绪论第二节植物生理学的产生与发展
植物生理学全课程讲义(修正版)
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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。
植物生理学的定义和研究内容
绪论一、植物生理学的定义和研究内容二、植物生理学产生与发展三、植物生理学的任务与展望四、学习方法一.植物生理学（Plant Physiology）的定义及研究内容1.定义：简言之，植物生理学就是研究植物生命活动规律，揭示植物生命现象本质的一门科学。
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，物质的运输与分配以及信息传递和信号转导等基本代谢基础上，所展示的种子萌发，生长，运动，开花，结实等生长发育过程。
植物生理学就是研究和探索这些生命活动的各个生理过程内在的奥秘及其与环境的相互关系，通过对这些功能和作用机制，机理的研究，阐明植物生命活动的规律和本质。
要点：（1）研究的对象是植物。
因为绿色植物在生物界中具有无与伦比的特殊性——自养性，即它可以吸收简单的无机物（CO2、H2O和矿质元素等），利用太阳能，合成自身赖以生存任何物质（CH2O、脂肪、蛋白质、维生素等），自给自足建成自身。
这就是生物的自养性。
绿色植物的自养性是地球上的其它生物生存所需有机物及能量的根本来源。
（2）基本任务是探索植物生命活动的基本规律。
2.研究内容植物生理学的研究范畴不仅局限在个体，组织和器官，细胞，分子等某一结构层面上，也可以在较为宏观的个体或组织，器官水平上，也可以在细胞和分子的水平上。
植物完成其生活史，生命活动虽然十分复杂，从生理学角度可将其分为三大方面：○1生长发育（growth and development）与形态建成（morphogenesis）植物的生长发育是植物生命活动的外在表现。
生长是指由于细胞数目增加，体积的扩大而导致的植物个体体积和重量的不可逆增加；发育是指由于细胞的分化所导致的新组织，新器官的出现所造成的一系列形态变化（或称形态建成），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始于对其生长发育的观察和描述，如“春华秋实”，“春发，夏长，秋收，冬藏”等，正是人类对其认识的写照。
《植物生理学》课程教学大纲
《植物生理学》课程教学大纲Plant Physiology一、课程基本信息（一）知识目标：向学生传授植物生理学基本知识，为后续课程学习打下基础。
（二）能力目标：改进传统教学模式和手段，提高学生自我学习和解决问题能力。
（三）素质目标：养成良好学习方式，培养自主学习，自主获得知识的素养，同时，能够利用所学知识自主创新，培养应用型人才。
三、基本要求— 1 —（一）了解：比较全面的、系统的了解植物生命活动的基本规律。
（二）理解：植物生理学的基础知识和基本原理。
（三）掌握：植物生理学的基本知识和原理，并未后续学科学习以及生产实践活动提供理论支持。
四、教学内容与学时分配绪论1学时第一节植物生理学的定义和研究内容知识点：定义，研究内容第二节植物生理学的产生和发展知识点：起源，诞生和发展第三节植物生理学面临的任务知识点：任务，学科交叉联合及生产实践应用本章小结：植物生命活动从生理学角度可将其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。
是研究植物生命活动规律，揭示植物生命现象本质的一门科学。
研究植物在水分代谢，矿质营养，光合作用和呼吸作用，物质的运输与分配以及信息传递和信号转导等基本代谢基础上，所展示的种子萌发，生长，运动，开花，结实等生长发育过程等各个生理过程内在的奥秘及其与环境的相互关系，通过对这些功能和作用机制，机理的研究，阐明植物生命活动的规律和本质。
植物生理学发展：孕育--诞生与成长--发展阶段。
目前正处于一个向纵深发展和向生产应用阶段。
另一个领域是有关植物逆境生理学的研究。
植物生理学的主要任务是探索植物生命活动的基本规律。
指导农业生产，为作物栽培以及改良和培育作物新品种提供理论依据。
重点：植物生理学的内容及发展趋势，植物生理学和分子生物学的关系难点：学科交叉思考题：1. 植物生理学的定义和内容。
2. 植物生理学和分子生物学的关系。
教学方法：采用多媒体教学第一章植物的水分生理5学时— 2 —第一节水分与植物细胞1学时知识点：水势概念及含水体系的水势组分第二节植物细胞对水分的吸收1学时知识点：植物细胞水势构成及植物细胞间的水分移动第三节植物根系对水分的吸收1学时知识点：根系吸水部位、途径、机理及影响因素第四节植物的蒸腾作用1学时知识点：蒸腾作用方式、生理意义、指标，气孔蒸腾及气孔开闭机理第五节植物体内水分向地上部分的运输1学时知识点：质外体与共质体途径，蒸腾内聚力学说第六节合理灌溉的生理基础知识点：需水规律、形态和生理指标，灌溉方式本章小结：水在生命活动中起重要的作用;植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
植物生理学-绪论
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; “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
1627年 荷兰人 J.B.van Helmont 柳枝实验 19世纪40年代德国化学家李比希（J. von Liebig） 创立植物矿质营养(minerral nutrient)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》， 矿质与光合的研究; 法国的G.Boussingault（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。
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 生物代谢与其调节 植物与环境 From “Plant Biology,2000”
附：植物生理学研究的模式植物拟南芥 (Arabidopsis thaliana)——植物界的果蝇
拟南芥作为模式植物的优点
1.
2.
3. 4. 5. 6. 7.
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.
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。
《植物生理学》绪论教案
绪论（1学时）一、植物生理学的定义和研究内容（一）植物生理学的定义植物生理学是研究植物生命活动规律、揭示生命现象本质的科学。
即用物理的、化学的、生物学的方法，研究植物生长、生殖、衰老、死亡等一系列过程，在这些过程中所发生的代谢变化，以及这些代谢变化与环境条件的相互作用等。
研究的对象是植物任务是探索植物生命活动的基本规律及机制生命活动：生长发育，物质与能量代谢，信息传递和信号转导（二）植物生理学研究的内容1．细胞生理主要讲授细胞的结构与功能、细胞生化、细胞器的结构与功能等，作为学习其它各部分的基础。
2．代谢生理是植物生理学核心内容之一，主要包括植物的水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用、有机物质的运输与分配等。
主要研究植物通过根系吸收水分和矿质元素，通过叶片从空气中吸收CO2，利用日光能制造各种有机物质并贮存能量，以及植物体内各种有机物质的合成代谢的同化过程。
同化即由简单物质转变成复杂物质并贮存能量的过程。
另一方面植物体内通过呼吸作用，也同时进行着把复杂物质氧化分解为简单物质（CO 2、H 2O），并放出能量为植物的各种生命活动利用的异化过程。
异化即把复杂物质分解成简单物质并释放能量的过程。
3．生长发育它是各种功能与代谢活动的综合反应，包括生长、分化、发育、成熟与衰老，主要研究植物在代谢的基础上，细胞的分生与分化，植物体积的逐渐长大和重量的增加，在生长的过程中包含着许多分化，在一定阶段开始生殖，最终衰老死亡的过程，以及环境条件对这一过程的影响，植物生长物质在这一过程中的调控作用等，并探索控制这一过程的途径。
4．逆境生理主要研究植物对不良环境的抵抗能力，植物的适应性，植物生理代谢机能的变化。
为改善植物本身的抗逆能力，选育抗逆性品种提供理论依据和方法，为扩大在逆境下植物的种植面积作出贡献。
这四个过程相互联系构成了植物生理学的整体，其中包括信息传递与调控。
从四个研究组成也可反映植物生理学研究的不同水平；分子→亚细胞→细胞→组织→器官→个体→群体。
植物生理学绪论
自空气和水，矿质元素得自于土壤
J李比希(J. von Liebig, 德国)：“矿质营养学说”: 为维持土壤肥
力必须归还作物从土壤中取走养分的理论
J萨克斯(J. Sachs, 德国)：工作几乎涉及到植物生理的各个方面形
成完整体系 1882年编写《植物生理讲义》 尊为植物生理学奠基人
Plant physiology - course contents
绪论 第一章 水分生理 第二章 矿质营养 第三章 光合作用 第四章 呼吸作用
[ 生命活动的形式： 代谢生理 生长发育生理 信息传递与信号转导
第五章 植物生长物质
Ð 生命活动的实质：
第六章 生长生理
物质转化
第七章 生殖生理
能量转化
第八章 成熟和衰老生理
植物生理学发展史–开端
用科学实验探讨植物营养本质
荷兰医生炼金术士 海尔蒙特 (J. B. van Helmont)
植物生理学发展史–开端
植物“净化”空气的作用，光合作用的发现
英国学者普里斯特利 (J. Priestley)
植物生理学发展史–开端
植物生理学发展史–奠基成长
18-19世纪
细胞学说、能量守恒定律和进化论的有力推动
J费弗尔（W.Pfeffer, 德国）：1904年出版《植物生理学》
萨克斯和费弗尔被尊为植物生理学的两大先驱
---植物生理学作为一门学科的诞生
植物生理学发展史–奠基成长
确定植物自养特性，建立植物矿质营养学说
德国化学家李比希(J. von Liebig)与他建立ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ实验室
植物生理学发展史–奠基成长
植物生理学
植物生理学1 基本简介编辑本段研究植物生命活动规律,揭示植物生命现象本质的科学.其目的在于认识植物的物质代谢、能量转化和生长发育等的规律与机理、调节与控制以及植物体内外环境条件对其生命活动的影响.基本内容主要由细胞生理,代谢生理,生长发育生理和逆境生理4个部分组成。
2 发展历程编辑本段植物生理学的孕育阶段这一阶段是丛1627年荷兰人凡·海尔蒙特(J.B.van Helmont)做柳条实验开始，到19世纪40年代德国化学家李比希(J.von Liebig)创立植物矿质营养学说为止，共经历了200年的时间。
植物生理学的诞生和成长阶段这一阶段从1840年李比希矿质营养学说的建立到19世纪末德国植物生理学家萨克斯和的学生费弗尔所著的两部植物生理学专著问世为止，经历了约半个世纪的时间。
植物生理学深化阶段20世纪是科学技术突飞猛进的世纪，也是植物生理学快速发展的世纪。
3 研究内容编辑本段细胞生理细胞是植物生命活动的基本单位，是各种生理活动与代谢过程的组织基础。
细胞生理主要包括细胞的结构和功能，细胞的生物化学，细胞器的结构和功能等，是学习其他各部分的基础。
代谢生理植物代谢生理是植物生理学的核心内容之一。
主要研究植物的水分代谢，矿质营养，光合作用,呼吸作用，植物体内有机质的转化，运输等各种生理活动规律和代谢过程，他们是各种生命活动的基础和微观体现。
生长发育生理生长发育是植物生命活动的外在表现，包括两方面内容：一是由于细胞数目的增加，细胞体积的扩大而导致植物体积和重量增加的生长过程；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，具体表现为种子萌发，根.茎.叶的生长，直到开花、结实、衰老，死亡等的发育过程。
逆境生理逆境又称环境胁迫是指对植物生长发育的不良环境条件的总称。
主要研究植物在各种逆境胁迫下生命活动规律极其适应和抵抗逆境的生理机制，他们是逆境下各种生命活动的整合，与植物在正常，适宜环境条件下的生理过程不同，有其自身的规律和特点，随着生态环境的恶化，逆境生理是今后值得研究的另一大课题。
《植物生理学》课件
内源调节
植物通过激素等内源调节物质来调控自身的生长和发育。
要点二
外源调节
环境因素如光照、温度、水分、养分等对植物生长具有重 要影响。
植物的生殖生理与发育过程
植物的生殖生理
植物通过生殖过程产生种子，实现繁殖。
植物的发育过程
植物从种子萌发到开花结果的整个过程，包 括营养生长和生殖生长两个阶段。
THANKS FOR WATCHING
氧气释放
在光合作用的光反应阶段，水 分子被分解为氧气和质子，氧 气被释放到大气中。
能量利用
植物通过光合作用将太阳能转 化为化学能，这些能量被用于 植物的生长、发育和繁殖等生
命活动。
04
植物的呼吸作用
呼吸作用的基本概念
01
呼吸作用
指植物在有氧条件下，将稳定的 化学能转化为ATP和NADPH的 过程。
详细描述
植物生理学主要研究植物如何获取养 分、水分，如何进行光合作用、呼吸 作用等生理过程，以及植物如何适应 环境变化等方面的内容。
植物生理学的学科地位与意义
总结词
植物生理学是生物学的重要分支，对于理解植物生长发育、 适应环境等过程具有重要意义，也为农业、林业等实践领域 提供了理论基础。
详细描述
植物生理学是生物学的基础学科之一，对于理解植物生命活 动的本质和机制具有重要作用。同时，植物生理学的研究成 果也为农业、林业等实践领域提供了重要的理论支持和实践 指导。
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光合细胞
进行光合作用的细胞主要是叶绿体中的叶肉细胞 。
光合色素
叶绿体中的色素，包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝 卜素和叶黄素等，主要吸收光能。
光合作用的机理与过程
光能吸收 电子传递
植物生理学——精选推荐
序论第一节植物生理学的定义和研究内容植物生理学（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。
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。
开花植物的生长周期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。
如有的植物由于合成赤霉素的某些基因缺失，赤霉素合成发生障碍，因而茎不能正常生长，变为“矮生型”；又如苹果树缺少微量元素锌，便会影响生长素的生物合成，使新生叶不能展开，发生“小叶病”。
绿色植物代谢活动的一个最大特点，是它的“自养性”(autotropusm)，这也是它与动物的最大区别。
不需要摄取现成的有机物作为食物来源，而能以太阳光能作动力，将简单的无机物如CO2和H2O合成为碳水化合物，又以碳水化合物作为基本骨架，将吸收来的各种矿质元素如氮、磷、硫等合成蛋白质、核酸、脂类等生物大分子。
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绪论第二节植物生理学的产生与发展植物生理学是一门实验性科学，它是从植物学这门古老的科学中分化而来的。
传统的植物科学是从描述植物的外部形态开始的，于是产生了植物形态学和以形态学为基础的植物分类学;显微镜的发明，使人们对植物形态的描述从外部深入到内部，从宏观深入到微观，又产生了植物解剖学。
随着认识的深入，描述性科学也由静态向动态发展，从而产生了植物形态发生学、植物胚胎学等分支学科。
与描述性科学不同，实验科学的结论都来自经过周密设计的实验和对实验结果的科学判断。
植物生理学正是从追究植物生命现象的原因开始孕育，并且逐渐成长，最后从它的母体植物学中脱胎而出的。
由于代谢作用是生命现象的基础，而对代谢作用的认识离不开化学和物理学理论与研究技术的发展，所以，植物生理学是随着化学和物理学的发展而产生和发展起来的。
在科学的植物生理学诞生之前，人们通过肉眼的观察记载和生产劳动中经验的积累，已具备了关于植物生命活动的丰富的感性知识。
在这方面，我国劳动人民有过突出的贡献。
如远在公元前3世纪，战国时期的《荀子?富国篇》中，就有“多粪肥田”的记载。
西汉《汜胜之书》已将施肥方式分为基肥、种肥、追肥。
公元6世纪北魏贾思勰所撰《齐民要术》描述了“热进仓”贮麦法:“日曝令干，及热埋之”，此法至今仍在民间应用。
我国劳动人民为解决冬小麦春播不能正常抽穗问题而创造的“七九闷麦法”，实际上就是现在的“春化”法。
《齐民要术》
然而，统治我国两千余年的封建制度，成了科学技术发展的沉重桎梏。
西方工业革命开始以来，我国又屡遭列强侵略，国力日衰，致使我国科学技术的发展大大落后于西方;加之中国的传统哲学，从不强调通过科学的对比实验认识客观世界，
因此，在作为实验科学的植物生理学诞生的过程中，主要的贡献来自欧洲也就不足为奇了。
始于17世纪中叶的英国资产阶级革命使社会生产力空前高涨，也为18世纪60年代开始的产业革命准备了条件。
英国的这两次革命很快影响到整个欧洲，在促进欧洲特别是西欧国家生产力发展的同时，也极大地促进了科学技术的发展。
在这种历史背景下，探究植物生命活动奥秘的研究也就应运而生了。
植物生理学的发展大致经历了以下三个阶段:
第一阶段:植物生理学的孕育阶段
这一阶段从1627年荷兰人凡?海尔蒙(J.B.van Helmont)做柳枝实验开始，直
到19世纪40年代德国化学家李比希(J. von Liebig)创立植物矿质营养(minerral nutrient)学说为止，共经历了200多年的时间。
植物生理学孕育的阶段是从探讨植物营养和植物体内汁液流动问题开始的。
那时，古希腊哲学家亚里斯多德(Aristotle)关于植物营养的“腐殖质学说”还统治着学术界，他用动物的营养方式来理解植物，认为:正像动物通过胃、肠吸收营养一样，植物的根是通过从土壤中吸收腐植质来构成其躯体的。
医生兼炼金术士凡?海尔蒙第一个用实验否定了这种学说，他在一个大木桶中装入90kg土壤，栽植了一株2.27kg重的柳枝，以后只浇灌雨水，而且防止灰尘进入土壤中。
5年后，长
成的柳树重达76.7kg，而土壤重量只减少了几十克。
凡?海尔蒙由此认为:植物是
靠水来构成躯体的。
可以说，凡?海尔蒙是第一个用科学实验来探讨植物营养本质的人，他的实验结果虽然动摇了亚里斯多德的学说，但由于当时的化学知识尚处在比较原始的“炼金术”阶段，并不知道空气的组成和化学成分，更不知道水是由什么构成的，因此凡?海尔蒙不可能从他的实验结果得出正确的结论。
到了1771年，氧的发现者英国的普里斯特利(J. Priestley)才发现绿色植物有净化空气的作用，他把老鼠放在密闭的玻璃钟罩里，不久老鼠便窒息而死，其中的空气也失去助燃能
力;但若在钟罩里放入绿色植物，经过几天，钟罩里的空气能重新恢复助燃能力并支持老鼠的生存。
后来，有人重复普利斯特利的实验而得出相反的结果，即植物也能把空气变坏。
荷兰科学家英根浩兹(Jan Ingenhousz)就这些矛盾的结果进行了一系列实验，于1779年指出:植物只有在光下才有净化空气的作用，并且只有植物的绿色部分才具备这种能力;在黑暗中，植物与动物一样，也能使空气变坏。
那时，关于燃烧的理论还被燃素学说所统治，认为物质的燃烧是脱去其中燃素的过程，普里斯特利把空气中能够助燃并维持动物生命的成分称为dephlogisticated air(可译为“脱燃素的气”也就是以后所说的氧气);直到1782年，法国化学家拉瓦锡(A.L. Lavoisier)才推翻了燃素学说，首次拟定了化合物的合理的命名法，将dephlogisticated air命名为氧(oxygen)，而动植物在黑暗中释放出的有害气体(noxious gas)则是二氧化碳。
以后，随着化学和物理学知识的不断丰富和实验技术的不断发展，对植物生命活动的研究也逐渐走向定量化和精确化。
19世纪初，瑞士植物生理学家索苏尔(deSaussure)利用定量化学实验证明，植物在光下吸收的二氧化碳与放出的氧气有等体积关系，但在此期间所增加的重量加上释放出的氧气重量，超过了所吸收的二氧化碳重量，索苏尔认为，多余的重量是由水提供的。
此外，这一时期还明确了二氧化碳同化的产物是糖和淀粉;光是推动此过程的动力;将叶片中的绿色色素命名为叶绿素(chlorophyll);初步探讨了不同光谱成分对二氧化碳同化的影响。
至此，关于植物光合作用的概念已初具雏形。
光合作用的发现动摇了植物营养的腐殖质理论，促使科学家以新的观念探究植物土壤营养的秘密。
由于18世纪末至19世纪初化学分析的技术已有了明显的进展，因而促进了对植物和土壤化学成分的研究。
1804年，索苏尔在他的著作《对于植物的化学分析》中就指出:植物体内的碳素是从空气中得来，而氮素则是以无机盐的形式从土壤中吸收来的。
1840年，德国化学家李比希以植物灰分分析的多年实验结果为依据，在他的著作《化学在农业及生理学中的应用》中声称:植物只
需要无机物作为养料，便可维持其正常生活;除了碳素来自空气以外，植物体内所有的矿物质都是从土壤中取得的。
这些结论宣布了植物矿质营养学说的诞生，确立了植物区别于动物的“自养”特性，使争论了两个世纪的植物营养来源问题终于有了一个正确的结论。
第二阶段:植物生理学诞生与成长的阶段
这一阶段从1840年李比希矿质营养学说的建立到19世纪末德国植物生理学家萨克斯(J. Sachs)和他的学生费弗尔(W. Pfeffer)所著的两部植物生理学专著问世为止，经过了约半个世纪的时间。
在此期间，19世纪三大科学发现——细胞学说、能量守恒定律和生物进化论陆续确立，有力地推动了植物生理学的发展。
在植物矿质营养的研究方面，明确了植物不能从空气中直接同化氮素，而与豆科植物共生并使之形成根瘤的细菌则可固定空气中的分子态氮;法国学者布森格(J.B.D. Boussingault)以石英砂和木炭为基质，利用矿物盐溶液实现了植物的无土培养;1859年，诺普(Knop)和费弗尔成功地使培养在按固定配方配制的营养液中的植物完成了其生活史，使植物营养研究进入了精确化和定量化阶段，为植物必需的大量元素和微量元素的陆续发现创造了条件，也为农作物施肥奠定了理论基础。
在细胞学说的推动下，费弗尔开展了植物原生质特性的研究，他和范特霍夫(J.H.van't Hoff)全面研究了渗透现象，提出了渗透学说，科学地解释了水分进出细胞的现象。
在能量守恒定律确定之后，迈耶(R. Meyer，1845)认为光合作用也服从这一定律，光合作用产物中积累的能量就是由日光能转化而来，因此，光合作用的本质就是将光能转化为化学能，但他未能用实验证明这种设想。
19世纪60年代，俄国著名植物生理学家季米里亚捷夫(Тимириязев )用自行设计的仪器对叶绿素的吸收光谱进行了比较精密的研究，证明光合作用所利用的光就是叶绿素所吸收的光，从而证明光合作用也符合能量守恒定律。
在植物呼吸作用研究方面，俄国科
学家巴赫(Bach)、巴拉金(Palladin)和科斯梯切夫(Kostychev)做出过重要贡献，确认呼吸作用是一种“生物燃烧”，所释放的能量来自呼吸底物中所储藏的能量。
在生长发育生理方面，达尔文关于植物运动的详细观察与实验开辟了植物感应性研究的新领域。
至19世纪末20世纪初，萨克斯和费弗尔在全面总结了植物生理学以往的研究成果的基础上，分别写成了《植物生理学讲义》(J. Sachs, 1882)和三卷本的专著《植物生理学》(W. Pfeffer，1897)，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。
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。
第三阶段:植物生理学发展、分化与壮大阶段萨克斯，J.von Julius von Sachs (1832,1897)
20世纪是科学技术突飞猛进的世纪，也是植物生理学快速壮大发展的世
纪。
费弗尔(W. Pfeffer)
作为植物生理学理论基础的物理学和化学，特别是原子与分子物理、固体物理、物理化学、结构化学等的发展，开创了从更深层次认识生命活动本质的可能性;与植物生理学密切相关的一些学科，如细胞学、遗传学、微生物学、。