植物生理学知识体系总纲（水分·矿质·光合·生长·逆境）思维导图
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思维导图大纲
植物生理学知识体系总纲（水分·矿质·光合·生长·逆境）
一、植物水分生理
水分与细胞
- 自由水与束缚水；自由水/束缚水比值越高代谢越旺盛、抗逆性越弱
- 水势 ψw = ψs（溶质势）+ ψp（压力势）+ ψm（衬质势）
- 渗透吸水与吸胀吸水；质壁分离与复原
蒸腾作用
- 蒸腾三途径：气孔（主要，占 80-90%）、角质层、皮孔
- 气孔运动机理：钾离子泵学说、苹果酸学说；保卫细胞 K⁺ 积累导致吸水张开
- 蒸腾拉力学说：内聚力-张力学说（Dixon）
- 影响蒸腾的因素：光、温、湿度、风速、土壤水分
水分运输与合理灌溉
- 共质体与质外体途径；根压与吐水
- 需水临界期；灌溉指标
二、矿质营养
必需元素
- 17 种必需元素：大量 9 种（C H O N P K Ca Mg S）、微量 8 种（Fe Mn Cu Zn B Mo Cl Ni）
- 判断标准三原则：不可缺少、不可替代、直接参与代谢
- 缺素症：缺 N 老叶黄化、缺 Fe/Mg 失绿、缺 B 花而不实、缺 Ca 顶芽坏死
吸收与运输
- 主动吸收与被动吸收；载体与离子泵；根毛区为主要吸收部位
- 单盐毒害与离子拮抗；生理酸性盐与碱性盐
- 可再利用元素（N P K Mg）缺乏时老叶先发病
氮代谢
- 固氮酶（钼铁蛋白 + 铁蛋白）、共生固氮与自生固氮
- 硝酸还原酶与亚硝酸还原酶；GS-GOGAT 途径
- 氮肥与品质：过量施氮导致贪青晚熟
三、光合作用
色素与能态
- 叶绿素 a/b、类胡萝卜素；吸收光谱红橙光与蓝紫光，反射绿光
- 荧光现象；原初反应与反应中心（PSI P700、PSII P680）
- Z 方案（Hill 反应、光合链）：水的光解 → PSII → PQ → Cytb6f → PC → PSI → Fd → NADP⁺
光合碳同化
- C3 途径（Calvin 循环）：RuBP 羧化 → 还原 → 再生
- C4 途径（Hatch-Slack）：PEP 羧化酶、四碳二羧酸循环、维管束鞘细胞
- CAM 途径：景天酸代谢，夜间开气孔固定 CO₂
- 光呼吸：C2 循环，与 C3 植物相关；C4 几乎无光呼吸
影响因素
- 光合速率日变化：单峰与双峰（午休现象）
- 光饱和点、CO₂ 饱和点、光补偿点；表观量子效率
- 增产潜力：提高光能利用率的三条途径（延长光合期、增加光合面积、提高光合效率）
四、呼吸作用与同化物运输
呼吸代谢
- 糖酵解（EMP）、三羧酸循环（TCA）、戊糖磷酸途径（PPP）
- 呼吸链与氧化磷酸化；P/O 比；交替途径（抗氰呼吸）
- 呼吸商 RQ：糖 1、脂肪 <1、有机酸 >1
同化物运输
- 源-库-流；韧皮部装载与卸出（质外体与共质体）
- 压力流动学说（明希）
- 影响运输的因素：温度、光照、矿质、激素
五、植物生长物质与发育
五大激素
- 生长素（IAA）：极性运输、顶端优势、促进生根；两重性（低促高抑）
- 赤霉素（GA）：促进细胞伸长、打破休眠、诱导 α-淀粉酶
- 细胞分裂素（CTK）：促进分裂、延缓衰老、保绿
- 脱落酸（ABA）：抑制生长、促气孔关闭、提高抗逆
- 乙烯（ETH）：催熟、三重反应、促进脱落
- 其他：油菜素内酯、茉莉酸、水杨酸
萌发与休眠
- 种子萌发三阶段：吸胀、萌动、发芽；需水、氧、适温，部分需光
- 休眠原因：种皮障碍、胚未成熟、抑制物质；打破休眠方法（层积、GA、破皮）
成花与成熟
- 春化作用（低温诱导）与光周期现象；光敏色素 Pr/Pfr
- 长日植物、短日植物、日中性植物；临界日长
- 花器官发育 ABC 模型
- 果实成熟：呼吸跃变型与非跃变型；乙烯的作用
- 衰老与脱落：离层形成、脱落酸与乙烯
六、逆境生理
抗逆机制
- 渗透调节：脯氨酸、甜菜碱积累
- 抗氧化系统：SOD、POD、CAT 清除活性氧
- 逆境蛋白与热激蛋白；膜保护物质
主要逆境
- 干旱：气孔关闭、光合下降、ABA 积累
- 盐害：离子毒害与渗透胁迫；耐盐植物三类
- 低温：冷害（冰点以上）与冻害（冰点以下）、抗冻锻炼
- 涝害与缺氧；高温热害；病虫害诱导的抗性
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