植物的生理过程有哪些?

植物生理学的目的是了解植物物质代谢、能量转化、生长发育的规律和机制、调控以及内外环境条件对植物生命活动的影响。包括光合作用、植物代谢、植物呼吸、植物水分生理、植物矿质营养、植物运输、生长发育、抗逆性和植物运动。

光合作用

①光合。绿色植物的特殊功能。它们有光合色素,可以吸收阳光。光合作用的色素

激发后发生电荷分离,电子通过一系列载流子转移,引起氧化还原反应:一端水分子分解,放出氧气;另一端还原辅酶II,同时引起质子(氢离子)转移,造成叶绿体内类囊体膜内外的电位差和氢离子浓度差,促进三磷酸腺苷(ATP)的合成。这样光能在还原辅酶II和ATP中转化为化学能,最后从空气中吸入的CO2通过一系列酶反应被固定并还原为碳水化合物。

植物新陈代谢

②植物代谢。可以分为两大方面。一方面是合成代谢——光合作用产生的相对简单的有机物转化为包括蛋白质、核酸、酶、纤维素等大分子在内的更复杂的有机物。通过一系列的酶反应,构成植物体的一部分;或储存淀粉、蔗糖、油脂等物质,以提供其生命活动所需的能量。另一方面,分解代谢——将大分子水解(或磷酸解)成简单的糖磷酸,然后糖酵解形成丙酮酸,同时产生少量的ATP和还原型辅酶(NADH或NADPH)。

植物呼吸

③植物呼吸。像动物一样,植物也呼吸,但没有像鳃和肺那样专门从事气体交换的呼吸器官。还原型辅酶或分解代谢形成的几种简单有机酸经过一系列的电子传递(呼吸链),最后把吸入的氧气还原成水。电子传递和末端氧化是在线粒体中进行的。电子转移伴随着ATP的形成,ATP提供各种生命活动所需的能量。

植物的水分关系

④植物水分生理。植物生命需要大量的水分,只有一小部分用于光合作用和新陈代谢,大部分是在气孔(气孔)打开,在阳光照射下进行光合作用时,从叶片中蒸发掉的。陆生植物适应蒸腾的需水量,进化出各种结构。发达的根从土壤中吸收水分,并通过木质部导管或管胞将其运输到叶片和其他地上器官。当进入大气时,毛孔可以控制水分的流失。干旱地区的植物具有特殊的结构和代谢模式,可以减少蒸腾作用。

植物矿质营养

⑤植物矿质营养。除了二氧化碳和水,植物还需要许多化学元素。氮(N)、磷(P)和钾(K)需要量很大,是农业中经常以肥料形式施用的元素。接下来的需求是钙(Ca)、硫(S)、镁(Mg)和铁(Fe),它们是植物中生命物质的必需成分,包括一些酶。此外,还需要一些微量元素,如锰(Mn)、锌(Zn)、硼(b)、铜(Cu)、钼(Mo)等。

植物运输

⑥在植物中的运输。植物没有血液循环系统,但制造有机物的光合器官(叶片)位于地面,吸收土壤中无机养分和水分的根在地下,生殖器官(花、种子、果实等。)不得不从它们那里获取养分的供应。为了满足地上部分和地下部分之间以及各器官之间物质运输的需要,植物进化出了两种特殊的通道,即木质部和筛管,木质部主要运输水和溶解在其中的矿质元素,筛管主要运输有机物。

成长和发展

⑦生长发育。生长主要是通过细胞分裂和扩大,发育是通过细胞分化形成不同的组织和器官。植物的生长发育受内部因素和外部环境的制约,具有一定的阶段性和季节性。寒、暖、雨、干四季变化明显地区的植物,往往有休眠期。种子多在冬季或旱季到来之前形成,以休眠状态度过恶劣的环境。从营养生长(叶、茎和根的生长)到生殖生长(花芽的分化、开花和结果)的转变往往伴随着自然环境的年度变化。植物有一系列感受环境变化的机制,光周期现象就是其中之一。植物细胞具有很大的全能性,身体很多部位的细胞经过分离后,在人工培养基中可以脱分化生长成愈伤组织。在适当的情况下,可以再分化形成根、茎、叶等器官,甚至长成完整的植株。

植物激素

8植物激素。植物没有神经系统,器官之间的生理活动除了与营养物质的供需相互制约外,大多受一些特殊化学物质的调控。这些化学物质被称为植物激素,它们在一些部位形成,并转移到其他部位发挥作用。比如最早发现的生长素,在生长的顶端形成,促进下面的细胞伸长。随后,许多其他激素被发现,如脱落酸、赤霉素、细胞分裂素和乙烯。除了通过化学物质进行调控,植物还可以有快速的物理信息传递,比如潜在的变化。

抵抗

⑨抵抗。不同的植物对不良环境的耐受力和抵抗力差异很大,有的能在极度干燥的条件下存活,有的能抗低温。品种之间也有很大差异。在自然界中,植物在不同生境中的分布很大程度上取决于它们对不利环境的抵抗能力。在农业生产中,扩大作物种植,了解抗逆的生理机制,将有助于采取措施提高抗逆性,或在育种工作中为筛选抗逆品种提供生理指标。

植物运动

⑩植物运动。生活在水中的低等植物,有些有鞭毛等特殊器官,会游泳,会趋光。虽然陆生植物有固定的位置,但它们并不是完全不动的。根有方向性(重力),叶有向光性,通过生长运动,称为生长运动。有些植物可以做机械运动,比如睡莲,它的花白天开,晚上闭;合欢的复叶在夜间闭合;含羞草和食虫植物猪笼草等。,动作更快。

详见植物生理学。