植物生理学 第一章
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第一章1.四大代谢:水分、矿质、有机物、能量2.植物生理学:研究植物生命活动规律,揭示植物生命现象本质的科学。
3、植物的生命活动:生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递和信号转导。
4、植物生理活动的特性:自养型、营固定式生活、再生或更新能力强、体细胞具全能性。
5、植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程,被称为植物的水分代谢。
6、植物的水分代谢包括:水分的吸收———水分的运输———水分的利用———水分的散失7、不同植物含水量不同水生植物——鲜重的90%以上地衣、藓类——仅占6%左右草本植物一一70%〜85% 木本植物——稍低于草本植物。
8、同一种植物,不同环境下有差异荫蔽、潮湿> 向阳、干燥环境9、同一植株中,不同器官、组织不同根尖、幼苗和绿叶——60%〜90%树干——40〜50% 休眠芽40%风干种子为10 %〜14%10、生命活动较旺盛的部分,水分含量较多。
11、束缚水一一被原生质胶体吸附不易流动的水特性:(1)不能自由移动,含量变化小,不易散失(2)冰点低,不起溶剂作用(3)决定原生质胶体稳定性(4)与植物抗逆性有关12、自由水——距离原生质胶粒较远、可自由流动的水。
特性:(1)不被吸附或吸附很松,含量变化大(2)冰点为零,起溶剂作用(3)与代谢强度有关自由水/束缚水:比值大,代谢强、抗性弱比值小,代谢弱、抗性强13、14、自由水参与各种代谢作用,自由水占总含水量的百分比越大,则植物代谢越旺盛。
束缚水不参与代谢作用,束缚水含量与植物抗性大小有密切关系15、 水的生理生态作用1、 水是细胞质的主要成分2、 水是代谢过程的反应物质3、 水是物质吸收和运输的良好溶剂4、 水维持细胞的紧张度5、 水的理化性质给植物生命活动提供各种有利条件6、 水能调节植物周围的小气候 以水调温以水调肥以水调气 以水调湿16、 生理需水--满足植物生理活动所需要的水分17、 生态需水--利用水的理化特性,调节植物周围的环境所需 要的水分。
植物生理学第一章1(15分)问答题:典型的植物细胞与动物细胞的最主要差异是什么?这些差异对植物生理活动有什么影响?回答:1、大液泡、叶绿体、细胞壁2、大液泡能够让植物细胞有质壁分离的能力3、叶绿体能够让植物细胞有光合作用的能力4、细胞壁起维持细胞形状,控制细胞生长、物质运输与信息传递、防御与抗性、物质合成识别互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用)得分指导:典型的植物细胞中存在大液泡和质体,细胞膜外还有细胞壁,这些都是动物细胞所没有的,这些结构特点对植物的生理活动以及适应外界环境具有重要的作用。
请给予评分:(满分5分)0分 1分 2分 3分 4分 5分得分指导:例如大液泡的存在使植物细胞与外界环境构成一个渗透系统,调节细胞的吸水机能,维持细胞的挺度,另外液泡也是吸收和积累各种物质的场所。
请给予评分:(满分4分)0分 1分 2分 3分 4分得分指导:质体中的叶绿体使植物能进行光合作用;而淀粉体能合成并贮藏淀粉。
请给予评分:(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导:细胞壁不仅使植物细胞维持了固有的形态,而且在物质运输、信息传递、抗逆防病等方面起重要作用。
请给予评分:(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见2(9分)问答题:原生质的胶体状态与其生理代谢有什么联系?回答:当原生质处于溶胶状态时,粘性较小,代谢活跃,生长旺盛,但抗逆性较弱;当原生质呈凝胶状态时,细胞生理活性降低,但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高,有利于植物度过逆境。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用)原生质胶体的两种状态,即溶胶态与凝胶态。
请给予评分:(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导:当原生质处于溶胶状态时,粘性较小,细胞代谢活跃,分裂与生长旺盛,但抗逆性较弱。
请给予评分:(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导:当原生质呈凝胶状态时,细胞生理活性降低,但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高,有利于植物度过逆境。
第一章植物的水分代谢本章内容提要水是植物生命的基础。
植物水分代谢包括水的吸收、运输和散失过程。
植物细胞吸水有三种方式:渗透吸水、吸胀吸水和代谢性吸水,以渗透吸水为主。
根系是植物吸水的主要器官,吸水的主要区域为根毛区,吸水的方式有主动吸水和被动吸水,其吸水动力分别为根压和蒸腾拉力。
蒸腾拉力是植物主要的吸水动力。
水分在植物体内连续不断地运输是蒸腾拉力—内聚力克服水柱张力的结果。
植物主要通过叶片蒸腾散失水分,具有重要生理意义。
气孔蒸腾是植物叶片蒸腾的主要形式。
蒸腾速率与气孔的开闭关系很大。
气孔开闭可能是通过保卫细胞内K+的积累学说和苹果酸代谢来调节的。
许多外界因子能调节气孔开闭。
作物需水因作物种类不同而异,一般而论,植物的水分临界期是花粉母细胞四分体形成期,合理灌溉要综合考虑土壤含水量、作物形态指标及生理指标。
灌溉的生理指标能即使反映植物体内的水分状况,是较为科学的。
第一节水分在植物生命活动中的作用一、植物体内的含水量不同植物的含水量不同;同一种植物生长在不同的环境中含水量也有差异;在同一植株中不同器官和不同组织的含水量也不同。
二、水对植物的生理作用1、原生质的主要组分。
原生质一般含水量在70%~90%以上,这样才可使原生质保持溶胶状态,以保证各种生理生化过程的进行。
如果含水量减少,原生质由溶胶变成凝胶状态,细胞生命活动大大减缓(例如休眠种子)。
2、接参与植物体内重要的代谢过程。
在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中均有水的参与。
3、多生化反应和物质吸收、运输的良好介质。
植物体内绝大多数生化过程都是在水介质中进行的。
水分子是极性分子,参与生化过程的反应物都溶于水,控制这些反应的酶类也是亲水性的。
各种物质在细胞内的合成、转化和运输分配,以及无机离子的吸收和运输在水介质中完成的。
4、使植物保持固有的姿态。
细胞含有大量的水分,维持细胞的紧张度,因而使植物枝叶挺立、花朵开放等。
3、分裂和延伸生长都需要足够的水。
第一章植物的水分生理一、名词解释1.水分代2.自由水3.束缚水4.扩散5.集流6.渗透作用7.水势8.渗透势9.压力势10.衬质势11.质外体途径12.共质体途径13.根压14.蒸腾拉力15.聚力学说16.蒸腾作用17.蒸腾速率18.蒸腾系数19.蒸腾比率20.水分临界期21.跨膜途径二、缩写符号翻译1. ψw2. ψp3. ψm4. ψs5. ψπ6. MPa7. WUE三、填空题1.植物细胞吸水方式有、和。
2.简单扩散是物质依而移动,集流是物质依而移动,而渗透作用是物质依而移动。
3.植物散失水分的方式有和。
4.植物细胞水分存在的状态有和。
5.细胞质含水较多呈状态,含水较少呈状态。
6.自由水/束缚水比值越大,则代;其比值越小,则植物的抗逆性。
7.一个典型细胞的水势等于;具有液泡的细胞的水势等于;干种子细胞的水势等于。
8.形成液泡后,细胞主要靠吸水。
9.风干种子的萌发吸水主要靠。
10.溶液的水势就是溶液的。
11.溶液的渗透势决定于溶液中。
12.在细胞初始质壁分离时,细胞的水势等于,压力势等于。
13.当细胞吸水达到饱和时,细胞的水势等于,渗透势与压力势绝对值。
14.相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的。
15.植物根系吸水方式有:和。
16.证明根压存在的证据有和。
17.叶片的蒸腾作用有两种方式:和。
18.某植物制造10克干物质需消耗5公斤水,其蒸腾系数。
19.小麦的第一个水分临界期是,第二个水分临界期是。
20.常用的蒸腾作用的指标有、和。
21.影响气孔开闭的因子主要有、和。
22.影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。
23.田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称,其原因是土壤溶液水势于作物体的水势,引起水分外渗。
24.可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、、和。
25.近年来出现的新型的灌溉方式有、和。
四、选择题1.植物的根系结构中,共质体是指()。
A.原生质B.胞间连丝C.细胞壁D.导管和管胞2.一般而言,进入冬季越冬作物组织自由水/束缚水的比值:()A.升高B.降低C.不变D.无规律3.有一个充分为水饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中,则细胞体积:()A.变大B.变小C.不变D.可能变小,也可能不变4.水势单位用帕(Pa)表示,一般用兆帕(MPa),两者关系为()A. 1MPa=l06PaB. 1MPa=105PaC. 1Pa=106MPaD. 1Pa=105Mpa5.已形成液泡的细胞,其衬质势通常省略不计,其原因是:()A.初质势很低B.衬质势不存在C.衬质势很高,绝对值很小D.衬质势很低,绝对值很小6.充分浸泡大豆和水稻子粒,结果大豆种子膨胀的体积比水稻的大,原因主要是大豆种子()。
植物生理学理论(第一章到第三章)植物生理学理论总结归纳第一篇植物的物质产生和光能利用第一章植物的水分生理水分生理包括水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排出等3个过程。
第一节植物对水分的需要一、植物的含水量1、不同植物的含水量不同;2、同一种植物生长在不同环境中,含水量也不同;3、在同一植株种,不同器官和不同组织的含水量的差异也甚大。
二、植物体内水分存在的状态1、水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态(1)束缚水:靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分(不参与代谢作用,但与植物抗性大小有密切关系)(2)距离胶粒较远而可以自由流动的水分(参与各种代谢作用,自由水占总含水量的百分比越大,则植物代谢越旺盛)①由于自由水含量多少不同,所以细胞质亲水胶体有两种不同的状态:一种是含水较多的溶胶(sol);另一种含水较少的凝胶(gel)2、水分子距离胶粒越近,吸附力越强;相反,则吸附力越弱。
3、自由水/束缚水低→凝胶耐旱自由水/束缚水高→溶胶三、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中的反应物质3、水分的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第二节植物细胞对水分的吸收植物细胞吸水主要有3中方式:扩散、集流、和渗透作用一、扩散:这是一种自发过程,指由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动,扩散是物质顺着浓度梯度进行的。
二、集流:是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。
水分集流与溶质浓度梯度无关。
●水孔蛋白的作用:水分在细胞内的运输;水分长距离运输;调整细胞内的渗透压。
三、渗透作用:指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。
渗透作用水势梯度儿移动。
1、水势的公式:ΨW=μW-μ0W/V W=△μW/V W2、水势=水的化学势/水的偏摩尔体积=N·m·mol-1/m3·mol-1=N·m-2=Pa3、溶液越浓,水势越低。
第一章植物的水分生理束缚水自由水水分在植物细胞内通常呈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已自由流动的水分。
自由水——距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
这两种状态水分的划分是相对的,他们之间没有明显的界限。
扩散集流渗透作用植物细胞吸水主要有三种方式:扩散、集流和渗透作用,最后一种方式是前两种方式的组合,在细胞吸水中占主要地位。
扩散——是一种自发过程,指由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动,扩散是物质顺着浓度梯度向下移动。
不需要能量,适合于水分短距离的(如细胞间)迁徙。
集流——指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。
(如水分在木质部中远距离运输,水分从土壤溶液流入植物体。
)集流是物质一压力梯度向下移动。
水分集流与溶质浓度梯度无关。
渗透——指溶质分子通过半透膜而移动的现象。
渗透作用是物质依水势梯度而移动。
水势——每偏摩尔体积水的化学势差。
纯水的自由能最大,水势也最高,纯水的水势定为零。
溶液的水势为负值。
溶液越浓,水势越低。
细胞水势由渗透势(溶质势)、压力势、重力势和衬质势。
渗透势——(负值)在标准压力下,等于溶液的水势,决定于溶液中溶质颗粒(分子或离子)总数。
温带生长的大多数作物叶组织的渗透势在-1~-2Mpa,而旱生植物叶片的渗透势很低,达-10Mpa。
压力势——(正值)由于细胞壁压力的存在而增加水势的值。
重力势——(正值)水分因重力下移与相反力量相等是的力量,重力组分通常省略不计。
衬质势——(负值)细胞胶体物质如蛋白质、淀粉粒、纤维素等亲水性和毛细管(凝胶内部的空隙)对自由水束缚而引起水势降低的值。
未形成液泡的细胞具有较低的衬质势,已形成液泡的细胞的衬质势只占整个水势的微小部分,也常忽略不计。
根压蒸腾拉力根系吸水有两种动力:根压和蒸腾拉力,后者较为重要。
根压——由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
根压把根部的水分压倒地上部,土壤中的水分便不断补充到根部,就形成了根系吸水过程,这是由根部形成力量引起的主动吸水。