高中生物竞赛复习课件：植物生理
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江苏省高中生物竞赛课件-植物生理学2
• 光系统的发现过程：
• 红降现象：当用长于685nm(远红光)的单 色光照射小球藻时，虽然仍被叶绿素大 量吸收，但光合效率明显下降的现象
• 双光增益效应（爱默生效应）：在用远 红光照射小球藻的同时，如补充以红光 (650nm)，则光合效率比用两种波长的光 分别照射时的总和要大
➢光系统
由双光增益效应试验发现,在类囊体膜上有两 个在空间上分离的光系统由一系列电子传递体 串联在一起,以接力的方式完成光的捕获和能 量传递。其中
非环式光反应及其产物
•分解2H2O，释放1O2，传递 4e-，使膜内腔增加8H+，经 ATP酶流出后可偶联约3ATP 的形成，同时有 2NADPH+H+的生成
暗反应（卡尔文循环）与葡萄糖的形成
12NADPH+12H++18ATP+6CO2
C6H12O6+12NADP++18ADP+18Pi
➢ 叶绿体基质中 不断消耗ATP和 NADPH，固定 CO2形成葡萄糖 RuBP 的循环反应， Calvin循环
nm nm
第二单线态，~252KJ
热
第一单线态，~168KJ
热
670
荧
吸
光
收
三线态，~126KJ
磷 光
光合作用的两个阶段
光反应：由光合色素将光能转变成化学能并形成 ATP和NADPH，放出O2的过程。 该反应在叶绿体基粒类囊体膜上进行。
暗反应：是利用ATP和NADPH的化学能使CO2还 原成糖或其它有机物的一系列酶促过程。 该反应在叶绿体基质中进行。
• 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反 射光下呈红色的现象
• 磷光：某些物质受摩擦、振动、光、热或电波的 作用后，所发出的光
• 红降现象：当用长于685nm(远红光)的单 色光照射小球藻时，虽然仍被叶绿素大 量吸收，但光合效率明显下降的现象
• 双光增益效应（爱默生效应）：在用远 红光照射小球藻的同时，如补充以红光 (650nm)，则光合效率比用两种波长的光 分别照射时的总和要大
➢光系统
由双光增益效应试验发现,在类囊体膜上有两 个在空间上分离的光系统由一系列电子传递体 串联在一起,以接力的方式完成光的捕获和能 量传递。其中
非环式光反应及其产物
•分解2H2O，释放1O2，传递 4e-，使膜内腔增加8H+，经 ATP酶流出后可偶联约3ATP 的形成，同时有 2NADPH+H+的生成
暗反应（卡尔文循环）与葡萄糖的形成
12NADPH+12H++18ATP+6CO2
C6H12O6+12NADP++18ADP+18Pi
➢ 叶绿体基质中 不断消耗ATP和 NADPH，固定 CO2形成葡萄糖 RuBP 的循环反应， Calvin循环
nm nm
第二单线态，~252KJ
热
第一单线态，~168KJ
热
670
荧
吸
光
收
三线态，~126KJ
磷 光
光合作用的两个阶段
光反应：由光合色素将光能转变成化学能并形成 ATP和NADPH，放出O2的过程。 该反应在叶绿体基粒类囊体膜上进行。
暗反应：是利用ATP和NADPH的化学能使CO2还 原成糖或其它有机物的一系列酶促过程。 该反应在叶绿体基质中进行。
• 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反 射光下呈红色的现象
• 磷光：某些物质受摩擦、振动、光、热或电波的 作用后，所发出的光
高中生物竞赛复习课件植物生理——第七章 植物的生长物质
生长素的降解
• 1、酶促降解： （1）脱羧降解：
IAA+ IAA氧化酶
（2）不脱羧降解： IAA • 2、光氧化：
CO2+ 3－亚甲基羟吲哚
羟－3－吲哚乙酸，二羟－3－吲哚乙酸
IAA+核黄素→吲哚醛
• （三） 自由生长素水平的调节 • 植物体内的自由生长素水平是随着生长发育 而变化的，它是通过生物合成、生物降解、运输、 结合和区域化（贮存在IAA库）等途径来调节的， 以适应生长发育的需要，如下图。 •
• • • • • • • • • • • •
三、生长素的生物合成和降解 （一）生长素的生物合成 前体：色氨酸（tryptophan） 生长素的生物合成的途径主要有4条： （1）吲哚丙酮酸途径（最主要的方式） （2）色胺途径 （共同为吲哚乙醛） （3）吲哚乙醇途径 （调节吲哚乙酸的生物合成） （4）吲哚乙腈途径 （存在于十字花科的植物中） 完成转氨、脱羧及氧化作用
（1）自由GA：
不与其他物质结合，易提取，有生理活性。
（2）结合GA：
与其他物质结合，不易提取，需水解或酶解才释放自 由GA，无生理活性
19-C＞20-C，活性也高
4个环
异戊二烯单位
赤霉酸
甲瓦龙酸
甲瓦龙酸(MVA)→异戊烯焦磷酸→贝壳杉烯→GA12-7-醛→其他GA
三、GA的生理效应
1. 促进茎的伸长生长 特点 促进细胞分裂和细胞扩大
特点： 1、形态学上 → 下，不能倒转过来运输。 2、主动运输过程 抑制: 缺氧 2,3,5—三碘苯甲酸(TIBA)
生长素——阴 离子蛋白质
－ 化 学 渗 透 极 性 扩 散 学 说
生 长 素 极 性 运 输 机 理
图7-4 IAA的极性运输 A. 胚芽鞘形态学上端向上 B. 胚芽鞘形态学下端向上
高中生物竞赛 植物生理辅导课件
《植物生理》奥赛辅导讲义竞赛基本要求一、种子植物形态解剖（一）植物组织：1、植物组织的概念和类型2、分生组织3、成熟组织4、维管组织和维管束（二）种子和幼苗：1、种子的结构和类型2、种子的萌发和幼苗的形成（三）种子植物的营养器官1、根的结构（内皮层、初生结构和次次生结构）2、茎的结构（维管束、初生结构和次次生结构）3、叶的结构与气孔功能4、根、茎、叶的变态（四）种子植物的繁殖器官1、花的结构（花程式和花图式）2、种子和果实的形成，及果实的种类二、植物生理（一）植物的水分代谢1、植物吸水的部位及方式2、植物细胞渗透吸水原理（水势）3、植物体内水分的散失4、外界条件对蒸腾作用的影响5、蒸腾作用原理在生产上的应用（二）植物的矿质代谢1、植物必需的矿质元素及其主要生理作用2、根吸收矿质元素的过程3、植物根系吸收矿质元素的特点4、植物体内无机养料的同化5、矿质元素在植物体内的运输和利用（三）植物的光合作用1、光合作用的概念及其重大意义2、光合作用的场所和光合色素3、光合作用的全过程（光系统Ⅰ和光系统Ⅱ）4、C3和C4植物的比较（光呼吸）5、绿色植物与光合细菌的光合作用的比较6、外界条件对光合作用的影响（饱和点、补偿点）7、光合作用的原理在农业生产中的应用（四）植物体内物质的运输1、径向运输系统2、轴向运输系统3、物质的运输形式和动力（五）抗逆生理（抗旱、抗寒等）（六）植物的呼吸作用1、呼吸作用的类型和过程2、植物体各部分的呼吸强度比较3、外界条件对呼吸作用的影响4、呼吸作用的生理意义5、呼吸作用的原理在农业生产中的应用6、呼吸作用与光合作用的关系（七）植物生命活动的调节1、生长素类2、赤霉素类3、细胞分裂素类4、脱落酸5、乙烯（八）植物开花的机理及其应用1、植物的花前成熟2、低温和花诱导3、光周期和花诱导4、春化和光周期理论在生产中的应用5、其他条件对植物开花的影响（九）植物的生长、发育和生殖1、顶端分生组织和形成层2、无性生殖、有性生殖3、双受精作用、胚的发育和胚乳的发育4、种子植物、蕨类植物和苔藓的世代交替（生活史）三、植物系统分类（了解到科、目、纲、亚门和门）（一）藻类植物1、蓝藻门2、绿藻门3、红藻门4、褐藻门（二）菌类植物1、细菌门2、粘菌门3、真菌门（三）地衣植物1、概述（四）苔藓植物1、概述2、苔纲3、藓纲（五）蕨类植物1、概述2、石松亚门3、木贼亚门4、真蕨亚门5、蕨类植物的起源与演化6、蕨类植物的经济价值（六）种子植物——裸子植物1、概述2、苏铁纲3、银杏纲4、松柏纲5、裸子植物的起源与演化（七）种子植物——被子植物1、概述2、双子叶植物纲和单子叶植物纲的10个重点科（十字花科、豆料、菊科、蔷薇科、锦葵科、茄科、葫芦科、芸香科、禾本科、百合科等的特征及花程式、花图式）3、被子植物的起源与系统发育辅导基本内容：（一）植物的水分代谢植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程，称为植物的水分代谢。
高中生物竞赛复习课件植物生理——绪论
费弗尔（W. Pfeffer）
•
至19世纪末20世纪初，萨克斯和费弗 尔在全面总结了植物生理学以往的研究 成果的基础上，分别写成了《植物生理 学讲义》(J. Sachs, 1882)和三卷本的 专著《植物生理学》(W. Pfeffer,1897), 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。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。
绪
论
一、植物生理学的定义与内容 二、植物生理学的产生与发展
三、植物生理学与农业生产
一、植物生理学的定义与内容
(一)植物生理学的定义 植物生理学(plant physiology)
是研究植物生命活动规律、揭示 植物生命现象本质的科学。
(二) 植物生理学的内容
1.生长发育与形态建成 2.物质代谢与能量转化
第三阶段：植物生理学发展、分化与壮大阶段
20 世纪是科学技术突飞猛进的世纪，也是 植物生理学快速壮大发展的世纪。 20 世纪以来，特别是 50 年代以来，植物生 理学的研究在微观、个体和宏观三个层次上 都发生了巨大的变化，获得了许多重大突破。 微观方面，通过对生物膜结构与功能的研 究，提出并确定了膜的“流动镶嵌”模型： 以类脂为主要成分构成的双层膜上镶嵌着各 种功能蛋白，执行着诸如电子传递、能量转 换、离子吸收、信号转导等重要生理功能。
3．信息传递和信号转导
在许多情况下，感知信息的部位与发生反应的 部位往往不是同一器官，这就需要感受器官将它所 感受到的信息传递到反应器官，并使后者发生反应。 如：进入秋季，夜长增加，这个物理信号如果被一 年生短日植物的叶片所感受，便会在远离叶片的茎 顶端分生组织开始一系列成花的生理准备,直至花 芽形成和开花;而多年生落叶树木的叶片，则会在 夜长增加的这一物理信号诱导下发生叶柄离层的形 成和脱落、枝条进入休眠状态等一系列生理反应。
植物生理ppt课件
植物对盐碱环境的适应
植物对温度变化的适应
通过调节细胞膜流动性、增加热休克 蛋白合成等方式适应温度变化。
通过提高渗透压、积累有机酸、合成 抗盐蛋白等方式适应盐碱环境。
2023
PART 04
植物的光合作用与呼吸作 用
REPORTING
光合作用的过程与机理
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，它分为光反应和暗反 应两个阶段。
增加细胞内糖分和脂肪含量
在寒冷条件下，一些植物会增加细胞内的糖分和脂肪含量 ，以提高细胞的抗冻能力。
调节膜脂组成
植物通过调节膜脂的组成来适应低温环境，如增加不饱和 脂肪酸含量、降低膜流动性等。
产生抗冻蛋白
一些植物在低温条件下会产生抗冻蛋白，这些蛋白能够与 冰晶结合，防止细胞内冰晶形成，从而保护细胞结构不受 破坏。
2023
PART 05
植物的生长与发育
REPORTING
植物生长的调控机制
激素调节
植物激素如生长素、赤霉素、细 胞分裂素等对植物生长具有重要 调节作用，影响细胞分裂、伸长
和分化。
营养物质
植物通过吸收土壤中的水分、矿物 质等营养物质，调节自身生长和发 育。
环境因素
光照、温度、湿度等环境因素通过 影响植物激素的合成与代谢，进而 调控植物生长。
植物生理学的重要性
植物生理学是农业、林业、园艺等学 科的基础，对于解决粮食、环境、资 源等问题具有重要意义，同时对于人 类健康和生态平衡也有重要影响。
植物生理学的研究内容和方法
研究内容
植物生长发育与调控、光合作用 与呼吸作用、水分和营养吸收与 运输、植物激素与信号转导等。
研究方法
实验研究、数学建模、计算机模 拟、同位素标记等。
植物对温度变化的适应
通过调节细胞膜流动性、增加热休克 蛋白合成等方式适应温度变化。
通过提高渗透压、积累有机酸、合成 抗盐蛋白等方式适应盐碱环境。
2023
PART 04
植物的光合作用与呼吸作 用
REPORTING
光合作用的过程与机理
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，它分为光反应和暗反 应两个阶段。
增加细胞内糖分和脂肪含量
在寒冷条件下，一些植物会增加细胞内的糖分和脂肪含量 ，以提高细胞的抗冻能力。
调节膜脂组成
植物通过调节膜脂的组成来适应低温环境，如增加不饱和 脂肪酸含量、降低膜流动性等。
产生抗冻蛋白
一些植物在低温条件下会产生抗冻蛋白，这些蛋白能够与 冰晶结合，防止细胞内冰晶形成，从而保护细胞结构不受 破坏。
2023
PART 05
植物的生长与发育
REPORTING
植物生长的调控机制
激素调节
植物激素如生长素、赤霉素、细 胞分裂素等对植物生长具有重要 调节作用，影响细胞分裂、伸长
和分化。
营养物质
植物通过吸收土壤中的水分、矿物 质等营养物质，调节自身生长和发 育。
环境因素
光照、温度、湿度等环境因素通过 影响植物激素的合成与代谢，进而 调控植物生长。
植物生理学的重要性
植物生理学是农业、林业、园艺等学 科的基础，对于解决粮食、环境、资 源等问题具有重要意义，同时对于人 类健康和生态平衡也有重要影响。
植物生理学的研究内容和方法
研究内容
植物生长发育与调控、光合作用 与呼吸作用、水分和营养吸收与 运输、植物激素与信号转导等。
研究方法
实验研究、数学建模、计算机模 拟、同位素标记等。
高中生物竞赛复习课件植物生理——第一章 植物细胞生理
糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。次生细胞
壁中还有大量木质素。
①胞间层(中胶层）：果胶质
②初生壁：纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质 ③次生壁：纤维素，半纤维素，木质素，果胶质
1.纤维素 纤维素(cellulose)是植物细胞壁的主要成分，它 是由1 000～10 000个β-D-葡萄糖残基以β-1,4-糖苷键 相连的无分支的长链。分子量在50 000～400 000之 间。纤维素内葡萄糖残基间形成大量氢键，而相邻 分子间氢键使带状分子彼此平行地连在一起，这些 纤维素分子链都具有相同的极性，排列成立体晶格 状，可称为分子团，又叫微团(micellae)。微团组合 成 微 纤 丝 (microfibril) ， 微 纤 丝 又 组 成 大 纤 丝 (macrofibril)，因而纤维素的这种结构非常牢固，使 细胞壁具有高强度和抗化学降解的能力。
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§2. 生物膜的结构与功能 生物膜(biomembrane)是指构成细胞的所有膜的 总称。按其所处位置可分为两种：一种处于细胞质外 面的一层膜叫质膜，也可叫原生质膜；另一种是处于 细胞质中构成各种细胞器的膜，叫内膜 (endomembrane)。质膜可由内膜转化而来(如子细胞的 质膜由高尔基体小泡融合而成)。
• 磷脂分子结构既有疏水基团，又有亲水基团。
二、生物膜的结构
• 流动镶嵌模型 • 流动镶嵌模型(fluid mosaic model)由辛格尔(S.J.
Singer)和尼柯尔森(G. Nicolson)在1972年提出， 认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质， 图1-7展示了此模型的结构特点。内在蛋白嵌合在 磷脂分子层中，内在蛋白或其聚合体可横穿膜层， 两端极性部分伸向水相，中间疏水部分与脂肪酸部 分呈疏水结合，外在蛋白与膜两侧的极性部分结合。
高中生物竞赛辅导讲座 第三讲植物生理
高中生物竞赛辅导讲座第三讲植物生理一、竞赛中涉及的问题根据最新国际生物学奥林匹克竞赛（IBO）纲要和全国中学生生物学竞赛大纲（试行）要求，有关植物生理学的内容主要包括：水分、矿质营养的吸收和运输；光合作用；呼吸作用；蒸腾作用；生长和发育，激素；生殖。
上述内容中，原中学生物教学大纲中已有的不再重复，只对其他一些在竞赛中经常遇到但又难于理解的内容作些简要的分析或说明。
（一）水分的吸收、运输1、自由能和水势当把一小块高锰酸钾结晶投入到一盛有纯水的烧杯中时，高锰酸钾分子会迅速地由结晶处向烧杯中的其他地方迁移。
这种迁移之所以能够发生，完全是由于结晶与烧杯中的其他地方存在着化学势差的结果。
化学势就是在恒温恒压条件下，一摩尔的物质分子所具有的自由能，自由能则是在恒温恒压条件下能够用于做功的能量。
所以化学势就是指物质分子能够用于做功的能量的度量。
其大小与物质的浓度或纯度呈正相关关系，并且能够指示物质分子发生反应或产生运动的方向和限度。
在上述系统中，高锰酸钾分子迁移消耗的就是高锰酸钾分子的化学势或者说就是高锰酸钾分子的自由能。
正因为如此，高锰酸钾分子也只能由化学势较高的结晶向化学势较低的其他地方迁移，直到烧杯各处高锰酸钾的化学势都相等为止。
这种物质分子顺着化学势梯度或浓度迁移的现象就叫扩散。
化学势用μ来表示，单位是耳格／摩尔或达因厘米 / 摩尔。
在上述系统中高锰酸钾分子扩散的同时，水分子也在扩散，消耗的是水的化学势，是水中能够用于做功的能量度量。
其大小当然能够指示水分子发生反应或产生运动的方向和限度，包括植物体内的水分运动。
但是，任何物质分子的化学势的绝对值并不容易测定，水的化学势亦如此。
我们通常所说的水的化学势实际上是一个差值，是系统中水的化学势与0℃、1、013105 Pa下纯水的化学势之差。
尽管纯水的化学势的绝对值也不易测定，但人们可以规定一个值来作为纯水的化学势，其他溶液的水的化学势就通过与纯水的化学势的值进行比较而得到。
高中生物竞赛复习课件植物生理——第十章 植物的成熟和衰老
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37
二. 环境条件对植物衰老的影响
1. O2浓度： 过高→自由基 高浓度CO2 可抑制乙烯生成和呼吸， 抑制衰老。
2. 温度
3. 光照
低温和高温→自由基→加速衰老。
① 光能延缓衰老，暗中加速衰老 ② 强光和紫外光→自由基，诱发衰老
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38
③LD→GA合成→生长，SD→ABA合成 →衰老脱落 ④(红光可阻止叶绿素和蛋白质含量下 降，远红光则能消除红光的作用。) （4）水分 水分胁迫→ETH、ABA形 成， 加速衰老。 （5）矿质营养 氮肥不足，易衰老， 增施氮肥，能延缓衰老。
第十章植物成熟和衰老生理
重难 点
种子成熟时的生理生化变化 果实成熟时的生理生化变化 植物的衰老 植物器官的脱落 思考题
第十章植物成熟和衰老生理 【重、难点提示】3学时讲授
种子成熟时的生理生化变化及其影响因素
果实成熟时的生理生化变化及其影响因素
细胞脱落生理
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2
第一节 种子成熟时的生理生化变化 一 、主要有机物的变化
纤维素酶、果胶酶活性增强，壁分解 ETH
2. 植物激素与脱落
(1) IAA类
IAA梯度学说
Addicott 等(1955)
IAA含量：远轴端＞近轴端，抑制或延缓脱落 远轴端＜近轴端时，加速脱落
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(2)ETH 与脱落率呈正相关。ETH促进 纤维素酶和果胶酶形成→壁分解→脱落。 (3)ABA 秋天SD促进ABA合成 原因: ABA抑制叶柄内IAA传导， 促进壁分解酶类分泌， 刺激ETH合成。 (4)GA和CTK （间接） 调节ETH合成，降低对ETH的敏感性。
1、碳水化合物的变化 2、蛋白质的变化 3、 脂肪的变化 特点： 脂肪由碳水化合物转变而来 碘值增加; 酸值降低
高中生物竞赛复习课件植物生理——第八章 植物的生长生理2
① 土壤水分 缺水—— 增加 缺水 较多 —— 下降
R/T
“旱长根、 旱长根、 旱长根 水长苗” 水长苗”
② 土壤通气状况 良好—— 增加 不良 良好 不良——下降 下降 ③ 土壤营养状况 缺氮—— 增加 充足 充足——下降 缺氮 下降 ④ 光照 强光——增加 强光 增加 ⑤ 温度 气温较低——增加 增加 气温较低
去花去果 对番茄植 株生长的 影响
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四. 植物生长的独立性
概念
极性(polarity): 是指植物的器官、 极性(polarity): 是指植物的器官、 组织或细胞的形态学两端在生理上所 具有的差异性（即异质性） 具有的差异性（即异质性） 再生(regeneration): 再生(regeneration): 是指植物体的 离体部分具有恢复植物体其他部分 的能力。 的能力。
玉米 生长曲线 S形 形
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二. 植物生长的周期性 1. 生长速率的昼夜周期性 夏季，白天较慢，夜晚较快。 夏季，白天较慢，夜晚较快。 (冬季相反 冬季相反) 冬季相反 2. 营养生长的季节周期性
1. 恒定的昼夜温度条件下 2. 在日温（26℃（16h光照）和不同的夜温 在日温（ ℃ 光照） 光照 如横坐标所示） （如横坐标所示）条件下
§3 植物生长的基本特性
一. 植物的生长曲线和生长大周期 二. 植物生长的周期性 1. 生长速率的昼夜周期性 2. 营养生长的季节周期性 三. 植物生长的相关性 1. 地上部和地下部的相关 2. 主茎生长和侧枝生长的相关 3. 营养生长与生殖生长的相关 四. 植物生长的独立性
生长的四大基本特性： 生长的四大基本特性： 慢特性， 慢—快—慢特性， 快 慢特性 时间上的周期性， 时间上的周期性， 空间上的相关性， 空间上的相关性， 生理上的异质性。 生理上的异质性。
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第二阶段：植物生理学诞生与成长的阶段
这一阶段从1840年李比希矿质营养学说 的建立到19世纪末德国植物生理学家萨克斯 (J. Sachs)和他的学生费弗尔(W. Pfeffer) 所著的两部植物生理学专著问世为止，经过 了约半个世纪的时间。
萨克斯，J.von Julius von Sachs (1832～1897)
费弗尔（W. Pfeffer）
• 至19世纪末20世纪初，萨克斯和费弗 尔在全面总结了植物生理学以往的研究 成果的基础上，分别写成了《植物生理 学讲义》(J. Sachs, 1882)和三卷本的 专著《植物生理学》(W. Pfeffer,1897), 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。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。
寄生虫
土壤质地 水分状况 矿质营养
各种外部信号影响植物的生长发育
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二、植物生理学的产生和发展
第一阶段：植物生理学的孕育阶段 第二阶段：植物生理学诞生与成长
的阶段 第三阶段：植物生理学发展、分化
与壮大阶段
第一阶段：植物生理学的孕育阶段
这一阶段从1627年荷兰人凡·海尔 蒙（J.B.van Helmont）做柳枝实验 开始，直到19世纪40年代德国化学 家李比希（J. von Liebig）创立植 物矿质营养(minerral nutrient)学 说为止，共经历了200多年的时间。
2．物质代谢与能量转化
•
代谢作用是生命的基础，代谢一旦停止，
生命也就不复存在，生长发育更无从谈起。某
些代谢环节如果发生重大变化或遭到破坏，也
必然会影响到生长发育。如有的植物由于合成
赤霉素的某些基因缺失，赤霉素合成发生障碍，
因而茎不能正常生长，变为“矮生型”；又如
苹果树缺少微量元素锌，便会影响生长素的生
生长调节剂
激素 膨压 电信号 多肽
未知发育信号
温度
糖、氨基酸
转播
病原体(真菌、 细菌、病毒)
壁断片 壁的机械压力 矿质
伤害
光
放大
发散到多个目标
改变离 子流
调节代 谢途径
基因表 达调节
细胞骨 架改变
改变细胞生长和代谢
光合作用的光 光形态建成的光
温度 风
病原体
重力
光周期 湿度
草食动物 乙烯
土壤微生物 有毒物质
在光合作用研究中,卡尔文(M.Calvin)于50年代利用14C示踪 和纸上层析两种技术，揭示了光合作用中CO2 同化的历程,提出 了著名的卡尔文循环，即“光合碳循环”；60年代以后，又陆 续发现了C4类型、景天科酸代谢(CAM)和光呼吸作用；由于快速 荧光光谱技术和激光技术的应用,将光合作用原初反应研究的时 间跨度从毫秒级(ms,10-3s)一直缩短为皮秒(ps,10-12s)和飞秒 (fs,10-15s)级；在空间跨度上，电子显微镜和X-射线衍射技术 的应用，使人们的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的水平，分辨率达 到10－10m(1/10nm)级，弄清了光合膜上许多功能性色素蛋白复 合体的三维立体结构，将结构与功能的研究推向了微观世界。
关于植物生长物质的研究，从30年代首次确定生 长素的分子结构以来，已陆续确定了5种公认的植物激 素和10余种内源生长物质，植物激素的测定方法则由 最初的生物鉴定法发展到现在的高效液相色谱技术 (HPLC)和酶联免疫技术(ELISA)，后者的灵敏度可达到 10－12g。
GA处理显著促进植株茎的伸长生长
绪论
一、植物生理学的定义与内容 二、植物生理学的产生与发展 三、植物生理学与农业生产
一、植物生理学的定义与内容
(一)植物生理学的定义 植物生理学(plant physiology)
是研究植物生命活动规律、揭示 植物生命现象本质的科学。
(二) 植物生理学的内容
1.生长发育与形态建成 2.物质代谢与能量转化 3.信息传递和信号转导
3．信息传递和信号转导
在许多情况下，感知信息的部位与发生反应的 部位往往不是同一器官，这就需要感受器官将它所 感受到的信息传递到反应器官，并使后者发生反应。 如：进入秋季，夜长增加，这个物理信号如果被一 年生短日植物的叶片所感受，便会在远离叶片的茎 顶端分生组织开始一系列成花的生理准备,直至花 芽形成和开花;而多年生落叶树木的叶片，则会在 夜长增加的这一物理信号诱导下发生叶柄离层的形 成和脱落、枝条进入休眠状态等一系列生理反应。
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三、植物生理学与农业生产
（一）作物产量形成与高产理论 （二）环境生理与作物抗逆性 （三）设施农业中的作物生理学 （四）植物生理学与育种学相结合——作
物生理育种
人类对植物生命活动的认识正是从对其生长发育的观察和描述 开始的，所谓“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的写照。
2．物质代谢与能量转化
在植物形态变化的背后，是肉眼难以观察到的物 质和能量转化过程，而物质转化与能量转化又紧密联 系，构成统一的整体，统称为代谢(metabolism)。植 物的代谢活动包括水分的吸收、运输与散失；矿质营 养的吸收、同化与利用；光合作用；呼吸作用；有机 物的转化、运输与分配等方面。代谢过程归根结底是 运行于植物体内的一系列生物化学和生物物理的变化， 而生长发育则是代谢作用的综合表现和最终结果。
卡尔文及其同时用来研究光合藻类CO2固定的仪器装置
在植物生长发育生理方面，成功地使植物组织、细 胞和原生质体在离体培养条件下通过脱分化和再分化成 长为新的植物个体。这一成就的重大意义不但在于证明 了植物细胞的“全能性”，而且为植物细胞工程和基因 工程的大力发展创造了条件。自40年代至50年代末相继 发现了植物光周期现象和控制光周期现象的色素蛋白复 合体——光敏色素(phytochrome)，目前已知受光敏色 素控制的生理过程不下几十种。
第三阶段：植物生理学发展、分化与壮大阶段
20世纪是科学技术突飞猛进的世纪，也是 植物生理学快速壮大发展的世纪。
20世纪以来，特别是50年代以来，植物生 理学的研究在微观、个体和宏观三个层次上 都发生了巨大的变化，获得了许多重大突破。
微观方面，通过对生物膜结构与功能的研 究，提出并确定了膜的“流动镶嵌”模型： 以类脂为主要成分构成的双层膜上镶嵌着各 种功能蛋白，执行着诸如电子传递、能量转 换、离子吸收、信号转导等重要生理功能。
物合成，使新生叶不能展开，发生“小叶病”。
3．信息传递和信号转导
信息传递（message transportation）和信 号转导（signal transduction）是植物生命活 动的另一个重要方面。植物虽不像动物那样具有 发达的神经系统，但它生活在复杂多变的环境中， 必须对环境的变化做出响应，或顺应环境的有规 律的变化，形成植物固有的生命周期，或对严酷 的环境条件进行适应与抵抗，以保持物种的繁衍。 这些反应都是从“感知”环境条件的物理或化学 信号开始的。
1．生长发育与形态建成
生长发育（growth and development）是植物生命活动的外 在表现，它主要包括了两个方面：
一 是由于细胞数目的增加、细胞体积的扩大而导致的植物体 积和重量的增加
二 是由于新器官的不断出现带来的一系列肉眼可见ห้องสมุดไป่ตู้形态变 化，即形态建成(morphogenesis），包括从种子萌发，根、茎、 叶的生长，直到开花、结实、衰老、死亡的全过程。