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1、绪论植物生理学（plantphysiology）:探讨植物生命活动规律、揭示植物生命现象本质的科学。生长发育与形态建成(growth,developmentandmorphogenesis)植物生命活动物质与能量代谢（metabolism）信息传递和信号转导（signaltransduction）植物生理活动特性：“自养性”营固定式生活 再生或更新实力强 体细胞具全能性 植物生理学的产生与发展植物生理学comesfrom植物学试验性科学我国古代的植物生理学公元前3世纪，战国时期荀子富国篇“多粪肥田”;西汉氾胜之书将施肥方式分为基肥、种肥、追肥;公元6世纪,北魏贾思勰齐民要术“热进仓”贮麦法;“
2、七九闷麦法”=“春化”法。西方古代的植物生理学亚里士多德：光是叶片变绿所必需的。古罗马人利用动物排泄物、矿物质作肥料。植物生理学发展的三个阶段：第一阶段：植物生理学的孕育阶段第一阶段：植物生理学的孕育阶段 1627年年 荷兰人荷兰人 J.B.van Helmont 柳枝试验柳枝试验 19世纪世纪40年头德国化学家李比希（年头德国化学家李比希（J.von Liebig）创立植物矿质养分）创立植物矿质养分(minerral nutrient)学说学说1804年，瑞 士 植 物 生 理 学 家 索 苏 尔（deSaussure）对于植物的化学分析，矿质与光合的探讨;法国的G.Boussingault
3、（布森格）通过砂培法,证明碳、氢、氧是从空气和水中得来,而矿质元素是从土壤中得来。其次阶段：植物生理学诞生与成长的阶段其次阶段：植物生理学诞生与成长的阶段 1840年李比希矿质养分学说的建立19世纪末德国植物生理学家萨克斯（J.Sachs）和费弗尔（W.Pfeffer）所著的两部植物生理学专著问世19世纪三大科学发觉细胞学说、能量守恒定律和生物进化论萨克斯萨克斯(J.vonJuliusvonSachs)植物生理学讲义（J.Sachs,1882）费弗尔费弗尔（W.Pfeffer）植物生理学（W.Pfeffer，1897）矿质养分学说、渗透学说、光合作用、呼吸作用、生长发育生理第三阶段：植物生理学
4、发展与壮大阶段第三阶段：植物生理学发展与壮大阶段20世纪初至今新学科的分化独立:农业化学、植物生物化学等其他学科的发展对植物生理学的促进现代化探讨技术同位素技术、电子显微镜技术、X射线衍射技术、超离心技术、色层分析技术、电泳技术、计算机图像处理技术、激光共聚焦显微镜技术、膜片钳技术、分子生物学技术等其它发展领域植物生长物质植物生长发育生理：植物组培技术植物成花生理：春化作用、光周期现象生殖与苍老生理逆境生理：信号转导植物生理学在中国的产生与发展1914张挺：编教材施教1917钱崇澍：在国际上发表第一篇论文钡、锶、铈对水绵属的特殊作用植物生理学三元老：李继侗：南开高校罗宗洛：中科院植生所第一任所
5、长汤佩松：中科院植物所“植物生理学往何处去”？微观领域：分子生物学的严峻挑战，很多植物生理学家转向从事分子生物学的探讨；Annual Review of Plant Physiology从1985年起改为Annual Review of PlantPhysiologyandPlantMolecularBiology。宏观领域：植物生理学还与生态学及环境科学相结合，形成了一些新的边缘学科，如 植 物 生 理 生 态（physiological plantecology）、植 物 环 境 生 理 学（environmental plant physiology）、植物群体生理学、植物生长发育的数学
6、模拟等植物生理学与农业生产（略）基因组学与后基因组学信号传递生物代谢与其调整植物与环境From“PlantBiology,2000”附：植物生理学探讨的模式植物拟南芥(Arabidopsisthaliana)植物界的果蝇1.属十字花科植物，与很多经济作物亲缘较近2.基因组简洁，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。3.植株小，可在培育室中大量培育。4.生长期短，3周可开花，6-8周1代。5.种子小但结种多，每株结籽超过5000粒，便于大量种植。6.自然自花传粉，也可简洁地人工杂交。7.突变体多，易筛选。8.可访问arabido
7、psis.org拟南芥作为模式植物的优点拟南芥作为模式植物的优点附：中外著名植物生理学期刊植物学报植物生理与分子生物学学报西北植物学报植物生理学通讯等PlantPhysiology(US)Plantcell(US)Annu.Rev.PlantBiology(US)JournalofExperimentBotany(UK)Planta(Ger)etal.复习思索题1、什么是植物生理学？主要探讨哪些内容？2、植物生理学的发展大致经验了哪三个阶段？感谢大家公元6世纪,北魏贾思勰齐民要术“热进仓”贮麦法：“日曝令干，及热埋之”The decompositionofcarbondioxideby gre
8、en plant parts was a processnecessary for the continued life andgrowthoftheplant.Thegreatmassofthevegetativebodywasbuiltupfromthecomponentsoftheatmosphere,itwasclearthatapartof the vegetable mass was derivedfromthefixationorutilizationofthesoilsolution.-RecherchesChimiquessurlaVegetationJean-Baptist
9、e BOUSSINGAULT(1802-1887)ThecarboninplantsdidcomefromatmosphericCO2,butnitrogencomefromthesoil.法国的G.Boussingault（布森格）Justus von Liebig(1803-1873)Organic Chemistry in its Application to Agriculture and Physiology.Development of the mineral nutrient theory of plant nutrition.o钱崇澍（18831965），字雨农，浙江省海宁县人
10、。生于1883年11月11日，卒于1965年12月28日，享年82岁。植物学家，教化家，中国近代植物学的奠基人与开拓者之一，中国植物分类学、植物生理学、地理植物学、植物区系学的创始人之一。李继侗（1897-1961年），江苏省兴化县人，植物学家，生态学家，教化家，中国科学院学部委员。1925年由美国回国，先后在金陵高校、南开高校、清华高校、北京高校和内蒙古高校任教。他是我国植物生理学的开拓者，植物生态学与地植物学的奠基人之一。在森林生态学、植物生态学与地植物学探讨方面取得重要成就，在植物生理学探讨方面首先发觉光合作用的瞬时效应；为我国培育了一批植物学人才。o罗宗洛（18981978），植物生理
11、学家。我国现代植物生理学奠基人之一。探讨工作涉及植物细胞质胶体、无机养分及离子吸取、组织培育、生长物质、微量元素、水分及抗性生理、辐射生理、细胞生物学等领域，并培育了不少上述诸方面的人才。在国内领先开展根尖组织培育探讨。证明铵能作为植物氮源，为铵盐化肥的肥效评价及正确运用供应了科学依据。依据植物抗性探讨提出的措施，为防止海南岛橡胶树寒害和苏北沿海营造防风林的育苗死苗，作出了贡献。曾创办中国试验生物学杂志、植物学汇报及植物生理学报。o汤佩松湖北浠水人。1903年11月12日2001年9月6日植物生理学家。1925年毕业于清华学校。1927年获美国明尼苏达高校学士学位。1930年获美国约翰.霍普金
12、斯高校探讨院哲学博士学位。为中国科学院生物学部学部委员。曾任中国科学院植物探讨所探讨员、名誉所长。早年发觉海星卵受精后呼吸增加和细胞色素氧化酶在植物中的存在；1946年用绿色小球藻证明光合作用的氧化还原电位势在光暗下的差异从而确证了VanNiel学说；提出了完整的植物呼吸代谢的限制与被限制理论；在国际上首先证明白高等植物中存在细胞色素氧化酶、植物叶绿体中存在碳酸酐酶以及高等植物体内适应酶的形成；首次证明在同一植物中呼吸代谢途径的多样性，证明糖酵解途径，戌糖支路、三羧酸循环、二羧酸循环、乙醛酸循环并行，并以确定比例在活体中运行，总结呼吸代谢途径的变更及其与其它生理功能相互调整的理论。我国劳动人民
13、在农业生产实践中积累的植物生理学方面的学问水分代谢：3000年前，甲骨文卜辞拓片“贞禾有雨？三月”，“雨弗足年？”，1621年群芳谱：无花果“牢固后不宜缺水，常置瓶其侧，出以细溜，日夜不绝，果大如瓶”。矿质养分：战国荀子富国篇“多粪肥田”，韩非子“积力于田畴，必且粪灌”，西汉汜胜之书“追肥方式：基肥、种肥和追肥”，“杂草压青做绿肥技术”。光合作用：吕氏春秋辩土篇“正其行，通其风”，播种方式由撒播改为条播。论气（明末清初宋应星）“由气而化形，形复返于气，百姓日习而不知也。呼吸贮藏：西汉汜胜之书种子平安贮藏的基本原则：“种，伤湿、郁，热则生虫也。”强调种子要“曝使极燥”，齐民要术（北魏贾思邈）窖麦
14、法“日曝令干，及热埋之”。植物生长物质：种艺必用“凡接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝，用竹筒破两片封裹之，则根生，次年，断其皮，截根栽之”。生长发育：齐民要术种榆白杨篇载“初生三年，不用采叶，尤忌捋心，捋心则科茹不长”。明代沈氏农书“麦根深而胜壅，根益深而苗益肥，收成必倍”。农书（宋代陈旉）总结水稻过肥“苗茂而实不坚”。齐民要术种枣篇“以仗击其枝间，振去狂花”。格物初谈果品（苏轼）“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。齐民要术o齐民要术是北魏农学家贾思勰写成的一部农学名著。记述了黄河流域下游地区的农业生产，包括
15、了农、林、牧、渔、副等部门的生产技术学问，堪称为我国古代的一部农业百科全书。o齐民要术的内容极为丰富。卷一，“耕田”、“收种”、“种谷”各1篇；卷二，谷类、豆、麦、麻、稻、瓜、瓠、芋等粮食作物栽培各论13篇；卷三，“种葵”（蔬菜栽培总论）、蔓菁等各论12篇；卷四，“园篱”、“栽树”（园 艺总论）各1篇，枣、桃、李等果树栽培12篇；卷五，栽桑养蚕1篇，榆、白杨、竹以及 染料作物10篇、伐木1篇；卷六，畜、禽及养鱼6篇；卷七，货殖、涂瓮各1篇（酿造总 论）、酿酒4篇；卷八、九，酿造酱、醋，乳酪、食品烹调和储存22篇，煮胶、制墨各1 篇；卷十，“五谷果蓏菜茹非中国（北魏疆域以外地区）物产者”1篇，记
16、热带、亚热 带植物100余种，野生可食植物60余种。综括了农艺、园艺、造林、蚕桑、畜牧、兽医、选种育种、酿造、烹饪、农产品加工储存，以及备荒、救荒，基本上属于广义的农业范 畴，反映了当时农、林、牧、渔、副多种经营方式亦已具备了较为完整的规模。农书o王祯，字伯善，元代农学家，东平人（今山东省东平县）。在旌德县尹任中，综合整理平日笔录，写作农书，在永丰县尹任内完成，时间约在元皇庆二年（1313）。农书是一部重要的农业科学著作，它上续齐民要术，总结前人的阅历，补充了大量实地考察的结果。全书37集，136000字。基本内容分为农桑通诀、百谷谱、农器谱三大部分。第一部分主要讲解并描述农业史与主要农耕技术
17、；其次部分叙述各种粮食、蔬菜、瓜果与林木作物的栽培与管理；第三部分绘制各种农具与农业机械图281幅，并加以说明。农书是第一部兼论南北，力图从全国范围内对农业作系统性介绍，并把南北农业技术以及农具的异同和功能进行分析比较的农业科学著作。农政全书o农政全书的作者是徐光启，明末杰出的科学家，曾进行了大量试验，总结出很多农作物种植、引种、耕作的阅历，写了甘薯疏、芜菁疏、吉贝疏、种棉花法和代园种竹图说等农业著作。死后其门人陈子龙等人将其论著、资料修订出版，并定 名为农政全书。整理之后的农政全书，全书分为12目，共 60卷，50余万字。12目中包括：农本3卷；田制2卷；农事6卷；水利9卷；农器4卷；树 艺
18、6卷；蚕桑4卷；蚕桑广类2卷；种植4卷；牧养1卷；制造1卷；荒政18卷。天工开物o天工开物是我国明代大科学家宋应星（15871663年）的代表作，是我国农业、手工业技术的百科全书。o天工开物一书原分作18卷，依次为：乃粒（五谷）、乃服（纺织）、彰施（染 色）、粹精（粮食加工）、作咸（制盐）、甘嗜（制糖）、陶埏（陶瓷）、冶铸（铸 造）、舟车（车船）、锤锻（锻造）、燔石（烧造）、膏液（油脂）、杀青（造纸）、五金（冶金）、佳兵（兵器）、丹青（朱墨）、曲蘖（制麯）、珠玉。前面一些卷目都 是与人民群众日常生活关系较为亲密的内容，这样一种排列次序，确定程度上反映了作 者贵五谷而贱金玉的思想。该书重量最大的
19、是农业技术，其次是金属冶铸技术。代谢代谢metabolism维持各种生命活动的化学变更（物质的维持各种生命活动的化学变更（物质的合成、转化和分解）的总称。合成、转化和分解）的总称。合成代谢合成代谢分解代谢分解代谢（光合作用）（光合作用）（呼吸作用）（呼吸作用）体内物质代谢体内物质代谢外界吸取物质代谢外界吸取物质代谢（糖、蛋白质、脂类和核酸）（糖、蛋白质、脂类和核酸）水分水分矿质元素矿质元素空气空气（光合、呼吸）（光合、呼吸）植物的物质代谢植物的物质代谢植物的物质代谢植物的物质代谢光合作用的探讨历程50年头利用14C示踪和纸上层析，揭示了光合作用中CO2同化的历程，提出了著名的卡尔文循环，即“光合碳循环”；60年头以后，先后发觉了C4类型、景天科酸代谢（CAM）和光呼吸作用；快速荧光光谱技术和激光技术的应用，将光合作用原初反应探讨的时间跨度：毫秒级（ms,10-3s）皮秒（ps,10-12s）和飞秒（fs,10-15s）级；在空间跨度上，电子显微镜和X-射线衍射技术的应用，深化到生物膜和生物大分子空间三维结构的水平，辨别率达到10-10m级，弄清了光合膜上很多功能性色素蛋白复合体的三维立体结构，将结构与功能的探讨推向了微观世界。卡尔文及其同时用来探讨光合藻类卡尔文及其同时用来探讨光合藻类CO2固固定的仪器装置定的仪器装置 1859年版物种物种起源起源的扉页