《植物生理学》课件第二章

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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

植物生理学chap2-1

衬质势 ψm
压力势 ψp
重力势 ψg
由于衬质的存在干燥的衬质ψm可达-300 MPa，吸水
引起体系水势降后迅速增高，被水饱和时ψm趋于0，
低的数值
干旱土壤的衬质势可低到-3 MPa
由于压力的存在加正压力，使体系ψw升高；加负压
而使体系水势改变的数值
力，体系ψw下降。如讨论同一大气压力下两个开放体系时，ψp可忽略不计
由于重力的存在使体系水势增加的数值。 ψg =ρgh ρ-水的密度,1kg*dm-3; g-重力加速度,9.8N*6kg-1
h-高度 ➢ 当体系中的两个区域高度相差不大时，重力势可忽略不计.
➢体系的水势等于各变量之和： ψw＝ψs＋ψm＋ψp＋ψg
➢气相的水势公式按下式计算： ψw= RT/ Vw,m · lnPw / P0w = RT/Vw,m · lnRH
（二）水的物理化学性质
1.水的比热 2.水的沸点和气化热 3.水的密度 4.水的蒸气压
5.水的内聚力、粘附力和表面张力 6.毛细作用 7.水的高抗张强度 8.水的不可压缩性
9.水的溶解特性
二、水分在植物生命活动中的作用
1.水是细胞的重要组成成分
一般植物组织含水量占鲜重的75％～90％细胞中的水可分为二类束缚水(bound water)－与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。自由水(free water)－－与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。
第二章植物的水分生理
第一节水分与植物细胞 (P.43)
➢ 水是生命起源的先决条件，没有水就没有生命。 ➢ 人们常说“有收无收在于水”“水利是农业的命
脉” 。 ➢ 植物一方面从周围环境中吸收水分，以保证生命

植物生理学第二章

（2）钙泵又叫Ca+-ATP酶,它催化质膜内侧的 ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的钙离子泵出细胞。
细胞外侧 H+泵将H+泵出 A
K+（或其它阳离子）经通道蛋白进入 B
C
阴离子与H+ 同向运输进入细胞内侧
图2-5 质子泵作用机理
A 初级主动运输； B, C 次级主动运输
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A 外侧
第四节
矿质元素的运输
一、矿质运输形式、途径、速度 1、形式： N：NO3-、NH4+、尿素、氨基酸、酰胺 P：正磷酸、有机磷化合物 S：SO42- 、蛋氨酸、谷胱甘肽 2、途径：导管（42K 示踪试验） 3、速度：30-100cm/h
木质部蜡纸树皮
42K
图2-13 放射性42K向上运输试验
五、植物的缺素症及诊断
◆N 吸收的主要形式是 NH4+，NO3- 等: ◇ 构成蛋白质的主要成分(16-18%)；缺N ◇ 核酸、辅酶、磷脂、叶绿素、细胞色素、植物激素(CTK)、维生素等的成分。故称为 “生命元素” 缺N：矮小、叶小色黄或发红、分枝少、花少、籽粒不饱满。
生理功能：
缺磷病症：
① 植株瘦小。分枝、分蘖很少，幼芽幼叶生长停滞，花果脱落，成熟延迟。 ② 叶呈暗绿色或紫红色（花青素）。 ③ 老叶先表现病症（磷是可移动元素）。
◆ K
以离子状态存在生理作用（1）体内60 多种酶的活化剂；（2）促进蛋白质、糖的合成及糖的运输；（3）增加原生质的水合程度，提高细胞的保水能力和抗旱能力；（4）影响着细胞的膨压和溶质势，参与细胞吸水、气孔运动等。缺K：叶缺绿、生长缓慢、易倒伏。
三、影响根系吸收矿质营养的因素

植物生理学第二章

(三)钾

在植物体内钾呈离子状态。钾主要集中在生命活动最旺盛的部位,如生长点,形成层,幼叶等钾在细胞内可作为60多种酶的活化剂, 钾能促进蛋白质的合成, 钾与糖类的合成有关 K+是构成细胞渗透势的重要成分缺钾时,植株茎杆柔弱,易倒伏，抗旱、抗寒性降低，叶片失水,蛋白质、叶绿素破坏,叶色变黄而逐渐坏死。缺钾有时也会出现叶缘焦枯,生长缓慢的现象，由于叶中部生长仍较快,所以整个叶子会形成杯状弯曲,或发生皱缩。钾也是易移动可被重复利用的元素,故缺素病症首先出现在下部老叶。
2.必需元素的生理功能及缺乏病症

生理功能概括起来有三个方面:一是细胞结构物质的组成成分;二是生命活动的调节者,如酶的成分和酶的活化剂;三是起电化学作用，如渗透调节、胶体稳定和电荷中和等。
(一)氮

根系吸收的氮主要是无机态氮,即铵态氮和硝态氮，也可吸收一部分有机态氮,如尿素。氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分,而这三者又是原生质、细胞核和生物膜的重要组成部分, 因此, 氮被称为生命的元素。氮肥充足时,枝叶繁茂,躯体高大,分蘖(分枝)力强, 缺氮时, 植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄, 花果少且易脱落；枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯,从而导致产量降低。因为植物体内氮的移动性大,老叶中的氮化物分解后可运到幼嫩组织中去重复利用 , 所以缺氮时叶片发黄,由下部叶片开始逐渐向上，这是缺氮症状的显著特点。氮过多时,叶片大而深绿,柔软披散，植株徒长。

2.1.2植物必需的矿质元素及其生理作用
1.必需元素的标准和分类所谓必需元素(essential element)是指植物生长发育必不可少的元素。

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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。
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（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
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二、植物生理学的产生和发展
（一）我国古代关于植物生理学方面的论述
1.水分代谢
2.矿质营养
3.光合作用
4.呼吸储藏
5.植物生长物质
6.生长发育
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（二）植物生理学的产生与发展 1.研究开始时期（16-17世纪） 2.奠基与成长时期（18-19世纪） 3.飞跃发展时期（20世纪）（三）我国植物生理发展情况 • 起步晚，发展慢。 • 我国植物生理学起业人：钱崇澍（shu ） • 我国植物生理学奠基人：李继侗、罗宗洛、汤佩松 • 现在一些有影响的研究人员：
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（四）近年来植物生理学发展的特点 1.研究层次越来越广 2.学科之间相互渗透 3.理论联系实际 4.研究手段现代化
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三、植物生理学发展展望
• 研究重点：能量转变 • 研究焦点：膜的结构和功能 • 我国植生研究的主要任务： • 1.深入基础理论研究（有所为，有所不为） • 2.大力开展应用基础研究和应用研究
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第二节植物细胞对水分的吸收
一、细胞的渗透性吸水
• 植物的吸水方式（一）自由能和水势 • 自由能 • 化学势 • 水势《植物生理学》PT课件（二）渗透作用

高中生物竞赛复习课件植物生理——第二章植物水分生理

纯水的水势定为零，
溶液的水势就成负值。越低。溶液越浓，水势
水分移动需要能量。
水分水势高水势低
表2-1 几种常见化合物水溶液的水势范围
溶液水势/MPa
纯水
Hoagland营养液海水
0
-0.05 -2.50
1mol/L 蔗糖
1mol/L KCl
-2.69
-4.50
2. 细胞的渗透性吸水
未形成液泡的细胞具有一定的衬质势，干燥种子的ψm可达-100 MPa；
干燥种子的水势：
已形成液泡的细胞，其衬质势只有-0.01 MPa左右，只占整个水势的微小部分，通常省略不计。
ψw = ψm
ψw = ψπ +ψp
概念
植物细胞的质壁分离及其复原
植物细胞是一个渗透系统，
质膜和液泡膜接近于半透膜质壁分离(plasmolysis)和质壁分离复原 (deplasmolysis)现象就可证明植物细胞是一个渗透系统。
伤流(bleeding)从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴，这种现象称为伤流。
大量水分无机盐有机物植物激素
伤流液
主要是 CTK
所以，伤流液的数量和成分，可作为根系活动能力强弱的指标。
伤流和根压示意图 A.伤流液从茎部切口处流出； B.用压力计测定根压
吐水(guttation): 没有受伤的植物如处于土壤水分充足、天气潮湿的环境中，叶片尖端或边缘也有液体外泌的现象，称为吐水。伤流和吐水现象是由根压所引起的
3. 细胞的吸胀性吸水
亲水性：蛋白质 > 淀粉 > 纤维素。豆类种子吸胀现象非常显著。
细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸胀作用。如：风干种子的萌发吸水分生细胞生长的吸水吸胀作用的大小就是衬质势的大小。

精选高级植物生理学课件第二章植物细胞的信号传导资料

接受信号主要通过蛋白受体或改变膜电位
受体位置
光反应红光受体
光敏色素组成一个蛋白质家族，各有不同生理功能
光形态建成中信号传导效应的复杂性
第二节植物细胞跨膜信号转导
受体(receptor)：
是在效应器官细胞表面或亚细胞组分中可特异地识别并结合信号分子—配体(ligand) ,或物理信号（光温信号）大分子物质，多为为蛋白质。
B） GTPase活性实验（GTPase assay），G蛋白除了能与GTP结合外，还具有内在的 GTPase活性。通常在待测样品中加入γ 位磷酸标记GTP [（γ 32p）GTP]，测定液相中32P放射性强度来表示GTPase活性的大小。同样不能分辨出G蛋白属于哪一类。
C）细菌毒素诱导的核糖基化实验（ADP— ribosylation assay）一些细菌毒素可以使异三聚体Gα cys 残基ADP--核糖基化。如将ADP--核糖基用放射性标记，则G蛋白上就带上该放射性标记。一般方法先用32P 标记NAD+（作为ADP--核糖基的供体），再把细菌毒素和蛋白样品一起保温一定时间后，取回蛋白用SDS—PAGE分离后放射后显影。如百日咳毒素（pertussis toxin, PTX）和霍乱毒素（cholera toxin, CTX）。PTX能使所有位于异三聚体Gα C末端的Cys的残基ADP-核糖基（ADP-adenosine diphosphate 腺苷二磷酸）化，且专一性强，不受样品中其他蛋白或ADP核糖基因子（ARFs）的影响。
3Finally modified gene expression
• Different signal effects Different transduction networks in different way and different place

植物生理学ppt讲课文档

第二十六页，共359页。
二、气孔运动
气孔结构特点：
1.细胞壁不均匀加厚； 2.细胞器与表皮细胞不同； 3.体积小于表皮细胞；
4.与表皮细胞间无胞间连丝。
第二十七页，共359页。
（一）经过气孔的蒸腾速率
1.气孔扩散速率特点：
比同面积自由水面的蒸发速率快50倍以上。
2.扩散速率快的原因——小孔扩散原理（二）气孔运动 1.气孔周期性运动
第十六页，共359页。
（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 压力势=+0.8Mpa
水势=-0.6Mpa
X
渗透势=-1.2Mpa 压力势=+0.4Mpa
水势=-0.8Mpa
Y
• 水势梯度：当多个细胞连在一起时，如果一端细胞的水势高，另一端的水势低，顺次下降就形成一个水势梯度。水分从水势高的地方流向水势低的地方。植物器官水分流动就遵循这一规律。
3.遮光遮风处理
第三十五页，共359页。
第五节植物体内水分运输
一、水分运输的途径
1.水分从被吸收到蒸腾到体外经过的途径：
土壤溶液——根部——皮层薄壁细胞——木质部导管和管胞——茎或叶的木质部——叶片木质部膜端细胞——气孔下腔附近的叶肉细胞细胞壁——蒸腾
2.根据原生质的有无植物组织分类：质外体（apoplast，非原生质体）：没有原生质体的部分；
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理，从而将这些成果应用于一切利用植物生产的事业中。
第二页，共359页。
二、植物生理学的产生和发展
（一）我国古代关于植物生理学方面的论述 1.水分代谢 2.矿质营养

高级植物生理学—专题二ppt课件

于NADH的GDH
GDH
定位于叶绿体中并依赖于
NADPH的GDH
GDH存在多种植物组织中，其活性受到黑暗和衰老等条件的调控，在植物适应黑暗条件的生长中发挥了必要的作用
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34
天冬A酰sp胺有较高的N/CA比sn，可以用作长距离转运物和A氮S 贮存物，是植物尤其是豆式科。G类ln植物体A内TP 氮再分Gl配u 的主要载体形
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（三）植物对尿素的吸收
尿素氮肥主要施于土壤，通过根部吸收氮营养
尿素常用于叶面喷施，实现对植物氮素营养的最佳管理
尿素脲酶
+ CO2
NH3
硝化作用
NO3¯
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22
低等植物轮藻的巨型细胞
14C尿素和膜片钳技术
细胞吸收尿素相关的动力学常数至少有两
在无种土，壤表明微可生能物存存在在两的类条不件同的下转，运外体源系尿素很的可情能况被下植转物运根至系地水直上稻接部吸。缺镍收引，起并脲在酶活未性降降解低
供应根部尿素浓度为3mmol/L的营养液，便能使水稻上部尿素积累浓度高达70~75mmol/L。
观察到水稻根部积累尿素的总量与植株的水分蒸腾量呈线性正相关
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在低浓度尿素下，缺当尿素浓度介于
A氮系tD的吸UR收野3尿生具素型有具拟14有南个典芥跨型根膜结0入.2根~1细.2胞mm的o量l/L与时外，界尿浓素度进构的域酶且动力定学位特于征质膜上，则呈线性动力学关系。调节高亲和H+-尿素共转运。在地上部表达量很低，在种子发芽早期
NR同工酶
催化NO3-还原中发挥了主要
NIA1 作用，占全部NO3-还原酶活
性的90%左右