植物生理学基础知识专家讲座

我们为何要学习植物生理学？嗯，让我想想……….植物生理学基础知识专家讲座第1页卫星图片－－中国地图环境危机植物生理学基础知识专家讲座第2页江山多娇植物生理学基础知识专家讲座第3页吃荤植物

猪笼草

Nepenthesmirabilis(Lour.)Druce

猪笼草在自然界猪笼草经常平卧生长，叶结构复杂，分叶柄，叶身和卷须，卷须尾部扩大并反卷形成瓶状，可捕食昆虫。猪笼草含有总状花序，开绿色或紫色小花。猪笼草叶顶瓶状体是捕食昆虫工具。瓶状体开口边缘和瓶盖复面能分泌蜜汁，引诱昆虫。瓶口光滑，待昆虫滑落瓶内，被瓶底分泌液体淹死，并分解虫体营养物质，逐步消化吸收。有趣性植物生理学基础知识专家讲座第4页会运动植物

白睡莲

NymphaeaalbaLinn伴随太阳落下花朵会渐渐关闭

含羞草

MimosapudicaLinn含羞草在受到外界触动时，叶会下垂，小叶片合闭

舞

草

Desmodiumgyrans(Linn.)DC舞草属豆科，舞草属当人们对它讲话或唱歌，小叶片会左右舞动，宛如小草听到你声音翩翩起舞

植物生理学基础知识专家讲座第5页植物化学武器

竞争阳光营养水生物防治

次生代谢植物生理学基础知识专家讲座第6页你现在知道了吗？植物生理学基础知识专家讲座第7页绪论一、植物生理学定义与内容二、植物生理学产生与发展三、植物生理学与农业生产

四、植物生理学近三十年发展特点五、植物生理学研究趋势植物生理学基础知识专家讲座第8页一、植物生理学定义与内容(一)植物生理学定义植物生理学(plantphysiology)是研究植物生命活动规律、揭示植物生命现象本质科学。植物生理学基础知识专家讲座第9页(二)植物生理学内容(1)细胞结构与功效

它是各种生理活动与代谢过程组织基础；生命现象是细胞存在运动方色。(2)代谢生理

即水分生理、矿质与氮素营养、光合作用、呼吸作用、同化物运输分配、以及信息传递和信号转导等；(3)发育生理

它是各种功效与代谢活动综合反应，包含植物生长物质、植物生长、分化、发育、生殖与衰老等；(4)环境生理

主要介绍影响植物生理代谢环境原因以及植物对不良环境反应。植物生理学基础知识专家讲座第10页1．生长发育与形态建成

生长发育（growthanddevelopment）是植物生命活动外在表现，1.植物体积和重量增加(细胞数目标增加、细胞体积扩大)；2.形态建成(morphogenesis），(新器官不停出现)，即包含从种子萌发，根、茎、叶生长，直到开花、坚固、衰老、死亡全过程。“春华秋实”，“春发、夏长、秋收、冬藏”等等，便是人类对植物生长发育规律直观认识写照。植物生理学基础知识专家讲座第11页2．物质代谢与能量转化

代谢过程归根结底是运行于植物体内一系列生物化学和生物物理改变，而生长发育则是代谢作用综合表现和最终止果。代谢作用是生命基础。苹果树---“小叶病”---缺锌------生长素生物合成------色氨酸合成酶统称为代谢(metabolism):1.肉眼难以观察到2.紧密联络，组成统一整体，。植物代谢活动包含水分吸收、运输与散失；矿质营养吸收、同化与利用；光合作用；呼吸作用；有机物转化、运输与分配等方面。植物生理学基础知识专家讲座第12页绿色植物自养性（autotropism)植物光合作用（photosynthesis)研究主要内容关键内容植物生理学基础知识专家讲座第13页3．信息传递和信号转导信号：感受器官“感知”环境条件物理或化学信号开始传递：在许多情况下，感知信息部位与发生反应部位往往不是同一器官，信息传递到反应器官反应：反应器官发生反应。

信息传递（messagetransportation）和信号转导（signaltransduction）无发达神经系统，怎样面对复杂多变环境？植物生理学基础知识专家讲座第14页各种外部信号影响植物生长发育植物生理学基础知识专家讲座第15页返回植物生理学基础知识专家讲座第16页二、植物生理学产生和发展1：植物生理学孕育阶段2：植物生理学诞生与成长阶段3：植物生理学发展、分化与壮大阶段描述性比较性试验性植物生理学基础知识专家讲座第17页第一阶段：植物生理学孕育阶段增加重量起源于何处？植物生理学基础知识专家讲座第18页Why?植物生理学基础知识专家讲座第19页

第一阶段从1627年荷兰人凡·海尔蒙（J.B.vanHelmont）做柳枝试验开始，直到19世纪40年代德国化学家李比希（J.vonLiebig）创建植物矿质营养(minerralnutrient)学说为止，共经历了200多年时间。植物生理学基础知识专家讲座第20页第二阶段：植物生理学诞生与成长阶段从1840年李比希矿质营养学说建立到19世纪末德国植物生理学家萨克斯(J.Sachs)和他学生费弗尔(W.Pfeffer)所著两部植物生理学专著问世为止，经过了约半个世纪时间。《植物生理学讲义》(J.Sachs,1882)三卷本专著《植物生理学》(W.Pfeffer,1897),诞生标志植物生理学基础知识专家讲座第21页第三阶段：植物生理学发展、分化与壮大阶段生物膜结构与功效研究，提出并确定了膜“流动镶嵌”模型。

20世纪是科学技术突飞猛进世纪，也是植物生理学快速壮大发展世纪。20世纪以来，尤其是50年代以来，植物生理学研究在微观、个体和宏观三个层次上都发生了巨大改变，取得了许多重大突破。植物生理学基础知识专家讲座第22页

在光合作用研究中,著名卡尔文循环，即“光合碳循环”；60年代以后，又陆续发觉了C4类型、景天科酸代谢(CAM)和光呼吸作用；卡尔文及其同时用来研究光合藻类CO2固定仪器装置植物生理学基础知识专家讲座第23页

在时间跨度上，10-15s

空间跨度上，电子显微镜和X-射线衍射技术应用，使人们视野逐步从细胞水平深入到亚细胞水平，进而深入到生物膜和生物大分子空间三维结构水平，分辨率到达1/10nm级，搞清了光合膜上许多功效性色素蛋白复合体三维立体结构，将结构与功效研究推向了微观世界。

植物生理学基础知识专家讲座第24页农政全书齐民要术陈旉农书王祯农书植物生理学基础知识专家讲座第25页

我国植物生理学发展20世纪20年代开始，钱崇澍、李继侗、罗宗洛、汤佩松讲授植物生理学、建立了植物生理试验室。1949年以后，植物生理研究和教学工作发展很快,在相关植物生理学各个领域里,都取得主要进展。返回植物生理学基础知识专家讲座第26页三、植物生理学与农业生产

植物生理学是合理农业基础植物激素发觉造成了植物生长调整剂和除草剂普遍应用“绿色革命”，使稻麦产量取得了新突破植物细胞全能性理论确实立，组织培养技术迅猛发展为植物基因工程开展和新种质创造提供了条件。组织培养植物生理学基础知识专家讲座第27页以下几方面可能成为今后与农业生产相结合主要研究领域：（一）作物产量形成与高产理论（二）环境生理与作物抗逆性

（三）设施农业中作物生理（四）植物生理学与育种学相结合——作物生理育种工厂化育苗植物生理学基础知识专家讲座第28页世界上最大人工气候室-Monsanto生命科学研究中心

返回植物生理学基础知识专家讲座第29页四、植物生理学近三十年发展特点1.研究层次越来越广（微观；宏观）2.学科间相互渗透3.理论联络实际4.研究伎俩当代化返回植物生理学基础知识专家讲座第30页五、植物生理学研究发展趋势或动向

1、从生物大分子到复杂生命活动——基因组学和基因结构与功效研究

植物生理学研究整体也展现这么研究趋势，在强调植物分子生理学同时，也在重视植物生理学与农业和生态学结合。在已经完成构建水稻基因物理图谱和遗传图谱基础上，水稻基因组计划实施，已进入国际分工基因全序列测定阶段，同时开展功效基因组研究。包含水稻和拟南芥在内各种模式植物突变库建立，为基因功效研究奠定了坚实基础。

植物生理学基础知识专家讲座第31页2、生命能量和物质基础——代谢及调整

光合作用在植物以至在地球能量和物质循环中占据极主要地位，因而对它研究总处于十分主要位置。当前光合作用研究热点主要集中在氧释放和反应机理，以及光合膜四大复合体结构和功效上。

对人类来说，植物次生代谢包括许多有实用价值天然产物，对植物来说，次生代谢包括众多代谢调整、信号转导和防卫物质，所以植物次生代谢研究正在受到极大关注。在美国植物生理学会组织“植物生理”年会上就有“次生代谢”专题，包括植物次生代谢产物，以及植物次生代谢分子生物学和分子遗传学等内容。

植物生理学基础知识专家讲座第32页

信号转导是生物与外界、生物体细胞间相互沟通一个高度复杂网络状态系统。生物含有多样性，但一样有许多共同点，信号转导就是其中之一。当然，生物界信号转导详细细节，有许多不一样之处，这方面研究主要包括化学和物理信号感受、胞内第二信使系统、胞间信号传递等方面。植物激素、病原体和保卫细胞是当前十分活跃信号转导研究系统。3、生命整体性实现——信号转导植物生理学基础知识专家讲座第33页

对植物与环境研究，也有一个从宏观到微观发展过程。植物对非生物胁迫反应和适应，一直受到研究者关注，在“植物生理”年会上有数篇该领域论文。但在植物整体中，这是一个十分复杂过程，需要进行深入研究。德国马普学会新建了化学生态研究所，下设三个研究室：遗传和进化研究室，研究形成植物/草食性昆虫之间化学相互作用进化动力；植物生物化学和分子生物学研究室，研究植物主要防卫化合物生物合成；分子生态研究室，硕士态上主要防卫机制遗传学基础。研究所整体任务是从试验和理论角度，研究形成化学介导生态相互作用进化动力功效基础。

4、植物与环境——协同进化和适应植物生理学基础知识专家讲座第34页1光合作用分子物质组成2光合作用物理、化学过程3碳代谢及相关酶4氮、硫同化5膜、细胞器、细胞及组织结构6基因及其表示调整7细胞器、细胞及组织发育8胁迫和适应9生物技术10地球环境下光合作用11农业生产