主講教師：

韓玉珍張

軍植物生理學（Plant

Physiology）?

植物生理學的研究內容?

植物生理學的產生與發展?

植物生理學與生產實踐?

21世紀的植物生理學發展前景植物生理學（Plant

Physiology）1.1.植物生理學的研究內容2.1.1研究內容植物生理學以學習和研究植物的各部分乃至整體的功能及其調控機理為主要內容,通過了解其功能實現過程及調控的機理來不斷地闡明植物生命活動的規律和本質。Plantphysiologyisabouthowplantsusetheenergyofthesuntoassimilatecarbon,andtheyconvertthatcarbontothestuffofwhitheyaremade.Itisabouthowplantsobtaindistributenutrientsandwater.Itisabouttheygrowanddevelop,howtheyrespondtotheirenvironment,howtheyreacttostresshowtheyreproduce.Inshort,plantphysioisabouthowplantsfunction.值得指出的是,植物生理學的研究范疇不局限于某一個層次,可以是宏觀的個體器官水平,也可以是細胞和分子水平。?

cotton3d[1].avi1.2植物生命活動的特點植物生命活動包括:生長發育與形態建成、物質與能量代謝、信息傳遞和信號轉導三個方面。生長發育與形態建成:是植物生命活動的的外在表現，包括細胞數目的增加、細胞體積的擴大導致的植物體積和重量的增加，以及新器官的不斷出現帶來的形態變化（形態建成）。植物生長發育的特點:?胚胎中形成的莖尖、根尖分生組織不斷形成新的器官，尖端無限生長；?胚胎發生過程中沒有細胞遷移現象，細胞的位置和分裂方向在分化發育中起重要作用；?具有從營養生長向生殖生長轉變的特定發育過程；?細胞全能性；?植物不能發生整體位移,僅可發生有限的位置變化，發育對環境因子高度敏感。物質與能量代謝:是植物生長發育的基礎。植物代謝活動包括水分養分吸收和利用，碳水化合物的合成、分解與轉化，體內各種物質的運輸等等。綠色植物代謝的特點:?自養性（autotropism)；?復雜的次生代謝，天然化工廠。信息傳遞和信號轉導

:是實現對體內多種代

謝過程和生長發育調

控的基礎。包括環境信號和發育

信號。植物沒有神經系統,但

具有靈敏復雜的信息

傳遞和信號轉導系統。信息傳遞指內源和外源的物理或化學信號在植物整體水平的傳遞（如根、冠間的信息傳遞）。信號轉導指細胞水平的信號傳遞,包括將胞外信號轉變為胞內信號并與生理生化反應相偶聯的過程。2.植物生理學的發展歷史第一階段:孕育階段1627年J.B.vanHelmont的柳枝實驗—1840年J.vonLiebig礦質營養學說建立。1627年J.B.vanHelmont的柳枝實驗；1771年J.Priestly的植物凈化空氣實驗;1840年J.vonLiebig礦質營養學說建立。李比希在他的《化學在農學和生理學中的應用》一書中指出:植物只需要無機物作為養料，便可以維持其正常生活。構成植物體的元素除碳素來源于空氣外，所有礦物質都是從土壤中獲得。礦質營養學說創立標志著植物生理學進入一個新的發展階段。第二階段:植物生理學的誕生與成長從1840年J.vonLiebig礦質營養學說建立—19世紀末德國植物生理學家J.Sachs的《植物生理學講義》（1882和他的學生W.Pfeffer三卷本的《植物生理學》專著（1897）問世。在此期間，由于細胞學說、能量守恒定律和生物進化論的確立有力推動了自然科學的發展。第三階段植物生理學的發展從20世紀初至現在。20世紀上半葉,基于物理和化學基礎理論的材料科學、激光技術與微電子技術的迅速發展,為生命科學提供了一系列的現代化研究技術（如同位素技術、電子顯微鏡技術、x射線衍射技術、超離心技術、色層分析技術、電泳技術等）,有力地促進了植物生理學的快速發展。光合環,C4途徑,CAM途徑,全能性證明,光敏素發現,五大類激素發現等。20世紀后期,隨DNA雙螺旋結構的揭示、遺傳密碼的破譯,分子生物學的迅猛發展,計算機技術及由此催生的一系列新技術如圖象處理技術、信息網絡技術等的應用,又迅速地將植物生理學研究工作推向了新的階段。兩個光系統確立,電子傳遞鏈闡明,光合蛋白復合物結構闡明及表達調控,光合酶的表達調控,環境生理進展,植物生物工程,植物基因組學研究。目前植物生理學的發展動向:(1)．從研究生物大分子到闡明復雜生命活動——基因組學和基因結構與功能的研究(2)．實現生命整體性的重要環節——信號傳遞(3)．生命活動能量和物質的基礎——代謝及其調節(4)．植物與環境的關系——生命的協同進化與適應3.植物生理學與生產實踐植物生理學的貢獻:礦質營養:化肥應用,無土栽培光合作用:矮桿化，合理密植，間套作植物激素:插枝生根，器官脫落，催熟,除草劑開花:春化、光周期，栽培引種，育種組織培養:實現細胞全能性，基因工程，育種今后植物生理學與生產實踐相結合的重要研究領域（1）植物生理學與農作物生產:高產、高效、優質、抗逆、設施農業。（2）植物生理學與生態環境保護:空氣凈化，水土保持，有效改造沙漠地區等。（3）植物生理學與醫藥工業:更好地栽培利用藥用植物；利用生物反應器生產藥物。（4）植物生理學與食品貯藏加工:呼吸調控，乙烯合成的調控。4.21世紀的植物生理學發展前景（自學）本課程主要內容:第一部分:植物細胞，水分與礦質營養第二部分:植物體內物質代謝與能量轉換第三部分:植物生長發育第四部分:植物環境生理第五部分:植物生物技術主要參考書植物生理學武維華主編科學出版社2003植物生理學王忠主編中國農業出版社2000植物生理與分子生物學余叔文,湯章城主編,1998,第二版,科學出版社PlantPhysiology,2nded.TaizL,ZeigerE(eds),SinauerAssociates,Inc,Publishers,Sunderland,MassachusettsIntroductiontoPlantPhysiologyHopkins,W(ed).1995JohnWiley&sons,Inc.NewYork,Chichest