第一章：植物的水分生理１．水分的存在状态束缚水—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２.植物细胞对水的吸收方式:扩散、集流、渗透作用１）、扩散作用—由分子的热运动所造成的物质从浓度高处向浓度低处移动的过程。
特点: 简单扩散是物质顺浓度梯度进行,适于短距离运输（胞内跨膜或胞间）2)、集流—指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动的现象。
特点：物质顺压力梯度进行，通过膜上的水孔蛋白形成的水通道３）、渗透作用：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。
注:渗透作用是物质顺浓度梯度和压力梯度进行3.水势及组成1．Ψw ＝ψs ＋ψp+ ψｍ＋ψgΨｓ：渗透势Ψp：压力势Ψm：衬质势Ψｇ:重力势1)渗透势—在某系统中由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值,又叫溶质势(ψπ）。
ψs大小取决于溶质颗粒总数：１M蔗糖ψs> １M NａClψs (电解质)测定方法：小液流法2）压力势—ψｐ〉0，正常情况压力正向作用细胞,增加ψw；ψp〈0,剧烈蒸腾压力负向作用细胞,降低ψｗ;ψp ＝0,质壁分离时，壁对质无压力3)重力势—当水高1米时,重力势是０．01MP,考虑到水在细胞内的小范围水平移动，通常忽略不计。
4)衬质势—由于亲水性物质和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值,ψm〈０，降低水势.２.注:亲水物质吸水力:蛋白质〉淀粉〉纤维素*有液泡细胞，原生质几乎已被水饱和，ψm ＝--0．01 MPa ，忽略不计; Ψｇ也忽略，水势公式简化为：ψｗ＝ψs+ ψp*没有液泡的分生细胞、风干种子胚细胞:ψw=ψm*初始质壁分离细胞:ψw = ψs＊水饱和细胞: ψw = 03.细胞水势与相对体积的关系◆细胞吸水，体积增大、ψsψpψw 增大◆细胞吸水饱和，体积、ψｓψp ψw = 0最大◆细胞失水，体积减小，ψsψp ψw减小◆细胞失水达初始质壁分离ψｐ= 0，ψｗ= ψs◆细胞继续失水，ψp 可能为负ψｗ《ψs４．蒸腾作用(气孔运动）小孔扩散律（边缘效应)——气体通过小孔表面的扩散速度不与小孔的面积呈正比,而与小孔的周长呈正比。
１、组成气孔保卫细胞的特点✓胞壁厚薄不均匀✓体积小，调节灵敏✓含叶绿体，能进行光合作用✓保卫细胞间及其与表皮细胞间有许多胞间连丝✓有淀粉磷酸化酶和ＰＥP羧化酶2 气孔的结构及其开闭气孔张开原因:保卫细胞吸水⑴双子叶植物气孔运动：保卫细胞肾形,内壁厚，内有横向微纤丝,细胞吸水,外壁伸长向外移动,将内壁向外拉开,气孔张开。
⑵单子叶植物的气孔运动:保卫细胞哑铃形,中间部分壁厚,两头薄，有辐射状微纤丝。
细胞吸水，两头膨大，气孔张开。
3、气孔运动机理1）淀粉—糖相互转化学说白天(光）ＣO2↓ＰＨ↑６.1~7．３淀粉+ 磷酸淀粉磷酸化酶G1P →G + P夜晚(暗）ＣO２↑ＰH ↓２．9~6.1左：水势↑,细胞失水，气孔关闭右：水势↓，细胞吸水,气孔开放2）无机离子学说受重视光→保卫细胞光合磷酸化产生ＡTP →活化质膜上H+-ＡTP酶→H+泵至膜外→胞外K+进入胞内(同时Cl-进入) →水势下降→吸水→气孔张开苹果酸生成学说总图:5.植物根系对水分的吸收１.部位：根毛区２．途径：共质体途径（经过胞间连丝从一个细胞质到另一个细胞质)、跨膜途径(两次经过质膜）、质外体途径（细胞壁、细胞间隙等原生质以外的部分)3．吸水动力：根压（主动吸水，伤流+吐水)+ 蒸腾拉力(被动吸水,动力为水势梯度。
高大树木吸水主要靠蒸腾拉力；只有春季叶片未展开时,根压才成为主要吸水动力。
）４.影响根系吸水的土壤因素(1) 土壤中可利用的水分:重力水（因重力作用而下降的水分，有害无益）毛细管水(主要吸收的水) 吸湿水(束缚水,植物不易吸收)（2）土壤温度（３）土壤通气状况(４）土壤溶液浓度:“烧苗”现象第二章：植物的矿质营养1．植物矿质元素的种类1、根据含量划分•大量元素（>0.1%干重）C、Ｈ、Ｏ、N、K 、Cａ﹑Ｍg﹑P、Ｓ、Si•微量元素（<０.1%干重)Ｆe﹑Ｃｌ、Mn﹑B﹑Nａ、Zn﹑Cu﹑Mo﹑Ni、2、按必需性划分➢必需元素(19种)(第一步划分的元素)➢非必需元素３.根据必需矿质元素的生理功能分组第一组：作为碳水化合物部分的营养:Ｎ、S第二组:能量贮存及结构完整性的营养:P、Ｓi、B第三组：保留离子状态的营养:Ｋ、Ca、Ｍg、Mｎ、Cｌ、Na第四组：参与氧化还原的营养:Ｆe、Zn、Ｃu 、Mｏ、Ni２.矿质元素的功能及缺乏症功能：•体内不可移动元素：Cａ,B，Cu，Ｓ, Fe，Mn 缺乏症从幼叶开始•体内可移动元素：N, P，K，Mg，Zｎ缺乏症从老叶开始•缺乏时缺绿:Fe(叶绿素合成），Mg（组分),Ｍn(合成), Ｃｕ(质体蓝素组分),S、N （蛋白质合成→叶绿素)例子:K：外叶缘失绿Cａ:葱头发生心腐，番茄脐腐病Ｍg:下位叶失绿Ｓi:倒伏Fe:幼叶叶脉间缺绿,华北果树的“黄叶病”（碱性土或石灰质土易缺乏)B:湖北甘蓝型油菜“花而不实”，华北棉花“蕾而不花,黑龙江小麦不结实，甜菜干腐病,花菜褐腐病，马铃薯卷叶病。
Cu：柑桔果面产生很多褐斑点Ｚn:华北苹果、桃等果树“小叶症”、“丛枝症”，禾谷类“白苗症”，云南省玉米“花白叶病”。
P：水稻赤褐色斑点,生育期延长3．植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理方式：❖简单扩散:被动➢离子通道：被动➢载体运输：被动、主动协助扩散➢离子泵:主动➢胞饮作用机理：1.简单扩散：溶质从浓度高的区域跨膜移动到浓度低的邻近区域(被动运输).2．离子通道：离子通道（Ｉｏn Ｃhaｎnel）:是一类内在蛋白，横跨膜两侧,由化学方式及电化学方式激活，顺着电化学势梯度单向被动地跨质膜运输离子。
属于协助扩散（被动运输）、速度快。
如K+、Cl-、Ca2+、ＮO3-离子通道３.载体运输：质膜上的载体蛋白(内在蛋白)有选择地与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体－物质复合物，通过载体蛋白构象变化，透过质膜,把分子或离子释放到质膜的另一侧。
1）单向运输载体(被动)：❖催化分子或离子单方向跨膜运输，顺电化学势差进行。
❖质膜上有Fe2＋、Zn2+、Mn2+、Cu2＋等单向载体。
❖顺电化学势梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。
２)同向运输载体（主动)载体蛋白与H+结合同时又与另一分子或离子（如：Ｃl－、ＮO3-、NＨ４+、PＯ43-、ＳO42-、氨基酸、肽、蔗糖、己糖)结合，向同一方向运输3）反向运输载体(主动)载体蛋白与H＋结合同时又与其它分子或离子（如:Na＋)结合,两者向相反方向运输４.离子泵运输：质膜上存在A TP酶催化ATP水解释放能量,驱动离子的转运。
植物细胞膜上的离子泵主要有离子泵和钙泵。
1)质子泵：质膜上H+ -ＡTP酶水解A TP作功，将膜内侧H+泵向膜外侧,膜外[Ｈ＋]升高,产生电化学势差，它是离子或分子进出细胞的原动力,又称生电质子泵。
a)阳离子可通过通道顺电化学势差进入细胞b)伴随H＋回流发生协同运输*共向运输*反向运输：离子泵运输（分类:H+－ATP酶、Ｃa２+-AＴP酶、Ｈ+-焦磷酸酶) 2)钙泵:Ｃa2+ - ATP酶、（Ｃa2+, Mg2 +) – ATP酶5．胞饮作用物质吸附在质膜上，通过膜的内折形成囊泡，转移到细胞内摄取物质及液体的过程,是非选择性吸收,吸收大分子的可能途径。
分为内吞作用、外排作用、出胞现象４.根部吸收矿质元素的特点⒈植物吸收矿质元素与吸收水分的关系•A、相关性•矿质必须溶解在水中才能被吸收•矿质随水分运输而被运送到植物体的各个部分•矿质的吸收导致水势下降促进水分的吸收•水分上升把导管中的无机盐带到茎叶中,降低导管中盐的浓度,从而促进无机盐的吸收•B、相对独立性•二者从吸收比例上无定量关系•矿质的吸收多为主动吸收，是植物的选择吸收，而水分的吸收主要是因蒸腾而引起的被动吸收2 、植物吸收矿质元素的选择性❖对同一溶液中的不同离子的选择性吸收❖对同一盐分中阴阳离子的选择性吸收•生理酸性盐—(NＨ4)２ＳO4,植物吸收NH4+比SO42－多，土壤酸性加大。
•生理碱性盐—ＮａNＯ3,植物吸收NＯ3-比Na＋多,土壤碱性加大。
•生理中性盐—NH4ＮO3，植物吸收阴离子和阳离子量相近,而不改变土壤酸碱性。
３、单盐毒害和离子拮抗•单盐毒害（Toｘiｃｉｔy ｏf Sｉnｇle Sａlt)：溶液中只含有一种金属离子对植物起有害作用的现象。
•离子拮抗作用（Ｉon Ａntagonism):在发生单盐毒害的溶液中，如加人少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害,离子之间的这种作用称为～~。
•平衡溶液（Baｌaｎced Sｏlutｉoｎ):将必需的矿质元素按一定浓度与比例配制成混合溶液，这种对植物生长有良好作用而无毒害的溶液,称为~~。
5．氮的同化❖生物固氮—某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
1．.固氮微生物的类型：原核生物共生固氮微生物:豆科植物的根瘤菌、非豆科植物的放线菌自生固氮微生物:好气细菌、嫌气细菌、蓝藻（自生、共生兼备)2.生物固Ｎ的条件:•固N生物: 原核生物•固Ｎ酶系统:•电子供体（ＮAＤH、NAＤＰH)•电子载体:铁氧还蛋白Fd、黄素氧还蛋白Fld•ATP及Ｍg+2 (１：1)•氧的防护机构:呼吸保护、构象保护、膜的分隔保护(豆血红蛋白）•氨的合成机构•温度: 3０℃，PH7.2第三章:植物的光合作用１.光合色素的种类及特征1.种类:叶绿素类:chlａ、cｈlb、ｃhｌc、chlｄ类胡萝卜素类：胡萝卜素、叶黄素;藻胆素类：藻红素、藻蓝素（与蛋白质（藻胆蛋白:藻红蛋白、藻蓝蛋白)结合紧密)2.特征：1）.光合色素的化学性质:叶绿素ａ:CＨ3 叶绿素b:ＣＨO置换反应：镁可被H+置换形成去镁叶绿素,溶液褐色,被Ｃｕ置换为铜代叶绿素,溶液翠绿。
2．）光学性质：（１）叶绿素吸收光谱最大吸收区：红光区640~ ６６0ｎm（特有)蓝紫光区430 ~ 450nm。
ｃhla在红光区吸收带偏向长波光，吸收带宽,吸收峰高。
chｌb在蓝紫光区的吸收带比ｃhla宽、吸收峰高,更利于吸收短波蓝紫光。
故阴生植物比阳生植物chlｂ含量高。
(2）类胡萝卜素吸收光谱最大吸收区域:蓝紫光区(３）藻胆素吸收光谱：藻蓝素吸收峰：橙红区藻红素吸收峰:绿光区、黄光区(4)荧光现象:叶绿素在投射光下为绿色，反射光红色。
３．功能：1）叶绿素:大部分叶绿素a和全部叶绿素ｂ有收集和传递光能的作用。