植物生理学讲稿
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植物生理学讲解
植物生理学讲解植物生理学是研究植物生命活动的科学，它涉及植物的生长、发育、代谢、营养吸收、水分运输、光合作用等方面。
植物生理学的研究对于了解植物的生态适应性、提高农作物产量、改良植物品质等具有重要意义。
一、植物生长发育植物的生长发育是指植物从种子萌发到成熟的整个过程。
植物生长发育受到内源激素的调控，如植物生长素、赤霉素、细胞分裂素等。
其中，植物生长素是植物生长发育的主要激素，它促进细胞的伸长和分裂，调节根和茎的生长。
赤霉素则影响植物的伸长和分化，细胞分裂素则调节植物的细胞分裂和组织分化。
二、植物的代谢植物的代谢包括光合作用、呼吸作用、物质转运等过程。
光合作用是植物通过光能转化为化学能的过程，它利用叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
呼吸作用是植物将有机物氧化释放能量的过程，它与动物的呼吸作用类似。
物质转运是指植物细胞之间以及植物体内物质的运输过程，如水分和养分的吸收、输送和分配。
三、植物的营养吸收植物通过根系吸收土壤中的水分和养分。
水分的吸收主要依赖于根毛，根毛具有较大的表面积，能够增加水分的吸收效率。
养分的吸收则主要通过根系的吸收细胞，植物根系通过渗透作用、活跃转运和主动吸收等方式吸收土壤中的养分。
其中，氮、磷、钾是植物生长发育所需的主要营养元素，它们对植物生长发育具有重要影响。
四、植物的水分运输植物通过根系吸收的水分需要通过茎、叶等部位进行运输。
植物的水分运输主要依靠根压力和蒸腾作用。
根压力是植物根系对水分的吸收产生的压力，它使得水分上升到茎部。
蒸腾作用是植物叶片表面水分蒸发产生的负压，它促使水分从根部上升到叶片。
植物的水分运输不仅满足植物的水分需求，也起到了植物体内物质运输的作用。
五、植物的光合作用光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物的过程。
光合作用发生在叶绿体内，其中叶绿素是光合作用的主要色素。
光合作用分为光化学反应和暗反应两个阶段。
光化学反应是植物利用光能将水分解产生氧气和高能电子的过程。
植物生理学-专题知识宣讲专家讲座
植物生理学-专题知识宣讲
第44页
根 向地性反应
植物生理学-专题知识宣讲
第45页
植物生理学-专题知识宣讲
平衡石
第46页
皮层 中柱
伸长 伸
长 区
根 冠
生长抑制
处于平衡细胞中平衡石 A. 根尖方向与重力线方向垂直
B. 根尖方向与重力线方向平行
组织培养 过程
• 配制对应培养基 • 灭菌、消毒：培养基、 外植体 • 接种：超净工作台 • 培养：固体培养、液体培养 • 移栽
植物生理学-专题知识宣讲
第19页
组织培养阶段
外植体 脱分化 愈伤组织
再分化 小植株
植物生理学-专题知识宣讲
器官发生型
胚胎发生型
胚状体
芽原基
根原基
第20页
愈伤组织 分化
特点： 其运动可被重新，运动周期对温度不敏感
植物生理学-专题知识宣讲
第42页
向光性产生原因：
激素学说：Went(1928)
抑制物存在：(1975)
65%
35%
光质对向光性反应影响：
蓝紫光 红光 黄光
向光性作用光谱：
与胡萝卜素及核黄素吸收光谱相同。
植物生理学-专题知识宣讲
第43页
胚芽鞘向光性弯曲作用光谱和核黄素、-胡萝卜素吸收光谱
植物生理学-专题知识宣讲
第6页
影响种子萌发外界条件
• 水分、 温度、 氧气、 光照
需光种子：萌发时需要光照，如莴苣。 嫌光种子：光抑制萌发，黑暗则促进萌发，如西瓜。 中光种子：萌发时对光无严格要求，多数农作物。
对光要求：
红光（660nm）
促进萌发
光敏素
远红光（730nm）
植物生理学植物的生长生理详解演示文稿
第6页，共158页。
种子寿命的种子寿命的长短主要是由 遗传基因决定的，但也受环境因素和贮藏
条件的影响。一般种子贮藏在低温、干 燥、乏氧条件下，降低种子的呼吸速率，
延长种子寿命。
郑光华先生提出“超干种子保存 法”。
第7页，共158页。
根据植物种子贮藏条件的特点，将种子分 为正常性种子和顽拗性种子。
生产上常采用比萌发最适温度稍低的温度，可
使幼苗生长快而又健壮，这一温度称为协调最适 温度。
另外，为了提早播种，可利用薄膜、温室、大棚、 温床、阳畦、风障等设施育苗。
第22页，共158页。
3 氧气
一般种子正常萌发要求空气含氧量在 10%以上。不同作物种子萌发时的需氧量不 同，含脂肪较多的种子比淀粉种子萌发时的 需氧量高 。 4光
第5页，共158页。
二、种子的寿命和活力
1 种子的寿命
种子的寿命(longevity)：指种子从完全成熟到丧 失生活力（或死亡）所经历的时间。 根据种子寿命的长短分为以下几类：
短命种子：几小时～几周。如：杨(几周)、柳
（12h）。 中命种子：几年～几十年。多数栽培作物。 长命种子：百年～千年，莲花。
第15页，共158页。
发芽指数的计算方法：
假设第1天到第7天发芽种子数： 2 ，8 ，22 ，25 ，26 ，26 ，26 发芽指数=∑Gt/Dt
=∑当天的发芽种子数/发芽日数 =2/1+8/2+22/3+25/4+26/5+26/6+26/7 =32.83
第16页，共158页。
种子生活力常用标准条件下测得的种 子发芽用发芽百分率表示，快速检查种子生 活力的方法主要有三类：
成新的蛋白质。
种子寿命的种子寿命的长短主要是由 遗传基因决定的，但也受环境因素和贮藏
条件的影响。一般种子贮藏在低温、干 燥、乏氧条件下，降低种子的呼吸速率，
延长种子寿命。
郑光华先生提出“超干种子保存 法”。
第7页，共158页。
根据植物种子贮藏条件的特点，将种子分 为正常性种子和顽拗性种子。
生产上常采用比萌发最适温度稍低的温度，可
使幼苗生长快而又健壮，这一温度称为协调最适 温度。
另外，为了提早播种，可利用薄膜、温室、大棚、 温床、阳畦、风障等设施育苗。
第22页，共158页。
3 氧气
一般种子正常萌发要求空气含氧量在 10%以上。不同作物种子萌发时的需氧量不 同，含脂肪较多的种子比淀粉种子萌发时的 需氧量高 。 4光
第5页，共158页。
二、种子的寿命和活力
1 种子的寿命
种子的寿命(longevity)：指种子从完全成熟到丧 失生活力（或死亡）所经历的时间。 根据种子寿命的长短分为以下几类：
短命种子：几小时～几周。如：杨(几周)、柳
（12h）。 中命种子：几年～几十年。多数栽培作物。 长命种子：百年～千年，莲花。
第15页，共158页。
发芽指数的计算方法：
假设第1天到第7天发芽种子数： 2 ，8 ，22 ，25 ，26 ，26 ，26 发芽指数=∑Gt/Dt
=∑当天的发芽种子数/发芽日数 =2/1+8/2+22/3+25/4+26/5+26/6+26/7 =32.83
第16页，共158页。
种子生活力常用标准条件下测得的种 子发芽用发芽百分率表示，快速检查种子生 活力的方法主要有三类：
成新的蛋白质。
植物生理学-绪论
在古时，西欧的罗马人所使用的肥料，除动物的排泄物外，还包括某些矿物质(如灰分、 石膏和石灰等)。他们也知道绿肥的作用。他们记载的很多方法和我国总结的相似。
植物生理学的发展大致可分为4个时期。 第一时期是植物生理学的孕育时期(16世纪至17世纪)。
荷兰的Van Helmont (1577-1644)是最早进行植物生理学实验的学 者，他进行柳树枝条实验，探索植物长大的物质来源。
第二时期是植物生理学的奠基与成长时期(18世纪至19世纪)。
法国的G. Boussingualt( 1802- -1899) 建立砂培实验法，并开始以植 物为对象进行研究工作。
德国的J. von Liebig(1803- 1873) 提出施矿质肥料以补充土壤营养的消 耗，成为利用化学肥料理论的创始人。
信息传递( message tasportation)与信号转导( signal transduction)是 植物适应环境的重要环节。植物生长在复杂多变的环境中，必须适 应环境有规律的变化或抵抗逆境的变化，要完成这些任务，植物必 须响应或“感知”环境的变化。植物“感知”环境信息的部位与发生反 应的部位可能是不同的，这就存在信息感受部位将信息传递到发生 反应部位的过程，即所谓信息传递。
谢谢
德国的J. von Sachs (1832- 1897 )对植物的生长、光合作用和矿质营 养做了许多重要实验，促使植物生理学形成一个完整的体系。 他于 1882年编写了(植物生理学讲义)，他的弟子W. Pfeffer在1904年出版了 《植物生理学》，标志着植物生理学作为一门学科的诞生，因此 Sachs被称为植物生理学的奠基人，Sachs 和Pfeffer被称为植物生理学 的两大先驱。这个时期自然科学的三大发现一细胞学说 、进化论和 能量守恒定律对植物生理学的发展也产生了深远的影响，如光合作用 中光能转换为化学能，并以有机物形式贮存起来(能量守恒)。
植物生理学的发展大致可分为4个时期。 第一时期是植物生理学的孕育时期(16世纪至17世纪)。
荷兰的Van Helmont (1577-1644)是最早进行植物生理学实验的学 者，他进行柳树枝条实验，探索植物长大的物质来源。
第二时期是植物生理学的奠基与成长时期(18世纪至19世纪)。
法国的G. Boussingualt( 1802- -1899) 建立砂培实验法，并开始以植 物为对象进行研究工作。
德国的J. von Liebig(1803- 1873) 提出施矿质肥料以补充土壤营养的消 耗，成为利用化学肥料理论的创始人。
信息传递( message tasportation)与信号转导( signal transduction)是 植物适应环境的重要环节。植物生长在复杂多变的环境中，必须适 应环境有规律的变化或抵抗逆境的变化，要完成这些任务，植物必 须响应或“感知”环境的变化。植物“感知”环境信息的部位与发生反 应的部位可能是不同的，这就存在信息感受部位将信息传递到发生 反应部位的过程，即所谓信息传递。
谢谢
德国的J. von Sachs (1832- 1897 )对植物的生长、光合作用和矿质营 养做了许多重要实验，促使植物生理学形成一个完整的体系。 他于 1882年编写了(植物生理学讲义)，他的弟子W. Pfeffer在1904年出版了 《植物生理学》，标志着植物生理学作为一门学科的诞生，因此 Sachs被称为植物生理学的奠基人，Sachs 和Pfeffer被称为植物生理学 的两大先驱。这个时期自然科学的三大发现一细胞学说 、进化论和 能量守恒定律对植物生理学的发展也产生了深远的影响，如光合作用 中光能转换为化学能，并以有机物形式贮存起来(能量守恒)。
植物生理学教案培训讲学
第四章植物的呼吸作用------------------------------------------------11-13
第五章同化物的运输和分配------------------------------------------14-16
第六章植物生长物质---------------------------------------------------17-20
三、水的移动
1.集流。
2.扩散。
3.渗透作用。
四、植物细胞的吸水
细胞吸水有渗透吸水、吸胀吸水以及降压吸水之分。具有液泡的植物细胞以渗透吸水为主。未形成液泡的嫩细胞和干燥种子的吸水主要靠吸胀吸水。
五、细胞间的水分移动
细胞与细胞之间的水分移动方向，决定于两处的水势差，水分总是从水势高处流向水势低处，直至两处水势差为零。
第十章植物的生殖和衰老---------------------------------------------29-31
第十一章植物的抗逆生理---------------------------------------------32-34
题目
第一章植物的水分代谢
学时
4
教学目标
了解水分在植物生命活动中的作用；了解植物根系对水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土壤条件；掌握植物的蒸腾作用的生理意义和适当降低蒸腾速率的途径；了解植物体内水分从地下向地上部分运输的途径；掌握作物的需水规律、合理灌溉指标及灌溉方法以及发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。
植物生理学教案
第一章植物的水分代谢---------------------------------------------------1-4
第五章同化物的运输和分配------------------------------------------14-16
第六章植物生长物质---------------------------------------------------17-20
三、水的移动
1.集流。
2.扩散。
3.渗透作用。
四、植物细胞的吸水
细胞吸水有渗透吸水、吸胀吸水以及降压吸水之分。具有液泡的植物细胞以渗透吸水为主。未形成液泡的嫩细胞和干燥种子的吸水主要靠吸胀吸水。
五、细胞间的水分移动
细胞与细胞之间的水分移动方向，决定于两处的水势差，水分总是从水势高处流向水势低处，直至两处水势差为零。
第十章植物的生殖和衰老---------------------------------------------29-31
第十一章植物的抗逆生理---------------------------------------------32-34
题目
第一章植物的水分代谢
学时
4
教学目标
了解水分在植物生命活动中的作用；了解植物根系对水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土壤条件；掌握植物的蒸腾作用的生理意义和适当降低蒸腾速率的途径；了解植物体内水分从地下向地上部分运输的途径；掌握作物的需水规律、合理灌溉指标及灌溉方法以及发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。
植物生理学教案
第一章植物的水分代谢---------------------------------------------------1-4
(完整版)植物生理学教案
光信号转导途径光敏色素、来自花色素等光 受体介导的信号转导途径 。
温度信号转导途径
温度感受器介导的信号转 导途径，如春化作用。
植物生长与发育的农业应用
作物育种
通过遗传改良，选育具有优良 生长和发育特性的作物品种。
作物栽培
通过合理的农业措施，如施肥 、灌溉、除草等，调控作物的 生长和发育。
设施农业
利用设施条件，调控环境因子 ，促进作物的生长和发育，提 高产量和品质。
• 维持细胞内外环境稳定：呼吸作用参与细胞内pH值、渗透压等环境因素的调节。
呼吸作用的生理意义及影响因素
温度
适宜的温度有利于呼吸作用的进行， 过高或过低的温度都会抑制呼吸作用 。
氧气浓度
有氧呼吸需要充足的氧气，低氧或无 氧条件会抑制有氧呼吸，促进无氧呼 吸。
呼吸作用的生理意义及影响因素
水分
适宜的水分含量有利于呼吸作用的进行，水分过多或过少都会抑制呼吸作用。
液泡
06 调节细胞内的水分和离子浓度
，维持细胞的渗透压和pH值稳 定。
03
植物的水分生理
水的物理和化学性质
02
01
03
水的物理性质 无色、无味、透明的液体。 在4°C时密度最大，具有异常的膨胀特性。
水的物理和化学性质
• 高比热容和高汽化热，对稳定环境温度有重要作用。
水的物理和化学性质
01
水的化学性质
研究对象
植物的细胞、组织、器官以及整 体植株在各种环境条件下的生理 活动和代谢过程。
植物生理学的历史与发展
01
02
03
04
萌芽阶段
古代人们对植物生理现象的观 察和描述。
实验生理学阶段
17-18世纪，通过实验手段研 究植物生理过程。
《植物生理学》课件
CHAPTER 02
植物的水分生理
植物对水分的吸收与运
根部吸水
植物通过根部吸收水分，主要依赖于 根压和蒸腾拉力。
水分运输
水分在植物体内通过木质部导管进行 长距离运输，受到压力和扩散作用的 影响。
植物的水分平衡与调节
水分平衡
植物通过叶片蒸腾作用释放水分，保持体内水分平衡，调节 温度和盐分平衡。
水分调节机制
发。
细胞分素
促进细胞分裂和组织分 化，延缓植物衰老。
脱落酸
促进叶和果实的脱落， 调节植物休眠和种子成
熟。
植物生长与发育的过程
01
02
03
04
种子萌发
种子在适宜的条件下吸收水分 和氧气，突破种皮发芽。
营养生长
植物通过光合作用合成有机物 ，同时不断扩展根、茎、叶等
器官。
生殖生长
植物在适宜的条件下形成花芽 ，开花、结果，繁殖后代。
光合作用与呼吸作用的相互关系
• 总结词：阐述光合作用与呼吸作用的相互影响和制约关系。
• 详细描述：光合作用和呼吸作用是植物体内两个重要的代谢过程，它们之间存在相互影响和制约的关系。光合作用过程中产生的氧气和还原态的氢是呼吸作用所需的，而呼吸作用过程 中产生的二氧化碳和能量也是光合作用所需的。此外，光合作用和呼吸作用的酶的活性也受到彼此的影响。在光照充足时，光合作用的速率高于呼吸作用的速率，植物积累有机物；在 光照不足时，光合作用的速率降低，呼吸作用的速率相对较高，植物消耗有机物。因此，了解光合作用和呼吸作用的相互关系对于理解植物的生长和发育具有重要意义。
氮
合成蛋白质和其他重要有机物的主要元素，主要通过 根系吸收铵态氮和硝态氮。
磷
参与能量代谢和遗传信息的传递，主要以磷酸根的形 式被吸收。
植物生理学(第一课时)
植物生理学(第一课时)
• 引言 • 植物细胞的结构与功能 • 光合作用 • 植物的水分与矿物质吸收 • 植物的生长与发育
01
引言
课程简介
植物生理学是一门研究植物生命活动规律的科学，旨在揭示植物与环境之间的相互 作用关系。
本课程将介绍植物生理学的基本概念、原理和方法，以及植物生长发育、物质代谢、 信息传递等方面的知识。
功能
蒸腾作用有助于调节植物 体温，促进水分和营养物 质在植物体内的运输，以 及排除废物。
影响
蒸腾作用受到环境因素 （如光照、湿度、风速） 和植物自身因素（如叶片 结构、气孔开度）的影响。
05
植物的生长与发育
生长激素
生长激素的种类
生长激素是植物体内产生的一类微量有机物质，主要包括吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸 （IBA）、萘乙酸（NAA）等。这些激素在植物生长发育过程中起着关键作用。
生长激素的作用
生长激素的主要作用是调节植物细胞的伸长生长和分裂，从而影响植物的形态建成。例如 ，IAA可以促进细胞伸长，IBA可以促进细胞分裂。
生长激素的合成与运输
生长激素在植物体内由特定的酶催化合成，并通过植物体内的运输系统输送到特定的部位 发挥作用。
生长周期
生长周期的概念
植物的生长周期是指植物从种子萌发 到衰老死亡的全过程，包括种子萌发 、营养生长、生殖生长和衰老死亡等 阶段。
学能。
水光解
在光反应中，水分子被裂解为 氧气、质子和电子，释放出能 量。
电子传递
光反应中产生的电子通过电子 传递链传递，驱动ATP和 NADPH的合成。
能量转换
光能被转换为活跃的化学能， 储存在ATP和NADPH中，为暗
反应提供能量和还原力。
• 引言 • 植物细胞的结构与功能 • 光合作用 • 植物的水分与矿物质吸收 • 植物的生长与发育
01
引言
课程简介
植物生理学是一门研究植物生命活动规律的科学，旨在揭示植物与环境之间的相互 作用关系。
本课程将介绍植物生理学的基本概念、原理和方法，以及植物生长发育、物质代谢、 信息传递等方面的知识。
功能
蒸腾作用有助于调节植物 体温，促进水分和营养物 质在植物体内的运输，以 及排除废物。
影响
蒸腾作用受到环境因素 （如光照、湿度、风速） 和植物自身因素（如叶片 结构、气孔开度）的影响。
05
植物的生长与发育
生长激素
生长激素的种类
生长激素是植物体内产生的一类微量有机物质，主要包括吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸 （IBA）、萘乙酸（NAA）等。这些激素在植物生长发育过程中起着关键作用。
生长激素的作用
生长激素的主要作用是调节植物细胞的伸长生长和分裂，从而影响植物的形态建成。例如 ，IAA可以促进细胞伸长，IBA可以促进细胞分裂。
生长激素的合成与运输
生长激素在植物体内由特定的酶催化合成，并通过植物体内的运输系统输送到特定的部位 发挥作用。
生长周期
生长周期的概念
植物的生长周期是指植物从种子萌发 到衰老死亡的全过程，包括种子萌发 、营养生长、生殖生长和衰老死亡等 阶段。
学能。
水光解
在光反应中，水分子被裂解为 氧气、质子和电子，释放出能 量。
电子传递
光反应中产生的电子通过电子 传递链传递，驱动ATP和 NADPH的合成。
能量转换
光能被转换为活跃的化学能， 储存在ATP和NADPH中，为暗
反应提供能量和还原力。
植物生理学全课程讲义
植物生理学绪论一植物生理学的定义和内容研究植物生命活动规律和机理及其与环境相互关系的科学。
植物生命活动：从种子开始到形成种子的过程中所进行的一切生理活动。
植物生命活动形式：代谢过程、生长发育过程、植物对环境的反应植物生命活动的实质：物质转化、能量转化、信息转化、形态建成、类型变异1 物质转化体外无机物[H2O、CO2、矿质（根叶）]→体内有机物[蛋白质核酸脂肪、碳水化合物] →体外无机物[CO2 H2O]→植物再利用2 能量转化光能（光子）→电能（高能电子）→不稳定化学能（ATP，NADPH）→稳定化学能（有机物）→热能、渗透能、机械能、电能3 信息转化[1]物理信息：环境因子光、温、水、气[2]化学信息：内源激素、某些特异蛋白（钙调蛋白、光敏色素、膜结合酶）[3]遗传信息：核酸4 形态建成种子→营养体（根茎叶）→开花→结果→种子5 类型变异植物对复杂生态条件和特殊环境变化的综合反应植物生命活动的“三性”v植物的整体性v植物和环境的统一性v植物的变化发展性Ø植物生命活动的特殊性1 有无限生长的特性2 生活的自养性3 植物细胞的全能性和植株的再生能力强4 具有较强的抗性和适应性5 植物对无机物的固定能力强6植物具有发达的维管束植物生理学的内容1、植物细胞结构及功能生理﹕2、代谢生理：水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用等3、生长发育生理：种子萌发、营养生长生理、生殖生理、成熟衰老4、环境生理（抗性生理）以上的基本关系光合、呼吸作用→生长、分化水分、矿物质运输发育、成熟(功能代谢生理) (发育生理)↖↗环境因子（抗性生理）(温、光、水、气)二植物生理学的产生与发展（一）萌芽阶段（16以前世纪）*甲骨文：作物、水分与太阳的关系*战国时期：多粪肥田*西汉：施肥方式*西周：土壤分三等九级*齐民要术：植物对矿物质及水分的要求轮作法、“七九闷麦法”（1）科学植物生理学阶段1.科学植物生理学的开端（17~18世纪）1627年，荷兰 Van Helmont ，水与植物的关系1699年，英国Wood Ward，营养来自土壤和水18世纪，Hales,植物从大气获得营养1771年，英国Priestley发现植物绿色部分可放氧2年，瑞士 De Saussure，灰分与生长的关系2.植物生理学的奠基与成长阶段（19世纪）Ø1840年，德国Liebig建立矿质营养说。
植物生理学植物生理学 (2)
（3）促进植物体对矿质元素的吸收运输。 蒸腾作用引起木质部的上升液流，有助于根部吸收的无 机离子以及根中合成的有机物转运到植物体的各部分， 满足生命活动需要；
（4）蒸腾作用有利于气体交换。 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。
二、蒸腾部位
植物体的各部分都有潜在的对水分的蒸发能力。当植物幼 小的时候，暴露在地面上的全部表面都能蒸腾；木本植物长大以 后，茎枝上的皮孔可以蒸腾，称之为皮孔蒸腾。
陆生植物吸收的水分，只有约1%用来作为植物体 的构成部分，绝大部分都通过地上部分散失到大气中。
例如，1株玉米在生长期消耗的水量约200kg，作 为植株组成的水不到2kg，通过蒸腾作用散失的水量达 总吸水量的99%。
2、植物蒸腾作用的意义 植物通过蒸腾作用散失这么多水分，对植物生 命活动有什么意义呢？
2、气孔的特点 （1）面积小，膨压变化迅速 保卫细胞体积小，保卫细胞比其它细胞小的多，据估计1片叶子 所有保卫细胞的体积只为表皮细胞体积的1/13或更小，这非常 有利于保卫细胞膨压的迅速发生变化，只要有少量的可溶性物 质进入保卫细胞，便会引起气孔运动，使气孔关闭十分灵敏。
（2）保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁 细胞体积很小并有特殊结构，肾形保卫细胞外壁薄，内壁 厚，因此当保卫细胞吸水膨胀时，较薄的外壁易于伸长， 细胞向外弯曲，于是气孔张开，当保卫细胞失水而体积缩 小时胞壁拉直，气孔即关闭。有利于膨压迅速而显著地改 变；表皮细胞大而无特别形状。
夏日炎炎，人们都在树荫下乘凉，这是多美 的图画，那么你想过没有，这些大树又是如何来 消除高温的呢？为什么在树下反而感到凉爽呢？
通过今天的学习，你就知道了这是植物蒸腾 作用的结果。
一、蒸腾作用的概念及生理意义
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3.果胶类 果胶物质是由半乳糖醛酸组成的多聚体。根据其结合情 况及理化性质，可分为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。
(1)果胶酸 果胶酸(pectic acid)是由约100个半乳糖醛酸通过α-1， 4-键连接而成的直链。是水溶性的，很容易与钙起作用生成果 胶酸钙的凝胶。它主要存在于中层中。
(2)果胶 果胶(pectin)是半乳糖醛酸酯及少量半乳糖醛酸通过α-1， 4-糖苷键连接而成的长链高分子化合物，分子量在25 000～50 000之间，每条链含200个以上的半乳糖醛酸残基。果胶能溶于 水，存在于中层和初生壁中，甚至存在于细胞质或液泡中。
Ser-Hyp-Hyp-(x)-Hyp-Hyp
迄今已在细胞壁中发现数十种酶，大部
分是水解酶类，其余则多属于氧化还原酶类。 比如果胶甲酯酶、酸性磷酸酯酶、过氧化物 酶、多聚半乳糖醛酸酶等。
6.矿质 细胞壁的矿质元素中最重要的是钙.据研 究,壁中Ca2+浓度远远大于胞内,估计为10-5～ 10-4mol·L-1，所以细胞壁为植物细胞最大的 钙库。钙调素(calmodulin,CaM)在细胞壁中 也被发现，如在小麦细胞壁中已检测出水溶
细胞壁的亚显微结构 次生壁内层；
CW1 初生壁； ML 胞间层
二. 细胞壁的化学组成
构成细胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋 白质、酶类以及脂肪酸等。细胞壁中的多糖主要是纤维素、 半纤维素和果胶类，它们是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛 酸等聚合而成。次生细胞壁中还有大量木质素。
性及盐溶性两种钙调素。
三、细胞壁的形成
• 细胞壁的形成是多种细胞器配合作用的结 果。新细胞壁的形成开始于细胞分裂的晚后期 或早期。细胞分裂时，在两组染色体之间，也 就是在母细胞的赤道板面上，有许多大小不一 的分泌囊泡(secretory vesicles)不规则地汇 聚在一块，这些小囊泡是由高尔基体和内质网 分泌而形成的，其中富含组成细胞壁的各种糖 类，它们借助与细胞赤道板垂直方向上存在的 微管的运动，逐渐整齐地排列成片，组成成膜 体(phragmoplast)。成膜体中的囊泡膜相互融 合与连接形成细胞的质膜，其中的内含物连成 一体构成细胞板，这是雏形的中层结构。
4.木质素
木质素(lignin)不是多糖，是由 苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚 合物，在木本植物成熟的木质部中， 其含量达18%～38%，主要分布于 纤维、导管和管胞中。木质素可以 增加细胞壁的抗压强度，正是细胞 壁木质化的导管和管胞构成了木本 植物坚硬的茎干，并作为水和无机 盐运输的输导组织。
5.蛋白质与酶 细胞壁中最早被发现的蛋白质是伸展蛋白
状分子彼此平行地连在一起，这些纤维素分
子链都具有相同的极性，排列成立体晶格状， 可称为分子团，又叫微团(micellae)。微团组 合成微纤丝(microfibril)，微纤丝又组成大纤 丝(macrofibril)，因而纤维素的这种结构非常 牢固，使细胞壁具有高强度和抗化学降解的 能力。
2.半纤维素
四、细胞壁的功能
1.维持细胞形状，控制细胞生长 2.物质运输与信息传递：细胞壁允许离子、多
糖等小分子和低分子量的蛋白质通过，而将 大分子或微生物等阻于其外。
3.防御与抗性：细胞壁中一些寡糖片段能诱导 植保素（phytoalexin）的形成。
4.其他功能：研究发现，细胞壁还参与了植物 与根瘤菌共生固氮的相互识别作用，此外， 细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可 能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应。
①胞间层(中胶层）：果胶质 ②初生壁：纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质 ③次生壁：纤维素，半纤维素，木质素，果胶质
1.纤维素 纤维素(cellulose)是植物细胞壁的主要成
分，它是由1 000～10 000个β-D-葡萄糖残基 以β-1,4-糖苷键相连的无分支的长链。分子量 在50 000～400 000之间。纤维素内葡萄糖残 基间形成大量氢键，而相邻分子间氢键使带
二、细胞壁的化学组成 三、细胞壁的形成 四、细胞壁的功能
一、细胞壁的结构
典型的细胞壁是由 胞间层(intercellular layer) 初生壁(primary wall) 次生壁(secondary wall)组成
细胞壁是在细胞分裂过程中形成的,先在 分裂细胞之间形成胞间层，主要成分是果胶 质,再在胞间层的两侧形成有弹性的初生壁， 有些细胞还形成坚硬的次生壁。
(extensin)，它是一类富含羟脯氨酸的糖蛋白 (hydroxyproline rich glycoprotein,HRGP)， 大约由300个氨基酸残基组成，这类蛋白质中 羟脯氨酸(Hyp)含量特别高，一般为蛋白质的 30%～40%。其它含量较高的氨基酸是丝氨 酸(Ser)、缬氨酸、苏氨酸、组氨酸和酪氨酸 等。伸展蛋白中的氨基酸顺序有特征性的结 构单位为：
根据细胞的进化程度，可将其分为两 大类型：原核细胞(prokaryotic cell)和 真核细胞(eukaryotic cell)。
图1-1 种子植物 各种形状的细胞
图1-2 植物细胞结构图解
植物细胞结构图
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§1. 细胞壁的结构与功能
细胞壁(cell wall)是植物细 胞外围的一层壁，具一定弹性和 硬度，界定细胞形状和大小。
半纤维素(hemicellulose)往往是指除 纤维素和果胶物质以外的，溶于碱的细 胞壁多糖类的总称。半纤维素的结构比 较复杂，它在化学结构上与纤维素没有 关系。不同来源的半纤维素，它们的成 分也各不相同。有的由一种单糖缩合而 成，如聚甘露糖和聚半乳糖。有的由几 种单糖缩合而成，如木聚糖、阿拉伯糖、 半乳聚糖等。
(3)原果胶 原果胶(protopectin)的分子量比果胶酸和果胶高，甲酯 化程度介于二者之间，主要存在于初生壁中，不溶于水，在稀 酸和原果胶酶的作用下转变为可溶性的果胶。果胶物质分子间 由于形成钙桥而交联成网状结构。它们作为细胞间的中层起粘 合作用，可允许水分子自由通过。果胶物质所形成的凝胶具有 粘性和弹性。钙桥增加，细胞壁衬质的流动性就降低；酯化程 度增加,相应形成钙桥的机会就减少，细胞壁的弹性就增加。