元素的輸入中心,也是同化物的分配中心。(3)就近供應(yīng) 一個庫的同化物來源主要靠它附近的源葉來供應(yīng),隨著源庫間距離的加大,相互間供求程度就逐漸減弱。一般說來,上位葉光合產(chǎn)物較多地供應(yīng)籽實、生長點;下位葉光合產(chǎn)物

48、則較多地供應(yīng)給根。(4)同側(cè)運輸 同一方位的葉制造的同化物主要供給相同方位的幼葉、花序和根。源,庫,流相互間有什么關(guān)系?了解它對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有何意義。源是指是產(chǎn)生或提供同化物的器官或組織,庫是消耗或積累同化物的器官或組織。流則是指光合產(chǎn)物從源至庫的運輸,包括連接源、庫兩端的輸導(dǎo)組織的結(jié)構(gòu)及其性能。在作物栽培生理研究中,常用源、庫、流的理論來闡明作物產(chǎn)量形成的規(guī)律。從產(chǎn)量形成角度看,源主要指群體葉面積的大小及其光合能力,庫則指產(chǎn)品器官的容積及其接納養(yǎng)料的能力,流則指作物體內(nèi)輸導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)育狀況及其運轉(zhuǎn)速率。作物產(chǎn)量的高低取決于源、庫、流三因素的發(fā)展水平及其功能強(qiáng)弱。(1)源對庫的影響源是庫的同化物

49、供應(yīng)者,源是產(chǎn)量形成和充實的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。剪葉(減源)、遮光(減源限流)、環(huán)割(截流)等試驗證明,人為的減少葉面積或降低葉片的光合速率,造成源的虧缺,均會引起產(chǎn)品器官的減少(如花器官退花、不育或脫落等),或使產(chǎn)品器官發(fā)育不良(如秕粒增多、粒重下降等)??梢姡獱幦挝幻娣e上有較大的庫容能力,就必須從強(qiáng)化源的供給能力入手。(2)庫對源的影響庫依賴于源而生存,庫內(nèi)接納同化物的多少,直接受源的同化效率及輸出數(shù)量決定,兩者是供求關(guān)系。庫對源的大小,特別是對源的光合活性具有明顯的反饋作用。因此,在高產(chǎn)栽培中,適當(dāng)增大庫源比,對增強(qiáng)源的活性和促進(jìn)干物質(zhì)的積累均有重要的作用。庫對源還可發(fā)揮“動員”和“征調(diào)”

50、作用,迫使其內(nèi)含物向庫轉(zhuǎn)移。植物正在發(fā)育的器官,如幼葉,特別是生殖器官,不僅能吸引葉部同化物向其運輸,而且能征調(diào)下部其他貯藏或衰老器官貯存的有機(jī)物。(3)源庫對流的影響許多研究表明,庫、源的大小及其活性對流的方向、速率、數(shù)量都有明顯影響,起著“拉力”和“推力”的作用。要提高作物產(chǎn)量,必須在栽培和育種上從源庫方面著手。從源方面要合理地增加葉數(shù)和葉面積,提高開花以后時期的葉面積指數(shù),同時還要提高成熟期葉片凈同化率,防止葉片早衰,延長源對庫的供應(yīng)時間;應(yīng)抑制營養(yǎng)體生長速度,使同化物優(yōu)先向籽粒分配。在庫方面主要是保持單位面積有足夠的穗數(shù)及粒數(shù)(如穎花數(shù)量),提高庫容能力,提高籽粒充實程度。還應(yīng)是莖稈粗

51、壯,運輸流暢,采取各種措施促進(jìn)有機(jī)物運輸分配。源、庫、流在植物代謝活動和產(chǎn)量形成中是不可分割的統(tǒng)一整體,三者的發(fā)展水平及其平衡狀況決定著作物產(chǎn)量的高低。但需指出,在實際生產(chǎn)中,作物同一品種植株的輸導(dǎo)系統(tǒng)除了發(fā)生倒伏或遭受病蟲害等特殊情況外,一般不會成為限制產(chǎn)量的主要因素,而源庫往往是決定產(chǎn)量的關(guān)鍵。實踐證明,只有使作物群體和個體的發(fā)展達(dá)到源足、庫大、流暢的要求時,才可能獲得高產(chǎn)。源小于庫,則限制光合產(chǎn)物的輸送分配,降低源的光合效率;若源庫皆小,也同樣難以獲得高產(chǎn)。七生長物質(zhì)概念:生長物質(zhì):是一些調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的生理活性物質(zhì) 生長調(diào)節(jié)劑:是指具有植物激素活性的人工合成的物質(zhì)。 激素: 是指在植

52、物體內(nèi)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(jī)物。 極性運輸:物質(zhì)只能從植物形態(tài)學(xué)的上端往下運輸,而不能倒轉(zhuǎn)過來運輸。三重反應(yīng):一是抑制莖的伸長生長;二是促進(jìn)上胚軸的橫向加粗;三是上胚軸失去負(fù)向地性而產(chǎn)生橫向生長。這是乙烯特有的反應(yīng),可用于乙烯的生物鑒定。激素受體靶細(xì)胞:受到信號分子的作用發(fā)生反應(yīng)的細(xì)胞。五大類激素的生理作用。,th的合成途徑。IAA的生理效應(yīng):1. 促進(jìn)作用:保持頂端優(yōu)勢、促進(jìn)菠蘿開花促進(jìn)雌花、促進(jìn)分化、誘導(dǎo)單性結(jié)實、插條不定根等2. 抑制作用:抑制脫落、側(cè)枝生長、塊根形成、葉片衰老GA的生理效應(yīng):1. 促進(jìn)莖的伸長生長 2. 打破休眠 3. 誘導(dǎo)開花

53、4. 促進(jìn)某些植物座果 5. 誘導(dǎo)單性結(jié)實 6. 促進(jìn)雄花分化 CTK的生理效應(yīng): 1. 促進(jìn)細(xì)胞分裂和擴(kuò)大 2. 促進(jìn)芽的分化 3延緩葉片衰老 ABA的生理效應(yīng):1. 抑制生長 2. 促進(jìn)脫落 3. 促進(jìn)休眠 4. 加速衰老 5. 促進(jìn)氣孔關(guān)閉 6. 提高抗性ETH的生理效應(yīng) :1. 三重反應(yīng)與偏上性反應(yīng) 抑制莖的伸長生長;促進(jìn)莖或根的橫向增粗;促進(jìn)莖的橫向生長(即使莖失去負(fù)向重力性)。偏上生長: 是指器官的上部生長速度快于下部的現(xiàn)象。:合成前提物質(zhì)為色氨酸: 合成前提物質(zhì)為甲瓦龍酸t(yī)h: 合成前提物質(zhì)為甲硫氨酸酸為什么有的生長素類物質(zhì)可用作除草劑。單子葉植物對生長素類似物比雙子葉植物更敏感

54、,而生長素類似物有低濃度促進(jìn)生長,高濃度抑制生長的特性。也就是說,在一定濃度下,生長素類似物能促進(jìn)單子葉植物生長,同時抑制雙子葉植物生長。而一般農(nóng)作物為單子葉,雜草為雙子葉。因此生長素類似物可以作為雙子葉植物的除草劑。乙烯是如何促進(jìn)果實成熟的?乙烯是一種小分子氣體,它在果蔬中有很大的流動性。關(guān)于乙烯促進(jìn)成熟的機(jī)理,目前尚未完全清楚,主要有以下幾種觀點: (1)提高細(xì)胞膜的透性。這種觀點認(rèn)為,乙烯的生理作用是通過影響膜的透性而實現(xiàn)。乙烯在油脂中的溶解度比在水中大14倍,而細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)、脂類、糖類等組成,乙烯作用于膜的結(jié)果會引起膜性質(zhì)的變化,膜透性增大,增加底物與酶的接觸,從而加速果蔬的成熟。

55、例如,有人發(fā)現(xiàn)乙烯促進(jìn)香蕉切片呼吸上升的同時,從細(xì)胞中滲出的氨基酸量增加,表現(xiàn)膜透性增加。用乙烯處理甜瓜果肉也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象。但這是否是乙烯直接作用的結(jié)果,仍不能確定。有人認(rèn)為,膜透性的增加與其說是成熟的機(jī)制,倒不如說是成熟的結(jié)果。 (2)促進(jìn)RNA和蛋白質(zhì)的合成。乙烯能促進(jìn)躍變型果實中的RNA合成。這一現(xiàn)象在無花果和蘋果中都曾觀察到。表明乙烯可能在蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)的轉(zhuǎn)錄水平上起調(diào)節(jié)作用,導(dǎo)致與成熟有關(guān)的特殊酶的合成,導(dǎo)致果實成熟。 (3)乙烯受體與乙烯代謝。根據(jù)激素作用受體概念,一般認(rèn)為,在乙烯起生理作用之前,首先要與某種活化的受體分子結(jié)合,形成激素受體復(fù)合物,然后由這種復(fù)合物去引發(fā)初始生化反應(yīng)

56、,后者最終被轉(zhuǎn)化為各種生理效應(yīng)。目前未發(fā)現(xiàn)乙烯參與植物體內(nèi)的生化反應(yīng)或作為輔酶因子,但它可與金屬離子結(jié)合。所以Burg等(1965,1976)認(rèn)為,乙烯在活體內(nèi)與一個含金屬的受體部位結(jié)合。他們并認(rèn)為,在高濃度CO2下貯藏能延遲果實成熟,可能是因為CO2與乙烯競爭受體結(jié)合部位。八植物的生長生理概念:生命周期:生長:在體積和重量上的不可逆增加過程。是由細(xì)胞分裂、細(xì)胞伸長以及原生質(zhì)體、細(xì)胞壁的增長引起的。 分化; 細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過程。發(fā)育: 多細(xì)胞生物從單細(xì)胞受精卵到成體經(jīng)歷的一系列有序的發(fā)展變化過程。極性: 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)分布形成軸性梯度,產(chǎn)生不對稱極的特性。如形態(tài)學(xué)上端與下端。組

57、織: 許多形態(tài)和功能相同的細(xì)胞按一定的方式結(jié)合而成的有機(jī)體器官單位。生長(協(xié)調(diào)最適溫): 植物生長健壯的溫度,稱協(xié)調(diào)最適溫度,生長最快的溫度稱為“生理最適溫度”。光形態(tài)建成: 光可以能量的方式影響植物的生長發(fā)育光合作用;也可以以信號的方式影響植物的生長發(fā)育。光敏色素: 具有兩種存在形式的單一色素,吸收紅光和遠(yuǎn)紅光并可以相互轉(zhuǎn)換的光受體。藍(lán)光反應(yīng): 藍(lán)光受體也叫做藍(lán)光/近紫外光受體(blue/UVA receptor),藍(lán)光受體有隱花色素(cryptochrome)和向光素(phototropin)兩種。植物組織培養(yǎng)的原理和基本過程。(略,回憶細(xì)胞工程學(xué))種子萌發(fā)的特點和影響種子萌發(fā)的外界條件。

58、1、足夠的水分 吸水是種子萌發(fā)的第一步: (1)水分使種皮膨脹軟化,氧易透過種皮,增加胚的呼吸,胚根易突破種皮 (2)水分使原生質(zhì)從凝膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z態(tài),代謝水平提高。2、充足的氧氣 有氧呼吸種子萌發(fā)要求含氧量高于10%,低于5%多數(shù)種子不能萌發(fā)。 3、適宜的溫度酶促反應(yīng) 不同作物種子萌發(fā)時需要溫度高低不同,與其原產(chǎn)地密切相關(guān)。一般適宜溫度為20-25。4、光 有的種子萌發(fā)需光光對植物的生長有何影響。A、光強(qiáng)對植物生長的影響間接作用(1)光合作用合成的有機(jī)物是植物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)。(2)光合作用轉(zhuǎn)化的化學(xué)能是植物生長的能量來源。(3)加速蒸騰,促進(jìn)有機(jī)物運輸。直接作作用(1)、光抑制莖的生長:a、

59、光照使自由IAA轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合態(tài)IAA。 b、光照提高IAA氧化E 活性,加速IAA的分解。(2)、光抑制多種作物根的生長 光可能促進(jìn)根內(nèi)形成ABA,或增加ABA活性。(3)、光形態(tài)建成 (光控制植物生長、發(fā)育與分化的過程)B.光質(zhì)對植物生長的影響 紅光、藍(lán)紫光抑制植物生長,紫外光抑制作用更明顯。 原因:紅光增加細(xì)胞質(zhì) Ca2+,活化CaM,分泌Ca2+到細(xì)胞壁,細(xì)胞伸長受到抑制。簡述植物的地下部分和地上部分的相關(guān)性,營養(yǎng)生長與生殖生長有何相關(guān)。(1)相互依賴 有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素的交流 “根深葉茂” “本固枝榮”根供給地上部生長所需的水分、礦物質(zhì)、少量有機(jī)物、CTK和生物堿等。而地上部供給根生

60、長所需的糖類、維生素、生長素等(2)相互制約 對水分、營養(yǎng)的爭奪根冠協(xié)調(diào)與否的指標(biāo)是根冠比(R/T)九生殖生理概念:幼年期: 植物生長的早期階段,任何處理都不能誘導(dǎo)開花,此階段稱為幼年期.春化作用: 低溫促進(jìn)植物開花的作用。光周期: 一天之中白天和黑夜的相對長度。: 指在晝夜周期中日照長度短于臨界值日長才能開花的植物。: 指在晝夜周期中日照長度大于臨界日長才能開花的植物。臨界日長: 誘導(dǎo)SDP開花所需的最長日照時數(shù),或誘導(dǎo)LDP開花所需的最短日照時數(shù)。同源異型: 分生組織系列產(chǎn)物中一類成員轉(zhuǎn)變?yōu)樵撓盗兄行螒B(tài)或性質(zhì)不同的另一類成員。光周期誘導(dǎo): 適宜的光周期處理后即使處于不適宜的光周期下仍可長期

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