最新植物生理学考研复习要点(2)

本站小编 免费考研网/2019-12-22



8、离子泵:离子泵是指一些具有ATP水解功能,并能利用ATP的能量将离子逆电化学势梯度进行跨膜转运的膜载体蛋白。

9、植物细胞吸收矿质元素的方式:

1)被动吸收:不需要代谢来直接提供能量的、顺电化学势梯度吸收矿质的过程。

2)主动吸收: 要利用呼吸释放的能量才能逆电化学势梯度吸收矿质的过程。

10、根系对矿质与水分吸收的相互关系:

(1)相互关联:盐分一定要溶于水中,才能被根系吸收,并随水流进入根部的质外体。而矿质的吸收,降低了细胞的渗透势,促进了植物的吸水。以水调肥,肥水互促。

(2)相互独立:两者的吸收不成比例;

①吸收机理不同:水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主,而矿质吸收则是主动吸收为主。

②分配方向不同:水分主要分配到叶片,而矿质主要分配到生长中心。

11、根系对离子吸收具有选择性。

离子的选择吸收是指植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子吸收的比例不同的现象。

1.生理碱性盐:例如 NaNO3        吸收 NO3- > Na+  土壤溶液  PH

2.生理酸性盐:例如 (NH4)2SO4    吸收 NH4+>SO4-   土壤溶液  PH

3.生理中性盐:例如 NH4NO3  吸收 NH4+=NO3-    土壤溶液  PH 不变

11、植物培养在某一单盐溶液中,不久即呈现不正常状态,最后死亡。这种现象称单盐毒害。

12、硝酸盐的还原:植物体内硝酸盐转化为氨的过程。

在一般田间条件下,NO-3是植物吸收的主要形式

13、硝酸还原酶(NR):催化硝酸盐还原为亚硝酸盐的酶;是一种可溶性的钼黄素蛋白;一种诱导酶(受底物的诱导而合成的酶),NR的活性可作为植物利用氮素能力的指标。

绿色组织中硝酸还原供氢体是NADH,而在非绿色组织(如根组织)中的硝酸还原酶可以NADH或NADPH为氢供体。

14、亚硝酸还原酶NiR):指催化亚硝酸盐还原为铵的酶,受光照和硝酸根的诱导而合成。

15、无土栽培:是指用营养液(化学肥料溶液)代替土壤栽培植物的方法。

第四章 植物的光合作用

1、光合作用的意义:1).把无机物变为有机物的重要途径;2).巨大的能量转换过程 “能量转换站”;3). 维持大气中O2和CO2的相对平衡。

2、叶绿体是光合作用的场所,叶绿体色素在光能的吸收、传递和转换中起着重要作用。

3、蛋白复合体主要有四类:即光系统Ⅰ(PSI)、光系统Ⅱ(PSⅡ)、Cytb6/f复合体和ATP酶复合体(ATPase)。

4、类囊体膜参与了光能吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应,类囊体膜也称光合膜。

5、光合色素有3大类:叶绿素 (a:b = 3:1 ),类胡萝卜素 (胡萝卜素:叶黄素= 1:2) ,藻胆素。三者共同特点:分子内具有许多共轭双键,能捕获光能,捕获光能能在分子间传递。

6、叶绿素是双羧酸的酯。

高等植物光合色素按化学结构可分为两类四种:叶绿素{叶绿素a和叶绿素b}  类胡萝卜素{胡萝卜素和叶黄素}

7、天线色素或聚(集)光色素(light harvesting pigment):不能参与光化学反应,起吸收和传递光能的作用,大多数的叶绿素a、全部的叶绿素b、类胡萝卜素。

反应中心色素:参与光化学反应,它不仅能捕获光能,还能将光能转换成电能处于光系统中反应中心 部分叶绿素a分子,如:P700 、P680。

无论是天线色素还是反应中心色素,它们只有与蛋白质结合组成色素蛋白复合体后才能行使其功能。

8、根据能量转化的性质,将光合作用分为三个阶段:

1).光能的吸收、传递和转换成电能,主要由原初反应完成;

2).电能转化为活跃化学能,由电子传递和光合磷酸化完成;

3).活跃的化学能转化为稳定的化学能,由碳同化完成。

9、原初反应:是指从光合色素分子受光激发,到引起第一个光化学反应为止的过程。它包括:光物理反应-光能的吸收、传递 ;光化学反应-有电子得失。在类囊体膜上的光系统中进行。

10、光化学反应:激发态色素分子把激发的电子传递给受体分子。是由光引起的反应中心色素分子与原初电子受体间的氧化还原反应,它将光能转化为电能。

11、光合链:指定位在光合膜上的,由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。

12、“Z”方案特点(一部分):

水的氧化与PSⅡ电子传递有关,NADP+的还原与PSⅠ电子传递有关。电子最终供体为水,水氧化时,向PSⅡ传交4个电子,使2H2O产生1个O2和4个H+。电子的最终受体为NADP+。PQ是双电子双H+传递体,它伴随电子传递,把H+从类囊体膜外带至膜内,连同水分解产生的H+一起建立类囊体内外的H+电化学势差。

13、铁氧还蛋白(Fd)和-NADP+还原酶(FNR)(符号缩写)

14、Fd也是电子传递的分叉点。电子从PSⅠ传给Fd后有多种去向:

    传给FNR进行非环式电子传递;

    传给Cyt b6/f 或经NADPH再传给PQ进行环式电子传递;

    传给氧进行假环式电子传递;

    交给硝酸参与硝酸还原;

    传给硫氧还蛋白(Td)进行光合酶的活化调节……。

15、叶绿体在光下把无机磷和ADP转化为ATP的过程,叫做光合磷酸化。

光合磷酸化与电子传递相偶联。

16、化学渗透学说:

1)该学说假设能量转换和偶联机构具有以下特点:

    ①由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子的透过具有选择性 

    ②具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜

    ③膜上有偶联电子传递的质子转移系统 

    ④膜上有转移质子的ATP酶

2)该学说强调:光合电子传递链的电子传递会伴随膜内外两侧产生质子动力(proton motive force,pmf),并由质子动力推动ATP的合成。

3)化学渗透学说由英国的米切尔(1961)提出认为,在光合链传递电子的过程中,形成跨类囊体膜的质子动力势差,在H+通过ATP酶返回膜外时,推动ADP和Pi形成ATP。

4)在类囊体膜上的电子传递体中PQ可传递电子和质子。在光下,PQ在将电子向下传递的同时,又把膜外基质中的质子转运至类囊体膜内,PQ在类囊体膜上的这种氧化还原往复变化称为PQ穿梭。此外,水在膜内侧光解也释放出H+,于是膜内外产生电位差和质子浓度差,两者合称质子动力势,是光合磷酸化的动力。H+沿着浓度梯度返回膜外时,在ATP酶催化下,合成ATP。

17、电子传递与光合磷酸化的结果:

ATP和NADPH是光合作用中电子传递与光合磷酸化的结果。一方面两者都能暂时将能量(活跃的化学能)贮存,并向下传递;另一方面NADPH的H又能进一步还原CO2,这样就把光反应和暗反应联系起来了。由于ATP和NADPH在碳素同化中用于CO2的同化,故合称为同化力。

18、碳同化途径分为三类:C3途径、C4途径和CAM(景天科酸代谢)途径。

19、C3途径的各反应均在叶绿体基质中进行。过程可分为: 羧化、还原、再生三个阶段。

20、光呼吸:植物的绿色细胞在光照下有吸收氧气,释放CO2的反应。(从碳素角度来看,光呼吸是一种浪费)

O2对光合作用有抑制作用,这种现象被称为瓦伯格效应。

21、光呼吸的生化途径是乙醇酸的代谢。(以下是反应场所)

叶绿体:RuBP吸收O2在Rubisco(RUBP羧化加氧酶)的催化下产物为乙醇酸。

过氧化体:吸收O2

线粒体:放出CO2

22、光呼吸生理意义:

(1)回收碳素乙醇酸中3/4的碳;

(2)维持C3光合碳还原循环的运转;

(3)防止强光对光合机构的破坏作用;

(4)消除乙醇酸的毒害

光呼吸代谢中涉及多种氨基酸的转变,这可能对绿色细胞的氮代谢有利。

C3植物中有光呼吸缺陷的突变体在正常空气中是不能存活的,只有在高CO2浓度下(抑制光呼吸)才能存活,这也说明在正常空气中光呼吸是一个必需的生理过程。

23、C4植物含有两类光合细胞:叶肉细胞(MC)和维管束鞘细胞(BSC),均含叶绿体。C4植物叶片具“花环”结构。

24、C4途径中的反应虽因植物种类不同而有差异,但基本上可分为羧化、还原或转氨、脱羧和底物再生四个阶段:(1)羧化反应:在叶肉细胞中;(2)还原或转氨作用:在叶肉细胞中;(3)脱羧反应:在BSC中;(4)底物再生:在BSC中。

25、光强-光合曲线个阶段的限制因素:比例阶段——光强限制;饱和阶段 —— CO2限制。

26、通常把植物光合作用所积累的有机物中所含的化学能占光能投入量的百分比作为光能利用率。

第五章 植物的呼吸作用

1、呼吸作用的生理意义:

1)、为植物生命活动提供能量;

2)、为合成植物体内重要有机物质提供原料,另外呼吸作用还为植物体内有机物质的生物合成提供还原力(如:NADH、NADPH);

3)、提高植物抗病性和免疫力。

2、糖酵解、三羧酸循环和电子传递/氧化磷酸化是需氧生物呼吸代谢最主要的三个阶段,分别发生在细胞质、线粒体基质和线粒体内膜上。(把握糖酵解即可)

3、戊糖磷酸途径(PPP)——葡萄糖在细胞质内直接氧化脱羧,并以戊糖磷酸为重要中间产物的有氧呼吸途径。

己糖磷酸途径(HMP)

戊糖磷酸途径的总反应式可写成:

6G6P+12NADP++7H2O→6CO2+12NADPH+12H++5G6P+Pi

4、汤佩松首先提出呼吸代谢途径多样性观点:

1)、呼吸底物氧化途径的多样性;

糖酵解(EMP途径)、三羧酸循环(TCA途径)、磷酸戊糖途径(PPP途径)、乙醛酸循环、乙醇酸氧化途径

2)、呼吸链的电子传递系统的多样性;

细胞色素系统呼吸链(电子传递主路)、交替氧化途径(抗氰呼吸)、对鱼藤酮不敏感的4条旁路、多条支路

3)、末端氧化系统的多样性。

多种呼吸氧化酶-细胞色素氧化酶、抗氰氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶等,呼吸作用有多条途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的一种体现。

5、呼吸电子传递链简称呼吸链,是指呼吸代谢中产生的电子和质子,在线粒体内膜上沿着一系列呼吸传递体传递到分子氧的“轨道”。

6、现在公认的3条电子传递途径:细胞色素系统呼吸链(电子传递主路)、交替氧化途径(抗氰呼吸)、对鱼藤酮不敏感的4条旁路。其中细胞色素途径和交替途径是主要的两条途径。

7、Q循环是指在电子传递体中伴随醌类的氧化还原所进行的传递电子和跨膜转移质子的一种机制。而发生在线粒体内膜上Q循环中的醌是泛醌,参与电子传递的复合体为复合体Ⅲ。

8、底物水平磷酸化是指底物在氧化过程中生成某些高能中间代谢物(X~P),由中间代谢物上的磷酸基团转移到ADP分子上生成ATP的过程。

氧化磷酸化是指电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给分子氧生成水,并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。它是需氧生物合成ATP的主要途径。

9、化学渗透学说 :(注意与第四章的化学渗透学说对比一下)

原理:呼吸链的电子传递所产生的跨膜质子动力是推动ATP合成的原动力。要点如下:

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