二、Passive absorption of mineral elements by plant cell
(一) diffusion 离子扩散——电化学势梯度。有其特殊的通道。 (二) Donnan equilibrium及计算。
二、Active absorption of mineral elements by plant cell (一)Carrier theory 细胞吸收离子存在饱和效应和存在竞争现象。
(二) Ion channel theory K+通道、Na+通道、Ca2+通道和Cl-通道。一类受膜电势调控，一类受外部因素如光照、激素等调控。
(三)Ionic pump theory——H+—ATP酶和Ca2+—ATP酶。
Section 3 Absorption of mineral elements by plant
一、Characters of mineral absorption of plant root
(一)吸收水分和养分在吸收区域,吸收机理和吸收量上都有相对独立性。 (二) Toxicity of single salt and ion antagonism
(三) physiologically acid salt and alkaline salt（真正意义上的理解。） 二、Environmental conditions affecting mineral nutrition absorption by root (一)Temperature (二)O2 (三)pH (四) Interaction between ions 为什么？ 四、Absorption of mineral elements by leaf——根外追肥或叶面营养(foliar nutrition)及注意问题。
Section4 Nitrogen assimilation
一、
Nitrate assimilation
(一) Reduction of nitrate to nitrite ——硝酸还原酶——FAD、Cytb（Fe）和Mo——NADH2——细胞质中。
（二）Reduction of nitrite to ammonia——亚硝酸还原酶——Fe和Mo——NADPH——叶绿体。
硝酸盐的还原与光合作用的关系。 二、Ammonia assimilation 谷酰胺合成酶-谷氨酸合酶。
Section5 Transportation of mineral nutrition in plant
二、Transport pathways of mineral nutrition (一)矿质在根内的径向运输 质外体和共质体途径。
(二)离子在植物体内的纵向运输 根系吸收的通过木质部为主，叶片吸收的韧皮部占主导。
三、Distribution and reutilization of mineral elements in plant 再利用的元素缺素症从老叶开始——N、P、K、Mg、Zn。
不能再利用元素缺乏时幼嫩部位先出现病症——S、Ca、Fe、Mn、B、Cu、Mo等,其中以Ca最难再利用。
Section6 Effective application of nutrition based on nutrient
physiology
一、The law of nutrition requirement for plant
(一)作物一生的需肥特点及施肥 营养临界期和营养最大效率期——“麦浇芽”和“菜浇花”。
(二)根据不同作物收获对象施肥 叶菜类、桑、茶、麻——多施氮肥， 块根,块茎类——多施磷、钾、硼。
二、Index of effective application of nutrition
(二)追肥的生理指标 ——叶绿素，酶类活性，营养元素含量，酰胺与淀粉含量。
Chaper3 Photosynthesis in Plant
温室效应 集光（天线）色素 作用中心色素 荧光现象 光合膜 原初反应 光合链 光合强度 光合单位 同化力 假环式电子传递 非环式光合电子传递 环式电子传递 PQ穿梭 光合磷酸化 红降现象 C3途径 C4途径 CAM途径 光调节酶 Rubisco 光呼吸（C2途径） CO2补偿点 CO2饱和点 光补偿点 光饱和点 光合量子效率 光合量子需要量 光能利用率 爱默生效应（双光增益效应）
Section 1 Concept and significance of photosynthesis
一、Concept of photosynthesis
光合细菌?绿色植物光合?化能合成细菌 二、Significance of photosynthesis
温室效应(greenhouse effect)。温室效应将会对地球的生态环境造成怎样的影响?
Section2 Chloroplast and its pigments
一、Structure, component and development of chloroplast (一) Structure of chloroplast
叶绿体可随光照方向与强度发生位移和转向。弱光——与光源垂直,并将扁平面朝向阳光。强光——与光源平行,并将窄面朝向阳光。
结构与功能的联系： 外被膜()—permeability 被膜(envelop) 内被膜()—selective permeability (H2O,O2,CO2— Free, Pi,TP,aa--Transporters) 光合色素、光合链——原初反应、电子传递和光膜 合磷酸化（光合膜photosynthetic membrane） 叶绿体 （Chloroplast） 类囊体 (thylacoid) 腔—光合放O2
(二)Elements of chloroplast H2O—75-80%。
Proteins: 30-50%——糖protein
Dry matter Lipids: 20-30%, 优势的为MGDG（单半乳糖基甘油二脂） 和DGDG，PG只10%左右——膜结构特殊 Pigments:8% Ash:10%
“板块流动模型”,高含量的不饱和碳烯酸——抗低温。 二、光合色素及其性质
叶绿素类(chlorophylls), a,b,c,d,e和细菌叶绿素a,b等 光合色素可分三大类: 类胡萝卜素类(carotenoids) 包括胡萝卜素和叶黄素; 藻胆素:有藻蓝素和藻红素
(phycocyanobilin) (phycoerythrobilin)。
(一)叶绿体色素的化学性质
1、Chlorophylls。 高等植物叶绿体中只含Chla和Chlb两种。 溶解特性：不溶于水,而溶于乙醇,丙酮和石油醚等有机溶剂, 镁卟啉是亲水的“头
部” ——叶绿素颜色的来源,，醇基(双萜)是亲脂的“尾部”。
皂化反应和取代反应（Mg2+?H+?Cu2+、Zn2+。 2、Carotenoids。类胡萝卜素——四萜化合物，都不溶于水,而溶于有机溶剂。胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈鲜黄色。
一般叶绿素：类胡萝卜素约为3:1, Chla:Chlb也约为3:1左右。
(二) Optical characterestics of chloroplast pigments 叶绿体色素的光学特性 1、Absorption spectrum(吸收光谱)。叶绿素a和b吸收红光和蓝紫光区。
类胡萝卜素吸收蓝紫光。秋天树叶为何变红（黄） 2、Fluorecence and phosphorecence。 产生机制。 三、Relations between Chl synthesis and environments (一) Chl biosynthesis
(二) Environmental coditions influencing Chl biosynthesis 为什么？
Section 3 Mechanism of photosynthesis
光合机理分为三个主要阶段:①原初反应;②电子传递和光合磷酸化;③碳同化。 一、Pimary reaction 原初反应
原初反应是光合作用的序幕,它包括光能的吸收,传递和光化学反应。 （一）Absorption of light energy 光子的能量与其波长成反比。 集光色素(light-harvesting 只起吸收和传递光能,不进 pig-ment,天线色素antenna 行光化学反应的光合色素。 pigment) Chlb, carotenoids, Cha 光合色素(most) Photosynthetic pigments 作用中心色素(reaction 吸收光或由集光色素传递而 centre pigment,又名“陷来的激发能后,生发光化学反 井”,trap) Cha (partial) 应引起电荷分离的光合色素
（二）Excited energy transfer ——诱导共振(inductive resonance)。 （三）Photochemical reaction 光化学反应是指反应中心色素分子受光激发引起的氧化还原反应——光能变电能。光合单位(photosynthetic unit)
hvDPA???DP*A?DP?A??D?PA?
二、Photosynthetic electron transport and photophosphorylation
电子传递和光合磷酸化——电能变为活跃的化学能（ATP和NADPH）。 (一)两个光系统 爱默生效应或双光增益效应。
1、photosystemⅠ (PSI, 光系统Ⅰ)——原初电子受体和供体。最终推动NADPH形成。
2、photosystemⅡ (PSⅡ，光系统Ⅱ) ——原初电子受体和供体 ——常与放O2相联系。
(二) 光合电子传递
1、Photosynthetic chain (光合链)。
H2O是最终的电子供体;在“Z”链的终点,NADP+是电子的最终受体。P680→P680*, P700→P700*是逆氧化还原电位梯度,需光能推动的需能反应。
PQ(plastoquinones，质体醌或质醌)——传递氢(H+和e-)。 PC(plastocyanin),质蓝素(或质体菁)—— PSI的原初电子供体。 Fd(Ferredoxin),铁氧还蛋白多种功能。 2、光合电子传递。
(1)非环式光合电子传递——产生O2,NADPH和ATP。 (2) 环式光合电子传递——产生ATP。
? (3) 假环式电子传递——形成超氧自由基(O2)。
1、 water photolysis and oxygen evolving(水光解与氧释放)。 放O2的动力学第3,7,11,15等每隔4次闪光出现一放氧高峰。
(三) photophosphorylation或photosynthetic phosphorylation（光合磷酸化） 非环式光合磷酸化,环式光合磷酸化和假环式光合磷酸化。
化学渗透学说(chemiosmotic theory)——动力为质子动力势(proton motive force), ATP形成的动力。
ATP与NADPH两者合称为“同化力”(assimilatory power)。
三、CO2 assimilation in photosynthesis——把ATP和NADPH中的活跃的化学能转化为稳定的化学能。三条:C3途径、C4途径和CAM途径。其中C3途径是最基本和最普遍的。
(一) C3 photosynthetic athway (Calvin cycle, RPPP)——C3植物, 例子：水稻、棉花、麦子、油菜、菠菜、青菜、萝卜等
C3途径在叶绿体间质中进行,大致分为三个阶段（能记住全过程更好）。 1. Carboxylation (羧化阶段)。CO2固定成为3-PGA的过程。在RuBPCase或RuBP羧化酶的羧化下。
2. Reduction(还原阶段)。这是利用“同化力”把3-PGA还原为3-GAP的过程。 3. Regeneration RuBP再生阶段。
C3途径固定1分子CO2实际消耗3分子ATP,2分子NADPH。5个光调节酶。 (二) C4 photosynthetic pathway (C4-dicarboxylic acid pathway)——C4植物,玉米、高粱、甘蔗、黍与粟等数种。
C4途径基本上可分为CO2固定, CO2转移和PEP再生三个阶段。
1.CO2 Fixation——叶肉细胞质内PEPCase催化PEP加HCO3-形成OAA。 PEPCase对HCO3-的亲和力很强
2. CO2 transfer。OAA形成苹果酸或天冬氨酸（叶肉细胞叶绿体中）——维管束鞘细胞质脱羧放出CO2——进入C3途径（维管束鞘细胞叶绿体中进行）。把C4途径看作为“CO2泵”。
3. PEP regeneration——PPDK（丙酮酸磷酸双激酶）在PEP再生时,实际消耗2分子ATP。C4植物固定1分子CO2为磷酸丙糖,实际消耗5分子ATP。 C4植物具有C4和C3两条固定CO2途径。特殊的结构特征。
(三) Crassulacean acid metabolism (CAM) pathway
CAM植物景天、仙人掌、菠萝、剑麻等。适应干热条件,气孔运动是昼闭夜开。光合特点。
(四) C3植物、C4植物、CAM植物的重要光合与生理特性。
(五) Synthesis and regulation of starch and sugar in photosynthesis sugar leaf(糖叶)和 starch(粉叶)。
1、synthesis regulation of sucrose——细胞质中由F-2,6-P灵敏调节。 2、Synthesis regulation of starch——叶绿体间质中，F-2,6-P不起作用。
Section 4 Photorespiration (C2 cycle)
光呼吸——乙醇酸的生物合成及其氧化代谢过程,完成全过程依次涉及到叶绿体、过氧化物体和线粒体三种细胞器。
一、Biosynthesis and metabolism of glycolic acid
1. Biosynthesis of glycolic acid ——Rubisco具有双重功能。
发生羧化反应,还是加氧反应的条件？
O2的消耗是在叶绿体和过氧化体,而CO2的释放则是在线粒体(少量在叶绿体)。
二、Physiological function of photorespiration 三、control of photorespiration