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1、Chapter 1 Water Relationship in Plant水势 Water potential (w)蒸腾和蒸腾拉力自由水和束缚水Free water and bound water溶质势或渗透势Solute potential(potential, )伤流和吐水Bleeding and guttation 根压Root pressure有效水Soil available water暂时和永久萎蔫蒸腾效率和蒸腾系数aquaporins （水通道蛋白或水孔蛋白）水分临界期Water absorption by plant cell三种方式:Osmosis absorption；i
2、mbibition absorption;metabolism absorption。其中以渗透性吸水为主。植物吸水哪些环境因子影响植物水势的变化？影响根系吸水的外界因素（为什么植物容易在夏季中午发生萎蔫？ 夏季中午不能给花浇水）w (Mpa)Cell volume(times)初始质初始质壁分离壁分离3、充分吸水细胞、充分吸水细胞 w=0，p= -s特例特例1、强烈蒸腾下细胞、强烈蒸腾下细胞 p为负值充充分分吸吸水水2、初始质壁分离细胞、初始质壁分离细胞p=0, w= sChapter2Chapter2 Plant mineral nutrition大量元素 Macroelements (M
3、ajor elements)微量元素Microelements (Trace elements)有益元素Beneficial element和必需元素生理酸性盐、生理碱性盐和中性盐Physiologically acid , alkaline and neutral salts溶液培养叶面营养Foliar nutrition 离子通道 Ion channel Elements reutilization必需元素的生理作用及缺乏和过剩症状（如N、P、K）如何提高植物养分利用效率？ 大田作物叶色发黄的分析缺缺绿绿病病（症症）由由于于缺缺乏乏矿矿质质元元素素影影响响叶叶绿绿素素形成而使茎叶发黄的病症
4、。形成而使茎叶发黄的病症。元元素素再再利利用用某某些些元元素素在在植植物物体体内内能能再再度度被被分分配配和和利利用用（N、Mg、P、K等等），移移动动性性好好，从老叶从老叶 至幼叶。缺素症从老叶开始。至幼叶。缺素症从老叶开始。杜南平衡（杜南平衡（Donnan equilibrium ，1911)离子通过膜逆浓度移动和积累的现象（不消耗能量）。Chapter3 Photosynthesis in Plant反应中心色素 Reaction center pigments 反应中心Primary reaction 聚（捕）光色素Light harvesting pigments (Antenna
5、pigments)光合膜 Photosynthetic membrane 光化学反应Photosynthetic reactionPQ穿梭PQ shutter原初反应类囊体 Thylakoid光合磷酸化（Photophosphorylation ）CO2 饱和点和补偿点 CO2 Compensation and saturation pionts 光饱和点和补偿点 Light Compensation and saturation pionts同化力Assimilation power 光合链Photosynthetic chain 光合速率Photosynthetic rate 1. 光呼吸
6、和暗呼吸的异同？光呼吸和暗呼吸的异同？细胞器之间既分工又协作共同完成植物的生理活动2. 比较叶绿体和线粒体在结构和功能上比较叶绿体和线粒体在结构和功能上的异同。的异同。 Chloroplast: structure and function 被被膜膜(envelop)类囊体类囊体(thylacoid) 叶绿体叶绿体(Chloroplast）外被膜外被膜permeability内内 被被 膜膜 selective permeability (H2O,O2,CO2Free; Pi,TP,aa-Transporters)膜膜光光合合色色素素、光光合合链链原原初初反反应应、电电子子传传递递和和光光合合
7、磷磷酸酸化化（光光合合膜膜 photosynthetic membrane）腔腔光合放光合放O2 间间质质（stroma） 光光合合碳碳循循环环酶酶（Rubisco), CO2固固定定(同同化化); DNA，RNA，核核糖糖体体70S部部分遗传自主分遗传自主光合色素光合色素(三大类三大类)叶绿素类叶绿素类(chlorophylls), Chla,Chlb, Chlc,Chld,Chle和细菌叶绿素a,b等类类胡胡萝萝卜卜素素类类(carotenoids) ,胡萝卜素(carotene) 叶黄素(xanthophyll)藻胆素藻胆素:藻蓝素藻蓝素(phycocyanobilin) 藻红素藻红素
8、(phycoerythrobilin)。2.22.2 光合色素及其性质光合色素及其性质从影响叶绿素生物合成的因素，分析早春叶色嫩黄、深秋色彩斑斓的原因3.3 CO2 assimilation in photosynthesis活跃的化学能转化为稳定的化学能活跃的化学能转化为稳定的化学能C3途径、 C4途径和 CAM途径。C3 photosynthetic pathway (Calvin cycle, RPPP) C3植物植物:如水稻、棉花、菠菜、青菜。 3.3.1 .1. Carboxylation (羧化阶段羧化阶段)。RuBPCase催化催化 。RuBP +CO2（2） 3-PGA受体光合
9、初产物2. Reduction(还原阶段还原阶段)。这是利用这是利用“同化力同化力”把把3-PGA还原为还原为GAP3. RuBP regeneration . C3植物固定植物固定1分子分子CO2实际上消耗实际上消耗3分子分子ATP和和2分子分子NADPH.3.3.3 C4 photosynthetic pathway 具具有有C4固固定定CO2途途径径加加C3途途径径的的植植物物叫叫C4植物。植物。少数农作物：少数农作物：玉米、高粱、甘蔗等Section 6 Solar energy utilization efficiency and matter production 6.1 Effi
10、ciency for solar energy utilization 如何提高植物生产力？试述光呼吸与普通呼吸的异同试述C3和C4途径的特征，以及为什么C4植物是高光效植物？ 单位面积作物干物质所含热量（单位面积作物干物质所含热量（J）光能利用率（光能利用率（%）= 100 单位面积太阳平均总辐射能（单位面积太阳平均总辐射能（J）Chapter 4 Respiration in plant呼吸链 Respiratory chain P/O 比 P/O ratio 末端氧化系统 Terminal oxidase 能荷和能荷调节 Energy charge regulation 交替氧化酶 Al
11、ternative oxidase 抗氰呼吸 Cyanide-resistant respiration 呼吸商 Respiratory Quotient 呼吸高峰（跃变）Respiratory climacteric 安全含水量 Safe water content三条呼吸代谢途径：Glycolysis-EMP pathway TCA cycle (Tricarboxylic acid cycle) Pentose phosphate pathway（PPP） 3.1 Structure and function of mitochondria 外膜透性大 被膜 内膜内膜强选择透性，有呼吸链
12、强选择透性，有呼吸链 线粒体 (嵴嵴) ATP 合成酶，电子传递和氧化磷酸化合成酶，电子传递和氧化磷酸化“动力站” 间质 TCA循环酶类循环酶类TCA cycle DNA,RNA, Ribosome部分遗 传自主性比较叶绿体和线粒体的结构和功能异同比较叶绿体和线粒体的结构和功能异同？植物有氧呼吸分哪几个阶段有氧呼吸的过程可分为三个阶段,第一阶段：葡萄糖初步分解.从物质变化方面看：第一,葡萄糖分解成丙酮酸，在细胞质的基质中进行；第二阶段：丙酮酸彻底分解.从物质变化方面看：第一,丙酮酸分解产生CO2；第二,同时脱下剩下来的氢；从能量变化看,释放少量能量形成少量ATP，这一步发生在线粒体的基质中第三
13、阶段：一方面前两个阶段脱下来的H经过一系列的物质的传递与氧结合成水，这一阶段产生在线粒体的内膜. 无氧呼吸的全过程可分为两个阶段.第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同,第二阶段有两种不同情况,一种是在某些酶的作用下丙酮酸脱去一个CO2后,与第一阶段脱下的H结合,形成酒精,并产生少量的能量；另一种是有些植物因为细胞中酶的不同,丙酮酸直接与第一阶段脱下的H结合形成乳酸（如玉米的胚、马铃薯的块茎等）,并产生少量能量.无氧呼吸进行的场所是细胞质基质.3.2 Respiratory chain 氢传递体氢传递体:NAD、FAD、FMN和和UQ， 电子传递体电子传递体:Cytb,Cytc, Cytaa3和和F
14、e-s系统。系统。3.3 Terminal oxidase:3.3.1 Mitochondria terminal oxidase（细胞色素氧化酶系统）（细胞色素氧化酶系统）1.Cytochrome oxidaseCytaa3.2.Alternate oxidaseCyanide-resistant oxidase（交替氧化酶）交替氧化酶） 抗氰呼吸的电子直接传递给X，形成H2O,P/O比为1，导致这条途径主要产生热量。 Section 4 Regulation and organic substance synthesis associated with respiration 4.1 Re
15、gulation of respiration 4.1.1 Energy charge regulation ATP+1/2ADP 能荷能荷(EC)= ATP+ADP+AMP生活细胞的能荷一般稳定在生活细胞的能荷一般稳定在0.750.95之间。之间。 Section 5. Respiratory indexes and factors affecting respiration5.1 Respiratory indexes5.1.1 Respiratory rate种类、年龄、器官和组织的差异。 5.1.2 Respiratory Quotient 释放的释放的CO2摩尔（或体积）摩尔（或体积
16、） R.Q. 吸收的吸收的O2 摩尔（或体积）摩尔（或体积）糖类为呼吸底物时R.Q.=1，脂肪酸为呼吸底物时RQ1, 无O2呼吸RQ1，脂转为糖时RQ1。油料种子为什么要浅播？Section 6 Respiration and Agricultural Production如粮油种子的储存 (1) 充充分分干干燥燥种种子子。谷类1213%,大豆为11%，油菜籽8-10%。超干贮藏新方法。 (2) 降低粮粮温降低粮粮温。 -4 4 。超低温保存新技术（-193）(3) 调节气体成分。调节气体成分。充氮充氮.充二氧化碳或密封自行缺氧。充二氧化碳或密封自行缺氧。 Chapter 5 Transpor
17、tation and partition of assimilate in plant 代谢源代谢源 metabolic Source 代谢库代谢库 metabolic Sink 源库单位源库单位 Source and sink unit 生长中心生长中心Growth center 糖质子共运输糖质子共运输 Sugar-proton cotransport转移细胞转移细胞 Transfer cell胞间连丝胞间连丝P-蛋白Section 3 Partition of assimilate in plant3.1 “源源”和和“库库”的相互关系的相互关系(1) “源”和“库”的可变性。(2).
18、“源源”“库库”相互促进和制抑。相互促进和制抑。源小源小库小，库小库小，库小源活性下降。源活性下降。遮光或去遮光或去叶，穗粒数叶，穗粒数，空穗，空穗，果实变小。，果实变小。源过大了，库源过大了，库，库过大，源活力降低，库过大，源活力降低，导致早衰。导致早衰。“源足，库大，流畅源足，库大，流畅”高产生理。高产生理。3.2 The law of assimilate partition(1) 由由“源源”到到“库库”,优先供应生长中优先供应生长中心心(2) 同同侧侧运运转转，就就近近供供应应。近近库库先先分分，远远库库后后分。分。怎样利用同化物分配规律为生产服务？怎样利用同化物分配规律为生产服务？
19、Chapter 6 Plant growth substance 植物生长物质 Plant growth substance 植物激素 Plant hormones 植物生长调节剂 Plant growth regulators 极性运输 Polar transport 植物激素受体 Plant hormone receptors 生长促进剂Plant growth-promoters 生长抑制剂 Growth inhibitors 生长延缓剂 Plant retardants 三重效应Triple response五大类激素的生物合成五大类激素的生理作用在植物组织培养中的应用，培养基的基本成
20、分比较 生长抑制剂 与生长延缓剂1.6 生长素生理作用的机理生长素生理作用的机理1 生长素对核酸和蛋白质的影响2 auxin receptor(激素受体) is membrane-associated protein：激素必须和细胞内某种物质结合，才能调节植物体内代谢，细胞内这种与激素特异结合的物质称。伸长与mRNA+IAA+IAA+放线菌素DCK伸长与蛋白质+IAA+IAA+环已亚胺盐CK快速生长反应与酸生长理论快速生长反应与酸生长理论1970，Ray试验酸所促进的细胞生长与生长素诱导伸长的共同酸所促进的细胞生长与生长素诱导伸长的共同点：点：1 两者诱导生长速度基本相同2 酸诱导生长的迟滞期
21、比生长素短3 温度系数相同，温度下降，迟滞期延长生长素极性运输, 哪些基因或蛋白参与生长素极性运输? 生长素的极性运输极性运输是生长素特有的运输方式，是指顶端合成生长素只能从植物的形态学上（顶）端向下（基）端运输，而不能由形态学下端向上端运输。质膜ATP酶水解ATP释放出的能量将H+从细胞一端泵出到细胞壁，所以细胞壁的pH较低（pH 5）。生长素（IAA-）通过透性酶主动地与H+协同转运进入细胞浆，生长素几乎都解离为阴离子状态（IAA-）。相比IAAH，IAA-较难透过质膜，但随着其浓度增大，IAA-具有较强的热力学移动势能，能够从细胞上端移动到细胞下端。细胞基部的质膜上有专一的生长素输出载体
22、（auxin efflux carrier），其主要成分是PIN蛋白，IAA-被动地输出，这样上下周而复始就形成整体上的极性运输。Chapter 7 Plant Growth physiology生长生长Growth 分化分化 differentiation生长大周期生长大周期 Grand period of growth 发育发育 Development 生长最适温度生长最适温度 Optimum temperature for growth协调最适温度协调最适温度 Sub-optimum temperature for growth 根冠比根冠比 Root-shoot ratio 生长周期性
23、生长周期性Growth periodicity 生理钟生理钟 Circadian rhythm 光受体光受体 Photoreceptor 细胞骨架细胞骨架 Cytoskeleton微管和微丝微管和微丝如何调节根冠比？Apical dominance顶端优势在顶端优势在生产上的应用4.2 Grand period of growth植物生长大周期4.2.1 kinetics analysis of growth （植物生长动力学）S型曲线生长生长时间Lag phaseLogarithmic phaseStationary phase 4.4.2 Correlation between main
24、stem and branchApical dominance 生产上保护顶端优势。麻类、烟草、向日葵、玉米、高粱等;生产上去除顶端优势。果树、行道树、花卉； 棉花、大豆等。4.3.3 Seed dormancy种子休眠种子休眠是指成熟的植物种子即使在适宜的外界环境条件仍不能萌发的现象生理休眠。4.3.3.1 Reason and breaking of seed dormancy (1) 种皮(果皮)限制。 不不透透水水性性,例如在豆科、茄科、百合科等硬实种子。不不透透气气性性。如深山含笑、椴树及苍耳种子。种种（果果）皮皮坚坚硬硬，例如核果、苋菜等。解解除除休休眠眠方方法法：机械处理切伤种皮
25、或去除种皮，浓硫酸处理，温水处理。(2) 未完成后熟作用。 胚的发育尚未完成胚的发育尚未完成。例如银杏、人参、欧洲白蜡树等。解除休眠方法：解除休眠方法：曝晒和低温层积，GA处理等。（3）抑制物质存在。）抑制物质存在。 果实或种子存在抑制种子萌发的物质。脱脱落落酸酸，挥挥发发性性物物质质（HCN、NH3及乙烯、乙醛，芥子油、精油等）；醛醛类类和和酚酚类类（水杨酸、阿魏酸、没食子酸、咖啡酸等）;生生物物碱碱类类（咖啡碱、古柯碱等）;不饱和内酯类如香豆素、花楸酸等。解除休眠方法：解除休眠方法：清水冲洗，GA使用等。Section 6 Photoreceptor光受体光受体光敏素（photochrom
26、e) 具有红光（660）和运红光（730）的逆转效应。隐花色素(B/UV-A receptor) 紫外光B受体（UV-B receptor） 。Chapter 8 Floral and reproductive physiology in plant光周期现象 Photoperiodism春化作用 Vernalization 短日植物 SDP长日植物 LDP临界日长 Critical day length 脱春化 Devernalization 幼年期 Juvenility日中性植物 DNP短夜植物 Short night plant 长夜植物 Long night plant 临界夜长 Cr
27、itical night length光敏素 Photochrome 识别 Recognition 集体效应 Group effectSection 3 PhotoperiodismCritical day (CD,临界日长临界日长) 光周期反应的三种基本类型：光周期反应的三种基本类型：Short day plants,SDP (短日植物)苍耳、菊花、烟草、（秋）大豆。Long day plants,LDP (长日植物长日植物)小麦、黑麦、天仙子。Day-neutral plants, DNP (日中性植物日中性植物)番茄、黄瓜、茄子、四季豆等暗期长度对于开花起决定作用。暗期长度对于开花起决定
28、作用。科学定义：短夜植物科学定义：短夜植物(Short night plants), 长夜植物长夜植物(Long night plants)，Critical night (CN,临界夜长临界夜长)暗期中断中红光（暗期中断中红光（R）和远红光（）和远红光（FR）的可逆）的可逆效应效应光期可明显影响开花数和花的质量3.4.5 Application of photoperiodism on production光周期在生产实践中的应用光周期在生产实践中的应用问答：问答：(1) 引种引种 . 北半球，引种原则北半球，引种原则短日植物南种北引，生育期延长，宜引早熟品种；北种南引，生育期缩短，宜引中迟
29、熟品种。(2) 适期播种适期播种.(3)调节开花期调节开花期花花发育的育的4轮模式模式Chapter 9 Plant Senescence and Organ Chapter 9 Plant Senescence and Organ AbscissionAbscission名词(6)衰老 Senescence 自由基 Free radical 活性氧 Active oxygen 脱落 Abscission 离区 Abscission zone Free radical scavenging systems 植物衰老的概念和种类。分析植物衰老的机制（生理生化变化）和如何调节衰老。 Chapter
30、 10 Stress Physiology逆境逆境 Stress抗性抗性 Resistance冻害冻害Freezing injury 冷害冷害Chilling injury干害干害Drought injury适应Adaptation躲避Avoidance 耐性 Tolerance 热害 Heat injury 锻炼 HardeningSection 1. Water stress in plant1.1 Resistance of plant to droughtDrought injury 土壤干旱：干旱 大气干旱。生理干旱膜脂相变使膜和蛋白质原来的结合式破坏，如外在蛋白脱落，内在蛋白收缩和膜脂间产生裂缝，加速离子等物质渗漏。导致代谢不平衡，合成能力，分解，最后导致细胞死亡。常温下液晶态低温低温下凝胶态
