植物生理學(xué)課件2非南農(nóng)本人老師上課

植物生理學(xué)PlantPhysiology緒論一、植物生理學(xué)的定義與內(nèi)容二、植物生理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展三、植物生理學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)四、植物生理學(xué)的學(xué)習(xí)方法一、植物生理學(xué)的定義與內(nèi)容(一)植物生理學(xué)的定義植物生理學(xué)(plantphysiology)是研究植物生命活動(dòng)規(guī)律、揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)，及其與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。(二)植物生理學(xué)的研究?jī)?nèi)容（植物生命活動(dòng)的組成）

1.生長(zhǎng)發(fā)育與形態(tài)建成

2.物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)化

3.信息傳遞和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

1．生長(zhǎng)發(fā)育與形態(tài)建成

生長(zhǎng)發(fā)育（growthanddevelopment）是植物生命活動(dòng)的外在表現(xiàn)，它主要包括了兩個(gè)方面：一是由于細(xì)胞數(shù)目的增加、細(xì)胞體積的擴(kuò)大而導(dǎo)致的植物體積和重量的增加——生長(zhǎng)growth；二是由于新器官的不斷出現(xiàn)帶來(lái)的一系列肉眼可見(jiàn)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(zhǎng)，直到開(kāi)花、結(jié)實(shí)、衰老、死亡的全過(guò)程——發(fā)育development。人類(lèi)對(duì)植物生命活動(dòng)的認(rèn)識(shí)正是從對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育的觀察和描述開(kāi)始的，所謂“春華秋實(shí)”，“春發(fā)、夏長(zhǎng)、秋收、冬藏”等等，便是人類(lèi)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律直觀認(rèn)識(shí)的寫(xiě)照。2．物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)化

在植物形態(tài)變化的背后，是肉眼難以觀察到的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，而物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化又緊密聯(lián)系，構(gòu)成統(tǒng)一的整體，統(tǒng)稱(chēng)為代謝(metabolism)。植物的代謝活動(dòng)包括

水分的吸收、運(yùn)輸與散失；礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收、同化與利用；光合作用；呼吸作用；有機(jī)物的轉(zhuǎn)化、運(yùn)輸與分配等方面。代謝過(guò)程歸根結(jié)底是運(yùn)行于植物體內(nèi)的一系列生物化學(xué)和生物物理的變化。

生長(zhǎng)發(fā)育則是代謝作用的綜合表現(xiàn)和最終結(jié)果。代謝作用是生命的基礎(chǔ)，代謝一旦停止，生命也就不復(fù)存在，生長(zhǎng)發(fā)育更無(wú)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(huì)影響到生長(zhǎng)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(zhǎng)，變?yōu)椤鞍汀?；又如蘋(píng)果樹(shù)缺少微量元素鋅，便會(huì)影響生長(zhǎng)素的生物合成，使新生葉不能展開(kāi)，發(fā)生“小葉病”。3．信息傳遞和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

信息傳遞（messagetransportation）和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）是植物生命活動(dòng)的另一個(gè)重要方面。植物雖不像動(dòng)物那樣具有發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)，但它生活在復(fù)雜多變的環(huán)境中，必須對(duì)環(huán)境的變化做出響應(yīng)，或順應(yīng)環(huán)境的有規(guī)律的變化，形成植物固有的生命周期，或?qū)?yán)酷的環(huán)境條件進(jìn)行適應(yīng)與抵抗，以保持物種的繁衍。這些反應(yīng)都是從“感知”環(huán)境條件的物理或化學(xué)信號(hào)開(kāi)始的。在許多情況下，感知信息的部位與發(fā)生反應(yīng)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(yīng)器官，并使后者發(fā)生反應(yīng)。如：進(jìn)入秋季，夜長(zhǎng)增加，這個(gè)物理信號(hào)如果被一年生短日植物的葉片所感受，便會(huì)在遠(yuǎn)離葉片的莖頂端分生組織開(kāi)始一系列成花的生理準(zhǔn)備,直至花芽形成和開(kāi)花;

而多年生落葉樹(shù)木的葉片，則會(huì)在夜長(zhǎng)增加的這一物理信號(hào)誘導(dǎo)下發(fā)生葉柄離層的形成和脫落、枝條進(jìn)入休眠狀態(tài)等一系列生理反應(yīng)。各種外部信號(hào)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育返回二、植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展第一階段：植物生理學(xué)的孕育階段第二階段：植物生理學(xué)誕生與成長(zhǎng)的階段第三階段：植物生理學(xué)發(fā)展、分化與壯大階段第一階段：植物生理學(xué)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(shí)驗(yàn)”開(kāi)始直到

19世紀(jì)40年代德國(guó)化學(xué)家李比希（J.vonLiebig）創(chuàng)立“植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)”(minerralnutrient)學(xué)說(shuō)為止，共經(jīng)歷了200多年的時(shí)間。第二階段：植物生理學(xué)誕生與成長(zhǎng)的階段

這一階段從1840年李比希礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)的建立到19世紀(jì)末德國(guó)植物生理學(xué)家薩克斯(J.Sachs)和他的學(xué)生費(fèi)弗爾(W.Pfeffer)所著的兩部植物生理學(xué)專(zhuān)著問(wèn)世為止，經(jīng)過(guò)了約半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。薩克斯，J.vonJuliusvon費(fèi)弗爾（W.Pfeffer）

Sachs(1832～1897)

至19世紀(jì)末20世紀(jì)初，薩克斯和費(fèi)弗爾在全面總結(jié)了植物生理學(xué)以往的研究成果的基礎(chǔ)上，分別寫(xiě)成了《植物生理學(xué)講義》(J.Sachs,1882)和三卷本的專(zhuān)著《植物生理學(xué)》(W.Pfeffer,1897),成為影響達(dá)數(shù)十年之久的植物生理學(xué)經(jīng)典著作和植物生理學(xué)發(fā)展史中的重要里程碑。這兩部著作的問(wèn)世，意味著植物生理學(xué)終于從它的母體植物學(xué)中脫胎而出，獨(dú)立成為一門(mén)新興的學(xué)科。第三階段：植物生理學(xué)發(fā)展、分化與壯大階段

20世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的世紀(jì)，也是植物生理學(xué)快速壯大發(fā)展的世紀(jì)。

20世紀(jì)以來(lái)，特別是50年代以來(lái)，植物生理學(xué)的研究在微觀、個(gè)體、宏觀三個(gè)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(jié)構(gòu)與功能的研究，提出并確定了膜的“流動(dòng)鑲嵌”模型：以類(lèi)脂為主要成分構(gòu)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(zhuǎn)換、離子吸收、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等重要生理功能。

在植物生長(zhǎng)發(fā)育生理方面，成功地使植物組織、細(xì)胞和原生質(zhì)體在離體培養(yǎng)條件下通過(guò)脫分化和再分化成長(zhǎng)為新的植物個(gè)體。

這一成就的重大意義不但在于證明了植物細(xì)胞的“全能性”，而且為植物細(xì)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(chǎn)

關(guān)于植物生長(zhǎng)物質(zhì)的研究，從30年代首次確定生長(zhǎng)素的分子結(jié)構(gòu)以來(lái)，已陸續(xù)確定了5種公認(rèn)的植物激素和10余種內(nèi)源生長(zhǎng)物質(zhì)，植物激素的測(cè)定方法則由最初的生物鑒定法發(fā)展到現(xiàn)在的高效液相色譜技術(shù)(HPLC)和酶聯(lián)免疫技術(shù)(ELISA)，后者的靈敏度可達(dá)到10－12g。GA處理顯著促進(jìn)植株莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)返回

植物生理學(xué)既是一門(mén)基礎(chǔ)理論學(xué)科，也是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，它的誕生和發(fā)展都與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著極為密切的關(guān)系。植物生理學(xué)是農(nóng)業(yè)科學(xué)的基礎(chǔ)，這一科學(xué)論斷是非常正確的。

光合效率與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、作物對(duì)不良環(huán)境的抗性、提高作物體系的競(jìng)爭(zhēng)能力、植物生長(zhǎng)發(fā)育與激素、生物固氮、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收效率、遺傳工程、細(xì)胞工程、菌根和土壤微生物、大氣污染及病蟲(chóng)害綜合防治等全球性農(nóng)業(yè)亟待解決的重大研究課題中，有多項(xiàng)是屬于植物生理學(xué)的研究范疇。這也充分說(shuō)明植物生理學(xué)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中占有非常重要的地位。因此，植物生理學(xué)與農(nóng)業(yè)的關(guān)系也是一個(gè)必須給予高度重視的學(xué)習(xí)與研究的領(lǐng)域。

三、植物生理學(xué)的展望（一）研究層次越來(lái)越寬廣（二）學(xué)科之間相互滲透（三）理論聯(lián)系實(shí)際（四）研究手段現(xiàn)代化

主要參考資料1.潘瑞熾，董愚得.植物生理學(xué)（第五版）.北京：高等教育出版社，20042.曹儀植，宋占午.植物生理學(xué).蘭州：蘭州大學(xué)出版社，19983.李合生主編.現(xiàn)代植物生理學(xué)，高等教育出版社，2002.14.期刊：植物生理學(xué)通訊、植物生理學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)報(bào)5.網(wǎng)站：徐州師范大學(xué)