植物生理学复习资料.pdfVIP

植物生理学 绪论 植物生理学：研究植物（器官、组织、细胞、分子） 功能及实现其功能的调控机理，以阐 明植物生命活动的规律。 植物生理学内容：生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递和信号转导 植物生理学的发展历史（三个阶段） 1、植物生理学的孕育时期（16～17 世纪） 研究植物营养问题的实验 ⑴柳树枝条实验(荷兰人范 ·海尔蒙特，1627 年) ，第一个用科学实验探讨植物营养本质 ⑵灰分分析实验(德国化学家李比希,1840)，创立植物矿质营养学说 2、 植物生理学诞生、成长阶段 （1）自然科学三大发现 （2）费弗尔、范特霍夫 细胞渗透学说 （3）萨克斯 《植物生理学 讲义》 费弗尔 《植物生理学》，这两部著作的问世标志着植物生理学已经成为一门新兴的 独立学科。 3、植物生理学的发展阶段 光合作用中 C3、C4、CAM 途径的发现；组织培养和细胞培养技术获得成功；植物光周期现 象和光敏素的发现；生长素分子结构；抗逆生理 钱崇澍是我国植物生理学的启业人。 第二章 水与植物细胞 第一节 水的物理化学性质 一、水分子的结构和氢键 二、水的物理化学性质 1.水的溶解特性：水的溶解性强（水分子体积小、具有极性） 自由水：不被细胞组织吸附,可以自由移动的水,只有自由水才能起到溶剂的作用。 束缚水：紧密吸附在胶体颗粒或大分子表面,不能自由移动的水。 2. 水的物理化学特性 水具有高比热和高蒸发潜热。 比热：提高单位数量的某物质单位温度所需要的热量。 蒸发潜热：在恒定温度下，使某物质由液相转变为气相所需要的热量。 表面张力：在水和空气界面上的水分子两边是不同的分子，界面水分子与邻近水分子的作用 力大于其与空气分子间的作用力，因此水总是倾向于维持最小的水和空气界面。这样在水和 空气间的界面产生一种力，称为表面张力。 内聚力：水分子间的氢键使水分子有相互的吸引力，称为内聚力。 附着力：水分子与固相，例如植物导管壁表面分子之间的吸引力称为附着力。 毛细现象：水的表面张力、内聚力和附着力的共同作用使水分可以在较小直径的毛细管中上 升到一定的高度，称之为毛细现象。 抗张强度：物体抵抗拉力而不被拉断的能力称为抗张强度。 第二节 植物细胞的水分关系 一、水势 物质能量包括束缚能（不能用于做有用功的能量）和自由能（在恒温、恒压条件下能够作功 的那部分能量）。 化学势:等温等压条件 下在无限大的体系中，加入 1 摩尔 j 物质 时引起体系自由能的改 变量，用 j 表示。 水势：偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度压力下的化学势之间的差， 即每偏摩尔体积水的化学势差。 水的偏摩尔体积 (Vw）：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大体系中加入 1mol 水时对体系体积的增量。 在纯的水溶液中，水的偏摩尔体积与纯水的摩尔体积相差不大，实际应用时往往用纯水的摩 尔体积代替偏摩尔体积 将标准条件下 (1atm，引力场 0，与体系同温度) 的纯水化学势规定为零，即纯水的自由水 分子具有最高的能量水平，有最大的移动趋势。纯水的自由能最大，水势也最高。 水势单位：Pa 帕斯卡 1 MPa （兆帕）＝10 bar （巴）＝9.87 atm 溶液水势的组成 Ψw = Ψs + Ψp + Ψg 溶质势 (solute potential) Ψs：由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。也称 为渗透势。 稀溶液的渗透势可以由范德霍夫（Van‘t Hoff）方程式估算： ψs = - RTCs R：为气体常数=0.0083 dm3.MPa.mol.K-1 ; 8.32焦尔 /摩尔.K； T：为热力学温度(开尔文 K)； Cs：为溶质的浓度，每升水中完全溶解的溶质粒子的摩尔数来表示（ mol/L），负号表示溶 液中的溶质降低溶液的水势。 压力势 (pressure potential) p：由于溶液静水压所增加的溶液的水势。 • 1 atm 下，开放体系的溶液压力势为 0。 • 膨压: 细胞吸水膨胀，较为刚性的细胞壁对细胞产生压力，使细胞具有的正压力势。 重力势 (gravitational potential) g：重力作用使水向下移动，使处于较高 位置的水 比较低位置的水有高的水势。 基质势 (matric potential) ψm：亲水的衬质与水分子的相互作用使水的自由能降低