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植物生理学复习要点
第一章 植物的细胞结构与功能 3’
1、细胞是生物体结构和功能的基本单位。
2、植物细胞的主要结构（见课本14页图1-2） 植物细胞由细胞壁、原生质体组成。（注意把握胞间连丝） 细胞器：双层膜（线粒体、叶绿体）
单层膜（过氧化物体、乙醛酸循环体、液泡） 无膜(核糖体、微管、微丝)
3、大液泡、叶绿体和细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征 4、原生质胶体有两种存在状态，即溶胶和凝胶。
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。
5、穿越细胞壁、连接相邻细胞原生质(体)的管状通道被称为胞间连丝。
6、由胞间连丝把原生质体连成一体的体系称为共质体，而将细胞壁、质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等空间叫作质外体。
共质体与质外体都是植物体内物质和信息传递的通路。 7、胞间连丝的功能：物质交换和信息传递。
8、生物膜(biomembrane)是指构成细胞的所有膜的总称。可分为质膜和内膜。由蛋白质、脂类、糖和无机离子等组成。
9、膜蛋白存在状态：外在蛋白、内在蛋白、膜脂蛋白、跨膜蛋白。 10、膜脂相变指膜的脂质部分在一定条件下发生的物相转变。 膜在正常条件下是一种液晶状态，在较高温度下呈液相状态，在低温下即转变为固相状态。
液相（溶胶） 固相（凝胶）
11、链越短或链的不饱和程度越高，膜的流动性越大，相变温度也越低；反之，相变温度也越高。
12、生物膜的功能：分室作用、代谢反应和能量转换的场所、控制物质交换、信号识别与转导。
13、植物细胞亚微结构的三大系统：微膜系统、微梁系统、微球系统。 14、内质网（ER）：粗糙型内质网(RER)和光滑型内质网(SER)
15、微体可分为过氧化物体（参与光呼吸）和乙醛酸体（参与脂类代谢，生理功能是糖异
生作用，即脂肪转变成糖类）。通常认为微体起源于内质网。
16、微球系统是指细胞中由DNA-蛋白质或RNA-蛋白质组成的无膜结构的细胞器的总称。包括核粒与核糖体（蛋白质生物合成的场所）。
17、高等植物细胞有三大基因组：核基因组、叶绿体基因组和线粒体基因组，后两组称为
核外基因。
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第二章 植物的水分代谢 7’
1、植物细胞内水分以束缚水和自由水两种状态存在。
束缚水－－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－－与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。
自由水 束缚水 两者比值 高 低 原生质 溶胶 凝胶 代谢 旺盛 活性低 生长 快 迟缓 抗逆性 弱 强 2、水是细胞原生质的主要组分。
3、水在植物的生理活动中有重要的作用： （1）水是代谢反应物。
（2）水是物质运输、吸收及生化反应的介质。 （3）水维持细胞膨压，促进生长。 （4）水能使植物保持固有的姿态 。 4、水对植物生存有重要的生态意义： （1）水对植物体温的调节 （2）水对植物生存环境的调节
（3）水的透光性使水生植物的需光反应正常进行
5、生理需水：指用于植物生命活动和保持植物体内水分平衡所需要的水分。
生态需水：指利用水的理化特性，调节植物生态环境所需要的水分
6、水势：每偏摩尔体积中水的化学势差。（了解水势、自由能、化学势） 7、纯水的化学势μw0 规定为0。溶液的水势为负值。
8、溶质势ψs ： 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。
9、标准压力下，溶液的水势等于其溶质势，即ψw＝ψs 。
溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此溶质势又可称为渗透势。 10、稀溶液的溶质势可用范特霍夫(Vant Hoff)公式（经验公式）来计算： ψs＝ψπ= -π= -iCRT
式中ψs：溶质势；ψπ ；渗透势；π:渗透压； i:溶质的解离系数； C:质量摩尔浓度(mol·kg-1)；
R:气体常数(0.0083dm3·MPa·mol-1·K-1)； T:绝对温度(K)
11、衬质势ψm：由于衬质的存在引起体系水势降低的数值称为衬质势。 12、压力势ψp （符号缩写）
13、植物细胞吸水方式分为以下三种：渗透吸水、 吸胀吸水 、降压吸水。 14、水通道蛋白：生物膜上具有通透水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。（以前考过） 15、Ψ细胞<Ψ外液，细胞吸水，体积变大，此外液称高水势溶液
Ψ细胞=Ψ外液，水分平衡，体积不变，此外液称等水势(等渗)溶液
Ψ细胞>Ψ外液 细胞失水，体积变小，此外液称低水势溶液，会发生质壁分离 16、植物细胞吸水与失水取决于细胞与外界环境之间的水势差（△ψw）。
17、相邻两个细胞之间水分移动的方向，取决于两细胞间的水势差，水分总是顺着水势梯度移动。
18、土壤—植物—大气连续体系(SPAC)（符号缩写）
19、植物根系吸水，按其吸水动力不同可分为两类：主动吸水和被动吸水。
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主动吸水：—由植物根系生理活动而引起的吸水过程。根系主动吸水的动力是根压。 被动吸水：植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程。 20、伤流和吐水是证实根压存在的两种生理现象。
21、蒸腾作用：植物体内的水分以气体方式散失到大气中去的过程。与一般的蒸发不同，蒸腾作用是一个生理过程，受到植物体结构和气孔行为的调节。
22、蒸腾作用的主要方式为叶片蒸腾，它包括角质层蒸腾和气孔蒸腾。
23、无机离子泵学说： 又称K+泵学说。保卫细胞质膜上存在着的H+-ATP酶，有着质子
泵的作用，它可被光激活，水解由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP，产生的能量将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中,使得保卫细胞内的pH值升高，电势变低。这种由光照引起的保卫细胞跨膜的H+梯度和膜电位合称为H+电化学势梯度。在H+电化学势梯度的驱动下，钾离子从周围细胞经保卫细胞质膜上的内向K+通道进入保卫细胞，再
进一步进入液泡，K+浓度增加，水势降低，水分进入,气孔张开。 在K+进入保卫细胞的同时，还伴随着等量负电荷的阴离子，如氯离子和苹果酸根进入，以保持保卫细胞的电中性，这也具有降低水势的效果。氯离子可能是通过Cl- - H+共运载体进入保卫细胞的。 暗中，光合作用停止，H+-ATP酶停止做功，保卫细胞的质膜去极化，驱使K+经外向K+通道向周围细胞转移，并伴随着阴离子的释放，导致保卫细胞水势升高，水分外移，气孔关 闭。 24、通常气孔在光下张开,暗中关闭。 25、“内聚力学说”即植物体内水分具有相当大的内聚力，且水分子的内聚力远大于水柱张力，同时水分子与导管壁间还有附着力，从而维持导管水柱的连续性，使得水分不断上升。
第三章 植物的矿质与氮素营养 4’
1、植物生命活动的调节者
? Mo K Ca Mn Cl是固氮酶和许多反应及酶的激活剂。 ? P参与物质代谢和能量转化及物资运输。 ? Cl Mn 参与光合水光解。
? B 促进花粉粒的萌发及花粉管的伸长。
? Zn 是Trp合成酶的辅因子。所以能促进生长
作为细胞重要的信号转导信使，如Ca2+为信号转导中的重要第二信使 ;
? 作为渗透调节物质调节细胞的膨压等。如：K＋、CI-。 4）电荷中和作用可调节PH值。
2、硝酸盐的还原：植物体内硝酸盐转化为氨的过程。 在一般田间条件下,NO-3是植物吸收的主要形式
3、硝酸还原酶(NR)：催化硝酸盐还原为亚硝酸盐的酶；是一种可溶性的钼黄素蛋白；一种
诱导酶(受底物的诱导而合成的酶)，NR的活性可作为植物利用氮素能力的指标。 绿色组织中硝酸还原供氢体是NADH，而在非绿色组织（如根组织）中的硝酸还原酶
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可以NADH或NADPH为氢供体。
4、亚硝酸还原酶NiR)：指催化亚硝酸盐还原为铵的酶，受光照和硝酸根的诱导而合成。
第四章 植物的光合作用 10’
1、光合作用的意义：1）.把无机物变为有机物的重要途径；2）.巨大的能量转换过程 “能量
转换站”；3）. 维持大气中O2和CO2的相对平衡。
2、叶绿体是光合作用的场所，叶绿体色素在光能的吸收、传递和转换中起着重要作用。 3、蛋白复合体主要有四类：即光系统Ⅰ（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、Cytb６/f复合体和ATP酶复合体（ATPase）。
4、类囊体膜参与了光能吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应，类囊体膜也称光合膜。
5、光合色素有3大类：叶绿素 (a：b = 3：1 )，类胡萝卜素 (胡萝卜素：叶黄素= 1:2) ，藻胆素。三者共同特点：分子内具有许多共轭双键，能捕获光能，捕获光能能在分子间传递。 6、叶绿素是双羧酸的酯。
高等植物光合色素按化学结构可分为两类四种：叶绿素｛叶绿素a和叶绿素b｝ 类胡萝卜素｛胡萝卜素和叶黄素｝
7、天线色素或聚(集)光色素(light harvesting pigment):不能参与光化学反应，起吸收和传递光能的作用，大多数的叶绿素a、全部的叶绿素b、类胡萝卜素。
反应中心色素：参与光化学反应，它不仅能捕获光能，还能将光能转换成电能处于光系统中反应中心 部分叶绿素a分子，如：P700 、P680。 无论是天线色素还是反应中心色素，它们只有与蛋白质结合组成色素蛋白复合体后才能行使其功能。
8、根据能量转化的性质，将光合作用分为三个阶段：
1).光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成； 2).电能转化为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成； 3).活跃的化学能转化为稳定的化学能，由碳同化完成。
9、原初反应：是指从光合色素分子受光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程。它包括：光物理反应－光能的吸收、传递 ；光化学反应－有电子得失。在类囊体膜上的光系统中进行。
10、光化学反应：激发态色素分子把激发的电子传递给受体分子。是由光引起的反应中心色
素分子与原初电子受体间的氧化还原反应，它将光能转化为电能。
11、光合链：指定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。 12、“Z”方案特点（一部分）：
水的氧化与PSⅡ电子传递有关，NADP+的还原与PSⅠ电子传递有关。电子最终供体为水，水氧化时，向PSⅡ传交4个电子，使2H2O产生1个O2和4个H+。电子的最终受体为NADP+。PQ是双电子双H+传递体，它伴随电子传递，把H+从类囊体膜外带至膜
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内，连同水分解产生的H+一起建立类囊体内外的H+电化学势差。 13、铁氧还蛋白(Fd)和-NADP＋还原酶(FNR)（符号缩写）
14、Fd也是电子传递的分叉点。电子从PSⅠ传给Fd后有多种去向：
? 传给FNR进行非环式电子传递；
? 传给Cyt b６/f 或经NADPH再传给PQ进行环式电子传递； ? 传给氧进行假环式电子传递； ? 交给硝酸参与硝酸还原；
? 传给硫氧还蛋白(Td)进行光合酶的活化调节……。
15、叶绿体在光下把无机磷和ADP转化为ATP的过程,叫做光合磷酸化。
光合磷酸化与电子传递相偶联。 16、化学渗透学说：
1）该学说假设能量转换和偶联机构具有以下特点：
? ①由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子的透过具有选择性 ? ②具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜 ? ③膜上有偶联电子传递的质子转移系统 ? ④膜上有转移质子的ATP酶
2）该学说强调：光合电子传递链的电子传递会伴随膜内外两侧产生质子动力(proton motive force,pmf)，并由质子动力推动ＡＴＰ的合成。
3）化学渗透学说由英国的米切尔(1961)提出认为，在光合链传递电子的过程中，形成跨类囊体膜的质子动力势差，在H+通过ATP酶返回膜外时，推动ADP和Pi形成ATP。 4）在类囊体膜上的电子传递体中PQ可传递电子和质子。在光下，PQ在将电子向下传递的同时，又把膜外基质中的质子转运至类囊体膜内，PQ在类囊体膜上的这种氧化还原往复变化称为PQ穿梭。此外，水在膜内侧光解也释放出H+，于是膜内外产生电位差和质子浓度差，两者合称质子动力势，是光合磷酸化的动力。H+沿着浓度梯度返回膜外时，在ATP酶催化下，合成ATP。 17、电子传递与光合磷酸化的结果：
ATP和NADPH是光合作用中电子传递与光合磷酸化的结果。一方面两者都能暂时将能量（活跃的化学能）贮存,并向下传递;另一方面NADPH的H又能进一步还原CO2,这样就把光反应和暗反应联系起来了。由于ATP和NADPH在碳素同化中用于CO2的同化,故合称为同化力。
18、碳同化途径分为三类：C3途径、C4途径和CAM(景天科酸代谢)途径。
19、C3途径的各反应均在叶绿体基质中进行。过程可分为: 羧化、还原、再生三个阶段。 20、光呼吸：植物的绿色细胞在光照下有吸收氧气,释放CO2的反应。（从碳素角度来看，
光呼吸是一种浪费）
O2对光合作用有抑制作用，这种现象被称为瓦伯格效应。 21、光呼吸的生化途径是乙醇酸的代谢。(以下是反应场所)
叶绿体:RuBP吸收O2在Rubisco(RUBP羧化加氧酶)的催化下产物为乙醇酸。 过氧化体：吸收O2 线粒体：放出CO2 22、光呼吸生理意义：
(1)回收碳素乙醇酸中3/4的碳； (2)维持C3光合碳还原循环的运转； (3)防止强光对光合机构的破坏作用； (4)消除乙醇酸的毒害