植物生理学绪论本课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,植物学精品课程,长江大学,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,电话：,邮箱：,电话：,邮箱：,高 级 植 物 生 理 学,Advanced plant physiology,高 级 植 物 生 理 学 Advan,1,掌握植物生命活动的基本概念、基本生理过程、植物各生理过程的机理及其研究最新动态,;,生理过程相互依赖和相互制约的内在联系,;,植物与环境之间的协调、统一关系,;,在不同逆境条件下,对植物生长发育的影响以及植物对逆境的适应等。,教学目标,掌握植物生命活动的基本概念、基本生理过程、植物各生理过程的机,2,绪论,（,2,学时）,第一篇：植物的物质代谢与能量代谢,1,、,光合作用,（,8,学时）,2,、同化物运输,（,4,学时）,3,、植物呼吸作用,（,4,学时）,4,、水分生理,（,4,学时）,5,、矿质营养,（,4,学时）,第二篇：植物的信息传递,6,、细胞信号转导,（,4,学时）,7,、植物生长物质,（,4,学时）,8,、光形态建成,（,4,学时）,第三篇：植物的形态建成，,9,、植物的生长生理,（,4,学时）,10,、生殖生理,（,4,学时）,第四篇：植物的类型变异,11,、植物的抗性生理,（,4,学时）,绪论 （2学时）,3,讲授,实验,讨论,实践,作业,教学方法,讲授教学方法,4,平时成绩（,10 %,）,讨论（,10 %,）,实验（,30%,）,期末考试成绩（,50%,）,综合评定成绩,课程考核,平时成绩（10 %）课程考核,5,王忠主编：植物生理学,潘瑞炽等编：植物生理学（第四版）,余叔文汤章城主编：植物生理与分子生物学,L. Taiz & E. Zeiger: Plant Physiology,（,4,th,edition,2006,）,BB,布坎南,W,格鲁依森姆，,R L,琼斯 主编，瞿礼嘉，顾红 雅等译,植物生物化学与分子生物学,主要参考书,王忠主编：植物生理学主要参考书,6,主要杂志,1. CHINESE SCIENCE BULLETIN,科学通报,2. SCIENCE IN CHINA SERIES,C-LIFE SCIENCES,中国科学（,C,）,3. PROGRESS IN NATURAL SCIENCE,自然科学进展,4. ACTA BOTANICA SINICA,植物学报,主要杂志,7,5. Cell,6. Science,7. Nature,8. Plant Physiology,9. Plant Cell,10. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology,11. Planta,5. Cell,8,T h e,PLANT,C E L L,T h e,9,一 植物生理学的学习和研究内容,1,植物生理学（,plant physiology,）,学习和研究构成植物的,各部分乃至整体的,功能及其调控机制,为主要内容，阐明植物,生命活动规律,、揭示,植物,生命现象本质,的科学。,一 植物生理学的学习和研究内容1 植物生理学（plant,10,Plant physiology,is about,how,plants use the energy of the sun to assimilate carbon, and,how,they convert that carbon to the stuff of which they are made. It is about,how,plants obtain and distribute nutrients and water. It is about,how,they grow and develop,how,they respond to their environment ,how,they react to stress, and,how,they reproduce.,In short, plant physiology is about,how plants function,.,Plant physiology is about,11,研究植物的物质代谢,研究植物的水分代谢、矿质营养、呼吸作用、光合作用，来了解植物如何利用,H,2,O,、,CO,2,、无机离子合成碳水化合物、脂肪、蛋白质、核酸、维生素、生理活性物质和种类繁多的次生物质,以及这些物质又如何转化、分解或者排出体外,意义：,是植物生命活动的物质基础,植物生理学主要研究内容,研究植物的物质代谢 植物生理学主要研究内容,12,能量贮存,光能转化为稳定化学能：绿色植物在把无机物合成的同时，还把光能转化成电能，并通过,ATP,等高能物质以化学能的形式储存在有机物之中,能量的利用和散失,稳定化学能转化成为活跃的化学能：有机物分解与氧化，将所释放的能量以,ATP,形式用于植物生长发育,意义：是植物生命活动的能量基础,研究植物的能量代谢,能量贮存研究植物的能量代谢,13,这是植物的生命活动的外在表现：在物质和能量代谢基础上，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,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,）,种子萌发，根、茎、叶的生长，直到开花、结实、衰老、死亡的全过程。即是,“,春华秋实,”,，,“,春发、夏长、秋收、冬藏,”,直观描述,研究植物的形态建成,这是植物的生命活动的外在表现：在物质和能量代谢基础上，细胞数,14,植物生命活动周期在时空上有条不紊的进行是息传递（,message transportation,）和信号转导（,signal transduction,） 密不可分。,以核酸为载体的遗传信世代传递，它是植物个体发育沿确定方向进行，并使植物不断进化、发展,除遗传信息外，外源和内源物理、化学信号在植物整体水平上传递，以及在细胞水平上信号传递（细胞信号传递）形成料多种信息传递系统，它们不仅使植物体内相互联系进行协调的生长发育，而且也表现出与环境的协调与统一。,研究植物的信息传递,植物生命活动周期在时空上有条不紊的进行是息传递（messag,15,类型变异是植物对复杂生态条件和特殊的环境胁迫的综合反应。,因环境因子的复杂性和特殊性，必然导致植物在形态结构、生命周期、代谢途径、生理功能、种群类型等方面发生变异，并表现出相应的复杂性和多样性。,植物生理学则主要研究代谢类型及生理功能的变异。,研究植物类型变异,类型变异是植物对复杂生态条件和特殊的环境胁迫的综合反应。研究,16,物质代谢和能量代谢是形态建成的基础，信息传递是形态建成的开关，形态建成时物质代谢、能量转化和信息传递的结果，类型变异是植物适应各种环境条件的综合表现。,植物生理学五个研究部分可以看到：植物生理学是从分子亚细胞细胞组织器官个体群体不同水平来研究植物生命活动规律性及其与外界环境条件的关系。,植物生理学五部分内容关系,物质代谢和能量代谢是形态建成的基础，信息传递是形态建成的开关,17,植物细胞,水分,吸收,机理,矿质,营养,吸收,机理,光合作用：,呼吸作用,同化物,运输分配,植物生长,分化与发育,植物细胞水分吸收矿质吸收光合作用：呼吸作用同化物植物生长,18,植物生长,分化与发育,生长物质,作用机理,光控发育,温控作用,植物生殖与成熟,逆境适应,细胞信号转导,植物生长生长物质作用机理光控发育温控作用植物生殖与成熟逆境适,19,植物学精品课程,植物学精品课程,20,植物生理活动特性,：,“,自养性,”,营,固定式,生活,再生,或更新能力强,体细胞具全能性,21,核心内容,是在,分子,和,细胞,水平上、,组织,和,器官,水平上、,个体,和,群体,上研究和探讨植物生命活动过程中的功能及其调控。,核心内容是在分子和细胞水平上、组织和器官水平上、个,22,附：植物生理学研究的模式植物拟南芥,(,Arabidopsis thaliana,),植物界的果蝇,附：植物生理学研究的模式植物拟南芥(Arabidopsis,23,属十字花科植物，与许多经济作物亲缘较近,基因组简单，共,5,对染色体，,120Mb,，仅为大肠肝菌的,20,倍，玉米的,1%,，重复序列少，基因测序已于,2000,年,12,月完成。,植株小，可在培养室中大量培养。,生长期短，,3,周可开花，,6-8,周,1,代。,种子小但结种多，每株结籽超过,5000,粒，便于大量种植。,天然自花传粉，也可容易地人工杂交。,突变体多，易筛选。,可访问,拟南芥作为模式植物的优点,属十字花科植物，与许多经济作物亲缘较近拟南芥作为模式植物的优,24,1627,年 荷兰,J. B. van Helmont,柳枝实验,19,世纪,40,年代 德国,J. von Liebig,创立植物矿质营养学说,200,年,植物生理学的孕育阶段,二 植物生理学发展历史,1627年 荷兰 J. B. van Helmont 柳枝实,25,认为植物从环境中摄取水分来构成其躯体,推翻了亚里斯多德,(Aristotle),的腐殖质学说,栽培小树重,2.3 kg,树重达,76.7 kg,花盆和泥土总重,90 kg,花盆和泥土重量,89.9 kg,Add water only,5 yrs later,认为植物从环境中摄取水分来构成其躯体栽培小树重 2.3 k,26,1840,年 德国,Liebig,矿质营养学说,19,世纪末 德国,J. Sachs & W.Pfeffer,两部植物生理学专著问世,50,年,植物生理学诞生与成长阶段,1840年 德国 Liebig矿质营养学说19世纪末 德国,27,基础学科及相关学科,研究领域,微观、个体和宏观,植物生理学发展、,分化与壮大阶段,基础学科及相关学科研究领域微观、个体和宏观植物生理学发展、,28,我国的植物生理学发展：,钱崇澍,：,1917,年国际刊物公开发表文章，启业人；,李继侗、罗宗络、汤佩松、娄成后,：回国、任教、,建实验室，植物生理学科的奠基人。,目前,邓兴旺,：,The Plant Cell,中国植物科学研究,发展的评述；,论文数增加：,The Plant Cell, The Plant Journal,Plant Physiology, Plant Molecular,Biology, Cell, Nature, Science.,我国的植物生理学发展：钱崇澍：1917年国际刊物公开发表文章,29,三 植物生理学与生产实践,1,与农作物生产,2,与生态环境保护,3,与医药工业,4,与食品储藏加工,三 植物生理学与生产实践1 与农作物生产,30,植物生理学所面临的任务和挑战,(1),植物生理学已有的贡献,矿质营养：化肥，无土栽培。,光合作用：间套作，轮作换茬，,矮杆化，合理密植；,植物生理学所面临的任务和挑战(1) 植物生理学已有的贡献矿,31,植物激素：插技发根，器官脱落，,催熟，除草剂。,开花：春化，光周期，栽培引种，,育种。,组培：实现全能性预言，基因工程,和育种。,植物激素：插技发根，器官脱落，,32,作物光能利用和产量形成，作物,高产优质的生理学基础。,提高光合作用效率与光呼吸问题，,间作套种和合理密植，,合理用水和经济用水，排水问题，,蒸腾作用的控制。,矿质营养，合理施肥和经济施肥，,无土栽培，生物固氮，,（,2,） 有待加强的应用课题,作物光能利用和产量形成，作物（2） 有待加强的应用课题,33,植物物质运输与分配的调控。,育种和壮苗生理，无性快速繁殖。,植物器官的相关性及其调控，提高,植物营养体收获物的产量与质量。,经济林木的速生栽培。,植物矮化的机理及其调控。,植物的性别分化的调控。,植物物质运输与分配的调控。,34,作物器官脱落和果树大小年，,提高作物的结实性能。,贪青与早衰，植物衰老的控制。,提高植物的抗逆能力,。,大气污染与植物。,粮食贮藏，蔬菜、果品和花卉的保鲜。,作物器官脱落和果树大小年，,35,植物生理学与空间利用，空间封闭系统中的受控生态生命支持系统。,(3),特殊问题（能源植物，环境监测）,植物生理学与空间利用，空间封闭系统中的受控生态生命支持系统,36,植物生理学与都市农业：高品位无公害绿色食品，都市绿化美化，名特优新产品。,我国的粮食问题，资源问题，环境问题，高产、优质、低消耗，重生态。,植物生理学与都市农业：高品位无公害绿色食品，都市绿化美化,37,首席科学家,王学臣教授,主持国家基础,研究重点,(973),项目,“,作物抗逆与水分、养分高效分子基础,。”,首席科学家,巩志忠教授,主持国家基础研,究重点（,973,）项目,“,作物高效抗旱的分子生物学和遗传学基础,”,首席科学家,武维华教授,主持的国家基础研究重点,(973),项目,“,作物应答高盐、低温胁迫的分子调控机理,”,首席科学家王学臣教授主持国家基础首席科学家巩志忠教授主持国家,38,作物抗逆高产调控机理与化控技术植物生长调节剂杂草除草剂抗药性,李召虎,作物激素生理与化学控制生物调节剂及作用机理,段留生,作物抗逆高产调控机理与化控技术植物生长调节剂杂草除草剂抗,39,四,21,世纪的植物生理学的发展前景,分子生物学,功能基因组,植物生长发育调控机理,作物重要农艺性状,基因表达与性状表达,四 21世纪的植物生理学的发展前景分子生物学功能基因组植,40,如何学好植物生理学,植物的生命活动是一种高级的物质运动形式的表现，其内部的复杂性和所处环境的多样化，多变性，要求我们用,辨证唯物主义的观点，进化发展的观点,来分析问题。,1,学习植物生理学的思维方法,如何学好植物生理学 植物的生命活动是一种高级的物质运,41,2,注意掌握好机理和规律,高等植物体内进行的各生理过程,各生理过程与形态结构的关系,各生理过程与环境条件的关系,2 注意掌握好机理和规律 高等植物体内进行的各生理过程 各,42,它既是理论学科，又是一门实验学科。与农作物生产、生态环境保护、食品贮藏加工和医药工业等密切相关。,3,注意实践,它既是理论学科，又是一门实验学科。与农作物生产、生态环,43,植物生理学报, 1964,年创刊,2002,年改为,植物生理与分子生物学学报,植物生理学报 1964年创刊,44,澳大利亚植物生理学报,Australian Journal of Plant Physiology1974,年创刊,2002,年改名为：,Functional Plant Biology,SCI(2010,),：,2.156,澳大利亚植物生理学报SCI(2010)：2.156,45,创办了一批主要刊登植物分子生物学的刊物，,如：,Plant Molecular Biology,（,1986,年创刊）；,（,2010,年影响因子为,4.149,）,The Plant Cell,（,1989,年创刊）。,2010,年影响因子为,9.396,）,创办了一批主要刊登植物分子生物学的刊物，如：,46,2005,年影响因子为,11.1,2005年影响因子为1,47,2010,年影响因子为,6.451,2010年影响因子为6.451,48,粮食问题,粮食问题,49,50,国家林业局,：,全国第六次森林资源清查结果显示：,我国森林覆盖率为,18.21%,，仅相当于世界平均水平的,61.52%,，居世界第,130,位；人均森林面积,0.132,公顷，不到世界平均水平的,1/4,，居世界第,134,位；,我国人工林保存面积达到,7.95,亿亩，居世界首位。,我国森林资源分布不均：东部地区森林覆盖率为,34.27%,，中部地区为,27.12%,，西部地区,12.54%,，而占国土面积,32.19%,的西北,5,省区森林覆盖率只有,5.86%,。,根据国际环保组织,-,绿色和平组织的全球森林地图，,目前中国未受侵扰的森林仅占国土森林面积的,2%,。,国家林业局：,51,我国目前盐碱地面积达,9913,万公顷，农业耕地因盐渍化引起的减产、弃耕地就近,5,亿亩，本已十分紧张的农业耕地因盐化、碱化引起的减产也日益严重，加之栽培过程中，长期过量施用化肥，导致土壤次生盐渍化加剧，板结严重，使盐碱化土壤不断扩大。,我国目前盐碱地面积达9913万公顷，农业耕地因盐渍化引,52,我国目前有,16,个省,(,区、市,),人均水资源量,(,不包括过境水,),低于严重缺水线，有,6,个省、区,(,宁夏,、,河北,、,山东,、,河南,、,山西,、,江苏,),人均水资源量低于,500,立方米，,为极度缺水。,我国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于,53,广西种植业优势产品的区域布局,南亚热带水果（重点规划龙眼、荔枝、香蕉）,其面积和产量分别占全区水果总面积和总产量的,45%,和,40%,龙眼、荔枝、香蕉产量分别列全国第一、二位,全球龙眼主产国仅有少数几个国家,（中国、泰国、越南、印度、澳大利亚等）,项目建设,良种繁育体系建设,无公害和有机水果生产基地建设,采后商品化处理技术体系建设,加工体系建设,桂圆肉、罐头和果干，果汁、果粉、果酒等,广西种植业优势产品的区域布局 南亚热带水果（重点规划龙眼、荔,54,广西种植业优势产品的区域布局,秋冬蔬菜,我区秋冬蔬菜通过春提前、秋延后上市，填补东南沿海地区因高温台风和华中市场因低温寒冷蔬菜生产不足而形成的市场淡季空档 。,创建一批特色蔬菜品牌。突破加工、保鲜、贮运等薄弱环节，重点发展以速冻蔬菜、保鲜蔬菜、传统出口蔬菜、调理食品等为主的出口蔬菜产品。,百色成为北京“菜园子”,圣女果、大番茄、西葫芦、大白菜、辣椒等。,百色市野生蔬菜的种类,鱼腥草,雷公根,白花菜,广西种植业优势产品的区域布局 秋冬蔬菜,55,广西种植业优势产品的区域布局,优质稻,我区属亚热带季风气候区，水稻安全生育期在,250,天以上，发展双季优质稻生产的光、温、水资源条件良好 。,港澳地区和大多数东南亚国家特别是印度尼西亚、菲律宾、马来西亚等为稻米主要进口国。,以优质稻新品种选育、标准化生产和产品加工为主攻方向。,广西种植业优势产品的区域布局 优质稻,56,广西种植业优势产品的区域布局,蚕桑,我国重要的原料茧主产区之一 。,我区作为西部地区“东桑西移”的重点区域，桑蚕生产优势突出 。,广西种植业优势产品的区域布局 蚕桑,57,广西种植业优势产品的区域布局,食用菌,桂西、桂北的香菇、木耳产区。,桂中、桂东北的蘑菇产区。,香菇、木耳和蘑菇已成为我区出口创汇的农产品之一。,广西种植业优势产品的区域布局 食用菌,58,广西种植业优势产品的区域布局,药用作物（重点布局罗汉果、苦丁茶、绞股蓝）,罗汉果系葫芦科植物的成熟果实，味甘，性凉，有清热润肺、止咳、消暑解渴、润肠通便的功效，为我区特产的药用作物，产量占全国总产量的,90%,以上，占世界总产的,80%,左右，产销量在国内外占绝对优势。目前市场上产品主要有干果和以其提取物制成的冲剂、糖浆、果精、止咳露、浓缩果露和罗汉果甜甙等。,广西种植业优势产品的区域布局 药用作物（重点布局罗汉果、苦丁,59,广西种植业优势产品的区域布局,药用作物（重点布局罗汉果、苦丁茶、绞股蓝）,苦丁茶主产于我国南部及西部，是珍稀药用植物，具有香醇、清苦、浓甘之味，茶药兼用，含有多种对人体有益成份，对增进人体机能的新陈代谢起到重要作用，其药用和保健价值均较高。我区苦丁茶产区主要分布在崇左市和南宁市，经多年培育已选出高产优质的品种，大面积栽培技术较为成熟，面积和产量增长较快，产品主要有苦丁茶、苦丁茶浸膏、苦丁茶胶囊、苦丁茶冲剂和含片等。,广西种植业优势产品的区域布局 药用作物（重点布局罗汉果、苦丁,60,广西种植业优势产品的区域布局,药用作物（重点布局罗汉果、苦丁茶、绞股蓝）,绞股蓝主要分布于我国秦岭和长江以南地区，我区绞股蓝种植主要分布在金秀、桂平、临桂等地，从药用价值看，广西产的绞股蓝有效成份含量最高（总皂甙含量,5.696.98%,），其资源优势突出。绞股蓝药用部位为茎、叶，具有清热生津肺、去痰止咳、降血压、降血脂等作用。经过多年培育，绞股蓝已经有了较成熟的配套栽培技术，种植面积和产品产量达到一定规模，并开发出系列绞股蓝产品,广西种植业优势产品的区域布局 药用作物（重点布局罗汉果、苦丁,61,广西种植业优势产品的区域布局,木薯,我区是全国最大的木薯产区，面积和产量均居全国首位，常年种植面积为,270,千公顷，年产鲜薯,400,万吨，均占全国,60%,以上，品种更新加快，单产不断提高；淀粉和酒精深加工已形成较好基础，淀粉年产量近,30,万吨，约占全国的,70%,；木薯酒精年产量约,8,万吨，产值,2.,亿元；变性淀粉年产量约,6,万吨，占全国总量的,15%,；山梨醇产量,4.,万吨，占全国年总产量的,30%,，变性淀粉及山梨醇产量多年来一直位居全国第一。,广西种植业优势产品的区域布局 木薯,62,广西种植业优势产品的区域布局,茶叶,红茶优势产区,名优绿茶优势产区,乌龙茶优势产区,特色茶优势产区,主要发展茉莉花茶和六堡茶,广西种植业优势产品的区域布局 茶叶,63,广西种植业优势产品的区域布局,桂中桂南“双高”甘蔗优势区域,广西是我国最大的糖料生产和食糖生产中心。,21,世纪以来，广西的蔗糖业生产取得了快速发展，,2002/2003,年榨季产糖量达,564,万吨，产糖量占全国的比重由上个世纪末的,44.6%,上升到,2002,年的,53%,。如果到,2010/2011,年榨季广西产糖量能占全国的,70%,（即,980,万吨），尚有,420,万吨的发展空间。,广西种植业优势产品的区域布局 桂中桂南“双高”甘蔗优势区域,64,广西种植业优势产品的区域布局,桂北柑橘优势区域布局发展规划,由于桂北柑橘优势区域的昼夜温差大，外观、包装、口感、风味更加适应消费者的要求。如脐橙，可溶性固形物含量多在,12%,以上，最高可达,15%,，果皮光滑度、外观颜色、口感、风味以及可溶性固形物等方面都明显优于美国加州脐橙。早熟温州蜜柑可溶性固形物含量多在,10%,以上，最高可达,14%,；椪柑可溶性固形物含量多在,12%,以上，最高可达,14%,；夏橙可溶性固形物含量多在,12%,以上，最高可达,14%,；沙田柚可溶性固形物含量多在,1112%,，最高可达,15.3%,；。,广西种植业优势产品的区域布局 桂北柑橘优势区域布局发展规划,65,Thank You !,Thank You !,66,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,感谢您的支持，我们努力做得更好！,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,67,