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绪论
1.植物生理学：是研究植物生命活动规律的学科（内容分为生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递和信号转导）
2.植物生理学的任务：研究和了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机制，并将这些研究成果应用于植物生产实践中
3被称为植物生理学的奠基人（ 1882年编写了《植物生理学讲义》 ），和他的弟子被称为植物生理学的两大先驱
4.植物生理学的研究层次越来越宽广：
1) 从生物大分子 复杂生命活动
2) 代谢调节
3) 信号转导
4) 植物与环境协同进化
第一章 植物的水分生理
1.水分在植物细胞内通常分为束缚水和自由水两种状态
束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分
自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分
2.水分在植物生命活动中的作用
1) 水分是细胞质的主要成分
2) 水分是代谢作用过程的反应物质
3) 水分是植物对物质吸收和运输的溶剂
4) 水分能保持植物的固有姿态
3.水通道由水孔蛋白组成（水孔蛋白是膜整合蛋白），水通过水通道选择性跨膜运输
4.水分移动需要能量做功，即动力
化学势（浓度差）——扩散
动力 集流（压力）
渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象
5.水势：是每偏摩尔体积水的化学势差（水分子从体系中逃逸的能力）
注：纯水的水势定为零，溶液的水势就成负值，溶液越浓，水势越低
6.相邻两细胞的水分移动方向，取决于两细胞间的水势差异，水势高的细胞中的水分向水势低的细胞流动
7.土壤中的水分分为3种：重力水、毛细管水、束缚水
重力水：是指在重力作用下通过土壤颗粒间的孔隙下降的水分
毛细管水：是指存在于土壤颗粒间毛细管内的水分（植物吸收的水分主要是毛细管水）
束缚水：是土壤颗粒或土壤胶体的亲水表面所吸附的水合层，植物一般不能利用（分为吸湿水和薄膜水）
8.根系吸水的途径有3条：质外体途径、跨膜途径、共质体途径
质外体途径——水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分移动，阻力小，速率快
跨膜途径——水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜
共质体途径——水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，速率慢
9.根系吸水的动力
根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力（包括伤流和吐水）
蒸腾拉力：叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，所以从旁边细胞取得水分。同理，旁边细胞又从另一个细胞取得水分，如此下去，便从导管要水，最后根部就从环境吸收水分，这种吸水的能力完全是由蒸腾拉力所引起的
10.影响根系吸水的土壤条件
1) 土壤中可用水分
2) 土壤通气状况
3) 土壤温度
4) 土壤溶液浓度
11.内聚力学说——以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说
12.蒸腾作用：是指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶片），从体内散失到体外的过程（分为角质膜蒸腾和气孔蒸腾）
13.蒸腾作用的生理意义
1) 蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力
2) 蒸腾作用对矿物质和有机物的吸收，以及这两类物质在植物体内的运输都是有帮助的
3) 蒸腾作用能够降低叶片的温度
14.气孔——蒸腾过程中水蒸气从体内排到体外的主要出口，也是光合作用和呼吸作用与外界气体交换的大门
影响气孔开放的渗透物质代谢有三条途径
1) 伴随着的进入，苹果酸和—也不断地进入，以维持电中性
2) 淀粉水解或通过卡尔文循环形成的中间产物转变为蔗糖
3) 叶肉细胞产生的蔗糖，从质外体进入保卫细胞
15.影响气孔运动的因素
1) 在供水充足的条件下，光照是调节气孔运动的主要环境信号
2) 除了光照之外，水是影响气孔运动最大的外界因素
3) 温度影响气孔运动（气孔开度一般随温度的上升而增大；35℃以上的高温会使气孔开度变小）
4) 2对气孔运动的影响显著（低2促进气孔张开）
5) 脱落酸（）促使气孔关闭
16.影响蒸腾作用的因素：
1) 外界条件
a) 光照——光照促使气孔开放，蒸腾作用增强
b) 空气相对湿度——空气相对湿度增大，蒸腾作用减弱
c) 温度——大气温度增高，蒸腾作用增强
d) 风——微风促进蒸腾；强风抑制蒸腾
2) 内部因素
a) 气孔频度（每平方厘米叶片的气孔数）
b) 气孔大小
c) 叶片内部面积大小（内部面积指细胞间隙的面积）
17.水分临界期：是植物对水分不足特别敏感的时期
18.节水灌溉的方法
1) 喷灌
2) 滴灌
3) 调亏灌溉
4) 控制性分根交替灌溉
第二章 植物的矿质营养
1.矿质元素以氧化物的形式存在于灰分中
2.必需元素
1) 完成植物整个生长周期不可缺少的
2) 在植物体内的功能是不能被其他元素代替的
3) 这种元素对植物体内所起的作用是直接的
3.水培法：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法
气培法：将根系置于营养液气雾中栽培植物的方法
4.植物必须矿质元素的缺乏病征
1) 氮——缺氮时，植株矮小，叶小色淡或发红
2) 硫——缺硫的症状似缺氮，植株矮小
3) 磷——缺磷时，生长缓慢，叶小，叶色暗绿，抗性减弱
4) 硅——缺硅时，蒸腾加快，生长受阻，易受病菌感染，易倒伏
5) 钾——缺钾时，易倒伏，抗旱性和抗寒性均差，叶色变黄，逐渐坏死
6) 钙——缺钙时，生长受阻，严重时，幼嫩器官溃烂坏死
7) 铁——缺铁时，叶片叶脉间缺绿
5.离子或分子跨膜运输的方式
1) 简单扩散
2) 离子通道运输
3) 载体运输
4) 离子泵运输
5) 胞饮作用
6.植物吸收矿质主要通过根部
特点
1) 对盐分和水分的吸收是相对的，既有关（盐分要溶解在水中）又无关（吸水是被动过程，吸盐则以消耗能量的主动吸收为主）
2) 植物对同一溶液中不同离子吸收比例不同
3) 单盐毒害——溶液中只有一种金属离子时，对植物起有害作用的现象
4) 离子颉颃——在发生单盐毒害的溶液里，加入其他离子，能减弱或消除单盐毒害的现象
7.根部吸收溶液中矿物质的过程
1) 离子吸附在根部细胞表面
2) 离子进入根的内部（质外体途径和共质体途径）
3) 离子进入导管或管胞
8.影响根部吸收矿质元素的条件
1) 氢离子浓度
2) 通气状况
3) 温度
4) 溶液浓度
9.矿质元素运输的途径
1) 木质部运输——由上而下运输
2) 韧皮部运输——双向运输
10.氮的同化
1) 硝酸盐还原为亚硝酸盐
a) 还原型氧化为，并放出和e—，使还原为2
b) 2放出和e—，氧化为，把电子传到 b557，使3+还原为2+
c) 2+将电子交给（钼辅因子）的6+，使之还原为4+
d) 4+释放电子，连同将3—还原为2—，并生成水
2) 亚硝酸盐还原成铵
a) 由光合作用提供e—经过还原
b) 提供电子给（亚硝酸还原酶），最后将电子传给2—而还原为4+
3) 当植物吸收铵盐的氨后，氨立即被同化，包括
a) 铵与谷氨酸合成谷氨酰胺，谷氨酰胺与α—酮戊二酸反应形成谷氨酸（4+从谷氨酰胺到谷氨酸上去了），或者
b) 铵与α—酮戊二酸直接反应形成谷氨酸（4+到谷氨酸上去了），或者
c) 谷氨酸与谷氨酰胺进行氨基交换作用，形成其他氨基酸，如天冬氨酸（4+从谷氨酸到天冬氨酸上去了）
第三章 植物的光合作用
1.高等植物的光合色素有2类：
叶绿素（叶绿素a——蓝绿色；叶绿色b——黄绿色），具有收集和传递光能的作用
类胡萝卜素（胡萝卜素——橙黄色；叶黄素——黄色），具有收集和传递光能的作用
2.叶绿素分子含有4个吡咯环，它们和4个甲烯基（＝—）连接成1个大环，叫做卟啉环，镁原子居于卟啉环的中央，如图
3.光是运动着的粒子流，这些粒子称为光子，光子所带有的能量称为光量子（亦称量子）
4.叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：红光部分和蓝紫光部分
类胡萝卜素光谱的最强吸收区：蓝紫光部分
5.叶绿素合成：
1) 谷氨酸转化，2分子合成胆色素原（）
2) 4个聚合成原卟啉，导入镁原子，形成原卟啉，再生成原脱植基叶绿素a
3) 原脱植基叶绿素a与蛋白质结合，吸收光能，被还原成脱植基叶绿素a（关键需光反应）
4) 植醇（叶绿醇）与脱植基叶绿素a的第四个环的丙酸酯化，形成叶绿素a
注：叶绿素b则是由叶绿素a氧化形成的
6.影响叶绿素生成的因素
1) 光
2) 温度（温度低时，叶绿素解体慢，这也是低温保鲜的原因之一）
3) 矿质元素
4) 遗传
7.光合作用包括
原初反应：是指光合色素分子从被光激发至第一个光化学反应为止
的过程
光反应
光合作用 电子传递及光合磷酸化（光合磷酸化：由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相耦联而生成的过程）
暗反应——碳同化：是利用光反应形成的同化力（和）将2还原形成糖类物质的过程
8.光反应：
1) 水光解后，把电子传递给（放氧复合体），再传递给Z（原初电子供体），再传递给P680，P680接受能量后，由基态变为激发态（P680*），然后将电子传递给（原初电子受体）
2) 将电子传递给（质体醌），质体醌将电子传给细胞色素（同时将质子由基质转移到类囊体腔），电子接着传递给质体蓝()，再传递给光系统Ⅰ
3) 光系统Ⅰ被光能激发后，释放出高能电子，沿着A0→ A1 →44S的方向依次传递，由类囊体腔一侧传向叶绿体基质一侧的铁氧还蛋白（）。最后在铁氧还蛋白还原酶的作用下，将电子传给，形成
4) 类囊体腔内有较高的，形成质子动力势，经合酶，由类囊体腔进入基质，推动和结合形成
附：
光合电子传递途径有下列3种：
1) 非环式电子传递
2) 环式电子传递
3) 假环式电子传递
光合磷酸化分为3种类型（由于光合磷酸化与光合电子传递是耦联在一起的）：
1) 非环式光合磷酸化
2) 环式光合磷酸化
3) 假环式光合磷酸化
9.抑制电子传递链和光合磷酸化的因素：
1) 光照少了
2) 敌草隆（）阻止Ⅱ的还原；百草枯抑制Ⅰ的还原
3) 膜的流动性降低
10.碳同化
C3途径
1) 羧化
1，5—二磷酸核酮糖羧化酶
+ 2 中间产物
H2O
中间产物 （3—磷酸甘油酸）
2) 还原
3—磷酸甘油酸激酶
+ （1，3—二磷酸甘油酸）
3—磷酸甘油酸脱氢酶
+ + 3—磷酸甘油醛
3) 更新
是3—磷酸甘油醛经过一系列的转变，再形成的过程
C4途径
：磷酸烯醇式丙酮酸
11.光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出2的过程
12.影响光合作用的因素
1) 光照
光补偿点：光合过程中吸收的2与光呼吸和呼吸作用中放出的2等量时的光照强度
光饱和点：如光辐射继续加强超过一定范围之后，光合速率的增加转慢；当达到某一光照强度时，光合速率就不再增加，这一光强称为光饱和点
2) 2
2补偿点：当光合吸收的2量等于呼吸放出的2量，这个时候外界的2含量就叫做2补偿点
3) 温度
4) 矿质元素
5) 水分
第四章 植物的呼吸作用
1.有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放能量的过程
无氧呼吸：一般指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放能能量的过程
2.呼吸作用的生理意义
1) 提供植物需要的能量
2) 为其他化合物合成提供原料
3) 呼吸作用可增强植物的抗病能力
3.糖酵解：细胞质基质中的己糖经过一系列酶促反应步骤分解成丙酮酸的过程
（看之前总结）
糖酵解的生理意义
1) 糖酵解普遍存在于动、植物中，是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径
2) 糖酵解释放一些能量，供生物体需要，尤其是对厌氧生物
发酵作用：糖酵解形成丙酮酸后，在缺氧条件下，会产生乙醇（酵母菌）或乳酸（乳酸菌）
4.三羧酸循环：糖酵解进行到丙酮酸后，在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解，直到形成水和二氧化碳为止的过程
（看之前总结）
三羧酸循环的意义
1) 是提供生命活动所需能量的主要来源
2) 既是糖、脂肪和氨基酸等彻底分解的共同途径，其中间产物又是合成糖、脂肪和氨基酸的原料
5.磷酸戊糖途径：在高等植物中，还发现细胞内糖类的氧化可以不经过糖酵解的途径，即由6—磷酸葡萄糖转变为5—磷酸核酮糖和2，就是磷酸戊糖途径（）
（看之前总结）
磷酸戊糖途径的意义
1) 产生大量，为细胞各种合成反应提供主要的还原力
2) 中间产物为许多重要化合物合成提供原料
6.电子传递链（呼吸链）：在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体，由一系列能可逆地接受和释放电子或的化学物质所组成，在内膜上相互关联地有序排列成的传递链
注：
复合物Ⅰ: (还原酶) (®[]n) （——黄素单核苷酸）
复合物Ⅱ: (琥珀酸还原酶) (®[]（——铁硫蛋白；——黄素腺嘌呤二核苷酸）)
复合物Ⅲ: (细胞色素c还原酶) (b®®c1)
复合物Ⅳ: (细胞色素c氧化酶) (32+ ®1/2 O2 )
7. 电子传递——电子传递链（呼吸链）；磷酸化水平——合成酶复合物
电子传递水平
相互密切耦联——氧化磷酸化
磷酸化水平
8.末端氧化酶：是把底物的电子传递到电子传递系统的最后一步，将电子传递给分子氧并形成水或过氧化氢的酶
9.
光合作用
呼吸作用
以2和H2O为原料
以O2和有机物为原料
产生有机物糖类和O2
产生2和H2O
叶绿素等捕获光能
有机物的化学能暂时贮存于中或以热能消失
通过光合磷酸化把光能转变为
通过氧化磷酸化把有机物的化学能转化形成
仅含有叶绿素的细胞才能进行光合作用
活的细胞都能进行呼吸作用
只在光照下发生
在光照下或黑暗里都可发生
发生于真核细胞植物的叶绿体中
糖酵解和磷酸戊糖途径发生于细胞质基质中，三羧酸循环和生物氧化则发生与线粒体中
10.
内部因素对呼吸速率的影响：p146
外部因素对呼吸速率的影响
1) 温度
2) 氧
3) 二氧化碳
4) 机械损伤
第五章 植物同化物的运输
1.短距离运输系统包括胞内运输和胞间运输
胞内运输：是指细胞内细胞器间的物质交换，包括分子扩散、微丝推动原生质环流等
胞间运输：指细胞之间短距离的质外体、共质体及质外体与共质体间的运输，包括质外体运输、共质体运输、交替运输
2.长距离运输系统——有机物长距离运输通过韧皮部
3.韧皮部是由筛管、伴胞和薄壁细胞组成的
4.伴胞的功能
1) 为筛管细胞提供结构物质——蛋白质
2) 提供信使
3) 维持筛管分子间渗透平衡
5.源：指产生或提供同化物的器官或组织
库：指消耗或积累同化物的器官或组织
（有机物的运输方向是从源器官向库器官运输）
6.韧皮部装载：是指同化物从韧皮部周围的叶肉细胞装到筛分子—伴胞复合体的整个过程
7.韧皮部装载过程存在两条途径
质外体途径：是指水分和溶质的运输只经过胞壁而不经过任何膜的途径（图中细箭头）
共质体途径：是指胞间连丝把木质部和韧皮部的汁液从一个细胞运送到另一个细胞的途径（图中粗箭头）
8.韧皮部卸出：是指装载在韧皮部的同化物输出到库的接受细胞的过程
9.韧皮部卸出过程同样存在两条途径
共质体途径：是指同化物通过胞间连丝沿浓度梯度从筛分子—伴胞复合体释放到库细胞（）
质外体途径：同化物从筛分子—伴胞复合体通过扩散被动地或在运输载体的帮助下，主动地运至质外体，再由质外体进入库细胞（、）
10.韧皮部运输机理
1) 压力流学说：
源细胞（叶肉细胞）将蔗糖装载入筛分子—伴胞复合体，降低源端筛管内的水势，于是筛分子从邻近木质部吸收水分，由此产生高的膨压。与此同时，库端筛管内的蔗糖不断卸出，进入库细胞，库端筛管的水势升高，将水分流入木质部，于是降低了库端筛管的膨压。源端和库端之间就产生膨压差，推动筛管内同化物通过筛孔沿着筛分子，由源端向库端运输。
2) 胞质泵动学说
3) 收缩蛋白学说
11.同化物的分布有两个水平，即配置和分配
1) 配置：是指源叶中新形成同化物转化为贮藏用和运输用，有3个配置方向
a) 代谢利用
b) 合成贮藏化合物
c) 形成运输化合物，从叶输出到植株其他部分
2) 分配：是指新形成同化物在各种库之间的分布
第六章 植物的次级代谢产物
1.初级代谢产物：像糖类、脂肪、核酸和蛋白质等是光合作用的直接产物，对生物生存和健康必须的产物
次级代谢产物：由糖类等有机物质次级代谢衍生出来的物质，贮存在液泡或细胞壁中
2.萜类的产生：甲羟戊酸途径和甲基赤藓醇磷酸途径
1) 甲羟戊酸途径
以3个乙酰分子为原料，形成甲羟戊酸，在经过焦磷酸化、脱羧化和脱水等过程，就形成异戊烯焦磷酸（），进一步合成萜类
2) 甲基赤藓醇磷酸途径
由糖酵解或C4途径的中间产物丙酮酸和3—磷酸甘油醛，经过一系列反应，形成甲基赤藓醇磷酸，继而形成（与是异构体），进一步合成萜类
3.萜类的功能
1) 影响植物生长发育，如赤霉素调节植株高度
2) 有毒性，防止哺乳动物和昆虫吞食
4.酚类的合成中心——莽草酸途径
1) 4—磷酸赤藓糖（E4P）（来自磷酸戊糖途径）和磷酸烯醇式丙酮酸（）（来自糖酵解）结合，经过几个步骤生成莽草酸，莽草酸再与作用，脱去，形成分支酸
2) 分支酸以后有两个去向
a) 一个走向色氨酸
b) 另一个形成苯丙氨酸和酪氨酸
5.酚类的功能
1) 鞣质——树干心材的鞣质，能防止真菌和细菌引起的心材腐败
2) 木质素——细胞壁的主要组成成分
3) 类黄酮类——呈现颜色（花色素苷）和防御敌害
6.生物碱：一类含氮杂环化合物，是核酸、维生素B1和叶酸的组成成分，对动物有毒性，有防御敌害的作用
第七章 细胞信号转导
1.受体：是指能够特异地识别并结合信号、在细胞内放大和传递信号的物质。细胞受体的特征是特异性、高亲和力和可逆性
2.双元系统：受体有两个部分，一个是作为感应蛋白的组氨酸激酶（），另一个是应答调控蛋白（）
1) 位于质膜，有信号输入区和转运区；当输入区接收信号后，转运区的组氨酸残基发生磷酸化，并将磷酸基团传递给下游的
2) 有接受区和信号输出区，接受区接受磷酸基团，输出区将信号给下游的组分
3.植物细胞内钙离子（2+）浓度的变化（一般静息态胞质2+浓度小于细胞壁、内质网和液泡中的2+浓度2～5个数量级）
当细胞受刺激后，
1) 质膜上2+通道控制2+内流，而质膜上的2+泵负责将2+泵出细胞
2) 胞内钙库（如液泡、内质网、线粒体）的膜上的2+通道控制2+外流向胞质，2+泵和2+反向运输器将胞质2+泵入胞内钙库
4.钙调蛋白：又称钙调素，植物细胞内钙信使受体蛋白之一，与2+的结合具有高度专一性 ；钙调素是最重要的多功能2+信号受体
第八章 植物生长物质
1.植物生长物质：是一些调节植物生长发育的物质，分为植物激素和植物生长调节剂
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