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大学课件-植物生理学 田艳丽(全套)

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《植物生理学》PPT课件

《植物生理学》PPT课件

五、学习植物生理学的意义
为国民经济建设服务 六、学习植物生理学的要求和方法－怎么学？
兴趣是最好的老师 1、相关的基础课程：
植物学、化学（有机无机、分析）生物化学、细胞生物学。
2.注重理解基础上的记忆
植3物.加生强理动是一手门能实力验，性积很极强的参科予学实，验所有的规律都是从实
验得来的。 实验课有6－9个实验，是大家从事科研工作的第一步。 学会科学精神，从实际中发现问题，以实验数据说明问题， 解决问题。
1859年J.Von Sacks、W.Knop和W.Pfeffer等植物无土栽培技术 等，同时使植物生理学形成为一个完整的科学体系。
1864年，德国Julius Sachs：叶片照光时，叶绿体中淀粉 粒增大。
19世纪自然科学三大发现－细胞学说、进化论、能量守恒 定律
（四）、飞跃发展时期 20世纪 1920年，美国W.W.Garner和H.A.Allard： 光周期现象（促进了发育生理学的发展）
JULIUS v. SACHS (1832-1897)
W. Pfeffer
（二）动荡与分化阶段
1910年农业化学从植物生理学中分化出来。
1930年微生物、病毒学从植物生理学中分化出来。
特别是生物化学的分离，这个阶段植物生理学的发展处于
低潮。
（三）更新与深入阶段
二十世纪初 —— 现在
1845年，J.R.Mayer：光合作用也遵守能量守恒定律
50年代，美国M.Calvin等： 光合碳循环（C3途径）。 60年代， M.D.Hatch和C.R.Slack： C4-双羧酸途径（C4途径）。
此外，光呼吸和景天酸代谢途径以及光 敏色素、钙调素等的发现；植物组织培养 技术的广泛应用；基因理论的揭示。

植物生理学PPT课件课件

植物生理学PPT课件课件
止吸水），一般为正值，但质壁分离时为0，剧烈蒸腾 时为负。 • 6.膨压：细胞吸水膨胀而对细胞壁产生的压力。 • 7.渗透势：又叫溶质势，由于溶质颗粒的存在而使水势 降低的部分（水的自由能降低），一般为负值。
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（五）细胞间的水分移动
• 水势差异决定水流方向和速度
渗透势=-1.4Mpa 渗透势=-1.2Mpa 压力势=+0.8Mpa 压力势=+0.4Mpa
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二、植物生理学的产生和发展
（一）我国古代关于植物生理学方面的论述
1.水分代谢
2.矿质营养
3.光合作用
4.呼吸储藏
5.植物生长物质
6.生长发育
《植物生理学》PPT课件
（二）植物生理学的产生与发展 1.研究开始时期（16-17世纪） 2.奠基与成长时期（18-19世纪） 3.飞跃发展时期（20世纪） （三）我国植物生理发展情况 • 起步晚，发展慢。 • 我国植物生理学起业人：钱崇澍（shu ） • 我国植物生理学奠基人：李继侗、罗宗洛、汤佩松 • 现在一些有影响的研究人员：
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（四）近年来植物生理学发展的特点 1.研究层次越来越广 2.学科之间相互渗透 3.理论联系实际 4.研究手段现代化
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三、植物生理学发展展望
• 研究重点：能量转变 • 研究焦点：膜的结构和功能 • 我国植生研究的主要任务： • 1.深入基础理论研究（有所为，有所不为） • 2.大力开展应用基础研究和应用研究
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第二节植物细胞对水分的吸收
一、细胞的渗透性吸水
• 植物的吸水方式 （一）自由能和水势 • 自由能 • 化学势 • 水势《植物生理学》PT课件（二）渗透作用

植物生理学1-绪论ppt课件

植物生理学1-绪论ppt课件
❖ 20世纪30年代是我国植物生理教学和研究的起始期。 ❖ 我国植物生理学奠基人：李继侗、罗宗洛、汤佩松先后
回国，在大学任教，建立了实验室，进行科学研究，为 我国的植物生理学的发展奠定了基础。
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三、近年来植物生理学发展特点与展望
1.研究层次越来越广 ➢ 微观——把植物整体的各种生理活动，物质、能量、信息
的转化还原到细胞水平、分子水平。 微观水平：个体－－器官－－组织－－细胞－－细胞器－－分子水平 ➢ 宏观——由植物个体进入到群体、群落，研究植物间相互
影响，植物与环境相互作用，自然生态系统和农业生态系 统中所出现的生理学问题 宏观水平：个体－－群体－－群落－－环境
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2. 学科之间相互渗透
❖ 植物生命活动有哪些规律？ ❖ 植物生理学研究的内容是什么？
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(二) 植物生理学的内容
植物的生命活动：
➢ 外在：种子萌发、生长、开花、结果等生长发育过程。 ➢ 内在：水分代谢、矿质营养、光合作用和呼吸作用等 基本代谢
生
生长发育与形态建成
命
活
物质与能量代谢
动
信息传递和信号转导
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植物组织培养
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无土栽培技术
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当前，粮食、能源、资源、环境、人口5大问题 已成为阻碍经济和社会发展的重大制约因素，其中 每一个问题都同植物生理学息息相关。解决这5大 问题的客观要求向植物生理学提出了一系列迫切需 要解决的研究课题，为植物生理学的发展注入了强 大的生命力。
植物生理学的特点和优势之一就是要从整体上把握植物生命活动的规律这一点是分子生物学所无法取代另一方面植物生理学的研究成就还与生态学相结合为从宏观上解决农业生产中的重大问题提供理论基础

植物生理学专题PPT课件

植物生理学专题PPT课件

③ 基因产物不明，但知道基因突变后的表型，可用转 座子标签法分离基因。
×
显性纯合子 隐性纯合子
隐性 突变子探针
杂合子 显性表型
杂合子 突变表型
带转座子 DNA片段
亚克隆探针
完整目的基因
④ 利用RFLP图谱，找出与所要克隆基因紧密连 锁的分子标记，用染色体步行法找到所要克隆的基因。
遗传物质单元，在染色体上占据特定位置、具有某种 特定遗传功能的 DNA 序列。
编码一个完整mRNA的一段DNA序列。
基因可分为：
① 结构基因：编码蛋白质的基因。包括编码酶和结构 蛋白的基因；
② 调节基因：编码作用于结构基因的阻遏蛋白或激活 蛋白的基因；
③ 没有翻译产物的基因：RNA基因，转录成为 tRNA和 rRNA基因；
某种生物全部基因的克隆总体——基因组克隆与基因组的构建cDNA
文 库 的 构 建构建基因的目的主要是为了直接从基因组中分 离目的中“钓出”目的基因。
利用“探针”分子钓取目的基因
两条来源不同的具有一定同源性（即具有碱基互补 关系）的DNA单链分子或DNA单链与RNA分子经退火形 成双链DNA分子或DNA-RNA异质双链分子的过程称为 核酸分子杂交。
拟南芥mtDNA 376kb ，人mtDNA为，前者比后者 RNA基因多1个，蛋白质基因27:13。
在同一细胞 中可有不同长度的mtDNA。
mtDNA有分子内、分子间重组，也可与核、叶绿休 基因组DNA重组。因此mtDNA的重排、序列加倍、与外 源DNA整合的几率很高，由此产生新的嵌合基因。细胞 质雄性不育就是由于新的嵌合基因导致的。
植物细胞内的三类基因组存在着广泛的相互作用。 叶绿体和线粒体的结构蛋白多数由核基因组编码：

植物生理学第一章 ppt课件

植物生理学第一章 ppt课件
溶液Ψπ和溶液摩尔浓度的关系： Ψπ= － iRCT
i：溶质的解离常数 R: 气体常数（0 .082大气压/升. 摩尔. 度) T：绝对温度（273+t) C：摩尔浓度
（4）压力势（Pressure potential） 用Ψp 表示
具有一定刚性的细胞壁对细胞内容物施加 的压力而引起细胞内水势的变化值。
第一章 植物的水分代谢
第一节 植物对水分的需要
一、植物含水量 二、植物体内水分存在状态和作用
植物水分代谢（Water metabolism)： 水分的吸收，运输，蒸腾
一、植物含水量（Water content) 1、不同植物含水量不同
2、不同环境中的植物含水量不同 3、不同组织和器官含水量不同
水的自由能差。
用ψw表示 单位：大气压、巴、兆帕 1Mpa=10 bar, 1 大气压=1.013 巴 标准状况下，纯水的水势为零
Vw，m ：偏摩尔体积，指在恒温恒压、 其它组分不变的条件下，加入1摩尔的水所 引起的体积增量。
如：纯水的摩尔体积是18cm3,将其 加入极大体系的80%乙醇中，最终体积 是16cm3，水的偏摩尔体积是多少？ （16cm3）
一般情况下，压力势为正值； 质壁分离时，压力势为零； 剧烈蒸腾时，压力势为负值。
2、细胞的水势构成：
Ψw=Ψπ + Ψp + Ψg
⑴重力势：水分因重力下移于相反力量相等时 的力量。
⑵细胞体积和Ψw、Ψπ、Ψp的关系
①初始质壁分离时，V=1.0，
Ψp= 0， Ψw = Ψs = -2.0MPa
②充分膨胀时，V=1.5，
三、渗透作用 1、细胞和土壤溶液构成一个渗透系统 （1）渗透系统（Osmotic system) 用半透膜将两种不同浓度溶液分开

植物生理学课件

植物生理学课件

P78
（1）生理作用
促进糖分在植物体内的运输 促进花粉萌发和花粉管生长
（2）元素缺乏症 油菜“花而不实” 小麦“穗而不实” 棉花“蕾而不花”
8. 锌
P78
色氨酸合成酶的组分
果树“小叶病”
N：生长缓慢,叶色失绿发黄 P：生长缓慢,茎叶暗绿或呈紫红色 K：生长缓慢，茎柔弱，叶尖及边缘焦枯 Ca：叶尖弯钩状，生长点枯死 Mg：脉间失绿，出现坏死斑点 Fe：脉间失绿，新叶发黄或发白 Zn：果树小叶病 B：花而不实，穗而不实
概念 3、单盐毒害和离子对抗 P89 CaCl2 NaCl 单盐毒害 单盐溶液 离子颉抗(离子对抗) 异价金属离子
平衡溶液：P90 NaCl+ KCl+ CaCl2 NaCl+ CaCl2
（二）根系吸收矿质元素的过程 离子吸附在根表
离子进入根内部
离子进入导管
根
1.离子吸附在根表 土壤溶液中的离子 交换吸附 根
H
通道运输 载体蛋白 2.次级主动 运输 ΔμH+ 共转运
顺电化学势 梯度
需要能量
逆电化学势 梯度
2.易化扩散
载体运输
胞饮作用
P88
二、植物根系对矿质元素的吸收 （一）根系吸收矿质元素的特点 ※ （二）根系吸收矿质元素的过程
（三）影响矿质吸收的外界条件
（温、气、浓度、PH）
（一）根系吸收矿质元素的特点 1、吸盐和吸水是既相关又相对立的关系 吸收部位相同 相关： 吸收的相互促进 水 离子
2.通气状况 3.土壤溶液浓度 4.土壤溶液PH值
生产
直接影响：影响到根系的带电状况
酸性环境中, 根系带正电状态, 吸收阴离子
碱性环境中, 根系带负电状态,吸收阳离子 间接影响：影响到离子有效性 5.其它

《植物生理学》第二章课件

由于根系的代谢活动，根主动吸收土壤的离子通 过内皮层进入中柱，内皮层外部的离子浓度降低， 水势增高；内皮层内部的离子浓度增高，水势降低 。这样在内皮层内外形成了水势梯度，水通过渗透 作用进入中柱，并沿着导管上升，形成向上压水的 力量，这就是根压（图2-10）。
原生韧皮部
中柱鞘
后生木质部
根毛细胞
中柱 原生 木质部 皮层 内皮层 凯氏带
（2）衬质势
衬质势是指细胞中的亲水物质（如蛋白质、淀粉粒、纤 维素、核酸等大分子）对水分子的束缚而引起水势下降的 数值，因此也为负值。已形成液泡的细胞，其亲水胶体已 被水饱和，衬质势忽略不计。
（3）压力势
压力势是指由于压力的存在而使水势发生改变的值。当细 胞吸水膨胀时，原生质体对细胞壁产生的压力称膨压。同时， 细胞壁产生大小相等方向相反的压力(称壁压)正向作用于原生 质体，使细胞液自由能增加，水势增大。压力势通常为正值。 当特殊情况如蒸腾作用很强时，压力势为负值。
（三）代谢性吸水
植物细胞利用呼吸作用产生的能量使水分经过质膜进入 细胞的过程，叫做代谢性吸水。
证据
当通气良好时，细胞呼吸加强，细胞吸水增强； 相反，减小氧气或以呼吸抑制剂处理时，细胞呼吸速率 降低，细胞吸水减少。
二、植物根系的吸水
（一）根系的吸水区域
植物具有庞大的根系，根系能够从土壤中吸收 大量的水分，以满足植物生长发育的需要。但植物 根系各部分吸水能力是不同的，一般认为根尖是吸 水的主要区域。在根尖，位于伸长区后的根毛区表 皮细胞突起，形成大量根毛，这是根系吸水的主要 部位。
共质体途径也称细胞-细胞途径，是指水分依次 通过细胞原生质由皮层进入中柱导管的过程，移动 速度一般较慢。质外体途径即指水分通过根系质外 体由皮层进入中柱导管的过程，移动速度快分为主动吸水和被动吸水两种。

植物生理学全套精品课件

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代谢（Metabolism）：维持各种生命活动过
程中的化学变化总称，包括物质合成、转化和分解过 程。
按性质：
• 物质代谢（Substance Metabolism) 合成分解 • 能量代谢 (Energy Metabolism)光能化学能, 分
解能量释放
按方向：
• 同化(assimilation)or 合成代谢(anabolism)： • 异化(disassimilation) or 分解代谢（catabolism)
8
园林专业植物生理学
掌握植物生理生化学的基本知识 ，能够运用植物生理生化学的理论和 方法处理在园林植物选择、生产、园 栽培养护、育种等工作中遇到的实际 问题，并为学习后续课程奠定基础。
9
园林保健植物
定义：园林中的保健植物，是园 林中那些含有抗菌素和具有抗 病毒作用的化学物质，能散发 有益人体健康气体的活性植物 的总称。
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分类
1. 婴幼儿、青少年适宜型，强身为主；提高对周围环 境的免疫力
2. 成年适宜型，健身为主；提神醒脑、缓解疲劳： 3. 老年适宜型，防病为主；注重减缓衰老、降血压、
防止心老血管疾病的发生，延年益寿； 4. 特殊群体适宜型，针对疾病人群、残疾人群等、特
别是针对具有或携带有传染病原的人群等
11
第一篇 植物的物质生产 和光能利用
水分在导管中运输方式 水分从土壤溶液进去植物体 水分集流和溶质浓度无关
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植物细胞的水分集流：
➢ 水通道（water channel）: aquaporin
26
➢ 水孔蛋白：是膜内在蛋白，存在于细 菌、酵母、动物和植物中。
➢ 植物中有三种： ① 质膜内在蛋白、 ② 液泡膜上的液泡膜内在蛋白 ③ 和根瘤共生膜上的内在蛋白

植物生理学全课程讲义

植物生理学绪论一植物生理学的定义和内容研究植物生命活动规律和机理及其与环境相互关系的科学。

植物生命活动：从种子开始到形成种子的过程中所进行的一切生理活动。

植物生命活动形式：代谢过程、生长发育过程、植物对环境的反应植物生命活动的实质：物质转化、能量转化、信息转化、形态建成、类型变异1 物质转化体外无机物[H2O、CO2、矿质（根叶）]→体内有机物[蛋白质核酸脂肪、碳水化合物] →体外无机物[CO2 H2O]→植物再利用2 能量转化光能（光子）→电能（高能电子）→不稳定化学能（ATP，NADPH）→稳定化学能（有机物）→热能、渗透能、机械能、电能3 信息转化[1]物理信息：环境因子光、温、水、气[2]化学信息：内源激素、某些特异蛋白（钙调蛋白、光敏色素、膜结合酶）[3]遗传信息：核酸4 形态建成种子→营养体（根茎叶）→开花→结果→种子5 类型变异植物对复杂生态条件和特殊环境变化的综合反应植物生命活动的“三性”v植物的整体性v植物和环境的统一性v植物的变化发展性Ø植物生命活动的特殊性1 有无限生长的特性2 生活的自养性3 植物细胞的全能性和植株的再生能力强4 具有较强的抗性和适应性5 植物对无机物的固定能力强6植物具有发达的维管束植物生理学的内容1、植物细胞结构及功能生理﹕2、代谢生理：水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用等3、生长发育生理：种子萌发、营养生长生理、生殖生理、成熟衰老4、环境生理（抗性生理）以上的基本关系光合、呼吸作用→生长、分化水分、矿物质运输发育、成熟(功能代谢生理) (发育生理)↖↗环境因子（抗性生理）(温、光、水、气)二植物生理学的产生与发展（一）萌芽阶段（16以前世纪）*甲骨文：作物、水分与太阳的关系*战国时期：多粪肥田*西汉：施肥方式*西周：土壤分三等九级*齐民要术：植物对矿物质及水分的要求轮作法、“七九闷麦法”（1）科学植物生理学阶段1.科学植物生理学的开端（17~18世纪）1627年，荷兰 Van Helmont ，水与植物的关系1699年，英国Wood Ward，营养来自土壤和水18世纪，Hales,植物从大气获得营养1771年，英国Priestley发现植物绿色部分可放氧2年，瑞士 De Saussure，灰分与生长的关系2.植物生理学的奠基与成长阶段（19世纪）Ø1840年，德国Liebig建立矿质营养说。

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三、植物生理学对农业做出的 贡献(植物生理学的应用)
1. 矿质营养：肥料的基础，复合肥、微肥、叶肥、专 用肥，无土栽培。
2. 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。
3. 呼吸作用：果蔬保鲜与储运。 4. 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。 5. 春化与光周期：栽培、引种和育种。 6. 组织培养：花药育种、原生质体培养、细胞杂交融
绪论
一、植物生理学的定义和研究内容
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或原
理的科学。植物生理学研究的对象——各种 植物，主要是高等植物。
植物的生命活动包括四个方面:
2．植物生理学研究的内容
① 物质代谢：植物体内各种物质的合成、分 解及其相互转换。
本章重点： 1.植物细胞和根系对水分吸收机制。 2.植物蒸腾作用的调控、气孔运动机
制及其调控。
水是植物的一个重要的先天环境条 件,没有水就没有生命,也就没有植物。 植物的水分代谢包括：
水水 水 水 分分 分 分 的的 的 的 吸运 利 散 收输 用 失
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
一、植物的含水量 植物的含水量一般占组织鲜重的70%~90%。它随
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。这两部著作成为影响
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。
第三阶段：植物生理学的发展阶段。 从20世纪初到现在。它逐渐在植物学
科中占中心地位，所有各个植物学的分支 都离不开植物生理学。主要有：
五、学习方法：
1．基本概念、原理清楚； 2．了解主要结论的试验证据与背景； 3．代谢环节的关键步骤、各个环节之间
的关系； 4．学会用植物生理学的知识分析复杂的
农业生产问题； 5．学会提出问题、解决问题。
第一章
植物的水分代谢
目的要求：
通过本章学习，主要了解植物对水分的 吸收、运输及蒸腾的基本原理，认识维持植 物水分平衡的重要性，为作物合理灌溉提供 理论基础。
② 能量代谢：植物体内能量的吸收、转换 及贮藏。
③ 形态建成：植物个体的产生、发展、生 殖、衰老、死亡。
④ 信息传递：植物感受外界信息。
上列内容分为四部分：
① 细胞结构与功能。它是各种生理活动与代谢过程 的组织基础。
② 营养与代谢生理。主要包括光合作用、呼吸作用 、水分生理、矿质营养、有机物质运输与分配、细胞 信号转导、植物生长物质等各种功能、机制与环境条 件的关系。
③ 生长发育。它是各种功能与代谢活动的综合反映 ，包括生长、分化、发育与成熟、休眠与衰老及其调 控。
④ 逆境生理。包括植物在逆境条件下的生理反应、 抗逆性等。
这4个部分相互联系构成了植物生理学的整体。
二、植物生理学的发展阶段
植物生理学是一门实验性学科，它从植 物学这门古老的学科中分化而来，随着生产 力的发展以及其它基础学科的发展而发展。 其发展经历了以下三个阶段。
⑴光周期性的发现。 ⑵五大类植物激素的发现。 ⑶C3途径、C4途径、景天酸代谢途径、 光呼吸、光敏色素和钙调素的发现。 ⑷组织培养也取得了飞速发展。
我国现代植物生理学的研究起 步较晚。罗宗洛、李继侗、汤佩松 三人是我国植物生理学的奠基人。 建国后，殷宏章、沈允钢、汤佩松、 娄成后等在作物群体生理、光合作 用、呼吸作用、物质运转等方面做 了很多工作，有的曾接近于当时国 际的先进水平，甚至居于领先的地 位。
第一阶段：植物生理学的奠基（孕育） 阶段。该阶段是指从1627年荷兰人凡·海尔蒙 做柳枝实验开始直到19世纪40年代德国化学 家李比希创立矿质营养学说之前，共经历了 200多年的时间。
第二阶段：植物生理学诞生与成长阶段。 该阶段是指从1840年Liebig建立营养学
说的建立，到19世纪末萨克斯（《植物生 理学讲义》，1882）和他的学生费弗尔 （《植物生理学》，1904）的两部植物生 理学专著问世。经历了半个世纪的时间。
ψw表示。
μw-
Δμw
ψw＝
μVww0
＝
Vw
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势 2.水势的大小和单位： 纯水的水势(ψw0)最大ψw0=0，植物细胞
的水势都为负值。 水势的单位：兆帕（MPa）、帕（Pa）、
巴(bar)、大气压(atm)。 1巴=0.1MPa = 0.987 大气压 = 105
合、基因导入、快繁、脱除病毒和植物性药物。 7. 根源信号转导：节水农业。
四、21世纪植物生理学的研究 趋势
1．与其他学科交叉渗透，从研究生物大分子 到阐明个体生命活动功能、生产应用与环境 生态相结合。
2．对植物信号传递和转导的深入研究，将为 揭示植物生理学本质、调控植物生长发育开 辟新的途径。
3．植物生命活动过程中，物质代谢和能量转 换的分子机制及其基因表达将是研究的重点。
1. 2. 水直接参与植物体内重要的代谢过程； 3. 水是各种生理生化反应和运输物质的良
4. 5. 细胞分裂和延伸生长都需要足够的水； 6. 水具有重要的生态意义。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
三、 1.植物体内水分存在的状态有：
自由水：距离胶体颗粒较远，可以自由移动的 水分。
束缚水：较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易 流动的水分。
2.自由水/束缚水比值影响代谢和抗逆性 自由水/束缚水比值高时，代谢旺盛，但抗逆性较强。
； 自由水/束缚水比值低时，代谢缓慢，但抗逆性较强。
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势
1.概念 水势指每偏摩尔体积水的化学势（差）。即水溶液
的化学势（ μw ）与同温同压同一系统中纯水的化学势
（μw0 ）之差除以水的偏摩尔体积（ Vw ）所得的商，用
植物种类、植物组织以及外界环境条件而变化。 1、 不同植物：
水生植物：在90%以上； 中生植物：70% ~ 90%； 旱生植物：低于中生植物； 地衣：6%。 2、同一植物生长在不同环境中,含水量有差异。 3、不同发育时期、不同器官和组织中，含水量不同。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
二、 水在植物生命活动中的重要性