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文檔簡介
1、植物生理學,緒 論,一、植物生理學的定義與內(nèi)容 二、植物生理學的產(chǎn)生與發(fā)展 三、植物生理學與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),一、植物生理學的定義與內(nèi)容 (一)植物生理學的定義 植物生理學(plant physiology) 是研究植物生命活動規(guī)律的科學。,(二) 植物生理學的內(nèi)容,1.生長發(fā)育與形態(tài)建成2.物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)化3.信息傳遞和信號轉(zhuǎn)導,1生長與發(fā)育 (growth and development),生長是指增加細胞數(shù)目和擴大細胞體積而導致植物體積和重量的增加。 是植物生命活動的外在表現(xiàn)。 發(fā)育是指細胞不斷分化,形成新組織、新器官,即形態(tài)建成,具體表現(xiàn)為種子萌發(fā),根、莖、葉生長,開花、結(jié)實、衰老死亡等過程
2、。 。,2物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)化,物質(zhì)轉(zhuǎn)化(material transformation)和能量轉(zhuǎn)化(energy transformation)緊密聯(lián)系,構(gòu)成統(tǒng)一的整體,統(tǒng)稱為代謝(metabolism)。 植物代謝包括對水分和養(yǎng)分的吸收和利用,碳水化合物的合成和代謝等。,3信息傳遞和信號轉(zhuǎn)導,信息傳遞(message transportation)和信號轉(zhuǎn)導(signal transduction)是植物適應(yīng)環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。植物“感知”環(huán)境信息的部位與發(fā)生反應(yīng)的部位可能是不同的,存在信息感受部位將信息傳遞到發(fā)生反應(yīng)部位的過程,即所謂信息傳遞。而所謂信號轉(zhuǎn)導是指單個細胞水平上,信號與受體結(jié)合后
3、,通過信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng),產(chǎn)生生理反應(yīng)。,各種外部信號影響植物的生長發(fā)育,二、植物生理學的產(chǎn)生和發(fā)展,第一階段:植物生理學的孕育階段 第二階段:植物生理學誕生與成長 的階段 第三階段:植物生理學發(fā)展、分化 與壯大階段,第一階段:植物生理學的孕育階段,1627年荷蘭人van Helmont做柳枝實驗探索植物長大的物質(zhì)來源。 英國的S. Hales研究蒸騰,解釋水分吸收與運轉(zhuǎn)。 英國的J. Priestley發(fā)現(xiàn)老鼠在密封鐘罩內(nèi)不久即死,老鼠與綠色植物一起放在鐘罩內(nèi)則不死。荷蘭的J. Ingenhousz接著了解到綠色植物在日光下才能清潔空氣,初步建立起空氣營養(yǎng)的觀念。,第二階段:植物生理學誕生與成長的
4、階段,法國的G. Boussingault(1802-1899)建立砂培實驗法,并開始以植物為對象進行研究工作 1840年李比希(von Liebig)建立礦質(zhì)營養(yǎng)學說。成為利用化學肥料理論的創(chuàng)始人 德國植物生理學家薩克斯(J. Sachs)和他的學生費弗爾(W. Pfeffer)所著的兩部植物生理學專著問世。植物生理學獨立成為一門新興的學科。被稱為植物生理學的兩大先驅(qū)。,薩克斯,J.von Julius von 費弗爾(W. Pfeffer) Sachs (18321897),第三階段:植物生理學發(fā)展、分化與壯大階段,20世紀是科學技術(shù)突飛猛進的世紀,也是植物生理學快速壯大發(fā)展的世紀。 20
5、世紀以來,特別是50年代以來,植物生理學的研究在微觀、個體和宏觀三個層次上都發(fā)生了巨大的變化,獲得了許多重大突破。,生物膜結(jié)構(gòu)與功能的研究,提出并確定了膜的“流動鑲嵌”模型:以類脂為主要成分構(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、信號轉(zhuǎn)導等重要生理功能。 光合作用研究中,卡爾文(M.Calvin)于50年代利用14C示蹤和紙上層析兩種技術(shù),揭示了光合作用中CO2 同化的歷程,提出了著名的卡爾文循環(huán),即“光合碳循環(huán)”;60年代以后,又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了C4類型、景天科酸代謝(CAM)和光呼吸作用。,卡爾文及其同事用來研究光合藻類CO2固定的儀器裝置,在植物生長發(fā)育生理方
6、面,成功地使植物組織、細胞和原生質(zhì)體在離體培養(yǎng)條件下通過脫分化和再分化成長為新的植物個體。這一成就的重大意義不但在于證明了植物細胞的“全能性”,而且為植物細胞工程和基因工程的大力發(fā)展創(chuàng)造了條件。 自40年代至50年代末相繼發(fā)現(xiàn)了植物光周期現(xiàn)象和控制光周期現(xiàn)象的色素蛋白復合體光敏色素(phytochrome),目前已知受光敏色素控制的生理過程不下幾十種。,關(guān)于植物生長物質(zhì)的研究,從30年代首次確定生長素的分子結(jié)構(gòu)以來,已陸續(xù)確定了5種公認的植物激素和10余種內(nèi)源生長物質(zhì),植物激素的測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),后者的靈敏度可達到
7、1012g。,GA處理顯著促進植株莖的伸長生長,三、植物生理學與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),(一)作物產(chǎn)量形成與高產(chǎn)理論 (二)環(huán)境生理與作物抗逆性 (三)設(shè)施農(nóng)業(yè)中的作物生理學 (四)植物生理學與育種學相結(jié)合作 物生理育種,四、植物生理學發(fā)展特點,微觀方面 宏觀方面,教材及參考書,教材:植物生理學,潘瑞熾主編,第7版 網(wǎng)絡(luò)課程:華南師范大學、揚州大學、華中農(nóng)業(yè)大學等。 本書數(shù)字課程 明碼:61232813750693361 密碼 00269046444766500 IE瀏覽器,附:中外著名植物生理學期刊,植物學報 植物生理學通訊 植物學通報,Plant Physiology(US) Plant cell(US) Annu. Rev.Plant Biology (US) J.Exp Bot (UK) Planta (Ger),課程安排,66學時,其中理論可48學時
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