植物生理学课件 绪论

《齐民要术》 齐民要术》
我国现代实验 性的植物生理学是 从国外引进的。 从国外引进的。
张挺( 张挺(1884～1950)从日本留学回国，从 ～ )从日本留学回国， 1914年起在武昌高等师范任教，讲授植物生理 年起在武昌高等师范任教， 年起在武昌高等师范任教 学。 钱崇澍(1883～1965)1915年从美国留学回 ～ 钱崇澍 年从美国留学回 来，先后在江苏甲种农业学校、金陵大学、东 先后在江苏甲种农业学校、金陵大学、 南大学、厦门大学讲授植物生理学。 南大学、厦门大学讲授植物生理学。 李继侗（ 年从美国回来， 李继侗（1892～1961）1925年从美国回来， ～ ） 年从美国回来 在南开大学讲授植物生理学。 在南开大学讲授植物生理学。
2、 植物生理学的独立阶段 、
1840年李比希 年李比希(J.Liebig)出版了“化学在农学 出版了“ 年李比希 出版了 与植物生理学中的应用”一书。 与植物生理学中的应用”一书。 1859年，克诺普(Knop)和费弗尔 年 克诺普 和费弗尔(Pfeffer)用 和费弗尔 用 自己研制的营养液发明了无土栽培技术。 自己研制的营养液发明了无土栽培技术。
遗传学、分子生物学、生物化学、生物物理学的发展等。 遗传学、分子生物学、生物化学、生物物理学的发展等。
4、我国植物生理 、 学的发展概况
我国是一个具有悠久历史的 国家，纪元前14～ 世纪殷墟甲 国家，纪元前 ～11世纪殷墟甲 骨文中就有旱害和涝害的记载， 骨文中就有旱害和涝害的记载， 比古希腊至少要早1千年 千年。 比古希腊至少要早 千年。在闻名 于世的《汜胜之书》 公元前 公元前l世 于世的《汜胜之书》(公元前 世 纪)、《齐民要术》(533～544年)、 、 齐民要术》 ～ 年、 农政全书》 《农政全书》(1625～1626年)、 ～ 年、 天工开物》 等著作中， 《天工开物》(1637年)等著作中， 年 等著作中 分别有关于植物性别、种子萌发、 分别有关于植物性别、种子萌发、 处理与贮藏、 处理与贮藏、生长发育等植物生 理学的知识。 理学的知识。
我国第一篇植物生理学论文是钱崇澍于 我国第一篇植物生理学论文是钱崇澍于1917 植物生理学论文 年发表的“铜缌铈对水绵的特殊作用”一文。 年发表的“铜缌铈对水绵的特殊作用”一文。 30年代初，是我国植物生理学的教学与研究、 年代初，是我国植物生理学的教学与研究、 年代初 培养人才与建立队伍的起始时期。 培养人才与建立队伍的起始时期。
原因： 原因： 物理学、化学的飞速发展； ① 物理学、化学的飞速发展； 同位素示踪、人工气候室、 ② 新技术的应用（同位素示踪、人工气候室、组织
培养、电镜技术、 光衍射 核磁共振、分离技术、 光衍射、 培养、电镜技术、X光衍射、核磁共振、分离技术、光谱扫描 等）；
生物科学领域其它学科的发展， 如细胞学、 ③ 生物科学领域其它学科的发展， 如细胞学、
17世纪上半叶 荷兰的凡 海尔蒙进行 世纪上半叶,荷兰的凡 世纪上半叶 荷兰的凡.海尔蒙进行 柳树栽培试验。 柳树栽培试验。将预先称重的柳树栽于装称重土壤的桶
中，浇雨水，收枯枝落叶，记录重量。5年后柳树增重 浇雨水，收枯枝落叶，记录重量。 年后柳树增重169.3磅， 磅 年后柳树增重 而土壤失重不到0.2磅 他认为，柳树的增重来自水分。 而土壤失重不到 磅。他认为，柳树的增重来自水分。其论文 发表于他死后4年的 发表于他死后 年的1648年，结论虽不正确，却开创了用实验方 年的 年 结论虽不正确， 法探索植物生命活动的先河，为植物生理学的研究奠定了良好 法探索植物生命活动的先河， 的开端。 的开端。
2、 研究植物的能量转化 、 光合作用： 有机物， 光合作用：无机物 → 有机物， 化学能， 太阳能 → 化学能，贮于有 机物中。 机物中。 呼吸作用： 呼吸作用：有机物 → 分解 →ATP等， 等 能量用于植物的生长发育。 能量用于植物的生长发育。 这是植物生命活动的能量基础。 这是植物生命活动的能量基础。
3、 植物生理学的深化阶段 、
世纪初以来， 从20世纪初以来，是植物生理学蓬勃发展 世纪初以来 和不断深化的阶段。如发现了植物光周期现象、 和不断深化的阶段。如发现了植物光周期现象、五大类
激素、C3途径、C4途径、光呼吸、CAM途径、光敏色素、钙 激素、 途径、 途径、光呼吸、 途径、光敏色素、 途径 途径 途径 调素等。 调素等。
植物生理学的研究内容： 植物生理学的研究内容： 研究内容 1、研究植物的物质代谢 、 包括呼吸作用、光合作用、水分代谢、 包括呼吸作用、光合作用、水分代谢、 矿质营养、有机物转运等。 矿质营养、有机物转运等。
研究植物如何利用H 、 研究植物如何利用 2O、CO2，无机离子合成碳 水化合物、脂肪、蛋白质、核酸、维生素、生理活性 水化合物、脂肪、蛋白质、核酸、维生素、 物质和种类繁多的次生物质， 物质和种类繁多的次生物质，以及这些物质又是如何 转化、分解或者排出体外等。 转化、分解或者排出体外等。这是植物生命活动的物 质基础。 质基础。
李继侗1929年在清华大学 、罗宗洛(1898～1978) 年在清华大学 李继侗 ～ 1930年从日本回来先后在中山大学和中央大学、汤佩 年从日本回来先后在中山大学和中央大学、 年从日本回来先后在中山大学和中央大学 年从美国回来在武汉大学， 松1933年从美国回来在武汉大学，分别建立了实验室， 年从美国回来在武汉大学 分别建立了实验室， 并系统地开展组织培养、 并系统地开展组织培养、矿质营养和呼吸代谢等方面 的研究，培养了不少人才， 的研究，培养了不少人才，为我国植物生理学的发展 奠定了基础。 奠定了基础。
研究植物在逆境条件下的生
长发育规律及植物的抗逆性， 长发育规律及植物的抗逆性，对逆境条件 下的农业开发具有重要意义。 下的农业开发具有重要意义。
5、 研究植物的信息传递 、
核酸是一切生物遗传信息的载体。 核酸是一切生物遗传信息的载体。这类信息的传 递或表达，一方面通过中心法则来完成， 递或表达，一方面通过中心法则来完成，另一方面又 通过第二信使物质(如环腺苷酸、 来实现， 通过第二信使物质 如环腺苷酸、 Ca2+- CaM等)来实现， 如环腺苷酸 等 来实现 在这一过程中，植物激素也能影响信息的传递。 在这一过程中，
薄荷枝条的玻璃罩内，蜡烛不熄，老鼠不死，现今将 薄荷枝条的玻璃罩内，蜡烛不熄，老鼠不死，现今将1771年定 年定 为光合作用发现的年代）。 为光合作用发现的年代）。
1779年荷兰的英根胡兹 年荷兰的英根胡兹(Ingenhousz)指出植 年荷兰的英根胡兹 指出植 物只有在光下才能放氧。 物只有在光下才能放氧。 1782年瑞士的圣比尔 年瑞士的圣比尔(Senbier)用化学方法证 年瑞士的圣比尔 用化学方法证 是光合作用必需的， 是其产物。 明，CO2是光合作用必需的，而O2是其产物。
1954年设立北大植生专业、1963年成立中国植生学会。 年设立北大植生专业、 年成立中国植生学会。 年设立北大植生专业 年成立中国植生学会
②创办学术刊物、出版教材和专著。如1951 创办学术刊物、出版教材和专著。
年植生通讯创刊、 年植生学报创刊。 年植生通讯创刊、1964年植生学报创刊。 年植生学报创刊
此后，殷宏章、汤玉韦、娄成后、汪振儒、 此后，殷宏章、汤玉韦、娄成后、汪振儒、李中 石声汉等人的出色工作 等人的出色工作， 宪、石声汉等人的出色工作，对我国植物生理学的发 展也做出了重要贡献， 展也做出了重要贡献，他们的论文经常被国外学者引 用。
解放后，我国的植物生理学得到 很大的发 解放后， 展，这表现在： 这表现在： ①设立研究与教学机构，在某些重点大学 设立研究与教学机构， 设置植物生理学专业。 年成立中科院上海植生所、 设置植物生理学专业。如1953年成立中科院上海植生所、 年成立中科院上海植生所
绪
论
一、 植物生理学的定义与内容 植物生理学： 植物生理学：是研究植物生命活动规 律的科学。 律的科学。
研究对象：主要的是高等植物。 研究对象：主要的是高等植物。 研究内容：研究它们的生长、生活、 研究内容：研究它们的生长、生活、生殖以及与 环境条件的相互关系 研究目的：认识植物内在生理活动规律，改造、 研究目的：认识植物内在生理活动规律，改造、 保护和利用自然，指导工农业生产。 保护和利用自然，指导工农业生产。 涉及学科：物理学、数学、化学、生物学…… 涉及学科：物理学、数学、化学、生物学
规律、机理及与环境条件（ 规律、机理及与环境条件（光、温、水、 气、盐类、pH等）的关系，这为控制植物 盐类、 等 的关系， 的生长发育， 的生长发育，满足人们的需要提供理论依 据。
4、 研究植物的逆境生理 、
逆境是指不利于植物生长发育的环境条件， 逆境是指不利于植物生长发育的环境条件，包括 是指不利于植物生长发育的环境条件 低温、高温、干旱、水涝、盐渍，以及大气、 低温、高温、干旱、水涝、盐渍，以及大气、土壤和 水质污染等。 水质污染等。
植物生理学作为一门独立学科的标志是： 植物生理学作为一门独立学科的标志是： 萨克斯(J.Sachs)的《植物生理学讲义》的 的 植物生理学讲义》 萨克斯 问世( 三卷本《 问世 1882年)和费弗尔 年 和费弗尔(Pfeffer) 三卷本《植物 生理学》巨著的出版 生理学》巨著的出版(1904年)。 年。 从此， 从此，植物生理学便从农学和植物学中脱 颖而出，自成独立而完整的体系， 颖而出，自成独立而完整的体系，成为一门引 人注目的生命科学。 人注目的生命科学。
18世纪，海尔斯(S．Hales)进行了植物 世纪，海尔斯 ． 进行了植物 世纪 进行了 干馏试验。他认为，植物的营养物质， 干馏试验。他认为，植物的营养物质，一是来自土
壤和水分， 是来自空气。 壤和水分，二 是来自空气。
马尔皮基(M.Malpighi)首先采用环割方法 首先采用环割方法 马尔皮基 首先采用环割 来研究植物体内物质的运输。 来研究植物体内物质的运输。 1771年英国化学家普利斯特利 年英国化学家普利斯特利(Priestly)观察 年英国化学家普利斯特利 观察 到植物的绿色部分有“放氧” 光照下， 到植物的绿色部分有“放氧”现象（光照下，在有
3、 研究植物的形态建成 、
在物质代谢与能量转化的基础上，植物表现为种 在物质代谢与能量转化的基础上，植物表现为种 种子的生长发育过程（生活史），包括营养生 子 → 种子的生长发育过程（生活史），包括营养生 的生长发育过程 ）， 长和生殖生长。 长和生殖生长。
研究植物生长发育的现象、 研究植物生长发育的现象、
1845年迈尔 年迈尔(Meyer)首先将能量守恒定律应用于光 年迈尔 首先将能量守恒定律应用于光 合作用的研究， 合作用的研究，认为光合作用中积累的能量就是太阳 光能。 光能。 俄国的巴赫(Bach)等人确认呼吸作用是一种“生物 等人确认呼吸作用是一种“ 俄国的巴赫 等人确认呼吸作用是一种 燃烧” 燃烧”，这一过程所释放的能量来自底物所贮藏的能 量。
③扩大队伍。已从解放前的 人左右发展到现在的过 扩大队伍。已从解放前的20人左右发展到现在的过
万人； 万人；
④扩展研究领域。某些研究（光合磷酸化、微生物 扩展研究领域。某些研究（光合磷酸化、
生理、组织培养等）接近或达到世界先进水平。 生理、组织培养等）接近或达到世界先进水平。
⑤密切结合农业生产实践。如作物栽培生理学研 密切Hale Waihona Puke Baidu合农业生产实践。
大量事实表明，采用物理、化学、 大量事实表明，采用物理、化学、生 物等方法和技术不仅能改变信息的传递， 物等方法和技术不仅能改变信息的传递， 而且能改变信息的类型。 而且能改变信息的类型。这为人类改变植 物的种性提供了可靠的依据。 物的种性提供了可靠的依据。
二 、植物生理学的产生与发展 植物生理学的产生与发展大体上可分 为三个阶段： 三个阶段： 1、植物生理学的孕育阶段 植物生理学的诞生是从探索植物的营 养开始的， 养开始的，即探讨植物到底靠什么物质来 维持生长。 维持生长。