植物生理學(xué)電子教案

1、植物生理學(xué)電子教案植物生理學(xué)大綱緒論一、植物生理學(xué)的定義與 植物的物質(zhì)生產(chǎn)和光能利用第一章 植物的水分生理一、代謝的概念:是指維持生命活動過程中各種化學(xué)變化的總稱。植物代謝生理主要是研究水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用、呼吸作用、植物體內(nèi)有機物質(zhì)（糖、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸、激素）的轉(zhuǎn)化、運輸?shù)雀鞣N生理活動規(guī)律及代謝過程，它們是各種生命活動的基礎(chǔ)和微觀體現(xiàn)。二、代謝的類型:植物的代謝，從性質(zhì)上可分為物質(zhì)代謝和能量代謝，從方向上可分為同化或合成代

2、謝和異化或分解代謝。同化作用：合成物質(zhì)的同時獲得能量的代謝過程異化作用：分解物質(zhì)的同時釋放能量的活動過程植物水分代謝的三個過程：植物對水分的吸收、水分在植物體內(nèi)的運輸和水分的排除(散失).第一節(jié)植物對水分的需要水是植物的一個重要的先天環(huán)境條件。植物的一切正常生命活動只有在含有一定量水分的條件下才能進行，否則就會受到阻礙，甚至死亡。一、植物的含水量植物含水量的區(qū)別在于：1.不同的植物種類2.同一植物在不同生境3.同一植物的不同器官、組織4

3、.同一器官的不同生育期二、植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)(一)植物細(xì)胞內(nèi)的水分的兩種生理狀態(tài)束縛水：凡是被植物細(xì)胞的膠體顆?；驖B透物質(zhì)吸附、束縛不能自由移動的水分。自由水：不被膠體顆粒或滲透物質(zhì)所吸引或吸引力很小，可以自由移動的水分。(二)自由水與束縛水的生理意義自由水直接參與植物的生理過程和生化反應(yīng)，而束縛水不參與這些過程.自由水/束縛水比值較高時，植物代謝活躍，生長較快，抗逆性差；反之，代謝活性低、生長緩慢，但抗逆性較強。例如，休眠種子和越

4、冬植物自由水/束縛水比例減低，束縛水的相對量增高，雖然其代謝微弱或生長緩慢，但抗逆性很強。在干旱或鹽漬條件下，植物體內(nèi)的束縛水含量也相對提高，以適應(yīng)逆境。三、水分在生命活動中的作用通透性無影響，表明水通道與溶質(zhì)通道明顯不同?！?1988 年 Agre 小組發(fā)現(xiàn)了 28kD 的水通道蛋白（water channel proteins, CHIP28） ，為膜內(nèi)在蛋白，其后被定名為水孔蛋白，將 CHIP28 改稱為 AQP1?，F(xiàn)已鑒定出 6

5、 種，分別用AQP0、AQP1、…、AQP5 表示。2 、水孔蛋白(1)種類：A 、質(zhì)膜內(nèi)在蛋白(plasma membrane intrinsic protein);B 、液泡膜上的液泡膜內(nèi)在蛋白(tonoplast intrinsic protein ).(2)機理水孔蛋白的單體是中間狹窄的四聚體，呈“滴漏”模型，每個亞單位的內(nèi)部形成狹窄的水通道[其半徑大于 0.15 nm(水分子半徑)，但小于 0.2 nm(最小的溶質(zhì)分子半徑)

6、]?；钚允芰姿峄退椎鞍缀铣伤俣日{(diào)節(jié)---依賴 Ca 離子的蛋白激酶可使特殊絲氨酸殘基磷酸化，水孔蛋白的水通道加寬，水集流通過量劇增;水通道變窄，水集流通過量減少。(3)分布與功能:廣泛分布于植物各個組織，其功能以存在部位而定。與水分長距離的運輸、 細(xì)胞生長和分化、生殖等有關(guān)。(4)影響因素:外界環(huán)境(干旱、藍光)和植物激素(脫落酸、赤霉素和油菜素內(nèi)酯)可誘導(dǎo)水孔蛋白基因表達。1988 年，彼得·阿格雷(美國霍普金斯大學(xué)教授

7、)成功地分離了存在于血紅細(xì)胞膜和腎臟微管上的一種蛋白———膜蛋白.隨后他認(rèn)識到這個蛋白有水通道的功能，這就是科學(xué)家們長期搜尋的水分子通道。再后來，他畫出了清晰的水通道膜蛋白的三維結(jié)構(gòu)圖，詳細(xì)解釋了水分子是如何通過該通道進入細(xì)胞膜的，而其他微分子或離子無法通過的原因。這個決定性的發(fā)現(xiàn)為生物化學(xué)、生理學(xué)和基因科學(xué)打開了一系列新的研究領(lǐng)域，并被大量用在研究細(xì)菌、植物和哺乳動物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)上。離子通道是細(xì)胞膜的另一種通道。1998 年，羅德里克&

8、#183;麥金農(nóng)(洛克菲勒大學(xué)教授 )深入到細(xì)胞的原子結(jié)構(gòu)，終于畫出了清晰的離子通道的三維結(jié)構(gòu)圖。這震驚了整個學(xué)術(shù)界。離子通道理論對了解神經(jīng)和肌肉組織的功能十分重要.三、滲透作用(osmosis)(一)自由能和水勢1.幾個概念自由能 (free energy)：在恒溫、恒壓條件下能夠做最大有用功（非膨脹功）的那部分能量。 化學(xué)勢 (chemical potential)：即某 1mol 物質(zhì)的自由能。用 μ 表示.水勢(wat