绪 论 一、植物生理学的定义和研究内容 二、植物生理学的产生和发展 三、植物生理学在农业现代化中应用 2007.12.15 魏小红 1
2007.12.15 魏小红 1 一、 植物生理学的定义和研究内容 二、 植物生理学的产生和发展 三、 植物生理学在农业现代化中应用
一、植物生理学的定义和研究内容 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。 内容：可区分为生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递和信号转导三 个方面。 1、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： ◆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； ◆是由于新器官的不断出现带来的一系列肉眼可见的形态变化。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。 2007.12.15 魏小红 2
2007.12.15 魏小红 2 一、植物生理学的定义和研究内容 内容：可区分为生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递和信号转导三 个方面。 1 、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： ♠ 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； ♠ 是由于新器官的不断出现带来的一系列肉眼可见的形态变化。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。 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
2、物质与能量代谢：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。 3、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。植物虽不象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，必须对环境的变化作出响应，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。 2007.12.15 魏小红 3
2007.12.15 魏小红 3 2、物质与能量代谢：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。 3、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。植物虽不象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，必须对环境的变化作出响应，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
二、植物生理学的产生和发展 它是从植物学这门古老的科学中分化而来的。回顾其发展的历史过程，科学 的植物生理学诞生之前，在没有科学技术指导的社会里，人们通过肉眼的观察记 载和生产劳动中经验的积累，具备了植物生命活动的一些知识，但仍然是一些朴 素的感性知识。14~16世纪，欧洲经过文艺复兴运动，冲破了神学的束缚，在这 种历史背景下，探究植物生命活动奥秘的研究也就应运而生了。随着科学技术的 发展，植物生理学的发展大致经历了以下三个阶段。 2007.12.15 魏小红 4
2007.12.15 魏小红 4 二、植物生理学的产生和发展 它是从植物学这门古老的科学中分化而来的。回顾其发展的历史过程，科学 的植物生理学诞生之前，在没有科学技术指导的社会里，人们通过肉眼的观察记 载和生产劳动中经验的积累，具备了植物生命活动的一些知识，但仍然是一些朴 素的感性知识。14～16世纪，欧洲经过文艺复兴运动，冲破了神学的束缚，在这 种历史背景下,探究植物生命活动奥秘的研究也就应运而生了。随着科学技术的 发展，植物生理学的发展大致经历了以下三个阶段
1植物生理学的孕育 植物生理学孕育阶段是从探讨植物营养和植物体内汁液流动问题开始的。 荷兰学者J.B.van Helmont第一个用科学实验来探讨植物营养本质的人。以后， 随着化学和物理知识的不断丰富和实验技术的不断发展，对植物生命活动的研 究也逐渐走向定量和精确化。尤其是18~19世纪初，化学家、物理学家、植物 生理学家及植物营养学家们对科学技术的应用，使植物光合作用的概念已初具 雏形。其发现彻底动摇了植物营养的腐殖质理论一植物向动物通过胃、肠吸收 营养一样，植物的根是通过从土壤中吸收腐殖质来构成其躯体的。因此，科学 技术的发展孕育了植物生理学。 2007.12.15 魏小红 5
2007.12.15 魏小红 5 １ 植物生理学的孕育 植物生理学孕育阶段是从探讨植物营养和植物体内汁液流动问题开始的。 荷兰学者J.B.van Helmont 第一个用科学实验来探讨植物营养本质的人。以后， 随着化学和物理知识的不断丰富和实验技术的不断发展，对植物生命活动的研 究也逐渐走向定量和精确化。尤其是18~19 世纪初，化学家、物理学家、植物 生理学家及植物营养学家们对科学技术的应用，使植物光合作用的概念已初具 雏形。其发现彻底动摇了植物营养的腐殖质理论―植物向动物通过胃、肠吸收 营养一样，植物的根是通过从土壤中吸收腐殖质来构成其躯体的。因此，科学 技术的发展孕育了植物生理学
2植物生理学的诞生和成长 这一阶段经历了大约半个世纪的时间，其间，19世纪三大科学发现一细胞 学说、能量守恒定律和生物进化论的陆续确立，有力的推动了植物生理学的发 展。 科学技术发展对其影响及研究范围主要包括四个方面： (1)、在植物矿质营养的研究方面，明确了植物不能从空气中直接同化氮素： 在细胞学说的推动下，全面研究了渗透现象，提出了渗透学说，科学地解释了 水分进入细胞的现象； (2)、在能量守恒定律确定之后，科学家利用自行设计的仪器对叶绿素的吸收 光谱进行了比较精密的研究，证明光合作用利用的光就是叶绿素所吸收的光， 从而证明光合作用也符合能量守恒定律。 2007.12.15 魏小红 6
2007.12.15 魏小红 6 2 植物生理学的诞生和成长 这一阶段经历了大约半个世纪的时间，其间，19世纪三大科学发现―细胞 学说、能量守恒定律和生物进化论的陆续确立，有力的推动了植物生理学的发 展。 科学技术发展对其影响及研究范围主要包括四个方面： （1）、在植物矿质营养的研究方面，明确了植物不能从空气中直接同化氮素： 在细胞学说的推动下，全面研究了渗透现象，提出了渗透学说，科学地解释了 水分进入细胞的现象； （2）、在能量守恒定律确定之后，科学家利用自行设计的仪器对叶绿素的吸收 光谱进行了比较精密的研究，证明光合作用利用的光就是叶绿素所吸收的光， 从而证明光合作用也符合能量守恒定律
(3)、在植物呼吸作用研究方面，确认呼吸是一种“生物燃烧”，所释放的 能来自呼吸底物中储藏的能量。 (4)、在生长发育生理方面，达尔文关于植物运动的详细观察与实验开辟了 植物感应的新领域。 19世纪末20世纪初，萨克斯和费费尔在全面总结了植物生理学研究成果 的基础上，出版了《植物生理学讲义》和三卷本《植物生理学》两部巨著， 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， 成为一门引人注目的生命学科。 2007.12.15 魏小红 7
2007.12.15 魏小红 7 （3）、在植物呼吸作用研究方面，确认呼吸是一种“生物燃烧” ， 所释放的 能来自呼吸底物中储藏的能量。 （4）、在生长发育生理方面，达尔文关于植物运动的详细观察与实验开辟了 植物感应的新领域。 19世纪末20世纪初，萨克斯和费费尔在全面总结了植物生理学研究成果 的基础上，出版了《植物生理学讲义》和三卷本《植物生理学》两部巨著， 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， 成为一门引人注目的生命学科
3、植物生理学的快速壮大 20世纪是科学技术发展突飞猛进的世纪，也是植物生理快速壮大发展的世纪。 由于物理学和化学，特别是原子与分子物理、固体物理、物理化学、结构化学等的 发展，开创了从深层次认识生命活动本质的可能，为生命科学提供了一系列现代化 研究技术，如同位素技术、电子显微技术、X射衍射技术、超离心机技术、色层分 析技术、电泳技术以及近发展起来的计算机图像外处理技术、激光共振显微技术、 膜片钳技术等，成为人们探索生命奥秘的强大武器。 2007.12.15 魏小红 8
2007.12.15 魏小红 8 3、植物生理学的快速壮大 ♠ 20世纪是科学技术发展突飞猛进的世纪,也是植物生理快速壮大发展的世纪。 由于物理学和化学，特别是原子与分子物理、固体物理、物理化学、结构化学等的 发展，开创了从深层次认识生命活动本质的可能，为生命科学提供了一系列现代化 研究技术，如同位素技术、电子显微技术、Ｘ射衍射技术、超离心机技术、色层分 析技术、电泳技术以及近发展起来的计算机图像外处理技术、激光共振显微技术、 膜片钳技术等，成为人们探索生命奥秘的强大武器
◆研究手段的现代化，使研究数据精确可靠，而且获得速度快，大大促进 了植物生理学的发展。 ◆自20世纪50代以来，随着DNA双螺旋结构的揭示及遗传密码的破译，另一 新兴学科--分子生物学异军突起，立即波及到生物学各个学科，渗透到生 命科学的各个领域。 2007.12.15 魏小红 9
2007.12.15 魏小红 9 ♠ 研究手段的现代化，使研究数据精确可靠，而且获得速度快，大大促进 了植物生理学的发展。 ♠ 自20世纪50代以来，随着DNA 双螺旋结构的揭示及遗传密码的破译,另一 新兴学科------分子生物学异军突起，立即波及到生物学各个学科，渗透到生 命科学的各个领域
三、植物生理学在农业现代化中应用 农业现代化的本质是指农业科学化，即创立一个高产、稳产、优质、 低耗的农业生产系统。植物生理学此诞生之日就与农业生产结下了不 解之缘，著明的俄国植物生理学家季米里亚捷夫早20世纪30年代就做 出了“植物生理学是合理农业的基础”这一科学论断，而且植物生理 学发展史也雄辩的证明了这一论断的正确性。现代化农业中应用植物 生理学知识几乎从产量到育种都涉足植物生理学。 2007.12.15 魏小红 10
2007.12.15 魏小红 10 三、 植物生理学在农业现代化中应用 农业现代化的本质是指农业科学化，即创立一个高产、稳产、优质、 低耗的农业生产系统。植物生理学此诞生之日就与农业生产结下了不 解之缘，著明的俄国植物生理学家季米里亚捷夫早20世纪30年代就做 出了“植物生理学是合理农业的基础”这一科学论断，而且植物生理 学发展史也雄辩的证明了这一论断的正确性。现代化农业中应用植物 生理学知识几乎从产量到育种都涉足植物生理学