植 物 生 理 學(xué) Plant Physiology

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1、植物生理學(xué)PlantPhysiology主講:王曉玲緒論1.定義和任務(wù)植物生理學(xué)(plantphysiology):是研究植物生命活動規(guī)律、揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)。植物生命活動，指在水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用和呼吸作用等基本代謝的基礎(chǔ)上，在信號傳導(dǎo)機制的協(xié)調(diào)作用下,表現(xiàn)為種子萌發(fā)、生長、開花結(jié)果、衰老死亡等的生長發(fā)育過程。大致可分為:物質(zhì)與能量代謝、信息傳遞和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、生長發(fā)育與形態(tài)建成三個方面。9/2/202121.定義與任務(wù):研究植物生命活動規(guī)律的科學(xué)。研究和了解植物生命活動各個生理過程的內(nèi)在機制及其與環(huán)境的相互作用，闡明植物體結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，并將這些研究

2、成果應(yīng)用于一切利用植物生產(chǎn)的事業(yè)中。光合作用光CO2有機物動物和微生物的食物和能量工業(yè)、醫(yī)藥的原料中草藥的有效成分植物植物對地表、水域和大氣的化學(xué)成分產(chǎn)生巨大影響在保護和改造自然環(huán)境方面有重要作用9/2/202132.植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(萌芽)(1)植物生理學(xué)的萌芽幾千年前，我國勞動人民就在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中總結(jié)出豐富的植物生理學(xué)知識：①380多年前《群芳譜》記載，無花果“結(jié)實后不宜缺水，常量瓶其側(cè)，出以細(xì)流，日夜不絕，果大如瓶?！雹凇盾髯?富國篇》“多糞肥田”?！俄n非子》“積力于田疇，必且糞灌”。③《呂氏春秋》辯土篇“正其行，通其風(fēng)”。④北魏賈思勰所撰《齊民要術(shù)》描述“

3、熱進倉”貯存法:“日曝令干,及熱埋之”西歐的古代羅馬人也有使用肥料的記載說明生產(chǎn)實踐出現(xiàn)植物生理學(xué)的萌芽。9/2/20214植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(孕育階段)從探討植物營養(yǎng)和植物體內(nèi)汁液流動問題開始荷蘭的VanHelmont(1577-1644):最早進行植物生理學(xué)實驗，在1627年進行柳枝試驗，探索植物營養(yǎng)來源。認(rèn)為：植物是靠水來構(gòu)成軀體的。英國的S.Hales(1672-1761)：研究蒸騰，解釋水分吸收與運轉(zhuǎn)。英國的J.Priestley(1733-1804)：氧的發(fā)現(xiàn)者；在1771年發(fā)現(xiàn)綠色植物有凈化空氣的作用，老鼠在密封鐘罩內(nèi)即死，而與綠色植物一起放于鐘罩則

4、不死。9/2/20215植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(孕育階段)荷蘭的JanIngenhousz在1779年指出：植物只有在光下才有凈化空氣的作用。且僅綠色部分才有。在黑暗中，也能使空氣變壞。瑞士的deSaussure在1804年證明：植物在光下吸收CO2并放出O2,CO2的同化產(chǎn)物是糖和淀粉。此時期，已命名葉綠素，有光合作用的初步概念。德國的J.vonLiebig在1840年聲稱：植物只需無機物作養(yǎng)料，便可維持其正常生活，除碳素外,植物所有的礦質(zhì)營養(yǎng)都是從土壤中取得的。植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說誕生.9/2/20216植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(誕生與成長階段)法國的D.Boussin

5、gault以石英砂和木炭為基質(zhì)，利用礦物鹽溶液實現(xiàn)無土培養(yǎng)。1859年,W.Knop和W.Pfeffer在固定配方的營養(yǎng)液中使植物完成生活史，使植物營養(yǎng)研究進入了精確化和定量化階段，為植物必須元素的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。W.Pfeffer開展植物原生質(zhì)特性研究，全面研究了滲透現(xiàn)象，提出滲透學(xué)說，科學(xué)地解釋了水分進、出細(xì)胞的現(xiàn)象。9/2/20217邁耶（RM，1845）認(rèn)為光合作用的本質(zhì)是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。1960年俄國的季米利亞捷夫證明：光合作用利用的光就是葉綠素所吸收的光。德國的J.Vonsachs(1832-1897)對植物的生長、光合作用和礦質(zhì)營養(yǎng)做了許多重要實驗,

6、使植物生理學(xué)形成一個完整體系。于1882年編寫《植物生理學(xué)講義》，其弟子W.Pfeffer1904年出版《植物生理學(xué)》，標(biāo)志植物生理學(xué)作為一門學(xué)科的誕生。他們成為兩大先驅(qū)。植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(誕生與成長階段)9/2/20218植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(發(fā)展、分化與壯大階段)20世紀(jì)特別是50年代以來，在微觀、個體和宏觀三個層次上發(fā)生了巨大進展生物膜結(jié)構(gòu)與功能，提出“流動鑲嵌”模型：脂質(zhì)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、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等重要生理功能。植物細(xì)胞全能性的發(fā)現(xiàn)，使細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)成功進行，而且為植物細(xì)胞工程和基因工程的大力發(fā)展創(chuàng)

7、造了條件。光合作用機理的深入發(fā)現(xiàn)把光合作用研究推向嶄新階段。如卡爾文循環(huán)的提出，C4類型和光呼吸的發(fā)現(xiàn)，光合膜上功能色素蛋白復(fù)合體三維結(jié)構(gòu)的確立等。9/2/20219發(fā)現(xiàn)植物光周期現(xiàn)象和控制光周期現(xiàn)象光敏色素復(fù)合體。鈣和鈣調(diào)素的深入研究，了解到了細(xì)胞內(nèi)各功能的調(diào)節(jié)機理。各種植物生長物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和合成，可更有效地控制其生長發(fā)育，提高產(chǎn)量。植物逆境生理的研究向縱深發(fā)展，如生物膜、活性氧、熱激蛋白及逆境蛋白與植物抗逆性的關(guān)系有了較深了解。植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(發(fā)展、分化與壯大階段)9/2/2021103近二三十年植物生理學(xué)的發(fā)展特點①研究層次越來越寬廣：微