植物生理學基礎知識專家講座

我們?yōu)楹我獙W習植物生理學？嗯，讓我想想……….植物生理學基礎知識專家講座第1頁衛(wèi)星圖片－－中國地圖環(huán)境危機植物生理學基礎知識專家講座第2頁江山多嬌植物生理學基礎知識專家講座第3頁吃葷植物

豬籠草

Nepenthesmirabilis(Lour.)Druce

豬籠草在自然界豬籠草經常平臥生長，葉結構復雜，分葉柄，葉身和卷須，卷須尾部擴大并反卷形成瓶狀，可捕食昆蟲。豬籠草含有總狀花序，開綠色或紫色小花。豬籠草葉頂瓶狀體是捕食昆蟲工具。瓶狀體開口邊緣和瓶蓋復面能分泌蜜汁，引誘昆蟲。瓶口光滑，待昆蟲滑落瓶內，被瓶底分泌液體淹死，并分解蟲體營養(yǎng)物質，逐步消化吸收。有趣性植物生理學基礎知識專家講座第4頁會運動植物

白睡蓮

NymphaeaalbaLinn伴隨太陽落下花朵會漸漸關閉

含羞草

MimosapudicaLinn含羞草在受到外界觸動時，葉會下垂，小葉片合閉

舞

草

Desmodiumgyrans(Linn.)DC舞草屬豆科，舞草屬當人們對它講話或唱歌，小葉片會左右舞動，宛如小草聽到你聲音翩翩起舞

植物生理學基礎知識專家講座第5頁植物化學武器

競爭陽光營養(yǎng)水生物防治

次生代謝植物生理學基礎知識專家講座第6頁你現(xiàn)在知道了嗎？植物生理學基礎知識專家講座第7頁緒論一、植物生理學定義與內容二、植物生理學產生與發(fā)展三、植物生理學與農業(yè)生產

四、植物生理學近三十年發(fā)展特點五、植物生理學研究趨勢植物生理學基礎知識專家講座第8頁一、植物生理學定義與內容(一)植物生理學定義植物生理學(plantphysiology)是研究植物生命活動規(guī)律、揭示植物生命現(xiàn)象本質科學。植物生理學基礎知識專家講座第9頁(二)植物生理學內容(1)細胞結構與功效

它是各種生理活動與代謝過程組織基礎；生命現(xiàn)象是細胞存在運動方色。(2)代謝生理

即水分生理、礦質與氮素營養(yǎng)、光合作用、呼吸作用、同化物運輸分配、以及信息傳遞和信號轉導等；(3)發(fā)育生理

它是各種功效與代謝活動綜合反應，包含植物生長物質、植物生長、分化、發(fā)育、生殖與衰老等；(4)環(huán)境生理

主要介紹影響植物生理代謝環(huán)境原因以及植物對不良環(huán)境反應。植物生理學基礎知識專家講座第10頁1．生長發(fā)育與形態(tài)建成

生長發(fā)育（growthanddevelopment）是植物生命活動外在表現(xiàn)，1.植物體積和重量增加(細胞數(shù)目標增加、細胞體積擴大)；2.形態(tài)建成(morphogenesis），(新器官不停出現(xiàn))，即包含從種子萌發(fā)，根、莖、葉生長，直到開花、堅固、衰老、死亡全過程?！按喝A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)律直觀認識寫照。植物生理學基礎知識專家講座第11頁2．物質代謝與能量轉化

代謝過程歸根結底是運行于植物體內一系列生物化學和生物物理改變，而生長發(fā)育則是代謝作用綜合表現(xiàn)和最終止果。代謝作用是生命基礎。蘋果樹---“小葉病”---缺鋅------生長素生物合成------色氨酸合成酶統(tǒng)稱為代謝(metabolism):1.肉眼難以觀察到2.緊密聯(lián)絡，組成統(tǒng)一整體，。植物代謝活動包含水分吸收、運輸與散失；礦質營養(yǎng)吸收、同化與利用；光合作用；呼吸作用；有機物轉化、運輸與分配等方面。植物生理學基礎知識專家講座第12頁綠色植物自養(yǎng)性（autotropism)植物光合作用（photosynthesis)研究主要內容關鍵內容植物生理學基礎知識專家講座第13頁3．信息傳遞和信號轉導信號：感受器官“感知”環(huán)境條件物理或化學信號開始傳遞：在許多情況下，感知信息部位與發(fā)生反應部位往往不是同一器官，信息傳遞到反應器官反應：反應器官發(fā)生反應。

信息傳遞（messagetransportation）和信號轉導（signaltransduction）無發(fā)達神經系統(tǒng)，怎樣面對復雜多變環(huán)境？植物生理學基礎知識專家講座第14頁各種外部信號影響植物生長發(fā)育植物生理學基礎知識專家講座第15頁返回植物生理學基礎知識專家講座第16頁二、植物生理學產生和發(fā)展1：植物生理學孕育階段2：植物生理學誕生與成長階段3：植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段描述性比較性試驗性植物生理學基礎知識專家講座第17頁第一階段：植物生理學孕育階段增加重量起源于何處？植物生理學基礎知識專家講座第18頁Why?植物生理學基礎知識專家講座第19頁

第一階段從1627年荷蘭人凡·海爾蒙（J.B.vanHelmont）做柳枝試驗開始，直到19世紀40年代德國化學家李比希（J.vonLiebig）創(chuàng)建植物礦質營養(yǎng)(minerralnutrient)學說為止，共經歷了200多年時間。植物生理學基礎知識專家講座第20頁第二階段：植物生理學誕生與成長階段從1840年李比希礦質營養(yǎng)學說建立到19世紀末德國植物生理學家薩克斯(J.Sachs)和他學生費弗爾(W.Pfeffer)所著兩部植物生理學專著問世為止，經過了約半個世紀時間?！吨参锷韺W講義》(J.Sachs,1882)三卷本專著《植物生理學》(W.Pfeffer,1897),誕生標志植物生理學基礎知識專家講座第21頁第三階段：植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段生物膜結構與功效研究，提出并確定了膜“流動鑲嵌”模型。

20世紀是科學技術突飛猛進世紀，也是植物生理學快速壯大發(fā)展世紀。20世紀以來，尤其是50年代以來，植物生理學研究在微觀、個體和宏觀三個層次上都發(fā)生了巨大改變，取得了許多重大突破。植物生理學基礎知識專家講座第22頁

在光合作用研究中,著名卡爾文循環(huán)，即“光合碳循環(huán)”；60年代以后，又陸續(xù)發(fā)覺了C4類型、景天科酸代謝(CAM)和光呼吸作用；卡爾文及其同時用來研究光合藻類CO2固定儀器裝置植物生理學基礎知識專家講座第23頁

在時間跨度上，10-15s

空間跨度上，電子顯微鏡和X-射線衍射技術應用，使人們視野逐步從細胞水平深入到亞細胞水平，進而深入到生物膜和生物大分子空間三維結構水平，分辨率到達1/10nm級，搞清了光合膜上許多功效性色素蛋白復合體三維立體結構，將結構與功效研究推向了微觀世界。

植物生理學基礎知識專家講座第24頁農政全書齊民要術陳旉農書王禎農書植物生理學基礎知識專家講座第25頁

我國植物生理學發(fā)展20世紀20年代開始，錢崇澍、李繼侗、羅宗洛、湯佩松講授植物生理學、建立了植物生理試驗室。1949年以后，植物生理研究和教學工作發(fā)展很快,在相關植物生理學各個領域里,都取得主要進展。返回植物生理學基礎知識專家講座第26頁三、植物生理學與農業(yè)生產

植物生理學是合理農業(yè)基礎植物激素發(fā)覺造成了植物生長調整劑和除草劑普遍應用“綠色革命”，使稻麥產量取得了新突破植物細胞全能性理論確實立，組織培養(yǎng)技術迅猛發(fā)展為植物基因工程開展和新種質創(chuàng)造提供了條件。組織培養(yǎng)植物生理學基礎知識專家講座第27頁以下幾方面可能成為今后與農業(yè)生產相結合主要研究領域：（一）作物產量形成與高產理論（二）環(huán)境生理與作物抗逆性

（三）設施農業(yè)中作物生理（四）植物生理學與育種學相結合——作物生理育種工廠化育苗植物生理學基礎知識專家講座第28頁世界上最大人工氣候室-Monsanto生命科學研究中心

返回植物生理學基礎知識專家講座第29頁四、植物生理學近三十年發(fā)展特點1.研究層次越來越廣（微觀；宏觀）2.學科間相互滲透3.理論聯(lián)絡實際4.研究伎倆當代化返回植物生理學基礎知識專家講座第30頁五、植物生理學研究發(fā)展趨勢或動向

1、從生物大分子到復雜生命活動——基因組學和基因結構與功效研究

植物生理學研究整體也展現(xiàn)這么研究趨勢，在強調植物分子生理學同時，也在重視植物生理學與農業(yè)和生態(tài)學結合。在已經完成構建水稻基因物理圖譜和遺傳圖譜基礎上，水稻基因組計劃實施，已進入國際分工基因全序列測定階段，同時開展功效基因組研究。包含水稻和擬南芥在內各種模式植物突變庫建立，為基因功效研究奠定了堅實基礎。

植物生理學基礎知識專家講座第31頁2、生命能量和物質基礎——代謝及調整

光合作用在植物以至在地球能量和物質循環(huán)中占據(jù)極主要地位，因而對它研究總處于十分主要位置。當前光合作用研究熱點主要集中在氧釋放和反應機理，以及光合膜四大復合體結構和功效上。

對人類來說，植物次生代謝包括許多有實用價值天然產物，對植物來說，次生代謝包括眾多代謝調整、信號轉導和防衛(wèi)物質，所以植物次生代謝研究正在受到極大關注。在美國植物生理學會組織“植物生理”年會上就有“次生代謝”專題，包括植物次生代謝產物，以及植物次生代謝分子生物學和分子遺傳學等內容。

植物生理學基礎知識專家講座第32頁

信號轉導是生物與外界、生物體細胞間相互溝通一個高度復雜網絡狀態(tài)系統(tǒng)。生物含有多樣性，但一樣有許多共同點，信號轉導就是其中之一。當然，生物界信號轉導詳細細節(jié)，有許多不一樣之處，這方面研究主要包括化學和物理信號感受、胞內第二信使系統(tǒng)、胞間信號傳遞等方面。植物激素、病原體和保衛(wèi)細胞是當前十分活躍信號轉導研究系統(tǒng)。3、生命整體性實現(xiàn)——信號轉導植物生理學基礎知識專家講座第33頁

對植物與環(huán)境研究，也有一個從宏觀到微觀發(fā)展過程。植物對非生物脅迫反應和適應，一直受到研究者關注，在“植物生理”年會上有數(shù)篇該領域論文。但在植物整體中，這是一個十分復雜過程，需要進行深入研究。德國馬普學會新建了化學生態(tài)研究所，下設三個研究室：遺傳和進化研究室，研究形成植物/草食性昆蟲之間化學相互作用進化動力；植物生物化學和分子生物學研究室，研究植物主要防衛(wèi)化合物生物合成；分子生態(tài)研究室，碩士態(tài)上主要防衛(wèi)機制遺傳學基礎。研究所整體任務是從試驗和理論角度，研究形成化學介導生態(tài)相互作用進化動力功效基礎。

4、植物與環(huán)境——協(xié)同進化和適應植物生理學基礎知識專家講座第34頁1光合作用分子物質組成2光合作用物理、化學過程3碳代謝及相關酶4氮、硫同化5膜、細胞器、細胞及組織結構6基因及其表示調整7細胞器、細胞及組織發(fā)育8脅迫和適應9生物技術10地球環(huán)境下光合作用11農業(yè)生產