1. I物质生产和光能利用
    1. 水分生理
      1. 细胞吸水
        1. 扩散
        2. 集流
          1. 水孔蛋白
        3. 渗透作用
          1. 定义:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象,就称为渗透作用(Osmosis)
          2. 水势:每偏摩尔体积水的化学势。也就是,水溶液的化学势(μw)与同温、同压、同一系统中的纯水的化学势(μw0)之差(△μw),除以水的偏摩尔体积(Vw)所得的商,称为水势。
          3. 纯水的自由能最大,水势也最高。
          4. 纯水的水势为零
          5. 细胞水势: Ψw = Ψπ+ Ψp + Ψg +Ψm 细胞水势=渗透势+压力势+重力势+衬质势 Ψw = Ψπ+ Ψp
          6. 渗透势
          7. 压力势
      2. 水状态
        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,称为束缚水。
        2. 自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分,称为自由水
        3. 溶胶状态:水含量较多,大多数情况下细胞质呈溶胶状态;
        4. 凝胶状态:含水量较少,休眠种子的细胞质呈凝胶状态。
      3. 作用
        1. 水分是细胞质的主要成分
        2. 水分是代谢作用过程的反应物质
        3. 水分是植物对物质吸收和运输地溶剂
        4. 水分能保持植物地固有姿态
      4. 根系吸水
        1. 动力
          1. 根压: 由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力
        2. 三条途径
          1. 跨膜途径
          2. 共质体途径
          3. 质外体途径
          4. 细胞途径
      5. 蒸腾作用
        1. .生理意义
          1. 蒸腾作用是植物水分吸收和运输的主要动力;
          2. 矿质盐类要溶于水中才能被植物吸收和在体内运转,而蒸腾作用又是矿质吸收和流动的动力;
          3. 能够降低叶片的温度
        2. 指标
          1. 蒸腾速率 (transpiration rate): 植物在一定时间内单位叶面面积蒸腾的水量。
          2. 蒸腾比率 (transpiration ratio,TR): 植物每消耗1kg水时所形成的干物质质量(g)。
          3. 水分利用效率(water use efficiency,WUE)或蒸腾系数(transpiration efficient): 植物制造1g干物质所需水分(g)。
      6. 合理灌溉
    2. 矿质营养:植物对矿物质的吸收、运转和同化,通称为矿质营养。
      1. 必须的矿质元素
        1. 灰分元素
        2. 无土
        3. 氮在植物生命活动中占有首要的地位,故又称为生命元素
        4. 马铃薯缺磷植株矮小,僵直,暗绿,叶片上卷
        5. 马铃薯缺硫植株黄化,生长缓慢,但叶片并不
        6. 提早干枯脱落,严重时叶片出现褐色斑块
      2. 吸收
        1. 生物膜:
        2. 膜片钳
      3. 运输
      4. 施肥
    3. 光合作用 CO2+H2O 光 能 (CH2O)+O2 绿色细胞
      1. 光合作用过程
        1. 机理
          1. 碳反应 (在暗处或光下,叶绿体基质中)
          2. 光反应(在光下,类囊体膜上)
          3. 形成的产物:O2、ATP、NADPH
          4. NADPH和ATP合称同化力(assimilatory power)
          5. 光合作用
        2. 3大步骤
          1. (1)原初反应: 光能的吸收、传递和转换过程
          2. 光合单位(photosynthetic unit)
          3. 聚光色素系统(light harvesting pigment system)
          4. 反应中心(reaction centre)
          5. 高等植物最终电子供体是水,最终电子受体是NADP。
          6. (2)电子传递和光合磷酸化: 电能转变为活跃的化学能的过程
          7. 光合链: 根据氧化还原电势高低排列,的一系列相互衔接的电子传递体,称为光合链。
          8. 光合电子传递抑制剂
          9. 敌草隆(DCMU):阻止PSII QB的还原
          10. 百草枯(paraquat):抑制PSI Fd还原
          11. DBMIB:与PQ竞争,阻止电子传至Cytb6f
          12. 希尔反应:
          13. (3)碳素同化: 活跃的化学能转变为稳定的化学能过程,
          14. 能量:将活跃的化学能(ATP及NADPH中)转换为贮存于糖类中稳定的化学能;
          15. 物质:植物体干重的90%以上,是通过碳同化及转化而形成的;
          16. 部位:碳同化是在叶绿体基质中进行的;
          17. 生化途径
          18. C3(卡尔文循环)
          19. 羧化阶段
          20. 还原阶段
          21. 更新阶段
          22. 同化3个CO2分子成碳水化合物,需要6个NADPH分子和9个ATP分子,形成一个分子的PGAld。
          23. C4途径
          24. 景天科酸代谢途径
      2. 光呼吸
        1. 定义:植物绿色细胞依赖光照,吸收氧和放出二氧化碳的过程。
      3. 影响光合作用的因素
          1. 光补偿:
          2. 光抑制:光能超过光合系统所能利用的数量时,光合功能下降。
        1. co2
          1. CO2补偿:
        2. 光合速率(photosynthetic rate)
          1. 表观光合速率
          2. 真正光合速率
          3. 净光合速率
      4. 因而在基质中能进行多种多样复杂的生化反应。
      5. 类囊体
        1. 基质类囊体(stroma thylakoid)
        2. 基粒类囊体(grana thlylakoid)
        3. 类囊体膜上的蛋白复合体
          1. 光系统Ⅰ(PSI)、
          2. 光系统Ⅱ(PSⅡ)、
          3. Cytb6/f复合体
          4. ATP酶复合体(ATPase)
        4. 类囊体膜为光合膜(photosynthetic membrane)
  2. II物质能量转变
    1. 呼吸作用
      1. 呼吸作用的概念
        1. 有氧呼吸
          1. C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量
          2. △G’=2870KJ
        2. 无氧呼吸
          1. C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
          2. △G’=100KJ
          3. 乳酸
          4. 无氧到有氧的环境转变,与生物的适应。
      2. 呼吸代谢途径
        1. 糖酵解(EMP)
          1. 淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程,通称为糖酵解
        2. 三羧酸循环(TCA)
        3. 戊糖磷酸途径(PPP、HMP)
      3. 电子传递
        1. 生物氧化(biological oxidation)
          1. 指有机物质在生物体内进行氧化分解和放出能量的过程。
        2. 呼吸链:
          1. 就是呼吸代谢中间产物的电子和质子,沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径,传递到分子氧的总过程。
          2. 氢传递体
          3. (1)NAD(即辅酶Ⅰ)
          4. (2)NADP(即辅酶Ⅱ)
          5. (3)黄素单核苷酸(FMN)
          6. (4)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
          7. 电子传递体
          8. 复合体Ⅰ
          9. NADH脱氢酶
          10. FMN
          11. 3个Fe-S蛋白
          12. 复合体Ⅱ
          13. 复合体Ⅲ
          14. Cytb560
          15. Cytb565
          16. Cytc1
          17. Fe-S
          18. 复合体Ⅳ(细胞色素氧化酶)
          19. CuA
          20. CuB
          21. Cyta
          22. Cyta3
        3. 氧化磷酸化:
          1. 氧化过程伴随着ATP的合成,即氧化作用与磷酸化作用同时进行,这一过程称为氧化磷酸化作用(oxidative phosphorylation)。
        4. 抗氰呼吸
      4. 影响呼吸作用因素
        1. 呼吸商:
    2. 有机物运输
      1. 途径
        1. P蛋白:
        2. 蚜虫吻针
      2. 韧皮部装载:指光合产物从叶肉细胞到筛分子- 伴胞复合体的整个过程
        1. Topic
      3. 韧皮部卸出:
        1. 指装载的同化产物输出到库的接受细胞(receiver cell)的过程。
        2. 任何成熟的韧皮部都可进行卸出。
        3. 蔗糖为主要卸出物
      4. 韧皮部运输的机理
        1. 1.压力流动学说
  3. III生长发育
    1. 植物生长物质:指一些能够调节植物生长发育的物质。
      1. 信号
        1. 对于植物而言,环境变化就是刺激,就是信号
          1. 信号分物理信号和化学信号,
          2. 化学信号也称之为配体 (ligand)
        2. 胞内信号被称为第二信使(secondary signal).
      2. 激素:在植物体内合成,并从产生之处运送到别处,对生长发育产生显著作用的微量有机物
        1. 激素受体
        2. 生长素(Auxin)
        3. 赤霉素(Gibberellin,GA)
          1. 抽台
          2. 单性结实
        4. 细胞分裂素(Cytokinins,CTK)
        5. 脱落酸(Abscisic Acid,ABA)
        6. 乙烯(Ethylene,Eth)
          1. 偏上生长
          2. 三重反应:
      3. 生长调节剂:具有植物激素活性的人工合成的物质。
        1. 生长延缓剂
          1. 外施GA可以逆转其效应。
        2. 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)
          1. 作用
          2. 较低浓度:0.5~1.0mg/L,培养基;
          3. 中等浓度:1~25mg/L,防止落花落果、诱导无籽果实和果实保鲜、插条生根等;
          4. 更高浓度:1000mg/L,作为除草剂可以杀死多种阔叶类杂草。
      4. 植物激素和生长调节剂在农业上的应用
    2. 光形态建成:依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变,最终汇集成组织和器官的建成
      1. 光敏色素:
    3. 生长生理
      1. 细胞
        1. 分裂
          1. 细胞周期:
        2. 分化
          1. 去分化:原已分化的细胞,失去原有的形态和机能,又恢复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织,这个过程称为脱分化。
          2. 再分化:由脱分化的细胞再度分化形成另一种或几种类型细胞的过程。
          3. 组织培养:植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下增殖、发育或再生成完整植株的技术
      2. 种子的萌发
        1. 影响种子萌发的外界条件
          1. 水分
          2. 氧气
          3. 温度
          4. 光照
      3. 生长
      4. 运动
    4. 生殖生理
      1. 春化作用(vernalization):低温促使植物开花的作用。
        1. 去春化:一些植物的春化作用,可因高温、或短日处理而消失,这种由另一条件消除春化的现象,称为脱春化作用
      2. 光周期现象:植物对白天和黑夜的相对长度的反应
        1. 光周期诱导(photoperiodic induction)
          1. 植物接受光周期刺激后,即使处于不适宜的光周期下,仍然可以长期保持刺激的效果,这种现象称为光周期诱导。
        2. 临界日长
          1. 长日植物(lang-day plant,LDP)
          2. 在日照长度长于临界日长才能正常开花的植物。
          3. 短日植物(short-day plant,SDP)
          4. 日照长度短于临界日长才能正常开花的植物
          5. 日中性植物(day-neutral plant)
          6. 在任何日照条件下都可以开花的植物。
          7. 中日性植物(intermediate-day plant)
          8. 只能在一定的日照长度下开花的植物。
          9. (5)长短日植物
          10. (6)短长日植物
        3. 一天之中白天和黑夜的相对长度,称为光周期。
    5. 成熟衰老生理
      1. 种子成熟
      2. 果实成熟
        1. 呼吸跃变:果实成熟达一定程度时呼吸速率首先稍降低然后突然升高,最后下降,然后果实完全成熟
        2. 单性结实:指不经受精作用而形成不含有种子的果实的现象。
      3. 衰老(senescence):是指一个器官或整个植株生命功能逐渐恶化,最终自然死亡的过程。
        1. 生理生化变化
          1. 1.蛋白质显著下降
          2. 2. 核酸含量降低
          3. 3.光合速率下降
          4. 4.呼吸速率下降
        2. 影响衰老的外界条件
          1. ①光
          2. ②温度 低温高温都会促进衰老。
          3. ③水分
          4. ④营养
          5. ⑤细胞分裂素 延缓衰老
        3. 衰老的三个时期
          1. 1)起始时期
          2. 2)退化时期
          3. 3)终止时期
      4. 程序性死亡:programmed cell death,PCD
      5. 脱落
    6. 抗性生理
      1. 逆境(stress): 对植物产生伤害的环境称为逆境,又称胁迫。
      2. 抗逆性:抗性( Resistance )   植物对不良环境的适应性和抵抗力
        1. adaptation(适应性)
        2. avoidance(避逆性)
        3. tolerance(耐逆性)
      3. 渗透调节(osmoregulation)
        1. 植物通过提高渗调物质含量来提高细胞液浓度,降低其渗透势,从而适应水分胁迫环境的现象。
      4. 萎蔫(wilting)
        1. 植物在水分亏缺严重时,则细胞失去紧张度,叶片和茎的幼嫩部分下垂的现象。