植物生理学教材电子版

绪论

植物生理学（plant physiology）：研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、揭示植物生命现象本质的科学。

研究内容：细胞生理、代谢生理、生长发育生理、信息生理、逆境生理、分子生理。 植物生理学的诞生与成长：3个历史阶段，植物生理学的孕育阶段、植物生理学的诞生与成长阶段、植物生理学发展阶段。

植物生理学的研究趋势：第一，与其他学科交叉渗透，微观与宏观相结合，向纵深领域拓展；第二，对植物信号传递和信号转导的深入研究，将为揭示植物生命活动本质、调控植物生长发育开辟新的途径；第三，物质代谢和能量转换的分子机制及其基因表达调控仍将是研究重点；第四，植物生理学与农业科学技术的关系更加密切。

植物生理学的任务：①作物高产优质生理理论与技术；②现代设施农业中的理论与技术；③作物遗传改良中植物生理学的应用。

第一章 细胞生理

名词解释： 1.流动镶嵌模型（fluid mosaic model）：膜的骨架是由膜脂双分子层构成，疏水性尾部向内，亲水性头部向外，通常呈液晶态。膜蛋白不是均匀地分布在膜脂的两侧，有些蛋白质位于膜的表面，与膜脂亲水性的头部相连接；有些蛋白质则镶嵌在磷脂分子之间，甚至穿透膜的内外表面，以其外露的疏水基团与膜脂疏水性的尾部相

名词解释

●植物生理学：研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、解释植物生命现象本质的科学。

●共质体：是指活细胞内的原生质体通过胞间连丝及质膜本身互相连结成的一个连 续的整体。

●质外体：指原生质以外的包括细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等无生活物质

互相连 结成的一个连续的整体。

●胞间连丝： 穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质（体）的管状通道，其通道可

由质膜或内质网膜或连丝微管所构成。

●自由水：细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。

●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。

●小孔扩散律：指气体通过多孔表面扩散的速率，不与小孔的面积成正比，而与

小孔的周长或直径成正比的规律。气孔蒸腾速率符合小孔扩散律。

●水分临界期：植物在生命周期中，对缺水最敏感、最易受害的时期。 ●单盐毒害： 植物培养在单种盐溶液中所引起的毒害现象。单盐毒害无论是营

养元素或非营养元素都可发生，而且在溶液很稀时植物就会受害。

●离子对抗：离子间相互消除毒害的现象。

●诱导酶：指植物体内原本没有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。 ●光合作用： 常指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放

氧气的过程。

●同化力：指ATP(腺苷三磷酸

同化物分配

一、同化物的运输 1 短距离运输 （1）胞内运输

主要方式： 扩散作用、原生质环流、细胞器膜内外的物质交换、囊泡的形成以及内含物的释放等。 （2）胞间运输

(a) 共质体运输 主要通过胞间连丝

(b) 质外体运输 自由扩散的被动过程，速度很快； (c) 交替运输 2、 长距离运输

木质部和韧皮部是长距离运输的两条途径，其中韧皮部主要用于运输同化产物。 被子植物的韧皮部由筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞组成。

伴胞的生理功能；伴胞的类型；转移细胞特点；中间细胞特点 3、 研究方法

环割试验；同位素示踪法 4、 韧皮部溶质的种类和研究方法

蔗糖占筛管汁液干重的73％以上，是有机物质的主要运输形式。

其他：氨基酸、酰胺、植物激素、有机酸；多种矿质元素（K+最多, P其次）等。 5、 同化物运输的方向与速度

运输的方向：由源到库。双向运输，以纵向运输为主，可横向运输。 运输速度：一般约为100 cm h-1。

二、同化物的装载和卸出 1、 同化物的装载 定义：同化产物从叶肉细胞的叶绿体通过共质体和质外体进行胞间运输，最终进入筛分子—伴

第一章 植物的水分代谢

第一节 水分在植物生命活动中的意义 一、水分在植物生命活动中的生理作用 二、植物体内水分存在的状态 1.自由水 2. 束缚水

第二节 植物对水分的吸收 一、植物细胞的水势

1. 分生组织细胞：ψw =ψs+ψm+ψp 2. 成熟细胞：ψw =ψs+ψp

3. 无液泡的细胞:ψw =ψm 二.相邻细胞间水分的运转

三、植物的细胞吸水：渗透性吸水，吸胀吸水，代谢性吸水

四、植物体对水分的吸收

1.主动吸水：根压; 2.被动吸水：蒸腾拉力 第三节 蒸腾作用

一、蒸腾作用的生理意义 二、蒸腾作用的方式及指标

1.蒸腾作用的方式：皮孔蒸腾 角质蒸腾 气孔蒸腾(主要方式)

2.蒸腾作用的指标：蒸腾速率 蒸腾效率 蒸腾系数

三.蒸腾作用的气孔

1.小孔扩散原理： 2.气孔蒸腾的过程 四.外界条件对蒸腾作用的影响 1.温度 2.空气温度 3.风速 4.光强 第五节 植物体内水分的运输 一、水分运输的途径和方式 1.长距离运输。 2.短距离运输。 二、水分传导的动力

第六节 合理灌溉的生理基础 一、作物的需水规律 二、灌溉的指标

第三章 呼吸作用

第一节 呼吸作用的概念及生理意义 一、呼吸作用的概念 二、呼吸作用的意义 三. 呼吸作

1. 自由水和束缚水：不被植物细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水叫自由水。与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水叫束缚水。 2. 巴斯德效应：生物细胞和组织中的糖发酵为氧所抑制的效应。

3. 休眠：植物体或其器官在发育的某个时期生长和代谢暂时停顿的现象。 4. 荧光现象：是指叶绿素在透射光下为绿色，而在反射光下为红色的现象。

5. 原初反应：叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程。包括光能的吸收、传递与转换。

6. 源与库：能够制造或输出有机物质的组织、器官或部位称为源；消耗或储存有机物的组织、器官或部位称为库。

7. 三重反应：随着浓度的升高，乙烯抑制茎的伸长生长、促进茎或根的横向增粗以及茎的横向地性生长的现象。

8. 光周期现象：植物对昼夜长短变化后的反应。

9. 逆境：对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。

10. 呼吸骤变：当果实成熟到一定程度时，其呼吸强度突然增高,称为呼吸骤变。 1、说明确定植物必须元素的标准。

答：①这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史－必要性。② 这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，植物会表现出特有

1. 自由水和束缚水：不被植物细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水叫自由水。与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水叫束缚水。 2. 巴斯德效应：生物细胞和组织中的糖发酵为氧所抑制的效应。

3. 休眠：植物体或其器官在发育的某个时期生长和代谢暂时停顿的现象。 4. 荧光现象：是指叶绿素在透射光下为绿色，而在反射光下为红色的现象。

5. 原初反应：叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程。包括光能的吸收、传递与转换。

6. 源与库：能够制造或输出有机物质的组织、器官或部位称为源；消耗或储存有机物的组织、器官或部位称为库。

7. 三重反应：随着浓度的升高，乙烯抑制茎的伸长生长、促进茎或根的横向增粗以及茎的横向地性生长的现象。

8. 光周期现象：植物对昼夜长短变化后的反应。

9. 逆境：对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。

10. 呼吸骤变：当果实成熟到一定程度时，其呼吸强度突然增高,称为呼吸骤变。 1、说明确定植物必须元素的标准。

答：①这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史－必要性。② 这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，植物会表现出特有

植物生理学实验指导

周祖富 黎兆安 主编

广 西 大 学 实 验 规 则

1. 做好实验前的预习及准备。每次实验前务必将指定项目的实验指导仔细阅读，熟悉每项实验的目的、原理、方法和操作程序，并复习教材或笔记中有关部分，使实验进行时能独立操作及分析实验结果

2. 保特室内安静，在实验中不得随意走动或谈话，以免影响他人实验。 3. 要爱惜国家财物。每一位同学应本着爱护国家资财及节约的精神，对器具谨慎使用，如有损坏，应立即报告指导教师，并进行登记。

4. 遵守仪器、器具使用规定。贵重仪器使用时，应有教师在旁指导，未明了正确使用方法前，切勿乱动，以免损坏仪器。

凡属公用器具及药品，不得拿到自己桌上，用后应放回原处，以便他人使用。 5. 保特室内的清洁卫生。实验室不准随地吐痰或乱掷废纸屑。每次实验结束后，每组负责清洗并整理本组的实验器具及桌面，以养成良好的工作习惯；值日生应负责扫地、抹桌、倒污水等工作，以保特实验室的整洁。

6. 认真做好实验观察及实验报告。当实验有继续观察必要时，应按时观察。凡需同学负责照管的实验，必须按规定管理。

7. 实验完毕后，应按规定格式书写实验报告，并按指定日期交给指导教师批

1 含水量

束缚水、自由水及其表现

吸水三种方式：渗透吸水、吸胀吸水、代谢性吸水 水势及其单位，水势组成 渗透作用 渗透势 压力势 衬质势

质壁分离及复原；质壁分离现象实验意义（利用质壁分离现象完成检测） ψw =ψs+ψp+ψm+ψg

植物细胞水势变化、体积变化、吸水失水变化 水通道蛋白（水孔蛋白） 水势的测定

2主动吸水和被动吸水；根压和蒸腾拉力 吐水和伤流 共质体和质外体 根压的产生 蒸腾拉力的产生

影响吸水的土壤因素（水、温、通气、浓度）

1 / 11

永久萎蔫系数 蒸腾作用

蒸腾强度；蒸腾效率；蒸腾系数 小孔律

影响气孔运动的因素（光、温、CO2、水、风）

3．气孔运动的机理（三个学说）

影响蒸腾作用的因素（光、湿度、温度、风） 内聚力张力学说

概念：水分平衡，SPAC，水分临界期

4．概念：矿质元素；必需元素；大量元素；微量元素；缺素症

必需元素三条标准 判定必需元素的方法

N P K Ca Fe B Zn的生理作用及缺素症，N肥过多；其它元素最典型症状 元素的重复利用

概念：被动吸收；主动吸收；简单扩散；协助扩散 5. 概念：通道；载体；主动吸收；离子吸收饱和效应；离子吸收竞争现象；初级主动运输；次级主动运输 主动吸收存

甘肃民族师范学院化学与生命科学系 植物生理学教案

目 录

第一章 植物的水分代谢---------------------------------------------------1-4 第二章 植物的矿质与氮素营养------------------------------------------5-7 第三章 植物的光合作用-------------------------------------------------8-10 第四章 植物的呼吸作用------------------------------------------------11-13 第五章 同化物的运输和分配------------------------------------------14-16 第六章 植物生长物质---------------------------------------------------17-20 第七章 植物的光形态建成与运动------------------------------------21-22 第八章 植物的生长生理------------------

1 含水量

束缚水、自由水及其表现

吸水三种方式：渗透吸水、吸胀吸水、代谢性吸水 水势及其单位，水势组成 渗透作用 渗透势 压力势 衬质势

质壁分离及复原；质壁分离现象实验意义（利用质壁分离现象完成检测） ψw =ψs+ψp+ψm+ψg

植物细胞水势变化、体积变化、吸水失水变化 水通道蛋白（水孔蛋白） 水势的测定

2主动吸水和被动吸水；根压和蒸腾拉力 吐水和伤流 共质体和质外体 根压的产生 蒸腾拉力的产生

影响吸水的土壤因素（水、温、通气、浓度）

1 / 11

永久萎蔫系数 蒸腾作用

蒸腾强度；蒸腾效率；蒸腾系数 小孔律

影响气孔运动的因素（光、温、CO2、水、风）

3．气孔运动的机理（三个学说）

影响蒸腾作用的因素（光、湿度、温度、风） 内聚力张力学说

概念：水分平衡，SPAC，水分临界期

4．概念：矿质元素；必需元素；大量元素；微量元素；缺素症

必需元素三条标准 判定必需元素的方法

N P K Ca Fe B Zn的生理作用及缺素症，N肥过多；其它元素最典型症状 元素的重复利用

概念：被动吸收；主动吸收；简单扩散；协助扩散 5. 概念：通道；载体；主动吸收；离子吸收饱和效应；离子吸收竞争现象；初级主动运输；次级主动运输 主动吸收存