植物生理學之緒論課件

歡迎學習植物生理學歡迎學習植物生理學1植物生理學PlantPhysiology植物生理學2電

話：66279239(officemobile)E-mail：hmj886@163.com主講教師：黃綿佳電話：66279239(office)主講教師：黃3緒論

Chaper1Introduction植物生理學的定義、研究對象和研究內容植物生理學的產生與發(fā)展植物生理學研究展望緒論

Chaper1Introduction41植物生理學的定義、研究對象和研究內容（1）定義

植物生理學（PlantPhysiology)是研究植物生命活動規(guī)律及其與外界環(huán)境關系的科學。它是植物學的一個分支。形態(tài)建成（morphogenesis)：種子萌發(fā)營養(yǎng)生長生殖生長衰老與死亡植物生命活動物質與能量代謝：水分代謝

(materialandenergy

礦質營養(yǎng)

transformation)

光合作用呼吸作用信息傳遞與信號傳導：植物感受外界信息

(messagetransportation

andsignaltransduction)

1植物生理學的定義、研究對象和研究內容5（2）研究對象

高等植物是主要研究對象有些低等植物也成為目前的研究熱點（2）研究對象6（3）研究內容

細胞生理

Cellphysiology營養(yǎng)與代謝生理

Nutrientandmetabolismphysiology生長與發(fā)育生理

Growthanddevelopmentphysiology脅迫生理

Stressphysiology（3）研究內容細胞生理7（4）植物生理學的研究目的

探索植物生命活動的基本規(guī)律，進行理論研究為栽培、改良和培育植物品種提供理論依據，并開展應用研究，為農業(yè)生產服務（4）植物生理學的研究目的8第一階段：植物生理學的孕育階段(16-17世紀）

第二階段：植物生理學誕生與成長階段（18-19世紀）第三階段：植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段（20世紀—)-現代植物生理學

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(16-17世紀）植物生9第一階段：植物生理學的孕育階段(16-17世紀）

比利時的vanHelmont最早進行植物生理學實驗的學者英國的S.Hales從理論上解釋水分吸收與運轉的道理英國的J.Priestley發(fā)現老鼠與綠色植物一起放在鐘罩內則不死荷蘭的J.Ingenhousz初步建立起空氣營養(yǎng)的觀念

第一階段：植物生理學的孕育階段(16-17世紀）10范.海爾蒙特（Jan.Baptist.Van.Helmont，1577-1644）的柳條實驗“植物生長完全依靠土壤”

Plantgrowthisdependentonlyonsoil.1）將一棵2.5kg的柳樹苗種在一個大木桶內（木桶內土壤稱過干重）

2）每天給柳樹澆適量的雨水，并用桶蓋防止灰塵進入桶內。

3）5年后取出柳樹，將柳樹和土壤分別稱重。最終發(fā)現，柳樹干重增加82.5kg而土壤只減少了0.1kg。范.海爾蒙特（Jan.Baptist.Van.Helmon11如何解釋這一問題呢?“建造植物體的原料是水”。Waterisonlynutrientmatterofplant----waternutritiontheory

忽略了空氣對柳樹生長的影響。

海爾蒙特的實驗是正確的，可惜結論是錯誤的那又是誰首先想到植物生長與空氣有關的呢？1771年英國科學家普利斯特利的實驗對此進行了訂正。如何解釋這一問題呢?121771年，英國化學家、生物學家普利斯特利（J.Priestley）通過植物和動物之間進行氣體交換的實驗，發(fā)現老鼠與綠色植物一起放在鐘罩內則不死，第一次成功地應用化學的方法研究植物的生長，得知植物生長需要吸收CO2，同時釋放出O2。1771年，131727年英國海爾斯（S．Hales）通過環(huán)剝實驗證明只有木質部才有輸水作用所進行的方法。即把樹干形成層外側的部分作環(huán)狀剝下，而只留下木質部，來自根水分的上升未被阻礙，因而也未發(fā)生萎蔫。環(huán)剝1727年英國海爾斯（S．Hales）通過環(huán)剝實驗證明只有14植物生理學之緒論ppt課件15

第二階段：植物生理學誕生與成長階段（18-19世紀）

法國的布森高（G.Boussingault，1850s）建立砂培試驗法

Thefirstpersontoestablishexperimentstationanddofieldtrails(1834).

植物生理學之緒論ppt課件16德國的李比希（J.vonLiebig）利用化學肥料理論的創(chuàng)始人Liebig(1840)

“Organicchemistryinitsapplicationtoagricultureandphysiology”

德國的李比希（J.vonLiebig）利用化學肥料理論17德國植物學家薩克斯（J.vonSachs，1832-1897

）

促使植物生理學形成一個完整的體系

植物生理學的奠基人

（1）研究工作幾乎涉及了植物生理的所有領域

種子發(fā)芽時貯存物質的轉化植物在純營養(yǎng)中的培養(yǎng)和對礦物質的吸收溫度對植物的營養(yǎng)及凍害光效應及植物的黃花花、莖、根系的形成，根的生長植物的向光性、向地性、向水性等德國植物學家薩克斯（1）研究工作幾乎涉及了植物生理的所有領域18（2）主要成果有：

證明葉綠素僅存在于葉綠體中，光合作用在葉綠體中進行并形成淀粉發(fā)現植物的生長主要是由于植物細胞的增大而不是由于細胞的分裂

（3）主要理論觀點：

環(huán)境對植物生理活動均顯示3個基點（最低、最適、最高）花、莖、根的分化是由“專性器官形成的物質”所控制（2）主要成果有：19

碘染色測定淀粉數氣泡法測定光合作用

自動記錄的生長記錄儀觀察根生長的玻璃箱簡便的分光鏡研究向地性的回轉器恒溫箱等（4）實驗技術創(chuàng)新（5）實驗儀器的發(fā)明（4）實驗技術創(chuàng)新（5）實驗儀器的發(fā)明20

《植物實驗生理學手冊》（1865）《植物學教科書》（1868）《植物學史》（1875）《植物生理學講義》（1882）等

費弗爾（W.Pfeffer），著《植物生理學》（三卷，1897）H·弗里斯

（HugodeVries），細胞生理學和遺傳學、突變論F.達爾文（FrancisDarwin），刺激生理學和研究蒸騰作用K.格貝爾（KarlGobel），在器官學和實驗形態(tài)學等

等（6）研究成果的理論升化（7）在大學從事植物生理學教學工作，培養(yǎng)許多有名的植物生理學家《植物實驗生理學手冊》（1865）（6）研究成果的理論升211880年，德國生物學家恩吉爾曼（C.Engelmann）利用絲狀綠藻巧妙地了下面的實驗，獲得了葉綠素作用的光譜。1880年，德國221）三個重要時期：（1）初期的植物生理學著重外界條件的影響和外表的變化。（2）30至40年代生物化學的發(fā)展對植物生理學的沖擊很大，促使植物生理研究大大地深入到植物內部的機理。（3）60年代中期分子生物學成為一個學科，使植物生理學的范疇更廣闊，分析也更深入。反映這種趨勢的突出例子是：國際著名的學術期刊《植物生理學年鑒評論》（AnnualReviewofPlantPhysiology），于1985年改名為《植物生理學及植物分子生物學年鑒評論》（AnnualReviewofPlantPhysiologyandPlantMolecularBiology），這表明在植物生理學領域的研究中分子生物學的比例加大了。

第三階段：植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段（20世紀—）

——現代植物生理學（ModernPlantPhysiology）1）三個重要時期：第三階段：植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段（231902年，德國哈伯蘭特（G.Haberlandt)首先提出細胞全能性理論。1937年，法國高特里特（R.J.Gautheret）等人離體培養(yǎng)了胡蘿卜組織，并使細胞增殖。這是首次成功進行的植物細胞與組織培養(yǎng)。1958年,美國斯圖爾德（F.C.Steward）等利用胡蘿卜根的組織培養(yǎng)首次證明了植物細胞的全能性。1972年，美國卡爾遜（P.S.Carlson）等人用硝酸鈉作為促融合因子，成功地將2個不同種的煙草細胞原生質體進行融合，獲得了世界上第一個體細胞雜交植株。這意味著以植物細胞克隆為代表的植物細胞工程誕生。（1）發(fā)現植物細胞的全能性，細胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)技術的形成

2）重要的研究成果1902年，德國哈伯蘭特（G.Haberlandt)首先提24植物組織培養(yǎng)(planttissueculture)過程植物組織培養(yǎng)(planttissueculture)過25植物細胞培養(yǎng)PLANTCELLCULTURE植物細胞培養(yǎng)26植物生理學之緒論ppt課件27（2）用精確的實驗方法揭開光合作用之秘（2）用精確的實驗方法揭開光合作用之秘28（3）生長發(fā)育過程中的光周期和光敏色素的發(fā)現；（4）鈣和鈣調素的深入研究，了解細胞內功能的調節(jié)機理；（5）各種植物生長物質的發(fā)現和合成。

1928年，美國植物生理學家溫特首次發(fā)現生長素，1937年他與蒂曼合著《植物激素》，1949年在加州理工大學建立了第一個植物人工氣候室。培養(yǎng)了許多著名植物生理學家（如我國的植物生理學家殷宏章就是他的研究生）（3）生長發(fā)育過程中的光周期和光敏色素的發(fā)現；29我國植物生理學的產生與發(fā)展我國植物生理學起步較晚，解放以前發(fā)展又緩慢，解放后發(fā)展迅速。我國植物生理學的產生與發(fā)展我國植物生理學起步較晚，30我國古代人民在農業(yè)生產中總結出很多有關植物生理學的知識，公元533～544年，北魏農學家賈思勰著《齊民要術》，全面地總結了秦漢以來中國黃河中下游的農業(yè)生產經驗，其中含有豐富的生物學知識，該書中記載的“悶麥法”，就是把萌動的冬小麥種子放入瓦罐中進行0度至5℃的低溫春化處理，比前蘇聯李森科院士提出的“春化發(fā)育階段學說”約早1400年。1596年，明朝藥物學家李時珍的《本草綱目》記述了豐富的動植物知識以及藥用價值，最早利用草藥（主要是利用植物有效化學成分）治病。我國古代人民在農業(yè)生產中31錢崇澍（1883-1965）1917年在國際刊物上公開發(fā)表“鋇，鍶及鈰對水綿的特殊作用”論文，又在各大學講授植物生理學，他是我國植物生理學的啟業(yè)人。

20世紀30年代初是我國植物生理學教學和研究的起始期。

李繼侗（1892-1961）、羅宗洛（1899-1978）和湯佩松（1903-2001）等先后回國，在大學任教，建立實驗室，進行科學研究，為我國的植物生理學奠定了基礎,他們三人是我國植物生理學的奠基人。

20世紀30年代初是我國植物生理學教學和研究的起始期。李繼32解放后，植物生理學有較大的發(fā)展。研究和教學機構劇增隊伍迅速擴大研究成果眾多突出的有：殷宏章等的作物群體生理研究湯佩松等首先提出呼吸的多條途徑的論證婁成后等深入研究細胞原生質的胞間運轉沈允鋼等證明光合磷酸化中高能態(tài)存在的研究等等。

解放后，植物生理學有較大的發(fā)展。33海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版3、植物生理學展望（1）研究層次越來越廣（2）學科之間相互滲透（3）理論聯系實際（4）研究手段現代化海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制200234海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版《植物生理學年評》(AnnReviewofplantphysiology)在1988年改名為《植物生理與植物分子生物學年評》(AnnReviewofplantphysiologyandplantMolecularBiology)，在1999年又改為《植物生物學年評》(AnnualReviewofPlantBiology)海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制200235海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版在宏觀方面：現代的植物生理學與環(huán)境、生態(tài)等學科結合，朝更綜合的方向發(fā)展。海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制200236海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版微觀方面：現在植物生理學朝個體到器官、組織、細胞、細胞器再到分子水平的發(fā)展海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制200237海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版國際植物分子生物學協會在1981和1983年分別創(chuàng)立了《植物分子生物學》(plantMolecularBiology)和《植物分子生物學通訊》(plantMolecularBiologyReporter)等。海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制200238海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版

美國植物生理學會于1989年創(chuàng)立了《植物細胞》(Theplantcell)，并且其出版的《植物生理學》(plantphysiology)的面貌也有了很大改變，刊登的論文欄目并為八大欄，即1、代謝和酶學；2、環(huán)境和脅迫生理；3、發(fā)育和生長調節(jié)；4、分子生物學和基因調節(jié)；5、膜和生物能學；6、微生物棗植物相互作用；7、細胞和結構生物學；8、植物基因登記。海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制200239海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版

有關植物生理學的雜志：國內專門刊登植物生理的雜志為《植物生理學報》和《植物生理學通訊》；國外的有《TheCell》

《AnnReviewofplantphysiologyandplantMolecularBiology》《PlantPhysiology》《PlantCellandPhysiology》《Science》《Nature》《Planta》海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制200240海南大學園藝園林學院植物生理生化教研室吳嵐芳制2002年8月第一版3、植物生理學展望（1）研究層次越來越廣（2）學科之