植物生理学--绪论--课件

ppt课件1植物生理学植物生理学ppt课件2植物的生长需要哪些环境条件？植物的生长需要哪些环境条件？种田或养花为什么要浇水、施肥？种田或养花为什么要浇水、施肥？为什么绿色植物的生长离不开阳光？为什么绿色植物的生长离不开阳光？种子为什么能够萌发？小苗为什么能长成大树？种子为什么能够萌发？小苗为什么能长成大树？植物的开花结果为什么能够发生？植物的开花结果为什么能够发生？植物为什么要有叶片，以及为什么能够衰老？植物为什么要有叶片，以及为什么能够衰老？还有很多生长和发育现象还有很多生长和发育现象:如顶端优势、向光性、向地性、向化性等。如顶端优势、向光性、向地性、向化性等。一一些些问问题题ppt课件3绪绪 论论一、植物生理学的定义和研究内容一、植物生理学的定义和研究内容二、植物生理学的发展历史二、植物生理学的发展历史三、植物生理学与生产实践三、植物生理学与生产实践四、植物生理学的发展前景四、植物生理学的发展前景ppt课件4一、植物生理学的定义和研究内容一、植物生理学的定义和研究内容 植植物物生生理理学学是是研研究究植植物物生生命命活活动动规规律律及其与环境之间关系的科学及其与环境之间关系的科学。即即用用物物理理的的、化化学学的的、生生物物学学等等方方法法，研研究究植植物物生生长长、生生殖殖、衰衰老老、死死亡亡等等一一系系列列过过程程，在在这这些些过过程程中中所所发发生生的的代代谢谢变变化化，以以及及这些代谢变化与环境条件的相互作用等。这些代谢变化与环境条件的相互作用等。（一）植物生理学的定义（一）植物生理学的定义要点：要点：1.研究的对象是植物研究的对象是植物 2.基本任务是探索植物生命活动的基本规律和本质基本任务是探索植物生命活动的基本规律和本质ppt课件5重点研究对象：重点研究对象：因为绿色植物在生物界中具有无与伦比因为绿色植物在生物界中具有无与伦比的特殊性的特殊性自养性自养性，即它可以吸收简单的，即它可以吸收简单的无机物（无机物（CO2、H2O和矿质元素等），利用和矿质元素等），利用太阳能，合成自身赖以生存的任何物质太阳能，合成自身赖以生存的任何物质（CH2O、脂肪、蛋白质、维生素等），自给、脂肪、蛋白质、维生素等），自给自足建成自身。这就是生物的自养性。绿色自足建成自身。这就是生物的自养性。绿色植物的自养性是地球上的其它生物生存所需植物的自养性是地球上的其它生物生存所需有机物及能量的根本来源。有机物及能量的根本来源。绿色高等植物绿色高等植物ppt课件6（二）植物生理学研究的内容（二）植物生理学研究的内容1.生长发育与形态建成生长发育与形态建成2.物质与能量代谢物质与能量代谢3.细胞信息传递和信号转导细胞信息传递和信号转导植物的生命活动可大致区分为三个方面：植物的生命活动可大致区分为三个方面：ppt课件71.生长发育与形态建成生长发育与形态建成 生长发育（生长发育（growth and development）是植）是植物生命活动的外在表现。物生命活动的外在表现。一一：是由于细胞数目的增加、细胞体积的扩大而导：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；致的植物体积和重量的增加；二：二：是由于新器官的不断出现带来的一系列可见的是由于新器官的不断出现带来的一系列可见的形态变化形态变化，即，即形态建成形态建成(morphogenesis），包括从种子），包括从种子萌发，根、茎、叶的生长，直到开花、结实、衰老、死亡萌发，根、茎、叶的生长，直到开花、结实、衰老、死亡的全过程。的全过程。ppt课件82物质代谢与能量转化物质代谢与能量转化 物质和能量代谢过程是植物生长发育的基物质和能量代谢过程是植物生长发育的基础，础，而物质转化与能量转化又紧密联系，构成而物质转化与能量转化又紧密联系，构成统一的整体，统称为统一的整体，统称为代谢代谢(metabolism)。代谢过程是运行于植物体内的一系列代谢过程是运行于植物体内的一系列生物化学和生物物理的变化过程。物质代生物化学和生物物理的变化过程。物质代谢是指物质的合成与分解过程；谢是指物质的合成与分解过程；能量代谢能量代谢是指能量的贮存与释放过程是指能量的贮存与释放过程。ppt课件9 代谢是生命活动的基础，而生长发育是代谢是生命活动的基础，而生长发育是代谢作用的综合表现与最终结果。代谢作用代谢作用的综合表现与最终结果。代谢作用遭受破坏，生命过程就会受到影响，代谢一遭受破坏，生命过程就会受到影响，代谢一旦停止，生命过程就不复存在。旦停止，生命过程就不复存在。绿色植物代谢的特点就是它的自养性。绿色植物代谢的特点就是它的自养性。植物的代谢包括：植物的代谢包括：水分代谢：吸收、运输与散失水分代谢：吸收、运输与散失矿质营养：吸收、同化与利用矿质营养：吸收、同化与利用光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用有机物的转化与分配等有机物的转化与分配等ppt课件10 3.3.信息传递和信号转导信息传递和信号转导ppt课件11ppt课件12 信息传递信息传递（message transportationmessage transportation）是）是指植物将感受到的环境信息从一个部位传递到指植物将感受到的环境信息从一个部位传递到另一个部位的过程。另一个部位的过程。主要是指物理或化学信号主要是指物理或化学信号在细胞或器官间的传输过程在细胞或器官间的传输过程。如根系将感受到。如根系将感受到的缺水信号传递到叶片，叶片作出气孔关闭的的缺水信号传递到叶片，叶片作出气孔关闭的运动反应。运动反应。信号转导信号转导（signal transductionsignal transduction）是）是细胞细胞外的信号跨膜转换成胞内信号，引发细胞内生理外的信号跨膜转换成胞内信号，引发细胞内生理反应的过程。反应的过程。ppt课件13知识模块知识模块n 第一篇第一篇 细胞生理（自学）细胞生理（自学）n 第二篇第二篇 代谢生理代谢生理 （水分代谢、矿质与氮素营养、光合作用、呼（水分代谢、矿质与氮素营养、光合作用、呼 吸作用、同化物的运输和分配）吸作用、同化物的运输和分配）n 第三篇第三篇 信号转导信号转导 （信号转导、植物生长物质、植物的光形态建（信号转导、植物生长物质、植物的光形态建 成与运动）成与运动）n 第四篇第四篇 发育生理发育生理 （生长生理、成花生理、生殖和衰老）（生长生理、成花生理、生殖和衰老）n 第五篇第五篇 抗逆生理抗逆生理ppt课件14二、植物生理学产生与发展二、植物生理学产生与发展植物学植物学植物形态学植物形态学植物分类学植物分类学显微镜显微镜植物解剖学植物解剖学植物形态发生学植物形态发生学植物胚胎学植物胚胎学化学和物理学化学和物理学植物生理学植物生理学静态描述性静态描述性科学科学动态描述性动态描述性科学科学实验性科学实验性科学ppt课件15 公元前公元前公元前公元前3 3 3 3世纪世纪世纪世纪 战国时期的战国时期的战国时期的战国时期的荀子荀子荀子荀子.富国篇富国篇富国篇富国篇里就有里就有“多粪肥田多粪肥田”的记载，在的记载，在韩非子韩非子韩非子韩非子里有里有“积力于田积力于田畴，必且粪灌畴，必且粪灌”的记载；的记载；西汉西汉 汜胜之书汜胜之书已将施肥方式施肥方式施肥方式施肥方式分为基肥、种肥和追肥，并且记载了杂草压青作杂草压青作杂草压青作杂草压青作绿肥，种子贮藏降低种子贮藏降低种子贮藏降低种子贮藏降低含水量；北魏北魏 齐民要术齐民要术描述了“热进仓热进仓”的储麦法：的储麦法：“日曝令干，及热埋之日曝令干，及热埋之”，同时记载了使树干韧皮部使树干韧皮部使树干韧皮部使树干韧皮部受轻伤，阻止有机物下运，促进开花的受轻伤，阻止有机物下运，促进开花的受轻伤，阻止有机物下运，促进开花的受轻伤，阻止有机物下运，促进开花的“嫁枣”技技术术。（公元500年左右）ppt课件16第一阶段第一阶段 ：植物生理学孕育阶段：植物生理学孕育阶段探讨植物营养和植物体内汁液流动问题探讨植物营养和植物体内汁液流动问题16271627年年 凡凡.海尔蒙特海尔蒙特 柳枝实验柳枝实验18401840年年 李比希李比希 植物矿质营养学说植物矿质营养学说 标标志志ppt课件17n古希腊哲学家亚里士多德关于植物营养的腐殖质学说统治古希腊哲学家亚里士多德关于植物营养的腐殖质学说统治着学术界。他认为，正像动物通过胃、肠吸收营养一样，着学术界。他认为，正像动物通过胃、肠吸收营养一样，植物的根是直接从土壤中吸收腐殖质构成其躯体的。植物的根是直接从土壤中吸收腐殖质构成其躯体的。n 荷兰的荷兰的Johann van Johann van HelmontHelmont(1577-1644)(1577-1644)用用实验否定了这种学说。实验否定了这种学说。他被认为是最早进行植他被认为是最早进行植物生理学实验的学者，物生理学实验的学者，他说明他说明“植物不吃土植物不吃土”。但他的结论是但他的结论是植物是靠植物是靠水构成躯体。水构成躯体。ppt课件18绪绪 论论n英国的英国的Joseph Joseph Priestley(1733-Priestley(1733-1804)17711804)1771年发现，老年发现，老鼠在密封的钟罩中不鼠在密封的钟罩中不久即死，而老鼠与绿久即死，而老鼠与绿色植物一起放在钟罩色植物一起放在钟罩内则不死，说明植物内则不死，说明植物能能净化空气净化空气；n英国的英国的Stephen Hales(1672-1761)Stephen Hales(1672-1761)，研究研究蒸腾和根蒸腾和根压压（transpiration and root pressuretranspiration and root pressure），从理论上），从理论上解释水分吸收与运转的道理解释水分吸收与运转的道理；ppt课件19n荷兰的荷兰的J.Ingenhousz(1730-1799)1779年接着了解到年接着了解到绿色植物在绿色植物在日光日光下才能清洁空气，下才能清洁空气，他将空气中能够助他将空气中能够助燃并维持动物生命的成分称为脱然素的气燃并维持动物生命的成分称为脱然素的气。直到。直到1782年，法国化学家拉瓦锡年，法国化学家拉瓦锡推翻了燃素学说，命名了氧和推翻了燃素学说，命名了氧和二氧化碳。二氧化碳。n瑞士的瑞士的deSaussure1804年年在在对于植物的化学分析对于植物的化学分析中利用定量化学实验证明：植物在光下吸收的中利用定量化学实验证明：植物在光下吸收的二氧化二氧化碳与放出的氧气有等体积关系，碳与放出的氧气有等体积关系，但在此期间但在此期间所增加的重所增加的重量加上释放出的氧气重量，超过了所吸收的二氧化碳重量加上释放出的氧气重量，超过了所吸收的二氧化碳重量。量。索苏尔认为索苏尔认为，多余的重量是由水提供的。，多余的重量是由水提供的。ppt课件20n此外，这一时期还明确了此外，这一时期还明确了二氧化碳同化的产物是糖和淀粉二氧化碳同化的产物是糖和淀粉，光光是推动此过程的是推动此过程的动力动力；叶片中的绿色色素被命名为；叶片中的绿色色素被命名为叶绿叶绿素素；不同光谱成分不同光谱成分对二氧化碳同化的影响得以初步探讨。对二氧化碳同化的影响得以初步探讨。至此，至此，植物光合作用的概念已初具雏形植物光合作用的概念已初具雏形。n德国的德国的JustusvonLiebig1840年，以植物灰分分析的多年，以植物灰分分析的多年实验结果为依据，在年实验结果为依据，在化学在农业及生理学中的应用化学在农业及生理学中的应用中声称中声称:除除碳素碳素来自空气以外，植物体内所有的来自空气以外，植物体内所有的矿物质矿物质都都是从土壤中取得的。宣布了是从土壤中取得的。宣布了植物矿质营养学说的诞生植物矿质营养学说的诞生，确，确立了植物区别于动物的自养特性，使争论了两个世纪的植立了植物区别于动物的自养特性，使争论了两个世纪的植物营养来源问题终于有了一个比较正确的结论。物营养来源问题终于有了一个比较正确的结论。ppt课件21第二阶段第二阶段 ：植物生理学的诞生与成长阶段：植物生理学的诞生与成长阶段 18401840年李比希矿质营养学说的建立年李比希矿质营养学说的建立 1919世世纪纪末末德德国国植植物物生生理理学学家家萨萨克克斯斯和和费费弗弗尔尔的的两部植物生理学专著的问世两部植物生理学专著的问世在此期间，在此期间，19世纪三大科学发现世纪三大科学发现细胞学说，细胞学说，能量守恒定律和生物进化论陆续确立，有力地能量守恒定律和生物进化论陆续确立，有力地推动了植物生理学的发展。推动了植物生理学的发展。ppt课件22n在植物矿质营养的研究方面在植物矿质营养的研究方面，明确了，明确了植物不能从空气中直接同化氮植物不能从空气中直接同化氮素素，而与豆科植物共生并使之形成根瘤的细菌可以固定空气中的分，而与豆科植物共生并使之形成根瘤的细菌可以固定空气中的分子态氮；法国学者布森格以石英砂和木炭为基质，子态氮；法国学者布森格以石英砂和木炭为基质，利用矿物盐溶液利用矿物盐溶液实现了植物的无土栽培实现了植物的无土栽培。n1859年，诺普和年，诺普和费弗尔费弗尔成功的使培养在成功的使培养在固定配方固定配方配制的植物完成了配制的植物完成了其生活史，使其生活史，使植物营养研究进入精确化和定量化阶段植物营养研究进入精确化和定量化阶段，为植物必需，为植物必需的大量元素和微量元素的陆续发现创造了条件，也为的大量元素和微量元素的陆续发现创造了条件，也为农作物施肥农作物施肥奠奠定了基础。定了基础。n在细胞学的推动下，在细胞学的推动下，费弗尔费弗尔和范特霍夫全面研究了和范特霍夫全面研究了渗透现象渗透现象，提出，提出了渗透学说，科学的解释了水分进出细胞的现象。了渗透学说，科学的解释了水分进出细胞的现象。n19世纪世纪60年代，俄国季米里亚捷夫证明光合作用所用的光就是叶绿年代，俄国季米里亚捷夫证明光合作用所用的光就是叶绿素所吸收的光，从而证明素所吸收的光，从而证明光合作用也遵循能量守恒定律光合作用也遵循能量守恒定律。n在呼吸作用研究方面在呼吸作用研究方面，俄国科学家巴赫、巴拉金等确认，俄国科学家巴赫、巴拉金等确认呼吸作用呼吸作用是是一种一种“生物燃烧生物燃烧”。所释放的能量来自呼吸底物的氧化。所释放的能量来自呼吸底物的氧化。n在植物生长发育生理方面在植物生长发育生理方面，达尔文关于，达尔文关于植物运动植物运动的研究开辟了植物的研究开辟了植物感应性研究的新领域。感应性研究的新领域。ppt课件23德国的德国的Sachs（1832-1897）对植物的生长植物的生长、蒸腾作用蒸腾作用（transpiration）、光合作用光合作用（chlorophyll,starch）和矿质矿质营养营养作了许多重要实验，促使植物生理学形成一个完整的体系。他于1882年编写了植物生理学讲义。德国的德国的Pfeffer(1845-1920)研究了渗透压渗透压(osmotic pressure)，并于1897年出版了植物生理学，标志着植物生理学作为一门学科的诞生。萨克斯，萨克斯，JuliusvonSachs费弗尔（费弗尔（W.Pfeffer）ppt课件24 萨克斯（萨克斯（Sachs,1882Sachs,1882）的）的植物生理学讲义植物生理学讲义的问世，费弗尔（的问世，费弗尔（PfefferPfeffer，18971897）植物生理学植物生理学巨著的出版，才使植物生理学从植物学与农学中巨著的出版，才使植物生理学从植物学与农学中脱颖而出，独立成为一门新兴的学科。脱颖而出，独立成为一门新兴的学科。ppt课件25第三阶段：植物生理学发展、分化与壮大阶段第三阶段：植物生理学发展、分化与壮大阶段 2020世纪世纪5050年代开始，植物生理学的研究在微观、个年代开始，植物生理学的研究在微观、个体和宏观体和宏观3 3个层次上都发生了巨大的变化，获得了许多个层次上都发生了巨大的变化，获得了许多重大突破。重大突破。n 微观方面微观方面：提出并确定了膜的流动镶嵌模型，在双层：提出并确定了膜的流动镶嵌模型，在双层膜上，执行着诸如电子传递、能量转换、离子吸收、信膜上，执行着诸如电子传递、能量转换、离子吸收、信号转导等重要生理功能。号转导等重要生理功能。n 光合作用研究中光合作用研究中：CalvinCalvin等于等于2020世纪世纪5050年代采用年代采用1414C C示示踪技术与层析技术相结合，揭开了数十年所不能解决的踪技术与层析技术相结合，揭开了数十年所不能解决的COCO2 2固定与还原之谜，提出了著名的卡尔文循环，即固定与还原之谜，提出了著名的卡尔文循环，即C3C3光光合碳循环。合碳循环。6060年代以后年代以后C C4 4、CAMCAM途径与光呼吸的陆续发现途径与光呼吸的陆续发现把光合作用的研究推向了崭新阶段。把光合作用的研究推向了崭新阶段。ppt课件26n 植物生长发育生理方面植物生长发育生理方面：成功地使：成功地使植物组织、细胞核原植物组织、细胞核原生质体在离体培养条件下通过脱分化和再分化成长为新的生质体在离体培养条件下通过脱分化和再分化成长为新的植物个体。植物个体。这一成就不但证明了植物细胞的全能性，而且这一成就不但证明了植物细胞的全能性，而且为植物细胞工程和基因工程的大发展创造了条件。为植物细胞工程和基因工程的大发展创造了条件。2020世纪世纪4040和和5050年代相继发现了植物光周期现象和控制光年代相继发现了植物光周期现象和控制光周期现象的色素蛋白复合体周期现象的色素蛋白复合体光敏色素光敏色素（几十种）。（几十种）。从从2020世纪世纪3030年代首次确定生长素的分子结构以来，已陆年代首次确定生长素的分子结构以来，已陆续确定了续确定了6 6种公认的植物激素种公认的植物激素和和1010种内源生长物质。种内源生长物质。n 植物逆境生理方面植物逆境生理方面：生物膜生物膜的组成、结构和功能与植物的组成、结构和功能与植物抗逆性的关系；逆境条件下的抗逆性的关系；逆境条件下的活性氧活性氧伤害和活性氧清除系伤害和活性氧清除系统与植物抗逆性；植物热激蛋白及其他统与植物抗逆性；植物热激蛋白及其他逆境蛋白逆境蛋白的合成及的合成及功能等。此外，还可通过抗逆性有关功能等。此外，还可通过抗逆性有关基因的转移和改造基因的转移和改造，培育出大量抗逆性强的作物新种质。培育出大量抗逆性强的作物新种质。ppt课件27n 来自分子生物学的严峻挑战：来自分子生物学的严峻挑战：2020世纪世纪8080年代以来，分子生物学的迅速发展，已经使植年代以来，分子生物学的迅速发展，已经使植物生理学的面貌发生了巨大的变化。甚至可以认为，植物物生理学的面貌发生了巨大的变化。甚至可以认为，植物生理学已经进入了分子植物生理学的阶段。生理学已经进入了分子植物生理学的阶段。2020世纪末，模式植物世纪末，模式植物拟南芥拟南芥已经完成了已经完成了全基因组的测序全基因组的测序，是现代植物生理学研究的划时代事件。人们可以通过对模是现代植物生理学研究的划时代事件。人们可以通过对模式植物基因功能的研究，对作物的相应基因进行遗传操作，式植物基因功能的研究，对作物的相应基因进行遗传操作，获得作物的新种植。近些年，获得作物的新种植。近些年，高粱、水稻、杨树、苹果、高粱、水稻、杨树、苹果、葡萄、番木瓜葡萄、番木瓜等植物的全基因组也已经完成了测序。等植物的全基因组也已经完成了测序。在全基因组测序完成后，急需解决的问题就在全基因组测序完成后，急需解决的问题就是指导这些基因的功能，于是以功能基因的鉴是指导这些基因的功能，于是以功能基因的鉴定为目标的定为目标的功能基因组学功能基因组学和以基因表达的蛋白和以基因表达的蛋白质产物为研究对象的质产物为研究对象的蛋白质组学蛋白质组学便应运而生。便应运而生。ppt课件28n 植物整体研究方面：器官间物质与信息传递的研究正成为新的热点。植物整体研究方面：器官间物质与信息传递的研究正成为新的热点。n 关于物质由关于物质由源端装入源端装入和和库端卸出库端卸出的机理，关于的机理，关于源库之间信息交换源库之间信息交换的的机理，关于物质与信息交换的高速公路机理，关于物质与信息交换的高速公路维管束结构与功能维管束结构与功能的研究的研究（韧皮部运输（韧皮部运输mRNAmRNA），都已取得了令人瞩目的成就。这些研究不仅对），都已取得了令人瞩目的成就。这些研究不仅对于农业生产中增加产品器官的产量具有重要意义，而且也预示着理论于农业生产中增加产品器官的产量具有重要意义，而且也预示着理论上的新突破。上的新突破。n 根系与地上部分根系与地上部分的研究。如某些植物的根系能够感知地上部分铁、的研究。如某些植物的根系能够感知地上部分铁、锌等营养元素亏缺的信号，从而通过调整其代谢，向根际土壤中分泌锌等营养元素亏缺的信号，从而通过调整其代谢，向根际土壤中分泌大量有机酸等分泌物，以加强土壤中难溶性元素的溶解和吸收。这些大量有机酸等分泌物，以加强土壤中难溶性元素的溶解和吸收。这些分泌物还会对根际微生物和相邻的其他植物产生微妙的影响。分泌物还会对根际微生物和相邻的其他植物产生微妙的影响。n 在宏观领域在宏观领域，植物生理学的研究还与，植物生理学的研究还与生态学及环境科学生态学及环境科学相结合，相结合，形成了一些新的边缘学科，如形成了一些新的边缘学科，如植物生理生态学植物生理生态学、植物环境生理学植物环境生理学等，等，主要研究植物的生长发育和生理特性对各种环境条件的响应等主要研究植物的生长发育和生理特性对各种环境条件的响应等。ppt课件29从事植物生理学研究大有可为从事植物生理学研究大有可为 诺贝尔化学奖：诺贝尔化学奖：1915年年威尔斯泰特（德国人）威尔斯泰特（德国人）R.MWillstter从事植物色素（叶绿素）的研究从事植物色素（叶绿素）的研究；1930年年非舍尔（德国人）非舍尔（德国人）HansFischer从事血红素和叶绿素从事血红素和叶绿素的性质及结构方面的研究的性质及结构方面的研究；1961年年卡尔文（美国人）卡尔文（美国人）Calvin研究研究光合作用光合作用的的C-3循环；循环；1988年年戴森霍弗戴森霍弗JDeisenhofer、胡伯尔、胡伯尔RHuber、米歇尔米歇尔HMichel（德国人）（德国人）分析了分析了光合作用光合作用反应中心的三维结构。反应中心的三维结构。ppt课件30 我国的植物生理院士：钱崇澍我国的植物生理院士：钱崇澍我国的植物生理院士：钱崇澍我国的植物生理院士：钱崇澍19551955、李继侗、李继侗、李继侗、李继侗19551955、罗宗洛、罗宗洛、罗宗洛、罗宗洛19551955、汤佩松、汤佩松、汤佩松、汤佩松19551955殷宏章殷宏章殷宏章殷宏章19551955娄成后娄成后娄成后娄成后19801980沈允钢沈允钢沈允钢沈允钢19801980阎隆飞阎隆飞阎隆飞阎隆飞19911991施教耐施教耐施教耐施教耐19911991匡廷云匡廷云匡廷云匡廷云19951995许智宏许智宏许智宏许智宏19971997陈晓亚陈晓亚陈晓亚陈晓亚20052005赵进东赵进东赵进东赵进东 20072007武维华武维华武维华武维华 20072007华人华人华人华人杨祥发杨祥发杨祥发杨祥发国际著名植物生理学家、美国科学院院国际著名植物生理学家、美国科学院院国际著名植物生理学家、美国科学院院国际著名植物生理学家、美国科学院院士、士、士、士、19921992年年年年 WOLFWOLF农学奖得主、原中国台湾中研院副农学奖得主、原中国台湾中研院副农学奖得主、原中国台湾中研院副农学奖得主、原中国台湾中研院副院长。在乙烯的合成方面做出重大贡献。院长。在乙烯的合成方面做出重大贡献。院长。在乙烯的合成方面做出重大贡献。院长。在乙烯的合成方面做出重大贡献。ppt课件31三、植物生理学与生产实践三、植物生理学与生产实践 植物生理学是合理农业的基础。植物生理学是合理农业的基础。指导农业指导农业生产，为作物栽培以及改良和培育作物新品种生产，为作物栽培以及改良和培育作物新品种提供理论依据。提供理论依据。（一）（一）与农作物的生产与农作物的生产ppt课件32 1.1.作物产量形成与高产理论：为作物高产作物产量形成与高产理论：为作物高产优质高效提供理论依据和措施；优质高效提供理论依据和措施；作物产量归根结底来自光合作用，与光合作物产量归根结底来自光合作用，与光合面积、光合时间、光合效率、光合产物的消耗面积、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有关。与光合产物的分配五个因素有关。“绿色革命绿色革命”改良的稻麦品种主要特点是：改良的稻麦品种主要特点是：矮秆或半矮秆、株型紧凑、叶片直立、耐肥性矮秆或半矮秆、株型紧凑、叶片直立、耐肥性强强等特点。等特点。这些特性解决了在高肥水条件下保持群这些特性解决了在高肥水条件下保持群体良好的透光性能、稳定的结构和容纳更多的光合面体良好的透光性能、稳定的结构和容纳更多的光合面积等问题。积等问题。ppt课件33n填补填补光合作用两大光合作用两大“漏洞漏洞”（一是（一是“光合午休光合午休”，二，二是产量形成期叶片功能的过早衰退），能是产量形成期叶片功能的过早衰退），能提高作物产提高作物产量量。近年来我国育成的作物高产品种和杂交种多半具。近年来我国育成的作物高产品种和杂交种多半具有光和功能期长和耐强光的特性。有光和功能期长和耐强光的特性。ppt课件34 2.2.环境生理与作物抗逆性环境生理与作物抗逆性：主要体现在为栽培、育：主要体现在为栽培、育种（包括基因工程育种）等方面提高作物抗逆性、减轻种（包括基因工程育种）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。逆境造成的损失提供理论基础和可行的途径。3.3.植物生理学与育种学相结合作物生理育种、品植物生理学与育种学相结合作物生理育种、品质育种，为改良和培育作物新品种提供理论基础。质育种，为改良和培育作物新品种提供理论基础。ppt课件353.设施农业中的作物生理学设施农业中的作物生理学：设施农业中的一系：设施农业中的一系列问题都与植物生理学相关，已有人就棚内作物列问题都与植物生理学相关，已有人就棚内作物的耐阴性、抗寒性、抗热性、抗病性以及的耐阴性、抗寒性、抗热性、抗病性以及CO2加加富等展开了一系列研究。富等展开了一系列研究。ppt课件36（二）（二）与生态环境的保护与生态环境的保护研究培育新的植被研究培育新的植被保护濒危植物保护濒危植物利用基因工程改造植物适应环境利用基因工程改造植物适应环境ppt课件37（三）与医药的关系（三）与医药的关系植物作为生物反应器植物作为生物反应器，将编码某药物的基因转入植物某，将编码某药物的基因转入植物某器官，最终收获目的产物。器官，最终收获目的产物。优点优点：1.廉价性，植物种植系统简单易行；廉价性，植物种植系统简单易行；2.安全性，安全性，植物是人类食品来源之一；植物是人类食品来源之一；3.植物是真核生物加工修饰系植物是真核生物加工修饰系统；统；4.经济实用，不需要进行蛋白提取等过程，而制成果经济实用，不需要进行蛋白提取等过程，而制成果汁、干粉等加工工艺产品。汁、干粉等加工工艺产品。自从自从1990年年Curtiss等用烟草表达突变链球菌株的表面蛋等用烟草表达突变链球菌株的表面蛋白抗原白抗原SpaA，到，到Mason等（等（1992）利用转基因植物生产乙）利用转基因植物生产乙肝抗原蛋白（肝抗原蛋白（HBsAg），实验技术的发展为利用植物作为），实验技术的发展为利用植物作为生物反应器提供了新思路。如，利用黄瓜作为生物反应器生生物反应器提供了新思路。如，利用黄瓜作为生物反应器生产产SOD化妆品、抗腹泻口服疫苗的生产等。化妆品、抗腹泻口服疫苗的生产等。ppt课件38（四）（四）与食品贮藏加工的关系与食品贮藏加工的关系呼吸作用产生乙烯，乙烯促进果蔬的衰老。呼吸作用产生乙烯，乙烯促进果蔬的衰老。常规方法：低温、干燥、缺氧常规方法：低温、干燥、缺氧 如气调保鲜库：它既能控制库内的温度、湿如气调保鲜库：它既能控制库内的温度、湿度，又能控制库内的氧气、二氧化碳、乙烯等气度，又能控制库内的氧气、二氧化碳、乙烯等气体的含量，通过控制贮藏环境的气体成份来抑制体的含量，通过控制贮藏环境的气体成份来抑制水果蔬菜的生理活性，使库内的水果蔬菜处于休水果蔬菜的生理活性，使库内的水果蔬菜处于休眠状态。眠状态。转入反义转入反义ACCACC酶基因，抑制乙烯合成延长货价寿酶基因，抑制乙烯合成延长货价寿命。命。ppt课件39教材与参考书教材：教材：植物生理学植物生理学，王，王忠忠主编，中国农业主编，中国农业出版社，出版社，2009参考教材：参考教材：1.植物生理学植物生理学，武维华主编，科学出版社，武维华主编，科学出版社，20082.植物生理学植物生理学，潘瑞志，潘瑞志主编，高等教育出版主编，高等教育出版社，社，2008ppt课件40ppt课件41思考题：思考题：1.1.植物生理学主要研究内容是什么？植物生理学主要研究内容是什么？2.2.植物生理学的发展大致经历了哪三个阶段？植物生理学的发展大致经历了哪三个阶段？3.3.植物生理学与生产实践的关系主要表现在哪些植物生理学与生产实践的关系主要表现在哪些方面？举例说明植物生理学的研究成果对生产方面？举例说明植物生理学的研究成果对生产实践的指导作用？实践的指导作用？