植物生理学发展史
植物生理学：00绪论
值得指出的是，植物生理学的研究范畴不局 限于某一个层次，可以是宏观的个体器官水 平，也可以是细胞和分子水平。
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1.2 植物生命活动的特点
植物生命活动包括：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。
2. 植物生理学的发展历史
第一阶段：孕育阶段
1627年J.B. van Helmont的柳枝实验 — 1840年 J.von Liebig矿质营养学说建立 。
1627年J.B. van Helmont的柳枝实验； 1771年 J.Priestly的植物净化空气实验; 1840年J.von Liebig矿质营养学说建立 。
目前植物生理学的发展动向：
(1)．从研究生物大分子到阐明复杂生命活动— —
基因组学和基因结构与功能的研究 (2)．实现生命整体性的重要环节——信号传递 (3)．生命活动能量和物质的基础—应
3. 植物生理学与生产实践
植物生理学的贡献：
矿质营养: 化肥应用, 无土栽培 光合作用：矮杆化，合理密植，间套作 植物激素: 插枝生根，器官脱落，催熟, 除草剂 开花: 春化、光周期，栽培引种，育种 组织培养: 实现细胞全能性，基因工程，育种
在此期间，由于细胞学说、能量守恒定律和生物进化论的确 立有力推动了自然科学的发展。
第三阶段 植物生理学的发展
从20世纪初至现在。 20世纪上半叶，基于物理和化学基础理论的材料 科学、激光技术与微电子技术的迅速发展，为生命 科学提供了一系列的现代化研究技术（如同位素技 术、电子显微镜技术、x射线衍射技术、超离心技术、 色层分析技术、电泳技术等），有力地促进了植物 生理学的快速发展。
植物生理学
植物生理学plant physiology一、植物生理学概述（一）植物生理学的研究内容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。
2、植物生理学的基本内容：(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；生命现象是细胞存在的运动方色。
(2)代谢生理：即水分生理、矿质与氮素营养、光合作用、呼吸作用、同化物的运输分配、以及信息传递和信号转导等；(3)发育生理：它是各种功能与代谢活动的综合反应，包含植物的生长物质、植物的生长、分化、发育、生殖与衰老等；(4)环境生理：主要介绍影响植物生理代谢的环境因素以及植物对不良环境的反应。
（二）植物生理学发展的发展简史：第一阶段：植物生理学的孕育阶段1627年荷兰人凡·海尔蒙（J.B.van Helmont）柳树实验标志着科学的植物生理学的开端。
第二阶段诞生与成长的阶段从1840年李比希（J.von Liebig）创立矿质营养学说到19世纪末德国植物生理学家萨克斯和他的学生费弗尔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。
第三阶段发展、分化与壮大阶段20世纪科学技术突飞猛进，植物生理学也快速壮大发展；30～40年代进入细胞器水平；50年代以后，跨入分子或亚分子水平；80年代阐明光合细菌反应中心三维空间结构；研究时间缩短到微秒（10-6秒）级、纳秒（10-9秒）级甚至皮秒（10-12秒）级；对植物生理活动的数学模拟。
我国的植物生理学的发展20世纪20年代开始，钱崇澍、李继侗、罗宗洛、汤佩松讲授植物生理学、建立了植物生理实验室。
1949年以后，植物生理的研究和教学工作发展很快,在有关植物生理学的各个领域里,都取得重要进展。
二、植物细胞生理（一）植物细胞的概述1．细胞的共性：尽管细胞种类繁多，形态、结构与功能各异，却有基本的共同点：1)所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜；2)所有细胞都有两种核酸，即DNA和RNA，它们作为遗传信息复制与转录的载体；3)除个别特化细胞外，作为合成蛋白质的细胞器——核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内；4)细胞的增殖一般以一分为二的方式进行分裂，遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀地分配到两个子细胞内这是生命繁衍的基础和保证。
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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
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（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
植物生理学考研笔记自己总结
植物生理学一、植物生理学概述(一)植物生理学的研究内容1.植物生理学（plant physiology）：以学习和研究构成植物的各个部分乃至整体的功能及其调控机制为主要内容，通过了解其功能实现过程及其调控的机制来不断深入地阐明植物生命活动的规律和本质.人为将植物的生命活动分为物质与能量代谢，信息传递和信号转导，生长发育与形态建成。
植物的生长发育是植物生命过程的外在表现。
生长指由于细胞数目的增加/细胞体积的扩大而导致的植物个体体积和重量的增加。
发育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），包括从种子萌发到死亡的全过程。
植物生长发育的基础是植物体内物质和能量代谢过程。
2、植物生理学的基本内容：(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；生命现象是细胞存在的运动方色。
(2)代谢生理：即水分生理、矿质与氮素营养、光合作用、呼吸作用、同化物的运输分配、以及信息传递和信号转导等；(3)发育生理：它是各种功能与代谢活动的综合反应，包含植物的生长物质、植物的生长、分化、发育、生殖与衰老等；(4)环境生理：主要介绍影响植物生理代谢的环境因素以及植物对不良环境的反应。
(二)植物生理学的发展简史1.植物生理学的孕育阶段（16~17世纪）研究植物营养问题的试验（1）柳树枝条试验(Van Helment)在一个大木桶中装入90kg土壤，栽植了一株2.27kg的柳枝，以后只浇灌雨水，而防止灰尘进入土壤中。
5年后柳树重达76.7kg，而土壤重量只减少了几十克。
范·海尔蒙特由此认为植物是从环境中摄取水分来构成其躯体的。
是第一个用科学实验来探讨植物营养本质的人，否定了亚里士多德的植物营养的腐殖质学说（植物通过类似于动物经胃肠吸收营养的方式以植物的根从土壤中吸收腐殖质来构成其躯体）。
1771年，氧的发现者英国普里斯特利发现绿色植物有一定的净化空气的作用。
1779年，荷兰英格豪斯-----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。
植物生理学的研究
植物生理学的研究植物生理学是研究植物生命活动中的生物化学反应、物质运输以及植物对环境的适应等方面的学科。
它是在了解和揭示植物生长发育、形态结构、代谢变化等方面的规律性问题的基础上，探讨植物遗传育种、境界非本性土壤培育以及植物生产、植物生物学的理论和应用的一门基础学科。
1. 植物生理学的起源和发展植物生理学作为一个独立的学科，起源于19世纪末20世纪初。
当时，科学家们开始关注植物生命活动的本质和机理。
通过化学分析和实验方法，他们逐渐揭示了植物生理学的一些基本原理，使植物生理学从纯粹的观察学科逐渐转化为一门实验科学。
2. 植物生理学的研究领域植物生理学主要研究植物在生长发育、代谢物质合成和运输、植物对环境的适应等方面的规律性问题。
具体研究领域包括植物光合作用、呼吸作用、光信号转导、植物激素生物合成和调控、植物逆境胁迫等。
通过深入研究这些领域，可以揭示植物生长发育的机理以及植物对环境适应的策略。
3. 植物生理学的重要研究成果植物生理学的研究成果包括光合作用的机理和调控、植物激素的发现与应用、植物逆境胁迫机制的解析等。
通过对光合作用的研究，科学家们揭示了光合作用的化学反应过程和调控机制，为农业生产提供了理论基础和技术支持。
植物激素的发现与应用使得我们可以利用植物激素来促进植物生长发育或者防治一些病害。
此外，植物逆境胁迫机制的解析有助于我们理解植物在恶劣环境下的适应性机制，为提高植物抗逆性和生产能力提供了指导。
4. 植物生理学的研究方法植物生理学的研究需要借助于一系列的方法和技术手段。
常用的方法包括实验方法、生化方法、细胞生物学方法、遗传学方法等。
通过这些方法，可以研究植物内部的物质合成和转运过程，探究植物对环境变化的反应机理，揭示植物生长发育的调控机制。
5. 植物生理学的应用前景植物生理学的研究不仅为我们认识植物生命活动的本质提供了理论基础，也为农业生产、环境保护等提供了技术支持。
通过研究植物生长发育的机理，可以提高农作物的产量和质量，增强农作物的抗病虫害能力；通过研究植物对环境的适应机制，可以提高植物的抗逆能力，推动绿色农业的发展。
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.
植物生理学绪论(1)
2，矿质营养 在《荀子·富国篇》(战国荀况， 公元前3世纪)里有“多粪肥田”，在《韩非子》 (战国韩非，公元前3世纪)里记有“积力于田畴， 必且粪灌”。西汉《汜胜之书》(西汉汜胜之，公 元前1世纪)已记载施肥方式有基肥、种肥和追肥 之分，也记载了杂草压青做绿肥的技术。《广志》 (晋代郭义恭，公元前3世纪)“苕草色青黄，紫花， 十二月稻下种之，蔓延殷盛，可以美田，叶可 食”，开创了人类历史上率先使用豆科绿肥的记 录。
第三是重关系轻历程。
这里的关系是指植物生命活动过程中的各种关系，包括植物与环境，植物不同部 位、器官、组织、细胞及细胞器之间的关系。历程 是指各种生物化学过程。之所 重关系，是因为只要关系理清了，植物生命活动规律也就明晰了。而各个生化反 应历程只是各种关系中的一点，这个点是受关系所控制了。如果关系不清楚，只 纠结于具体的生化反应历程，就会迷失方向，并被各种怪异而拗口的名称、符合 号所困扰。
2.发展方向： 研究层次越来越广
微观研究进入分子水平， 宏观研究生态、逆境 重点转向能量转化、信息传递、宏观生理生态
学科之间相互渗透 分子生物学的渗透，为植物生理学带来了新思想、 新观点、新概念和新方法，为植物生理学注入了新 的活力。
理论联系实际 研究手段现代化
但因为不同的学科有不同的研究对象和方法，有不同的研究层次，因而，当今分子 生物学的发展和渗透不会取代植物生理学。Taiz和Zeiger主编的《Plant physiology》(1991)一书序言中做了如下说明“以光合作用为例，用生物化学手段 来提纯光合作用的酶，在试管中研究它们的特性；用生物物理的方法分离光合膜， 在比色杯中研究它们的作用光谱；分子生物学家克隆编码光合蛋白的基因，研究它 们在发育过程中的调节；而植物生理学研究上述这些组成的相互作用及其与周围环 境的关系，从而在叶绿体、细胞、叶器官和整体水平上认识光合作用过程及功能”。 这个例子说明从某种意义上说，植物生理学是植物整体的科学，正是在各个学科的 相互渗透、相互交叉和配合的研究中，推动着植物生理学的不断深入。
植物生理学
确立植物区别于动物的“自养”特性。
第二阶段 诞生与成长的阶段：从1840年李比希（J.von Liebig）创立 矿质营养学说——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。 [19世纪三大发现— 细胞学说、能量守恒定律和生物进化论推动了植物生理学的发展 （1）1859年诺普（Knop）和（Pfeffer）溶液培养实验成功，对营养理论 的发展做出了重大贡献。
（6）1882年萨克斯Sachs的《植物生理学讲义》和1897年 费弗尔的《植物生理学》这两部著作的问世，意味着植 物生理学独立成为一门新兴的学科。
JULIUS v. SACHS (1832-1897)
W. Pfeffer
第三阶段
发展、分化与壮大阶段
20世纪科学技术突飞猛进，使植物生理学在微观和宏观的各个层次上都取得了长足的进展和重大突破。
命现象本质的一门科学。
生长发育（growth and development）：植物代谢的综合表现和最终结果 包括：∣植物体积和重量的增加：细胞数目增加、体积扩大。 ∣形态建成（morphogenesis）：种子萌发、根茎叶的生长、运动、
生
开花、结实、衰老、死亡。图 代谢(metabolism)：一系列生物化学和生物物理的变化。植物生长发育基础 包括：∣物质代谢：水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用、 有机物的转化运输和分配。 ∣能量代谢：太阳能→电能→活跃化学能→稳定化学能（ATP）。
自由水/束缚水比例：
高：细胞原生质溶胶状，代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱。
低：细胞原生质凝胶状，代谢缓慢，生长迟缓，抗逆性强。
第二节
植物学的起源和发展
植物学的起源和发展植物学是研究植物的科学，对于人类来说，了解植物的起源和发展是十分重要的。
本文将从地球上最早的植物起源开始，沿着时间轴，探讨植物学的演化历程。
1. 地球上最早的植物起源大约35亿年前，地球上出现了最早的植物。
这些最早的植物是一些单细胞的蓝藻，也叫藻类植物。
它们需要水和阳光进行光合作用，并释放氧气。
这些古老的蓝藻为地球的氧气供应建立了基础，为后来陆地上的多细胞植物的发展奠定了基础。
2. 陆地植物的出现大约4.5亿年前，陆地上出现了最早的植物。
这些植物是一些低矮的苔藓植物，它们没有真正的根、茎和叶子，但可以通过孢子进行繁殖。
这些苔藓植物在地表形成了厚厚的苔藓层，为后来其他类型的植物提供了生长的土壤和保护。
3. 蕨类植物的出现约4亿年前，蕨类植物出现在地球上。
蕨类植物具有真正的根、茎和叶子，并通过孢子进行繁殖。
它们可以生长得更高，更茂密。
蕨类植物在早期陆地植被的形成和土壤保持方面发挥了重要作用。
4. 裸子植物和被子植物的兴起约3亿年前，裸子植物出现在地球上。
裸子植物是种子植物的一种，它们的种子没有包裹在果实中，而是直接裸露在植物体外。
随着时间的推移，被子植物也出现了。
被子植物的特点是种子被包裹在果实中，这使得它们可以通过风、水或动物来传播种子，提高了繁殖的成功率。
5. 现代植物的多样性和进化随着时间的推移，植物的多样性不断增加。
在各种环境条件下，植物逐渐演化出适应不同生活方式的特征。
例如，水生植物具有适应水中生活的特殊结构和功能；沙漠植物则具有耐旱的机制。
另外，在地球上形成了许多植物群落，如雨林、草原和森林，不同的植物相互依存，构成了复杂的生态系统。
总结起来，植物学的起源可以追溯到地球上最早的蓝藻，随后陆地上出现了苔藓植物、蕨类植物，进而出现了裸子植物和被子植物。
随着时间的推移，植物逐渐演化出各种特征，适应了不同的环境条件。
如今，植物学研究的范围变得更加广泛，涉及到植物形态、生理、生态、分类等方面。
植物生理学
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
（二）渗透作用 渗透作用（osmosis）：
渗透作用（Osmosis）两种不同浓度的溶液隔以半透膜（允许溶剂分 子通过，不允许溶质分子通过的膜），水分子或其它溶剂分子从低浓 度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。或水分子从水势高的 一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。
(四)植物细胞的水势
1.典型植物细胞的水势：水势=衬质势+压力势+渗透势 2.形成液泡前植物细胞的水势：水势=衬质势 3.细胞吸水饱和时水势为0。 4.衬质势：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引 起的水势降低值（实质是增加吸水力），为负值。 5.压力势：由于细胞壁压力的存在而增加的水势（它阻止吸 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。
（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 压力势=+0.8Mpa 水势=-0.6Mpa
X
渗透势=-1.2Mpa 压力势=+0.4Mpa 水势=-0.8Mpa
Y
水势梯度：当多个细胞连在一起时，如果一端细胞的水势高， 另一端的水势低，顺次下降就形成一个水势梯度。水分从水
植 物 生 理 学
绪
一、植物生理学的定义和任务 1.定义：
论
植物生理学（plant physiology）：是研究植物尤其是 高等绿色植物生命活动规律的科学。 植物的生命活动：在水分代谢、矿质营养、光合作用 和呼吸作用等基本代谢基础上，表现出种子萌发、生 长、开花、结果等生长发育过程。 2.植物生理学的任务：研究和了解植物在各种环境条件下， 进行生命活动的规律和机理，从而将这些成果应用于 一切利用植物生产的事业中。
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植物生理学发展史
植物生理学的发展史可以追溯到古代文明时期，但是真正的科学研究始于17世纪的欧洲。
以下是植物生理学发展的重要里
程碑：
1.17世纪末至18世纪初：尼尔斯·斯泰尼赫尔发展了植物解剖
学和植物生理学的基础知识，首次对植物进行了系统的研究，并发现植物的组织结构和器官。
2.18世纪中期：卡尔·林奈（Carl Linnaeus）提出了植物分类学，为植物生理学研究提供了基础。
3.19世纪中叶：约瑟夫·普雷斯利（Joseph Priestley）和让·若瑟·德·蒙庞斯（Jean Joseph Henri De Monet De Lamarck）通过
实验证明了植物可以进行光合作用，并吸收二氧化碳。
4.19世纪末：朱利斯·冯·鲁斯特（Julius von Sachs）是植物生
理学的重要开创者之一，他发展了植物的生理生态学和实验方法，并提出了植物的物质代谢和营养需求的理论。
5.20世纪初：许多重要的植物生理学研究被进行了，如生长素的发现和研究、植物激素的研究和植物对环境胁迫的适应机制研究等。
6.20世纪后半叶：基因工程和分子生物学的发展为植物生理学的研究提供了新的工具和方法。
研究者可以通过分析植物基因和基因表达方式来了解植物生长发育和代谢的机制。
总的来说，植物生理学的发展史经历了从观察到实验、从宏观到微观、从整体到分子的演变，随着科学技术的进步，对于植物生理学的认识逐渐深化和扩展。