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植物生理学课程教学大纲Plant physiology课程编号：1913002; 1912912课程性质：学科基础课适用专业：农学/植物保护/农业信息/农业资源与环境/园艺/农村区域发展/生态学/生物科学/ 生物技术/生物工程先修课程：植物学/化学/物理学后续课程：作物栽培学/作物耕作学/作物遗传学/作物育种学/生态学/生物物理学总学分：3.5 其中实验学分：1一、教学目的与要求1.教学目标了解植物生理学的研究内容和发展简史，认识植物生命活动的基本规律，理解和掌握植物生理学的基本概念、基础理论知识和主要实验的原理和方法；能够运用植物生理学的基本原理和方法综合分析、判断、解决有关理论和实际问题。
2.教学要求植物生理学是研究植物生命活动规律，揭示植物生命现象本质的科学。
植物的生命活动是在水分代谢、矿质营养、光合作用和呼吸作用等基本代谢的基础上，表现出种子的萌发、营养器官的生长、开花、受精、果实和种子的成熟等生长发育过程。
植物生理学是植物学学科和农学学科各专业必修的一门重要的专业基础课，也被称之为“合理农业的基础”课程。
通过本课程的教学，总的目标：了解植物生理学概念的基本内涵及其所研究的主要内容。
了解植物体内的物质代谢与能量代谢的基本情况和过程，了解这些代谢过程之间的相互关系。
了解植物生长发育的基本规律，理解外界条件对植物生长发育进程的影响。
了解植物逆境种类及其对植物的危害，理解植物抗逆性的生理基础，掌握提高植物抗逆性的原理、途径和方法。
理解植物生理学是重要的专业基础课，为后续课程如耕作、栽培、遗传育种等专业课的学习打下必要的理论基础。
理解植物生理学是一门实验科学，通过实验教学，使学生掌握研究植物生命活动的基本方法和基本技能，培养学生观察问题和分析问题的能力，以及提高理论联系实际、掌握解决农业生产中的实际问题的途径和方法。
、课时安排三、教学内容1.绪论部分(1学时)(1)教学目标通过本章的学习，了解植物生理学的发展历史及其研究的主要内容和方法，为认识和学好植物生理学打下基础。
植物生理学电子教案第一章：植物细胞的结构和功能1.1 植物细胞的基本结构细胞壁细胞膜细胞质细胞核1.2 植物细胞的特殊结构叶绿体液泡中心体质体1.3 植物细胞的生理功能细胞膜的功能细胞核的功能叶绿体的功能液泡的功能第二章：植物的生长和发育2.1 植物生长的基本过程细胞分裂细胞伸长细胞分化种子发芽幼苗生长成熟植物2.3 植物生长的环境因素光照温度水分养分第三章：植物的营养吸收和运输3.1 植物的营养需求水分养分（氮、磷、钾等）光照温度3.2 植物的营养吸收根系吸收叶片吸收3.3 植物的营养运输维管束的运输系统韧皮部的运输系统第四章：植物的生殖和繁殖有性生殖无性生殖4.2 植物的繁殖结构雄性生殖器官（花药、花粉）雌性生殖器官（子房、卵细胞）4.3 植物的繁殖过程花粉管的形成和生长受精过程种子的形成和成熟第五章：植物的适应和逆境反应5.1 植物对环境的适应光合作用的调节呼吸作用的调节水分的调节养分的调节5.2 植物的逆境反应干旱盐分低温病虫害5.3 植物的逆境适应机制抗氧化系统渗透调节物质基因表达的调节第六章：植物的激素和生长调节6.1 植物激素的种类和功能激素的定义和作用细胞分裂素（CK）生长素（IAA）赤霉素（GA）脱落酸（ABA）乙烯（ETH）6.2 植物激素的合成和运输激素合成的途径激素的运输机制激素的信号传导6.3 植物生长调节的应用促进植物生长的应用控制植物生长的应用调节植物发育的应用第七章：植物的光合作用和呼吸作用7.1 光合作用的原理和过程光合作用的定义和意义光合色素的结构和功能光反应和暗反应CO2的固定和还原7.2 呼吸作用的原理和过程呼吸作用的定义和意义有氧呼吸和无氧呼吸能量的释放和利用呼吸作用与光合作用的关系7.3 光合作用和呼吸作用的应用提高植物光合作用的效率促进植物生长的应用节能减排的应用第八章：植物的生态生理学8.1 植物与环境的相互作用植物与光照的关系植物与水分的关系植物与养分的关系植物与生物的关系8.2 植物的生态适应性植物对环境的适应机制植物的生态位植物的生态多样性8.3 植物的生态生理学研究方法实验方法观测方法模型方法第九章：植物的生理生态与应用9.1 植物生理生态在农业中的应用改良土壤质量提高作物产量和品质病虫害防治9.2 植物生理生态在环境保护中的应用植物修复技术植物对环境污染的指示作用植物在气候变化中的作用9.3 植物生理生态在其他领域的应用植物生理生态在园艺学中的应用植物生理生态在生物学研究中的应用植物生理生态在生物技术中的应用第十章：植物生理学研究的进展与展望10.1 植物生理学研究的最新进展基因组学和转录组学在植物生理学中的应用蛋白质组学和代谢组学在植物生理学中的应用植物生理学在分子水平上的研究进展10.2 植物生理学研究的挑战与机遇植物生理学面临的挑战植物生理学的新机遇10.3 植物生理学的发展前景植物生理学在科学研究中的重要性植物生理学在解决全球性问题中的作用植物生理学在人类社会发展中的贡献重点和难点解析重点环节1：植物细胞的结构和功能细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等基本结构的定义和作用是教学重点。
植物生理学电子教案第一章：植物细胞生理1.1 细胞结构与功能植物细胞的基本结构细胞膜的功能细胞器的功能1.2 细胞代谢光合作用呼吸作用蒸腾作用1.3 细胞信号传导植物激素的作用细胞信号传导途径第二章：植物生长发育2.1 种子萌发种子萌发的过程影响种子萌发因素2.2 植物生殖有性生殖与无性生殖花的结构与授粉2.3 植物生长与发育细胞分裂与伸长器官发生的调控第三章：植物营养与矿物质代谢3.1 植物营养吸收与运输根系吸收营养的过程营养在植物体内的运输3.2 矿物质代谢主要矿物质元素的功能矿物质的循环与平衡3.3 植物营养与肥料有机肥料的使用化学肥料的使用第四章：植物光合作用与呼吸作用4.1 光合作用光合作用的过程光合作用的调控4.2 呼吸作用呼吸作用的过程呼吸作用的调控4.3 光合与呼吸的关系光合与呼吸的相互影响植物产量与光合呼吸的关系第五章：植物激素与生长发育调控5.1 植物激素的作用生长素的调控作用赤霉素的调控作用细胞分裂素的调控作用脱落酸的调控作用5.2 植物生长发育的调控激素间的相互作用植物生长发育的调控机制5.3 植物激素的应用植物生长调节剂的应用激素在农业生产中的应用第六章：植物逆境生理6.1 逆境类型与植物响应非生物逆境（如干旱、盐害、低温）生物逆境（如病虫害、杂草竞争）6.2 植物抗逆机制渗透调节物质的作用抗氧化系统的功能基因表达的调控6.3 植物逆境育种与栽培抗逆品种的选育逆境下的栽培管理技术第七章：植物生殖生理7.1 花的发育与授粉花器官的形成与发育授粉与受精过程7.2 种子形成与萌发种子形成的生理机制种子萌发的生理需求7.3 果实发育与成熟果实的形成与发育果实的成熟生理第八章：植物生物技术8.1 植物组织培养愈伤组织的诱导与分化植物繁殖的新技术8.2 基因工程在植物中的应用植物基因转化的方法转基因植物的安全性讨论8.3 植物生物反应器植物生物反应器的概念植物生物反应器的应用前景第九章：植物生理学实验技术与方法9.1 基本实验技术样品的采集与处理显微镜观察技术色谱分析技术9.2 现代分析技术光谱分析技术质谱分析技术生物传感技术9.3 实验数据处理与分析实验数据的整理统计分析方法图形绘制与表达第十章：植物生理学在农业中的应用10.1 植物生理学与作物栽培优化作物生长环境提高作物产量与品质10.2 植物生理学与农业可持续发展保护性耕作与土壤健康农业生态系统的管理10.3 植物生理学在农业科研中的应用研究植物抗逆机制创制新品种与新技术重点和难点解析重点环节1：植物细胞生理中的细胞代谢光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的机理和调控是植物细胞生理的核心内容，需要重点掌握。
第一章细胞信号转导（signal transdution）教学时数：4学时左右。
教学目的与要求：使学生了解细胞信号转导的定义和内容；掌握受体和和跨膜信号转换的过程，植物细胞第二信使的种类及重要作用。
教学重点：细胞信号转导的定义、研究内容；受体和跨膜信号转换；细胞内的第二信使系统。
教学难点：细胞受体和跨膜信号转换。
本章主要阅读文献资料：1.翟中和编：《细胞生物学》，高等教育出版社。
2.王镜岩主编：《生物化学》（第三版），高等教育出版社。
3.宋叔文、汤章城主编：《植物生理与分子生物学》（第二版），科学出版社。
4.王宝山主编：《植物生理学》(20XX年版)，科学出版社。
本章讲授内容：生长发育是基因在一定时间、空间上顺序表达的过程，而基因表达除受遗传信息支配外，还受环境的调控。
植物在整个生长发育过程中，受到各种内外因素的影响，这就需要植物体正确地辨别各种信息并作出相应的反应，以确保正常的生长和发育。
例如植物的向光性能促使植物向光线充足的方向生长，在这个过程中，首先植物体要能感受到光线，然后把相关的信息传递到有关的靶细胞，并诱发胞内信号转导，调节基因的表达或改变酶的活性例如：光质→光受体→信号转导组分→光调节基因→向光性反应对于植物来讲，在生命活动的各个阶段都受到周围环境中各种因素的影响，例如温度、湿度、光、重力、病原微生物等等。
有来自相邻细胞的刺激、细胞壁的刺激、激素等等刺激，连接环境刺激到植物反应的分子途径就是信号转导途径，细胞接受信号并整合、放大信号，最终引起细胞反应，这种信息在胞间传递和胞内转导过程称为植物体内的信号传导。
植物细胞信号转导（signal transdution）主要研究植物感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应，即细胞耦联各种（内部或外源）刺激信号与其引起的特定的细胞生理效应之间的一系列反应机制。
植物细胞信号转导的模式生物体在不同的生长发育阶段，自身也不断产生各种信号，以调节其本身的生命进程，如激素、营养物质等。
第一章细胞信号转导（signal transdution）教学时数：4学时左右。
教学目的与要求：使学生了解细胞信号转导的定义和内容；掌握受体和和跨膜信号转换的过程，植物细胞第二信使的种类及重要作用。
教学重点：细胞信号转导的定义、研究内容；受体和跨膜信号转换；细胞内的第二信使系统。
教学难点：细胞受体和跨膜信号转换。
本章主要阅读文献资料：1.翟中和编：《细胞生物学》，高等教育出版社。
2.王镜岩主编：《生物化学》（第三版），高等教育出版社。
3.宋叔文、汤章城主编：《植物生理与分子生物学》（第二版），科学出版社。
4.王宝山主编：《植物生理学》(2004年版)，科学出版社。
本章讲授内容：生长发育是基因在一定时间、空间上顺序表达的过程，而基因表达除受遗传信息支配外，还受环境的调控。
植物在整个生长发育过程中，受到各种内外因素的影响，这就需要植物体正确地辨别各种信息并作出相应的反应，以确保正常的生长和发育。
例如植物的向光性能促使植物向光线充足的方向生长，在这个过程中，首先植物体要能感受到光线，然后把相关的信息传递到有关的靶细胞，并诱发胞内信号转导，调节基因的表达或改变酶的活性例如：光质→光受体→信号转导组分→光调节基因→向光性反应对于植物来讲，在生命活动的各个阶段都受到周围环境中各种因素的影响，例如温度、湿度、光、重力、病原微生物等等。
有来自相邻细胞的刺激、细胞壁的刺激、激素等等刺激，连接环境刺激到植物反应的分子途径就是信号转导途径，细胞接受信号并整合、放大信号，最终引起细胞反应，这种信息在胞间传递和胞内转导过程称为植物体内的信号传导。
植物细胞信号转导（signal transdution）主要研究植物感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应，即细胞耦联各种（内部或外源）刺激信号与其引起的特定的细胞生理效应之间的一系列反应机制。
植物细胞信号转导的模式生物体在不同的生长发育阶段，自身也不断产生各种信号，以调节其本身的生命进程，如激素、营养物质等。
植物生理学中的信号转导了解植物细胞内信号传递的机制植物生理学中的信号转导：了解植物细胞内信号传递的机制植物生理学是研究植物在生长、发育和适应环境的过程中所发生的各种生理反应的学科。
作为一个复杂的生物机体，植物细胞内需要通过信号传递系统来感知和响应外界的环境变化。
信号转导是植物细胞内信号传递的关键过程，它能够使植物在遇到生物和非生物胁迫时做出适应性的反应。
本文将探讨植物生理学中的信号转导，以了解植物细胞内信号传递的机制。
一、信号的感知与转导植物细胞内信号传递的第一步是信号的感知。
植物细胞通过对外界刺激的感知，获取关于环境的信息，并将其转化为细胞内的信号。
这些信号可以是光线、温度、盐度、激素等多种形式。
植物的感受器通常是膜蛋白，例如光感受器负责感知光线，激素受体负责感知激素的存在。
感知到信号后，植物细胞进入信号转导流程。
信号转导是指将感知到的信号传递给细胞内的下游部分，以产生相应的生理反应。
信号转导的机制由多个组分构成，包括信号传感器、信号传导器、信号激活器和效应器。
这些组分在细胞内相互协作，将信号从感知器传递到效应器，实现植物生理反应的调节。
二、信号转导通路在植物生理学中，信号转导通路是通过多个蛋白质相互作用而形成的复杂网络系统。
常见的信号转导通路包括蛋白激酶、磷酸酶和离子通道等。
这些通路中的蛋白质能够感知和传导信号，并参与到细胞的生理活动中。
信号通路中的蛋白质通常通过磷酸化和去磷酸化等方式来传导信号。
磷酸化是通过添加磷酸基团到蛋白质上，从而改变其构象和功能。
去磷酸化则是将磷酸基团从蛋白质上去除，使其恢复原来的构象和功能。
这两种方式的协同作用，使信号能够在细胞内传递和放大，最终调控植物的生理反应。
三、第二信使和信号响应在信号转导过程中，第二信使起着重要的作用。
第二信使可以是小分子化合物，例如环状腺苷酸（cAMP）和钙离子（Ca2+）。
它们能够将感知到的信号转导给细胞内的下游组分，触发相应的生理反应。
第一章细胞信号转导（signal transdution）教学时数：4学时左右。
教学目的与要求：使学生了解细胞信号转导的定义和内容；掌握受体和和跨膜信号转换的过程，植物细胞第二信使的种类及重要作用。
教学重点：细胞信号转导的定义、研究内容；受体和跨膜信号转换；细胞内的第二信使系统。
教学难点：细胞受体和跨膜信号转换。
本章主要阅读文献资料：1.翟中和编：《细胞生物学》，高等教育出版社。
2.王镜岩主编：《生物化学》（第三版），高等教育出版社。
3.宋叔文、汤章城主编：《植物生理与分子生物学》（第二版），科学出版社。
4.王宝山主编：《植物生理学》(2004年版)，科学出版社。
本章讲授内容：生长发育是基因在一定时间、空间上顺序表达的过程，而基因表达除受遗传信息支配外，还受环境的调控。
植物在整个生长发育过程中，受到各种内外因素的影响，这就需要植物体正确地辨别各种信息并作出相应的反应，以确保正常的生长和发育。
例如植物的向光性能促使植物向光线充足的方向生长，在这个过程中，首先植物体要能感受到光线，然后把相关的信息传递到有关的靶细胞，并诱发胞内信号转导，调节基因的表达或改变酶的活性例如：光质→光受体→信号转导组分→光调节基因→向光性反应对于植物来讲，在生命活动的各个阶段都受到周围环境中各种因素的影响，例如温度、湿度、光、重力、病原微生物等等。
有来自相邻细胞的刺激、细胞壁的刺激、激素等等刺激，连接环境刺激到植物反应的分子途径就是信号转导途径，细胞接受信号并整合、放大信号，最终引起细胞反应，这种信息在胞间传递和胞内转导过程称为植物体内的信号传导。
植物细胞信号转导（signal transdution）主要研究植物感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应，即细胞耦联各种（内部或外源）刺激信号与其引起的特定的细胞生理效应之间的一系列反应机制。
植物细胞信号转导的模式生物体在不同的生长发育阶段，自身也不断产生各种信号，以调节其本身的生命进程，如激素、营养物质等。
生物在受到各种信号刺激后产生一系列的生理生化变化。
从信号刺激到生理生化变化是一个非常复杂的过程，它包括信号→被细胞各种受体（receptor）接受→转化为细胞内的特定的信息→传导至细胞内不同的效应子（effecor）。
生物的信息传导是生物学研究的一个重要领域，一直受到人们的普遍重视。
一、环境刺激和胞外信号植物一生时刻处于大量的环境信号（刺激）中，例如，机械刺激、温度变化、光照、气体、重力、触摸、病原微生物等致病因子、污染物伤害、水分过多或不足等。
当这些环境刺激作用于植物体的不同部位时，会发生胞间的信号传递。
胞间信号包括物理的（电）信号和化学信号（生长物质等）。
人们认为环境刺激是植物细胞信号转导过程中的初级信使（primary messenger），它可以通过诱发胞间信号（配体）的产生→ 再经细胞受体和跨膜信号转换等→将胞间信号在胞内（通过第二信使）进行放大和传递。
化学信号(chemical signals )细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。
植物激素是植物体主要的胞间化学信号。
如当植物根系受到水分亏缺胁迫时，根系细胞迅速合成脱落酸(ABA)，ABA再通过木质部蒸腾流输送到地上部分，引起叶片生长受抑和气孔导度的下降。
而且ABA 的合成和输出量也随水分胁迫程度的加剧而显著增加。
这种随着刺激强度的增加，细胞合成量及向作用位点输出量也随之增加的化学信号物质称之为正化学信号(positive chemicalsignal)。
然而在水分胁迫时，根系合成和输出细胞分裂素(CTK)的量显著减少，这样的随着刺激强度的增加，细胞合成量及向作用位点输出量随之减少的化学信号物质称为负化学信号(negative chemical signal)。
当植物的一张叶片被虫咬伤后，会诱导本叶和其它叶产生蛋白酶抑制物（PIs）等，以阻碍病原菌或害虫进一步侵害。
如果伤害后立即除去受害叶，则其它叶片不会产生PIs。
但如果将受害叶的细胞壁水解片段（主要是寡聚糖）加到叶片中，又可模拟伤害反应诱导PIs 的产生，从而认为寡聚糖是由受伤叶片释放并经维管束转移，继而诱导能使PIs基因活化的化学信号物质。
物理信号（physical signal）指细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号。
电信号传递是植物体内长距离传递信息的一种重要方式，是植物体对外部刺激的最初反应。
植物的电波研究较多的为动作电波（action potential，AP），也叫动作电位，它是指细胞和组织中发生的相对于空间和时间的快速变化的一类生物电位。
植物中动作电波的传递仅用短暂的冲击（如机械震击、电脉冲或局部温度的升降）就可以激发出来，而且受刺激的植物没有伤害，不久便恢复原状。
一些敏感植物或组织（如含羞草的茎叶、攀缘植物的卷须等），当受到外界刺激，发生运动反应(如小叶闭合下垂、卷须弯曲等见录像)时伴有电波的传递。
植物细胞对水力学信号(压力势的变化)很敏感。
玉米叶片木质部压力的微小变化就能迅速影响叶片气孔的开度，即压力势降低时气孔开放，反之亦然。
二、受体和跨膜信号转换（一）细胞受体细胞受体是指存在于细胞膜、细胞内部或细胞器膜及内部的某些天然的化学物质。
至今发现的受体绝大多数是蛋白质。
它可特异识别信号并与其结合，然后将信号在细胞内放大、传递→ 启动一系列细胞内的生化反应→ 最终导致植物的形态变化。
细胞受体具有特异性、高亲和性和可逆性等特征。
位于细胞表面的受体称为细胞表面受体，在很多情况下信号分子不能跨过细胞膜，它们必须与细胞表面受体结合，经过跨膜信号转换，将信号转入胞内，并进一步通过信号转导网络系统来传递和放大信号。
位于亚细胞组分如细胞核、液泡膜上的受体叫做细胞内受体，一些信号（如甾类物质）是疏水性小分子，不经跨膜转换，而直接扩散入细胞，与细胞内受体结合，在细胞内进一步传递和放大。
由于受体与信号物质的结合是细胞感应胞外信号，并将此信号转换为胞内信号的第一步，所以受体是将胞外信号转换为胞内信号的关键。
受体可特异识别信号并与其结合，然后将信号在细胞内放大，传递→启动一系列细胞内的生化变化→ 最终导致植物的形态变化。
一般来说，胞间信号（配体）分子首先与细胞膜上的受体结合→ 经跨膜信号转换→将胞外信号在在胞内通过第二信使放大并传递→然后引起细胞内的生理生化变化。
也有一些信号可以进入细胞，与细胞内部的受体结合进一步调节基因转录等过程。
（二）跨膜信号转换信号与细胞表面的受体结合之后，通过受体将信号转导进入细胞内，这个过程称为跨膜信号转换。
跨膜信号转换通过细胞膜上的受体与配体结合来实现。
G蛋白是连接受体发生跨膜信号转换的重要物质之一。
胞间信号从产生位点经上距离传递到达靶细胞，靶细胞首先要能感受信号并将胞外信号转换为胞内信号，然后再启动下游的各种信号系统，并对原初信号进行放大以及激活次级信号，最终导致植物的生理生化反应。
异三聚体GTP结合蛋白（简称G蛋白）是生物信息传导中的一个重要成员。
G蛋白是一个庞大的家族，几乎所有的真核生物都有G蛋白，根据其亚基组分以及相对分子质量（Mr）大小的不同，G蛋白分为两大类。
一类是异源三体G蛋白（heterotrimeric G protein）；另一类是小G蛋白（small G protein），或者叫单体G蛋白（monomeric G protein）。
小G蛋白的Mr通常为20～30kD。
而异源三体G蛋白是由α、β、γ三个亚基组成。
其中α亚基（Gα）的Mr最大，在39～54 kD之间，β亚基（Gβ）和亚基（Gγ）的Mr分别为35～36 kD和8～10kD（各书对其分子量的说法不一）。
也有人根据G蛋白的功能分类。
异三聚体GTP结合蛋白亚基上氨基酸残基的酯化修饰作用，经G蛋白结合在细胞膜面向胞质溶液的一侧。
受体蛋白的氨基端位于外侧，羧基端位于内侧，一条单肽链形成几个а螺旋的跨膜结构。
羧基端具有与G蛋白相互作用的区域，受体活化后直接将G白激活，进行跨膜信号转换。
异源三体G蛋白的GTP结合位点在α亚基（Gα）上。
Gα具有GTP酶的活性，还与受体相互作用。
在分子结构上，小G蛋白与异源三体G蛋白α亚基有许多相似之处。
它们都能结合GTP或GDP，结合了GTP之后都呈活化态，GTP被水解成GDP后蛋白都呈非活化态。
真核生物中G蛋白研究的历史并不长。
1971年首次报道与G蛋白有关的研究，大部分研究工作动物和低等真核生物（主要是酵母）。
大量实验结果表明，G蛋白是一类比较保守的调节蛋白，普遍存在于真核生物细胞中，在生物信息传导中起重要作用。
人们相信，在植物中也应当有G蛋白的生物信息传导。
证明G蛋白在植物中存在，简单而直接的方法是证明植物中有GTP结合和GTP水解的生化过程。
Hasunuma等（1987）在黄化豌豆下胚轴中发现GTP结合蛋白。
用同样的方法，他们还检测到浮萍也有GTP结合蛋白。
米勒（Miller1987）发现菠菜叶中有GTP结合蛋白，他们推测类囊体蛋白激酶的活力可能受G蛋白的调节。
Korolkov（1990）认为，由于异源三体中的Gα和小G蛋白都有GTP酶活力，因此，测定细胞各组分GTP酶活力也是检测G蛋白存在的一种方法。
迄今为止，已在多种植物中发现了GTP结合蛋白。
如1990水稻，1990绿藻，1987豌豆和浮萍，1988拟南芥、蚕豆、鸭跖草，1988西葫芦，1993大麦，1981燕麦等。
还有一些结果表明，在有些植物中测得的GTP结合蛋白属于小G蛋白，如绿藻（1992、1993）、西葫芦（1988）、豌豆（1991、1993）等。
（但异源三体G蛋白的基因也已从不同的植物分离到。
）克拉克（Clark 1993）发现豌豆核膜经红光照射2min，GTP结合活性增加。
如果红光照射后，再用远红光照射4min，红光促进GTP结合的现象即消失。
根据这一结果推测，G蛋白很可能在光信息传导中起调节作用。
这一推测也得到了另一些实验室的一些实验结果的支持。
已经知道花色素的合成和叶绿素a/b结合蛋白基因的表达需要光信号的诱导。
扎伊娜等（Zaina1990）观察到，在水稻叶鞘中，吲哚乙酸处理可以促进细胞组分与GTPγS 的结合。
（GTPγS是GTP的相似物，Gα的GTP结合位点能够识别GTPγS，并能与GTPγS 结合，结合后G蛋白呈活化状态）。
证明植物G蛋白可能在激素信号传导中起作用。
Fairly-Grenet等（1991）发现，用GTPγS处理蚕豆叶片后，保卫细胞向内（inward）的钾离子流降低，而用GDPβS处理，则可以增加内向的钾离子流。
他们根据这一结果推测，G蛋白对钾离子的内向流动有负调节作用。
植物G蛋白的研究起步较晚，因此，对于植物G蛋白在信息传导中的分子机理和生理功能这些重要的方面知道的不多。
