植物生理学笔记.doc

PAGE PAGE 39 植物生理学的定义和研究内容 1.定义：植物生理学是研究植物生命活动规律，揭示植物生命本质的科学． 2研究内容：植物的生命活动是在水分代谢，矿质营养，光合作用，呼吸作用，物质的运输与分配，以及信息传递和信号转导等代谢基础上表现出的种子萌发，生长，运动，开花，结实等生长发育过程。 3.植物生理学发展的三个阶段： 　第一阶段：植物生理学的孕育阶段 　1627年荷兰人凡·海尔蒙（J.B.van Helmont）柳树实验标志着科学的植物生理学的开端。 第二阶段　诞生与成长的阶段 从1840年李比希创立矿质营养学说说到19世纪末德国植物生理学家萨克斯和他的学生费弗尔所著的两部植物生理学专著问世为止，经过了约半个世纪的时间。 第三阶段　发展、分化与壮大 20世纪科学技术突飞猛进，植物生理学也快速壮大发展 30～40年代进入细胞器水平 50年代以后，跨入分子或亚分子水平， 80年代阐明光合细菌反应中心三维空间结构 第一章 植物细胞生理 一、植物细胞的概述 1细胞的共性 基本相同的化学组成，磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，所有细胞都有两种核酸，即DNA和RNA，它们作为遗传信息复制与转录的载体；都有合成蛋白质的核糖体；一分为二的方式进行分裂是细胞的增殖一般方式。 2高等植物细胞的特点 具有大液泡、叶绿体和细胞壁 二、植物细胞的亚显微结构 1.细胞壁的组成结构与功能 （1）细胞壁的化学组成：主要是多糖（主要是纤维素、半纤维素和果胶类）和蛋白质，次生细胞壁中还有大量木质素。木质素不是多糖，主要分布于纤维、导管和管胞中，可以增加细胞壁的抗压强度。 典型的细胞壁是由中胶层、初生壁以及次生壁组成。细胞壁的形成是在生活细胞分裂、成长以至分化的过程中逐步完成的，是一个动态的结构。 （2）细胞壁的功能：维持细胞形状，控制细胞生长，细胞膨压形成，参与胞内外物质运输与信息传递，具有防御功能，提高细胞抗性，参与细胞识别反应等。 3植物细胞膜系统 生物膜是指构成细胞的所有膜的总称，可分为原生质膜和内膜两种。是细胞结构的基本形式，对酶促反应的有序进行和整个细胞的区域化都提供了一个必要的结构基础。 植物细胞的质膜，内质网和其他内膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成的，也有少量的糖。脂类与蛋白质的比例，因不同细胞、细胞器或膜层而相差很大。 膜蛋白生物膜中的蛋白质约占细胞蛋白总量的20%～30%，它们或是单纯的蛋白质,或是与糖、脂结合形成的结合蛋白。外在蛋白为水溶性球状蛋白质，通过静电作用及离子键等非共价键与膜脂相连，分布在膜的表面 内在蛋白占膜蛋白总量的70%～80%，又叫嵌入蛋白或整合蛋白，其主要特征是水不溶性，分布在脂质双分子层中 在植物细胞膜中重要的磷脂属甘油磷脂，它们是磷脂酰胆碱(卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)。膜糖主要以糖脂和糖蛋白的形式分布在质膜外表面，细胞之间借此进行互相识别和交换信息。 膜的流动镶嵌模型的现代模型，描述了完整的、外围的和脂类固定的膜蛋白质。 由辛格尔(S.J. Singer)和尼柯尔森(G. Nicolson)在1972年提出，认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质，模型强调膜的不对称性和流动性。 3.细胞骨架 细胞骨架有三种类型丝状体组成，即微丝、微管和中间纤维。 （1）微丝：微丝由单体肌动蛋白聚合组成，聚合体由2条肌动蛋白纤维相互螺旋盘绕而成。微丝控制细胞质运动、物质运输和细胞感应。 （2）微管：微管有微管蛋白聚合而成，具有控制细胞分裂和细胞壁形成、参与细胞运动与细胞内物质运输，维持细胞形态的功能。 （3）中间纤维：由异质蛋白组成较微管和微丝更稳定。 4.胞间连丝 植物细胞间质膜的管状延伸，将植物体内大多数原生质体连成共质体。 胞间连丝的功能：物质交换、信号传递 三、植物细胞信号转导 第二章 植物水分生理 一、水分在植物生命活动中的意义 1.水是细胞的重要组成成分 一般植物组织含水量占鲜重的75％～90％，细胞中的水可分为二类：束缚水－与细胞组分紧密结合不能自由移动、 不易蒸发散失的水。自由水－－与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。两者比值与植物代谢强度和抗逆性有密切关系。 2.水是代谢过程的反应物质 3.水是各种生理生化反应和运输物质的介质 4.水能使植物保持固有的姿态 5.水具有重要的生态意义 二、植物细胞的水分关系 1.水势 每偏摩尔体积的水的化学势差。定义式：Ψw=（μw-μow）/ Vw,m = △μw / Vw,m （1）纯水的水势ψow为零 零值并不是没有水势，就好比定海平面为海拔高度为0一样，作为一个参比值。 （2）溶质势ψs 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。 溶液的水势为负值, 标准压力下，溶液的水势等于其溶质势,