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正文內(nèi)容

植物生理學(xué)ppt課件(編輯修改稿)

2025-06-08 12:13 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鐵氧還蛋白(還原型) NO2 e 光合作用的光反應(yīng) 鐵氧還蛋白(氧化型) NH4+ 二、氨的同化 植物吸收銨鹽以后,或當(dāng)植物所吸收的硝酸鹽被還原成氨后,氨就立即被同化,否則就會(huì)毒害植物。因?yàn)榘笨赡芤种坪粑^(guò)程中的電子傳遞系統(tǒng)。 氨的同化方式有以下幾種: : 還原氨直接使酮酸氨基化形成相應(yīng)氨基酸的過(guò)程,即氨與 a酮酸結(jié)合形成氨基酸的過(guò)程叫還原氨基化( reduced amination)。如: a酮戊二酸與氨結(jié)合在谷氨酸去氫酶作用下,以NADH+H+為氫供體,還原為谷氨酸。 ( transamination): 一種氨基酸的氨基被轉(zhuǎn)移到另一種酮酸的酮基上,而使之氨基化反應(yīng),接受體便變成一種新的氨基酸,而供體則變成另一種酮酸。 整個(gè)反應(yīng)中必須有轉(zhuǎn)氨酶和磷酸吡哆醛的參與。 如: 谷氨酸 磷酸吡哆醛 天冬氨酸 轉(zhuǎn)氨酶 a酮戊二酸 磷酸吡哆胺 草酰乙酸 磷酸吡哆醛的作用如何? 氨與二氧化碳結(jié)合,形成氨甲酰磷酸: NH3+CO2+ATP NH2COOP+ADP 主要是與天冬氨酸和谷氨酸氨形成天冬氨酰和谷氨酰氨對(duì)植物體內(nèi)氨的臨時(shí)保存,實(shí)際是起緩沖調(diào)節(jié)作用,當(dāng)體內(nèi)氨過(guò)多時(shí),形成酰氨解除毒害,當(dāng)氨不足時(shí)酰氨放出氨供植物利用。 四、硫酸鹽的同化 :從土壤中獲取硫酸根離子和葉片從空氣中吸收二氧化硫,最后二氧化硫也轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩岣x子,然后再進(jìn)行同化。 :既可以在根部同化,也可以在地上部同化。 : ( 1) SO42活化: SO42+ATP ATP硫酸化酶 APS+Ppi焦磷酸 APS+ATP APS激酶 PAPS+ADP APS與 PAPS可相互轉(zhuǎn)化。 ( 2)活化硫酸鹽的還原 活化硫酸根 +載體蛋白 還原態(tài) Fd……… 半胱氨酸 五、磷酸鹽的同化 :同化部位不限 : ( 1)氧化磷酸化作用 ADP+Pi ATP+H2O ( 2)光合磷酸化作用 ( 3)轉(zhuǎn)磷酸作用(底物水平磷酸化) 1,3二磷酸甘油酸 +ADP 3磷酸甘油酸 +ATP 第五節(jié) 礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸 一、礦物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男问?、途徑和速? ( 1)氮的運(yùn)輸形式:主要有氨基酸、酰氨,還有少量以硝酸鹽形式向上運(yùn)輸; ( 2)磷酸運(yùn)輸形式:主要以正磷酸形態(tài)運(yùn)輸,但也有在根部轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)磷化物然后才向上運(yùn)輸; ( 3)硫的運(yùn)輸形式:主要以硫酸根離子形式運(yùn)輸,但有少數(shù)以蛋氨酸和谷光甘肽之類(lèi)形式運(yùn)輸; ( 4)金屬離子:以離子狀態(tài)運(yùn)輸 : ( 1)研究方法:放射性同位素與蠟紙阻隔相結(jié)合; ( 2)根部吸收無(wú)機(jī)離子:木質(zhì)部上升 從木質(zhì)部擴(kuò)散到韌皮部; ( 3)葉片吸收的無(wú)機(jī)離子: 向下運(yùn)輸:以韌皮部為主,并橫向運(yùn)輸?shù)侥举|(zhì)部; 向上運(yùn)輸:也是通過(guò)韌皮部,但有些礦質(zhì)能從韌皮部擴(kuò)散到木質(zhì)部而向上運(yùn)輸。 :礦質(zhì)元素運(yùn)輸速率約為 30100cm/h. 二、礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的分布 (一)可參與循環(huán)的元素與不參與循環(huán)的元素 某些元素進(jìn)入地上部后仍成離子狀態(tài),如鉀;某些元素形成不穩(wěn)定化合物,如氮、磷、鎂; 一些在體內(nèi)形成穩(wěn)定化合物,不能被再利用,如硫、鈣、鐵、錳、硼,尤其是鈣、鐵、錳。 再利用的元素以磷、氮最典型,不能再利用的元素以鈣最典型。 ? (二)元素在體內(nèi)的分布 ? 的部分; ? 。 ? 因而缺素時(shí)能參與循環(huán)的元素表現(xiàn)在老葉,缺不參與循環(huán)的元素,病癥表現(xiàn)在嫩葉。 ? ,同時(shí)可以被排除體外,參與生態(tài)循環(huán)。 ? 植株被雨淋時(shí)洗出的主要物質(zhì)是鉀、氮、糖、有機(jī)酸和植物激素。 第六節(jié) 合理施肥的生理基礎(chǔ) 合理施肥的目的:根據(jù)礦質(zhì)元素對(duì)植物的生理功能和作用,結(jié)合作物的需水規(guī)律,適時(shí)地、適量地施肥,做到少肥高效。 一、作物的需肥規(guī)律 ; ; 。 肥料優(yōu)先分配到生長(zhǎng)中心 最高生產(chǎn)效率期(植物營(yíng)養(yǎng)最大效率期): 不同生育期施肥,對(duì)植物生長(zhǎng)影響不同,其中施肥營(yíng)養(yǎng)效果最好的時(shí)期為最高生產(chǎn) 效率期。 二、合理施肥的指標(biāo) (一)形態(tài)指標(biāo) ( 1)葉色是反映作物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)狀況的最靈敏指標(biāo); ( 2)葉色是反映 植物 體內(nèi)代謝類(lèi)型的良好指標(biāo); ( 3)葉色反映快、敏感。 (二)生理指標(biāo) : 一般以功能葉作為測(cè)定對(duì)象 結(jié)合不同施肥水平,不同產(chǎn)量,通過(guò)化學(xué)分析,找出不同生育期、不同組織、不同營(yíng)養(yǎng)濃度與產(chǎn)量的關(guān)系。 作物養(yǎng)分濃度在嚴(yán)重缺乏與適量?jī)蓚€(gè)濃度之間有一個(gè)獲得最高產(chǎn)量的最低濃度,叫臨界濃度( critical concentration)。 監(jiān)測(cè)氮素含量 某些離子與酶活性密切相關(guān),甚至是其組分,通過(guò)對(duì)酶活性的檢測(cè),從而推測(cè)元素含量。 三、施肥增產(chǎn)的原因 :植物是從無(wú)機(jī)物到有機(jī)物,增產(chǎn)效果是間接的;動(dòng)物是從有機(jī)物到有機(jī)物。 : ? 增大光合面積 ? 提高光合能力 ? 延長(zhǎng)光合時(shí)間 ? 有利于產(chǎn)品分配利用 施肥增產(chǎn)的實(shí)質(zhì)在于改善光合性能,形成更多的有機(jī)物,獲得增產(chǎn)。 ,特別是土壤條件。 四、發(fā)揮肥效的措施 以水促肥,水是肥的開(kāi)關(guān) 土壤容納更多的水、肥,促進(jìn)根系發(fā)達(dá),增加吸收面積 適當(dāng)密植 ( 1)根外施肥 ( 2)深層施肥 第三章 植物的光合作用 ? 碳素營(yíng)養(yǎng)是植物的生命基礎(chǔ): ( 1)植物體的干物質(zhì)有 90%左右是有機(jī)化合物,有機(jī)化合物中都含有碳素; ( 2)碳原子是組成所有有機(jī)化合物的主要骨架。 ? 按碳素營(yíng)養(yǎng)方式的不同把植物分為兩類(lèi): ( 1)異養(yǎng)植物( heterophyte):只能利用現(xiàn)成的有機(jī)物作營(yíng)養(yǎng)的植物; ( 2)自養(yǎng)植物( autophyte): 可以利用無(wú)機(jī)碳化合物作營(yíng)養(yǎng)的植物。 ? 碳素同化( carbon assimilation):自養(yǎng)植物吸收二氧化碳轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的過(guò)程。包括:細(xì)菌光合作用、綠色植物光合作用和化能合成作用三種類(lèi)型。 第一節(jié) 光合作用的重要性 ( photosynthesis)? 綠色植物吸收光能,同化二氧化碳和水,制造有機(jī)物并釋放氧的過(guò)程。 : ( 1)把無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物; 每秒鐘地球上同化碳素超過(guò) 6000噸,約 40%由浮游植物同化, 60%由陸生植物同化。食物、化工原料、藥材 ( 2)蓄積太陽(yáng)的能量; 每年固定 3X1021J,主要能源 ( 3)環(huán)境保護(hù)。 如果不釋放氧氣,地球上的氧 3000年就會(huì)用完,同時(shí)形成臭氧,防紫外輻射。 研究光合作用的意義: 第二節(jié) 葉綠體及葉綠體色素 ? 葉片是光合作用的主要器官,葉綠體是光合作用的重要細(xì)胞器; ? 離體葉綠體光合速率可達(dá)完整葉片的 8090%; ? 葉綠體是光合作用的形態(tài)單位,但單獨(dú)一個(gè)葉綠體不一定是光合作用的完整單位。 一、葉綠體的結(jié)構(gòu)和成分 ? 目前采用細(xì)胞勻漿法和分級(jí)離心技術(shù)將各種細(xì)胞器分開(kāi)進(jìn)行分析 (一)葉綠體的結(jié)構(gòu) :橢圓形,直徑 36um,厚 23um。葉片中葉綠體含量高每平方毫米含量為 7個(gè)數(shù)量級(jí),有利于表面積的擴(kuò)大,擴(kuò)大吸收利用光能和二氧化碳。 :兩層選擇透性膜,膜以?xún)?nèi)的物質(zhì)為構(gòu)成片層的底物 ——間質(zhì)( stroma),間質(zhì)中有將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的場(chǎng)所 ——基粒( grana),同時(shí),間質(zhì)中還有一些具有脂類(lèi)貯藏功能的由親酯性醌類(lèi)物質(zhì)組成的嗜鋨滴。 ? 外被:即葉綠體膜 ? 間質(zhì):葉綠體以?xún)?nèi)的基礎(chǔ)物質(zhì)。是構(gòu)成片層的底物,主要為可溶性蛋白質(zhì)(酶)和其他活躍物質(zhì)。 ? 基粒:光合色素集中之地,光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的場(chǎng)所。 ? 類(lèi)囊體:構(gòu)成葉綠體的片層系統(tǒng)中的每個(gè)片層都是閉喝囊狀,內(nèi)為水溶液。 ? 基粒類(lèi)囊體: ? 間質(zhì)類(lèi)囊體: ? 嗜鋨滴:葉綠體間質(zhì)中的容易與鋨酸結(jié)合的顆粒。其主要成分為親酯性醌類(lèi)物質(zhì)。生理功能是貯藏脂類(lèi)物質(zhì)。 ? 不同植物或同一植物的不同部位的葉綠體內(nèi)的基粒類(lèi)囊體數(shù)目不同。 ? 凡光合細(xì)胞都有類(lèi)囊體。 : : ( 1)有效收集光能,加速光反應(yīng); ( 2)酶的有序排列,有利于代謝的順利進(jìn)行。 (二)葉綠體的成分 :約占 75% :葉綠體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),占干重的 3045%,作為酶催化各類(lèi)反應(yīng)。 :膜成分 :光合色素 : ( NAD+、 NADP+)和醌:傳遞電子或氫原子。 二、光合色素的化學(xué)特性 ? 光合色素主要分為 3類(lèi):葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素和藻膽素 ? (一)光合色素的化學(xué)結(jié)構(gòu) ( chlorophyll) :在高等植物中主要含有葉綠素 a和葉綠素 b。 ( 1)物理性質(zhì): ? 溶解性:葉綠素 a、 b都不溶于水,但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有機(jī)溶劑; ? 顏色:葉綠素 a呈藍(lán)綠色,葉綠素 b呈黃綠色。 ( 2)化學(xué)性質(zhì): 分子式: ? 結(jié)構(gòu)特征: ? 為葉綠酸的酯 ? 分子中有四個(gè)吡咯環(huán)和一個(gè)羰基與羧基組成的副環(huán) ? 四個(gè)吡咯環(huán)與四個(gè)甲稀基連接成一個(gè)大環(huán)叫卟啉 ? 鎂原子位于卟啉環(huán)的中央 ? 羰基與甲醇結(jié)合,葉綠醇第四環(huán)的丙酸結(jié)合 ? 具有雙親媒性 ( 3)功能 ( carotenoid): 包括胡蘿卜素( carotene) 和葉黃素( xanthophyll)。 ( 1) 物理性質(zhì) ? 溶解性:不溶于水,但能溶于有機(jī)溶劑; ? 顏色:類(lèi)胡蘿卜素呈橙黃色,葉黃素呈黃色。 ( 2)結(jié)構(gòu)特征:不飽和碳?xì)浠衔?,有三種同分異構(gòu)體 兩者區(qū)別:在于紫羅蘭酮環(huán)上一個(gè)位置的羥基代替氫 ( 3)功能 ? 收集光能; ? 防護(hù)光照傷害葉綠素。 ? ( phycobilin): ? 藻類(lèi)進(jìn)行光合作用的主要色素。 ? 常與藻類(lèi)中的蛋白質(zhì)結(jié)合為藻膽蛋白。結(jié)合緊密只有用強(qiáng)酸煮沸才能分開(kāi)。 ? 可分為藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白。 ? 結(jié)構(gòu)與葉綠素有相似之處。 (二)色素在葉綠體內(nèi)的排列 兩種不同看法: 。色素頭尾分別插入其中。 ,球形蛋白鑲嵌在脂類(lèi)雙層膜之內(nèi),直達(dá)膜的里外,葉綠素分子整個(gè)排列在蛋白質(zhì)中。 三、光合色素的光學(xué)特性 (一)輻射能量 光是一種電磁波,對(duì)光合作用有效的是波長(zhǎng)為 400700nm之間。 根據(jù)光的波粒二相性,光同時(shí)又是離子流,這種離子稱(chēng)為光子。光子攜帶能量與波長(zhǎng)的關(guān)系為: E=N h v/入 由此可見(jiàn),光子的能量與波長(zhǎng)成反比。 (二)吸收光譜 : ( absorption spectrum): ( 1)有兩個(gè)最強(qiáng)區(qū): 640nm660nm的 紅光部分和 430450nm的藍(lán)紫光部分; ( 2)對(duì)綠光吸收最少。 a、 b吸收光譜比較: ( 1)葉綠素 a在紅光部分吸收帶寬些,在藍(lán)紫光部分窄
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