植物生理学1、9章.doc

第一章、水分代谢 1、细胞对水分的吸收 水分存在状态：自由水、束缚水 水势组成、细胞吸水与水势的关系 (w（水势）＝ (s（溶质势）＋ (m（衬质势）＋ (p（压力势）＋ (g（重力势），成熟的植物细胞的水势主要由溶质势、压力势组成，忽略衬质势和重力势，；未形成液泡的非成熟细胞水势主要是衬质势，进行吸胀吸水。 当细胞水势大于外界溶液水势时，细胞失水；当细胞水势小于外界溶液水势时，细胞吸水；两者相等时，既不失水，也不吸水。 渗透性吸水：具液泡的成熟的细胞通过渗透作用的吸水方式； 吸胀性吸水：未形成液泡的细胞通过吸胀作用的吸水方式； 2、根系对水分的吸收方式、途径及动力 方式：主动吸收、被动吸收 途径：质外体途径（由细胞壁、细胞间隙、胞间层及导管空腔等无生命的部分组成，对水分运输的阻力小）、共质体途径（所有细胞的原生质体通过胞间连丝和内质网连成的整体，对水分运输的阻力较大）、跨膜途径（运输阻力大，作用小） 动力：根压、蒸腾拉力 3、蒸腾作用：衡量指标、发生部位、意义；气孔运动机理； 衡量指标：蒸腾速率、蒸腾效率或蒸腾系数 发生部位： 植物幼小时，地面以上的全部表面 皮孔 — 高大木本植物，约占全部蒸腾0.1% 叶片 （1）角质层蒸腾 — 约占全部蒸腾的5～10% （2）气孔蒸腾 — 主要方式 意义： 1、有利于水分的吸收和运输 蒸腾拉力是高大树木(木本植物)吸水的主要动力 2、有利于矿物质和有机物的吸收和运输 3、防止叶片高温烧伤 4、蒸腾作用正常进行时，气孔是开放的，有利于CO2的吸收和同化.（气孔是植物水蒸气、CO2、O2进出的共用通道） 气孔运动机理： 1）淀粉—糖变学说 白天：保卫细胞内CO2下降，pH上升到7.0，淀粉磷酸化酶催化淀粉水解成糖，引起保卫细胞渗透势下降，吸水膨胀，气孔开放。 黑暗中：保卫细胞光合作用停止，呼吸仍进行，CO2积累，pH下降到5.0，淀粉磷酸化酶催化糖转化成淀粉，引起保卫细胞渗透势升高，水势升高，失水收缩，气孔关闭。 2）K+积累学说（又称为无机离子泵学说） 光照下：保卫细胞叶绿体进行光合磷酸化产生ATP (激活质膜H+-ATPase (分解ATP (分泌H+到细胞壁的同时，把外面的K+吸进保卫细胞的液泡，Cl-也伴随进入，与苹果酸根阴离子共同平衡K+的电性 ( Ψw下降 (吸水膨胀( 气孔打开. 黑暗下：因缺乏ATP，驱使K+外流至周围细胞，并伴随阴离子释放，Ψw上升 ( 失水收缩 ( 气孔关闭. （3）苹果酸代谢学说 光下：保卫细胞进行光合作用(胞内[CO2]降低 (pH 升高(PEPC活性增强 (（HCO3- + PEP ( OAA（草酰乙酸）( 苹果酸）(苹果酸解离成H+和苹果酸根( H+在H+/K+泵驱动下与K+交换，K+进入液泡(苹果酸根进入液泡,与Cl-共同平衡K+的电性 ( Ψw降低 (细胞吸水膨胀 (气孔打开. 黑暗下：上述过程逆转。 4、水分运输的途径与动力 途径：土壤水 ( 根毛 ( 根皮层 ( 根中柱 ( 根导管（和管胞）( 茎导管（和管胞）( 叶柄导管（和管胞）( 叶脉导管（及管胞）( 叶肉细胞 ( 叶肉细胞间隙 ( 气孔下腔 ( 气孔 ( 大气 动力：根压、蒸腾拉力（主要动力） 5、合理灌溉的生理基础 一、作物的需水规律 1、不同作物需水量不同：C3植物比C4植物多1～2倍 2、同一作物不同生育期需水量不同 二、植物形态指标 缺水：生长速率下降；幼嫩叶凋萎；茎叶变红 三、植物生理指标 叶片水势；细胞汁液浓度或渗透势；气孔开度；呼吸速率、光合速率等 第三章 光合色素的种类： 吸收光谱：叶绿体色素吸收不同波长光后形成的光谱。 叶绿素：在红光区（640-660nm）和蓝紫光区（430-450nm）有最强吸收，对绿光吸收最少，故叶绿素溶液呈绿色。叶绿素b比叶绿素a吸收短波蓝紫光的能力更强。 类胡萝卜素：在蓝紫光区（400-500nm）有最强的吸收。 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈血红色的现象。荧光寿命较短（10-8—10-10s）。 磷光现象：叶绿素溶液在照光后去掉光源，仍能继续辐射出微弱红光的现象（需精密仪器测定）。但磷光寿命较长（10-2s）。 光合单位（photosynthetic unit）：每吸收与传递一个光子到反应中心完成光化学反应所需起协同作用的色素分子数目（200-300），即能完成一个光化学反应的最小结构的功能单位。 量子产额：又称量子效率或光合效率，指吸收一个光量子后放出的O2或固定CO2的分子数（1/10~1/8）。 水的光解和放氧： 原初反应（primary reaction）: 光合作用的第一步，包括光能的吸收、传递和转换为电能的过程，引进第一个氧化还