植物生理学zhí wù shēng lǐ xué研究植物生命活动规律及机理的科学。1903年关庚麟《日本学校图论》:“农学科科目第一年为地质学、土壤学、气象学、植物生理学、植物病理学、动物生理学、昆虫学、肥料、农艺物理学。”1903年汪荣宝等《新尔雅·释植物》:“考核植物诸机关之作用及其生活之模样等者,谓之植物生理学。” 植物生理学plant physiology研究植物生命活动的学科,包括植物体内的物质和能量代谢、植物的生长和发育、植物对环境条件的反应等。植物生理学的主要研究对象是绿色高等植物,绿色植物的光合作用是地球上一切有机物质的根本源泉,人类生活所需的植物材料主要仰给于高等植物,因此研究绿色植物的生理活动对人类发展生产、改善生活有重要意义。 植物生理学的研究途径有三个方面: 一是弄清植物生命活动包含的基本过程,并了解这些过程是如何进行的; 二是深入揭示这些过程的内在机理; 三是找出这些过程与环境条件的关系,并通过环境影响来调控这些过程使植物更好地为人类服务。 发展简史 根据甲骨文论证,中国早在三千多年前在农业耕作中已有阳光、雨水与肥料对作物生长的重要性的记述。其后的一些中国农业专著如《氾胜之书》(公元前100年)、《齐民要术》 (533~544),更有许多具有植物生理学概念的阐述。明末的《天工开物》(1637) 最为突出地提出了植物生长与气的关系。这一发现比欧洲人发现植物光合作用与空气的关系 (J.Priestley,1772) 要早一百多年。西欧一些教科书把植物生理学的历史追溯到比利时人赫尔蒙特(J.B.Helmont)的盆栽柳枝的实验,但他认为水是柳枝生长的物质来源的结论并不完全正确; 他的实验在时间上与中国的《天工开物》是相近的。以后的研究者补充了植物营养来自土壤的观念。法国的德索修尔(N.T.de Saussure)的定量工作更明确了土壤中的无机盐在植物生长中的作用。随着化学的进展,德国的李比希(J. von.Liebig)、法国的布森戈(J.D.Boussingault)等系统地发现了必须给农业土壤补充养料才能维持作物良好生长的证据。 英国的黑尔斯(S.Hales)最早提出植物从空气中获得部分营养的概念,但完整的光合作用的气体交换实验是普利斯特利(G.Priestley)的贡献,以后经荷兰的英根胡斯(J.Ingenhousz)、德国的迈耶 (J. R.Mayer)等继续工作证明绿色植物的在光照下能将从空气中得来的CO2和从土壤中得来的水合成有机物质并释放出氧气,整个过程称为光合作用。 19世纪,自然科学的三大发现即细胞学说(1839)、物质与能量守恒定律 (1842) 和《物种起源》 (1859年)的确立更为植物生理学的理论提供了依据。其他方面如物质运输、水分吸收与蒸腾、植物的感应性和运动等方面都有大量的植物生理学知识的积累。这一时期植物生理学已达到成长与成熟的阶段,植物生理学的专门课程出现,植物生理学手册和教科书出版,如萨克斯(J.Von.Sachs,1865)、费弗尔(W.Pfeffer,1881)的巨著。 植物生理学的更进一步发展是在20世纪特别是30年代以后。由于生物化学、生物物理学和分子生物学的推动,现代化实验技术如层析、电泳、同位素、电子显微镜,X-射线衍射、超速离心和核磁共振等的应用,揭示了代谢生理的内幕,光合作用的研究进入了崭新的阶段,植物内源激素不断被发现,其他如离子的吸收和传导、同化物的运输和分配以及植物对逆境的适应等方面的知识都到得了更新。 主要内容 植物生理学主要研究植物体内的物质和能量代谢。植物的生长发育是植物代谢过程的综合表现,植物的代谢过程和生长发育又都离不开环境条件的制约。虽然植物生理学的内容可以分为代谢、生长发育、与环境条件的关系等几个方面,但它们都是植物整体生命活动的不可分割的几个侧面。 植物生理学有关代谢的内容包括呼吸作用、光合作用、水分代谢、矿质营养以及有机物质在植物体内的转化和运输等。呼吸作用是植物的氧化代谢过程,通过呼吸提供了生命活动所需的能量和生物合成所需的原料,是一切需氧生物赖以维持生命活动的基本条件。光合作用是绿色植物将日光能转变为化学能并用于生产有机物质的过程,不仅为绿色植物本身提供了自养能力,并在自然界的物质和能量循环中起重要作用。植物进行正常生命活动必须有充足的水分供应,因此植物与水分关系的研究也是植物生理学的一个重要领域。植物从环境中吸收的养分主要是无机物质,矿质营养是研究植物对无机养分的吸收、运转和利用问题。植物代谢过程中包含一系列物质的转化和运输,因此转化和运输问题也是代谢研究的一个基本内容。 以代谢为基础,植物的一生首先表现为营养体的营养生长,而后经发育过程进行开花结实的生殖生长。在生长发育过程中植物体内有激素和各种调节物质的作用,同时又受环境条件调节各部分的形态建成。植物生理学的生长发育部分就是研究植物营养生长和生殖生长的现象、规律、机理和环境影响。 植物进行生命活动需要适宜的光照、温度、空气和水分等环境条件; 也经常会遇到各种不利的环境条件,即逆境,如干旱、低温、高温、水涝、盐渍以及随现代工业发展而来的大气、土壤和水质污染。植物对逆境的抵抗力和忍耐力称为抗性。逆境对植物生理的影响面很广,是造成作物减产的重要原因,植物生理学中另一个分支称为逆境生理。 与农业的关系 植物生理学是农业科学的基础之一,因此与农业生产密切相关。农业科学中的主要学科,如作物栽培学、土壤农业化学、作物遗传育种、农产品贮藏保鲜,以及作物病虫害防治等都离不开植物生理学的理论基础。 作物的栽培以及作物的营养与施肥都必需服从作物本身的生理特性,尤其是作物在不同生长发育时期的特殊要求,还应考虑到不同的栽培目的。在栽培措施中,通过合理密植以提高农作物对光照等条件的利用效率; 调节水肥,以调节作物的物质代谢,促进有机物积累;施用生长调节剂以控制作物的生长发育、开花结实以及脱落、休眠和衰老过程,借以达到提高产量与改善品质的目的。现代农业生产对产品质量有更高的要求,如粮食作物生产中对蛋白质含量和特殊氨基酸成分的要求。因此对作物的代谢与环境条件之间关系的研究又提出了新的课题。以改良品种为目的的作物遗传育种,首先要对各品种的生理性状有深刻的了解,并需要具备必要的生殖生理知识。某些与植物优良性状有关的生理特征,还可用作子代鉴定的指标。农产品的贮藏保鲜主要是农产品的采后生理问题。采收后的果实与种子或植物其他部分的经济价值,与它们的内含物在贮藏中的保存或转化密切相关,因此对这些生理过程的适宜调控,在经济上有十分重要的意义。 植物生理学plant physiology研究植物生命活动规律的一门生物学分支学科。是植物学的一部分,也是生理学的一部分。生命活动是有机体在环境的理化因素作用下所进行的新陈代谢、生长发育和刺激感应。新陈代谢中的能量转变、物质转变和形态转变极微而著。其内容包括水分生理、矿质和氮素营养、光合作用、呼吸作用、有机物转化、溶质输导、生长物质、生长发育和抗逆生理。研究目的旨在调节植物的生命活动,以提高植物产品的产量和品质。远在公元前14~前11世纪,中国的甲骨文中就有植物水分生理知识的记述,但植物生理学的起源一般都追溯到16世纪范·埃尔蒙(Van Helmont,1577~1644)的柳枝扦插试验。中国比较系统的实验性植物生理学始于20世纪20年代。近代,植物生理学一方面在细胞、分子层次上深入,推动代谢调控、基因工程的研究,另一方面在整体和群体层次上深入,与生态和农林学科密切结合,推动植物产业的发展。植物生理学不仅是农业科学的基础,用以指导合理施肥、灌溉、密植、生长发育调控、同化物分配、贮藏保鲜和育种繁殖,同时与环境保护、航天、医药、食品工业、轻工业等的关系也日益密切。 植物生理学 植物生理学zhiwushenglixue是研究植物,特别是高等植物生命活动规律和机理的 一门科学。植物的生命活动表现在水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用等代谢过程,以及在这些代谢过程协调基础上进行的发芽、生长、分化、成花、生殖、成熟和衰老等过程。这些生命活动是相互联系、相互依赖和相互制约的,同时它们与环境条件有着不可分割的联系。因为绿色植物最重要的特点是自养性,即它能利用太阳光能把无机物和二氧化碳、水以及一些矿质转化为有机物供养自己,同时也是其他生物(如人类、动物和大多数微生物)食物的最初来源。因此,植物生理学在生物学和实际生产中占有重要地位。研究认识植物生命活动规律和机理以及环境条件对这些活动的影响,调节和控制植物的生命活动,为提高和改善农、林、牧等方面的植物生产服务是植物生理学的任务。植物生理学于19世纪末成为一门独立学科。20世纪由于物理学、化学的发展,特别是生物化学、生物物理学、分子生物学、分子遗传学的兴起,植物生理学突飞猛进。现代植物生理学研究范围从微观到宏观,在分子、细胞、器官、整体、群体不同水平上展开,而且与多种学科(如物理学、化学、数学、细胞学、生态学、遗传学等)相互渗透和启发。 ☚ 蛋白质工程 水分代谢 ☛ 植物生理学
植物生理学研究植物生命活动(植物的代谢、生长、发育、繁殖等)规律及机理的学科。其理论与方法可用来调控植物的生命活动,有助于提高植物的产量和改进品质。 |