仲恺农学院精品课程《植物生理学》课件及教学大纲

来源：广东仲恺农业技术学院

课程概述

植物生理学（Plant Physiology）是研究植物生命活动规律及其与外界环境相互关系的一门科学。该课程是植物类各专业的专业基础课。植物生理学以高等绿色植物为主要研究对象，以揭示自养生物的生命现象本质及其与外界条件相互关系为主要任务。学习植物生理学不仅是为认识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，而且要将掌握的理论知识应用于科学实验和生产实践，为农业的可持续发展，实现农业现代化服务。
当今，随着分子生物学的迅猛发展，人们对植物生命活动奥秘的认识，已经从整体、器官、细胞水平深入到分子水平；另一方面，在宏观领域与环境科学、生态学等紧密结合，转向从生物圈及群体的角度进行综合研究。因而，植物生理学的研究内容日益广泛和深入。植物生理学的研究内容可概括为：细胞生理、代谢生理、生长发育生理、逆境生理以及植物生理学的分子基础和生产应用。植物细胞（plant cell）是植物体内各种生命活动的组织、功能的基本单位。植物的一切物质代谢、能量代谢、信息传递和信号转导以及生长、分化、发育都发生在小小的细胞之中或者说源于细胞。
植物细胞具有全能性，即植物体的每一个生活细胞都具有分化成一个完整植株的潜在能力。而植物细胞全能性的表现，则又依赖于细胞内基因的表达和调控。因此，要了解植物生命活动的规律和本质，必须从细胞水平、分子水平开展细胞生理的研究。
代谢（metabolism）是指维持生命活动过程中各种化学变化的总称。植物代谢生理主要是研究水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用、植物体内有机物质（糖、蛋白质、脂肪、核酸、激素）的转化、运输等各种生理活动规律及代谢过程，它们是各种生命活动的基础和微观体现。植物的代谢，从性质上可分为物质代谢和能量代谢，从方向上可分为同化（或合成）和异化（或分解）。绿色植物代谢活动的一个最大特点是其自养性（autotropism），能进行光合作用，这是代谢生理研究的一个重点领域。
生长发育（growth and development）是植物代谢活动的必然结果，生长发育生理主要研究植物的生长、分化、发育的过程和本质。具体来说，它包括细胞的分裂、伸长、分化，直至形态建成（morphogenesis）的各个方面：种子萌发、根、茎、叶的生长以及开花、结实、衰老、死亡等过程，它是各种生命活动的综合表现。
逆境（environmental stress）是指植物生长发育的不良环境条件（如干旱、水涝、寒冷、冰冻、高温、盐渍以及环境污染因子等）的总称。植物逆境生理主要是研究植物在各种逆境胁迫下生命活动规律及其适应和抵抗逆境的生理反应，它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相异，有其自身的规律和特点，是今后值得深入研究的另一个重大课题。
分子生物学（Molecular Biology）是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征和规律性及其相互关系的科学。近年来，分子生物学的发展真可谓日新月异，并且迅速向生物学各个学科渗透，在分子水平（基因表达与调控）上探讨植物生命活动的规律对植物生理学产生了重大而深刻的影响，它使植物生理学研究的领域更广阔了，机理分析也更深入了，但分子生物学只是植物生理学的一个伴侣，不会取代植物生理学，正如一个多么复杂的生物大分子，不能代替多细胞的生物有机体一样。
植物生理学既是一门基础理论学科，也是一门实践性很强的学科，它的诞生和发展都与农业生产有着极为密切的关系。植物生理学是合理农业的基础，这一科学论断是非常正确的。当今，在光合效率与农业生产、作物对不良环境的抗性、提高作物体系的竞争能力、植物生长发育与激素、生物固氮、矿质营养吸收效率、遗传工程、细胞工程、菌根和土壤微生物、大气污染及病虫害综合防治等全球性农业亟待解决的重大研究课题中，有多项是属于植物生理学的研究范畴。这也充分说明植物生理学在农业现代化中占有非常重要的地位。因此，植物生理学与农业的关系也是一个必须给予高度重视的学习与研究的领域。
我校植物生理教研室数十年来面向全校讲授植物生理学及实验技术，经几代教师的努力，为学校的发展和人才培养质量的提高作出了较大贡献。同时为本门课程的建设打下了坚实的基础、积累了较丰富的教学经验。随着教学改革的深入和科学技术的迅速发展，近年来更注重教学内容体现时代特点，反映出现代植物生理学发展的前沿和趋势，重视学生智能培养和动手能力的训练，体现出科学性、先进性和实践性，以适应社会对人才的需要。

目录
绪论
第一章　植物的水分代谢
第二章　植物的矿质营养
第三章　植物的光合作用
第四章　植物的呼吸作用
第五、六章　植物体内有机物的代谢及其运输和分配
第七章　细胞信号转导
第八章　植物生长物质
第九章　光形态建成
第十章　植物的生长生理
第十一章　植物的生殖生理
第十二章　植物的成熟和衰老生理
第十三章　植物的抗性生理