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文檔簡(jiǎn)介
1、重點(diǎn)Chapter 1Water metabolism.水分在植物生命活動(dòng)中的作用。植物體內(nèi)的水分以自由水和束縛水兩種形態(tài)存在,兩者的比例與植物的代謝強(qiáng)度和抗逆 性強(qiáng)弱有著密切關(guān)系。水是植物細(xì)胞原生質(zhì)的重要組成成分,是新陳代謝能正常進(jìn)行的基本環(huán)境。細(xì)胞原生 質(zhì)含水量較多呈溶膠狀態(tài)時(shí),新陳代謝旺盛;反之則呈凝膠狀態(tài),生命活動(dòng)大大減弱,如休 眠種子。水參與了植物體內(nèi)的代謝。水作為生物體內(nèi)所有化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境,且是很多反應(yīng)的反 應(yīng)物或生成物。水是植物體吸收和運(yùn)輸物質(zhì)的溶劑。固態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物一般只有溶解在水中才能 被吸收。被根吸收的無(wú)機(jī)鹽和植物自身制造的各種有機(jī)物等,都必須通過(guò)水來(lái)運(yùn)輸。水分能保持植
2、物體固有的姿態(tài)。細(xì)胞含有一定的水分才能維持膨脹狀態(tài),使植物體挺 拔、花朵綻放(利于傳粉)。.植物細(xì)胞水勢(shì)的組成,水分移動(dòng)的方向。每摩爾水的自由能就是水的化學(xué)勢(shì)。每摩爾體積水的化學(xué)勢(shì)差除以水的偏摩爾體積所得 的商就是水勢(shì)。水的偏摩爾體積指1mol水中加入1mol某溶液后,該1mol水占的有效體積。純水的水勢(shì)最高,溶液的水勢(shì)為負(fù)值。植物細(xì)胞的水勢(shì)Ww由滲透勢(shì)(溶質(zhì)勢(shì))Ws、壓力勢(shì)Wp,重力勢(shì)Wg和襯質(zhì)勢(shì)Wm組 成:Ww=Ws+Wp+Wm+Wg。此式可以簡(jiǎn)化為Ww=Ws+Wp。細(xì)胞的水分移動(dòng)方向,取決于兩細(xì)胞間的水勢(shì)差異,水勢(shì)高的細(xì)胞中的水分向水勢(shì)低 的細(xì)胞流動(dòng)。細(xì)胞對(duì)水分的吸收。細(xì)胞吸水有滲透吸水
3、、吸脹吸水以及降壓吸水之分。具有液泡的植物細(xì)胞以滲透吸水為主。未形成液泡的嫩細(xì)胞和干燥種子的吸水主要靠吸 脹吸水。細(xì)胞與細(xì)胞之間的水分移動(dòng)方向,決定于兩處的水勢(shì)差,水分總是從水勢(shì)高處流向 水勢(shì)低處,直至兩處水勢(shì)差為零。細(xì)胞吸水主要有三種方式:擴(kuò)散:一種自發(fā)過(guò)程,指由于分子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)所造成的物質(zhì)從濃度高的區(qū)域向濃度 低的區(qū)域移動(dòng)。擴(kuò)散適合水分短距離的遷徙,不適合長(zhǎng)距離遷徙(如樹干導(dǎo)管)集流:指液體中成群的原子或分子在壓力梯度下共同移動(dòng)。例如水分在木質(zhì)部中遠(yuǎn)距 離運(yùn)輸。水分集流與溶質(zhì)濃度梯度無(wú)關(guān)。滲透作用:指物質(zhì)依水勢(shì)梯度而移動(dòng)。滲透指溶劑分子通過(guò)半透膜而移動(dòng)的現(xiàn)象。植物根系對(duì)水分的吸收。土壤中
4、只有可利用水才能被植物根系吸收。根系吸收水分最活躍的部位是根毛區(qū)。根系吸水的途徑有三條:質(zhì)外體途徑:水分通過(guò)細(xì)胞壁,細(xì)胞間隙等沒(méi)有細(xì)胞質(zhì)部分的移動(dòng),阻力小,速度快。 跨膜途徑:細(xì)胞從一個(gè)細(xì)胞移動(dòng)到另一個(gè)細(xì)胞,要經(jīng)過(guò)兩次質(zhì)膜,還要通過(guò)液泡膜。共質(zhì)體途徑:水分從一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)經(jīng)過(guò)胞間連絲,移動(dòng)到另一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),形 成一個(gè)細(xì)胞質(zhì)的連續(xù)體,速度較慢。根系吸水的動(dòng)力主要有根壓和蒸騰拉力,后者為主。根壓:由于水勢(shì)梯度引起水分進(jìn)入中柱后產(chǎn)生的壓力。為主動(dòng)吸水。根系活動(dòng)能力強(qiáng)弱 可以用傷流液的數(shù)量和成分來(lái)判斷。根系生理活動(dòng)可以用吐水來(lái)衡量。蒸騰拉力:是由于植物的蒸騰作用而產(chǎn)生一系列水勢(shì)梯度,使導(dǎo)管中的水
5、分上升的一種 力量。土壤中影響根系吸水的條件:1:土壤中可用水分2: 土壤通氣狀況3: 土壤溫度4: 土壤溶液濃度氣孔蒸騰的機(jī)理和影響因素。1:蒸騰作用的生理意義:1:蒸騰作用是植物對(duì)水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿?:蒸騰作用有助于植物的礦物質(zhì)和有機(jī)物的吸收3:蒸騰作用能降低葉片的溫度2:蒸騰作用的部位:通過(guò)角質(zhì)層的蒸騰和通過(guò)氣孔的蒸騰3:影響因素:外界條件:光照是最主要的條件,此外還有空氣相對(duì)濕度,溫度,風(fēng)。 內(nèi)部因素:氣孔和氣孔下腔,葉片內(nèi)部面積大小,氣孔頻度。6 .植物體內(nèi)水分運(yùn)輸?shù)耐緩健K衷谥参矬w內(nèi)可經(jīng)質(zhì)外體和共質(zhì)體途徑運(yùn)輸。運(yùn)輸?shù)耐緩绞牵和寥酪桓黄右粌?nèi)皮層一中柱鞘一根的導(dǎo)管或管胞一
6、莖的導(dǎo)管一葉 柄導(dǎo)管一葉脈導(dǎo)管一葉肉細(xì)胞一葉細(xì)胞間隙一氣孔下腔一氣孔一大氣。水分在導(dǎo)管或管胞上 升的動(dòng)力是根壓與蒸騰拉力,并以蒸騰拉力為主。由于水分子之間的內(nèi)聚力和水分子與導(dǎo)管壁之間的吸附力遠(yuǎn)大于水柱張力,因而導(dǎo)管中 的水柱連續(xù)不中斷,這是水分源源不斷上升的保證。作物需水規(guī)律和合理灌溉。灌溉的基本原則是用少量的水取得最大的效果。要進(jìn)一步發(fā)揮灌溉的作用,就需要掌握 作物的需水規(guī)律。作物需水量(蒸騰系數(shù))因作物種類、生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期不同而有差異。合理 灌溉則要以作物需水量和水分臨界期為依據(jù),參照生理指標(biāo)制定灌溉方案,采用先進(jìn)的灌溉 方法及時(shí)地進(jìn)行灌溉。合理灌溉可取得良好的生理效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng),增產(chǎn)效果顯
7、著。節(jié)水灌溉的方法:1:噴灌2:滴灌3:調(diào)虧灌溉4:控制性分根交替灌溉氣孔開閉的機(jī)理。氣孔運(yùn)動(dòng)的最終原因是保衛(wèi)細(xì)胞的吸水膨脹或失水皺縮。對(duì)氣孔運(yùn)動(dòng)機(jī)理目前有三種學(xué) 說(shuō):1、淀粉一糖變化說(shuō):在光照的前提下,保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行光合作用,CO2濃度降低,使之 pH值增高至6.17.3,這時(shí),淀粉磷酸化酶水解淀粉為葡萄糖,導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì)下降, 引起吸水膨脹和氣孔開放。在黑暗中,呼吸產(chǎn)生CO2, pH下降,葡萄糖+磷酸合成淀粉,水 勢(shì)上升,細(xì)胞失水,氣孔關(guān)閉。2、無(wú)機(jī)離子說(shuō):光下,光活化H+泵ATP酶分解ATP,在H+分泌到細(xì)胞壁外的同時(shí),鉀 離子進(jìn)人保衛(wèi)細(xì)胞,導(dǎo)致水勢(shì)下降,保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹,氣孔開放。3、
8、蘋果酸生成說(shuō):光下,CO2被消耗,pH上升,淀粉經(jīng)糖酵解產(chǎn)生的磷酸烯醇式丙酮 酸與HCO3-作用形成草酰乙酸,進(jìn)一步還原為蘋果酸,細(xì)胞水勢(shì)下降,水分進(jìn)人保衛(wèi)細(xì)胞, 細(xì)胞膨脹,氣孔開放。Chapter 2Plant mineral nutrition必需元素及其生理作用、養(yǎng)分的可利用形態(tài)、缺素癥狀。必需元素:大量元素:碳、氧、氫、氮、鉀、鈣、鎂、磷、硫、硅微量元素:氯、鐵、硼、錳、鈉、鋅、銅、鎳、鉬必需元素的生理作用:是細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分,如N,P,S等;是植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者,參與酶的活動(dòng),如Mn,Mg,F(xiàn)e等;起電化學(xué)作用,即離子濃度的平衡、膠體的穩(wěn)定和電荷中和等,如K+;作為細(xì)胞信號(hào)傳
9、導(dǎo)的第二信使,如Ca2+。(大多數(shù)微量元素只具有酶促功能)養(yǎng)分的可利用形態(tài):氮:銨態(tài)氮和硝態(tài)氮。磷:正磷酸鹽(H2P04-)鉀:K+離子鈣:離子狀態(tài)或鹽形式缺素癥狀:征缺乏元素A、老葉病征B、病征常遍布整株,基部葉片干焦和死亡 TOC o 1-5 h z C、植物淺綠,基部葉片黃色,干燥時(shí)呈褐色,莖短而細(xì)氮C、植株深綠,常呈紅或紫色,基部葉片黃色,干燥時(shí)暗綠,莖短而細(xì)磷B、病征常限于局部,基部葉片不干焦但雜色或缺綠,葉緣杯狀卷起或卷皺C(jī)、葉雜色或缺綠,有時(shí)呈紅色,有壞死斑點(diǎn),莖細(xì)鎂C、葉雜色或缺綠,在葉脈間或葉尖和葉緣有壞死小斑點(diǎn),莖細(xì)鉀C、壞死斑點(diǎn)大而普遍出現(xiàn)于葉脈間,最后出現(xiàn)于葉脈,葉厚,
10、莖短鋅A、嫩葉病征B、頂芽死亡,嫩葉變形和壞死C、嫩葉初呈鉤狀,后從葉尖和葉緣向內(nèi)死亡鈣C、嫩葉基部淺綠,從葉基起枯死,葉捻曲硼B(yǎng)、頂芽仍活但缺綠或萎蔫,無(wú)壞死斑點(diǎn)C、嫩葉萎蔫,無(wú)失綠,莖尖弱銅C、嫩葉不萎蔫,有失綠D、壞死斑點(diǎn)小,葉脈仍綠錳D、無(wú)壞死斑點(diǎn)E、葉脈仍綠鐵E、葉脈失綠硫離子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞郊皺C(jī)理。擴(kuò)散:簡(jiǎn)單擴(kuò)散:高濃度- 低濃度,濃度梯度決定易化擴(kuò)散:即協(xié)助擴(kuò)散,通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,順濃度梯度或電化學(xué)梯度,無(wú)需能量 (膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為:通道蛋白、載體蛋白)離子通道:通道蛋白構(gòu)成的孔道,具專一性。有閘門結(jié)構(gòu),受跨膜電勢(shì)梯度或刺激控制載體:也稱載體蛋白/轉(zhuǎn)運(yùn)體/透過(guò)酶/運(yùn)輸酶,是內(nèi)在蛋白,改變
11、構(gòu)象來(lái)運(yùn)輸物質(zhì)。(分為:?jiǎn)蜗噙\(yùn)輸載體、同向運(yùn)輸器、反向運(yùn)輸器)離子泵:是內(nèi)在蛋白,實(shí)質(zhì)為ATP酶,被離子活化釋放能量促進(jìn)運(yùn)輸。(分為:H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、H+-焦磷酸酶)胞飲作用:通過(guò)膜的內(nèi)陷直接攝取外界物質(zhì).植物根系吸收礦質(zhì)養(yǎng)分過(guò)程、特點(diǎn)及環(huán)境因素對(duì)植物吸收礦質(zhì)養(yǎng)分的影響;過(guò)程及特點(diǎn):離子吸附在根細(xì)胞表面:交換吸附:H+、HCO3-與周圍離子快速交換,無(wú)需能量 離子進(jìn)入根部?jī)?nèi)部:凱氏帶阻止離子逆向擴(kuò)散,共質(zhì)體途徑- 質(zhì)外體途徑-3) 離子進(jìn)入導(dǎo)管或管胞:(兩種意見(jiàn):)被動(dòng)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸環(huán)境因素影響:溫度、通氣狀況、溶液濃度、pH值缺素癥狀的診斷(上文已有)N素的同化過(guò)程。銨鹽
12、可被直接合成氨基酸。硝酸鹽必須經(jīng)過(guò)還原:1.硝酸鹽在細(xì)胞質(zhì)中還原為亞硝酸鹽;亞硝酸鹽在前質(zhì)體或葉綠體中還原為氨。(分別由硝酸還原酶和亞硝酸還原酶催化)氨的同化:氨與谷氨酸合成谷氨酰胺,a-酮戊二酸與其作用,進(jìn)一步交換氨基,形成其 他氨基酸或酰胺。生物固氮:非共生微生物(好氣性細(xì)菌、厭氣性細(xì)菌、藍(lán)藻)、共生微生物。利用固氮酶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理施肥的生理基礎(chǔ)。不同作物對(duì)三要素(氮、磷、鉀)及其他必需元素所要求的絕對(duì)量和相對(duì)比例都不一樣。 同一作物的三要素含量也因品種、土壤和栽培條件等而有差異。同一作物在不同生育時(shí)期中, 各有明顯的生長(zhǎng)中心,對(duì)礦質(zhì)元素的需要和吸收情況也是不一樣的。合理追肥可以根據(jù)植株的
13、長(zhǎng)相和葉色等形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行;也可以根據(jù)植株內(nèi)部的生理狀況 去判斷。常用的指標(biāo)有:營(yíng)養(yǎng)元素含量;酰胺含量;酶活性。Chapter 3Photosynthesis葉綠體的基本結(jié)構(gòu)和葉綠素的性質(zhì)。2 .光合作用的機(jī)理。影響光合作用的內(nèi)外因素。光能利用率與作物的生物產(chǎn)量的關(guān)系。C3、C4途徑的調(diào)節(jié)。Chapter 4Respiration有氧和無(wú)氧兩大呼吸類型的特點(diǎn)、反應(yīng)式、生理意義和異同點(diǎn);有氧呼吸:特點(diǎn):氧氣參與,有機(jī)物徹底氧化分解,釋放能量反應(yīng)式:C6H12O6 + 6H2O + 6O2 一 6CO2 + 12H2O + 能量 AG0 = -2 870 kJmol-1生理意義:高等植物的主要呼吸形
14、式無(wú)氧呼吸:特點(diǎn):無(wú)氧條件,有機(jī)物不徹底氧化分解,釋放能量反應(yīng)式:C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量AGc/ = -226 kJmol-iC6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 能量AG0 = -197 kJmol-i生理意義:在缺氧情況下仍能呼吸呼吸作用的生理意義:呼吸作用提供植物生命活動(dòng)所需要的大部分能量(緩慢釋放適合細(xì)胞利用)呼吸過(guò)程為其他化合物合成提供原料主要呼吸途徑的生化歷程:糖酵解、酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、三羧酸循環(huán)和戊糖磷酸 途徑等;糖酵解:葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi一2 丙酮酸 +2NADH+2H+2ATP + 2H2O酒精發(fā)酵:(缺
15、氧條件)CH3COCOOH CO2 + CH3CHOCH3CHO + NADH + H+ 一 CH3CH2OH + NAD+乳酸發(fā)酵:(缺氧條件)CH3COCOOH + NADH + H+ 一 CH3CHOHCOOH + NAD+三羧酸循環(huán):2CH3COCOOH + 8NAD+ 2FAD + 2ADP + 2Pi + 4H2O 一 6CO2 + 2ATP + 8NADH + 8H+ 2FADH2戊糖磷酸途徑:6G6P+12NADP+7H2O 一5G6P+6CO2+ Pi +12NADPH+12H+呼吸代謝的生化途徑;糖酵解、三羧酸循環(huán)、戊糖磷酸途徑、氧化磷酸化、發(fā)酵作用胞匝溶膠呼吸作用的全貌K
16、ADHfFMN-F 日七陽(yáng)、一.匏鈕編葡荷贈(zèng)-山璘酸一無(wú)怦日一谷胱甘肽一抗壞血酸 溷酸砌糖醪抗壞肌瞄傾異擰檬橙-酮虎二酸蘋果酸交替筮化酶復(fù)合體IV H+復(fù)合體I夏合體111H+ 外源 NAD(P)H h*.J.*I T乙醒*世耐7.警岌含體|轉(zhuǎn)氫爵 琥珀酸乙醛酸一乙皚酸-孔醇酸拭化醯呼吸電子傳遞過(guò)程圖解呼吸鏈的組成、氧化磷酸化和呼吸作用中的能量代謝;植物線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈和ATP合酶內(nèi)式g心1咽諷1榆I ilrMr .丘曲特棒軋l N電孵刑丸 制 mi推爪鹿質(zhì)中i同5比免ri監(jiān)虬 通中關(guān)受電F氧化磷酸化:機(jī)理:化學(xué)滲透假說(shuō)(線粒體基質(zhì)的NADH傳遞電子給02的同時(shí),也3次把基質(zhì)的H+釋放
17、到膜間間 隙。由于內(nèi)膜不讓泵出的H+自由地返回基質(zhì)。因此膜外側(cè)H+高于膜內(nèi)側(cè)而形成跨 膜pH梯度(ApH),同時(shí)也產(chǎn)生跨膜電位梯度(AE),這兩種梯度便建立起跨膜 質(zhì)子的電化學(xué)勢(shì)梯度(AuH+),于是使膜間間隙的H+通過(guò)并激活A(yù)TP合酶,驅(qū)動(dòng) ADP和Pi結(jié)合形成ATP)P/0比:用于表征線粒體氧化磷酸化活力,指氧化磷酸化中每消耗一摩爾氧時(shí) 所消耗的無(wú)機(jī)磷酸摩爾數(shù)之比。抑制:解偶聯(lián):指呼吸鏈與氧化磷酸化的偶聯(lián)遭到破壞(如:二硝基苯酚)抑制氧化磷酸化:某些化合物阻斷呼吸鏈某部位的電子傳遞(如:魚藤酮、 安米妥、丙二酸、抗霉素A)呼吸作用能量代謝:貯存能量:高能磷酸鍵、硫酯鍵生成ATP的方式:氧化
18、磷酸化、底物水平磷酸化利用能量:1分子蔗糖完全氧化為C02理論上生成60個(gè)ATP光合和呼吸間的能量轉(zhuǎn)變:ZMITmsAl外界條件對(duì)呼吸速率的影響:溫度:影響呼吸酶的活性。在最高點(diǎn)與最適點(diǎn)之間呼吸速率隨溫度而增加。氧氣:低濃度的氧氣促使無(wú)氧呼吸,時(shí)間久植物會(huì)受傷死亡。二氧化碳:外界濃度增大會(huì)使呼吸減慢。機(jī)械損傷:顯著加快呼吸速率(胞內(nèi)物質(zhì)間隔破壞被氧化;分生組織生長(zhǎng)修補(bǔ)傷處)種子的安全貯藏與呼吸作用、果實(shí)的呼吸作用。種子貯藏:必須降低呼吸速率:曬干果蔬貯藏:不能干燥、可降低氧濃度和溫度、密封(自體保藏法)Chapter 5Plant assimilate transport源和庫(kù)、P蛋白、肌胝質(zhì)
19、、轉(zhuǎn)移細(xì)胞、比集轉(zhuǎn)運(yùn)速率、韌皮部裝載和卸出、壓力流 學(xué)說(shuō)、源庫(kù)單位、源強(qiáng)、庫(kù)強(qiáng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、G蛋白、鈣調(diào)素、蛋白質(zhì)磷酸化等概念。韌皮部運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理。韌皮部的裝載和卸出。.同化物的分配規(guī)律和特點(diǎn)。影響同化物分配的因素。Chapter 6Plant growth substance植物生長(zhǎng)物質(zhì)、植物激素、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的基本概念。植物生長(zhǎng)物質(zhì):是一些調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)。分為:植物激素:體內(nèi)合成的有機(jī)物,運(yùn)送到別處,微量即對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育有顯著作用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑:人工合成的具有植物激素活性的物質(zhì)生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯、油菜素內(nèi)脂、茉莉酸甲酯等植物激 素的基本結(jié)構(gòu)和主要生理作用。生長(zhǎng)素:主
20、要IAA哚-3-乙酸)、苯乙酸、4-氯-3-吲哚乙酸、吲哚丁酸0作用:1.促進(jìn)作用(促進(jìn)雌花增加,單性結(jié)實(shí),子房壁生長(zhǎng),細(xì)胞分裂,維管束分dT0H化,光合產(chǎn)物分配,葉片擴(kuò)大,莖伸長(zhǎng),偏上性生長(zhǎng),乙烯產(chǎn)生,葉片脫落,形成層活性,傷口愈合,不定根形成,種子發(fā)芽,側(cè)根形成,根瘤形成,種子和果實(shí)生長(zhǎng),座果,頂端優(yōu)勢(shì))H2.抑制作用(抑制花朵脫落,側(cè)枝生長(zhǎng),塊根形成,葉片衰老)IAA赤霉素:自由赤霉素、結(jié)合赤霉素(也可據(jù)碳原子數(shù)分為C19、C20兩類) 作用:促進(jìn)作用(促進(jìn)兩性花的雄花形成,單性結(jié)實(shí),某些植物開花,細(xì)胞分裂, 葉片擴(kuò)大,抽苔,莖延長(zhǎng),側(cè)枝生長(zhǎng),胚軸彎鉤變直,種子發(fā)芽,果實(shí)生長(zhǎng),某些 植物
21、座果。)抑制作用(抑制成熟,側(cè)芽休眠,衰老,塊莖形成。)0Ao.oAga3細(xì)胞分裂素:天然的(包含游離的和在tRNA中的)、人工合成的作用:促進(jìn)作用(促進(jìn)細(xì)胞分裂,地上部分化,側(cè)芽生長(zhǎng),葉片擴(kuò)大,氣孔張開, 偏上性生長(zhǎng),傷口愈合,種子發(fā)芽,形成層活動(dòng),根瘤形成,果實(shí)生長(zhǎng),某些植物 座果。)抑制作用(抑制不定根形成,側(cè)根形成,延緩葉片衰老。)KH A r細(xì)胞分裂號(hào)攻.!葺通式脫落酸:右旋(天然)、左旋作用:促進(jìn)作用(促進(jìn)葉、花、果脫落,氣孔關(guān)閉,側(cè)芽生長(zhǎng)、塊莖休眠,葉片 衰老,光合產(chǎn)物運(yùn)向發(fā)育著的種子,果實(shí)產(chǎn)生乙烯,果實(shí)成熟。)抑制作用(抑制種子發(fā)芽,IAA運(yùn)輸,植株生長(zhǎng)。促進(jìn)器官脫落,促進(jìn)休眠
22、、 提高搞逆性等生理作用??刂浦参锷L(zhǎng),提高抗逆性,促進(jìn)休眠。)CH pCJi】QCHh脫落酸乙烯:作用:促進(jìn)作用(促進(jìn)解除休眠,地上部和根的生長(zhǎng)和分化,不定根形成,葉片 和果實(shí)脫落,某些植物的花誘導(dǎo)形成,兩性花中雌花形成,開花,花和果實(shí)衰老, 果實(shí)成熟,莖增粗,萎蔫。)抑制作用(抑制某些植物開花,生長(zhǎng)素的轉(zhuǎn)運(yùn),莖和根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。乙烯 是氣體,在合成部位起作用,不被轉(zhuǎn)運(yùn),但是乙烯的前體-ACC在植物體內(nèi)是能被 運(yùn)輸?shù)?。)乙烯的“三重反?yīng)”,即抑制伸長(zhǎng)生長(zhǎng)(矮化)促進(jìn)橫向生長(zhǎng)(加 粗),地上部失去負(fù)向重力性生長(zhǎng)(偏上生長(zhǎng))。這種三重反應(yīng)是植物對(duì) 乙烯的特殊反應(yīng)。HH_/ cC / HH乙烯油菜素
23、內(nèi)脂的生理作用主要是促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)和分裂。油菜素內(nèi)酯在玉 米、小麥等的花期施用,可提高產(chǎn)量。油菜素內(nèi)酯可提高作物的抗冷性、 抗旱性和抗鹽性。1 必0油菜素內(nèi)月如 1茉莉酸的作用:促進(jìn)作用:乙烯合成,葉片衰老,葉片脫落,氣孔關(guān)閉,呼吸作用, 蛋白質(zhì)合成,塊莖形成。抑制作用:種子萌發(fā),營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),花芽形成,葉綠素形成,光合作用。 還能提高植物的抗逆性,增強(qiáng)對(duì)病蟲和機(jī)械傷害的防衛(wèi)能力。oxkxCH2-CH=CH-CH2GH3V%茉莉酸3.生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯在植物體內(nèi)的生物合成和運(yùn)輸。物質(zhì)合成運(yùn)輸生長(zhǎng)素合成部位主要是葉原基、嫩葉 和發(fā)育中的種子。成熟葉片和 根尖也產(chǎn)生數(shù)量很微的生長(zhǎng)
24、素。合成的前體主要是色氨 酸。運(yùn)輸方式有2種:一種通過(guò) 韌皮部運(yùn)輸,運(yùn)輸方向決定于 兩端有機(jī)物濃度差等因素;另 一種是僅局限于胚芽鞘、幼 莖、幼根的薄壁細(xì)胞之間短距 離單方向的極性運(yùn)輸。赤霉素3處:發(fā)育著的果實(shí)(或種 子)、伸長(zhǎng)著的莖端、根部。 赤霉素在細(xì)胞中的合成部位 是質(zhì)體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞質(zhì)溶膠 等處。赤霉素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸沒(méi) 有極性。根尖合成的赤霉素沿 導(dǎo)管向上運(yùn)輸,而嫩葉產(chǎn)生的 赤霉素則沿篩管向下運(yùn)輸。不 同植物的運(yùn)輸速度差異很大。細(xì)胞分裂素一般細(xì)胞分裂素在根尖合成, 經(jīng)木質(zhì)部運(yùn)到地上部分。莖端 也被證明能合成細(xì)胞分裂素。 萌發(fā)著的種子和發(fā)育著的果 實(shí)、種子也可能是合成細(xì)胞分 裂素的部位
25、。細(xì)胞分裂素生物 合成是在細(xì)胞的微粒體中進(jìn) 行的。主要是從根部合成處通過(guò)木 質(zhì)部運(yùn)到地上部,少數(shù)在葉片 合成的細(xì)胞分裂素也可能從 韌皮部運(yùn)走。脫落酸脫落酸(ABA)生物合成的場(chǎng)所 主要是葉綠體和質(zhì)體。ABA 生物合成的過(guò)程是通過(guò)ABA 缺乏突變體堵塞特殊步驟研 究而得來(lái)。高等植物的ABA 生物合成是由甲瓦龍酸經(jīng)胡 蘿卜素進(jìn)一步轉(zhuǎn)變而成的。脫落酸既可在木質(zhì)部運(yùn)輸,也 可在韌皮部運(yùn)輸。大多數(shù)是在 韌皮部運(yùn)輸??梢韵蛏虾拖蛳?運(yùn)輸。是一種根對(duì)干旱的信 號(hào),傳送到葉片,使氣孔關(guān)閉, 減少蒸騰。乙烯蛋氨酸是乙烯的前身。蛋氨酸 轉(zhuǎn)變?yōu)镾-腺苷蛋氨酸(SAM), 催化SAM為1-氨基環(huán)丙烷-1- 羧酸(AC
26、C)的ACC合酶。ACC 在有氧條件下和ACC氧化酶 催化下,形成乙烯。乙烯是在細(xì)胞的液泡膜的內(nèi) 表面合成的。SAM(S-氨甲硫 氨酸)能溶于水,可能是乙烯 在植物體內(nèi)從合成部位擴(kuò)散 運(yùn)輸?shù)狡渌课坏囊环N形式。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用。植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑生長(zhǎng)素類:組織培養(yǎng)、插條生根、疏花疏果、誘導(dǎo)開花、促進(jìn)早熟和增產(chǎn)等赤霉素類:調(diào)節(jié)植物高度、啤酒生產(chǎn)中促進(jìn)麥芽糖化細(xì)胞分裂素:組織培養(yǎng)、提高坐果率、促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)、果蔬保鮮(如激動(dòng)素)乙烯類:促進(jìn)橡膠樹乳膠的排泌、促進(jìn)菠蘿開花(如乙烯利)植物生長(zhǎng)抑制劑:抑制頂端分生組織生長(zhǎng),使植物喪失頂端優(yōu)勢(shì),側(cè)枝多,葉小,生殖器官也受 影響。外施赤霉素不
27、能逆轉(zhuǎn)這種抑制效應(yīng),但生長(zhǎng)素類可以。人工合成的植物生長(zhǎng)抑制劑有2種:三碘苯甲酸:植株變矮、分枝增加、提高結(jié)莢率、增產(chǎn)馬來(lái)酰肼(青鮮素):阻止正常代謝、抑制生長(zhǎng),用于貯藏蔬菜、控制樹木的過(guò) 度生長(zhǎng)。(該化合物危險(xiǎn),不宜用于食用植物)植物生長(zhǎng)延緩劑:抗赤霉素外施赤霉素可以逆轉(zhuǎn)其抑制效應(yīng)。施用生長(zhǎng)延緩劑后植株矮小、莖粗、節(jié)間短、 葉面積小、葉厚、葉色深綠;不影響花的發(fā)育。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用于培育壯苗、矮化 防倒伏等。植物激素作用機(jī)理。【超綱】詳見(jiàn)書上第八章灰底文字。Chapter 7Plant growth生長(zhǎng)、分化、極性、組織培養(yǎng)、外植體、脫分化、再分化、生長(zhǎng)大周期、生物鐘、 根冠比、頂端優(yōu)勢(shì)、光形態(tài)
28、建成、光敏色素、向性運(yùn)動(dòng)、感性運(yùn)動(dòng)等的概念。植物組織培養(yǎng)的原理和基本過(guò)程。種子萌發(fā)的特點(diǎn)和影響種子萌發(fā)的外界條件。影響根冠比的因素。頂端優(yōu)勢(shì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。影響植物生長(zhǎng)的環(huán)境因素,尤其是光對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。光敏色素的性質(zhì)及其在光形態(tài)建成中的作用。植物向性運(yùn)動(dòng)和感性運(yùn)動(dòng)的事例。Chapter 8Flowering and reproductive physiology in plant植物通過(guò)春化的條件、春化作用的機(jī)理以及春化作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用:春化處 理、調(diào)種引種和控制花期等。低溫誘導(dǎo)植物開花的過(guò)程,成為春化作用。條件:低溫是春化作用的主要條件,它的有效溫度介于be至10 r之間,最適
29、溫度是 17C,春化時(shí)間由數(shù)天到二、三十天,具體有效溫度和低溫持續(xù)時(shí)間隨植物種類而定。如 果溫度低于oe以下,代謝即被抑制,不能完成春化過(guò)程。在春化過(guò)程結(jié)束之前,如遇高溫, 低溫效果會(huì)削弱甚至消除,這種現(xiàn)象稱為脫春化作用。由于春化作用是活躍的代謝過(guò)程,在低溫期間,需要能源(糖)、氧氣和水分,也需要細(xì)胞 分裂和DNA復(fù)制。機(jī)理:春化過(guò)程前期是糖類氧化和能量代謝的旺盛時(shí)期,中期是核酸代謝的關(guān)鍵時(shí)期, 中后期是蛋白質(zhì)起主動(dòng)作用的時(shí)期。低溫首先在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行調(diào)節(jié),產(chǎn)生特異mRNA,在 低溫下翻譯相應(yīng)蛋白質(zhì),導(dǎo)致代謝方式或生理狀態(tài)發(fā)生重大變化。低溫可改變基因表達(dá),導(dǎo) 致DNA去甲基化而開花。開花阻礙物
30、基因FLC可能是春化作用的關(guān)鍵基因。赤霉素可以以 某種當(dāng)時(shí)代替低溫的作用。應(yīng)用:使萌動(dòng)種子通過(guò)春化的低溫處理,稱為春化處理。經(jīng)過(guò)春化處理的植物,花誘導(dǎo) 加速,提早開花、成熟。在育種時(shí)利用春化處理,可加速冬性作物育種過(guò)程。光周期現(xiàn)象類型、光周期誘導(dǎo)的機(jī)理、光敏色素在成花誘導(dǎo)中的作用以及光周期理 論在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用:引種、育種、控制花期、調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)。在一天之中,白天和黑夜的相對(duì)長(zhǎng)度,稱為光周期。植物對(duì)白天和黑夜的相對(duì)長(zhǎng)度的反 應(yīng),稱為光周期現(xiàn)象。類型長(zhǎng)日植物:是指日照長(zhǎng)度必須長(zhǎng)于一定時(shí)數(shù)才能開花的植物。延長(zhǎng)光照,則加速開 花;縮短光照,則延遲開花或不能開花。短日植物:是指日照長(zhǎng)度必須
31、短于一定時(shí)數(shù)才能開花的植物。如適當(dāng)縮短光照,可 提早開花;但延長(zhǎng)光照,則延遲開花或不能開花。日中性植物:是指在任何日照條件下都可以開花的植物。此外還有雙重日長(zhǎng)類型,分為:長(zhǎng)短日植物、短長(zhǎng)日植物。機(jī)理臨界日長(zhǎng)是指晝夜周期中誘導(dǎo)短日植物開花所必需的最長(zhǎng)日照或誘導(dǎo)長(zhǎng)日植物開 花所必需的最短日照。臨界暗期是指在晝夜周期中短日植物能夠開花所必需的最短暗期長(zhǎng)度,或長(zhǎng)日植物 能夠開花所必需的最長(zhǎng)暗期長(zhǎng)度。臨界暗期比臨界日長(zhǎng)對(duì)開花更為重要。短日植物實(shí)際是長(zhǎng)夜植物,開花取決于暗期 長(zhǎng)度(短日植物日長(zhǎng)也不宜太短,以免黃化),長(zhǎng)日植物實(shí)際是短夜植物。光照中紅光最有效。如果在紅光照過(guò)之后立即再照遠(yuǎn)紅光,就不發(fā)生夜間斷
32、作用, 即被遠(yuǎn)紅光的作用所抵消。因此光敏色素也參與植物花誘導(dǎo)。植物只需要一定時(shí)間適宜的光周期處理,以后即使處于不適宜的光周期下,仍然可 以長(zhǎng)期保持刺激的效果,這種現(xiàn)象稱為光周期誘導(dǎo)。感受光周期刺激的部位不是生長(zhǎng)點(diǎn) 而是葉子,葉片感受刺激后,才將這種影響傳導(dǎo)到生長(zhǎng)點(diǎn)去。植物生長(zhǎng)到一定程度后, 才有可能接受光周期的誘導(dǎo)。誘導(dǎo)開花部位是莖尖端的生長(zhǎng)點(diǎn),葉通過(guò)韌皮部運(yùn)輸成花 素(開花素),到達(dá)莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)控制開花。應(yīng)用赤霉素對(duì)某些長(zhǎng)日植物可代替光照條件,在非誘導(dǎo)的短日條件下開花;對(duì)某些冬性 長(zhǎng)日植物又可代替低溫,即不經(jīng)春化即可開花。日照長(zhǎng)短也會(huì)影響赤霉素代謝。乙烯利、 細(xì)胞分裂素、多胺、生長(zhǎng)素等也可調(diào)
33、節(jié)某些植物的開花。光周期的人工控制,可以促進(jìn)或延遲開花。遮光成短日照促進(jìn)開花。延長(zhǎng)光照或晚 上閃光使暗間斷可使花期延后。在溫室中延長(zhǎng)或縮短日照長(zhǎng)度,控制作物花期,可解決 花期不遇問(wèn)題,對(duì)雜交育種也將有很大的幫助。對(duì)日照要求嚴(yán)格的作物品種進(jìn)行引種時(shí),一定要對(duì)其光周期要求與引進(jìn)地區(qū)的具體 日照情況進(jìn)行分析,并鑒定試驗(yàn)?;ㄆ鞴傩纬珊托詣e表現(xiàn),性別分化與表達(dá)的一般規(guī)律以及調(diào)控措施:水肥、溫度、 激素等?;ㄆ鞴傩纬珊托詣e表現(xiàn)植物營(yíng)養(yǎng)頂端轉(zhuǎn)變?yōu)樯稠敹说臉?biāo)志就是形成花器官原基。被子植物的花從外向內(nèi) 分別由5輪結(jié)構(gòu)組成:1.萼片;2.花瓣;3.雄蕊;4.心皮;5.胚珠。ABCDE模型:A基因 控制1、2輪的
34、發(fā)育,B基因控制2、3輪的發(fā)育;C基因控制3、4、5輪的發(fā)育;D基 因控制5輪的發(fā)育;E基因調(diào)控除1輪以外其他4輪的發(fā)育?;ǖ陌l(fā)育可分為3個(gè)階段:(1)成花決定(或成花誘導(dǎo))進(jìn)行著營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的植物感受到外界環(huán)境信號(hào)(如光 周期、春化等)及自身產(chǎn)生的開花信號(hào),向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變;(2)形成花原基:莖端分生組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛ǚ稚M織,由誘導(dǎo)狀態(tài)向分生組織的轉(zhuǎn) 變。(3)花器官的形成及其發(fā)育?;ǚ稚M織中的細(xì)胞進(jìn)一步分化成不同的花器官。調(diào)控基因:開花時(shí)間控制基因、分生組織決定基因、器官?zèng)Q定基因。4條花誘導(dǎo)途徑:光周期途徑、自主/春化途徑、碳水化合物(或蔗糖)途徑、赤霉素途徑花器官形成條件:氣象條件:光(時(shí)間越長(zhǎng)
35、、強(qiáng)度越大,越有利)、溫度(高溫有利,低溫?fù)p壞) 栽培條件:充足水分、適當(dāng)施肥、栽培密度不宜過(guò)大生理?xiàng)l件:體內(nèi)養(yǎng)分要充足性別分化與表達(dá)的一般規(guī)律植物發(fā)育起始初期都有兩性器官原基,在誘導(dǎo)信號(hào)(如植物激素)等作用下,性決 定基因發(fā)生去阻遏作用,使特異基因選擇地表達(dá),使其中一種原基在某一階段停滯,致 使生殖器官敗育而喪失功能,于是實(shí)現(xiàn)性分化。調(diào)控措施光周期、營(yíng)養(yǎng)條件、激素、傷害(可使雄變雌)性別分化與表達(dá)的一般規(guī)律及其調(diào)控。(上文已有)Chapter 9Plant Senescence and Organ Abscission精細(xì)胞有二型性和偏向受精的特性。花粉的主要成分,特別是脯氨酸、蔗糖或淀粉
36、等與花粉的育性有關(guān)?;ǚ酃艿亩ㄏ蛏L(zhǎng)與Ca2+梯度有關(guān)?;ǚ酆椭^的相互識(shí)別,被子 植物的自交不親和性以及克服方法。影響受精的因素。種子的形成與成熟,外界條件對(duì)種子形成的影響。果實(shí)成熟時(shí)內(nèi)部發(fā)生的生理生化變化。引起種子休眠的三個(gè)原因,以及種子休眠的解除或延長(zhǎng)方法。種子活力與種子的保 存方法。引起芽休眠的原因及調(diào)控方法。植物衰老時(shí)的生理生化變化。解釋引起植物衰老原因的幾個(gè)學(xué)說(shuō)。衰老的遺傳調(diào)控、 激素調(diào)控以及環(huán)境調(diào)控。脫落的細(xì)胞學(xué)和生物化學(xué)過(guò)程。影響器官脫落的內(nèi)外因素。Chapter 10Plant stress physiology植物在逆境下的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化與生理生化代謝的變化形態(tài)結(jié)構(gòu)變化有的以根系發(fā)達(dá)、葉小適應(yīng)干旱條件;有的擴(kuò)大根部通氣組織以適應(yīng)水淹環(huán)境;有 的生長(zhǎng)停止,進(jìn)入休眠,以迎接冬
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