第四章植物的物質(zhì)與能量代謝植物體為了維持生命，必須依賴環(huán)境供給的物質(zhì)、能量和信息，并通過復(fù)雜的代謝過程來完成生長發(fā)育。4.1水分代謝H2O的重要作用水是細(xì)胞原生質(zhì)的主要組成成分水是重要代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)和產(chǎn)物細(xì)胞分裂及伸長都需要水分水是植物物質(zhì)吸收和運(yùn)輸及生化反應(yīng)的良好溶劑水能使植物保持固有姿態(tài)，有利于光合作用和傳粉調(diào)節(jié)植物體周圍的溫、濕度，維持植物體溫穩(wěn)定4.1.1植物細(xì)胞的水勢水的運(yùn)動(dòng)團(tuán)流：是指液體中成群的的原子或分子在壓力梯度作用下的共同移動(dòng)的現(xiàn)象。擴(kuò)散：擴(kuò)散是指一個(gè)系統(tǒng)中可移動(dòng)的物質(zhì)的分子或離子從某個(gè)區(qū)域向各個(gè)方向移動(dòng)，最后均勻分布在系統(tǒng)中的現(xiàn)象。滲透作用（osmosis）：是指溶液中的溶劑分子通過半透膜(semipermeablemembrane)擴(kuò)散的現(xiàn)象滲透作用半透膜：只能讓溶劑分子透過而不能讓溶質(zhì)分子透過的膜水運(yùn)動(dòng)需要能量來推動(dòng)團(tuán)流能夠進(jìn)行是因?yàn)槲徊町a(chǎn)生的勢能。而在上述滲透系統(tǒng)中，由于純水中水的濃度大于溶液中水的濃度，存在著能量差，因此水份可以自發(fā)的從純水中跨膜移動(dòng)到溶液中，這一過程是由跨膜的能量梯度來決定的。水勢水勢：水的這種可以用來作功（如通過半透膜的移動(dòng)或團(tuán)流）或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能量大小的度量，就是水勢，通常用符號(hào)ψ表示。水勢的單位采用壓強(qiáng)單位，巴、帕斯卡或兆帕斯卡。把純水在101325Pa和0下的水勢規(guī)定為零，純水的自由能最大，水勢(0Pa)也最高，其它溶液的水勢是通過與純水相比較的水勢差。當(dāng)水中溶有溶質(zhì)時(shí)，由于水份被溶質(zhì)吸引降低了水勢，因此在常壓下任何溶液的水勢均小于零，為負(fù)值。成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)細(xì)胞液

半透膜環(huán)境細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞壁細(xì)胞間隙土壤植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離

與質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離：植物細(xì)胞由于液泡失水而使原生質(zhì)體和細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象質(zhì)壁分離復(fù)原：發(fā)生了質(zhì)壁分離的細(xì)胞浸在稀溶液或純水中，液泡內(nèi)的水分逐漸增加，原生質(zhì)體又恢復(fù)到原來狀態(tài)的現(xiàn)象水的簡單擴(kuò)散（滲透作用）植物細(xì)胞的水勢Ψw=Ψπ+

Ψp+Ψm滲透勢(溶質(zhì)勢)：由于溶質(zhì)顆粒的存在，降低了水的自由能，因而其水勢低于純水的水勢壓力勢：由于細(xì)胞壁壓力的存在而增加的水勢，壓力勢往往是正值襯質(zhì)勢：細(xì)胞膠體物質(zhì)親水性和毛細(xì)管對(duì)自由水束縛而引起水勢降低的值，以負(fù)值表示干燥種子的襯質(zhì)勢達(dá)－100MPa，已形成液泡的細(xì)胞的襯質(zhì)勢只有－0.01MPaΨw=Ψπ+

Ψp植物細(xì)胞的滲透吸水植物細(xì)胞內(nèi)溶液具有一定的水勢，因此細(xì)胞與鄰近細(xì)胞或環(huán)境溶液可共同組成一個(gè)滲透系統(tǒng)在這個(gè)滲透系統(tǒng)中，水分會(huì)自發(fā)地從高水勢處透過半透膜流向低水勢處，即植物細(xì)胞的滲透吸水當(dāng)土壤溶液的水勢高于根細(xì)胞的水勢，根細(xì)胞就能從土壤溶液里吸取水分蒸騰作用(Transpiration)植物體通過氣孔向外蒸發(fā)水分的作用4.1.2蒸騰作用及其調(diào)節(jié)

植物吸收的水分0.15%—0.2%用于組成植物體，其余大約99.8%以上的水分，則通過蒸騰作用而散失。植物通過地上部分的組織（主要是葉）以水蒸氣狀態(tài)散失水分的過程稱為蒸騰作用（transpiration）。本質(zhì)上是蒸發(fā)作用。是植物適應(yīng)陸地生存的必然結(jié)果。蒸騰作用的意義

1.植物吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)水分的主要?jiǎng)恿Α?.蒸騰流作為鹽類和其他物質(zhì)在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)妮d體。3.降低植物體和葉面溫度，使植物免受灼傷。蒸騰作用的兩種方式：角質(zhì)蒸滕和氣孔蒸滕角質(zhì)蒸騰：角質(zhì)層中有果膠質(zhì)和孔隙存在，可以使水通過；對(duì)于一般植物角質(zhì)蒸騰只占總蒸騰量的3％—5％，但水生植物和生長在潮濕環(huán)境中的植物以及植物幼嫩葉片的角質(zhì)蒸騰很強(qiáng)烈，有時(shí)甚至可達(dá)總蒸騰量的1／2。氣孔蒸騰和氣孔運(yùn)動(dòng)氣孔蒸騰—水分通過葉表面的氣孔向外蒸騰。氣孔是蒸騰作用的主要出口，也是光合作用吸收CO2、呼吸作用吸收O2的主要入口,植物體與外界環(huán)境發(fā)生氣體交換的“大門”。氣孔在下表皮更多一些。占葉表面的0.5%~1.5%。實(shí)驗(yàn)表明，氣孔蒸騰要比等面積的自由水面的蒸發(fā)量快50倍之多。這可以用小孔定律來解釋。氣孔運(yùn)動(dòng)及其機(jī)理

氣孔按照一定的規(guī)律開張和關(guān)閉，并且通過保衛(wèi)細(xì)胞來調(diào)節(jié)。

保衛(wèi)細(xì)胞體積小，其中含有葉綠體，細(xì)胞壁薄厚不均勻，靠氣孔腔的內(nèi)壁厚，背氣孔腔的外壁薄。雙子葉植物的保衛(wèi)細(xì)胞呈半月形，當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，細(xì)胞體積增大。保衛(wèi)細(xì)胞由于薄厚不同的壁伸展程度不同，所以一對(duì)保衛(wèi)細(xì)胞都向外彎曲，氣孔張開，水分蒸發(fā)。否則相反。氣孔的開關(guān)壓力勢變化影響氣孔開關(guān)：K＋進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞或形成糖保衛(wèi)細(xì)胞濃度增大水勢下降水份進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞保衛(wèi)細(xì)胞壓力勢增大細(xì)胞膨脹氣孔張開環(huán)境因子會(huì)影響氣孔開關(guān)：光照強(qiáng)度和環(huán)境水分的多少等是控制鉀離子主動(dòng)運(yùn)輸?shù)闹匾蛩?。氣孔結(jié)構(gòu)和開關(guān)機(jī)理構(gòu)成細(xì)胞壁的纖維素微纖絲呈徑向排列，它阻止保衛(wèi)細(xì)胞的徑向擴(kuò)大。保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)側(cè)的細(xì)胞壁較厚，外側(cè)的壁較薄。保衛(wèi)細(xì)胞末端牢固地連接在一起，其長度不因氣孔的開關(guān)而變化，當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，增大的壓力勢使外壁向外運(yùn)動(dòng)，氣孔便張開。4.1.3水分的吸收與運(yùn)輸根系是吸收水分的主要器官。根系吸水的部位主要是根尖，包括分生區(qū)、伸長區(qū)和根毛區(qū)。其中根毛區(qū)吸水能力最強(qiáng)。水分還可以通過皮孔、裂口或傷口處進(jìn)入植物體。

水的吸收根毛土壤水分土壤顆粒根毛根毛吸收的水分橫向轉(zhuǎn)運(yùn)的三種途徑質(zhì)外體運(yùn)輸：經(jīng)過細(xì)胞壁的轉(zhuǎn)運(yùn)。共質(zhì)體運(yùn)輸：經(jīng)過胞間連絲從原生質(zhì)體到原生質(zhì)體的轉(zhuǎn)運(yùn)。胞間轉(zhuǎn)運(yùn)：通過液泡使水分從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到另一個(gè)細(xì)胞。水分根毛內(nèi)皮層中柱鞘木質(zhì)部

質(zhì)外體途徑質(zhì)膜和原生質(zhì)體水分由皮層向木質(zhì)部轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力根表面的土壤溶液與木質(zhì)部水分之間的水勢差由于內(nèi)皮層上有凱氏帶，到達(dá)內(nèi)皮層表面的水必須跨過內(nèi)皮層的質(zhì)膜和原生質(zhì)才能到達(dá)木質(zhì)部，所以可以把根看成是滲透系統(tǒng)，內(nèi)皮層就是一個(gè)有滲透活性的膜。

質(zhì)外體運(yùn)輸共質(zhì)體運(yùn)輸木質(zhì)部內(nèi)皮層皮層表皮根毛質(zhì)外體運(yùn)輸H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O1.被動(dòng)吸水由于枝條的蒸騰作用而引起的根部吸水現(xiàn)象。由于正在進(jìn)行蒸騰作用的枝條可以通過被麻醉的甚至于死亡的根部吸收水分，根只是作為水分進(jìn)入植物體的被動(dòng)吸收表面。因此，稱被動(dòng)吸水。由于蒸騰作用使水分沿導(dǎo)管上升，使根吸水的力量叫蒸騰拉力。（實(shí)際是由于蒸騰作用引起葉細(xì)胞水分虧缺，水勢下降，相鄰細(xì)胞造成了水勢差。）被動(dòng)吸水的動(dòng)因不是在根內(nèi)，根系只是一種被動(dòng)的吸收表面，蒸騰拉力才是被動(dòng)吸水的動(dòng)因。2.主動(dòng)吸水僅由根系代謝活動(dòng)而引起的根系從外界環(huán)境吸水的過程叫主動(dòng)吸水。（1）現(xiàn)象吐水（guttation）、傷流(bleeding)和根壓(rootpressure)。

溫度以及影響根部呼吸的抑制劑都能影響吐水、傷流和根壓。（2）機(jī)理

通常認(rèn)為由根部代謝活動(dòng)而引起的離子吸收和運(yùn)輸，造成了內(nèi)外的水勢差，從而使得水分按照依次下降的水勢梯度，從外界環(huán)境通過表皮、皮層和內(nèi)皮層而進(jìn)入中柱導(dǎo)管，并進(jìn)而向上運(yùn)輸。

植物根系從土壤中吸收的水分首先通過根部的皮層進(jìn)入到中柱的木質(zhì)部，然后通過根與莖相互連通的木質(zhì)部中的導(dǎo)管與管胞，向上輸送，經(jīng)過葉柄到達(dá)葉片。水分進(jìn)入葉肉細(xì)胞后在細(xì)胞表面蒸發(fā)，通過葉片的氣孔逸出。水分沿導(dǎo)管上升的動(dòng)力

上：蒸騰拉力下：根壓（重力作用）

蒸騰拉力—內(nèi)聚力—張力學(xué)說（Dixon）認(rèn)為由下至上的水柱處于張力狀態(tài)，但相同分子之間有相互吸引的力量即內(nèi)聚力。水分子的內(nèi)聚力大于張力，所以不會(huì)斷裂。水分在木質(zhì)部運(yùn)輸速度可達(dá)1~6m/h甚至40~45m/h,但草本植物僅為0.6m/h。4.2礦質(zhì)營養(yǎng)與營養(yǎng)物質(zhì)的再分配

植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收、運(yùn)輸和同化通稱為礦質(zhì)營養(yǎng)（mineralnutrition）。膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膜的結(jié)構(gòu)和功能脂質(zhì)雙分子層主要由磷脂和類固醇構(gòu)成，但在兩層脂脂雙分子層中不同，而且跨膜蛋白質(zhì)在脂質(zhì)雙分子層中有嚴(yán)格的取向。暴露在雙分子層的表面的蛋白質(zhì)部分在氨基酸的組成和三級(jí)結(jié)構(gòu)上都存在著差異。內(nèi)表面有一些外周蛋白；外表面蛋白質(zhì)往往與糖結(jié)合。膜上蛋白質(zhì)的數(shù)量和種類反映了膜的功能。生物膜的結(jié)構(gòu)使大部分物質(zhì)不能通過簡單擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞，而必須借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白跨膜。溶質(zhì)的跨膜運(yùn)動(dòng)的原理被動(dòng)運(yùn)輸——簡單擴(kuò)散分子沿濃度剃度自由擴(kuò)散易化擴(kuò)散物質(zhì)在特異膜蛋白，即運(yùn)輸?shù)鞍讌f(xié)助下，不需要細(xì)胞提供能量，沿濃度剃度或電化學(xué)勢剃度從膜的一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)的過程運(yùn)輸?shù)鞍子?種：通道蛋白(channelprotein)：離子通道運(yùn)輸載體蛋白(carrierprotein)離子通道運(yùn)輸離子通道：細(xì)胞質(zhì)膜上有內(nèi)在蛋白構(gòu)成的圓形孔道，橫跨膜的兩側(cè)離子順著濃度梯度和膜電位差(電化學(xué)勢梯度)，被動(dòng)地和單方向地跨質(zhì)膜運(yùn)輸質(zhì)膜上的離子通道運(yùn)輸是一種易化擴(kuò)散的方式，是一種被動(dòng)運(yùn)輸離子通道運(yùn)輸載體蛋白主動(dòng)運(yùn)輸離子靠細(xì)胞代謝提供的能量，逆著濃度剃度或化學(xué)勢梯度進(jìn)入細(xì)胞的過程，稱為主動(dòng)吸收或主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸——質(zhì)子泵（植物細(xì)胞）

——直接消耗ATP主動(dòng)運(yùn)輸——協(xié)同運(yùn)輸

——間接消耗ATP物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸（總結(jié)）被動(dòng)運(yùn)輸——簡單擴(kuò)散

——易化擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸——直接消耗ATP（植物細(xì)胞）——質(zhì)子泵

——間接消耗ATP——協(xié)同運(yùn)輸胞吞和胞吐作用

——生物大分子或顆粒物質(zhì)的運(yùn)輸植物體內(nèi)的元素

水分植物

有機(jī)物（可揮發(fā)性元素）

干物質(zhì)

無機(jī)物(灰分ash)—灰分元

素—礦質(zhì)元素（營養(yǎng)元素）

已知的110種元素中，約有70多種存在于植物體內(nèi)。4.2.2植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收與運(yùn)輸必需元素：維持植物體正常生長發(fā)育不可缺少的元素1、不可缺失性：該元素對(duì)于植物的正常生長發(fā)育是不可缺少的，若缺乏，植物則不能完成生活史2、不可替代性：植物對(duì)該元素的需要是專一的,它不能被其他元素所替代3、直接的作用：該元素對(duì)于植物營養(yǎng)上的需要是直接的效果，而不是由于它改善了土壤或培養(yǎng)基的物理、化學(xué)性狀與促進(jìn)有益微生物的活動(dòng)所產(chǎn)生的間接作用判別標(biāo)準(zhǔn)：植物必需的礦質(zhì)元素

17種必需元素中，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等9種元素的含量分別占植物體干重的0.1%以上，稱大量元素(常量元素)

Cu、Zn、Mn、Fe、Mo、B、Cl、Ni等8種元素含量分別占植物體干重的0.01%以下，稱微量元素

必需元素的生理作用

1、細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分：CHONSP等是組成糖類、脂類和蛋白質(zhì)等的元素

2、作為酶、輔酶的成分或激活劑等，參與調(diào)節(jié)酶的活動(dòng)

3、起電化學(xué)作用，參與滲透調(diào)節(jié)、膠體的穩(wěn)定和電荷的中和等生理作用1.大量元素（1）氮

主要以NH4+和NO3-吸收，也吸收尿素和氨基酸等小分子含氮有機(jī)物。占植物干重的1%~3%。作用：1.構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分（占16~18%）2.核酸和構(gòu)成生物膜的磷脂都含有氮3.是幾種具有重要生理功能物質(zhì)的成分：葉綠素、吲哚乙酸、細(xì)胞分裂素、維生素(B1、B2、B6、PP等)因此，氮是構(gòu)成生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，在植物生命活動(dòng)中占有首要地位，被稱為生命元素(2)磷

磷通常以H2PO4-和HPO42-

的形式被植物吸收。磷的主要生理作用：1、磷是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的組成成分—磷脂，核酸和核蛋白等

2、磷在植物的代謝中起重要作用，如磷參與組成的NAD、NADP、FAD、FMN、CoA、ATP等參與光合、呼吸作用及糖、脂肪和氮代謝等3、植物細(xì)胞液中含有一定的磷酸鹽，可構(gòu)成緩沖體系，在細(xì)胞滲透勢的維持中起一定作用（3）硫

硫以硫酸根（SO42-）的形式被植物吸收。硫的生理作用：1、含硫氨基酸幾乎是所有蛋白質(zhì)的構(gòu)成成分，所以硫參與原生質(zhì)的構(gòu)成2、含硫氨基酸半胱氨酸—胱氨酸系統(tǒng)能影響細(xì)胞中的氧化還原過程3、硫是CoA、硫胺素等的構(gòu)成成分，與糖類、蛋白質(zhì)、脂肪的代謝有密切的關(guān)系

（4）鉀

鉀以鉀離子（K+）形式被植物吸收。鉀的生理作用：1、作為酶的活化劑參與植物體內(nèi)重要的代謝，如作為丙酮酸激酶、果糖激酶等60多種酶的活化劑2、鉀能促成蛋白質(zhì)、糖類的合成，也能促進(jìn)糖類的運(yùn)輸3、鉀可增加原生質(zhì)的水合程度，降低其粘性，從而使細(xì)胞保水力增強(qiáng)，抗旱性提高4、含量較高，能有效影響細(xì)胞溶質(zhì)勢和膨壓,參與控制細(xì)胞吸水,氣孔運(yùn)動(dòng)等生理過程（5）鈣

鈣以鈣離子（Ca2+）形式被植物吸收。鈣的生理作用：鈣是植物細(xì)胞壁胞間層中果膠鈣的成分紡錘體形成需要鈣，因此鈣與細(xì)胞分裂有關(guān)鈣具有穩(wěn)定生物膜的作用植物體內(nèi)有機(jī)酸積累過多時(shí)對(duì)植物有害，Ca2+可與其結(jié)合為不溶性鈣鹽，可起解毒作用Ca2+是少數(shù)酶的活化劑鈣與蛋白質(zhì)結(jié)合形成鈣調(diào)素，作為細(xì)胞的第2信使，在植物生長發(fā)育中起重要的調(diào)節(jié)作用鈣有助于愈傷組織的形成，對(duì)植物抗病有一定作用（6）鎂

鎂以（Mg2+）形式被植物吸收。鎂的生理作用：是葉綠素的成分，植物體內(nèi)約20%的鎂存在于葉綠素中是光合作用及呼吸作用中許多酶如Rubisco、乙酰CoA合成酶的活化劑蛋白質(zhì)合成時(shí)氨基酸的活化需鎂參與；鎂能使核糖體亞基結(jié)合成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，若鎂過低，蛋白質(zhì)合成喪失鎂是DNA聚合酶及RNA聚合酶的活化劑，參與DNA和RNA的合成鎂也是染色體的組成成分，在細(xì)胞分裂過程中起作用2.微量元素

含量少（一般植物中，微量元素總量占植物干重的0.5%以下），作用大。植物必需的有鐵、錳、鋅、銅、鉬、硼、氯、鎳等8種。而鈷、鈉、硅、碘則被認(rèn)為是部分植物所必需。某些情況下，會(huì)出現(xiàn)缺少微量元素，如石灰過多的土壤中缺鋅，酸性土壤缺硼，堿性土壤缺錳。（1）鐵

鐵主要以2價(jià)鐵（Fe2+）的形式被植物吸收。鐵的生理作用：鐵是許多重要酶的輔基，如細(xì)胞色素氧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶、鐵氧還蛋白等中作為電子傳遞的組成部分。鐵也是固氮酶的組成成分，在生物固氮中起作用鐵對(duì)葉綠素合成和葉綠體結(jié)構(gòu)的形成是必需的。

（2）錳

以Mn2+形式被植物吸收。

錳的生理作用：錳與光合作用關(guān)系密切。錳對(duì)維持葉綠體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是必需的。錳還參與光合作用中的光解過程，與氧的釋放有關(guān)。錳是許多酶的活化劑。

（3）鋅

以Zn2+形式吸收。

生理作用：鋅與生長素形成有密切關(guān)系，缺鋅時(shí)生長素含量下降，植株生長受阻。有些果樹葉片顯著變小，枝條頂端節(jié)間明顯縮短，小葉叢生（小葉?。?，就是典型的缺鋅癥狀。鋅還可能通過RNA代謝影響蛋白質(zhì)生成。鋅也是己糖激酶、醛縮酶和多種脫氫酶的活化劑。（4）銅

以Cu2+形式吸收。

生理作用：銅的主要作用是作為許多種氧化酶的構(gòu)成成分，與呼吸作用的調(diào)節(jié)有關(guān)銅是光合鏈中電子傳遞體——質(zhì)體藍(lán)素的組成成分。（5）鉬以鉬酸鹽（MoO42-）的形式被植物吸收是植物必需元素中需要量最少的一種。生理作用：鉬對(duì)氮的固定和硝酸鹽的同化是必不可少的。其他元素不可替代。鉬與抗壞血酸和磷代謝有密切關(guān)系。（6）硼

以硼酸(H3BO3)形式吸收生理作用：硼在植物體內(nèi)的重要生理功能是參與糖的運(yùn)輸和代謝。硼對(duì)植物的生殖過程有影響。硼能促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管伸長。與核酸、蛋白質(zhì)合成、激素反應(yīng)、膜的功能、細(xì)胞分裂、根系發(fā)育等有一定關(guān)系能抑制植物體內(nèi)咖啡酸、綠原酸的形成

（7）氯

以Cl-形式吸收生理作用：氯在植物體以離子形式維持著體內(nèi)的電荷平衡。氯參與水光解反應(yīng)，促進(jìn)氧的釋放。（8）鎳以Ni2+的形式吸收生理作用：是脲酶、氫酶的金屬輔基有激活大麥中α-淀粉酶的作用對(duì)植物氮代謝及生長發(fā)育的進(jìn)行都是必需的4.2.2植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收與運(yùn)輸根吸收礦質(zhì)元素的部位主要是根尖（根毛區(qū)）。土壤中離子的存在形式土壤中的離子以兩種形式存在，一種呈離子狀態(tài)存在于土壤溶液中，另一種是吸附于土壤膠離的表面。兩種形式處于動(dòng)態(tài)平衡，都能被植物所吸收。根吸收土壤溶液中的離子：離子細(xì)胞壁水相細(xì)胞膜表面質(zhì)膜內(nèi)側(cè)主動(dòng)、被動(dòng)吸收胞飲作用根吸收土壤膠體粒表面的吸附態(tài)離子：通過土壤溶液與土粒進(jìn)行離子交換；接觸交換。根對(duì)離子的吸收離子在植物體內(nèi)的運(yùn)輸從根表皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到根中木質(zhì)部的導(dǎo)管：表皮皮層、內(nèi)皮層維管組織薄壁細(xì)胞

進(jìn)入導(dǎo)管沿導(dǎo)管上運(yùn)：隨蒸騰流轉(zhuǎn)運(yùn)并與離子分配相伴葉片中運(yùn)輸：質(zhì)外體轉(zhuǎn)運(yùn)；轉(zhuǎn)運(yùn)到葉片韌皮部隨同化物流運(yùn)輸共質(zhì)體運(yùn)輸擴(kuò)散或胞質(zhì)環(huán)流分泌作用或質(zhì)外體途徑4.2.3植物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)物運(yùn)輸?shù)淖C明：環(huán)割實(shí)驗(yàn)、放射性同位素實(shí)驗(yàn)。有機(jī)物運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)：從“源”到“庫”的運(yùn)輸；“同側(cè)運(yùn)輸，就近供應(yīng)”。有機(jī)物運(yùn)輸?shù)臋C(jī)制：壓力流動(dòng)學(xué)說。同化物從源向庫的運(yùn)輸是沿著由細(xì)胞滲透作用建立起來的膨壓梯度進(jìn)行的。細(xì)胞的呼吸生命活動(dòng)所需的能量通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生細(xì)胞呼吸：細(xì)胞氧化有機(jī)物以獲取能量并產(chǎn)生CO2的過程，可分四個(gè)階段：糖酵解：淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在無氧狀態(tài)下分解成丙酮酸的過程，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中丙酮酸氧化脫羧：脫羧產(chǎn)生乙酰輔酶A的過程，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中檸檬酸循環(huán)：通過循環(huán)氧化分解，直到形成水和二氧化碳的過程，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中電子傳遞和氧化磷酸化：NADH+H+的兩個(gè)電子沿電子傳遞鏈傳遞給氧，同時(shí)產(chǎn)生ATP的過程，發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜系統(tǒng)上§4.3呼吸作用

概念

是指生活細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物，在酶的參與下，逐步氧化分解并釋放能量的過程。

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(shí)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(shí)釋放能量的過程。4.3.1植物的有氧呼吸包括糖酵解、三羧酸循環(huán)和電子傳遞三個(gè)階段糖酵解：是將葡萄糖分解成丙酮酸的過程。三羧酸循環(huán)：丙酮酸在有氧的條件下通過一個(gè)包括三羧酸的循環(huán)進(jìn)一步氧化分解，直到形成二氧化碳和水，并形成ATP、NADH和FADH2電子傳遞：形成的NADH和FADH2攜帶有高能電子，電子沿電子傳遞鏈傳遞過程中被氧化。電子沿電子傳遞鏈傳遞時(shí)所釋放的能量造成了跨膜的質(zhì)子電動(dòng)勢，后者推動(dòng)了ATP形成。糖酵解：階段Ⅰ：6C化合物變成3C化合物。每mol葡萄糖變成甘油醛－3－磷酸時(shí)（G3P）消耗2molATP。階段Ⅱ：每分子G3P氧化放出2個(gè)H＋，同時(shí)放出能量，兩個(gè)H＋和一部分能量為氧化型NAD＋接受而成為還原型NADH＋H＋；另一部分能量用于G3P分子從細(xì)胞質(zhì)中接受一個(gè)Pi，生成1，3－二磷酸甘油酸，這一新形成的鍵為高能磷酸鍵。接著此代謝中間物上的高能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給ADP，生成ATP。而甘油酸－2－磷酸生成磷酸烯醇式丙酮酸，再次發(fā)生磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，產(chǎn)生一個(gè)高能磷酸鍵，脫去水并把高能磷酸基交給ADP生成ATP。磷酸烯醇式丙酮酸分子重排變成丙酮酸淀粉、蔗糖磷酸己糖磷酸丙糖丙酮酸乙酰CoA三羧酸循環(huán)CO2+H2O磷酸戊糖PPP途徑中間代謝產(chǎn)物是合成糖類、脂類、蛋白質(zhì)和維生素及各種次生物質(zhì)的原料正常情況下PPP途徑占呼吸3%~30%，處于逆境時(shí)，PPP上升，油料作物結(jié)實(shí)期PPP上升糖酵解脂肪β–氧化有氧無氧乳酸脫氫酶脫羧酶乳酸（淹酸菜、泡菜、青貯飼料）乙醛乙醇灑精發(fā)酵有氧乙酸（醋）乙醛酸循環(huán)乙酸乙醇酸草酸甲酸琥珀酸乙醇酸循環(huán)

三羧酸循環(huán)的特點(diǎn)和生理意義

1.TCA循環(huán)是生物體利用糖或其它物質(zhì)氧化獲得能量的有效途徑。

2.TCA循環(huán)中釋放的CO2中的氧，不是直接來自空氣中的氧，而是來自被氧化的底物和水中的氧。

3.在每次循環(huán)中消耗2分子H2O。一分子用于檸檬酸的合成，另一分子用于延胡索酸加水生成蘋果酸。水的加入相當(dāng)于向中間產(chǎn)物注入了氧原子，促進(jìn)了還原性碳原子的氧化。

有機(jī)物在生物活細(xì)胞中所進(jìn)行的一系列傳遞氫和電子的氧化還原過程，稱為生物氧化(biologicaloxidation)。

電子傳遞與氧化磷酸化

呼吸鏈的概念和組成所謂呼吸鏈(respiratorychain)即呼吸電子傳遞鏈(electrontransportchain)，是線粒體內(nèi)膜上由呼吸傳遞體組成的電子傳遞總軌道。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+→FAD→CoQ→細(xì)胞色素系統(tǒng)→O2。

磷酸化的概念及類型生物氧化過程中釋放的自由能，促使ADP形成ATP的方式。一般有兩種，即底物水平的磷酸化和氧化磷酸化。底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)指底物脫氫(或脫水）,其分子內(nèi)部所含的能量重新分布，即可生成某些高能中間代謝物，再通過酶促磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)直接偶聯(lián)ATP的生成。氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指電子從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(gè)逐步釋放能量的過程。

光合作用與呼吸作用的區(qū)別光合作用呼吸作用原料CO2、H2OO2、淀粉、己糖等有機(jī)物產(chǎn)物O2、淀粉、己糖、蔗糖等有機(jī)物CO2、H2O等能量轉(zhuǎn)換貯藏能量的過程光能電能活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能釋放能量的過程穩(wěn)定的化學(xué)能活躍的化學(xué)能發(fā)生部位綠色細(xì)胞、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)生活細(xì)胞、線粒體、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生條件光照下才可發(fā)生光下、暗處都可發(fā)生4.4光合作用

植物是自然界的煉金術(shù)士,是把水、二氧化碳和陽光改造為一系列珍貴物質(zhì)的專家，它們中的許多都超越了人類的想象能力，人類的生產(chǎn)力比它們要低得多。

植物捕獲和利用太陽能，將無機(jī)物（CO2和H2O）合成為有機(jī)物，即將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并貯存在葡萄糖和其他有機(jī)分子中，這一過程稱為光合作用（photosynthesis）光合作用的概念光合膜

是植物利用光能制造食物分子最重要的場所。光合器:指進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器---