植物生理学版潘瑞炽编知识要点

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.Sachs被称为植物生理学的奠基人（ 1882年编写了《植物生理学讲义》 ），Sachs和他的弟子Pfeffer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K+的进入，苹果酸和Cl—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) CO2对气孔运动的影响显着（低CO2促进气孔张开） 5) 脱落酸（ABA）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NADH氧化为NAD+，并放出H+和e—，使FAD还原为FADH2

b) FADH2放出H+和e—，氧化为FAD，把电子传到Cyt b557，使Fe3+还原为Fe2+

c) Fe2+将电子交给MoCo（钼辅因子）的Mo6+，使之还原为Mo4+ d) Mo4+释放电子，连同H+将NO3—还原为NO2—，并生成水 2) 亚硝酸盐还原成铵 a) 由光合作用提供e—经过Fd还原 b) 提供电子给NiR（亚硝酸还原酶），最后将电子传给NO2—而还原为NH4+

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（NH4+

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（NH4+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（NH4+

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（＝CH—）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ALA，2分子ALA合成胆色素原（PBG） 2) 4个PBG聚合成原卟啉IX，导入镁原子，形成Mg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ATP的过程）

暗反应——碳同化：是利用光反应形成的同化力（ATP和NADPH）将CO2

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Mn（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ph（原初电子受体）

2) ph将电子传递给PQ（质体醌），质体醌将电子传给细胞色素bf（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(PC)，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 →4Fe-4S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（FD）。最后在铁氧还蛋