植物生理与分子生物学课件-9[1].14

植物生理学和分子生物学植物生理学和分子生物学是分别从细胞与分子水平入手，探讨植物生长、发育和适应环境的科学。

虽然两者从不同层面展开讨论，但它们的研究成果对于农业、医学等领域有着巨大的推动作用。

植物生理学植物生理学是研究植物生长、发育、代谢和适应环境的学科。

植物生理学的研究广泛涉及植物体各个层次，从尺度的物质交换到细胞之间的信号传递、细胞内代谢途径和基因表达调控等方面。

植物生长和发育是植物生理学中重要的研究方向。

植物生长是指植物体积和质量的增长，因此，植物生长的调节与植物的养分吸收及分配、激素合成和信号通路、环境识别和适应、基因表达和表型塑形等因素密切相关。

植物发育则更多关注形态和功能结构的建立，比如花和叶片的形状、根、茎、叶等器官的组织分化和调控等。

植物发育的研究理解了植物整个生命周期中各个时期所表现的形态，为育种改良提供了理论基础。

植物代谢是植物生理学的另一个重要方向，因为植物的代谢直接影响着植物的发育和适应环境的能力。

植物以阳光、水、二氧化碳和氮、磷、钾等无机物为原料合成各种有机物，如碳水化合物、脂肪酸、氨基酸和蛋白质等，以及含有生物活性的激素、抗氧化物和次生代谢物。

植物代谢为植物正常的生长和发育提供能量和物质来源，同时对于植物的适应能力和环境响应、品质和营养等因素至关重要。

植物适应环境的生理特性研究也是植物生理学热门的研究方向。

植物在自然环境下承受各种环境刺激，如盐碱、寒冷、干旱、光照等，为此，植物逐步演化成特定的形态、结构和表型，以适应各种极端或变幻无常的情况。

研究植物的适应特性可以更好地追溯植物极端环境下的适应过程和机制，同时为农业生产和生态环保提供理论支撑。

分子生物学分子生物学是研究生命系统的分子基础的科学，特别关注分子在细胞内的合成、功能和相互作用的过程。

分子生物学主要研究各种分子如DNA、RNA、蛋白质、酶和代谢物等在细胞和分子水平的交互作用。

植物分子生物学则是从分子层面对植物遗传、表达、基因调控和代谢等方面加以探究。

第一章植物的光合作用植物生理学（Plant Physiology）碳素营养是植物的生命基础：（1）植物体干物质中有90%是有机物，有机物中碳元素约占干物质重量的45%；（2）构成有机物的骨架是碳链，其结构决定了物质的多样性。

异养植物---少数高等植物（食虫、寄生），某些微生物；碳素营养方式自养植物---绝大多数高等植物，少数微生物。

自养植物吸收无机态C，转变成为有机物的过程，称为植物的碳素同化作用。

细菌的光合作用绿色植物的光合作用（最广碳素同化作用泛，合成物质最多，与人类关系最密切）化能合成作用第一节光合作用的特点和意义光合作用：绿色植物利用叶绿体，吸收光能，同化CO2和水，制造有机物并释放O2的过程。

6CO2+6H2O C6H12O6+6O2↑+能量CO2+H2O (CH2O)+O2↑+能量特点：（1）是一个氧化-还原过程；（CO2中的C被还原为(CH2O)n中还原态的C；H2O中的O被氧化成O2）（2）需要在光照下，叶绿体内进行；（3）发生了光能的吸收、转化和贮存。

意义：（1）完成了自然界巨大规模的物质转变；地球上自养植物每年约同化2×1011吨碳素，60%由陆生绿色植物的光合作用完成，相当于产生了4～5百亿吨葡萄糖。

（2）同时完成了巨大规模的能量转变；如上计算，相当于产生3×1021J的能量，每年全世界消耗的能量约为其十分之一。

（3）能够保护环境，净化空气；维持大气中O2含量的相对稳定，一部分O2转化为O3形成紫外线屏障。

（4）带动自然界其他物质的循环。

同化1吨C，相应可带动同化30公斤N，及5公斤S和P元素。

第二节叶绿体和叶绿体色素一、叶绿体的结构和成分：（一）结构：高等植物的叶绿体直径为3～6μm，厚约2～3μm，呈椭球体。

1.被膜：由内、外两层半透膜组成，具有选择吸收性，内膜的选择性更强；细胞质中的CO2可透过被膜进入叶绿体，叶绿体中合成的物质也可透过它运送到细胞质中。