【正文】 緒論 1627 年，荷蘭學者 Van Helmont （凡 海爾蒙特）進行了 柳樹枝條栽培實驗 ： （圖 01 ）， 是植物生理學史上的第一個實驗，他開創(chuàng)了用實驗的方法來探索植物的生命現(xiàn)象。 1840 年， Liebig （ 李比希 ）：創(chuàng)立植物礦質(zhì)營養(yǎng)學說。 第一章 植物的細胞生理 植物細胞與動物細胞的區(qū)別： 細胞壁、葉綠體、液泡。 一、 細胞壁的結構及成分 細胞壁可分為三層：胞間層、初生壁、次生壁。 細胞壁成分中 90% 是多糖（纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)），還包括蛋白（結構蛋白、酶類、凝集素）、木質(zhì)素、礦物質(zhì)（鈣等）。 酶類中水解酶居多，還有氧化還原酶類。 二、細胞壁的功能 1 ． 穩(wěn)定細胞形態(tài)和保護作用 2． 控制細胞生長擴大 3 ． 參與胞內(nèi)外信息的傳遞（寡糖素） 4 ． 防御功能（產(chǎn)生抗毒素） 5 ． 識別作用 6 ． 參與物質(zhì)運輸 二、細胞膜的結構 3 ． 流動鑲嵌模型 (fluid mosaic model) ： Singer （辛格） 膜分三層，中間為磷脂分子呈雙層排列，疏水性尾部向內(nèi)，親水性頭部向外； 蛋白質(zhì)分子無規(guī)則排列（分布在磷脂分子層表面，嵌入磷脂分子層內(nèi)部，）。 特點：不對稱性（蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)不對稱，磷脂分子和磷脂分子不對稱）； 流動性 （上下動、前后動、左右動、饒軸動 不足：比較忽視了蛋白質(zhì)分子對脂質(zhì)分子流動性的控制作用，以及其他因素對脂質(zhì)分子運動的影響。 單層膜細胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 液泡 溶酶體 微體 圓球體 雙層膜細胞器：線粒體 葉綠體 1 ．內(nèi)質(zhì)網(wǎng) : 單層膜構成的管狀、囊狀或泡狀結構，并相互連結成網(wǎng)狀而貫穿于細胞質(zhì)中 。 1 ）粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)： 表面有核糖體，合成蛋白質(zhì)的主要場所； 2 ）平滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)： 無核糖體，合成脂質(zhì)和固醇。 2 ．高爾基體 （ 1 ）基本組分： 扁平囊泡 分泌囊泡 運輸囊泡 二、 微梁系統(tǒng) （細胞骨架） 定義：在胞基質(zhì)中存在的蛋白纖維（微管、微絲、中間纖維）相互連接而成的支架網(wǎng)絡。 （一） 膠體性質(zhì) 1 ．界面擴大 2 ．親水性 3 ．雙電層 4 ．溶膠化與凝膠化 液晶 :物質(zhì)介于固態(tài)與液態(tài)之間的一種存在狀態(tài)，既有固體的有序 性，又有液體的流動性；在光學性質(zhì)上像晶體，在力學性質(zhì)上像液體。 共質(zhì)體 ：每個活細胞的原生質(zhì)通過胞間連絲與相鄰細胞相互聯(lián)系。借助胞間連絲將相鄰活細胞的原生質(zhì)聯(lián)成一個整體，即為共質(zhì)體，也叫內(nèi)部空間。 質(zhì)外體 ：質(zhì)膜以外的胞間層、細胞壁與細胞間隙，彼此連成一體，即質(zhì)外體，也叫外部空間。 共質(zhì)體與質(zhì)外體曾經(jīng)被認為是植物體內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)膬纱笸ǖ馈? 共質(zhì)體和質(zhì)外體在維持植物的整體性上起著特殊的重要作用。 第二章 植物的水分代謝 束縛水 ：被植物細胞的膠體顆?；驖B透物質(zhì)吸附不能自由移動的水分。 自由水 ：不被膠體顆?；驖B透物質(zhì)吸引或吸引力很小，可以自由移動的水分。 三種 吸水方式 ：吸脹吸水 滲透吸水 代謝吸水 水勢 ( Ψ ) ： 在恒溫恒壓下，一偏摩爾容積的水與純水之間的化學勢差。 典型植物細胞的水勢： Ψ w = Ψ s + Ψ m + Ψ p ψ m襯質(zhì)勢：由于親水物質(zhì)對水分子的吸引，使水分子自由能降低，水勢下降的值，為負值。 ψ s滲透勢：由于溶質(zhì)顆粒的存在，使水分子的自由能下降，水勢成為負值。 ψ s =iCRT ψ p壓力勢 ：由于靜水壓的存在，使體系的水勢值增加，一般為正值。 成熟植物細胞的水勢： Ψ w = Ψ s + Ψ p 根壓 ：植物根系的生理活動促使液流從根部上升的壓力 傷流現(xiàn)象和吐水現(xiàn)象可以證明根壓的存在。 傷流 ：從植物莖的基部切斷植株，則有液流不斷地從切口溢出，這一現(xiàn)象叫做傷流，從切口流出的汁液叫傷流液。 吐水 ：未受傷的植株如果處于土壤水分充足、空氣濕潤的環(huán)境中，葉尖或葉緣向外溢出液滴，這種現(xiàn)象叫做吐水 。 蒸騰拉力： 因葉片蒸騰作用而產(chǎn)生的一系列水勢梯度使導管中水分上升的力量，叫蒸騰拉力。 燒苗的原理 ： 施肥過多或過于集中時，可使根部土壤溶液濃度急速升高，阻礙了根系吸水，引起燒苗。 小孔擴散原理： 水分子經(jīng)過小孔的擴散速率，不與小孔的面積成正比，而與小孔的周長成正比。 午不澆園： 中午溫度高，光照強，蒸騰旺盛，此時澆水，圖吐溫低，根系吸水弱，蒸騰大于吸水，造成植物缺水 。 1. 蒸騰作用的概念 植物通過其表面使水分以氣體狀態(tài)從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象，叫做蒸騰作用 2. 蒸騰作用的意義 1 ）是水分吸收與運轉的動力； 2 ）促進木質(zhì)部汁液中物質(zhì)的運輸； 3 ）降低葉片溫度； 4 ）有利于氣體交換。 3. 蒸騰作用的指標 （ 1 ）蒸騰速率 （ 2 ）蒸騰效率 （ 3 ）蒸騰系數(shù) 4. 蒸騰作用的方式 皮孔蒸騰 角質(zhì)蒸騰 氣孔蒸騰 4. 氣孔運動的機理 （ 1 ）光合作用促進氣孔開放的學說 （ 2 ）淀粉 — 糖互變學說 （ 3 ）無機離子泵學說 （ 4 ）蘋果酸代謝學說 1. 植物的 水分臨界期 : 植物對水分缺乏特別敏感的時期，一般是花粉母細胞四分體形成期。 三、合理灌溉的指標 形態(tài)指標 : 反映作物需水狀況的外部性狀，如 葉片顏色，株型，生長速率等； 生理指標 ： 反映作物需水情況的生理生化變化，如胞液濃度 、滲透勢、水勢、氣孔開度等。 第三章 植物的礦質(zhì)營養(yǎng) 植物必需元素 必需元素：在植物生長發(fā)育過程中起著不可替代的、直接的、必不可少作用。 1．植物必需元素的標準 （ 1 ） 若缺乏該元素，植物不能完成其生活史（不可缺少性）； （ 2 ） 缺少該元素，植物會表現(xiàn)出專一的病癥（缺素癥），提供該元素，則可消除或預防該病癥（不可替代性）； （ 3 ） 該元素在植物營養(yǎng)生理中的作用是直接的，而不是因土壤、培養(yǎng)液或介質(zhì)的物理、化學或微生物條件所引起的間接結果（功能直接性）。 植物體內(nèi)的必需元素共 17 種，根據(jù)植物需要的多寡將其分為兩類 ： （ 1 ） 大量元素： 植物需要量較大，含量通常為植物體干重 % 以上的元素 。包括 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 K 、 Ca 、 Mg 、 S 等九種元素。 （ 2 ） 微量元素： 植物需要量極微，含量通常為植物體干重 % 以下的元素。此類元素在植物體內(nèi)稍多即可對植物產(chǎn)生毒害。 包括 Fe 、 Mn 、 B 、 Zn 、 Cl 、 Mo 、 Cu 、 Ni 等八種元素。 有益元素 ： 對某些植物的生長發(fā)育有利， 或可部分代替某種必需元素的生理作用而減緩其缺素癥的植物非必需元素。 如 Na 、 Si 、 Co 、 Se 、 V 等。 2．大量元素的 生理 作用 （ 1 ） N N 過 多：徒長、葉片大、莖柔軟、易倒伏、成熟晚、抗性差、易受病蟲害。 4 ） Ca 缺素癥：植株叢生、生長點壞死、爛根 。 （ 5 ） Mg 吸收態(tài) ： Mg2+ 發(fā)病部位 ：老葉（易轉移） 3 、微量元素的生理作用 （ 1 ） Fe 缺素癥 ：幼葉淺黃綠色。 （ 3 ） B 缺素癥： “ 花而不實”；生長點壞死。 （ 4 ）