《植物生理学》教案

安 振 锋

（生命学院植物生理教研室）

指导思想与总体规划

? 课程性质：植物生理学是研究植物生命活动规律的科学。植物生理学是生命科学主

要学科之一，也是植物生产类各专业的学科基础课程。

? 课程目的：通过学习本门课程的理论课程，使学生了解植物生理学的研究内容和发

展简史，认识植物生命活动的基本规律，理解和掌握植物生理学的基本概念、基础理论知识和主要实验的原理与方法。能够运用植物生理学的基本原理和方法综合分析、判断、解决有关理论和实际问题。通过学习本门课程实验课，提高学生科学实践技能，培养学生实事求是的科学态度和工作作风，进一步加强、提高学生科学素质。

? 推荐教材或参考书目：

推荐教材

《植物生理学》（第1版）. 张继澍主编. 高等教育出版社. 2006年

《植物生理学典型题解析及自测试题》 （第2版）.高等教育出版社.2008年 参考书目

潘瑞炽主编，《植物生理学》，高等教育出版社，2004年6月第1版。 武维华主编，《植物生理学》，科学出版社，2003年4月第1版

? 教学方法与手段：课堂教学采用多媒体方式；实验课以班为单位，2人一组进行 ? 考核方式： 考试

? 成绩评定：平时成绩占50%，形式有：作业（20%）、实验（30%）；考试成绩占50%，

形式为闭卷考试。

绪论

基本内容

1) 植物生理学的定义、研究对象、内容。 2) 植物生理学的产生和发展。 3) 植物生理学对农业做出的贡献。 4) 植物生理学的发展趋势。 基本要求

1) 了解植物生理学的对象、内容、产生和发展。 2) 了解植物生理学对农业做出的贡献、发展趋势。 3) 了解植物生理学与分子生物学的关系。

一、植物生理学的定义、研究对象、内容

1、什么是植物生理学：植物生理学是研究植物生命活动规律，揭示植物生命现象本质的科学。它是植物学的一个分支。

生命活动：水分代谢、矿质代谢、光合作用、呼吸作用、种子萌发、营养器官的生长、生殖器官的形成，开花、传粉、受精、成熟衰老过程。

2、植物生理学研究对象——植物，主要是高等绿色植物，以揭示自养生物的生命现象本质及其与外界条件的相互关系。

3、植物生理学的研究内容： ? 细胞生理：细胞的结构与功能。

? 营养与代谢：包括光合作用、呼吸作用、水分生理、矿质营养、物质运输与分

配、植物生长物质。

? 生长与发育：生长生理、成花生理、生殖和衰老 ? 环境生理：主要讲逆境生理。 4、植物生理学的基本任务

一方面是探索生命活动的基本规律，进行理论研究。

另一方面是应用该理论服务于农业生产，为栽培植物，改良和培育植物品种提供理论依据。并能不断提出控制植物生长的有效方法，从而改造自然，利用自然，造福人类。

二 植物生理学的产生与发展

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。

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。

第三阶段：植物生理学深化阶段。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。例如膜的“流动镶嵌”模型、细胞全能性、光敏色素的发现、光合作用光暗反应，光呼吸，C3、C4、CAM植物发现。

三、植物生理学对农业做出的贡献

矿质营养：肥料的基础，复合肥、微肥、叶肥、专用肥，无土栽培。

光合作用：间作套种、多熟栽培、合理密植、矮秆化、提高光能利用率和高光效育种。

呼吸作用：果蔬保鲜与储运。

激素：生长调控、开花结果调控、无性繁殖、插条生根、保鲜与贮藏。 春化与光周期：栽培、引种和育种。

组织培养：花药育种、原生质体培养、细胞杂交融合、基因导入、快繁、脱除病毒和植物性药物。

根源信号转导：节水农业。

作物产量形成与高产理论：这是植物生理学多年来长盛不衰的研究课题之一，已经形成了“作物产量生理学”、“光合作用与作物生产力”等分支学科。

从作物产量归根结底来自光合作用这一基本事实出发，植物生理学家将作物光合作用与产量的关系分解为光合面积、光合时间、光合效率、光合产物的消耗与光合产物的分配五个因素，产量是这五个因素协调统一的结果。

环境生理与作物抗逆性：环境生理学的研究对农业生产的贡献是多方面的，主要体现在为从栽培、育种等方面提高作物抗逆性、减轻逆境造成的损失提供理论基础和可行

的途径。

如关于作物渗透调节能力与作物抗旱、抗盐及抗寒性关系的发现，启发人们通过合理的栽培管理、品种选育、化学调控甚至遗传工程等途径，同时通过增强渗透调节能力来改善作物的抗逆性。 四、植物生理学的发展趋势

1、研究层次越来越宽广

微观：群体→个体→器官→组织→细胞→亚细胞→分子 宏观：个体→群体→群落→生物圈 2、研究手段的现代化 3、学科间相互渗透

植物生理学与分子生物学的关系：分子生物学（molecular biology）是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征和规律性及其相互关系的科学。

近年来，分子生物学的发展真可谓日新月异，并且迅速向生物学各个学科渗透，在分子水平（基因表达与调控）上探讨植物生命活动的规律对植物生理学产生了重大而深刻的影响，它使植物生理学研究的领域更广阔了，机理分析也更深入了。

但是分子生物学只是植物生理学的一个伴侣，不会取代植物生理学，正如一个多么复杂的生物大分子，不能代替多细胞的生物有机体一样。

植物生理学是在不同水平上研究复杂生命过程及调控机理， 是基因水平研究与性状表达之间的“桥梁”。

第一章 植物细胞的结构和功能（自学）