齐齐哈尔大学：《植物生理学》课程教学资源（PPT课件）第一章 绪论（主讲：张东向）

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 四、植物生理学的学习方法

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 四、植物生理学的学习方法

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，及其与环境 相互关系的科学

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，及其与环境 相互关系的科学

(二) 植物生理学的研究内容 （植物生命活动的组成） 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

(二) 植物生理学的研究内容 （植物生命活动的组成） 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

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——生长 growth； 二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，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—— 发育development。 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

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——生长 growth； 二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，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—— 发育development。 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

花的发育 孢子形成 配子生长 花药 减数 有丝 分裂 分裂 小胞子囊 花粉母细胞 花粉粒 花粉 (2n) (n) 雌蕊 胚囊母细胞大孢子 (n) 21n 花 胚珠 减数 分裂 成熟的孢子体 授粉 雄配子体 (2n) 柱头 花粉管 精细胞 花柱 (n) 花粉管 营养核 子房 器官形成 .D 珠被 胚乳 芽生长点 卵细胞 萌发 根生长点 受精的极核 (3n) 幼苗 子叶 还轴 受精 胚 受精卵(2n) 种子休眠 胚胎发生

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。 生长发育则是代谢作用的综合表现和最终结果。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物合成，使新生叶不能展开，发生“小叶病

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。 生长发育则是代谢作用的综合表现和最终结果。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物合成，使新生叶不能展开，发生“小叶病

光合作用中光反应与暗反应的联系 •

光合作用中光反应与暗反应的联系 •

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。 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

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。 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

18.2 各种内部信号影响植物细胞的代谢、生长和发育 生长调节剂 未知发育信号 温度 病原体(真菌、 细菌、病毒) 激素 膨压 电信号 多肽 糖、氨基酸 壁断片 壁的机械压力 矿质 转播 光 放大 发散到多个目标 改变离 子流 细胞骨 架改变 改变细胞生长和代谢 调节代 谢途径 基因表 达调节 伤害

18.2 各种内部信号影响植物细胞的代谢、生长和发育 生长调节剂 未知发育信号 温度 病原体(真菌、 细菌、病毒) 激素 膨压 电信号 多肽 糖、氨基酸 壁断片 壁的机械压力 矿质 转播 光 放大 发散到多个目标 改变离 子流 细胞骨 架改变 改变细胞生长和代谢 调节代 谢途径 基因表 达调节 伤害

各种外部信号影响植物的生长发育 Fig.1 各种 外 部信号影响植 物的生长发育 重力 光合作用的光 光形态建成的光 温度 风 光周期 湿度 病原体 草食动物 乙烯 寄生虫 矿质营养 土壤微生物 有毒物质 水分状况 土壤质地 返回

各种外部信号影响植物的生长发育 Fig.1 各种 外 部信号影响植 物的生长发育 重力 光合作用的光 光形态建成的光 温度 风 光周期 湿度 病原体 草食动物 乙烯 寄生虫 矿质营养 土壤微生物 有毒物质 水分状况 土壤质地 返回