第一章 ?氣孔的生理

一、水分在植物中存在的狀態(tài)

束縛水（可溶性蛋白質(zhì)表面有大量極性基團）和自由水

二、水分進入細胞中的途徑（沒有方向性）

擴散（直接通過脂雙分子層），集流（借助通道蛋白）

三、自由能和水勢

自由能（分子運動能力、擴散能力）、水勢（每摩爾水中的自由能）

擴散方向：水分由高水勢系統(tǒng)通過半透膜向低水勢系統(tǒng)進行擴散（滲透作用）

四、細胞水勢組成

（1）滲透勢：濃度越高，滲透勢越低

非電解質(zhì)溶液的滲透勢計算：ψ=-CRT（C：摩爾濃度，R：氣體常數(shù)，T：絕對溫度）

電解質(zhì)溶液的滲透勢計算：ψ=-iαCRT（i：范德霍夫系數(shù)，α：離子的活度系數(shù)）

【由此可見，1.滲透勢是一個負值；2.不同的電解質(zhì)溶液α值差異較大】

細胞中調(diào)控滲透勢的方式：1.由不溶性分子與可溶性分子的相互轉(zhuǎn)化（造粉體中淀粉和糖之間的轉(zhuǎn)化）；2.吸收/排放可溶性物質(zhì)（溶質(zhì)的內(nèi)流/外流）；3.對于滲透物質(zhì)的調(diào)節(jié)（合成、積累、分解、轉(zhuǎn)化）

細胞中常用的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（分子小、溶解性好；不帶電荷、不易透過細胞膜；能維持酶構(gòu)象的穩(wěn)定；對細胞器無不良影響；容易合成積累）：脯氨酸、甜菜堿、鉀離子（鉀離子的活動系數(shù)高）、果糖、蔗糖、葡萄糖等

（2）壓力勢：細胞壁對抗細胞質(zhì)向外膨脹而產(chǎn)生的向內(nèi)擠壓原生質(zhì)體的壓力

【所以只有當(dāng)原生質(zhì)體對于細胞壁產(chǎn)生壓力時才會產(chǎn)生壓力勢】

影響因素：1.細胞溪水膨脹程度；2.細胞壁的疏松程度（纖維素、果膠分子結(jié)構(gòu)的完整性，分子之間交聯(lián)的程度和鈣離子的含量會影響細胞壁強度

【軟化細胞壁：生長素：激活質(zhì)子泵、導(dǎo)致細胞壁酸化；赤霉素：減少細胞壁鈣離子含量分解纖維素和果膠（木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶）

（3）與物質(zhì)的運輸

細胞將溶質(zhì)排出使環(huán)境的滲透勢降低（根壓的產(chǎn)生）

五、氣孔運動的機理（保衛(wèi)細胞的水勢變化：吸水膨大氣孔開放，失水收縮氣孔關(guān)閉）

（1）鉀離子：光活化的氫離子泵（ATP酶），排氫收鉀，氯離子也隨之進入細胞，胞內(nèi)鉀離子和氯離子濃度升高，滲透勢下降，水勢下降，吸收水分，氣孔開放

（2）蘋果酸：光合作用產(chǎn)生的碳酸氫根離子，受磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEP羧化酶）催化與PEP結(jié)合形成草酰乙酸，再利用NADH還原成蘋果酸，蘋果酸作為滲透物降低水勢，并中和鉀離子進入時造成的電荷不平衡，促進氣孔的開放

（3）蔗糖（保衛(wèi)細胞中蔗糖的來源：淀粉的分解，光合產(chǎn)物，葉肉細胞運輸至保衛(wèi)細胞）：作用機理基本同蘋果酸

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第二章 ?細胞對無機物的利用

一、細胞對于礦質(zhì)元素的吸收

（1）離子通道（簡單擴散）

離子通道的類型：

1.電壓門控的離子通道

2.配體門控的離子通道

3.張力激活的離子通道（機械門控的離子通道）

（2）載體運輸

1.載體轉(zhuǎn)運機制（選擇性結(jié)合-蛋白變構(gòu)-釋放）

2.載體蛋白的類型：單向運輸載體（由高濃向低濃）；同向運輸載體和反向運輸載體（氫離子協(xié)助完成的載體運輸過程【轉(zhuǎn)運物依靠氫離子主動運輸形成的電化學(xué)梯度進行運輸，即次級主動運輸】）

（3）離子泵（初級主動運輸）

1.氫離子ATP酶：利用ATP分解釋放的能量將氫離子泵到細胞外或者是液泡內(nèi)部，產(chǎn)生跨膜電勢梯度

2.鈣離子ATP酶，位于細胞質(zhì)膜、液泡膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，利用ATP分解釋放的能量將鈣離子泵到細胞外或者是細胞器，從而降低細胞質(zhì)中鈣離子的濃度【這些鈣離子將參與植物細胞中其他的生理活動】

二、植物對氮素的同化

（1）硝酸鹽的代謝還原：硝酸-亞硝酸-次亞硝酸-羥氨-氨

硝酸還原酶：含有鉬和黃素的蛋白，供氫體是NADH，催化硝酸的還原和NO的產(chǎn)生

（2）氨的同化

1.谷氨酰胺合成酶途徑：銨+谷氨酸---谷氨酰胺

2.谷氨酸合酶途徑：谷氨酰胺+α-酮戊二酸---谷氨酸

3.谷氨酸脫氫酶途徑：銨+α-酮戊二酸---谷氨酸

4.氨基轉(zhuǎn)換作用：由轉(zhuǎn)氨酶進行催化

（3）生物固氮

1.固氮酶：含有鐵或者是鉬鐵的蛋白

2.過程：氮氣---二酰亞胺---肼---氨

3.固氮酶催化的反應(yīng)：鐵氧還原蛋白還原鐵蛋白，與ATP結(jié)合，鐵蛋白還原鉬鐵蛋白最后還原氮氣成為氨

【豆科植物本身對于某些金屬離子并不是太需要，對于那些金屬離子有大量需求的是共生菌】

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第三章 ?光合作用

一、葉綠體的結(jié)構(gòu)

類囊體的堆疊【基粒類囊體中沒有ATP合成酶，只含有PSI復(fù)合體、PSII復(fù)合體和cytb6f復(fù)合體

二、葉綠體色素

共軛結(jié)構(gòu)（吸光）

三、光合作用過程

（1）光反應(yīng)

1.光系統(tǒng)（光合作用單位）=聚光色素系統(tǒng)+作用中心

2.聚光色素系統(tǒng)：收集、傳遞、匯聚光能

光能傳遞順序：類胡蘿卜素---葉綠素b---葉綠素a---作用中心

3.作用中心：作用中心色素（chla對【葉綠素A】）、原初電子受體、原初電子供體

4.光能轉(zhuǎn)變成電能的過程

作用中心色素分子中的電子不斷吸收能量、加速、躍遷直至逃逸成為高速運動的自由電子

5.光合作用中心：放氧復(fù)合體（2H2O---4H+O2）---原初電子受體----作用中心色素---原初電子受體---電子傳遞鏈---NADP

6.循環(huán)式和非循環(huán)式電子傳遞

循環(huán)式電子傳遞：PSII---細胞色素b6f復(fù)合體---質(zhì)體藍素---PSI---鐵氧還原蛋白---NADPH---F-ATP酶

非循環(huán)式電子傳遞：PSII---細胞色素b6f復(fù)合體---氫離子---F-ATP酶

【兩者區(qū)別在于鐵氧還原蛋白，鐵氧還原蛋白可以進行循環(huán)電子轉(zhuǎn)運，將電子給細胞色素b6f復(fù)合體】

7.伴隨著電子傳遞發(fā)生光合磷酸化

氫離子濃度梯度的形成（水光解；跨膜的質(zhì)體醌轉(zhuǎn)運氫離子）

8.醌循環(huán)過程（位于PSII和細胞色素b6f復(fù)合體之間）

PQ從細胞色素b6f復(fù)合體獲得2個電子，結(jié)合兩個氫離子之后，又把電子交還給細胞色素b6f復(fù)合體，同時釋放出2個氫離子

增大了跨膜的氫離子梯度

（2）碳反應(yīng)

1. 卡爾文循環(huán)

光照對卡爾文循環(huán)過程催化酶的活化作用

1）光對RUBP（1，5-二磷酸核酮糖）羧化酶的活化

光反應(yīng)引起葉綠體基質(zhì)PH的提高；光照直接活化Rubisco活化酶

2）光激活鐵氧還原蛋白-硫氧還原蛋白系統(tǒng)

激活鐵氧還原蛋白-硫氧還原蛋白系統(tǒng)，將二硫鍵還原成巰基，促使酶分子的活化

2.C4途徑（空間上分離）

3.景天科酸代謝（CAM）途徑（時間上分離）