植物生理学全套精品课件
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12
代谢（Metabolism）：维持各种生命活动过
程中的化学变化总称，包括物质合成、转化和分解过 程。
按性质：
• 物质代谢（Substance Metabolism) 合成分解 • 能量代谢 (Energy Metabolism)光能化学能, 分
解能量释放
按方向：
• 同化(assimilation)or 合成代谢(anabolism)： • 异化(disassimilation) or 分解代谢（catabolism)
8
园林专业植物生理学
掌握植物生理生化学的基本知识 ，能够运用植物生理生化学的理论和 方法处理在园林植物选择、生产、园 栽培养护、育种等工作中遇到的实际 问题，并为学习后续课程奠定基础。
9
园林保健植物
定义：园林中的保健植物，是园 林中那些含有抗菌素和具有抗 病毒作用的化学物质，能散发 有益人体健康气体的活性植物 的总称。
10
分类
1. 婴幼儿、青少年适宜型，强身为主；提高对周围环 境的免疫力
2. 成年适宜型，健身为主；提神醒脑、缓解疲劳： 3. 老年适宜型，防病为主；注重减缓衰老、降血压、
防止心老血管疾病的发生，延年益寿； 4. 特殊群体适宜型，针对疾病人群、残疾人群等、特
别是针对具有或携带有传染病原的人群等
11
第一篇 植物的物质生产 和光能利用
水分在导管中运输方式 水分从土壤溶液进去植物体 水分集流和溶质浓度无关
25
植物细胞的水分集流：
➢ 水通道（water channel）: aquaporin
26
➢ 水孔蛋白：是膜内在蛋白，存在于细 菌、酵母、动物和植物中。
➢ 植物中有三种： ① 质膜内在蛋白、 ② 液泡膜上的液泡膜内在蛋白 ③ 和根瘤共生膜上的内在蛋白
第二节 植物细胞对水分的吸收
植物细胞吸收水分：
扩散 集流 渗透作用
23
一、扩散（diffusion）：是一种自发
过程，指由于分子的随机热运动所造成的物质从 浓度高的区域向浓度底的区域移动，顺浓度梯度 进行。短距离水分迁徙。
24
二、集流(mass flow)：指液体中成群的原
子或分子在压力梯度下共同移动。
27
➢水孔蛋白： α螺旋跨膜， N和C端伸入 到膜内。N和C端膜内部分都含有高度保 守的NPA序列（Asn-Pro-Ala），排列相 反，形成对称结构，当两个NPA以不同 方向的180相对折叠时，在脂双层中间形
成狭窄的通道，就是水孔通道。
P NA
NA P
28
Schematic representation of the common aquaporin structure. The aquaporins are formed by two tandem repeats of three membranespanning α helices. Two connecting loops, each containing an Asn-ProAla (NPA) motif, are supposed to form pore in plasma membrane.
2
目的：
➢ 植物生命活动过程内在规律 ➢ 植物体结构和功能的关系 ➢ 植物与环境相互关系
3
内容：
❖ 代谢生理：水分、 矿质、光和、 呼吸、有机物的代谢
❖ 生长发育生理：种子萌发、生 长、营养体向生殖体转化等
❖ 逆境生理： 植物与环境 的关系， 主要研究寒、旱、盐、涝等不 良 环境对植物之伤害
4
任务： ❖ 了解植物在各种环境条件下进行生
18
束缚水（bound water）被细胞内胶体
颗粒或大分子吸附或存在于大分子结构 空间，不能自由移动，具有较低的蒸汽 压，在远离0℃以下的温度下结冰，不 起溶剂作用，并似乎对生理过程是无效 的水。
1. 在某低温下，（通常是在-20℃至-25℃）保持不结冰的水 2. 即使长时间在100℃的烘箱中，也不易去掉。在某些种子，孢子
命活动的规律和机理 ❖ 成果应用
5
植物生理学的产生和发展：
•萌芽：
几千年前就有植物生理学知识的孕育
我国古代，豆类植物和禾谷类植物的轮作
古罗马人，动物粪便和石灰作为肥料
•16—17世纪：植物生理学研究开始时期
凡 海尔蒙特（荷兰人）
•18—19世纪：植物生理学奠基和成长时期
J. Von Sachs 的<<植物生理学讲义>>
。 和少数高等植物的耐旱性中起着重要作用
19
自由水(free water)：
不被原生质胶体吸附的水，能在 体内自由移动，并起溶剂作用的 水。 参与代谢：多代谢强
20
细胞质亲水胶体：
1. 细胞质的溶胶（sol)状态：含水 较多，大多数情况下细胞质成 溶胶态
2. 细胞质凝胶(gel)状态：含水量较 少，如休眠种子
本篇含：水分代谢，矿质营养和光合作用
13
第一章 植物水分生理
14
水，孕育生命 陆生植物由水生植物进
化而来！ 水是植物的一个“先天
”环境条件！
15
植物的水分代谢（water metabolism)： 水分代谢的三过程： ❖ 水分吸收 ❖ 水分在植物体内的运输 ❖ 水分的排出
16
第一节 植物对水分的需要 一、植物含水量
❖ 不同植物 ❖ 同种植物不同环境下 ❖ 同种物不同器官 ❖ 同种植物不同组织
17
二、植物体内水分存在的状态
－NH2
－COOH 烷烃基、 苯基
－OH
Hydration: a chemical addition reaction where a hydroxyl group and proton are added to a compound
21
三、水分在生命活动中的作用
1 细胞质的主要组成分（70-90%） 2 代谢作用过程的反应物质 2 是物质吸收和运输的溶剂 3 可保持植物的固有姿态 4 水的理化性质有利于植物的生命活动。 ① 高汽化热和比热，较高的导热，有利于植物散发热量、
保持体温。
② 允许紫外和可见光通过，有利于光合作用。
22
植物生理学
学时：76 讲课：48 实验：28 成绩：实验＋平时＋终考 考试：闭卷考试 主讲:
1
绪论
植物生理学：研究植物生命活动规律的科学
植物生命活动
生长
生长发育
发育
物质和能量转化
物质和能 量转化紧 密结合
代谢
•水分 •养分 •光合 •呼吸
信息传递和信号转导
适应环境 信号传导（细胞水平）
信号转导（单细胞水品）
W. Pfeffer的<<植物生理学>>
•20世纪： 植物生理学飞跃发展时期
6
我国植物生理学
1915年钱崇澍的“钡、锶、铈对水棉的特 殊作用”
30年代是植物生理学的教学研究的起始期， 李继侗，罗宗洛和汤佩松是我国植物生理 学的奠基人。
7
近20、30年植物生理学发展的四大 特点：
❖ 研究层次越来越广 ❖ 学科之间相互渗透 ❖ 理论联系实际 ❖ 研究手段现代化
代谢（Metabolism）：维持各种生命活动过
程中的化学变化总称，包括物质合成、转化和分解过 程。
按性质：
• 物质代谢（Substance Metabolism) 合成分解 • 能量代谢 (Energy Metabolism)光能化学能, 分
解能量释放
按方向：
• 同化(assimilation)or 合成代谢(anabolism)： • 异化(disassimilation) or 分解代谢（catabolism)
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园林专业植物生理学
掌握植物生理生化学的基本知识 ，能够运用植物生理生化学的理论和 方法处理在园林植物选择、生产、园 栽培养护、育种等工作中遇到的实际 问题，并为学习后续课程奠定基础。
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园林保健植物
定义：园林中的保健植物，是园 林中那些含有抗菌素和具有抗 病毒作用的化学物质，能散发 有益人体健康气体的活性植物 的总称。
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分类
1. 婴幼儿、青少年适宜型，强身为主；提高对周围环 境的免疫力
2. 成年适宜型，健身为主；提神醒脑、缓解疲劳： 3. 老年适宜型，防病为主；注重减缓衰老、降血压、
防止心老血管疾病的发生，延年益寿； 4. 特殊群体适宜型，针对疾病人群、残疾人群等、特
别是针对具有或携带有传染病原的人群等
11
第一篇 植物的物质生产 和光能利用
水分在导管中运输方式 水分从土壤溶液进去植物体 水分集流和溶质浓度无关
25
植物细胞的水分集流：
➢ 水通道（water channel）: aquaporin
26
➢ 水孔蛋白：是膜内在蛋白，存在于细 菌、酵母、动物和植物中。
➢ 植物中有三种： ① 质膜内在蛋白、 ② 液泡膜上的液泡膜内在蛋白 ③ 和根瘤共生膜上的内在蛋白
第二节 植物细胞对水分的吸收
植物细胞吸收水分：
扩散 集流 渗透作用
23
一、扩散（diffusion）：是一种自发
过程，指由于分子的随机热运动所造成的物质从 浓度高的区域向浓度底的区域移动，顺浓度梯度 进行。短距离水分迁徙。
24
二、集流(mass flow)：指液体中成群的原
子或分子在压力梯度下共同移动。
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➢水孔蛋白： α螺旋跨膜， N和C端伸入 到膜内。N和C端膜内部分都含有高度保 守的NPA序列（Asn-Pro-Ala），排列相 反，形成对称结构，当两个NPA以不同 方向的180相对折叠时，在脂双层中间形
成狭窄的通道，就是水孔通道。
P NA
NA P
28
Schematic representation of the common aquaporin structure. The aquaporins are formed by two tandem repeats of three membranespanning α helices. Two connecting loops, each containing an Asn-ProAla (NPA) motif, are supposed to form pore in plasma membrane.
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目的：
➢ 植物生命活动过程内在规律 ➢ 植物体结构和功能的关系 ➢ 植物与环境相互关系
3
内容：
❖ 代谢生理：水分、 矿质、光和、 呼吸、有机物的代谢
❖ 生长发育生理：种子萌发、生 长、营养体向生殖体转化等
❖ 逆境生理： 植物与环境 的关系， 主要研究寒、旱、盐、涝等不 良 环境对植物之伤害
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任务： ❖ 了解植物在各种环境条件下进行生
18
束缚水（bound water）被细胞内胶体
颗粒或大分子吸附或存在于大分子结构 空间，不能自由移动，具有较低的蒸汽 压，在远离0℃以下的温度下结冰，不 起溶剂作用，并似乎对生理过程是无效 的水。
1. 在某低温下，（通常是在-20℃至-25℃）保持不结冰的水 2. 即使长时间在100℃的烘箱中，也不易去掉。在某些种子，孢子
命活动的规律和机理 ❖ 成果应用
5
植物生理学的产生和发展：
•萌芽：
几千年前就有植物生理学知识的孕育
我国古代，豆类植物和禾谷类植物的轮作
古罗马人，动物粪便和石灰作为肥料
•16—17世纪：植物生理学研究开始时期
凡 海尔蒙特（荷兰人）
•18—19世纪：植物生理学奠基和成长时期
J. Von Sachs 的<<植物生理学讲义>>
。 和少数高等植物的耐旱性中起着重要作用
19
自由水(free water)：
不被原生质胶体吸附的水，能在 体内自由移动，并起溶剂作用的 水。 参与代谢：多代谢强
20
细胞质亲水胶体：
1. 细胞质的溶胶（sol)状态：含水 较多，大多数情况下细胞质成 溶胶态
2. 细胞质凝胶(gel)状态：含水量较 少，如休眠种子
本篇含：水分代谢，矿质营养和光合作用
13
第一章 植物水分生理
14
水，孕育生命 陆生植物由水生植物进
化而来！ 水是植物的一个“先天
”环境条件！
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植物的水分代谢（water metabolism)： 水分代谢的三过程： ❖ 水分吸收 ❖ 水分在植物体内的运输 ❖ 水分的排出
16
第一节 植物对水分的需要 一、植物含水量
❖ 不同植物 ❖ 同种植物不同环境下 ❖ 同种物不同器官 ❖ 同种植物不同组织
17
二、植物体内水分存在的状态
－NH2
－COOH 烷烃基、 苯基
－OH
Hydration: a chemical addition reaction where a hydroxyl group and proton are added to a compound
21
三、水分在生命活动中的作用
1 细胞质的主要组成分（70-90%） 2 代谢作用过程的反应物质 2 是物质吸收和运输的溶剂 3 可保持植物的固有姿态 4 水的理化性质有利于植物的生命活动。 ① 高汽化热和比热，较高的导热，有利于植物散发热量、
保持体温。
② 允许紫外和可见光通过，有利于光合作用。
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植物生理学
学时：76 讲课：48 实验：28 成绩：实验＋平时＋终考 考试：闭卷考试 主讲:
1
绪论
植物生理学：研究植物生命活动规律的科学
植物生命活动
生长
生长发育
发育
物质和能量转化
物质和能 量转化紧 密结合
代谢
•水分 •养分 •光合 •呼吸
信息传递和信号转导
适应环境 信号传导（细胞水平）
信号转导（单细胞水品）
W. Pfeffer的<<植物生理学>>
•20世纪： 植物生理学飞跃发展时期
6
我国植物生理学
1915年钱崇澍的“钡、锶、铈对水棉的特 殊作用”
30年代是植物生理学的教学研究的起始期， 李继侗，罗宗洛和汤佩松是我国植物生理 学的奠基人。
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近20、30年植物生理学发展的四大 特点：
❖ 研究层次越来越广 ❖ 学科之间相互渗透 ❖ 理论联系实际 ❖ 研究手段现代化