大学课件-植物生理学 田艳丽(全套)
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第一阶段：植物生理学的奠基（孕育） 阶段。该阶段是指从1627年荷兰人凡·海尔蒙 做柳枝实验开始直到19世纪40年代德国化学 家李比希创立矿质营养学说之前，共经历了 200多年的时间。
第二阶段：植物生理学诞生与成长阶段。 该阶段是指从1840年Liebig建立营养学
说的建立，到19世纪末萨克斯（《植物生 理学讲义》，1882）和他的学生费弗尔 （《植物生理学》，1904）的两部植物生 理学专著问世。经历了半个世纪的时间。
2.自由水/束缚水比值影响代谢和抗逆性 自由水/束缚水比值高时，代谢旺盛，但抗逆性较强。
； 自由水/束缚水比值低时，代谢缓慢，但抗逆性较强。
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势
1.概念 水势指每偏摩尔体积水的化学势（差）。即水溶液
的化学势（ μw ）与同温同压同一系统中纯水的化学势
（μw0 ）之差除以水的偏摩尔体积（ Vw ）所得的商，用
1. 2. 水直接参与植物体内重要的代谢过程； 3. 水是各种生理生化反应和运输物质的良
4. 5. 细胞分裂和延伸生长都需要足够的水； 6. 水具有重要的生态意义。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
三、 1.植物体内水分存在的状态有：
自由水：距离胶体颗粒较远，可以自由移动的 水分。
束缚水：较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易 流动的水分。
植物生理学
南京农业大学植物保护学院 田艳丽
绪论
一、植物生理学的定义和研究内容
1．什么是植物生理学 植物生理学是研究植物生命活动规律或原
理的科学。植物生理学研究的对象——各种 植物，主要是高等植物。
植物的生命活动包括四个方面:
2．植物生理学研究的内容
① 物质代谢：植物体内各种物质的合成、分 解及其相互转换。
本章重点： 1.植物细胞和根系对水分吸收机制。 2.植物蒸腾作用的调控、气孔运动机
制及其调控。
水是植物的பைடு நூலகம்个重要的先天环境条 件,没有水就没有生命,也就没有植物。 植物的水分代谢包括：
水水 水 水 分分 分 分 的的 的 的 吸运 利 散 收输 用 失
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
一、植物的含水量 植物的含水量一般占组织鲜重的70%~90%。它随
⑴光周期性的发现。 ⑵五大类植物激素的发现。 ⑶C3途径、C4途径、景天酸代谢途径、 光呼吸、光敏色素和钙调素的发现。 ⑷组织培养也取得了飞速发展。
我国现代植物生理学的研究起 步较晚。罗宗洛、李继侗、汤佩松 三人是我国植物生理学的奠基人。 建国后，殷宏章、沈允钢、汤佩松、 娄成后等在作物群体生理、光合作 用、呼吸作用、物质运转等方面做 了很多工作，有的曾接近于当时国 际的先进水平，甚至居于领先的地 位。
③ 生长发育。它是各种功能与代谢活动的综合反映 ，包括生长、分化、发育与成熟、休眠与衰老及其调 控。
④ 逆境生理。包括植物在逆境条件下的生理反应、 抗逆性等。
这4个部分相互联系构成了植物生理学的整体。
二、植物生理学的发展阶段
植物生理学是一门实验性学科，它从植 物学这门古老的学科中分化而来，随着生产 力的发展以及其它基础学科的发展而发展。 其发展经历了以下三个阶段。
合、基因导入、快繁、脱除病毒和植物性药物。 7. 根源信号转导：节水农业。
四、21世纪植物生理学的研究 趋势
1．与其他学科交叉渗透，从研究生物大分子 到阐明个体生命活动功能、生产应用与环境 生态相结合。
2．对植物信号传递和转导的深入研究，将为 揭示植物生理学本质、调控植物生长发育开 辟新的途径。
3．植物生命活动过程中，物质代谢和能量转 换的分子机制及其基因表达将是研究的重点。
ψw表示。
μw-
Δμw
ψw＝
μVww0
＝
Vw
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势 2.水势的大小和单位： 纯水的水势(ψw0)最大ψw0=0，植物细胞
的水势都为负值。 水势的单位：兆帕（MPa）、帕（Pa）、
巴(bar)、大气压(atm)。 1巴=0.1MPa = 0.987 大气压 = 105
这两部著作的问世，意味着植物生理学终
于从它的母体植物学中脱胎而出，独立成
为一门新兴的学科。这两部著作成为影响
达数十年之久的植物生理学经典著作和植 物生理学发展史中的重要里程碑。
第三阶段：植物生理学的发展阶段。 从20世纪初到现在。它逐渐在植物学
科中占中心地位，所有各个植物学的分支 都离不开植物生理学。主要有：
三、植物生理学对农业做出的 贡献(植物生理学的应用)
1. 矿质营养：肥料的基础，复合肥、微肥、叶肥、专 用肥，无土栽培。
2. 光合作用：间作套种、多熟栽培、合理密植、矮秆 化、提高光能利用率和高光效育种。
3. 呼吸作用：果蔬保鲜与储运。 4. 激素：生长调控、开花结果调控、无性繁殖、插条
生根、保鲜与贮藏。 5. 春化与光周期：栽培、引种和育种。 6. 组织培养：花药育种、原生质体培养、细胞杂交融
五、学习方法：
1．基本概念、原理清楚； 2．了解主要结论的试验证据与背景； 3．代谢环节的关键步骤、各个环节之间
的关系； 4．学会用植物生理学的知识分析复杂的
农业生产问题； 5．学会提出问题、解决问题。
第一章
植物的水分代谢
目的要求：
通过本章学习，主要了解植物对水分的 吸收、运输及蒸腾的基本原理，认识维持植 物水分平衡的重要性，为作物合理灌溉提供 理论基础。
植物种类、植物组织以及外界环境条件而变化。 1、 不同植物：
水生植物：在90%以上； 中生植物：70% ~ 90%； 旱生植物：低于中生植物； 地衣：6%。 2、同一植物生长在不同环境中,含水量有差异。 3、不同发育时期、不同器官和组织中，含水量不同。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
二、 水在植物生命活动中的重要性
② 能量代谢：植物体内能量的吸收、转换 及贮藏。
③ 形态建成：植物个体的产生、发展、生 殖、衰老、死亡。
④ 信息传递：植物感受外界信息。
上列内容分为四部分：
① 细胞结构与功能。它是各种生理活动与代谢过程 的组织基础。
② 营养与代谢生理。主要包括光合作用、呼吸作用 、水分生理、矿质营养、有机物质运输与分配、细胞 信号转导、植物生长物质等各种功能、机制与环境条 件的关系。
第二阶段：植物生理学诞生与成长阶段。 该阶段是指从1840年Liebig建立营养学
说的建立，到19世纪末萨克斯（《植物生 理学讲义》，1882）和他的学生费弗尔 （《植物生理学》，1904）的两部植物生 理学专著问世。经历了半个世纪的时间。
2.自由水/束缚水比值影响代谢和抗逆性 自由水/束缚水比值高时，代谢旺盛，但抗逆性较强。
； 自由水/束缚水比值低时，代谢缓慢，但抗逆性较强。
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势
1.概念 水势指每偏摩尔体积水的化学势（差）。即水溶液
的化学势（ μw ）与同温同压同一系统中纯水的化学势
（μw0 ）之差除以水的偏摩尔体积（ Vw ）所得的商，用
1. 2. 水直接参与植物体内重要的代谢过程； 3. 水是各种生理生化反应和运输物质的良
4. 5. 细胞分裂和延伸生长都需要足够的水； 6. 水具有重要的生态意义。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
三、 1.植物体内水分存在的状态有：
自由水：距离胶体颗粒较远，可以自由移动的 水分。
束缚水：较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易 流动的水分。
植物生理学
南京农业大学植物保护学院 田艳丽
绪论
一、植物生理学的定义和研究内容
1．什么是植物生理学 植物生理学是研究植物生命活动规律或原
理的科学。植物生理学研究的对象——各种 植物，主要是高等植物。
植物的生命活动包括四个方面:
2．植物生理学研究的内容
① 物质代谢：植物体内各种物质的合成、分 解及其相互转换。
本章重点： 1.植物细胞和根系对水分吸收机制。 2.植物蒸腾作用的调控、气孔运动机
制及其调控。
水是植物的பைடு நூலகம்个重要的先天环境条 件,没有水就没有生命,也就没有植物。 植物的水分代谢包括：
水水 水 水 分分 分 分 的的 的 的 吸运 利 散 收输 用 失
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
一、植物的含水量 植物的含水量一般占组织鲜重的70%~90%。它随
⑴光周期性的发现。 ⑵五大类植物激素的发现。 ⑶C3途径、C4途径、景天酸代谢途径、 光呼吸、光敏色素和钙调素的发现。 ⑷组织培养也取得了飞速发展。
我国现代植物生理学的研究起 步较晚。罗宗洛、李继侗、汤佩松 三人是我国植物生理学的奠基人。 建国后，殷宏章、沈允钢、汤佩松、 娄成后等在作物群体生理、光合作 用、呼吸作用、物质运转等方面做 了很多工作，有的曾接近于当时国 际的先进水平，甚至居于领先的地 位。
③ 生长发育。它是各种功能与代谢活动的综合反映 ，包括生长、分化、发育与成熟、休眠与衰老及其调 控。
④ 逆境生理。包括植物在逆境条件下的生理反应、 抗逆性等。
这4个部分相互联系构成了植物生理学的整体。
二、植物生理学的发展阶段
植物生理学是一门实验性学科，它从植 物学这门古老的学科中分化而来，随着生产 力的发展以及其它基础学科的发展而发展。 其发展经历了以下三个阶段。
合、基因导入、快繁、脱除病毒和植物性药物。 7. 根源信号转导：节水农业。
四、21世纪植物生理学的研究 趋势
1．与其他学科交叉渗透，从研究生物大分子 到阐明个体生命活动功能、生产应用与环境 生态相结合。
2．对植物信号传递和转导的深入研究，将为 揭示植物生理学本质、调控植物生长发育开 辟新的途径。
3．植物生命活动过程中，物质代谢和能量转 换的分子机制及其基因表达将是研究的重点。
ψw表示。
μw-
Δμw
ψw＝
μVww0
＝
Vw
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势 2.水势的大小和单位： 纯水的水势(ψw0)最大ψw0=0，植物细胞
的水势都为负值。 水势的单位：兆帕（MPa）、帕（Pa）、
巴(bar)、大气压(atm)。 1巴=0.1MPa = 0.987 大气压 = 105
这两部著作的问世，意味着植物生理学终
于从它的母体植物学中脱胎而出，独立成
为一门新兴的学科。这两部著作成为影响
达数十年之久的植物生理学经典著作和植 物生理学发展史中的重要里程碑。
第三阶段：植物生理学的发展阶段。 从20世纪初到现在。它逐渐在植物学
科中占中心地位，所有各个植物学的分支 都离不开植物生理学。主要有：
三、植物生理学对农业做出的 贡献(植物生理学的应用)
1. 矿质营养：肥料的基础，复合肥、微肥、叶肥、专 用肥，无土栽培。
2. 光合作用：间作套种、多熟栽培、合理密植、矮秆 化、提高光能利用率和高光效育种。
3. 呼吸作用：果蔬保鲜与储运。 4. 激素：生长调控、开花结果调控、无性繁殖、插条
生根、保鲜与贮藏。 5. 春化与光周期：栽培、引种和育种。 6. 组织培养：花药育种、原生质体培养、细胞杂交融
五、学习方法：
1．基本概念、原理清楚； 2．了解主要结论的试验证据与背景； 3．代谢环节的关键步骤、各个环节之间
的关系； 4．学会用植物生理学的知识分析复杂的
农业生产问题； 5．学会提出问题、解决问题。
第一章
植物的水分代谢
目的要求：
通过本章学习，主要了解植物对水分的 吸收、运输及蒸腾的基本原理，认识维持植 物水分平衡的重要性，为作物合理灌溉提供 理论基础。
植物种类、植物组织以及外界环境条件而变化。 1、 不同植物：
水生植物：在90%以上； 中生植物：70% ~ 90%； 旱生植物：低于中生植物； 地衣：6%。 2、同一植物生长在不同环境中,含水量有差异。 3、不同发育时期、不同器官和组织中，含水量不同。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
二、 水在植物生命活动中的重要性
② 能量代谢：植物体内能量的吸收、转换 及贮藏。
③ 形态建成：植物个体的产生、发展、生 殖、衰老、死亡。
④ 信息传递：植物感受外界信息。
上列内容分为四部分：
① 细胞结构与功能。它是各种生理活动与代谢过程 的组织基础。
② 营养与代谢生理。主要包括光合作用、呼吸作用 、水分生理、矿质营养、有机物质运输与分配、细胞 信号转导、植物生长物质等各种功能、机制与环境条 件的关系。