第一章  气孔的生理

一、水分在植物中存在的状态

束缚水（可溶性蛋白质表面有大量极性基团）和自由水

二、水分进入细胞中的途径（没有方向性）

扩散（直接通过脂双分子层），集流（借助通道蛋白）

三、自由能和水势

自由能（分子运动能力、扩散能力）、水势（每摩尔水中的自由能）

扩散方向：水分由高水势系统通过半透膜向低水势系统进行扩散（渗透作用）

四、细胞水势组成

（1）渗透势：浓度越高，渗透势越低

非电解质溶液的渗透势计算：ψ=-CRT（C：摩尔浓度，R：气体常数，T：绝对温度）

电解质溶液的渗透势计算：ψ=-iαCRT（i：范德霍夫系数，α：离子的活度系数）

【由此可见，1.渗透势是一个负值；2.不同的电解质溶液α值差异较大】

细胞中调控渗透势的方式：1.由不溶性分子与可溶性分子的相互转化（造粉体中淀粉和糖之间的转化）；2.吸收/排放可溶性物质（溶质的内流/外流）；3.对于渗透物质的调节（合成、积累、分解、转化）

细胞中常用的渗透调节物质（分子小、溶解性好；不带电荷、不易透过细胞膜；能维持酶构象的稳定；对细胞器无不良影响；容易合成积累）：脯氨酸、甜菜碱、钾离子（钾离子的活动系数高）、果糖、蔗糖、葡萄糖等

（2）压力势：细胞壁对抗细胞质向外膨胀而产生的向内挤压原生质体的压力

【所以只有当原生质体对于细胞壁产生压力时才会产生压力势】

影响因素：1.细胞溪水膨胀程度；2.细胞壁的疏松程度（纤维素、果胶分子结构的完整性，分子之间交联的程度和钙离子的含量会影响细胞壁强度

【软化细胞壁：生长素：激活质子泵、导致细胞壁酸化；赤霉素：减少细胞壁钙离子含量分解纤维素和果胶（木葡聚糖内转糖基酶）

（3）与物质的运输

细胞将溶质排出使环境的渗透势降低（根压的产生）

五、气孔运动的机理（保卫细胞的水势变化：吸水膨大气孔开放，失水收缩气孔关闭）

（1）钾离子：光活化的氢离子泵（ATP酶），排氢收钾，氯离子也随之进入细胞，胞内钾离子和氯离子浓度升高，渗透势下降，水势下降，吸收水分，气孔开放

（2）苹果酸：光合作用产生的碳酸氢根离子，受磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEP羧化酶）催化与PEP结合形成草酰乙酸，再利用NADH还原成苹果酸，苹果酸作为渗透物降低水势，并中和钾离子进入时造成的电荷不平衡，促进气孔的开放

（3）蔗糖（保卫细胞中蔗糖的来源：淀粉的分解，光合产物，叶肉细胞运输至保卫细胞）：作用机理基本同苹果酸

第二章  细胞对无机物的利用

一、细胞对于矿质元素的吸收

（1）离子通道（简单扩散）

离子通道的类型：

1.电压门控的离子通道

2.配体门控的离子通道

3.张力激活的离子通道（机械门控的离子通道）

（2）载体运输

1.载体转运机制（选择性结合-蛋白变构-释放）

2.载体蛋白的类型：单向运输载体（由高浓向低浓）；同向运输载体和反向运输载体（氢离子协助完成的载体运输过程【转运物依靠氢离子主动运输形成的电化学梯度进行运输，即次级主动运输】）

（3）离子泵（初级主动运输）

1.氢离子ATP酶：利用ATP分解释放的能量将氢离子泵到细胞外或者是液泡内部，产生跨膜电势梯度2024澳门天天开好彩大全开奖记录

2.钙离子ATP酶，位于细胞质膜、液泡膜、内质网膜上，利用ATP分解释放的能量将钙离子泵到细胞外或者是细胞器，从而降低细胞质中钙离子的浓度【这些钙离子将参与植物细胞中其他的生理活动】

二、植物对氮素的同化

（1）硝酸盐的代谢还原：硝酸-亚硝酸-次亚硝酸-羟氨-氨

硝酸还原酶：含有钼和黄素的蛋白，供氢体是NADH，催化硝酸的还原和NO的产生

（2）氨的同化

1.谷氨酰胺合成酶途径：铵+谷氨酸---谷氨酰胺

2.谷氨酸合酶途径：谷氨酰胺+α-酮戊二酸---谷氨酸

3.谷氨酸脱氢酶途径：铵+α-酮戊二酸---谷氨酸

4.氨基转换作用：由转氨酶进行催化

（3）生物固氮

1.固氮酶：含有铁或者是钼铁的蛋白

2.过程：氮气---二酰亚胺---肼---氨

3.固氮酶催化的反应：铁氧还原蛋白还原铁蛋白，与ATP结合，铁蛋白还原钼铁蛋白最后还原氮气成为氨

【豆科植物本身对于某些金属离子并不是太需要，对于那些金属离子有大量需求的是共生菌】

第三章  光合作用

一、叶绿体的结构

类囊体的堆叠【基粒类囊体中没有ATP合成酶，只含有PSI复合体、PSII复合体和cytb6f复合体

二、叶绿体色素

共轭结构（吸光）

三、光合作用过程

（1）光反应

1.光系统（光合作用单位）=聚光色素系统+作用中心

2.聚光色素系统：收集、传递、汇聚光能

光能传递顺序：类胡萝卜素---叶绿素b---叶绿素a---作用中心

3.作用中心：作用中心色素（chla对【叶绿素A】）、原初电子受体、原初电子供体

4.光能转变成电能的过程

作用中心色素分子中的电子不断吸收能量、加速、跃迁直至逃逸成为高速运动的自由电子

5.光合作用中心：放氧复合体（2H2O---4H+O2）---原初电子受体----作用中心色素---原初电子受体---电子传递链---NADP

6.循环式和非循环式电子传递

循环式电子传递：PSII---细胞色素b6f复合体---质体蓝素---PSI---铁氧还原蛋白---NADPH---F-ATP酶

非循环式电子传递：PSII---细胞色素b6f复合体---氢离子---F-ATP酶

【两者区别在于铁氧还原蛋白，铁氧还原蛋白可以进行循环电子转运，将电子给细胞色素b6f复合体】

7.伴随着电子传递发生光合磷酸化

氢离子浓度梯度的形成（水光解；跨膜的质体醌转运氢离子）

8.醌循环过程（位于PSII和细胞色素b6f复合体之间）

PQ从细胞色素b6f复合体获得2个电子，结合两个氢离子之后，又把电子交还给细胞色素b6f复合体，同时释放出2个氢离子

增大了跨膜的氢离子梯度

（2）碳反应

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光照对卡尔文循环过程催化酶的活化作用

1）光对RUBP（1，5-二磷酸核酮糖）羧化酶的活化

光反应引起叶绿体基质PH的提高；光照直接活化Rubisco活化酶

2）光激活铁氧还原蛋白-硫氧还原蛋白系统

激活铁氧还原蛋白-硫氧还原蛋白系统，将二硫键还原成巯基，促使酶分子的活化

2.C4途径（空间上分离）

3.景天科酸代谢（CAM）途径（时间上分离）