高级植物生理学课件第6章植物磷素营养代谢分子

植物生理学全套教学课件

二、水分沿导管或管胞上升的动力
• 1.水分沿导管、管胞上升的动力： • （1）根压 • （2）蒸腾拉力：主要动力 • 2.如何保证导管内的水柱不断？ • 内聚力学说（cohesion theory）: • 3.有关内聚力学说的争论的焦点： • （1）水分上升是否需要活细胞参与； • （2）木质部有气泡，水柱不可能连续，为什么水柱还
（三）蒸腾作用的表示法 1.蒸腾速率（transpiration rate）：植株在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。用克/平方分
米.小时表示。 2.蒸腾比率（transpiration ratio）：植株每消耗1千克水所形成的干物质克数。用克表示。 3.蒸腾系数（transpiration coefficient）：又叫需水量，植株制造1克干物质所需水分的克数。用克
(四)植物细胞的水势
• 1.典型植物细胞的水势：水势=衬质势+压力势+渗透势 • 2.形成液泡前植物细胞的水势：水势=衬质势 • 3.细胞吸水饱和时水势为0。 • 4.衬质势：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚
而引起的水势降低值（实质是增加吸水力），为负值。
• 5.压力势：由于细胞壁压力的存在而增加的水势（它阻止吸水），一般为正值，但质壁分离时为0，剧烈蒸腾时为负。
• 6.膨压：细胞吸水膨胀而对细胞壁产生的压力。 • 7.渗透势：又叫溶质势，由于溶质颗粒的存在而使水势
降低的部分（水的自由能降低），一般为负值。
（五）细胞间的水分移动
• 水势差异决定水流方向和速度
渗透势=-1.4Mpa 渗透势=-1.2Mpa 压力势=+0.8Mpa 压力势=+0.4Mpa
水势=-0.6Mpa 水势=-0.8Mpa

植物磷代谢和磷营养的分子生物学机制和作用研究

植物磷代谢和磷营养的分子生物学机制和作用研究植物营养元素中，磷素是一个重要的元素，是构成植物体量的主要成分之一，对于植物生长和发育有着重要作用。

磷素在植物体内以磷酸盐的形式存在，主要由根系吸收，然后经过转运至植物体各部位进行代谢，参与到能量代谢、信号传递、酸碱平衡等许多生理代谢过程中。

然而，田间土壤普遍存在着磷素缺乏或限制的现象，因此如何提高植物磷素利用率，提高农业生产效益成为一个重要问题。

磷营养对植物的影响磷酸盐被植株吸收后，以各种形式在植体中分布，因此磷素代谢对植物生长发育具有重要影响。

磷素的缺乏一般会影响植物体形态结构、生长速度、物质积累和感染病原体的能力等；而过量的磷素会影响植物的抗病性和生产力。

磷素对植物生理代谢的影响涵盖面广，虽然磷素在植物体内的含量仅仅是干重的0.01%-0.2%，然而它对植物生长发育的影响却是至关重要。

植物磷营养生物学机制磷的吸收过程是植物磷营养的首要环节。

当土壤中的磷素浓度低于植物需要时，植物根部的生物学机制将发生变化，以寻找足够的磷素。

吸收磷酸根离子的过程主要通过植物根系上的磷酸根离子转运体（Pht）及隐存激活酶（SPX）来完成。

随后，转运的磷酸根离子被转化为无机磷酸盐，并被运输到植体的不同部位进行代谢。

植物中参与磷素代谢的关键基因随着人们对植物代谢过程的研究，越来越多的磷素研究靶点被揭示出来，这些磷素研究靶点包括磷酸化激酶、转载体、磷酸酯酶等多种基因。

其中，当归饮片（ACP）是植物参与磷素代谢的一个重要的基因，在调控植物磷酸酯酶的活性及磷酸根离子在植体内的转运过程中具有重要作用。

而Pht1基因则是植物磷酸根离子转运体基因，在植物磷素代谢中也具有非常重要的作用。

磷素代谢突破口：磷素转运机制及相应基因的克隆与鉴定磷素的吸收和利用是植物的一种重要生理过程，其中转运体在磷素转运过程中起着至关重要的作用。

在植物体内，转运体Pht家族基因共存在于植物细胞膜的重要器官上，而Pht基因对被吸收的磷素在植物内部的分配与调控起着至关重要的作用，如果将这些基因受到的调控机制剖析清楚，将有助于通过基因克隆和功能鉴定等途径提高植物磷素的利用效率，从而为农业生产带来更大的收益。

《土壤肥料》课件——4.3.2植物磷素营养

主要包括：核酸和核蛋白、磷脂、ATP、植素、辅酶等。
磷参与和影响植物体内许多代谢过程
（1）磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转（2）磷能促进氮素代谢（3）磷参与脂肪合成
磷增强植物抗逆性
（1）增强植物的抗旱、抗寒等能力（2）增强植物对酸碱变化的适应能力。
3 作物磷素营养失调的形态表现植物磷素营养缺乏症
• 植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立，分蘖或分枝少； • 多种作物茎叶呈紫红色，水稻等叶色暗绿（症状从茎基部老叶开始） • 根系发育不良，主根瘦长，次生根极少或无。 • 花少果少，易出现秃尖，种子小且不饱满。
3 作物磷素营养失调的形态表现
植物缺磷外形症状诊断歌
缺磷株小分蘖少，新叶暗绿老叶紫，主根软弱侧根稀，花少果迟种粒小。
（1）小麦
3 作物磷素营养失调的形态表现植物磷素营养缺乏症
(2) 玉米
3 作物磷素营养失调的形态表现植物磷素营养缺乏症
（3）水稻
3 作物磷素营养失调的形态表现植物磷素营养缺乏症
(4) 油菜
3 作物磷素营养失调的形态表现植物磷素营养缺乏症
(5) 菜花
3 作物磷素营养失调的形态表现植物磷素营养缺乏症
1 植物体内磷的含量和分布
磷的分布
营养生长期：集中在幼叶、幼芽和根尖；生殖生长期：大量转移到种子或果实中 •。缺磷时，体内的磷转运至生长中心以优先满足其需要，故缺磷症状先在最老的器
官出现。
2 植物体内磷的营养功能
磷是植物体内重要化合物的组分
(6) 黄瓜
3 作物磷素营养失调的形态表现植物磷素营养缺乏症
(7) 番茄
3 作物磷素营养失调的形态表现植物对磷素营养失调的反应

植物生理ppt课件

植物对盐碱环境的适应
植物对温度变化的适应
通过调节细胞膜流动性、增加热休克蛋白合成等方式适应温度变化。
通过提高渗透压、积累有机酸、合成抗盐蛋白等方式适应盐碱环境。
2023
PART 04
植物的光合作用与呼吸作用
REPORTING
光合作用的过程与机理
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，它分为光反应和暗反应两个阶段。
增加细胞内糖分和脂肪含量
在寒冷条件下，一些植物会增加细胞内的糖分和脂肪含量，以提高细胞的抗冻能力。
调节膜脂组成
植物通过调节膜脂的组成来适应低温环境，如增加不饱和脂肪酸含量、降低膜流动性等。
产生抗冻蛋白
一些植物在低温条件下会产生抗冻蛋白，这些蛋白能够与冰晶结合，防止细胞内冰晶形成，从而保护细胞结构不受破坏。
2023
PART 05
植物的生长与发育
REPORTING
植物生长的调控机制
激素调节
植物激素如生长素、赤霉素、细胞分裂素等对植物生长具有重要调节作用，影响细胞分裂、伸长
和分化。
营养物质
植物通过吸收土壤中的水分、矿物质等营养物质，调节自身生长和发育。
环境因素
光照、温度、湿度等环境因素通过影响植物激素的合成与代谢，进而调控植物生长。
植物生理学的重要性
植物生理学是农业、林业、园艺等学科的基础，对于解决粮食、环境、资源等问题具有重要意义，同时对于人类健康和生态平衡也有重要影响。
植物生理学的研究内容和方法
研究内容
植物生长发育与调控、光合作用与呼吸作用、水分和营养吸收与运输、植物激素与信号转导等。
研究方法
实验研究、数学建模、计算机模拟、同位素标记等。

植物生理学：植物体内有机物的代谢

B、对动物往往有毒性，所以有防御敌害的意义；
C、生物碱是重要药物的有效成分。许多中药的有效成分往往是
生物碱，比如有平喘作用的麻黄，其有效成分是麻黄碱；有抗菌效果的黄连，其有效成分是小檗碱；有止痛作用的元胡，其有效成分是延胡索乙素等多种生物碱。现在西药常用的重要药品，最初还是从植物分离出来证实有效后化学合成的，例如从萝芙木分离出来的利血平，从金鸡纳树皮分离出来的奎宁等。在抗癌药物中有从长春花中分离出来的长春新碱，从粗榧分离的三尖杉酯碱，从美登木分离的美登木碱等。
喹嗪（Quinolizidine）
鸟氨酸赖氨酸
倒千里光碱
无
羽扇豆碱
恢复心律
异喹啉（Isoquinoline）
吲哚（Indole）
酪氨酸色氨酸
可待因吗啡
止痛药、止咳止痛药
利血平马钱子碱
治疗高血压、精神病毒鼠药、治疗眼疾
（二）作用
A、生物碱是核酸的基本成分，又是维生素B1、叶酸和生物素的基本成分，所以具有重要的生理意义；
糖、脂肪和蛋白质之间可以互相转变，丙酮酸、乙酰辅酶A、α-酮戊二酸和草酰乙酸等中间产物在它们之间的转变过程中起着枢纽作用。
核苷酸的核糖来源于戊糖磷酸代谢，碱基则是由氨基酸及其代谢产物组成的。
植物体内各种主要有机物之间的联系
二、植物的初生代谢和次生代谢
1891年，Kossel明确提出了植物次生代谢的概念。
甲基赤藓醇途径由糖酵解或C4途径的中间产物丙酮酸和3－磷酸甘油醛，形成甲基赤藓醇磷酸，继而形成二甲丙烯二磷酸（DMAPP）。
IPP和DMAPP是异构体。
第三节酚类
一、Concept：
芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物。

植物生理学Chapter6 -hormone(2)

• Endocrine hormones: action site is distant from synthesis site.
. • Paracrine hormones: action site is adjacent to synthesis site
• A variety of other signaling molecules that play role in resistance to pathogens and defense against herbivores have also been identified in plants, including conjugated and unconjugated forms of jasmonic acid, salicylic acid and small polypeptides.
• 随着物理和化学方法的发展，植物激素的测定分析采用薄层层析(thin layer chromatography,TLC)、气相色谱(gas chromatography,GC)、高效液相层析(high performance liquid chromatography,HPLC)和质谱分析(mass spectrography,MS)等，其原理大都是基于不同物质在不同介质中有不同的分配系数。
1gIAA/10000 tip. 1mgIAA/1T leaf. 10mgBR/225kg of pollen。公认的植物激素IAA、GA、CTK、ABA和 Eth。
• Plant growth regulators (植物生长调节剂) 是指人工合成的化合物质，具有植物激素相同的生理功能。
• 植物生长物质(plant growth substances)是调节植物生长发育的微量化植物激素(plant hormones，phytohormones)是指在植物体内合成的、

高级植物生理学课件-ppt-word

第一章：植物的水分代谢一、植物对水分的需要For every gram of organic matter made by the plant, approximately 500 g of water is absorbed by the roots,水分在生命活动中的作用细胞内水分呈束缚水和自由水两种状态水分是细胞质的主要成分水分是代谢过程的反应物质水分是植物对物质吸收和运输的溶剂水分能保持植物的固有姿态二、植物对水分变化的反应及生态类型即水生植物和陆生植物（一）水生植物水生植物(hydrophite)指植株全部或至少根系可一直生长在水中的植物。

根据它们在水中的生长状态，可以把它们划分为沉水植物(submerged plant) 浮水植物(floating—leaf plant) 挺水植物(emerged plant)沉水植物(submerged plant)是指整个植物体都浸没在水中的植物其中一种类型是扎根于水底的土壤另一种类型则是悬浮于水中而根系退化的由于水中氧少光弱，因而植物的通气组织发达，构成连续的通气网络。

整个植株都可直接吸收水、矿质营养和水中的气体浮水植物(floating—leaf plant)指那些植物体完全漂浮在水面上或植物扎根于水底而叶子漂浮在水面上的植物浮水植物水下部分结构与沉水植物相似，但水面上部分由于直接与空气接触，表皮细胞常具薄的角质层，气孔一般只生于叶的上表皮，并有通气结构贯通整个植物挺水植物(emerged plant)指那些根、下部茎，有的还包括部分下部叶浸没于水中，而上部的茎叶挺伸出水面以上的植物挺水植物的维管组织、机械组织和保护组织在水生植物中是最发达的，并具有良好的通气组织，常能忍受一定时间限度的土壤干燥（二）陆生植物湿生植物(hygrophyte)中生植物(mesophyte)旱生植物(xerophytic plant)短命植物(short—1ife plant)避旱植物(drought—evading plant)耐旱植物(drought—enduring plant)抗旱植物(drought—resisting Plant)三、水分经植物从土壤到大气，水势T r e e s c a n g r o w m u c h t a l l e r t h a n10m•Suction tension(吸水压) in the xylem must be greater than that of a vacuum•Water potential (or pressure) in the xylem must be negative•How do we account for a negative water potential (pressure)?W a t e r m o v e m e n t b e t w e e n c o m p a r t m e n t syp = -RTc R: gas constant T: temperature (K) c: solute concentrationG e n e r a t i o n o f r o o t p r e s s u r e i n a n e x c i s e d p l a n t四、根系对水分的吸收water-channel proteins (aquaporins)E x o d e r m i s a n d e n d o d e r m i s•S u b e r i n in cell walls of exodermis and endodermis blocks a p o p l a s t i c w a t e r f l o w•Water must e n t e r the cells (symplasm)•Plasma membrane offers enormous resistance to water transport•How can water enter the symplast?•Through special pores in the plasma membrane: w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s (a q u a p o r i n s) Water transport across membrane is mediated by water channels (aquaporins)Water movement – ALWAYS PASSIVE !Water movement occurs either as diffusion or bulk flowDiffusion: driven by concentration gradient, permeability defined as diffusional water permeability (Pd: m s-1)Bulk flow: driven by pressure difference (hydrostatic or osmotic); defined as osmotic permeability (Pf: m s-1) or hydraulic conductivity (Lp:m s-1 MPa-1)Pf often greater than Pd, Why ?Water channels -Aquaporins•Transmembrane proteins;•Facilitate passive transport of water; 10-1000 fold higher than lipid permeability.•Can be highly selective to water (true aquaporins).•Some can be more selective for small neutral solutes (eg. glycerol; aquaglyceroporins)•Some animal aquaporins have recently been shown to create ion channels under certain conditions.Aquaporins can also mediate flux of other substances across cell membranesP I P1i n c h l o r o p l a s t sWater and CO2 conductivity•Plant aquaporins conduct water or CO2•Aquaporin CO2 conductivity is significant for photosynthesisActivities of aquaporins are reflected by permeability to water (P f or Lp).C h e m i c a l s,e.g.,H g t h a t i n h i b i t w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s r e d u c e t h e w a t e r f l o w t h r o u g h r o o t s;i t i sa r e v e r s ib l e e f f ec t五、植物吸收水分的来源W a t e r i n t h e s o i l:t y p i c a l s o i l w a t e r c o n t e n t s(%)o fd i f fe r e n t t y p e s of s o i lW a t e r p o t e n t i a l o f v a r i o u s s o i l sS o i l w a t e r p o t e n t i a l a n d s o i l w a t e r c o n t e n t a t d i f f e r e n t s o i l d e p t h六、干旱及植物的适应性反应当植物耗水大于吸水时，使组织内的水分亏缺。

植物生理学精品讲义第六章植物生长物质考研必备

植物生理学精品讲义第六章植物生长物质【目的要求】学习本章的主要目的在于了解植物激素对植物政党生长发育过程调控的重要性；它们的化学性质、生理功能、作用方式及特点；以及影响其生理效应发挥的内、外因素。

在了解植物激素对植物代谢调控规律的基础上，在生产实践中，能根据不同的生产目的，适量、适时、适法地正确应用各种植物生长调节剂对植物进行化学调控，以提高农林产品的产量和品质。

【重点】激素的生物合成、生理作用和应用【难点】激素的生物合成高等植物的正常生长发育，除了受遗传因素的控制、环境条件的影响以及需要大量的有机物质和无机物质作为细胞生命活动的结构和营养成分外，还需要一类微量的、生理活性极强的特殊物质参与调控，通常将这类物质称为植物生长物质(PlAnT groWTH suBsTAnCes)。

植物生长物质一般按其来源的不同分为两大类：一类叫做植物激素(P lAnT HorMones or PHyToHorMones)；另一类称为植物生长调节剂(PlAnT groWTH reglATors)。

植物激素，是指一些在植物体内合成，并经常从产生部位转移到其他器官，对植物的生长发育和代谢具有显著调控作用的微量有机物。

由于它是植物体内的正常代谢产物，故又称为内源激素或天然激素。

植物生长调节剂，是指一些具有植物激素活性的人工合成的化合物。

根据国际植物学会的规定，植物激素具有三个显著的基本特征：①内生的，它是在植物生命活动中细胞接受特定环境信息诱导而形成的代谢产物。

②能移动的，通常由某些器官和组织产生后，再转运到其他部位起调节作用；其移动的速率和方式，因植物激素的种类、植物及其器官的特性而异，还要受到环境因素的影响。

③低浓度即有调节效应，它们在极低的浓度下都具有较强的生理活性，通常在10－6～1 0－4Mol／L浓度下即对植物的生长发育产生强烈的影响。

虽然植物激素广泛地存在于植物组织中，但它们在体内的含量却很低，一般约为植物组织鲜重的10－9～10－7。

高级植物生理学课件绪论

的共同调控。
衰老和死亡过程
01
衰老表现
植物衰老时，叶片黄化、萎蔫、脱落，茎干木质化，根系吸收能力减弱
等。
02
衰老机制
植物衰老受基因调控和环境因素的影响，其中激素水平的变化在衰老过
程中起着重要作用。
03
死亡过程
植物在衰老到一定程度后会死亡，其死亡过程包括细胞程序性死亡和外
界因素导致的死亡。死亡的植物体会被分解者分解，将有机物重新转化
基因表达调控研究
通过分子生物学方法分析植物基因表达模式，阐明植物在不同发育阶段和环境条件下的基因表达调控机制。
蛋白质组学分析
应用蛋白质组学技术研究植物蛋白质的种类、数量和功能，揭示蛋白质在植物生命活动中的重要作用。
基因组学和蛋白质组学在植物生理学中应用
基因组测序与组装
利用高通量测序技术对植物基因组进行测序和组装，为植物生理学研究提供丰富的基因组信息。
为无机物，为生态系统的物质循环做出贡献。
04 植物代谢途径及调控机制
光合作用和呼吸作用途径
光合作用
植物通过光合色素捕获光能，将其转化为化学能，并合成有机物质，如葡萄糖，同时释放氧气。光合作用发生在植物的绿色组织中，包括叶片、茎和绿色果实等。
呼吸作用
与光合作用相反，呼吸作用是植物利用氧气来分解有机物质，释放能量的过程。呼吸作用发生在植物的每个细胞中，无论是白天还是夜晚，都需要进行呼吸作用来维持生命活动。
逆境条件下植物生理响应机制
干旱响应机制
01
植物通过调节气孔开度、提高根系吸水能力、合成渗透调节物
质等方式来应对干旱胁迫。
洪涝响应机制
02
植物通过形成通气组织、提高抗氧化酶活性、排出多余水分等