植物生理学导论(InrouductiontoPlantPhysiology)评介
植物生理学

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。
(1)光合机理研究:
1946-1953年,卡尔文(M.Calvin)和本森(A.Benson)提出卡尔文循环 (C3途径);1965年美国的考茨彻克(Kortschak)发现了光合碳代谢的 C4途径;随后又发现了景天酸代谢途径(CAM);光反应机理方面:两个 光系统,光合电子传递链,光能吸收、传递、转化,光全色素蛋白复 合体的结构与功能。
重力
光周期 湿度
草食动物 乙烯
土壤微生物 有毒物质
寄生虫
土壤质地 水分状况 矿质营养
各种外部信号影响植物的生长发育
信息传递与信号转导
(化学信号) 水分亏缺胁迫→植物→根系细胞→脱落酸→叶片生长减慢、气孔关闭。 (物理信号)外界刺激→含羞草→叶片细胞→电波传递→叶片卷曲
二、植物生理学的产生和发展
(4)19世纪初瑞士索苏尔(de.Saussure)利用定量化学实验 证明,植物在光下吸收二氧化碳与放出氧气有等体积关系, 使人们认识到空气营养问题 。
(5)1840年德国化学家李比希(Liebig)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,可维 持正常生活,除碳素来自空气外,植物体所有的矿物质都 是从土壤中获取的。标志植物矿质营养学说的建立。
控制植物生长发育的开关
信息传递:主要指物理或化学信号在器官间或细胞间的传输。
信号转导:主要指细胞内外的信号,通过细胞的信号转导系统转变为植物
生理反应的过程。
植物逆境生理学

植物逆境生理学植物逆境生理学是研究植物在环境逆境下的生理响应和适应机制的学科。
逆境是指植物在生长和发育过程中遭受的各种不良外界因素,如高温、低温、干旱、盐碱、酸碱、重金属等。
逆境对植物的生长和产量产生极大的影响,因此研究植物逆境生理学对于提高农作物的逆境抗性和生产能力具有重要意义。
1. 逆境对植物生理的影响逆境条件下,植物会产生一系列的生理变化。
首先,植物会启动一系列的防御机制,如合成特定的抗氧化物质、活性氧清除酶等,来抵抗逆境中产生的活性氧物质对细胞的损伤。
其次,植物会调节自身的生长和发育进程,以适应逆境环境。
例如,在干旱条件下,植物会降低水分蒸腾速率,减少水分的损失。
另外,植物还会调节离子平衡和渗透调节,以维持细胞内外的稳定环境。
2. 植物逆境胁迫信号传导逆境胁迫会激活植物内部的逆境信号传导途径,从而引起相应的生理反应。
逆境信号传导主要通过植物激素、钙离子和二氧化碳浓度等多个信号分子参与。
例如,在高盐胁迫条件下,植物会产生较高的烟酸腺嘌呤二核苷酸(NADPH)浓度,从而降低植物内部的氧化胁迫。
另外,植物还会通过激活多种激素信号传导途径来调节逆境胁迫反应,如乙烯、脱落酸等。
3. 逆境胁迫对植物基因表达的影响逆境胁迫可以引起植物基因表达谱的改变,进而导致植物发生一系列的生理变化。
以高温胁迫为例,研究发现许多与热休克蛋白、膜稳定性和脯氨酸等相关的基因表达受到调控,从而增加植物对高温的适应能力。
另外,逆境胁迫还可以引起DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传调控机制的改变,从而调节基因的表达。
4. 植物逆境生理研究的应用植物逆境生理研究对于农作物育种和生产具有重要的应用价值。
通过研究逆境胁迫下植物的适应机制,可以筛选出逆境抗性较强的品种,并通过遗传改良和基因工程等手段培育具有高逆境抗性的农作物品种。
此外,逆境生理研究还可以为农业生产提供科学合理的农艺措施,以减少逆境对农作物产量和品质的不利影响。
总结起来,植物逆境生理学的研究对于揭示植物在逆境环境中的生理适应机制具有重要意义,同时也为农业生产提供了科学依据和技术支持。
植物生理学

植物生理学绪论一、植物生理学的研究内容植物生理学(Plant physiology):是研究植物生命活动规律的科学。
植物生理学主要研究构成植物的各部分乃至整体的功能及其调控机理,阐明植物生命活动的规律和本质。
植物的生命活动过程从植物生理学的角度可分为:1、生长发育与形态建成2、物质与能量代谢3、信息传递和信号传导植物的生长和发育植物的生长:是指由于细胞数目增加、细胞体积的扩大而导致的植物个体体积和重量的增加。
植物的发育: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,直至开花、结实、衰老、死亡的全过程。
植物的代谢活动植物的代谢活动包括水分和养分的吸收、植物体内各种物质的运输、无机物的同化与利用、碳水化合物的合成与分解及转化等。
植物的信息传递和信号传导信息传递:主要指内源和外源的物理或化学信号在植物整体水平的传递过程。
即信号感受部位将信息传递到发生反应部位的过程。
(如根、冠间及叶、茎间的信息传递)信号传导:多指在单个细胞水平上的信号传递过程,故又称细胞信号传导。
二、植物生理学的发展历史1、植物生理学的孕育阶段从1627年荷兰人J.B.van Helmont做柳枝实验开始, 到19世纪40年代德国人J.von Liebig(李比希)创立植物矿质营养学说为止。
李比希矿质营养学说的建立标志着植物生理学作为一门学科的诞生。
2、植物生理学的诞生、成长阶段从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.Sachs(萨克斯)和他的学生W.Pfeer(费费尔)的两部植物生理学专著问世为止。
《植物生理学讲义》(Sachs,1882)《植物生理学》(Pfeffer,1897)3、植物生理学的发展阶段随着20世纪以来科学技术突飞猛进,植物生理学也得到了快速的发展。
物理学、化学、细胞学、遗传学、微生物学、生物化学、分子生物学的发展以及同位素技术、电子显微镜技术、超离心技术、层析技术和电泳技术的发展,大大促进了植物生理学的发展。
pin植物生理学

pin植物生理学一、植物生理学是什么?植物生理学,说白了,就是研究植物如何活的学科。
你可能觉得植物就是站在那儿晒太阳,喝点水,看看风景,感觉生活多么无聊。
错了!它们有自己的“生理系统”,它们的“心脏”是叶子,营养、能量从这里运输出去,想想看,它们也有自己的“心跳”和“呼吸”。
植物生理学从根到叶,从细胞到整个植物,研究它们如何吸水、如何做光合作用、如何在无聊的环境里保持生机。
别看植物不会说话,但它们的生理活动可不简单,哪怕你不太注意,它们也在默默为自己生长、繁殖做着准备,简直就是“夜以继日”的拼搏者。
二、光合作用:植物的“食堂”听说过光合作用吧?哦,那可是真正的“神奇大餐”,就像是植物的“外卖”,绝对能填饱肚子。
光合作用其实就像植物的厨房,太阳光照进“厨房”,水和二氧化碳变成葡萄糖(这可是植物的美味主食!),氧气就成了“副产品”飘然而出。
想象一下,植物站在太阳底下,像是在开着一个超高效的发电厂,把光变成了能量,简直就是“绿色的魔术”。
没错,植物要吃饭,它们靠的是阳光,靠的是空气,而这两个因素就组成了它们的“生命之源”。
你看,太阳和水就像是植物的超强补给站。
简直是“光吃不愁”,谁不羡慕啊!三、植物的水分管理:水是生命水,对植物来说,那可是命根子。
没有水,就像没有氧气的人类,一点活力都没有。
所以植物得想方设法从土里吸水,根部像是“吸尘器”一样不停地把水吸上来,然后经过一层层“过滤”,到达全身各个部位。
植物的“水管系统”可是非常厉害的。
它们的根部能感应土壤中的水分,水分一旦足够,植物的“胃口”就会慢慢饱和;水分不够,根部就会“努力”加大吸水量。
真是“水涨船高”呀!你要知道,水对于植物来说是能量的搬运工,是化学反应的催化剂,是它们不言而喻的“生命线”。
没有了水,植物就会干枯,变得“面目全非”,就像你在沙漠里没有水,生存都成问题。
四、植物的呼吸作用:活着就得呼吸你知道吗,植物不仅仅是光合作用,它们还要“呼吸”。
《植物生理学》课件

CHAPTER 02
植物的水分生理
植物对水分的吸收与运
根部吸水
植物通过根部吸收水分,主要依赖于 根压和蒸腾拉力。
水分运输
水分在植物体内通过木质部导管进行 长距离运输,受到压力和扩散作用的 影响。
植物的水分平衡与调节
水分平衡
植物通过叶片蒸腾作用释放水分,保持体内水分平衡,调节 温度和盐分平衡。
水分调节机制
发。
细胞分素
促进细胞分裂和组织分 化,延缓植物衰老。
脱落酸
促进叶和果实的脱落, 调节植物休眠和种子成
熟。
植物生长与发育的过程
01
02
03
04
种子萌发
种子在适宜的条件下吸收水分 和氧气,突破种皮发芽。
营养生长
植物通过光合作用合成有机物 ,同时不断扩展根、茎、叶等
器官。
生殖生长
植物在适宜的条件下形成花芽 ,开花、结果,繁殖后代。
光合作用与呼吸作用的相互关系
• 总结词:阐述光合作用与呼吸作用的相互影响和制约关系。
• 详细描述:光合作用和呼吸作用是植物体内两个重要的代谢过程,它们之间存在相互影响和制约的关系。光合作用过程中产生的氧气和还原态的氢是呼吸作用所需的,而呼吸作用过程 中产生的二氧化碳和能量也是光合作用所需的。此外,光合作用和呼吸作用的酶的活性也受到彼此的影响。在光照充足时,光合作用的速率高于呼吸作用的速率,植物积累有机物;在 光照不足时,光合作用的速率降低,呼吸作用的速率相对较高,植物消耗有机物。因此,了解光合作用和呼吸作用的相互关系对于理解植物的生长和发育具有重要意义。
氮
合成蛋白质和其他重要有机物的主要元素,主要通过 根系吸收铵态氮和硝态氮。
磷
参与能量代谢和遗传信息的传递,主要以磷酸根的形 式被吸收。
655植物生理学

655植物生理学
植物生理学是研究植物生命过程中的生理学现象的一门学科,包括植物的生长、发育、代谢和逆境适应等方面,是理解植物生命本质和探索植物与环境互动的重要途径。
在植物生理学的研究中,有很多重要的实践价值和科学意义。
首先,植物生理学的研究可以帮助我们更好地了解植物的形态、结构和生长规律。
在植物生长发育中,植物形态和结构的变化与不同生理过程密切相关,如水分的吸收和输送、营养物质的合成和运输、激素的调控等。
研究这些生理过程有助于我们了解植物的生长发育规律和形态变化机理,为植物的栽培、管理和利用提供科学依据。
其次,植物生理学的研究还可以帮助我们探究植物的代谢过程。
植物代谢过程包括光合作用、呼吸作用、物质转运和内部激素等多个方面,是维持植物生命活动的重要基础。
对于植物的代谢过程的深入研究有助于我们了解植物如何将光能转化为化学能、如何利用合成的物质维持生命活动,并且还为植物生物技术等相关领域的发展提供了科学支持。
另外,植物生理学的研究还可以帮助我们了解植物的逆境适应机制。
植物在水分、温度、光照、盐度等方面都面临着一系列的逆境,但植物通过激素调控、抗氧化物质等途径适应逆境,保证其生存和生长发育。
对于植物逆境适应机制的研究有助于我们开发抗逆性stronger>更强、更健壮的植物品种,为农业生产和生态修复等领域的发展提供科学支持。
综上所述,植物生理学是一门基础性和重要性的学科,对于我们了解植物生长发育机理、代谢过程、逆境适应机制等方面都有重要的实践意义和科学价值。
随着科技的不断发展,将会有更多的研究成果在植物生理学领域中涌现出来,为我们更好地了解植物生命过程和探究植物与环境互动提供更多的方法和途径。
绪论-植物生理学(潘瑞炽第7版)
• 讲课:48学时(单双周)
• 考核方式: • 平时成绩 30%(考勤、课堂表现、课后作
业) • 理论课考试成绩70% (闭卷)
教材
植物生理学的学科体系(48)
绪论 水分和矿质营养 物质代谢与能量转换 植物的生长和发育
2
植物的水分生理 4 植物的矿质营养 5
植物的光合作用 8 植物的呼吸作用 3 植物同化物的运输 2 植物的次生代谢产物 0 细胞信号转导 2 植物生长物质 6 植物的生长生理 4 植物的生殖生理 4 植物的成熟和衰老生理 4 植物的抗性生理 4
法国布森戈(G.Boussingoult):建立砂培实验法, 开始以植物为研究对象进行研究工作。
德国萨克斯(J.Von Sachs)和费弗尔(W.pfeffer):1845年 首创溶液培养法,使蔬菜工业化生产成为可能。
奠基人:萨克斯 (Sachs ) 两大先驱:萨克斯 (Sachs )费弗尔(Pfeffer)
英国普里斯特里和荷兰英根浩兹—钟罩实验
1771年,普里斯特里提出植物可以“净化”由于燃烧蜡烛和 小鼠呼吸弄“坏”的空气。 1779年,英根浩兹通过实验证明,绿色植物在日光下才能“净 化”空气,并且只有植物的绿色部分才具这种能力。
18世纪空气营养学说:植物的营养物质部分来自大气。
德国化学家李比希(J.Von Liebig)—灰分分析实验
北朝北魏时期《齐民要术》种榆白杨篇载“初生三年, 不用采叶,尤忌捋心,捋心则科茹不长”。明代《沈氏 农书》“麦根深而胜壅,根益深而苗益肥,收成必倍” 。宋代《农书》总结水稻过肥“苗茂而实不坚生”长。发育
第一阶段:植物生理学的孕育时期
从1627年荷兰的凡·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)创立植物矿质营养学说为止,共经历了 200多年的时间。
植物生理学教学大纲原讲解
植物生理学教学大纲原讲解植物生理学教学大纲PlantPhysiology一、课程基本信息适用专业:生物技术、生物科学、农学、植保、园艺、草业科学、环境科学、农业资源与环境、动物科学、水产养殖等本科专业。
课程学时:48(理论)+16(实验)课程学分:4课程代码:0300B002先修课程:无机化学、分析化学、有机化学、植物学、生物化学等课程二、课程的性质与任务植物生理学(PlantPhysiology)是生物科学和农学各专业的专业基础课和主干课,也可作畜牧、水产、环境科学等相关专业的选修课。
植物生理学是以数理化、生物化学,植物学等课程为基础,研究植物生命活动规律,揭示植物与环境相互作用关系的一门科学。
通过本课程的学习,使学生掌握植物细胞的结构与功能;了解植物体内水分代谢、矿质营养、光合作用和呼吸作用等主要代谢活动规律;掌握植物与环境进行物质和能量交换的基本原理,并且研究在此基础上植物所表现出的种子萌发、生长、运动、开花、结果等形态建成的生理基础以及植物生长发育的基本规律;深刻了解环境对植物生命活动的影响和植物对逆境的抗性;了解一些主要植物生理指标的测定方法和进行植物分析的基本技术和原理,用植物生理的基本理论知识来解释、讨论实验结果,提高学生的动手能力。
在掌握植物生理、生化过程及其本质的基础上,合理地利用光、气、水、土资源,发展农(林)业生产,保护和改造自然环境。
三、课程的内容与基本要求(一)课程基本要求根据《植物生理学》课程的特点,教学内容概括为基本理论、基本知识和能力技能几部分。
1、理论和知识方面(1)植物细胞生理掌握植物细胞的基本结构,了解各种细胞器、生物膜的超微结构,掌握其生理功能特点以及植物细胞原生质的特性,植物细胞全能性和植物信号传导的意义。
(2)代谢生理掌握植物对水分的吸收、运输、蒸腾的基本理论;掌握离子吸收、运转的基本规律和矿质元素的生理作用;掌握光合作用的机理(包括C3、C4和CAM的代谢途径);呼吸代谢的主要途径;理解同化物运输分配规律。
琼州学院精品课程《植物生理学》——绪论.ppt
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。
植物生理学名词解释
植物生理学:(plant physiology)是研究植物生命活动规律的生物学分支学科。
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。
伤流:又称为溢泌。
将植物的枝或干切断时,从伤口流出水液的现象称为伤流。
伤流液:掐断植物的嫩茎,断面流出汁液,这种现象称为伤流,流出的液体即伤流液,是伤口的输导组织(木质部)的汁液,受根压作用使其在导管中向地上部移动而流出,此外不可避免的还有细胞液,组织液和韧皮部流出的有机物。
因此流出的汁液以水为主,其中还含有大量的无机盐和有机物,以及植物激素等。
吐水:植物通过水孔、吐水组织、排水毛等以水滴的形式排出水分的现象。
蒸腾作用:蒸腾作用是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸汽状态散失到大气中的过程,是与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。
植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。
植物矿质营养:植物为维持生长和代谢的需要而吸收利用无机营养元素的过程。
植物光合作用:绿色植物利用太阳光能将所吸收的二氧化碳和水合成有机物,并释放氧气的过程。
原初电子受体:原初电子供体:直接向原初电子受体提供电子的电子传递体。
由于反应中心色素分子是光化学反应中最先向原初电子受体提供电子的,因此反应中心色素又叫原初电子供体。
光合磷酸化:在光照条件下,叶绿体将ADP和无机磷(Pi)结合形成ATP的生物学过程。
是光合细胞吸收光能后转换成化学能的一种贮存形式。
同化力:ATP和NADPH是光合作用过程中的重要中间产物,一方面这两者都能暂时将能量贮藏,将来向下传递;另一方面,NADPH的H+又能进一步还原CO2并形成中间产物。
这样就把光反应和碳反应联系起来了。
由于ATP和NADPH用于碳反应中的CO2同化,所以把这两种物质合成为同化力(assimilatory power). Rubisco:Rubisco,即核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Ribulose bisphosphate car boxylase oxygenase).是光合作用C3碳反应中重要的羧化酶,也是光呼吸中不可缺少的加氧酶.光补偿点:植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光照度值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
植物生理学导论(Inrouduction to Plant Physiology)评介段留生(中国农业大学农学与生物技术学院,北京 100094)一、 当前植物生理学发展动态、趋势以及对使用教材的需求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,即研究植物物质代谢、能量转化、生长发育、形态建成信息传递、信号传导等的综合反应。
一般主要内容可概括为五部分:细胞生理(Cell Physiology)、代谢生理(Metabolism Physiology)、生长与发育生理(Growth and Development Physiology)、信号传递与传导生理(Signal Transportation and Transduction Physiology)和环境生理(Environmental Stress Physiology)。
随着各种研究新技术的不断进步(如GC-MS, HPLC-MS、生物芯片、突变体等)、与生命科学相关其他学科(如遗传学、分子生物学、生物信息学、细胞生物学、微生物学、化学等)的快速发展及其交叉渗透,使植物生理学迅速发展并进入新阶段。
本学科研究内容断丰富和深入,在“从研究生物大分子到阐明复杂生命活动——基因组学、基因结构与功能的研究;实现生命整体性的重要环节—— 信号传递的研究;生命活动的能量和物质基础— — 代谢度其调节的研究:植物与环境(非生物和生物环境)的相互关系— — 生物的协同进化和适应的研究”等方面知识不断更新(汤章诚,2001)。
总体上,目前植物生理学研究正朝着两个方向不断深入发展:宏观上向生态和环境拓展;微观上向细胞分子水平深入。
在宏观方面:现代的植物生理学与环境、生态等学科结合,向更综合的方向发展。
由于现代工业化的加速发展,环境问题日趋严重,促进了在变化气候条件下生理学对植物生活规律和环境变化关系的研究,也促进了生理与生态的结合,因此,植物生理学在宏观方面与环境、生态学结合,催生了环境生理学、空间生态学和生态生理学,使植物生理朝更综合的方向发展,而有植物个体扩大到群体→人→地球→生物圈的大范围,大大地扩展了植物生理学的范畴。
在微观方面:生命科学及相关学科理论和技术的不断发展和交叉渗透,给植物生理学带来新概念、新观点、新技术、新方法,使植物生理学的内容不断更新,从分子水平研究植物生长发育基因表达及调控的机制已经成为主体,并正在从基因组、蛋白组、代谢组学等系统揭示植物生命活动基本规律。
关于植物生理学的发展趋势,一般可概括为如下几个方面(佘小平,2002):(1)植物生理学内容的扩展及其和其他学科的广泛交叉渗透。
如计算机和数学模拟研究某些生理问题;逆境生理和生态、环境科学的交叉渗透;生物固氮和微生物学的交叉渗透;交叉渗透等等 (2)机理研究的深入和调节控制探讨的兴起。
植物生理学已经进人了一个可以在分子和细胞水平上研究植物生长发育规律的时代,生命活动调节控制的研究也不断深化,如基因表达调控、信号转导途径、同化物分配和光调节、激素与生长发育等方面研究均十分活跃。
(3)植物生理学不断重视从分子到群体的不同层次的研究。
从当前的研究情况看,继续不断的向分子水平深人是一个明显的趋势,但细胞、组织、器官、整体、群体乃至生态系统水平的研究也在加强,各个层次的研究是紧密联系、相辅相成的。
(4)植物生理学的应用范围不断扩大,越来越多地应用于农林实践。
如营养与配方施肥、种植模式与光能利用、呼吸控制与产品贮藏、植物激素和调节剂的广泛应用、组织培养与植物快繁、基因表达和转基因作物应用等等,同时应用领域逐步扩大到环境保护、资源开发、医药、食品、轻工业和商业等方面。
在载人航天方面,能源以及生命支持系统问题的解决也奇希望于植物生理学。
根据这些植物生理学发展的新特点,对使用的教材要求有如下特点:(1)具有完整、科学、先进的知识内容和体系,包括基础理论和研究技术,从物质的、能量的、信息的角度来阐述植物生理过程,覆盖植物生理学主要研究内容;(2)充分利用分子生物学、细胞遗传学、微生物学和生物化学等学科的现有知识体系来解释植物的生理现象,在阐明基本生命规律的基础上,及时吸纳相关最新研究结果并介绍前沿动态,使教材内容与时惧进、与科研前沿同步;(3)理论与实践并重。
植物生理学是植物生产类专业重要的基础课,在基础理论阐述中尽可能结合自然现象和农林生产应用,特别是结合生产中的问题和难题、普遍应用技术、应用潜力等。
在理论实践有机结合的同时,增加学习的趣味性。
(4)通过精美的实验图片、严谨的实验现象和系统的生理流程图描述植物的生理历程。
(5)编写形式灵活,便于教学。
由于内容多,知识更新快,要求在教材上要便于教学使用,在满足大纲规定的基本内容基础上,增加深入学习的资料和文献,以满足不同专业和层次教学的需要。
二、植物生理学导论(Inrouduction to Plant Physiology)主要内容及特点Hopkins W.G和Hiiner N.P.A主编的Plant Physiology(第3版),2004年由John Wiley&Sons In. 出版,是为已完成植物学(或有植物部分的生物学)和化学课程学习的本科生编写的教材,适用于一般专业植物生理学一学期的课程。
该教材6个部分、23章,2个附录和索引。
教材主要结构和内容如下:第一部分 植物结构:细胞、组织和器官。
作为基本知识,简要介绍了构成植物的基本物质、细胞基本结构和功能(膜、细胞器、细胞骨架、细胞外间质)、组织和器官。
第二部分 植物与能量。
包括第二章到九章,主要从生物能与ATP合成、阳光作为能量和信息的双重作用、光合作用中的能量转化(光俘获、CO2同化)、同化物运输分配、呼吸、氮素固定、碳同化与产量等方面,系统阐述植物对能量的吸收、储存、分配、转移和利用的基本过程和物质载体。
第三部分 植物、水和矿物质。
包括第十章到第十三章,分别从细胞和水分、整株水分关系、植物矿质营养、根-土壤和应分吸收等方面,系统阐述了水分和矿质营养在植物生命历程中的重要性,及其吸收、运转、利用。
第四部分 植物发育。
包括第十四章到第二十章,分别从植物发育模式、植物激素(化学、代谢、发育调控作用)、光形态建成、植物运动、光周期和生物钟、植物发育和分布对温度反应等方面,系统阐述了植物发育过程及激素调控,以及时间、空间等环境因素(光、温、重力等)对植物形态和发育的影响。
第五部分 胁迫和次生代谢。
包括第二十一章、第二十二章,主要从环境胁迫生理和次生物质代谢两个方面论述植物与环境之间的关系。
第六部分 生物技术:未来的工程植物。
即第二十三章,介绍了分子生物学等在植物生理领域的应用,如DNA重组、组织和细胞培养、转基因以及原生质体融合,并简述植物生理学在生物工程发展过程中的作用,比如植物保护、开发替代能源和分子农场等。
两个附录分别是:常见氨基酸及其结构、水势及组分分析。
综合分析,并与国内外其他同类教材比较,本教材主要有如下特点:1.理论体系完整,层次清楚,脉络清晰从植物对能量、物质(碳、水、养分)需求和利用的基础上,介绍植物生长发育相关过程和时间、环境影响,然后阐述环境胁迫的影响及此生代谢的作用,最后阐述生物技术对植物改造的原理与方法。
基本覆盖了植物生理学的完整内容,便于教学使用。
2.理论结合实验该教材不仅阐述结果,也简要展现获得结果的研究过程和方法。
很多现代的教材,堆砌大量的研究结果或结论,本教材在介绍植物生理基础理论和知识时,重视结合相关研究的思路和技术,教材中穿插了有关生理的、生化的、生物物理的、分子生物学的和遗传学的实验,便于理解知识要点,有助于学生学会思考问题、通过实验解决问题的能力提高。
3.强调“整株植物”生理在第二部分第十一章中提出整株植物水分相关,在作者分的几个部分中也分别以植物与能量,植物、水和矿物质,植物发育以及植物与环境等仍然都以植物整株作为研究对象,没有各个器官分门别类的介绍,作者系统的的研究说明植物的生理研究应该从整株入手,强调植株的整体性和系统协调能力。
4.涉及多学科的交叉和渗透本教材中体现了植物生理学与其他相关学科的交叉,特别注重了传统生理学、生物化学与分子生物学、环境生理学、化学等学科的融合,拓展了植物生理研究的范畴和知识广度。
5.修订了概念,增加和扩展了相关知识如第一章中,为更好反映大分子作为细胞功能单位的重要性,整合了脂类、蛋白和碳水化合物的生化知识;在第14章植物发育模式中增加了泛素、蛋白酶体和蛋白质加工等概念;在第15章植物激素部分,把各种激素合成和代谢放在一起,便于比较,在第16章激素作用中,特别强调了激素之间的交互作用。
6. 注意从物质的、能量的和信息的角度来看待植物生理的过程。
从第二部分开始,首先从物质的角度论述太阳光是绿色植物赖以生存的基础,在第三部分谈到水和矿物质,这些都是植物生长的必须物质基础;作者开始就阐述了生物能,强调光合作用就是通过CO2的同化来储存阳光,植物的生命过程是能量吸收、储存和转移的过程,在第23章着重提到利用生物技术改造植物作为新能源的可能来源之一;不仅如此,在第3章作者强调阳光作为一种信号,在第16章作者认为植物激素是控制植物发育和形态建成的主要信号。
7. 添加了分子生物学和生物技术最新的知识。
整个第五部分主要介绍了生物技术在解释植物生理现象和机理方面的重要作用以及分子生物学等在植物生理领域的应用比如DNA重组、组织和细胞培养、转基因以及原生质体融合,作者还从生物技术的角度探讨了生物技术在植物保护、代谢工程、新能源植物的替代开发和次生代谢产品生产上的应用。
8. 表现形式多样,便于教学使用。
在编写形式上,本教材充分考虑了教学的需要,使用了大量精美、清晰的图表,包括一部分是实验的原始图片(Plate1-12),直观形象;每一章后面有小结(Summary),概要介绍该章主要内容,便于对重点知识的把握;每章后面都精心设计了覆盖主要内容的复习题(Chapter Review),一般以问题的形式列出,便于课后复习;为便于学生课后进一步学习、讨论,满足高层次学生的需求,每章最后都列出了进一步阅读的资料(Further Reading),包括相关专著和期刊论文。
还有一个特色是在部分章节,如正文后穿插类似栏花的Box,每个一个印刷页,内容丰富有趣,有相关内容的背景知识、研究历史、最新结果、研究方法、研究轶闻趣事、新观点等,不仅可扩充知识面,增加学习的趣味性。
例如在第14章发育模式中,有一个Box是突变体中的发育,介绍了拟南芥作为模式作物的情况,作为对正常发育研究的补充;在第13章根-土壤和营养吸收中,有一个Box 介绍了研究方法“电生理学-探索离子通道”;而在第19章有两个Box,分别介绍了光周期和生物钟的发现历史。