李合生植物生理学第一章细胞结构与功能
《植物生理学》课程笔记
《植物生理学》课程笔记第一章：植物细胞的结构、功能与信号转导一、植物细胞的结构1. 细胞壁细胞壁是植物细胞最外层的结构，它为细胞提供了机械支持和保护。
细胞壁的主要成分包括：- 纤维素：构成细胞壁的主要结构蛋白，赋予细胞壁强度和刚性。
- 半纤维素：填充纤维素微纤丝之间的空隙，增加细胞壁的弹性。
- 果胶：一种多糖，存在于细胞壁的中间层，具有亲水性，有助于细胞间的粘附。
- 伸展蛋白：一种富含羟脯氨酸的蛋白质，参与细胞壁的扩展和调节。
细胞壁的孔隙性和选择性透过性允许水分、气体和某些溶解物通过。
2. 细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁内侧的一层薄膜，主要由磷脂双分子层和嵌入其中的蛋白质组成。
细胞膜的功能包括：- 物质运输：通过载体蛋白和通道蛋白调控物质的进出。
- 能量转换：参与光合作用和呼吸作用中的能量转换过程。
- 信号传递：细胞膜上的受体蛋白可以识别外部信号并启动细胞内信号转导。
- 细胞识别：细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的识别和通讯。
3. 细胞质细胞质是细胞膜与细胞核之间的物质，包括细胞器和细胞溶胶。
细胞质的功能包括：- 支撑和连接细胞器。
- 提供代谢反应的场所。
- 参与物质的运输和分配。
4. 细胞核细胞核是细胞的控制中心，包含以下结构：- 核膜：双层膜结构，上有核孔复合体，调控物质的进出。
- 核仁：参与核糖体RNA的合成和核糖体的组装。
- 染色质：由DNA和蛋白质组成，负责存储和传递遗传信息。
5. 细胞器植物细胞内含有多种细胞器，各自具有特定的功能：- 线粒体：细胞的“能量工厂”，参与氧化磷酸化和ATP的合成。
- 叶绿体：光合作用的场所，含有叶绿素，能将光能转化为化学能。
- 内质网：分为粗糙内质网和光滑内质网，参与蛋白质的合成和脂质代谢。
- 高尔基体：负责蛋白质的修饰、包装和运输。
- 液泡：储存水分、营养物质和废物，维持细胞渗透压和膨胀状态。
- 质体：储存淀粉、蛋白质等物质，是植物细胞特有的细胞器。
二、植物细胞的功能1. 物质代谢植物细胞通过以下途径进行物质代谢：- 光合作用：在叶绿体内将光能转化为化学能，合成有机物。
“植物生理学”课程参考书
（四）合理施肥的生理基础
第五章、植物的光合作用
（一）光合作用的概念及其重要性
（二）叶绿体及光合色素*
（三）光合作用光反应的机制*
（四）光合暗反应（碳同化）*
（五）影响光合作用的因素*
（六）提高植物光能利用率的途径
第六章、植物的呼吸作用
（一）呼吸作用的概念和生理意义
（二）植物呼吸代谢途径*
（五）植物的衰老生理和器官脱落
第十二章、植物逆境生理
（一）逆境与植物抗逆性*
（二）水分逆境对植物的影响*
（三）温度逆境对植物的影响*
（四）盐害生理与植物的抗盐性*
（五）其它逆境
（六）植物抗逆性的研究方法
（三）植物激素的代谢和运输*
（四）植物激素的生理作用*
（五）植物激素的作用机制*
（六）植物生长调节剂
（七）植物激素的常用测定方法
第九章、植物生长生理
（一）植物生长和形态发生的细胞基础
（二）植物生长的相关性*
（三）环境因子对生长的影响
（四）植物生长的调控（基因、植物激素、环境因子等，含几种光受体参与的形态建成*）
（五）植物的运动
第十章、植物的生殖生理
（一）幼年期与花熟状态
（二）光周期诱导*
（三）春化作用*
（四）植物激素及营养物质对植物成花的影响
（五）花器官的形成
（六）受精生理*
第十一章、植物的休眠、成熟和衰老生理
（一）种子的休眠和萌发*
（二）芽的休眠与萌发
（三）种子的发育和成熟生理*
（四）果实的生长和成熟生理*
“植物生理学”课程参考书如下：
参考书目
1.《现代植物生理学》李合生主编，高等教育出版社（第二版），2006；
2-第一章植物细胞的结构与功能
一、内膜系统 （Micro-membran System）
1、内质网（endoplasmic reticulum，ER）：
粗糙型内质网、光滑型内质网 主要功能:①物质合成的场所， ②分隔作用，
③运输、贮藏和通讯作用。
2、高尔基体（Golgi Apparatus）
主要功能： ①物质集运；
②生物大分子的装配；
二、胞间连丝（Plasmodesma）
共质体（symplast）：由胞间连丝把 原生质连成一体的系统叫共质体。
质外体（apoplast）：细胞壁以及细胞 间隙等连成一体的系统叫做质外体。 胞间连丝(plasmodesma)：是植物细胞 的特征结构，指贯穿细胞壁、连接相 邻细胞原生质体的管状通道。
第三节 生物膜（细胞膜） Section3 Biomembrane
植物细胞信号转导的模式
一、胞外信号
一、环境刺激 二、胞间信号 1.化学信号 2.物理信号：电信号、水力学信号
二. 膜中信号的转换
1. 受体与信号的感受 受体(receptor)：位于细胞质膜，能与信 号物质特异性结合，并引发产生次级信 号的活性物质。（蛋白质或酶系） 细胞壁—质膜—细胞骨架
二、微梁系统（Microtrabecular System）
细胞骨架是指真核细胞中的蛋白质纤维网 架体系，包括微管、微丝和中间纤维等。 它们都是由蛋白质组成，没有膜的结构， 互相联结成立体的网络，也称为细胞内的 微梁系统。
1、微管（microtubule） 由微管蛋白组装成的中空的管状结构，直 径20～27nm。 生理功能： ①控制细胞分裂和细胞 壁的形成；
蛋白质磷酸化在信号传递中的最重 要的 特点： 是对外界信号具有级联放大作用。
生物必修一第一章知识点总结
生物必修一第一章知识点总结第一章细胞的结构与功能一、细胞的发现1. 17世纪，荷兰微观解剖学家安东尼·范•李文霍克首次发明了显微镜，使人们可以看到微小的细胞。
2. 1838年马提斯·舒莱登提出“所有植物都是由细胞组成的”的细胞理论。
3. 1839年西奥多·施万发表了“所有动物都是由细胞组成的”。
4. 此后人们逐渐相信所有生命都由细胞构成。
二、细胞的基本结构1. 细胞膜：包裹细胞的薄膜，控制物质的进出。
2. 细胞质：细胞膜内的液体，包含各种细胞器。
3. 细胞核：细胞内的控制中心，负责遗传信息的保存和传递。
4. 粗面内质网：合成蛋白质的地方。
5. 滑面内质网：合成脂类和糖类。
6. 原生质体：细胞质中的含液泡、草酸盐晶体、糖原粒、脂褐质等物质。
7. 溶酶体：消化细胞内产生的废弃物和损坏的细胞器。
8. 叶绿体：植物细胞中负责光合作用的器官，可以制造出氧气和葡萄糖。
9. 纤维素壁：植物细胞外的一层坚硬的壁，可以保护细胞和维持细胞的形状。
三、细胞的功能1. 新陈代谢：包括有机物的合成代谢和无机物的分解代谢，是细胞生命活动的基础。
2. 生物酶：是生物体内存在的一类催化作用分子，是调节新陈代谢过程的主要机构。
3. 分裂：细胞的繁殖方式，分为有丝分裂和无丝分裂两种。
4. 反应：细胞会对周围环境做出反应，包括化学变化和运动等。
5. 调节：细胞内部各种功能的协调和平衡。
四、细胞的能量转化1. 葡萄糖的分解：通过糖解作用将葡萄糖分解成较少的能量并使发生大量化学反应。
2. 呼吸作用：将食物中的能量储存成一种细胞利用的化合物。
五、细胞的遗传物质特点1. DNA分子：存在于细胞核内的大分子，负责遗传信息的保存和传递。
2. RNA分子：帮助DNA复制和传递信息，也可以作为编码传递信息。
3. 基因：是形成有机体某种或某些特有的性状的遗传信息的小部分。
4. 细胞分化：通过基因的不同表达，使细胞在形态和功能上发生差异化。
植物生理学习题及答案(1—13章)李合生主编
第一章植物的水分代谢一、名词解释1．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
2．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3．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。
）：每偏摩尔体积水的化学势差。
符号：ψw。
4．水势（ψw5．渗透势（ψπ）：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号ψπ。
用负值表示。
亦称溶质势（ψs）。
）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。
一般为正值。
符号ψp。
初6．压力势（ψp始质壁分离时，ψp为0，剧烈蒸腾时，ψp会呈负值。
）：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，7．衬质势（ψm以负值表示。
符号ψm 。
8．吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。
9．代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
10．蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。
11．根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12．蒸腾拉力：由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13．蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
（g／dm2·h）14．蒸腾比率：植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量（克）。
15．蒸腾系数：植物制造 1克干物质所需的水分量（克），又称为需水量。
它是蒸腾比率的倒致。
16．内聚力学说：又称蒸腾流-内聚力-张力学说。
即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题1．植物细胞吸水有、和三种方式。
渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水2．植物散失水分的方式有和。
蒸腾作用吐水3．植物细胞内水分存在的状态有和。
自由水束缚水4．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即和。
凝胶溶胶5．一个典型的细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；形成液泡后，细胞主要靠吸水；干种子细胞的水势等于。
ψπ + ψp + ψm；渗透性ψp + ψm；吸涨作用ψm6．植物根系吸水方式有：和。
植物生理学习题及答案(1—13章)李合生主编
第一章植物的水分代谢一、名词解释1．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
2．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3．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。
）：每偏摩尔体积水的化学势差。
符号：ψw。
4．水势（ψw5．渗透势（ψπ）：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号ψπ。
用负值表示。
亦称溶质势（ψs）。
）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。
一般为正值。
符号ψp。
初始质6．压力势（ψp壁分离时，ψp为0，剧烈蒸腾时，ψp会呈负值。
）：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，以负值7．衬质势（ψm表示。
符号ψm 。
8．吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。
9．代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
10．蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。
11．根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12．蒸腾拉力：由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13．蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
（g／dm2·h）14．蒸腾比率：植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量（克）。
15．蒸腾系数：植物制造 1克干物质所需的水分量（克），又称为需水量。
它是蒸腾比率的倒致。
16．内聚力学说：又称蒸腾流-内聚力-张力学说。
即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题1．植物细胞吸水有、和三种方式。
渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水2．植物散失水分的方式有和。
蒸腾作用吐水3．植物细胞内水分存在的状态有和。
自由水束缚水4．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即和。
凝胶溶胶5．一个典型的细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；形成液泡后，细胞主要靠吸水；干种子细胞的水势等于。
ψπ + ψp + ψm；渗透性ψp + ψm；吸涨作用ψm6．植物根系吸水方式有：和。
植物生理学课件第一章绪论(1)
主要参考书
潘瑞炽等编：植物生理学（第六版） 李合生主编:现代植物生理学， 高等教育
出版社，北京 2006 余叔文 汤章诚 主编：植物生理与分子
生物学 L. Taiz & E. Zeiger: Plant Physiology （4th
edition,2002） BB布坎南,W 格鲁依森姆，R L琼斯 主编， 瞿礼嘉，顾红雅等译 植物生物化学与分子 生物学
植物生理学发展、 分化与壮大阶段
我国的植物生理学发展：
钱崇澍：1917年国际刊物公开发表文章，启业人； 李继侗、罗宗络、汤佩松、娄成后：回国、任教、
建实验室，植物生理学科的奠基人。
目前：邓兴旺：The Plant Cell 中国植物科学研究 发展的评述；
论文数增加：The Plant Cell, The Plant Journal, Plant Physiology, Plant Molecular Biology, Cell, Nature, Science.
第六章 光合作用I:植物对光能 的吸收与转换
第七章 光合作用II：光合碳同化 第八章 植物的呼吸代谢及能量转换 第九章 植物次生代谢物（暂不讲） 第十章 韧皮部运输与同化物分配 第十一章 植物生长物质
第十二章 植物的生长与分化 第十三章 植物成花诱导生理 第十四章 植物有性生殖生理 第十五章 植物的成熟与衰老生理 第十六章 植物逆境生理
吸收 水 植物细胞 营 矿 吸收
机理 分
养 质 机理
光合作用： 同化物
呼吸作用
I＆II
运输分配
植物生长 分化与发育
植物生长 分化与发育
生长物质
光控发育
作用机理 逆境适应 温控作用
《植物生理学》第一章 细胞生理ppt课件
第二节 细胞壁的结构与功能
细胞壁—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。
一、细胞壁的组成
典型的细胞壁的组成： 胞间层(intercellular layer)、 初生壁(primary wall) 次生壁(secondary wall)
细胞壁的亚显微结构图解
细胞在初生壁内产生次生壁
有明显的膜包裹，形成 界限分明的细胞核 高度分化，形成多种细 胞器
有丝分裂
A模式图
B显微结构
大液泡 叶绿体 细胞壁 是植物细胞 区别于动物 细胞的三大 结构特征。
二、原生质的性质
• 原生质(protoplasm)是构成细胞的生活物质， 是细胞生命活动的物质基础。
组成原生质的各类物质的相对数量
1.带电性与亲水性 2.扩大界面 3.凝胶作用 4.吸胀作用
在植物细胞中，有不少分子如磷脂、蛋白质、核 酸、叶绿素、类胡萝卜素及多糖等在一定温度范围内 都可以形成液晶态。一些较大的颗粒像核仁、染色体 和核糖体也具有液晶结构。
液晶态与生命活动息息相关比如膜的流动性是生 物膜具有液晶特性的缘故。当温度过高时，膜会从液 晶态转变为液态，其流动性增大，膜透性加大，导致 细胞内葡萄糖和无机离子等大量流失。温度过低也会 使膜的液晶性质发生改变。
物质 水
蛋白质 DNA RNA 脂类 其他有机物 无机物
含量（%） 85 10 0.4 0.7 2 0.4 1.5
平均分子量
18ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ36000
107 4.0 ×105
700 250 55
由于原生质含有大量的水分，使它具有液体的某些性质， 如有很大的表面张力(surface tension)，因而裸露的原生 质体呈球形。
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功 能
信号传递
Longitudinal section through a plasmodesma. Plasma membrane (PM), endoplasmic reticulum (ER), cell wall (CW)
原生质
带电性和亲水性 胶体特性 扩大界面 凝胶作用 吸胀作用 液晶性质
因此,整个生物膜可以看成是由不同组织结构、 不同大小、不同性质、不同流动性的、可移动 的“块”所组成 , 高度流动性的区域和流动性 比较小的区域可以同时存在, 随着生理状态和 境条件的改变 , 这些“板块”间可以彼此转化 。 板块镶嵌模型有利于说明膜功能的多样性及调节 机制的复杂性 , 是对流动镶嵌模型补充和发展。
胞间连丝（plasmodesma)
指穿越细胞壁、连接相邻细胞原生质（体）的管状通道 植物细胞之间通过胞间连丝相互联系。 植物体活细胞的原生质体 共质体 (symplast)： 通过胞间连丝形成的连续整体。 质外体 (apoplast)： 原生质以外的胞间层、 细胞壁、胞间隙及导管空腔。 物质交换
植物细胞的结构
细胞壁的合成
Biosynthesis of the wall requires a coordination of the synthesis of cellulose microfibrils at the plasma membrane surface, with the synthesis and glycosylation of proteins and wallmodifying enzymes at the rough ER and the synthesis of all noncellulosic polysaccharides at the Golgi apparatus.
ห้องสมุดไป่ตู้
植 物 内 质 网 系 统 的 功 能 域
1.3
一、
二、 1.
2.
液晶态：介于固态与液态之间的 一种状态。 既有固体结构的规则性，又有液 体的流动性。
流动镶嵌模型
板块镶嵌模型（plate mosaic model）
1977年贾因 (M.K.Gain)和怀特 (White)提出。 生物膜脂质可以在环境温度或其他化学成分变化的 影响下 , 或由于膜中同时存在着不同脂质(脂肪链的长 短或不同的饱和度), 或者由于蛋白质和蛋白质、蛋白 质和脂质间的相互作用 , 使膜脂的局部经常处于一种 “相变” 状态 , 即一部分脂区表现为从液晶态转变为 晶态 , 而另一部分脂区表现为从晶态转变为液晶态。