植物生理學（A）PlantPhysiology黃見良jhuang@華中農業大學植物科學與技術學院實驗課（20學時）：平時成績：50%期末考試：50%理論課（48學時）：平時成績：20%期中考試：30%期末考試：50%課程考評方式：討論題（1）1.闡述節水農業在農業生產中的重要性和主要的節水灌溉理論與措施。2.合理施肥為何能夠增產？如何提高作物對養分的利用效率？3.評價C3植物，C4植物和CAM植物在碳代謝上各有何異同點。4.闡述影響光合作用的環境因素。5.分析作物光能利用率不高的主要原因和提高作物產量的途徑。6.闡述呼吸作用與作物栽培的關系。7.簡述作物的源庫流與產量形成的關系。討論題（2）8.

植物細胞內鈣信號是如何產生、終止及傳遞的？9.

五大類植物激素信號轉導途徑各有何特點？10.植物生長調節劑在農業生產中應用在哪些方面？應注意些什么？11.就“植物生長”而言，光起什么作用？12.什么是光形態建成？其光反應特性與光合作用有何區別？13.春化作用和光周期理論在農業生產中有哪些應用？14.闡述植物衰老時的生理生化與機理，介紹延緩衰老的技術措施。第一章緒論1.植物生理學的研究內容和任務2.植物生理學的產生和發展3.中國植物生理學的發展4.植物生理學的發展前景fernalgaelichenconifer分布廣袤的植物coniferlichen絢麗多彩的植物81.1定義：研究植物生命活動規律及其與外界環境相互關系、揭示植物生命活動本質的一門科學。植物的生命活動：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。植物的生命活動是在水分代謝、礦質營養、光合作用、呼吸作用等基本代謝的基礎上表現出種子萌發、生長、運動、開花、結果、衰老、死亡等生長發育過程。1.植物生理學的定義和研究內容9細胞生理：細胞的形態、功能及其分子基礎。1.2主要研究內容細胞膜：脂質（磷脂、糖脂、硫脂和甾醇）占25%～40%；蛋白質（外在蛋白和內在蛋白）占50%～60%。代謝生理：研究水分代謝、礦質營養、光合作用、呼吸作用、植物體內有機物的轉化、運輸及各種生理活動規律及代謝過程，包括同化和異化。10生長發育生理：研究植物的生長、分化、發育的過程和本質。包括研究植物生長物質，生長生理，生殖生理，成熟和衰老生理信息生理：研究植物對環境變化的響應、進行信息傳遞、產生信號轉導并產生生理反應的過程和分子機制。G蛋白與跨膜信號轉換細胞信號轉導逆境(environmentalstress)生理：包括生物逆境和非生物逆境。鹽堿地稻曲病干旱脅迫Gn1a基因為CTK氧化酶，下調表達可導致分生組織CTK升高，促進谷粒數增加。MotoyukiAshikari,etal.,2005.Cytokininoxidaseregulatesricegrainproduction.Science.Vol.309:741-745分子生理：在分子水平下研究植物的生長、發育、代謝及其與環境的相互作用。142.植物生理學的產生與發展從1627年荷蘭人J.B.vanHelmont做柳條實驗開始，直到1840年德國化學家J.vonLiebig創立植物礦質營養學說為止，前后共經歷了200多年的時間。大致分為三個階段：第一階段：植物生理學的誕生和發展植物生理學形成獨立的科學體系之前至礦質營養學說的建立。VanHelmont進行的“柳樹枝條試驗”(1627)

結論:植物長大的物質是水VanHelmont用科學實驗動搖了古希臘哲學家Aristotle關于植物營養的“腐殖質學說”。英國化學家J.Priestley的實驗(1771)荷蘭科學家JanIngenhousz（1779）證明只有在光下才有凈化空氣的作用，黑暗中使空氣變壞。法國化學家A.L.Lavoisier（1782）認為能凈化空氣的氣體是氧。171840年，J.VenLiebig：植物礦質營養學說；1845年，J.R.Mayer：光合作用也遵守能量守恒定定律，提出光合作用積累的化學能來源于太陽能；1859年，Ｊ.VonSacks、W.Knop和W.Pfeffer等：植物無土栽培技術等，同時使植物生理學形成為一個完整的學科體系。1864年，德國JuliusSachs：葉片照光時，葉綠體中淀粉粒增大。第二階段:植物生理學的誕生與成長階段薩克斯，JuliusvonSachs1882,《植物生理學講義》費弗爾（W.Pfeffer）1897,《植物生理學》（三卷本）

植物生理學成為獨立學科的里程碑。第三階段:植物生理學的發展階段191920年美國學者W.W.Garner和H.A.Allard發現了光周期現象，發育生理獲得新進展。20世紀30年代以來，相繼發現了六大類植物激素，植物生長物質研究進入新階段。20世紀50年代，美國學者M.Calvin等闡明了植物光合作用的光合碳循環的C3途徑。20世紀60年代，澳大利亞學者M.D.Hatch和C.R.Slack發現了植物光合碳循環的C4途徑。同時，還發現了光呼吸、CAM途徑、光敏色素、CaM等等。

植物組織培養(植物組織、細胞和原生質體在離體培養條件下通過脫分化和再分化成長為新的植物個體)也取得了飛速發展，在生產領域得到了廣泛應用。2121植物生理學知識積累：殷墟甲骨卜辭片（距今3400多年）:“雨不足辰、不佳、年禍”；戰國時期《荀子.富國篇》（距今3400多年）:

“多糞肥田”；西漢時期《汜勝之書》（距今2100多年）:將施肥方式分為基肥、種肥、追肥；北魏賈思勰《齊民要術》（距今1470多年）:“熱進倉”貯麥法，“日曝令干，及熱埋之”。3.中國植物生理學的發展張挺（1884-950），至1914年從日本留學回國，在武昌高等師范學校任教并講授植物生理學錢崇澍（1916回國，金陵大學/廈門大學）;羅宗洛（1930,西南聯大/北大）、李繼侗（1925,金陵/南開/清華大學）、湯佩松（1933,武漢/西南聯大/清華大學）解放后的主要成就：植物感光運動和磷酸化酶（殷宏章）；光合磷酸化高能態（沈允鋼）；多條呼吸途徑（湯佩松）；細胞原生質的胞間運輸（婁成后）；PSII中心的結構與功能（匡廷云）、P蛋白的發現（閻隆飛）、植物呼吸代謝多途徑（湯佩松）等。植物生理學會會員1963年425人，目前逾6000人。4.1與其他學科交叉滲透，微觀與宏觀相結合，向縱深領域發展。微觀：圍繞蛋白質、核酸、生物膜、基因表達與調控、代謝途徑與相互作用網絡等開展研究。宏觀：個體、群體、群落、生物圈。與生態學及環境科學相結合，形成了一些新的邊緣學科，如植物生理生態學（physiologicalplantecology）、環境生理學（environmentalphysiology）等。4.植物生理學的發展前景4.2植物信號傳遞和信號轉導的深入研究光信號、植物激素信號、重力信號、電波信號及化學信號等所誘導的信息傳遞和信號轉導機制。4.3物質代謝和能量轉換的分子機制及其基因表達調控光合作用的過程、相關遠件的結構和功能、光合作用活性調節的分子機制；植物次生代謝及其產物的分子生物學研究、生物反應器、生物至能源研究與應用等。4.4植物生理學與農業科學技術作物高產優質生理理論與技術；現代設施農業中的理論與技術；作物遺傳改良中植物生理學的應用。李合生主編.現代植物生理學（第3版）.高等教育出版社，2012王學奎主編.植物生理生化實驗原理和技術.高等教育出版社王忠主編.植物生理學.中國農業出版社，2009潘瑞熾主編.植物生理學(第6版).高等教育出版社，2008陳小亞，湯章成.植物生理與分子生物學(第3版).高等教育出版社，2007曾廣文，蔣德安主編.植物生理學.中國農業科技出版社，2000蕭浪濤，王三根主編.植物生理學.中國農業出版社，2004LincolnTaiz,EduardoZeiger.PlantPhysiology(5thed),SinauerAssociates,Inc.,Publishers.2010.FrankB.Salisbury,CleonW.Ross.PlantPhysiology(3ndedition),WadsworthPublishingCompany,1985.主要參考文獻：27植物生理學部分網絡資源

（生物通）/（PlantPhysiology,美國）/（PlantCell)/（PlantPhysiologyonline)/cspp（中國植物生理學會）/coursestatic/course_6018.html（國家精品資源共享課）http:///coursestatic/course_4264.html

（國家精