植物生理学第三章
植物生理学第三章
ATP,ADP,AMP组分------能量代谢(氧化磷酸化、光合磷酸化)
促进碳水化合物的运 输
P + 植酸 + Ca + Mg
许多辅酶的组分
形成糖的磷酸酯 磷的转运器工作
植酸钙镁
液胞内含有磷酸盐（维持细胞渗透势，缓冲PH值） 缺素症：植株矮小、茎叶暗绿色或紫红色；分枝分蘖少，成熟晚，果实、
种子小、不饱满。 过 多：影响其它元素吸收。
缺素症：植株矮小（蛋白质合成受阻），叶片小而黄， 一发脱病落部。 位：幼叶（不易转移）
微量元素
Fe
吸收态： Fe2+ 作 用：酶的组成成分（细胞色素氧化酶）
Fe
合成叶绿素的必要条件（Mg-原卟啉 原叶绿素酸酯）
光合链成员组分（铁氧还蛋白） 生物固氮（固氮酶组分） 硝酸盐还原、磷酸盐同化（铁氧还蛋白）
碳酸苷酶的组分 某些酶的活化剂（羧肽酶、脱氢酶、激酶） 缺 素 症：叶片小，植株生长受阻；阔叶作物脉间失绿。 发病部位：老叶（易转移）
-Zn
CK
-Zn
亚麻
CK
大豆
Cl
吸收态：Cl
-
作 用：光合作用（水的光解）
电位平衡（光合磷酸化） 参与气孔运动（Cl - 、K+）
缺素症：生长缓慢，叶片小，易萎蔫。
A
木质部
S6
处理 II
处理 I
蜡纸
S5
树皮
S4
S3
S2
42K
S1
B
放射性钾（ 42K ）在柳树茎中向上运输的实验
第三节 植物体内氮素同化
一、硝酸盐的同化
+5 NO2-
+2e
+3 NO2 -
植物生理学期末复习3第3章植物的矿质营养-自测题及参考答案+重点
植物生理学期末复习3第3章植物的矿质营养-自测题及参考答案+重点第 3 章植物的矿质营养自测题：一、名词解释1.矿质营养2.灰分元素3.必需元素4.大量元素5.微量元素6.有利元素7.水培法8.砂培法9.气栽法10.营养膜技术11.离子的被动吸收12.离子的主动吸收13.单盐毒害 14.离子对抗 15.平衡溶液 16.生理酸性盐 17.生理碱性盐18.生理中性盐 19.胞饮作用 20.叶片营养 21.诱导酶 22.可再利用元素23.生物固氮 24.易化扩散 25.通道蛋白 26.载体蛋白 27.转运蛋白 28.植物营养临界期 29.植物营养最大效率期 30.缺素症二、缩写符号翻译1.AFS2.Fd3.Fe-EDTA4.NiR5.NR6.WFP7.GOGAT8.GS9.GDH 10..NFT 11.PCT 12.FAD二、填空题1．在植物细胞内钙主要分布在中。
2．土壤溶液的pH对于植物根系吸收盐分有显著影响。
一般来说，阳离子的吸收随pH的增大而；阴离子的吸收则随pH的增大而。
3．所谓肥料三要素是指、和三种营养元素。
4．参与光合作用水的光解反应的矿质元素是、和。
5．参与吲哚乙酸代谢的两个矿质元素是和。
6．在植物体内充当氨的解毒形式、运输形式、临时贮藏形式的两种化合物是和。
7．在植物体内促进糖运输的矿质元素是、和。
8．亚硝酸还原酶的两个辅基分别是和。
9.硝酸还原酶的三个辅基分别是、和。
10．植物体缺钼往往同时还出现缺症状。
11．对硝酸还原酶而言，NO3 - 既是又是。
12．应用膜片-钳位技术现已了解到质膜上存在的离子通道有、和等离子通道。
13．作为固氮酶结构组成的两个金属元素为和。
14．离子跨膜转移是由膜两侧的梯度和梯度共同决定的。
15．促进植物授粉、受精作用的矿质元素是。
16．以镍为金属辅基的酶是。
17．驱动离子跨膜主动转运的能量形式是和。
18．盐生植物的灰分含量最高，可达植物干重的。
19．植物体内的元素种类很多，已发现种,其中植物必需矿质元素有种。
植物生理学第三章植物的光合作用
光合作用的过程
光能
H2O
光解 吸收
色素分子
O2 [H] 酶
供能
2C3
还
固
CO2
多种酶 定 C5
酶
ATP
酶
原
（CH2O）
ADP+Pi
光反应阶段
暗反应阶段
水的光解：H2O 光解 2[H]+1/2 O2
酶
CO2的固定: CO2+C5 2C3
光合磷酸化：ADP+Pi＋能量 酶
ATP
C3化合物还原：2 C3
光系统（PSII）
PSII的颗粒大，直径约17.5 nm，主要分布在类囊体膜的叠合部分。
➢ 晶体结构中的PSII为一个二聚体，二聚体的两个 单体呈准二次旋转对称。PSII单体具有36个跨膜α螺旋，其中D1和D2各5个，CP43和CP47各6个， Cytb559的α亚基和β亚基各自形成一个跨膜α-螺旋。 D1和D2蛋白与Cytb559的α和β亚基一起组成PSII 反应中心，是进行原初电荷分离和电子传递反应 的机构，CP47和CP43的主要功能是接受LHCII的 激发能量并传递到反应中心。
是否需光 需光 不一定，但受光促进 不一定，但受光促进
不同层次和时间上的光合作用
第二节 原初反应
➢ 原初反应 是指从光合色素分子被光激发，到引起 第一个光化学反应为止的过程。 ➢ 它包括： 光物理－光能的吸收、传递
光化学－有电子得失
原初反应特点 1) 速度非常快，10－12s∽10－9s内完成； 2) 与温度无关，(77K，液氮温度)(2K，液氦温度)； 3) 量子效率接近1
表1 光合作用中各种能量转变情况
•
能量转变 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能
植物生理学习题大全——第3章植物的光合作用
植物⽣理学习题⼤全——第3章植物的光合作⽤第三章光合作⽤⼀. 名词解释光合作⽤(photosynthesis)：绿⾊植物吸收阳光的能量，同化⼆氧化碳和⽔，制造有机物质并释放氧⽓的过程。
光合⾊素(photosynthetic pigment)：植物体内含有的具有吸收光能并将其光合作⽤的⾊素，包括叶绿素、类胡萝⼘素、藻胆素等。
吸收光谱(absorption spectrum)：反映某种物质吸收光波的光谱。
荧光现象(fluorescence phenomenon)：叶绿素溶液在透射光下呈绿⾊，在反射光下呈红⾊，这种现象称为荧光现象。
磷光现象(phosphorescence phenomenon)：当去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产⽣的光。
这种发光现象称为磷光现象。
光合作⽤单位(photosynthetic unit)：结合在类囊体膜上，能进⾏光合作⽤的最⼩结构单位。
作⽤中⼼⾊素(reaction center pigment)：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分⼦。
聚光⾊素(light harvesting pigment )：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作⽤中⼼⾊素的⾊素分⼦。
原初反应(primary reaction)：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。
光反应(light reactio)：光合作⽤中需要光的反应过程，是⼀系列光化学反应过程，包括⽔的光解、电⼦传递及同化⼒的形成。
暗反应(dark reaction)：指光合作⽤中不需要光的反应过程，是⼀系列酶促反应过程，包括CO2的固定、还原及碳⽔化合物的形成。
光系统(photosystem，PS)：由不同的中⼼⾊素和⼀些天线⾊素、电⼦供体和电⼦受体组成的蛋⽩⾊素复合体，其中PS Ⅰ的中⼼⾊素为叶绿素a P700，PS Ⅱ的中⼼⾊素为叶绿素a P680。
植物生理学第三章
处于第一三线态的叶绿素返回到基态所发射的光称为叶绿素 磷光。寿命较长（10-2s）。
荧光现象和磷光现象在叶片和叶绿体中很难观察到，是由于叶 绿体吸收的光能主要用于光反应，很少以发光的形式散失。
叶绿素荧光
叶绿素分子吸收光量子后，将电子从 基态激发到激发态。电子从激发态 回到基态是一个去激化过程，能量 以荧光、光化学转换（驱动光合成） 和热耗散等三种形式去激化
3.2.3叶绿素的形成及条件
1.叶绿素的生物合成 2.影响叶绿素形成的条件
1.叶绿素的生物合成
（参见p72）
氨基酮戊酸 胆色素原 尿卟啉原III
掌握提高光能利用率的途径与措施。
▪ 重点：光合作用过程以及能量吸收转变的情况；
▪ 难点：光合作用过程以及能量吸收转变的情况；
主要内容
3.1光合作用的概念及其重要性 3.2叶绿体和光合色素 3.3光合作用的机理 3.4光呼吸 3.5光合作用的影响因素 3.6光合产物的运输、分配和调控 3.7植物的光能利用
第三章、光合作用
▪ 基本要求
▪
了解光合作用的概念、意义、研究历史、
光合作用总反应式；叶绿体的结构、光合色素
的种类；光合作用过程以及能量吸收转变的情
况；光合碳同化的基本生化途径以及不同碳同
化类型植物的特性；光呼吸的含义、基本生化
途径和可能的生理意义；影响光合作用的内部
和外部因素；光合产物的运输、分配和调控；
3.藻胆素(phycobilin)
包括藻红蛋白(phycoerythrin)、藻蓝蛋白 (phycocyanin)和别藻蓝蛋白 (allophycocyanin)三类，前者呈红色，后 两者呈蓝色。
植物生理学电子教案
植物生理学电子教案第一章：植物细胞的结构和功能1.1 植物细胞的基本结构细胞壁细胞膜细胞质细胞核1.2 植物细胞的特殊结构叶绿体液泡中心体质体1.3 植物细胞的生理功能细胞膜的功能细胞核的功能叶绿体的功能液泡的功能第二章：植物的生长和发育2.1 植物生长的基本过程细胞分裂细胞伸长细胞分化种子发芽幼苗生长成熟植物2.3 植物生长的环境因素光照温度水分养分第三章：植物的营养吸收和运输3.1 植物的营养需求水分养分（氮、磷、钾等）光照温度3.2 植物的营养吸收根系吸收叶片吸收3.3 植物的营养运输维管束的运输系统韧皮部的运输系统第四章：植物的生殖和繁殖有性生殖无性生殖4.2 植物的繁殖结构雄性生殖器官（花药、花粉）雌性生殖器官（子房、卵细胞）4.3 植物的繁殖过程花粉管的形成和生长受精过程种子的形成和成熟第五章：植物的适应和逆境反应5.1 植物对环境的适应光合作用的调节呼吸作用的调节水分的调节养分的调节5.2 植物的逆境反应干旱盐分低温病虫害5.3 植物的逆境适应机制抗氧化系统渗透调节物质基因表达的调节第六章：植物的激素和生长调节6.1 植物激素的种类和功能激素的定义和作用细胞分裂素（CK）生长素（IAA）赤霉素（GA）脱落酸（ABA）乙烯（ETH）6.2 植物激素的合成和运输激素合成的途径激素的运输机制激素的信号传导6.3 植物生长调节的应用促进植物生长的应用控制植物生长的应用调节植物发育的应用第七章：植物的光合作用和呼吸作用7.1 光合作用的原理和过程光合作用的定义和意义光合色素的结构和功能光反应和暗反应CO2的固定和还原7.2 呼吸作用的原理和过程呼吸作用的定义和意义有氧呼吸和无氧呼吸能量的释放和利用呼吸作用与光合作用的关系7.3 光合作用和呼吸作用的应用提高植物光合作用的效率促进植物生长的应用节能减排的应用第八章：植物的生态生理学8.1 植物与环境的相互作用植物与光照的关系植物与水分的关系植物与养分的关系植物与生物的关系8.2 植物的生态适应性植物对环境的适应机制植物的生态位植物的生态多样性8.3 植物的生态生理学研究方法实验方法观测方法模型方法第九章：植物的生理生态与应用9.1 植物生理生态在农业中的应用改良土壤质量提高作物产量和品质病虫害防治9.2 植物生理生态在环境保护中的应用植物修复技术植物对环境污染的指示作用植物在气候变化中的作用9.3 植物生理生态在其他领域的应用植物生理生态在园艺学中的应用植物生理生态在生物学研究中的应用植物生理生态在生物技术中的应用第十章：植物生理学研究的进展与展望10.1 植物生理学研究的最新进展基因组学和转录组学在植物生理学中的应用蛋白质组学和代谢组学在植物生理学中的应用植物生理学在分子水平上的研究进展10.2 植物生理学研究的挑战与机遇植物生理学面临的挑战植物生理学的新机遇10.3 植物生理学的发展前景植物生理学在科学研究中的重要性植物生理学在解决全球性问题中的作用植物生理学在人类社会发展中的贡献重点和难点解析重点环节1：植物细胞的结构和功能细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等基本结构的定义和作用是教学重点。
植物生理学考研复习资料第三章 植物的光合作用
第四章植物的光合作用一、名词解释1．原初反应 2．磷光现象 3．荧光现象 4．红降现象 5．量子效率 6．量子需要量 7．爱默生效应 8．PQ穿梭 9．光合色素 10．光合作用 11．光合单位 12．作用中心色素 13．聚光色素 14．希尔反应 15．光合磷酸化 16．同化力 17．共振传递18．光抑制 19．光合“午睡”现象 20．光呼吸 21．光补偿点 22．CO2补偿点 23．光饱和点24．光能利用率 25．复种指数 26．光合速率 27．叶面积系数二、写出下列符号的中文名称1．ATP 2．BSC 3．CAM 4．CF1—CFo 5．Chl 6．CoI(NAD+) 7．CoⅡ(NADP+) 8．DM 9．EPR 10．Fd 11．Fe—S 12．FNR 13．Mal 14．NAR 15．OAA 16．PC 17．PEP 18．PEPCase 19．PGA 20．PGAld 21．P680 22．Pn 23．PQ 24．Pheo 25．PSI II 26．PCA 27．PSP 28．Q 29．RuBP 30．RubisC(RuBPC) 31．RubisCO(RuBPCO) 32．RuBPO 33．X 34． LHC三、填空题1．光合作用是一种氧化还原反应，在反应中被还原，被氧化。
2．叶绿体色素提取液在反射光下观察呈色，在透射光下观察呈色。
3．影响叶绿素生物合成的因素主要有、、和。
4．P700的原初电子供体是，原初电子受体是。
P680的原初电子供体是，原初电子受体是。
5．双光增益效应说明。
6．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应：和。
7．暗反应是在中进行的，由若干酶所催化的化学反应。
8．光反应是在进行的。
9．在光合电子传递中最终电子供体是，最终电子受体是。
10．进行光合作用的主要场所是。
11．光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体亦称为。
12．早春寒潮过后，水稻秧苗变白，是与有关。
植物生理学书
植物生理学书第一章植物的结构和功能
1.1 植物细胞的结构和功能
1.2 植物组织的类型和特征
1.3 植物器官的形态和功能
第二章植物的营养
2.1 光合作用
2.2 呼吸作用
2.3 矿质营养
第三章植物的生长和发育
3.1 种子萌发
3.2 植物生长素
3.3 开花过程
3.4 果实发育
第四章植物的运输
4.1 根系的结构和功能
4.2 维管束的结构和功能
4.3 液体运输
第五章植物的环境适应
5.1 温度适应
5.2 水分适应
5.3 光照适应
5.4 其他环境因素的适应
第六章植物的生理病理6.1 病毒性病害
6.2 细菌性病害
6.3 真菌性病害
6.4 非生物性病害
第七章植物的生物技术应用7.1 植物组织培养
7.2 基因工程
7.3 农业生物技术。
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说明
质体包括白色体、有色体和叶绿体。其中叶 绿体是最重要的一种,是进行光合作用的主要 细胞器。 高等植物的叶绿体由前质体(proplastid)发育 而来，前质体是近乎无色的质体，它存在于 茎端分生组织中。当茎端分生组织形成叶原 基时，前质体的双层膜中的内膜在若干处内 折并伸入基质扩展增大，在光照下逐渐排列 成片，并脱离内膜形成囊状结构的类囊体， 同时合成叶绿素，使前质体发育成叶绿体。
ห้องสมุดไป่ตู้ 基质
基质以水为主体，内含多种离子、低分子的有 机物，以及多种可溶性蛋白质等。 基质是进行碳同化的场所，它含有还原CO2与 合成淀粉的全部酶系(Rubisco) 基质中含有氨基酸、蛋白质、DNA、RNA、 脂类(糖脂、磷脂、硫脂)、四吡咯(叶绿素类、 细胞色素类)和萜类(类胡萝卜素、叶醇)等物质 及其合成和降解的酶类，还含有还原亚硝酸盐 和硫酸盐的酶类以及参与这些反应的底物与产 物，因而在基质中能进行多种多样复杂的生化 反应。
神 奇 的 光 合 作 用
3.1.2光合作用的概念和意义
概念 广义（教材P66） 狭义：绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合 成有机物，同时释放氧气的过程。 意义 (1)把太阳能转变为可贮存的化学能 (2)将无机物合成有机物 (3)维持大气CO2和O2平衡 (4)生物界获得能量、食物以及氧气的根本途径
叶肉细胞中的叶绿体较多分布在与空气 接触的质膜旁，在与非绿色细胞(如表皮 细胞和维管束细胞)相邻处，通常见不到 叶绿体。这样的分布有利于叶绿体同外 界进行气体交换。 叶绿体在细胞中不仅可随原生质环流运 动，而且可随光照的方向和强度而运动。 在弱光下，叶绿体以扁平的一面向光以 接受较多的光能；而在强光下，叶绿体 的扁平面与光照方向平行，不致吸收过 多强光而引起结构的破坏和功能的丧失。
依靠 光合 作用 我们 获得 粮食
光合作用的研究重点
当前光合作用的研究拟将进一步阐明以 下几个关键问题：①光合作用结构与功 能的关系及其遗传控制 ②反应中心的结 构与功能 ③放氧复合体的结构与功能 ④ 能量转换与电子、质子传递的规律 ⑤ CO2同化调节机理等。
3.2叶绿体和光合色素
说明 3.2.1叶绿素的形态结构与成分 3.2.2光合色素的种类与理化性质 3.2.3叶绿素的形成及条件
类囊体(thylakoid)
类囊体(thylakoid)是由单层膜围起的扁平小囊， 膜厚度5～7nm，囊腔(lumen)空间为10nm左右， 片层伸展的方向为叶绿体的长轴方向。 类囊体分为二类： 一类是基质类囊体(stroma thylakoid),又称基质片 层(stroma lamella)，伸展在基质中彼此不重叠； 另一类是基粒类囊体(grana thlylakoid)，或称基 粒片层(grana lamella)，可自身或与基质类囊体 重叠(granum)。 片层与片层互相接触的部分称为堆叠区(appessed region)，其他部位则为非堆叠区(nonappressed region)。
3.2.1叶绿素的形态结构与成分
1.叶绿素的形态结构 高等植物中叶绿体象双凸或平凸透镜，长径 5~10um，短径2~4um，厚2~3um。 高等植物的叶肉细胞一般含50～200个叶绿体， 可占细胞质的40%，叶绿体的数目因物种细胞 类型，生态环境，生理状态而有所不同。 叶绿体由叶绿体外被（chloroplast envelope）、类囊体（thylakoid）和基质 （stroma）3部分组成，叶绿体含有3种不同 的膜：外膜、内膜、类囊体膜和3种彼此分开 的腔：膜间隙、基质和类囊体腔
被膜
被膜上无叶绿素，它的主要功能是控制物质的 进出，维持光合作用的微环境。 外膜(outer membrane)为非选择性膜，分子量小
于10000的物质如蔗糖、核酸、无机盐等能自由通过。
内膜(inner membrane)为选择透性膜，CO2、O2、
H2O可自由通过；Pi、磷酸丙糖、双羧酸、甘氨酸等 需经膜上的运转器(translocator)才能通过；蔗糖、 C5`C7糖的二磷酸酯、NADP+、PPi等物质则不能通过。
合物的过程。 据碳素营养方式
植物
异养植物(菟丝子、槲寄生)
碳素同化作用
化能合 成作用 细菌光 合作用
自养植物(绝大多数绿色植物)
植物光 合作用
3.1.1 光合 作用 的研 究简 史
英国 Pristley1771年（植物可以净化空气） 荷兰Ingenhousz1773年(植物在光下净化空气) 瑞士Senebier 1782年(CO2为光合必需，O2为产物) 瑞士Saussure 1804年(水参与光合) Sachs1864年光合形成碳水化合物(淀粉) Wilstatter1915年阐明叶绿素结构 20世纪初提出光反应和暗反应 1932年Emerson,Arnold 提出光合单位 1937年Hill光合放氧来自水 1943年Emerson红降现象 1957年Emerson双光增益效应 20世纪40-50年代Calvin碳同化途径 1960年Hill两个光系统 1960年Thomas CAM途径 1966年Hatch and Slack C4途径 1965年Woodward合成叶绿素分子 20世纪60年代Michell化学渗透假说 1992年Macus光合电子传递 20世纪90年代ATP酶与催化机理
第三章、光合作用
基本要求 了解光合作用的概念、意义、研究历史、 光合作用总反应式；叶绿体的结构、光合色素 的种类；光合作用过程以及能量吸收转变的情 况；光合碳同化的基本生化途径以及不同碳同 化类型植物的特性；光呼吸的含义、基本生化 途径和可能的生理意义；影响光合作用的内部 和外部因素；光合产物的运输、分配和调控； 掌握提高光能利用率的途径与措施。 重点：光合作用过程以及能量吸收转变的情况； 难点：光合作用过程以及能量吸收转变的情况；
主要内容
3.1光合作用的概念及其重要性 3.2叶绿体和光合色素 3.3光合作用的机理 3.4光呼吸 3.5光合作用的影响因素 3.6光合产物的运输、分配和调控 3.7植物的光能利用
3.1光合作用的概念及其重要性
说明 3.1.1光合作用的研究简史
3.1.2光合作用的概念和意义
说明
碳素营养:植物吸收、转运和同化碳水化