植物生理學課件2非南農本人老師上課

植物生理學PlantPhysiology緒論一、植物生理學的定義與內容二、植物生理學的產生與發(fā)展三、植物生理學與農業(yè)生產四、植物生理學的學習方法一、植物生理學的定義與內容(一)植物生理學的定義植物生理學(plantphysiology)是研究植物生命活動規(guī)律、揭示植物生命現象本質，及其與環(huán)境相互關系的科學。(二)植物生理學的研究內容（植物生命活動的組成）

1.生長發(fā)育與形態(tài)建成

2.物質代謝與能量轉化

3.信息傳遞和信號轉導

1．生長發(fā)育與形態(tài)建成

生長發(fā)育（growthanddevelopment）是植物生命活動的外在表現，它主要包括了兩個方面：一是由于細胞數目的增加、細胞體積的擴大而導致的植物體積和重量的增加——生長growth；二是由于新器官的不斷出現帶來的一系列肉眼可見的形態(tài)變化，即形態(tài)建成(morphogenesis），包括從種子萌發(fā)，根、莖、葉的生長，直到開花、結實、衰老、死亡的全過程——發(fā)育development。人類對植物生命活動的認識正是從對其生長發(fā)育的觀察和描述開始的，所謂“春華秋實”，“春發(fā)、夏長、秋收、冬藏”等等，便是人類對植物生長發(fā)育規(guī)律直觀認識的寫照。2．物質代謝與能量轉化

在植物形態(tài)變化的背后，是肉眼難以觀察到的物質和能量轉化過程，而物質轉化與能量轉化又緊密聯系，構成統一的整體，統稱為代謝(metabolism)。植物的代謝活動包括

水分的吸收、運輸與散失；礦質營養(yǎng)的吸收、同化與利用；光合作用；呼吸作用；有機物的轉化、運輸與分配等方面。代謝過程歸根結底是運行于植物體內的一系列生物化學和生物物理的變化。

生長發(fā)育則是代謝作用的綜合表現和最終結果。代謝作用是生命的基礎，代謝一旦停止，生命也就不復存在，生長發(fā)育更無從談起。某些代謝環(huán)節(jié)如果發(fā)生重大變化或遭到破壞，也必然會影響到生長發(fā)育。如有的植物由于合成赤霉素的某些基因缺失，赤霉素合成發(fā)生障礙，因而莖不能正常生長，變?yōu)椤鞍汀?；又如蘋果樹缺少微量元素鋅，便會影響生長素的生物合成，使新生葉不能展開，發(fā)生“小葉病”。3．信息傳遞和信號轉導

信息傳遞（messagetransportation）和信號轉導（signaltransduction）是植物生命活動的另一個重要方面。植物雖不像動物那樣具有發(fā)達的神經系統，但它生活在復雜多變的環(huán)境中，必須對環(huán)境的變化做出響應，或順應環(huán)境的有規(guī)律的變化，形成植物固有的生命周期，或對嚴酷的環(huán)境條件進行適應與抵抗，以保持物種的繁衍。這些反應都是從“感知”環(huán)境條件的物理或化學信號開始的。在許多情況下，感知信息的部位與發(fā)生反應的部位往往不是同一器官，這就需要感受器官將它所感受到的信息傳遞到反應器官，并使后者發(fā)生反應。如：進入秋季，夜長增加，這個物理信號如果被一年生短日植物的葉片所感受，便會在遠離葉片的莖頂端分生組織開始一系列成花的生理準備,直至花芽形成和開花;

而多年生落葉樹木的葉片，則會在夜長增加的這一物理信號誘導下發(fā)生葉柄離層的形成和脫落、枝條進入休眠狀態(tài)等一系列生理反應。各種外部信號影響植物的生長發(fā)育返回二、植物生理學的產生和發(fā)展第一階段：植物生理學的孕育階段第二階段：植物生理學誕生與成長的階段第三階段：植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段第一階段：植物生理學的孕育階段

這一階段從1627年荷蘭人凡·海爾蒙（J.B.vanHelmont）做“柳枝實驗”開始直到

19世紀40年代德國化學家李比希（J.vonLiebig）創(chuàng)立“植物礦質營養(yǎng)”(minerralnutrient)學說為止，共經歷了200多年的時間。第二階段：植物生理學誕生與成長的階段

這一階段從1840年李比希礦質營養(yǎng)學說的建立到19世紀末德國植物生理學家薩克斯(J.Sachs)和他的學生費弗爾(W.Pfeffer)所著的兩部植物生理學專著問世為止，經過了約半個世紀的時間。薩克斯，J.vonJuliusvon費弗爾（W.Pfeffer）

Sachs(1832～1897)

至19世紀末20世紀初，薩克斯和費弗爾在全面總結了植物生理學以往的研究成果的基礎上，分別寫成了《植物生理學講義》(J.Sachs,1882)和三卷本的專著《植物生理學》(W.Pfeffer,1897),成為影響達數十年之久的植物生理學經典著作和植物生理學發(fā)展史中的重要里程碑。這兩部著作的問世，意味著植物生理學終于從它的母體植物學中脫胎而出，獨立成為一門新興的學科。第三階段：植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段

20世紀是科學技術突飛猛進的世紀，也是植物生理學快速壯大發(fā)展的世紀。

20世紀以來，特別是50年代以來，植物生理學的研究在微觀、個體、宏觀三個層次上都發(fā)生了巨大的變化，獲得了許多重大突破。微觀方面，

生物膜結構與功能的研究，提出并確定了膜的“流動鑲嵌”模型：以類脂為主要成分構成的雙層膜上鑲嵌著各種功能蛋白，執(zhí)行著諸如電子傳遞、能量轉換、離子吸收、信號轉導等重要生理功能。

在植物生長發(fā)育生理方面，成功地使植物組織、細胞和原生質體在離體培養(yǎng)條件下通過脫分化和再分化成長為新的植物個體。

這一成就的重大意義不但在于證明了植物細胞的“全能性”，而且為植物細胞工程和基因工程的大力發(fā)展創(chuàng)造了條件。

香蕉試管苗工廠化生產

關于植物生長物質的研究，從30年代首次確定生長素的分子結構以來，已陸續(xù)確定了5種公認的植物激素和10余種內源生長物質，植物激素的測定方法則由最初的生物鑒定法發(fā)展到現在的高效液相色譜技術(HPLC)和酶聯免疫技術(ELISA)，后者的靈敏度可達到10－12g。GA處理顯著促進植株莖的伸長生長返回

植物生理學既是一門基礎理論學科，也是一門實踐性很強的學科，它的誕生和發(fā)展都與農業(yè)生產有著極為密切的關系。植物生理學是農業(yè)科學的基礎，這一科學論斷是非常正確的。

光合效率與農業(yè)生產、作物對不良環(huán)境的抗性、提高作物體系的競爭能力、植物生長發(fā)育與激素、生物固氮、礦質營養(yǎng)吸收效率、遺傳工程、細胞工程、菌根和土壤微生物、大氣污染及病蟲害綜合防治等全球性農業(yè)亟待解決的重大研究課題中，有多項是屬于植物生理學的研究范疇。這也充分說明植物生理學在農業(yè)現代化中占有非常重要的地位。因此，植物生理學與農業(yè)的關系也是一個必須給予高度重視的學習與研究的領域。

三、植物生理學的展望（一）研究層次越來越寬廣（二）學科之間相互滲透（三）理論聯系實際（四）研究手段現代化

主要參考資料1.潘瑞熾，董愚得.植物生理學（第五版）.北京：高等教育出版社，20042.曹儀植，宋占午.植物生理學.蘭州：蘭州大學出版社，19983.李合生主編.現代植物生理學，高等教育出版社，2002.14.期刊：植物生理學通訊、植物生理學與分子生物學學報5.網站：徐州師范大學