植物生理学甲复习.docx
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植物生理学甲复习.docx
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植物生理学甲复习
Chapter1WaterRelationshipinPlant
1.Termdefinition
•Waterpotential(Ψw)
水势:
1偏摩尔体积水(含溶质)的自由能与1摩尔纯水的自由能之差
水整体参与化学反应和移动的本领。
•Apoplastandsymplast
质外体:
原生质以外的包括细胞壁细胞间隙和木质部的导管等组成的体系。
水分子移动阻力小,速度较快
共质体:
活细胞内的原生质体通过胞间连丝及质膜本身互相连接成的一个连续的整体
细胞-胞间连丝-细胞
•Criticalperiodofwater
水分关键期:
缺水对产量影响最大但需水量不一定多
花粉母细胞减数分裂到四分体时期禾谷类作物有两个水分临界期,即拔节期和灌浆期。
•Bleedingandguttation
伤流:
植物受伤后汁液从伤口流出的一种现象(主动吸水,根系本身生理活动)
吐水:
清晨水充足大气暖和湿润,未受伤叶尖或叶缘向外溢出液滴
•Rootpressure
根压:
通过这个压力水分由根部沿木质部导管上升0.1-0.2MPA
•Soilavailablewater
土壤有效水:
可以被植物直接吸收利用的水
其含水量高于萎蔫系数以上的水。
萎蔫系数:
永久萎蔫土壤中的水分含量。
•Temporarywiltingandpermanentwilting
短暂萎蔫:
蒸腾引起的,晚间或遮阴可以减缓这种现象
永久萎蔫:
土壤中缺少有效水,需要及时灌溉
•Transpirationcoefficient(waterrequirement)
蒸腾系数:
每制造1g干物质所需要的水
•Transpirationefficiency(ratio)
蒸腾效率:
每1000g水能产生的干物质
•Transpirationrate
蒸腾速率:
单位面积蒸腾的水
•Aquaporin(Waterchannelprotein)
水通道蛋白:
细胞膜或液泡膜上,可减少水分跨膜运输的阻力,加速水的转运,活细胞都有
•Freewaterandboundwater
自由水:
自由移动!
参与代谢溶剂易结冰
比率高代谢活动旺盛抗逆性弱
束缚水靠近胶粒而被胶粒吸附不可自由移动
•Transpiration-cohesion-tensiontheory
水分在导管内连续不断向上输送?
蒸腾作用and分子间内聚力大于张力
•Osmosisabsorption
渗透吸水:
溶剂分子透过半透膜的扩散作用
•Imbibitionabsorption
吸胀吸水:
未形成液泡的细胞,靠细胞组分的吸胀作用衬质势风干种子分生细胞
•metabolismabsorption
代谢吸收:
利用细胞呼吸释放出的能量,使水分通过质膜而进入细胞的过程
•Semipermeablemembrane
半透膜:
水分子能通过而大分子物质不能通过的膜
•PlasmolysisandDeplasmolysis
高浓度溶液中,植物细胞液泡失水,原生质体与细胞壁分离的现象。
低浓度溶液中,植物细胞液泡吸水,原生质体与细胞壁重新接触的现象。
•Ψs——solutepotential
由于溶质的存在而降低的水势
•Ψp——pressurepotential
由于细胞膨压的存在而提高的水势。
一般为正值。
初始质壁分离时,压力势为零;剧烈蒸腾时,细胞的压力势会呈负值
•Ψm——matricpotential
衬质势。
细胞内胶体物质(蛋白质、淀粉、细胞壁物质等)对水分吸附而引起水势降低的值。
为负值。
未形成液泡的细胞有明显的衬质势,一般植物细胞水势:
Ψw=Ψs+Ψp。
•Wateruseefficiency
植物同化CO2的量与蒸腾作用散失的水的比值
•Transpirationpull
由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使水分沿着导管上升的力。
其大小与根系活力无关。
•Stomataltranspiration
水蒸气通过植物叶表气孔向外扩散的过程。
•Lawofmicro-porediffusion→perimeterdiffusion
气体通过多个小孔表面的扩散速率并不与面积成比例,而是与小孔的周长成正比。
•Stomatalcomplex
保卫细胞,副卫细胞或邻近细胞以及保卫细胞中间的小孔合在一起成为气孔复合体
2.keypoints
•Understandwaterrelationshipbetweenplanttissueandthesurroundingwaterstatus.
当外界环境浓度高于细胞液浓度时,细胞失水,持续失水会发生质壁分离;
当外界环境浓度低于细胞液浓度时,细胞吸水;
当外界环境浓度等于细胞液浓度时,细胞不吸水也不失水。
•Distinguishtwokindsofwilting.
①暂时萎蔫——当蒸腾作用大于根系吸水及转运水分的速度时,植物会产生萎蔫现象称暂时萎蔫。
当蒸腾速率降低时,能消除萎蔫状态。
如晚间、遮阴等。
②永久萎蔫——土壤中缺少有效水,根系吸不到水而造成的萎蔫叫做永久萎蔫。
降低蒸腾,不能消除萎蔫状态。
立即灌水可消除萎蔫状态。
•Howdoenvironmentalfactorsinfluencewaterabsorption
1土壤有效水:
土壤缺乏有效水,根部吸水显著减少;太多占据空隙,缺氧
2大气湿度:
湿度越高,蒸腾速率减弱,吸水减少
3温度:
一定范围内温度升高促进蒸腾作用,气温过高,叶片失水过多气孔关闭
4土壤温度:
低温水流动性不高,吸水也较差,高温加速根的老化根木质化几乎达到根尖吸收面积减少吸收速率下降温度过高使酶钝化细胞质流动缓慢->stop
5风:
微风可促进气孔张开,蒸腾速率提高,吸水增加。
强风反之
6土壤氧气状况:
土壤氧气充足,促进根的呼吸作用,扩大吸水表面,吸水增强,反之产生大量乙醇,毒害根系
7光照:
合适的光照范围蒸腾速率上升,水分吸收加快促进气孔开放减少气孔阻力
3.Questions:
•Whydoweoftenseethatsomeplantswiltatnoonbutrecovertonormalatnightinthesunnysummerday?
Andwhatshouldyoudotoavoidthiswilting?
暂时萎蔫->晚间遮阴即可
•Whyshouldwenotapplyalargenumberoffertilizerstoplantinonetime?
烧苗
高浓度失水
•Howtoimprovewaterutilizationefficiencyinproduction.
1.高效灌溉
2.根据形态特征:
植株生长减缓茎叶颜色deepred幼嫩茎叶凋萎
3.需水量注意水分临界期
4.生理特征叶片相对含水量80%
•Whydoeslowtemperaturereducewaterabsorptionofplant?
低温下水分本身的粘度增大,扩散速率降低
原生质粘性大,水分不易透过原生质
呼吸作用减弱,影响主动吸水
根系生长缓慢,吸水表面增加缓慢
总结:
冷啊,不想呼吸啊,水不肯流啊,植物不肯长啊,原生质冷啊,不肯动啊
Chapter2Plantmineralnutrition
1.Termdefinition
•Essentialelementsandallelementnames
碳氢氧氮磷
钾钙镁硫铁
锰硼锌铜钼氯镍
17
•Macroelements(Majorelements)
>0.1%
碳氢氧氮磷
钾钙镁硫
9
•Microelements(Traceelements)
铁
锰硼锌铜钼氯镍
8
•Physiologicallyacid,alkalineandneutralsalts
生理酸性盐:
吸收阳离子更多NH4CL硫酸铵氯化钾氯化钙
生理碱性盐:
对阴离子的吸收量大于阳离子ph上升硝酸钾硝酸钙
中性:
硝酸铵!
记忆:
消减(硝酸碱)无硝则酸都有则中
•Criticalperiodofnutrition
一样的
是指营养元素缺少或营养元素之间比例不平衡,对植物生长发育起着显著不良影响的那段时期。
此时植物对养分需要量并不大,但要求很迫切。
如果缺乏此种营养元素,就会明显抑制植物正常的生长。
•Maximumperiodfornutrition
是指某种养分能发挥其最大增产效能的时期。
在这个时期作物对某种养分的需要量和吸收量都是最多的,这时期也是作物生长最旺盛的时期。
•Ionactivetransport
•Carriertheory
同被运输的离子和分子结合,然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输的膜蛋白。
•Ionchanneltheory
是各种无机离子跨膜被动运输的通路。
•Ionpumptheory
存在于细胞膜上的蛋白质它在有能量供应时可使离子在细胞膜上逆电化学势梯度主动地吸收
细胞内离子的浓度和外界环境相差很大
•Primaryactivetransport
ATP逆浓度梯度
•Secondaryactivetransport
动力来自H+-ATP酶作用下产生的H+的跨膜电化学梯度
•Beneficialelements
植物的有益元素是指能促进植物生长发育,但不为植物普遍所必需的,或在一定的条件下为植物所必需,或只有某些植物生长所必需的元素。
在有益元素中了解得较多的有钠(Na)、硅(Si)、铝(Al)、钴(Co)、钛(Ti)、钒(V)、锂(Li)、铬(Cr)、硒(Se)、碘(I)等。
•Solution(water)culture(hydroponics)
溶液培养又称为水培法,是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
•Foliarnutrition
叶部营养是根外营养的一种,用叶吸收养分和水分
•Halophyte
盐土植物能在盐化生境中生长发育、并可积累相对多量盐分。
•Deficientsymptoms
缺素症是指植物在生长过程中因缺乏某种营养素而导致的一些生长异常的症状。
•Chlorosis
植物叶片缺乏叶绿素的病征。
叶片呈现淡绿色或黄色。
在水分、温度及光照适宜的条件下,由于缺乏某种必需元素(氮、镁、铁、锰及硫等)而造成。
缺氮和镁时,病症首先表现在植株下部叶片。
前者叶片淡绿,严重时呈淡黄色;后者叶脉仍为绿色,叶脉间呈黄色。
氮和镁均为叶绿素的成分。
缺铁、锰及硫时病征首先表现在上部幼叶。
缺铁及锰表现为叶脉间缺绿。
前者在严重时幼叶呈白色;后者在叶片上有小的黄色斑点。
铁和锰不是叶绿素的组成分,但是间接影响叶绿素的形成
•Donnanequilibrium
细胞内可扩散的阴阳离子浓度的乘积等于细胞外可扩散的阴阳离子浓度的乘积时的状态,叫做杜南平衡。
•Ionintereaction
•Ionantagonismandsynergism
协同:
促进吸收
拮抗:
抑制吸收
•Nitratereductase(NR)
指组织本来不含(或很少有)此种酶,但在特定的外来物质(如底物)的影响下形成的酶并使酶的活性迅速提高。
•Nitritereductase(NIR)
本来没有的,在特定的外来物质的影响下形成的酶,指组织本来不含(或很少有)此种酶,但在特定的外来物质(如底物)的影响下形成的酶并使酶的活性迅速提高。
•Rhizosphere
受植物根系活动的影响,在物理化学和生物学特性上不同于原土体的特殊土壤微区
2.Keypoints
•SymptomsofN,P,K,FeandMgdeficiencyinplantandthespecialsymptomsofsomeelements.
缺氮:
①生长矮小,根系细长,分枝(蘖)减少。
②老叶失绿发黄,新叶色淡,但一般无斑点。
③叶或茎部发红(或紫红)④叶、果实、种子少而小,开花、结实提早(⑤缺氮症状从老叶开始向上扩展,下部老叶易早衰、脱落。
缺磷:
①生长迟缓、瘦弱、直立、分蘖分枝少;根系发育不良,植株特别矮小。
②发育受阻,花、果实、种子都减少,开花结实延迟,产量低,抗性减弱。
③新叶色深,呈墨绿色;老叶和茎基部常变红。
(④症状首先出现在老叶。
⑤水稻缺P新叶色深,呈墨绿色,俗称“一枝香”,“锅刷”;缺P大麦生长矮小,叶色深绿;油菜缺P,老叶呈紫红色;大麦缺P,老叶发红;玉米缺P,茎叶发红,“秃顶”现象)红磷红磷记住这个红
缺钾:
①植株茎秆柔弱,易倒伏,抗逆性差。
②植株矮小,叶片先呈暗绿色;根系活力差,易发生腐烂。
③老叶枯死有褐色烧焦状斑点——“焦边”:
叶缘(双子叶)或叶尖(单子叶)从坏死黄斑→逐渐呈褐色烧焦状斑点。
随着缺钾程度加剧,整个叶片变成红棕色或干枯状。
缺钾常导致叶片有褐色斑点。
(④缺钾症状一般先在老叶出现。
棉花缺钾老叶呈褐色烧焦状枯死,根发育差;葡萄缺钾基部叶叶缘开始发黄到呈褐色烧焦状枯死;大豆缺K“杯状叶”。
)
缺铁:
幼叶脉间失绿;严重时整片新叶变为黄白甚至灰白,叶薄而柔软,表面茸毛少。
镁和铁一块记忆
缺镁:
老叶脉间失绿,常可见到网状脉(双子叶植物)和条状脉(单子叶植物)。
叶脉有时呈紫红色;严重缺镁;形成坏死斑块。
(首先在老叶出现,柑桔缺镁果实脐部失绿;油菜缺Mg,脉间失绿、发红。
)老美老镁
缺钙:
①生长点坏死②幼叶有缺刻状。
③蕃茄“脐腐病”,大白菜“干心病”。
缺硫:
硫不足植株矮小,新叶均一失绿,直到黄白色,叶片易脱落。
缺S油菜开花结实延迟。
缺锰:
新叶脉间缺绿,有坏死小斑点(褐或黄)。
缺硼:
①油菜“花而不实”;大麦、小麦“穗而不实(亮穗)”;棉花“蕾而不花”。
②生长点停止生长甚至萎缩死亡(细胞壁不能形成)。
甜菜“心腐病”,萝卜“黑心病”。
缺锌:
不能合成IAA而使植物生长受阻。
果树小叶病是缺锌的典型症状。
阔叶作物缺锌时较老叶脉间失绿,常有坏死斑块、叶小、节间短。
缺铜:
生长僵化、新叶畸形、顶端分生组织坏死、幼叶褪色是比较典型的缺铜症状,柑橘常见缺铜症状,树皮、果皮粗糙,而后裂开,引起树胶外流。
蚕豆缺铜,花瓣上黑色“豆眼”退色。
小麦缺Cu叶片失水变白。
缺钼:
大豆缺Mo根瘤发育不良;番茄缺Mo、脉间失绿,变得呈透明。
缺氯:
番茄缺Cl叶易失水萎蔫。
•Howdoesplantcelltakeupmineralnutrition?
矿质营养透过生物膜进入细胞质和液泡,主要有被动转运和主动转运两种形式。
被动转运:
溶质沿电化学势梯度穿过生物膜,除了部分中性离子可以直接透过细胞膜外(简单扩散),通过离子跨膜过程需要借助通道蛋白或载体蛋白进行。
离子通道是在生物膜上的一些贯穿磷脂双分子层的蛋白质,通过改变通道蛋白的物化环境来调节或控制离子流;载体蛋白是膜上存在的一类跨膜蛋白,在离子电化学势的作用下,首先与被转运的离子相结合(专一性),引起蛋白质构型变化从而将离子翻转而进入膜内。
主动转运:
分为初级主动运输、次级主动运输和胞饮作用。
初级主动转运:
与能量代谢过程偶联,并使得被转运离子逆电化学势梯度转运,行使这一功能的蛋白质称为泵,分为致电型和非致电型,H+泵和Ca2+泵是两类主要的致电泵,但这两类泵都是朝外的,不能产生离子向质膜内的转运。
次级主动转运:
起始阶段,在质子电化学梯度的推动下,跨膜转运蛋白朝向胞外,结合H+,发生构象改变,使得被转运离子可以结合到跨膜蛋白上,结合后转运蛋白构象再发生改变,使得结合位点和所结合离子转向膜内,转运离子和H+释放到膜内后,转运蛋白恢复到原构象。
这样反复循环将外界离子源源不断转运到膜内。
胞饮作用:
被细胞摄取的物质首先被吸附在膜的外表面,而吸附物质的那一部分质膜在感应某种刺激后向内凹陷成为囊泡并向内部转移,从而将外界物质吞饮到细胞中。
•Distinguishthedifferentphysiologicallysalts
由于植物的选择吸收,引起阳离子吸收量大于阴离子吸收量,使溶液变酸的这一类盐,称生理酸性盐;如NH4Cl、NH4SO4、KCl、CaCl等。
植物对阴离子的吸收量大于阳离子的吸收量,使溶液pH上升的这一类盐,称生理碱性盐;如Ca(NO3)2、KNO3。
还有一类盐,植物对其阴阳离子的吸收相等,不因植物的吸收引起溶液pH改变的盐类称生理中性盐,如NH4NO3。
3.Questions
•Whatarethemineralnutrientswithdeficientsymptomsappearingonolderleavesoryoungerleaves?
元素再利用现象
木质部:
茎到新叶
韧皮部:
:
老叶到新叶
可再利用元素缺素症从老叶开始
不可再利用元素缺乏时幼嫩部位先出现病症
•Howtoexplain“麦浇芽”,“菜浇花”?
在营养临界期如果施肥不及时,常易出现营养元素缺乏症。
生产上“麦浇芽”就是为了满足营养临界期的养分需要。
在作物一生中,还有一个施肥效果最好的时期,这个时期对矿质营养需要量大,吸收能力强,若能满足肥料要求,增产效果十分显著,称为营养最大效率期。
生产上“菜浇花”就是我国农民对营养最大效率期的施肥的丰富经验的总结。
•Howtoimprovefertilizerutilizationefficiency?
(一)优良品种
1.高产和高收获指数品种的推广。
高产和高收获指数品种的推广能导致养分利用效率和养分吸收效率得到提高。
2.养分高效品种的推广。
大力培育和推广养分利用效率和养分吸收效率高的品种,可有效地提高单位养分所生产的产量。
3.有效基因的发掘与转基因。
人们通过基因突变和基因定位,已找到一些与N,P、Fe、Zn等高效利用相关的基因,这些基因转人农作物将有可能提高养分利用效率,
(二)合理施肥
1.大力推广配方施肥技术。
根据作物的需肥规律、土壤测试结果及拟施用肥料的利用率,调整氮、磷、钾和中微量元素的合理用量和比例,使作物得到全面合理的养分供应,最大限度地发挥作物的增产潜力、提高经济效益。
2.改变肥料性状。
推广复合(复混)肥料、控释肥料和有机无机复合肥料等,以提高肥料的利用率。
3.改进施肥方法。
根据作物的需肥规律,在作物生长的各个阶段合理地分期施肥,以满足作物整个生育期的养分供应,达到经济施肥的目的;大力提倡深施肥,最大限度地减少肥料的损失。
4.精确施肥。
与现代灌溉系统结合。
建立以计算机全自动控制和遥感等信息技术为手段的、智能化的施肥方式。
土壤营养状态传感器感知土壤养分信息,并传递到中心控制计算机。
中心控制计算机通过计算分析获得是否需要施肥的信息。
再指令其他集群控制设备开启或关闭各种营养配方溶液.完成施肥。
Chapter3PhotosynthesisinPlant
1.Termdefinition
•Photosynthesis
二氧化碳水->有机物氧气
•Reactioncenterpigments
直接受光激发或接受集光色素传递而来的激发能后,发生光化学反应,并引起电荷分离的色素。
一部分叶绿素a吸收特定波长光子
•Lightharvestingpigments(Antennapigments)
吸收和传递光能叶绿素(mostly)ab胡萝卜素
•Photosyntheticchain
由光合膜上两个光系统构成,按一定的氧化还原电位依次排列而成的电子传递系统。
•PQshutter
PQ既可传递质子也可传递电子
间质中H+不断转入类囊体腔
•Photophosphorylation
叶绿体在光合电子传递的同时ADP+PI->ATP
•Assimilatorypower
光合作用前两阶段产生的用于同化CO2的具有活跃化学能的ATP与NADPH
•Photorespiration
只有在光下才发生的吸收O2放出CO2
•Quantumefficiency
每吸收一个光量子所能。
。
。
•Quantumrequirement
每同化1分子CO2或放出O2所需的光子数
•CO2compensationandsaturationpoints
自己领悟
•Lightcompensationandsaturationpoints
同上
•Photosyntheticpathway
C3C4CAM
•Photochemicalreaction
物质的分子吸收光子后引发的反应
•Photosystem
能吸收光能,并将其转变为化学能的多蛋白质复合物。
分为光系统I和II每一系统均由叶绿素的
•Plastoquinone
PQ含量最多传递H+e-
•Plastocyanin
质蓝素:
含一个CU原子的蛋白质接受Fe-S的电子而还原,PSI的原初电子供体->P700+
•Ferredoxin
铁氧还原蛋白:
还原NADP+为NADPH
•Photoinhibition
强光引起的光合下降现象
•Rubisco
催化1,5-二磷酸核酮糖与二氧化碳的羧化反应或与氧气的氧化反应。
同时RuBisCO也能使RuBP进入光呼吸途径
•Greenhouseeffects
阳光主要以短波辐射照到地表,使地面及物体温度升高,并以长波辐射的形式向宇宙空间散失热量,由于温室气体(CO2及甲烷等)不能透过长波辐射,把一部分辐射能量反射到地球,使地球散热量下降的效应。
•Noncyclic,cyclicandpseudo-electrontransports
非环式:
这种传递方式的PSⅠ和PSⅡ共同受光激发,串联起来推动电子传递,从水中夺电子并将电子最终传递给NADP+,产生氧气和NADPH和H+,这是开放式的通路,故称为非环式电子传递;
环式:
指PSⅠ受光激发而PSⅡ未受光激发时,PSⅠ产生的电子传给Fd,通过Cytb6f复合体和PC返回PSⅠ,形成围绕PSⅠ的环式电子传递。
假环式:
与非环式电子传递途径相似,只是水裂解的电子不传给NADP+,而是传给O2,形成超阳阴离子自由基(O2-),后经一系列反应形成H2O,电子从水到水循环,故称为假环式电子传递。
•Fluorescenceandphosphorescence
叶绿素溶液在透射光下呈绿色,而在反射光下呈红色(chla血红光、chlb棕红光)的现象称为荧光现象。
叶绿素除了在光照时能产出荧光,当去掉光源后,还能继续辐射出极微弱的红光,它是从第一三线态回到基态时所产生的光即为磷光。
寿命较长。
•Inductiveresonance
集光色素->作用中心色素
以电子共振的形式传递能量的过程。
集光色素吸收的光能传递到作用中心色素主要以诱导共振的方式。
•Carbondioxideassimilation
C3,C4
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