植物生理学 植物体内有机物的代谢
植物有机物的分解
植物有机物的分解
分解过程比较复杂，大致分为三个阶段：
1、机械作用阶段：由于物理的和生物的作用，动植物遗体被分解成为颗粒和碎屑，即碎裂。
2、生物异化作用阶段：腐生生物在酶的作用下，把有机物碎屑转变成为腐殖酸和其他可溶性有机物，即从聚合体变成单体．然后腐殖酸和其它可溶性有机物缓慢分解，逐步变成生产者可以重新利用的无机物。
3、淋溶过程：可溶性物质被水淋洗出来，进入土壤。
在自然界中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。
植物生理学课后习题答案
第一章植物的水分心理1.将植物细胞分离放在纯水和1mol/L蔗糖溶液中,细胞的渗入渗出势.压力势.水势及细胞体积各会产生什么变更？答：在纯水中,各项指标都增大;在蔗糖中,各项指标都下降.2.从植物心理学角度,剖析农谚“有收无收在于水”的道理.答：水,孕育了性命.陆生植物是由水生植物进化而来的,水是植物的一个重要的“先天”情况前提.植物的一切正常性命活动,只有在必定的细胞水分含量的状况下才干进行,不然,植物的正常性命活动就会受阻,甚至停滞.可以说,没有水就没有性命.在农业临盆上,水是决议收成有无的重要身分之一.水分在植物性命活动中的感化很大,重要表示在4个方面：●水分是细胞质的重要成分.细胞质的含水量一般在70~90%,使细胞质呈溶胶状况,包管了兴旺的代谢感化正常进行,如根尖.茎尖.假如含水量削减,细胞质便变成凝胶状况,性命活动就大大削弱,如休眠种子.●水分是代谢感化进程的反响物资.在光合感化.呼吸感化.有机物资合成和分化的进程中,都有水分子介入.●水分是植物对物资接收和运输的溶剂.一般来说,植物不克不及直接接收固态的无机物资和有机物资,这些物资只有在消融在水中才干被植物接收.同样,各类物资在植物体内的运输,也要消融在水中才干进行.●水分能保持植物的固有姿势.因为细胞含有大量水分,保持细胞的重要度（即膨胀）,使植物枝叶挺拔,便于充分接收光照和交流气体.同时,也使花朵张开,有利于传粉.3.水分是若何跨膜运输到细胞内以知足正常的性命活动的须要的？●经由过程膜脂双分子层的间隙进入细胞.●膜上的水孔蛋白形成水通道,造成植物细胞的水分集流.植物的水孔蛋白有三种类型：质膜上的质膜内涵蛋白.液泡膜上的液泡膜内涵蛋白和根瘤共生膜上的内涵蛋白,个中液泡膜的水孔蛋白在植物体中散布最丰硕.水分透过性最大.4.水分是若何进入根部导管的？水分又是若何运输到叶片的？答：进入根部导管有三种门路：●质外体门路：水分通细致胞壁.细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻力小,移动速度快.●跨膜门路：水分从一个细胞移动到另一个细胞,要两次经由过程质膜,还要经由过程液泡膜.●共质体门路：水分从一个细胞的细胞质经由胞间连丝,移动到另一个细胞的细胞质,形成一个细胞质的持续体,移动速度较慢.这三条门路配合感化,使根部接收水分.根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力.运输到叶片的方法：蒸腾拉力是水分上升的重要动力,使水分在茎内上升到达叶片,导管的水分必须形成持续的水柱.造成的原因是：水分子的内聚力很大,足以抵抗张力,包管由叶至根水柱不竭,从而使水分不竭上升.5.植物叶片的气孔为什么在光照前提下会张开,在阴郁前提下会封闭？●保卫细胞细胞壁具有伸缩性,细胞的体积能可逆性地增大40~100%.●保卫细胞细胞壁的厚度不合,散布不平均.双子叶植物保卫细胞是肾形,内壁厚.外壁薄,外壁易于伸长,吸水时向外扩大,拉开气孔;禾本科植物的保卫细胞是哑铃形,中央厚.两端薄,吸水时,横向膨大,负气孔张开.保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖,累积在液泡中,下降渗入渗出势,于是吸水膨胀,气孔张开;在阴郁前提下,进行呼吸感化,消费有机物,升高了渗入渗出势,于是掉水,气孔封闭.6.气孔的张开与保卫细胞的什么构造有关？●细胞壁具有伸缩性,细胞的体积能可逆性地增大40~100%.●细胞壁的厚度不合,散布不平均.双子叶植物保卫细胞是肾形,内壁厚.外壁薄,外壁易于伸长,吸水时向外扩大,拉开气孔;禾本科植物的保卫细胞是哑铃形,中央厚.两端薄,吸水时,横向膨大,负气孔张开.9.设计一个证实植物具有蒸腾感化的试验装配.10.设计一个测定水分运输速度的试验.第二章植物的矿质养分1.植物进行正常性命活动须要哪些矿质元素？若何用试验办法证实植物发展需这些元素？答：分为大量元素和微量元素两种：●大量元素：C H O N P S K Ca Mg Si●微量元素：Fe Mn Zn Cu Na Mo P Cl Ni试验的办法：应用溶液造就法或砂基造就法证实.经由过程参加部分养分元素的溶液,不雅察植物是否可以或许正常的发展.假如能正常发展,则证实缺乏的元素不是植物发展必须的元素;假如不克不及正常发展,则证实缺乏的元素是植物发展所必须的元素.2.在植物发展进程中,若何辨别产生缺氮.磷.钾现象;若产生,可采取哪些解救措施？缺氮：植物矮小,叶小色淡或发红,分枝少,花少,子实不饱满,产量低.解救措施：施加氮肥.缺磷：发展迟缓,叶小,分枝或分蘖削减,植株矮小,叶色暗绿,开花期和成熟期都延迟,产量下降,抗性削弱.解救措施：施加磷肥.缺钾：植株茎秆荏弱易倒伏,抗旱性和抗寒性均差,叶色变黄,逐渐坏逝世,缺绿开端在老叶.解救措施：施加钾肥.4.植物细胞经由过程哪些方法来接收溶质以知足正常性命活动的须要？(一)集中1.简略集中：溶质从高浓度的区域跨膜移向浓度较低的临近区域的物理进程.2.易化集中：又称协助集中,指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度或电化学梯度跨膜转运,不须要细胞供给能量.(二)离子通道：细胞膜中,由通道蛋白构成的孔道,掌握离子通细致胞膜.(三)载体：跨膜运输的内涵蛋白,在跨膜区域不形成明显的孔道构造.1.单向运输载体：（uniport carrier）能催化分子或离子单倾向地顺着电化学势梯度跨质膜运输.2.同向运输器：（symporter）指运输器与质膜外的H联合的同时,又与另一分子或离子联合,统一倾向运输.3.反向运输器：（antiporter）指运输器与质膜外侧的H联合的同时,又与质膜内侧的分子或离子联合,两者朝相反的倾向运输.(四)离子泵：膜内涵蛋白,是质膜上的ATP酶,通度日化ATP释放能量推进离子逆化学势梯度进行跨膜转运.(五)胞饮感化：细胞经由过程膜的内陷从外界直接摄取物资进入细胞的进程.7.植物细胞经由过程哪些方法来掌握胞质中的钾离子浓度？●钾离子通道：分为内向钾离子通道和外向钾离子通道两种.内向钾离子通道是掌握胞外钾离子进入胞内;外向钾离子掌握胞内钾离子外流.●载体中的同向运输器.运输器与质膜外侧的氢离子联合的同时,又与另一钾离子联合,进行统一倾向的运输,其成果是让钾离子进入到胞内.8.无土栽培技巧在农业临盆上有哪些应用？●可以经由过程无土栽培技巧,肯定植物发展所必须的元素和元素的须要量,对于在农业临盆中,进行合理的施肥有指点的感化.●无土栽培技巧可以或许对植物的发展前提进行掌握,植物发展的速度快,可用于大量的培养幼苗,之后再栽培在泥土中.10.在作物栽培时,为什么不克不及施用过量的化肥,如何施肥才比较合理？过量施肥时,可使植物的水势下降,根系吸水艰苦,烧伤作物,影响植物的正常心理进程.同时,根部也接收不了,造成糟蹋.合理施肥的根据：●根据形态指标.边幅和叶色肯定植物所缺乏的养分元素.●经由过程对叶片养分元素的诊断,联合施肥,使养分元素的浓度尽量位于临界浓度的四周.●测土配方,肯定泥土的成分,从而肯定缺乏的肥料,按必定的比例施肥.11.植物对水分和矿质元素的接收有什么关系？是否完整一致？关系：矿质元素可以消融在溶液中,经由过程溶液的流淌来接收.两者的接收不完整一致雷同点：①两者都可以经由过程质外体门路和共质体门路进入根部.②温度和通气状况都邑影响两者的接收.不合点：①矿质元素除了根部接收后,还可以经由过程叶片接收和离子交流的方法接收矿物资.②水分还可以经由过程跨膜门路在根部被接收.12.细胞接收水分和接收矿质元素有什么关系？有什么异同？关系：水分在经由过程集流感化接收时,会同时运输少量的离子和小溶质调节渗入渗出势.雷同点：①都可以经由过程集中的方法来接收.②都可以经由通道来接收.不通电：①水分可以经由过程集流的方法来接收.②水分经由的是水通道,矿质元素经由的是离子通道.③矿质元素还可以经由过程载体.离子泵和胞饮的情势来运输.13.天然界或栽种作物进程中,叶子消失红色,为什么？●缺乏氮元素：氮元素少时,用于形成氨基酸的糖类也削减,余下的较多的糖类形成了较多的花色素苷,故呈红色.●缺乏磷元素：磷元素会影响糖类的运输进程,当磷元素缺乏时,阻碍了糖分的运输,使得叶片积聚了大量的糖分,有利于花色素苷的形成.●缺乏了硫元素：缺乏硫元素会有利于花色素苷的积聚.●天然界中的红叶：秋季降温时,植物体内会积聚较多的糖分以顺应严寒,体内的可溶性糖分增多,形成了较多的花色素苷.14.植株矮小,可能是什么原因？(六)缺氮：氮元素是合成多种性命物资所需的须要元素.(七)缺磷：缺乏磷元素时,蛋白质的合成受阻,新细胞质和新细胞核形成较少,影响细胞决裂,发展迟缓,植株矮小.(八)缺硫：硫元素是某些蛋白质或生物素.酸类的重要构成物资.(九)缺锌：锌元素是叶绿素合成所需,发展素合成所需,且是酶的活化剂.(十)缺水：水介入了植物体内大多半的反响.15.引起嫩叶发黄和老叶发黄的分离是什么元素？请列表解释.●引起嫩叶发黄的：S Fe,两者都不克不及从老叶移动到嫩叶.●引起老叶发黄的：K N Mg Mo,以上元素都可以从老叶移动到嫩叶.●Mn既可以引起嫩叶发黄,也可以引起老叶发黄,依植物的种类和发展速度而定.16.叶子变黄可能是那些身分引起的？请剖析并提出证实的办法.●缺乏下列矿质元素：N Mg F Mn Cu Zn.证实办法是：溶液造就法或砂基造就法.剖析：N和Mg是构成叶绿素的成分,其他元素可能是叶绿素形成进程中某些酶的活化剂,在叶绿素形成进程中起间接感化.●光照的强度：光线过弱,会晦气于叶绿素的生物合成,使叶色变黄.证实及剖析：在一致的正常前提下造就两份植株,之后一份植株保持原状造就,另一份放置在光线较弱的前提下造就.比较两份植株,哪一份起首消失叶色变黄的现象.●温度的影响：温度可影响酶的活性,在叶绿素的合成进程中,有大量的酶的介入,是以过高或过低的温度都邑影响叶绿素的合成,从而影响了叶色.证实及剖析：在一致正常的前提下,造就三份植株,之后个中的一份保持原状造就,一份放置在低温下造就,另一份放置在高温前提下造就.比较三份植株变黄的时光.第三章植物的光合感化1.植物光合感化的光反响和碳反响是在细胞的哪些部位进行的？为什么？答：光反响在类囊体膜（光合膜）长进行的,碳反响在叶绿体的基质中进行的.原因：光反响必须在光下才干进行的,是由光引起的光化学反响,类囊体膜是光合膜,为光反响供给了光的前提;碳反响是在暗处或光处都能进行的,由若干酶催化的化学反响,基质中有大量的碳反响须要的酶.2.在光合感化进程中,ATP和NADPH是若何形成的？又是如何被应用的？答：形成进程是在光反响的进程中.●非轮回电子传递形成了NADPH：PSII和PSI配合受光的激发,串联起来推进电子传递,从水中夺电子并将电子最终传递给NADP+,产生氧气和NADPH,是凋谢式的通路.●轮回光和磷酸化形成了ATP：PSI产生的电子经由一些传递体传递后,陪同形成腔表里H浓度差,只引起ATP的形成.●非轮回光和磷酸化时两者都可以形成：放氧复合体处水裂解后,吧H释放到类囊体腔内,把电子传递给PSII,电子在光和电子传递链中传递时,陪同着类囊体外侧的H转移到腔内,由此形成了跨膜的H浓度差,引起ATP的形成;与此同时把电子传递到PSI,进一步进步了能位,形成NADPH,此外,放出氧气.是凋谢的通路.应用的进程是在碳反响的进程中进行的.C3门路：甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化,在甘油酸-3-磷酸激酶催化下,形成甘油酸-1,3-二磷酸,然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶感化下被NADPH还原,形成甘油醛-3-磷酸.C4门路：叶肉细胞的叶绿体中草酰乙酸经由NADP-苹果酸脱氢酶感化,被还原为苹果酸.C4酸脱羧形成的C3酸再运回叶肉细胞,在叶绿体中,经丙酮酸磷酸双激酶催化和ATP感化,生成CO2受体PEP,使反响轮回进行.3.试比较PSI和PSII的构造及功效特色.4.光和感化的氧气是如何产生的？答：水裂解放氧是水在光照下经由PSII的放氧复合体感化,释放氧气,产生电子,释放质子到类囊体腔内.放氧复合体位于PSII类囊体膜腔概况.当PSII反响中间色素P680受激发后,把电子传递到脱镁叶绿色.脱镁叶绿素就是原初电子受体,而Tyr是原初电子供体.掉去电子的Tyr又经由过程锰簇从水分子中获得电子,使水分子裂解,同时放出氧气和质子.6.光合感化的碳同化有哪些门路？试述水稻.玉米.菠萝的光合碳同化门路有什么不合？答：有三种门路C3门路.C4门路和景天酸代谢门路.水稻为C3门路;玉米为C4门路;菠萝为CAM.7.一般来说,C4植物比C3植物的光合产量要高,试从它们各自的光合特点以及心理特点比较剖析.总体的结论是,C4植物的光合效力大于C3植物的光合效力.8.从光呼吸的代谢门路来看,光呼吸有什么意义？光呼吸的门路：在叶绿体内,光照前提下,Rubisco把RUBP氧化成乙醇酸磷酸,之后在磷酸酶感化下,脱去磷酸产生乙醇酸;在过氧化物酶体内,乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢,过氧化氢变成洋气,乙醛酸形成甘氨酸;在线粒体内,甘氨酸变成丝氨酸;过氧化物酶体内形成羟基丙酮酸,最终成为甘油酸;在叶绿体内,产生甘油-3-磷酸,介入卡尔文轮回.●在干旱和高辐射时代,气孔封闭,CO2不克不及进入,会导致光克制.光呼吸会释放CO2,消费过剩的能量,对光合器官起到呵护的感化,防止产生光克制.●在有氧前提下,经由过程光呼吸可以收受接管75%的碳,防止损掉过多.●有利于氮的代谢.9.卡尔文轮回和光呼吸的代谢有什么接洽？●卡尔文轮回产生的有机物的1/4经由过程光呼吸来消费.●氧气浓度高时,Rubisco作为加氧酶,是RUBP氧化,进行光呼吸;CO2高时,Rubisco作为羧化酶,使CO2羧化,进行卡尔文轮回.●光呼吸的最终产品是甘油酸-3-磷酸,介入到卡尔文轮回中.10.经由过程进修植物水分代谢.矿质元素和光合感化常识之后,你以为如何才干进步农作物的产量.●合理浇灌.合理浇灌可以改良作物各类心理感化,还能改变栽培情况,间接地对感化产生影响.●合理追肥.根据植物的形态指标和心理指标肯定追肥的种类和量.同时,为了进步肥效,须要恰当的浇灌.恰当的深耕和改良施肥的方法.●光的强度尽量的接近于植物的光饱和点,使植物的光合速度最大,最大可能的积聚有机物,但是同时留意光强不克不及太强,会产生光克制的现象.●栽培的密度适度的大点,肥水充足,植株繁茂,能接收更多的CO2,但同时要留意光线的强弱,因为跟着光强的增长CO2的应用率增长,光合速度加快.同时,可经由过程人工的增长CO2含量,进步光合速度.●使作物在合适的温度规模内栽植,使作物体内的酶的活性在较强的程度,加快光合感化的碳反响进程,积聚更多的有机物.11.C3植物.C4植物和CAM在固定CO2方面的异同.12.据你所知,叶子变黄可能与什么前提有关,请周全评论辩论.●水分的缺掉.水分是植物进行正常的性命活动的基本.●矿质元素的缺掉.有些矿质元素是叶绿素合成的元素,有些矿质元素是叶绿素合成进程中酶的活化剂,这些元素都影响叶绿素的形成,消失叶子变黄.●光前提的影响.光线过弱时,植株叶片中叶绿素分化的速度大于合成的速度,因为缺乏叶绿素而使叶色变黄.●温度.叶绿素生物合成的进程中须要大量的酶的介入,过高或过低的温度都邑影响酶的活动,从而影响叶绿素的合成.●叶片的年轻.叶片年轻时,叶绿素轻易降解,数目削减,而类胡萝卜素比较稳固,所以叶色呈现出黄色.13.高O2浓度对光合进程有什么影响？答：对于光合进程有克制的感化.高的O2浓度,会促进Rubisco的加氧酶的感化,更倾向于进行光呼吸,从而克制了光合感化的进行.15.“霜叶红于二月花”,为什么霜降后枫叶变红？答：霜降后,温度下降,体内积聚了较多的糖分以顺应严寒,体内的可溶性糖多了,就形成较多的花色素苷,叶子就呈红色的了.第四章植物的呼吸感化6.用很低浓度的氰化物和叠氮化合物或高浓度的CO处理植物,植物很快会产生损害,试剖析该损害的原因是什么？答：上述的处理办法会造成植物的呼吸感化的克制,使得植物不克不及进行正常的呼吸感化,为植物体供给的能量也削减了,从而造成了损害的感化.7.植物的光合感化与呼吸感化有什么关系？相干性：●载能的媒体雷同：ATP.NADPH.●物资相干：许多重要的中央产品是可以瓜代应用的.●光合感化的O2可以用于呼吸感化;呼吸感化的CO2可以用于光合感化.●磷酸化的机制雷同：化学渗入渗出学说.8.植物的光呼吸和暗呼吸有哪些差别？对9.光合磷酸化与氧化磷酸化有什么异同？雷同点：使ADP与pi合成ATP.10.剖析下列的措施,并解释它们有什么感化？●将果蔬贮消失低温下.●小麦.水稻.玉米.高粱等食粮贮藏之前要晒干.●给作物中耕松土.●初春严寒季候,水稻浸种催芽时,经常应用温水淋种和不时翻种.答：剖析如下●在低温情况下,果蔬的呼吸感化较弱,削减了有机物的消费,保持了果蔬的质量.●食粮晒干之后,因为没有水分,从而不会再进行光合感化.若含有水分,呼吸感化会消费有机物,同时,反响生成的热量会使食粮发霉演变.●改良泥土的通气前提.●掌握温度和空气,使呼吸感化顺遂进行.11.绿茶.红茶和乌龙茶是如何制成的？道理安在？第五章植物体内有机物的代谢第六章植物体内有机物的运输1.植物叶片中合成的有机物资是以什么情势和经由过程什么门路运输到根部？若何用试验证实植物体内有机物运输的情势和门路？答：情势主如果还原性糖,例如蔗糖.棉子糖.水苏糖和毛蕊糖,个中以蔗糖为最多.运输门路是筛分子-伴胞复合体经由过程韧皮部运输.验证情势：应用蚜虫的吻刺法收集韧皮部的汁液. 蚜虫以其吻刺拔出叶或茎的筛管细胞汲取汁液.当蚜虫汲取汁液时,用CO2麻醉蚜虫,用激光将蚜虫吻刺于下唇处割断,瘦语处不竭流出筛管汁液,可收集汁液供剖析.验证门路：应用放射性同位素示踪法.5.木本植物怕剥皮而不怕空心,这是什么道理？答：叶片是植物有机物合成的地方,合成的有机物经由过程韧皮部向双向运输,供植物的正常性命活动.剥皮等于损坏了植物的韧皮部,使有机物的运输收到阻碍.第七章细胞旌旗灯号转导1.什么叫旌旗灯号转导？细胞旌旗灯号转导包含哪些进程？答：旌旗灯号转导是指细胞偶联各类刺激旌旗灯号与其引起的特定心理效应之间的一系列分子反响机制.包含四个步调：第一,旌旗灯号分子与细胞概况受体的相联合;第二,跨膜旌旗灯号转换;第三,在细胞内经由过程旌旗灯号转导收集进行旌旗灯号传递.放大和整合;第四,导致心理生化变更.2.什么叫钙调蛋白？它有什么感化？答：钙调蛋白是一种耐热的球蛋白,具有148个氨基酸的单链多肽.两种方法起感化：第一,可以直接与靶酶联合,引诱构象变更而调节靶酶的活性;第二,与CA联合,形成活化态的CA/cam复合体,然后再与靶酶联合,将靶酶激活.3.蛋白质可逆磷酸化在细胞旌旗灯号转导中有什么感化？答：是生物体内一种广泛的翻译后润饰方法.细胞内第二信使如CA等往往经由过程调节细胞内多种蛋白激酶和蛋白磷酸酶,从而调节蛋白质的磷酸化和去磷酸化进程,进一步传递旌旗灯号.4.植物细胞内钙离子浓度变更是若何完成的？答：细胞壁是胞外钙库.质膜上的CA通道掌握CA内流,而质膜上的CA泵负责将CA泵出细胞.胞内钙库的膜上消失CA通道.CA泵和CA/H反向运输器,前者掌握CA外流,后两者将胞质CA泵入胞内钙库.第八章植物发展物资1.发展素是在植物体的哪些部位合成的？发展素的合成有哪些门路？答：合成部位---叶原基.嫩叶.发育中种子门路（底物是色氨酸）----吲哚丙酮酸门路.色胺门路.吲哚乙腈门路和吲哚乙酰胺门路.2.根尖和茎尖的薄壁细胞有哪些特色与发展素的极性运输是相顺应的？答：发展素的极性运输是指发展素只能从植物体的形态学上端向下端运输.在细胞基部的质膜上有专一的发展素输出载体.3.植物体内的赤霉素.细胞决裂素和脱落酸的生物合成有何接洽.4.细胞决裂素是如何促进细胞决裂的？答：CTK+CRE1——旌旗灯号的跨膜转换——CRE1上的pi基团到组氨酸磷酸转移蛋白上——细胞核内反响蛋白——基因表达——细胞决裂5.喷鼻蕉.芒果.苹果果实成熟时代,乙烯是如何形成的？乙烯又是如何引诱果实成熟的？答：Met——SAM——ACC+O2——Eth（MACC）引诱果实的成熟：促进呼吸强度,促进代谢;促进有机物资的转化;促进质膜透性的增长.6.发展素与赤霉素,发展素与细胞决裂素,赤霉素与脱落酸,乙烯与脱落酸各有什么互相关系？8.发展素.赤霉素.细胞决裂素.脱落酸和乙烯在农业临盆上有何感化？赤霉素：1.在啤酒临盆上可促进麦芽糖化.2.促进抽芽.3.促进发展.4.促进雄花产生.细胞决裂素：细胞决裂素可用于蔬菜.生果和鲜花的保鲜保绿.其次,细胞决裂素还可用于果树和蔬菜上,重要感化用于促进细胞扩大,进步坐果率,延缓叶片年轻.脱落酸：1.克制发展2.促进休眠3.引起气孔封闭4.增长抗逆性乙烯：1.催熟果实.2.促进年轻.10.要使水稻秧苗矮壮分蘖多,你在水肥治理或植物发展调节剂应用方面有什么建议？。
植物生理学-植物体内有机物代谢
Literature (2)
PubMed (2)
Enzyme (4)
BRENDA (1)
EXPASY-ENZYME (1)
EXPLORENZ (1) IUBMB (1)
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第二节 萜类
一、萜类的定义,种类与分布 二、生物合成 三、药理作用 四、重要化合物简介
一、萜类的定义,种类与分布
SORBI_05g020150 SORBI_05g020160 SORBI_05g020170 SORBI_05g022500
SORBI_07g024260 ZMA: 100272924 100274415(c2) 100282642 PPP: PHYPADRAFT_104998 PHYPADRAFT_126819 PHYPADRAFT_56017
定义：由初生代谢物转变成其它有机物的代谢。 物质的主要类型：萜类, 酚类, 含氮次生物 主要储存场所：液泡, 细胞壁等 作用：调控(激素), 防御, 色香味(繁殖). 工业与药用原料等 代谢特征：最终代谢物, 多数不再代谢和不分解
二. 次生代谢的主要类型, 代谢途径及与初生代谢的关系
4C糖
3C糖
** *
C00223 + 3 C00083 <=> C06561 + 4 C00010 + 3 C00011
Commen t RPair
Enzyme Pathwa y Orthol ogy
multi-step reaction
RP00051 C00010_C00083 main RP00144 C00010_C00223 main RP05694 C00011_C00083 leave RP06631 C00083_C06561 trans RP06632 C00223_C06561 trans RP10885 C00083_C06561 trans RP13393 C00083_C06561 trans
植物生理学提纲
植物生理学提纲绪论植物生理学是研究生命活动规律的科学。
它的内容可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等3个方面。
植物生理学的任务是将研究成果应用于一切植物生产事业中。
植物生理学的发展起源于农业生产活动。
随着物理、化学的发展，植物生理学亦有较大的突破。
植物生理学的发展大致可分为孕育时期、奠基与成长时期、发展时期等3个时期。
近二三十年来，植物生理学发展有4大特点：(1)研究层次越来越宽广；(2)学科之间相互渗透；(3)理论联系实际；(4)研究手段现代化。
第一章植物的水分生理重点与难点重点：(1)植物细胞对水分的吸收。
(2)植物根系对水分的吸收。
(3)气孔运动的机理。
(4)合理灌溉与节水农业。
难点：植物细胞水势的概念及其组成。
没有水，便没有生命。
水分在植物生命活动中起着极大的作用。
一般植物组织的含水量大约占鲜重的3／4。
细胞吸水有3种方式：扩散、集流和渗透作用，其中以渗透作用为主。
植物细胞是一个渗透系统，它的吸水决定于水势：水势=渗透势+压力势细胞与细胞(或溶液)之间的水分移动方向，决定于两者的水势，水分从水势高处流向水势低处。
根系吸水的途径有3种：质外体途径、跨膜途径和共质体途径，后两种途径统称为细胞途径。
植物的主要吸水器官是根部。
根部吸水动力有根压和蒸腾拉力两种。
根压与根系生理活动有关，蒸腾拉力与叶片蒸腾有关，所以影响根系活动和蒸腾速率的内外条件，都影响根系吸水。
植物不仅吸水，而且不断失水，这是一个问题的两个不同方面。
植物的水分生理就是在这样既矛盾又统一的状况下进行的。
维持水分平衡是植物正常活动的关键。
植物失水方式有两种：吐水和蒸腾。
蒸腾作用在植物生活中具有重要的作用。
气孔是植物体与外界交换的“大门”，也是蒸腾的主要通道。
气孔运动的机制有3种看法：淀粉一糖互变、钾离子的吸收和苹果酸生成。
糖、K+、苹果酸等进入保卫细胞的液泡，水势下降，吸水膨胀，气孔就开放。
气孔清晨开放以K+积累为主，午后气孔关闭则以糖减少为主。
植物生理学习题集及参考答案
第一章植物的水分生理一、名词解释1．半透膜：亦称选择透性膜。
为一类具有选择透性的薄膜，其允许一些分子通过，限制另一些分子通过。
理想的半透膜是水分子可自由通过，而溶质分子不能通过。
2．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，以负值表示。
符号：ψm。
3．压力势：指细胞吸收水膨胀，因膨压和壁压相互作用的结果，使细胞液的水势增加的值。
符号：ψp。
4．水势：每偏摩尔体积水的化学势差。
符号：ψw。
5．渗透势：指由于溶质的存在，而使水势降低的值，用ψπ表示。
溶液中的ψπ=-CiRT。
6．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
7．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水。
8．质外体途径：指水分不经过任何生物膜，而通过细胞壁和细胞间隙的移动过程。
9．渗透作用：指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。
10．根压：指植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
11．共质体途径：指水分经胞间连丝从一个细胞进入另一个细胞的移动途径。
12．吸涨作用：指亲水胶体吸水膨胀的现象。
13．跨膜途径：指水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次经过质膜的运输方式。
14．水的偏摩尔体积：指在一定温度和压力下，1mol水中参加1mol某溶液后，该1mol水所占的有效体积。
15．化学势：每摩尔物质所具有的自由能就是该物质的化学势。
16．内聚力学说：亦称蒸腾-内聚力-张力学说。
是根据水分的内聚力来解释水分在木质部中向上运输的学说，为H·H·Dixon与O·Rener在20世纪初提出的。
17．皮孔蒸腾：指水分通过树干皮孔进行的蒸腾，占植物的水分蒸腾量之比例很小。
18．气孔蒸腾：是水分通过叶片气孔进行的蒸腾，它在植物的水分蒸腾中占主导地位。
19．气孔频度：指1cm2叶片上的气孔数。
20．水分代谢：指水分被植物体吸收、运输和排出这三个过程。
21．蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
植物生理学习题及答案 第五章 植物体内有机物的代谢.
7、√
8、×
五、选择题
1、A
2、B
3、C
4、B
5、A
6、B
7、A
8、B
六、填空题
1、异戊二烯,倍半萜、双萜、三萜
2、甲羟戊酸途径、甲基赤藓醇磷酸途径
3、单萜类、双萜类、多萜类
4、莽草酸途径、丙二酸途径
5、木质素
6、含N杂环
7、酚类醇衍生物黄烷衍生物
8、黄烷、B环取代物、红色、蓝色
9、抗病、合成芳香族氨基酸、合成生长素10、含氮杂环、氮素、氨基酸、氮肥11、苯丙氨酸和酪氨酸
上述四种醇类经过糖基化作用,进一步形成葡萄香豆醇、松柏苷、5-羟基阿魏苷和丁香苷,再通过质膜运输到细胞壁,在β-糖苷酶作用下释放出相应的单体(醇最后这些单体经过氧化和聚合作用形成木质素。
3、答:(1挥发油,多是单萜和倍半萜类化合物,广泛分布于植物界,它能使植物引诱昆
虫传粉,或防止动物的侵袭。
(2固醇,是三萜类的衍生物,是质膜的主要组成,它是与昆虫脱皮有关的植物脱皮激素的成分。
(3类胡萝卜素的四萜的衍生物,包括胡萝卜素、叶黄素,番茄红素等,常能决定花、叶和果实的颜色。胡萝卜素和叶黄素能吸收光能,参与光合作用,胡萝卜素也是维生素A的主要来源。
(4橡胶是最有名的高分子化合物,一般由1500—15000个异戊二烯单位所组成。橡胶由橡胶树的乳汁管流出,对植物有保护作用,如封闭伤口和防御食草动物取食等。
三、名词解释
1、类萜:由异戊二烯(五碳化合物组成的,链状的或环状的次生植物物质。
2、酚类:是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。
3、生物碱:是一类含氮杂环化合物,一般具有碱性。如阿托品、吗啡、烟碱等。
《植物生理学》第七版课后习题答案
《植物⽣理学》第七版课后习题答案第⼀章植物的⽔分⽣理⽔势：⽔溶液的化学势与纯⽔的化学势之差，除以⽔的偏摩尔体积所得商。
渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了⽔的⾃由能，因⽽其⽔势低于纯⽔⽔势的⽔势下降值。
压⼒势：指细胞的原⽣质体吸⽔膨胀，对细胞壁产⽣⼀种作⽤⼒相互作⽤的结果，与引起富有弹性的细胞壁产⽣⼀种限制原⽣质体膨胀的反作⽤⼒。
质外体途径：指⽔分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻⼒⼩，移动速度快。
共质体途径：指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，形成⼀个细胞质的连续体，移动速度较慢。
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。
根压：由于⽔势梯度引起⽔分进⼊中柱后产⽣的压⼒。
蒸腾作⽤：指⽔分以⽓体状态，通过植物体的表⾯（主要是叶⼦），从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率：植物在⼀定时间内单位叶⾯积蒸腾的⽔量。
蒸腾⽐率：光合作⽤同化每摩尔CO2 所需蒸腾散失的⽔的摩尔数。
⽔分利⽤率：指光合作⽤同化CO2 的速率与同时蒸腾丢失⽔分的速率的⽐值。
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。
⽔分临界期：植物对⽔分不⾜特别敏感的时期。
1. 将植物细胞分别放在纯⽔和1mol/L 蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压⼒势、⽔势及细胞体积各会发⽣什么变化？答：在纯⽔中，各项指标都增⼤；在蔗糖中，各项指标都降低。
2. 从植物⽣理学⾓度，分析农谚“有收⽆收在于⽔”的道理。
答：⽔，孕育了⽣命。
陆⽣植物是由⽔⽣植物进化⽽来的，⽔是植物的⼀个重要的“先天”环境条件。
植物的⼀切正常⽣命活动，只有在⼀定的细胞⽔分含量的状况下才能进⾏，否则，植物的正常⽣命活动就会受阻，甚⾄停⽌。
可以说，没有⽔就没有⽣命。
在农业⽣产上，⽔是决定收成有⽆的重要因素之⼀。
⽔分在植物⽣命活动中的作⽤很⼤，主要表现在4个⽅⾯：⽔分是细胞质的主要成分。
植物生理学：第五章 植物体内有机物质的代谢和运输
一、植物体内有机物质的运输系统
短距离运输系统
一、植物体内有机物质的运输系统
短距离运输系统
一、植物体内有机物质的运输系统
（二）长距离运输系统：指器官之间、源与库之间运输， 长距离运输系统：指器官之间、源与库之间运输， 距离从几厘米到上百米
1、微管束的组成：以导管为中心的富含纤维组织的木质部；以 微管束的组成：以导管为中心的富含纤维组织的木质部； 木质部 韧皮部； 筛管为中心的周围有薄壁组织伴连的韧皮部 筛管为中心的周围有薄壁组织伴连的韧皮部；穿插与包围木 质部和韧皮部的多种细胞，微管束鞘。 质部和韧皮部的多种细胞，微管束鞘。 微管束的功能： 2、微管束的功能： • 通常情况下，水分与无机盐通过木质部输送，有机物通过韧 通常情况下，水分与无机盐通过木质部输送， 皮部输送。 皮部输送。 • 信息（信使）物质传递的通道：如根部合成的细胞分裂素、 信息（信使）物质传递的通道：如根部合成的细胞分裂素、 脱落酸等通过木质部输送至地上部分； 脱落酸等通过木质部输送至地上部分；茎尖合成的生长素则 通过韧皮部向下运输；植物受环境刺激后产生的电波（ 通过韧皮部向下运输；植物受环境刺激后产生的电波（膜电 也主要在微管束中传播。 位）也主要在微管束中传播。 • 两通道之间的物质运输：木质部与韧皮部之间侧向（横向） 两通道之间的物质运输：木质部与韧皮部之间侧向（横向） 运输可相互间运送水分和养分， 运输可相互间运送水分和养分，如筛管内的膨压变化就是由 于导管与筛管间发生水分交换产生的。 于导管与筛管间发生水分交换产生的。源自一、植物体内有机物质的运输系统
（二）长距离运输系统
2、微管束的功能 • 对同化物的吸收与分泌：韧皮部对同化物的吸收与分泌不 对同化物的吸收与分泌： 仅发生在库源端，而且在同化物的运输途中， 仅发生在库源端，而且在同化物的运输途中，微管束能与 周围组织发生物质交换。 周围组织发生物质交换。 • 对同化物的加工与贮存：同化物的运输过程中可卸至微管 对同化物的加工与贮存： 束中的某些薄壁细胞内合成淀粉，并贮存起来。 束中的某些薄壁细胞内合成淀粉，并贮存起来。是个中间 需要时再转运出去。 库，需要时再转运出去。 • 外源化学物质以及病毒等的传播通道：杀虫剂、灭菌剂、 外源化学物质以及病毒等的传播通道：杀虫剂、灭菌剂、 肥料、以及病毒分子经两通道的传输，能产生周身效应。 肥料、以及病毒分子经两通道的传输，能产生周身效应。 另外筛管汁液的蛋白抑制剂能抑制动物消化道内的消化酶， 另外筛管汁液的蛋白抑制剂能抑制动物消化道内的消化酶， 说明筛管本身存在一定的防卫机制。 说明筛管本身存在一定的防卫机制。 • 植物体的机械支撑：木质部导管、管胞。 植物体的机械支撑：木质部导管、管胞。
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2 防御伤害
黄酮类和黄酮醇类是植物的紫外光保护剂。吸收 紫外线B,避免了细胞受到强烈UV—B的伤害。 鱼藤根中的鱼藤酮属于异黄酮类，有很强的杀虫 作用。 豌豆素、菜豆素、大豆素是异黄酮类植保素，多 分布在受伤部位附近，能限制病原微生物进一步 扩散。
六 鞣质（单宁）
缩合鞣质：有类黄酮单位聚合而成，（可被水解为花色素） 可水解鞣质 ：分子小
第五章
植物体内有机物的代谢
第五章 植物体内有机物的代谢
第一节 植物的初生代谢和次生代谢
糖类、脂类、核酸和蛋白质等是初生代谢产
物 萜类、酚类和生物碱等是由糖类等有机物次 生代谢衍生出来的物质，成为次生代谢产物， 贮存在夜泡或细胞壁中，是代谢的最终产物， 大部分不再参加代谢活动。
Fig.5-1
和甲基赤藓醇磷酸途径，两者都形成异戊烯 焦磷酸（IPP），然后进一步合成萜类，所以 IPP亦称为“活跃异戊二烯”。 P134 图5-6
第三节 酚类
一、酚类的种类
酚类是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。 橙皮素、木质素、芸香苷、桂皮酸、水杨酸、 类黄酮、鞣质等。
四 木质素 植物体中的木质素数量很大，仅次于纤维素。 木质素分子量很大，是简单酚类的醇衍生物如 香豆醇、松柏醇、芥子醇，5--羟基阿魏酸的 聚合物，其成分因植物种类而不同。
木质素的生物合成途径（图5-8）
Fig.5-10 Biosynthesis of lignin
五 类黄酮类
类黄酮的基本骨架：（P140)
單
位:國立台灣大學
植物科學研究所
二 作物形状改良
利用基因工程改变植物的次生代谢，可使植
物合成新的植物抗毒素，以增加抗病能力。 例如，1，2—二苯乙烯合成酶是合成植保素白 藜芦醇的关键酶，正常烟草不含这种酶。将 花生的二苯乙烯合成酶转入烟草，烟草便合 成此植保素，增强对灰葡萄孢菌的抗性。
产生白藜芦醇(resveratrol) 的葡萄科植物
二 酚类的生物合成
一 莽草酸途径
磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）+赤藓糖-4-磷酸 莽草酸 分支酸 色氨酸
7-磷酸-阿拉伯庚酮糖
IAA
预苯酸
酪氨酸 苯丙氨酸
木质素
肉桂酸
PAL
苯丙氨酸解氨酶（PAL）是初生代谢与次生代谢的分支点，是 形成酚类化合物中的一个重要调节酶。
三 简单酚类
简单苯丙酸类化合物 ：桂皮酸，香豆酸、咖啡酸，阿魏酸 苯丙酸内酯类化合物：补骨脂内酯、香豆素等 苯甲酸衍生物类：水杨酸、香兰素、原儿茶酸。 许多简单酚类化合物在植物防御草食昆虫和真菌侵袭中起重要 功能。
次生物质的用途
芳香油、挥发油、色素、这些提取物可作 为食品、化妆品添加剂用于工业生产。 2 木质素、植保素等有保护植物不受病虫侵 害作用 3 橡胶、松节油 工业原料 4药用成分（紫杉醇、皂甙、利血平、阿托品、 青蒿素、喜树碱）
1
第二节 萜类
一、萜类的种类
萜类是异戊二烯（C5)组成的次生物质，一般
生物碱是重要药物的有效成分。
烟碱是烟草中的主要生物碱。
烟碱的生物合成是由天冬氨酸和 3-磷酸甘油醛合成烟酸，进一 步与精氨酸生物合成的中间产 物鸟氨酸合成为烟碱。
金鸡纳树皮含奎宁碱。奎
宁碱是有价值的解热药 。 能抗疟疾，与疟原虫的 DNA结合，形成复合物， 抑制DNA的复制和RNA的 转录，从而抑制疟原虫的 蛋白合成 。
在完整植物中，含氰苷存在叶表皮的液泡中，
而分解含氰苷的酶——糖苷酶则存在叶肉中， 互不接触。当叶片被咬碎后，含氰苷就与酶 混合
第五节 植物次生代谢的基因工程
一、花卉育种
而查尔酮合酶（CHS）是类黄酮生物合成的关键酶，也是花 色素合成的关键酶。
利用「分子育種技術」創造文心蘭花色新品系
報告者:葉開溫
它是两个芳香环被三碳桥联起来的15碳化合物
根据3C桥的氧化程度，类黄酮类可分为4种， 即花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮。
查尔酮合酶 香豆酰COA +丙二酰COA 查尔酮类
黄酮类
黄烷酮类
异黄酮类
黄酮醇类
黄烷酮醇类
花色素苷类 缩合鞣质类
功能
1呈现颜色
类胡萝卜素 类黄酮：花色素苷类（红、粉、紫、兰） 甜菜素：水溶性含N色素（红紫色、黄色）
涩味：鞣质在口腔中与蛋白质结合，收缩产生有涩味。
一些牲畜不愿吃鞣质含量高的植物，因为鞣质与肠中的蛋白质 结合会形成不易消化的蛋白质——鞣质复合物。 树干心材的鞣质丰富，能防止真菌和细菌引起的心材腐败。
第四节 含氮次生化合物
一 生物碱 生物碱是一类含氮杂环化合物，大多数生物碱呈碱性， 为白色晶体。 目前已发现含有生物碱有近3000种，分布于近100多 个科的植物中。 生物碱是由不同氨基酸衍生来的。它对生物往往有毒 性，所以也有防御敌害保护植物的作用。
人 参 毛 状 根
复习
萜类、酚类、生物碱、木质素、鞣质 次生代谢物主要有哪几类？它们怎样从主代谢进入 次生代谢？ 萜类的基本组成单位是什么？萜类有哪些种类？ 萜类生物合成的途径怎样？ 酚类有哪些种类？ 酚类生物合成的途径怎样？ 类黄酮包括哪些种类？其结构的基本骨架怎样？
花色素苷在C环部位3有糖，是葡糖苷；如果没 有糖，则称为花色素 （P140)
花色素苷的颜色受许多因子影响，例如B环上
的羟基和甲氧基数目、芳香酸对主要骨架的 酯化和液泡中的PH等。 B环上羟基数目越多，颜色偏蓝；羟基被甲氧 基替代，颜色偏红（表5-3） PH 偏酸性使呈红色，偏碱性是为蓝色。 低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花色素 的形成和积累。 光照促进花色素苷的合成
吗啡由
骆氨酸 衍生出 来
麻黄
碱有 平喘 作用
利血平降压药
喜树碱抗肿瘤
卫矛科美登木分离出 美登木碱抗癌药Fra bibliotek 长春新碱
是夹竹桃科植物 长春花中提取出的生物碱， 因抗肿瘤作用良好，目前 其制剂作为临床抗肿瘤药 物。
二 含氰苷
含氰苷本身无毒，但植物破碎后在糖苷酶的
作用下就会分解出有挥发性的毒物氰化氢， 氰化氢会抑制昆虫和食草动物的呼吸作用。
三 用植物的细胞工程与基因工程
人参、紫草等植物的细胞大规模培养获得成功
利用毛状根生产次生物质
发根农杆菌可感染 植物受伤部位， 菌中Ri上的T— DNA片段整合 到植物细胞基因 组内，诱导毛状 根产生。近年来 发根培养的研究 颇多，已有100 多种植物，其中 包括利用青蒿的 发根培养获得青 蒿素。
防癌抗癌、抗血栓、降血脂、抗氧化、抗自 由基、抗炎等多种有益作用的天然物质
苯丙氨酸代謝途徑到白藜蘆醇的合成
Key enzymes
PAL C4H RS
可以通過基因工程獲得白藜蘆醇
在转基因的烟草、生菜、枸杞等本不产生resveratrol 的植物中可以获得甚高含量的resveratrol.
爬山虎(Parthenocissus) 中白藜芦醇芪合酶基因 序列
不溶于水。 萜类种类是根据异戊二烯数目而定，有单萜、 倍半萜、双萜、三萜，四萜和多萜之分。 （p132表5-1）
樟树、桉树、柑橘、薄荷中都有挥发油，是
单萜、倍半萜。 化妆品香料，食用香料，防虫。
紫杉醇 抗癌药物
二、萜类的生物合成
萜类的生物合成有两条途径：甲羟戊酸途径