第一讲植物生物技术绪论 PPT课件
合集下载
植物生理学--绪论
2019/2/12 4
植物生理学的特点
1、营养类型的特点； 自养性特点是具有光合作用色素的植物特有的能力。 2、代谢类型的特点： 具有多样性和彻底性。 同化作用（assmilation)；异化作用（disassmilation) 3、繁殖类型的特点： 具有无性和有性生殖多样性的特点。 4、发育类型的特点： 具有全能性、极性、轴性、渐进性等特点。 5、运动类型的特点： 多数植物体整体属于非移动性，器官的运动具有局限性的特 性。
2019/2/12 22
2019/2/12
23
2019/2/12
24
结束
2019/2/12
25
讲课记录
2009年3月3日,下午1-2节 生态环境学院草原专业二本班合计33人 1学时.
7
基本代谢 生理
生长发育 生理
逆境生理
2019/2/12
现代植物生理学
( 第二版） 主编 李合生
目录 Ⅰ 细胞生理 １植物细胞的亚显微结构与功能 Ⅱ 代谢生理 2 呼吸作用 3 光合作用 4 水分代谢 5 矿质营养 6 植物生长物质 Ⅲ 生长发育 7 生长生理８ 生殖生理 9 植物的成熟与衰老生理 Ⅳ 环境生理 10 植物的逆境生理 Ⅴ 植物生理学的分子基础和应用 11 植物生理学与分子生物学及基因工程 12 植物生理学与农业应用
2019/2/12 9
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
植物生理学的萌芽与奠基 公元前14～前11世纪，殷墟甲骨卜辞拓片… 公元前３世纪，战国荀况《荀子.富国篇》… 韩非《韩非子》… 公元前１世纪，西汉《氾胜之书》… ６世纪30年代，北魏贾思勰(xie)《齐民要术》… ８世纪末，罗马人开始利用肥料… 1149年，宋陈剪《农书》指出生长相关性… 1637年，清宋应星《天工开物》论述气体代谢… 1725年，Stephen Hales 提出气体代谢…
南京林业大学植物学01 绪论PPT课件
植物界（Kingdom plant） 动物界（Kingdom animal）
原生生物界（Kingdom protista） 真菌界（Kingdom fungi） 原核生物界（Kingdom Monera） 魏泰克的五界系统影响较大，流传较广。但是对魏泰克的 四界、五界系统中的原生生物界不少学者存在质疑和反对意见， 因为它所归入的生物比较庞杂、混乱，认为不能作为一个自然
魏泰克的四界、五界系统的优点是纵向显示 了生物进化的三大阶段：原核生物、单细胞真核 生物（原生生物）和多细胞真核生物（植物界、 真菌界、动物界）。
同时，又从横向显示了生物演化的三大方向， 即光合自养的植物，吸收方式的的真菌和摄食方 式的动物。
1.3.4 三原界系统
1978年Whittaker和Margulis根据分子生物学研 究的资料，提出一个新的三原界（Urkingdom）学 说。 古细菌原界（Archaebacteria）：包括产甲烷菌、极 端嗜盐菌和嗜热嗜酸菌； 真细菌原界（Eubacteria）：包括蓝细菌和各种原核 生物（除古细菌外）； 真核生物原界（Eucaryotes）：包括原生生物、真菌、 动物和植物。
三原界系统还吸收了真核起源的“内共生学说”
1.4 中国与世界生物多样性的比较
类群
哺乳动物 鸟类 爬行类 两栖类 鱼类 高等植物 真菌 细菌 病毒 藻类
中国已知种数
499 1 186 376 279 2 840 30 000 8 000 500 400 5 000
世界已知种数
4 181 8 974 6 300 4 010 21 400 285 750 69 000 3 000 5 000 40 000
1959年，魏泰克（Whittaker）提出了四界 分类系统：
原生生物界（Kingdom protista） 真菌界（Kingdom fungi） 原核生物界（Kingdom Monera） 魏泰克的五界系统影响较大，流传较广。但是对魏泰克的 四界、五界系统中的原生生物界不少学者存在质疑和反对意见， 因为它所归入的生物比较庞杂、混乱，认为不能作为一个自然
魏泰克的四界、五界系统的优点是纵向显示 了生物进化的三大阶段：原核生物、单细胞真核 生物（原生生物）和多细胞真核生物（植物界、 真菌界、动物界）。
同时，又从横向显示了生物演化的三大方向， 即光合自养的植物，吸收方式的的真菌和摄食方 式的动物。
1.3.4 三原界系统
1978年Whittaker和Margulis根据分子生物学研 究的资料，提出一个新的三原界（Urkingdom）学 说。 古细菌原界（Archaebacteria）：包括产甲烷菌、极 端嗜盐菌和嗜热嗜酸菌； 真细菌原界（Eubacteria）：包括蓝细菌和各种原核 生物（除古细菌外）； 真核生物原界（Eucaryotes）：包括原生生物、真菌、 动物和植物。
三原界系统还吸收了真核起源的“内共生学说”
1.4 中国与世界生物多样性的比较
类群
哺乳动物 鸟类 爬行类 两栖类 鱼类 高等植物 真菌 细菌 病毒 藻类
中国已知种数
499 1 186 376 279 2 840 30 000 8 000 500 400 5 000
世界已知种数
4 181 8 974 6 300 4 010 21 400 285 750 69 000 3 000 5 000 40 000
1959年，魏泰克（Whittaker）提出了四界 分类系统：
植物生理 绪论
绪论第一节植物生理学的定义和研究内容教学大纲基本要求：通过绪论学习，了解什么是植物生理学以及它主要研究的内容、了解绿色植物代谢活动的主要特点；了解植物生理学的发展历史；了解植物生理学对农业生产的指导作用和发展趋势；为认识和学好植物生理学打下基础。
1、定义植物生理学（plant physiology）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、呼吸作用、物质的运输与分配、以及信息传递和信号转导等代谢基础上表现出的种子萌发、生长、运动、开花、结实等生长发育过程。
植物的生命活动十分复杂，但大致可区分为生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递和信号转导三个方面。
（1）生长发育（growth and development）是植物生命活动的外在表现，它主要包括了两个方面：一是由于细胞数目的增加、细胞体积的扩大而导致的植物体积和重量的增加；二是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），包括从种子萌发，根、茎、叶的生长，直到开花、结实、衰老、死亡的全过程。
人类对植物生命活动的认识正是从对其生长发育的观察和描述开始的，所谓“春华秋实”，“春发、夏长、秋收、冬藏”等等，便是人类对植物生长发育规律直观认识的写照。
（2）物质和能量转化在植物形态变化的背后，是肉眼难以观察到的物质和能量转化过程，而物质转化与能量转化又紧密联系，构成统一的整体，统称为代谢（metabolism）。
植物的代谢活动包括水分的吸收、运输与散失；矿质营养的吸收、同化与利用；光合作用；呼吸作用；有机物的转化、运输与分配等方面。
代谢过程归根结底是运行于植物体内的一系列生物化学和生物物理的变化，而生长发育则是代谢作用的综合表现和最终结果。
代谢作用是生命的基础，代谢一旦停止，生命也就不复存在，生长发育更无从谈起。
某些代谢环节如果发生重大变化或遭到破坏，也必然会影响到生长发育。
琼州学院精品课程《植物生理学》——绪论.ppt
生物圈 光合碳循环 生物固氮 2.什么是植物生理学？ 3.植物生理学有哪些主要研究领域？ 4.目前植物生理学有哪些发展趋势？
参考书
1. <<植物生理学>> 王忠主编 中国农业出版社 2000年 2. <<现代植物生理学>> 李合生 高等教育出版社 2000年 3. <<植物生理学>> 潘瑞炽 董愚得 主编 高等教育出版社
目前农业急需研究的六个大问题： 碳的增收、水分的增收、营养物质的增 收、植物病虫害的防治、不良环境对植 物的影响及植物发育过程以及当今世界 面临能源、资源、食物、环境和人口五 大危机，所有这些问题的解决在很大程 度上要依靠植物功能的发挥。
四、学习植物生理学的方法
（How to Learn Plant Physiology）
我国植物生理学起步较晚，发展又 缓慢。钱崇澍（1883～1965）是我国植 物生理学的启业人，他于1917年在国际 刊物上公开发表“钡、锶及铈对水绵的 特殊作用”论文。 从20世纪20年代开始，李继侗、罗 宗洛、汤佩松致力于植物生理学的研究 和人才的培养，对我国植物生理学的发 展做出了很大的贡献，是我国植物生理 学的奠基人。
目前的植物生理学研究表现出以 下几个主要的发展趋势： 1、对植物生理学传统领域的深入研究。 2、对植物生命活动的整体性认识。 3、植物的物质与能量代谢及其调节。
4、植物生态生理学研究。
三、植物生理学的应用实践
（Application Practice of Plant Physiology）
生产实践的需要是植物生理学产生 的先决条件，也是植物生理学应用的必 然归宿。随着科学技术的发展和进步， 在植物生理学工作者的努力下，植物生 理学在理论上和应用方面均取得了重大 成就。
参考书
1. <<植物生理学>> 王忠主编 中国农业出版社 2000年 2. <<现代植物生理学>> 李合生 高等教育出版社 2000年 3. <<植物生理学>> 潘瑞炽 董愚得 主编 高等教育出版社
目前农业急需研究的六个大问题： 碳的增收、水分的增收、营养物质的增 收、植物病虫害的防治、不良环境对植 物的影响及植物发育过程以及当今世界 面临能源、资源、食物、环境和人口五 大危机，所有这些问题的解决在很大程 度上要依靠植物功能的发挥。
四、学习植物生理学的方法
（How to Learn Plant Physiology）
我国植物生理学起步较晚，发展又 缓慢。钱崇澍（1883～1965）是我国植 物生理学的启业人，他于1917年在国际 刊物上公开发表“钡、锶及铈对水绵的 特殊作用”论文。 从20世纪20年代开始，李继侗、罗 宗洛、汤佩松致力于植物生理学的研究 和人才的培养，对我国植物生理学的发 展做出了很大的贡献，是我国植物生理 学的奠基人。
目前的植物生理学研究表现出以 下几个主要的发展趋势： 1、对植物生理学传统领域的深入研究。 2、对植物生命活动的整体性认识。 3、植物的物质与能量代谢及其调节。
4、植物生态生理学研究。
三、植物生理学的应用实践
（Application Practice of Plant Physiology）
生产实践的需要是植物生理学产生 的先决条件，也是植物生理学应用的必 然归宿。随着科学技术的发展和进步， 在植物生理学工作者的努力下，植物生 理学在理论上和应用方面均取得了重大 成就。
生物技术概论 绪论
返回
生物技术树
生物技术是一门多学 科互相渗透的综合性 学科 生物技术有广阔的应 用前景
各行业的财政支持
1% 4% 13% 8% 5% 农业（植物） 农业（动物） 化学/食品 健康 其他 能源/环境
69%
现代生物技术的应用（一）
1、在农业生产上的应用
转基因技术生产培育抗逆 作物：如抗寒、抗盐、抗 病虫害
杂交水稻
利用不育系，保持系和 恢复系培养出的高产水 稻
解决了全中国人的粮食 危机
转基因抗虫水稻
在水稻中转入抗虫基因如Bt 基因培育成抗虫水稻 Bt基因： 苏云金杆菌 (Bacillus thuringiensis,Bt)毒蛋 白是苏云金杆菌在形成芽孢 时产生的一种蛋白质，以结 晶出现，称为伴孢晶体 (parasporal protein crystal)。 这种毒蛋白对鳞翅目昆虫有 特异的毒性作用。
1、先进的工程技术手段：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工 程、蛋白质工程以及生物分离工程 2、改造生物体：获得优良质量的动物、植物或微生物品系 3、生物原料：指生物体的某一部分或生物生长过程中产生的能利 用的物质，如淀粉、糖蜜、纤维素等有机物，也包括一些无机化 学品，甚至某些矿石。 4、为人类生产出所需产品：粮食、医药、食品、化工原料、能源、 金属等。 5、达到某种目的：包括疾病的预防、诊断与治疗和食品的检验以 及环境污染的检测和治理等。
1、基因工程细胞（细菌）的构建 1） 目的基因的分离 2） 高效表达工程菌株/细胞株的构建 3） 表达产物的鉴定 4） 工程菌株/细胞株培养和遗传稳定性研究 2、实验室小量生产 1） 表达产物有效成分的纯化 2） 有效成分理化和生物学特性的鉴定 3） 产品制备工艺和质量检定的条件和方法 3、中试生产（培养规模、产率、纯化得率、纯度、效价） 1） 其表达量不能低于小试水平 2） 连续三批的产量要能够做临床前研究、质量检定和Ⅰ-Ⅱ期临床试验 用 3 ） 中试确定后不能再做大的变动，要有详细的操作规程和质量指标 （效价、纯度、理化特性）
植物生物技术-绪论
绪 论
1. 生物技术的定义
生物技术 (biotechnology) ，也称生物工程 (bioengineering) ，是指以现代生命科
学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理 , 按照预先
的 设计改造生物体或加工生物原料 ,
为人类生
产出所需要的产品或达到某种目的 的一系列技术。
先进的工程技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质 工程 等 新 技 术
于生产，使水稻单产增长 20 -30 ，创造了农业奇迹
绪论
棉花杂种优势利用研究 利用人工去雄配制杂种 ( 中棉 29, 鲁棉 15, 南抗 3…)主 要利用 GMS ( 中棉 39, 南农早… )
杂交小麦的研究始于上世纪 50 年代。
1951 年日本首次导入异源细胞质获得普通小麦雄性麦雄性不
许多国家育成多种CMS 与光温敏不育系
20 世纪 80 年代初转基因 (Bt 等 ) 的应用与推广 。
新基因的分离 分子标记辅助选择育种
绪 论
二 植物生物技术的产生和发 展
绪
动物生物技
论
术
克隆羊：从一个细胞到一头 羊
绪 论
克隆羊 --- 多 利绪ຫໍສະໝຸດ 多利羊风论暴
英国爱丁堡罗斯林研究 所
伊恩•威尔穆特小组：
1996. 7
出生
1996. 11
绪
论
3.2 世界转基因作物发展的趋势
绪 2011 年全球商业转基因作物分布
论
美国 种植面积： 6900 万公顷 品种：玉米、大豆、棉花、油菜、甜 菜
、苜蓿、木瓜、南瓜
巴阿西 根廷种种植植面面积积：：30203000万万公公顷顷品品种种：：玉玉米米、、大大豆豆、、棉棉花
0植物生物学绪论
杂交稻试验田平均亩产926.6公斤：
/20110919/116165.shtml
袁隆平先生：“与大地贴得更近，看天空才会更
远”。
把杂种优势的利用与水稻理想株型结合起来,提出 了超级杂交稻的形态模式: 叶片呈长、直、窄、凹、厚; 株高100 cm 左右,秆高70 cm 左右; 株型适度紧凑,分蘖中等; 冠层只见叶片,灌浆后不见稻穗。
3、考试方法：期末卷面成绩70%；
中期卷面成绩20%；
平时10%；
四、参考资料
1.陆时万等.植物学（下册）.北京：高等教育出版社。 2.汪劲武.种子植物分类学（第2版）.北京：高等教育出版社， 2009。 3.马炜梁主编.高等植物及其多样性.北京：高等教育出版社，
1998。
4.中国植物志（出版多卷）中科院植物所 .科学出版社 5.中国高等植物图鉴1-5册.科学出版社. 6.中国高等植物科属检索表.中科院植物所.科学出版社
Whittaker的四界系统
十年后，魏泰克在他的四界系统的基础上，又提出 了五界系统：
植物界（Kingdom plant） 动物界（Kingdom animal） 原生生物界（Kingdom protista） 真菌界（Kingdom fungi）
原核生物界（Kingdom Monera）
魏泰克的五界系统影响较大，流传较广。但是对魏 泰克的四界、五界系统中的原生生物界不少学者存在质疑 和反对意见，因为它所归入的生物比较庞杂、混乱，认为 不能作为一个自然的分类群。
第一章
第一节 植物界
第二节 第三节 第四节
绪论
植物在自然界中的地位和作用 植物的命名 植物学的内容和学习方法
第一节 植物界
在我们生存的这个星球上存在着各种各样的 生命形式，植物（plant）就是其中最重要的
《植物生理学》绪论ppt课件
4、产量形成的两大漏洞和植物生理学 的机遇
●光合午休
●产量形成期叶片光合功能的过早衰退
（二）环境恶化与作物抗逆性
在全世界人口持续增长的压力下，日益恶化的环 境成为农业生产甚至人类基本生活条件的巨大威胁。 与世界发达国家相比，我国的环境形势更加严峻。
萨克斯（Sachs,1882）的植物生理学讲义的问世， 费弗尔（Pfeffer）《植物生理学》巨著的出版，才使植 物生理学从植物学与农学中脱颖而出。
JULIUS v. SACHS (1832-1897)
W. Pfeffer
3.第三阶段 发展、分化与壮大阶段
Ø 20世纪科学技术突飞猛进，植物生理学也快速壮 大发展
一是由细胞数目的增加、细胞体积的扩大导致的植 物体积和重量的增加，这就是植物的生长；
二是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）。
2. 物质和能量代谢
代谢过程是运行于植物体内的一系列生物化学和 生物物理的变化过程。植物的水分代谢、矿质营养、 光合作用、呼吸作用、有机物质的运输与分配等。
绪论
一、植物生理学的定义和研究内容
（一）定义：植物生理学（plant physiology）是研究植 物生命活动规律、揭示植物生命现象本质的科学。
要点： 1. 研究的对象是植物 2. 基本任务是探索植物生命活动的基本规律 生长发育与形态建成
物质与能量代谢
信息传递和信号转导
1. 生长发育
生长发育（growth and development）是植物生 命活动的外在表现，它主要包括了两个方面:
揭开了数十年所不能解决的CO2固定与还原之谜。 v 六十年代左右C3、C4、CAM途径与光呼吸的发现把光合