讲 稿
课程名称：植物生理学
授课学时：70学时
适用专业：植物科技学院本科专业
（园艺、资环2002级）
授课时间：2004年3月—8月
任课教师：冯乃杰
黑龙江八一农垦大学
教 学 时 数 分 配 表
理论授课：44学时
章次
各 章 名 称
理论授课
一二三四五六七八九十十一
绪 论植物细胞植物的水分代谢矿质营养光合作用植物的呼吸作用植物体内有机物质运输与分配植物激素与生长调节剂植物的生长与分化成花生理植物的成熟、衰老与脱落植物的逆境生理
0.5
1.5
4
3
7
2
2
6
4
6
4
4
合 计
44
实验时数：26学时周 次
学时数
序 号
实 验 名 称
2
3
6
植物组织水势的测定（小液流法）
3
3
5
呼吸强度的测定（小篮子法）
4
3
3
叶绿体色素的提取、分离
5
3
4
叶绿素的定量测定
6
3
8
根系活力的测定
7
3
1
植物抗逆性的鉴定（电导仪法）
8
3
9
植物缺水程度的测定（脯氨酸法）
9
2
7
植物伤流量的测定
10
3
2
光合强度测定（改良半叶法）
教 学 进 度 计 划周次
课次/学时
教学内容
1
1 / 2
绪论第一章 植物细胞的结构与功能植物细胞的结构与组成细胞壁的结构与功能
生物膜的结构与功能
2 / 4
植物细胞的亚显微结构与功能植物细胞的基因表达
第二章 植物的水分生理水分与植物细胞
2
1 / 6
植物细胞对水分的吸收植物根系对水分的吸收
2 / 8
第四节 植物的蒸腾作用第五节 水分在植物体内的运输
3
1/ 10
第六节 作物合理灌溉的生理基础第三章 矿质营养与氮素营养
植物体内的必需元素
植物细胞对溶质的吸收
2/ 12
第三节 植物对矿质元素的吸收与运输第四节 植物体内氮的同化第五节 作物合理施肥的生理基础
4
1/ 14
第四章 光合作用第一节 光合作用的研究历史第二节 叶绿体与光合色素
2/ 16
第三节 光能吸收、能量转换与同化力的形成
5
1/18
第四节 碳的同化第五节 光呼吸
2/20
第六节 影响光合作用的因素第七节 光合作用与产量形成
6
1/ 22
第五章 植物的呼吸作用呼吸作用的概念与生理意义呼吸代谢的生化途径电子传递与氧化磷酸化呼吸作用的调节呼吸作用的生理指标与影响因素呼吸作用与农业生产
2/ 24
第六章 同化物的运输、分配及信号的传导第一节 植物体内有机物质的运输系统
韧皮部运输的机理
光合同化物的相互转化
7
1/26
同化物的分配及其控制
植物体内的信号传导第七章 植物生长物质第一节 植物生长物质的概念和研究方法第二节 生长素类第三节 赤霉素类
2/ 28
第四节 细胞分裂素类第五节 脱落酸第六节 乙烯
8
1/ 30
第七节 其他植物生长物质第八节 植物生长物质在农业生产上的应用
2/ 32
第八章 植物的生长生理生长、分化和发育的概念细胞的生长和分化的控制
9
1/ 34
植物的组织培养种子的萌发植株的生长
2/ 36
植物生长的相关性环境因素对生长的影响植物的运动第九章 成花生理第一节 春化作用
10
1/ 38
第二节 光周期现象
2/ 40
第三节 花器官形成和性别表现
11
1/ 42
第十章 植物的生殖、成熟、衰老、脱落与休眠受精生理种子的发育果实发育和成熟植物的休眠衰老和脱落
2/ 44
第十一章 植物的抗逆生理抗性生理概论植物的抗寒性植物的抗热性第四节 植物的抗旱性与抗涝性第五节 植物的抗盐性抗病性与抗虫性环境污染与植物抗性抗逆生理与农业生产
第1次课绪 论
主要讲述四个问题：重点掌握植物生理学的概念及内容
一、植物生理学的概念与研究内容
1、什么是植物生理学？
2、研究内容共分为五大部分：
（1）研究植物的物质代谢
（2）研究植物的能量转化
（3）研究植物的形态建成
（4）研究植物的信息传递
（5）研究植物的类型变异也可以分为三大部分：生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递与信号转导二、植物生理学的产生、发展和现状
1、植物生理学的产生和发展经历了三个阶段：
（1）孕育阶段
（2）诞生和成长阶段
（3）发展分化与壮大阶段
2、当前我国植物生理学的发展现状三、植物生理学与农业生产
1、作物产量形成与高产理论
2、环境生理与作物抗逆性
3、设施农业与作物生理学
4、植物生理学与育种学相结合——作物生理育种四、植物生理学的学习方法。
重要一点是活学活用，理论联系实际。
第一章 植物细胞的结构和功能
由于本章内容在植物学中是重点内容，与这里的内容重复，这里重点要求学生掌握细胞膜的结构和原生质的特点
第一节 植物细胞的结构与组成
一、细胞概述：重点讲述高等植物细胞的特点二、原生质的性质
1、原生质的物理性质
2、原生质的胶体性质
第二节 细胞壁的结构与功能
一、细胞壁的组成二、胞间连丝
第三节 生物膜的结构与功能
一、生物膜的化学组成二、生物膜的结构三、生物膜的功能
第2次课
第四节 植物细胞的亚显微结构与功能
一、细胞核二、叶绿体和线粒体三、细胞骨架四、细胞内膜系统五、其他细胞器六、细胞质基质
第五节 植物细胞的基因表达
一、细胞的阶段性与全能性二、植物细胞的核基因与核外基因（大纲不要求）
三、植物细胞基因表达的特点（大纲不要求）
第二章 植物的水分代谢
本章重点是细胞吸水和蒸腾作用，难点是水势的概念。
第一节 水分与植物细胞一、水的物理化学性质二、水分在植物生命活动中的作用
1、水是细胞的重要组成成分植物体内含水量细胞中的水可分为两类：束缚水和自由水
2、水是代谢过程的反应介质
3、水是各种生理生化反应和运输物质的介质
4、水能使植物保持固有的姿态
5、水具有重要的生态意义三、自由能、化学势、水势的基本概念四、含水体系的水势组分五、水的移动
第3次课
第二节 植物细胞对水分的吸收一、植物细胞的水势
（一）细胞水势的组分
1、细胞的溶质势
2、细胞的压力势
3、细胞的衬质势
4、细胞的水势组成
（二）细胞的吸水形式
1、渗透吸水
2、吸胀吸水
3、降压吸水
（三）细胞吸水过程中水势组分的变化三、植物细胞间的水分移动
第三节 植物根系对水分的吸收
一、根系吸水的部位二、根系吸水的途径三、根系吸水的机理
（一）主动吸水
1、伤流
2、吐水
3、根压产生的机制
（二）被动吸水四、影响根系吸水的土壤条件
（一）土壤水分状况
（二）土壤温度
（三）土壤通气状况
（四）土壤溶液浓度（介绍烧苗现象）
第4次课
植物的蒸腾作用
一、蒸腾作用的生理意义和方式
（一）蒸腾作用的生理意义
1、产生蒸腾拉力
2、促进木质部汁液中物质的运输
3、能降低植物体的温度
4、蒸腾作用的正常进行有利于二氧化碳的同化
（二）蒸腾作用的方式
1、幼株：整个地上部分表面均可蒸腾
2、成株：可通过皮孔蒸腾和叶片蒸腾，叶片蒸腾又可以分为角质蒸腾和气孔蒸腾，主要以气孔蒸腾为主。
二、气孔蒸腾
（一）气孔的形态特点及生理特点
（二）气孔运动的机理
1、淀粉糖互变学说
2、无机离子泵学说
3、苹果酸代谢学说
（三）影响气孔运动的因素
1、光
2、二氧化碳
3、温度
4、水分
5、植物激素
（四）影响气孔蒸腾的内外因素
1、内部因素对气孔蒸腾的影响
气孔频度、气孔大小、气孔下腔、气孔开度、气孔构造
2、外界条件对气孔蒸腾的影响
光照、温度、湿度、风速三、蒸腾作用的指标和测定方法
（一）蒸腾作用的指标
1、蒸腾速率
2、蒸腾效率
3、蒸腾系数
（二）蒸腾速率的测定方法（补充）
1、植物离体部分快速称重法
2、测量重量法
3、气体计测定法
4、红外线分析仪测定法四、适当降低蒸腾的途径
1、减少蒸腾面积
2、降低蒸腾速率
3、使用抗蒸腾剂第五节 水分在植物体内的运输一、水分运输的途径和速度运输的大致途径可分为两种：
1、经过活细胞的短距离径向运输（实质是共质体运输）
2、经过死细胞的长距离运输（实质是质外体运输）
二、水分沿导管上升的机制在导管或管胞内，水分上升目前认为有两种动力：
1、根压
2、蒸腾拉力
蒸腾拉力—内聚力—张力学说
第5次课
第六节 作物合理灌溉的生理基础
一、作物的需水规律
1、不同作物对水分需要量不同
2、同一作物不同生育期对水分需要量不同
3、作物的水分临界期二、合理灌溉的指标及灌溉方法
（一）指标
1、土壤指标
2、形态指标
3、生理指标
（二）方法
1、漫灌
2、喷灌
3、滴灌
第三章 矿质营养与氮素营养
矿质营养和氮素营养对植物生长发育非常重要，了解矿质和氮素的生理作用，植物对矿质和氮素的吸收运转以及氮素的同化规律，可以用来指导合理施肥，增加作物产量和改善品质。
本章重点是植物对矿质元素的吸收特点。
首先介绍植物的矿质和氮素营养的概念
植物体内的必需元素
一、植物体内的元素二、植物必需的矿质元素和确定方法
（一）植物必需的矿质元素
1、大量元素
2、微量元素
（二）确定必需矿质元素的方法三、必需生理元素的功能及缺素症四、有益元素和有害元素（补充）
第二节 植物细胞对溶质的吸收
一、被动吸收
（一）扩散作用
（二）协助扩散
1、离子通道
2、载体二、主动吸收
（一）ATP酶
（二）共转运
第6次课
第三节 植物对矿质元素的吸收与运输
一、植物吸收矿质元素的特点
（一）根系吸收水分和矿质不成比例
（二）根系对离子吸收具有选择性
（三）单盐毒害和离子拮抗二、影响根系吸收矿质元素的因素
1、温度
2、通气状况
3、土壤溶液的浓度
4、土壤PH
三、叶片对矿质元素的吸收四、矿质元素在体内的运输与利用
1、运输形式
2、运输途径
3、矿质元素的利用
第四节 植物体内氮的同化
一、植物的氮源二、硝酸盐的还原三、氨的同化
第五节 作物合理施肥的生理基础
一、作物需肥特点
1、不同作物或同一作物的不同品种需肥情况不同
2、作物不同，需肥形态不同
3、同一作物在不同生育期需肥不同二、施肥指标
1、土壤营养丰缺指标
2、作物营养丰缺指标
（1）形态指标 长相、叶色
（2）生理指标 体内养分状况、叶绿素含量、酰胺和淀粉含量、酶活性
第7次课第四章 光合作用
本章主要讲述植物碳素营养的问题，按照植物碳素营养的方式不同，可以把植物分为异养植物和自养植物两种，植物的碳素同化作用包括三种：细菌光合作用、绿色植物光合作用、化能合成作用。本章主要讲述绿色植物的光合作用。
重点是光合作用机理及光合产量与外界条件的关系。
光合作用的研究历史
一、简介光合作用的发现二、光合作用的概念、意义三、光反应与暗反应四、光合单位五、两个光系统
第二节 叶绿体与光合色素
叶片是进行光合作用的主要器官，而叶绿体是光合作用的重要细胞器。
一、叶绿体的形态结构
1、形态
2、结构
（1）叶绿体被膜
（2）基质及内含物
（3）类囊体二、光合色素
（一）光合色素的结构和性质
1、叶绿素
2、类胡萝卜素
3、藻胆素
（二）光合色素的吸收光谱
（三）叶绿素的生物合成及其与环境条件的关系
1、叶绿素的生物合成
2、影响叶绿素合成的条件
（1）光
（2）温度
（3）营养元素
（4）氧
（5）水
此外，叶绿素合成还受遗传因素控制。植物体内的叶绿素处于分解与合成的动态变化中。
第8次课
第三节 光合作用机理
介绍两个实验能判断光反应：强光、弱光实验和闪光实验。区分光反应和暗反应，得出结论，据现代资料，整个光合作用大致可分为三大阶段：
1、光能的吸收、传递和转换过程（通过原初反应来完成）
2、电能转变为活跃的化学能（通过电子传递和光合磷酸化完成）
3、活跃的化学能转变为稳定的化学能（通过碳的同化完成）
前两个步骤基本上属于光反应阶段，最后步骤属于暗反应阶段。
一、原初反应
（一）光能的吸收与传递（荧光和磷光）
（二）光化学反应二、电子传递及光合磷酸化
（一）光合链
（二）光合磷酸化
（三）光反应中的光能转化效率
第9次课
三、碳的同化
（一）C3途径
（二）C4途径
（三）景天科酸代谢途径
（四）C3、C4、CAM植物的特性比较及鉴别四、光呼吸
（一）发现
（二）生化途径
（三）光呼吸与暗呼吸的区别
（四）光呼吸的意义
第10次课
第四节 影响光合作用的因素
一、光合速率及表示单位二、内部因素三、外部因素
第五节 光合作用与产量形成
一、光合作用与提高农业产量的关系二、光能利用率与作物产量关系三、提高光能利用率的途径
第11次课
植物的呼吸作用
重点是呼吸机制及与农业生产的关系,难点为呼吸系统的多样性。
呼吸作用的概念与生理意义
一、呼吸作用的概念二、呼吸作用的生理意义
呼吸代谢的生化途径第三节 电子传递与氧化磷酸化
一、呼吸链的概念及组成二、氧化磷酸化三、抗氰呼吸四、呼吸链电子传递多条途径五、末端氧化系统的多样性六、呼吸作用的能量代谢七、光合作用与呼吸作用的关系
第四节 呼吸作用的调节
一、巴斯德效应和糖酵解的调节二、丙酮酸有氧分解的调节三、PPP的调节四、能荷的调节五、电子传递途径的调控
第五节 呼吸作用的生理指标与影响因素
一、呼吸作用的生理指标极其测定方法二、影响因素
（一）内部因素
（二）外部因素
第六节 呼吸作用与农业生产
一、呼吸效率的概念和意义二、种子及幼苗的呼吸作用；果实、块根、块茎的呼吸作用三、呼吸作用与作物栽培第12次课
第六章 同化物的运输、分配及信号的传导
重点是压力流动学说及同化物与产量的关系，难点是同化物如何装入与卸出 。
第一节 植物体内有机物质的运输系统
一、短距离运输系统二、长距离运输系统
韧皮部运输的机理
一、研究韧皮部同化物运输的方法二、韧皮部中运输的物质三、同化物运输的方向和速度四、韧皮部的装载与卸出五、韧皮部同化物运输的机理
第三节 光合同化物的相互转化
一、光合细胞中同化物的相互转化二、库细胞中同化物的相互转化
第13次课
第四节 同化物的分配及其控制
一、源与库的概念及其关系二、同化物的分配及其影响因素三、同化物的再分配及再利用
第五节 植物体内的信号传导（了解内容）
第七章 植物生长物质
重点是五大类植物激素的生理作用，难点是ＩＡＡ和ＧＡ的作用机理。
植物生长物质的概念和研究方法
一、植物激素、植物生长物质及植物生长调节剂的概念二、研究植物生长物质的方法
第二节 生长素类
一、生长素的发现和种类二、生长素的代谢：在体内的分布与运输；生长素的生物合成，钝化与分解；三、生长素的生理效应四、生长素的作用机理
第三节 赤霉素类
一、赤霉类的发现、种类及化学结构二、赤霉素的生物合成与运输三、赤霉素的生理效应及应用四、赤霉素的作用机理。
第14次课
第四节 细胞分裂素类
一、细胞分裂素的发现、种类及其化学结构二、细胞分裂素的运输与代谢三、细胞分裂素的生理效应及应用四、细胞分裂素的作用机理。
第五节 脱落酸
一、脱落酸的发现及化学结构二、脱落酸的代谢三、脱落酸的生理效应四、脱落酸的作用机理
第六节 乙烯
一、乙烯的发现结构特点二、乙烯的生物合成与运输三、乙烯的生理效应四、乙烯的作用机理
第15次课
第七节 其他植物生长物质
一、油菜素甾体类二、茉莉酸类三、水杨酸四、多胺类五、其他
第八节 植物生长物质在农业生产上的应用一、植物激素间的相互关系二、植物生长调节剂在农业生产中的应用三、应用生长调节剂的注意事项四、植物的化控工程
第16次课
第八章 植物的生长生理
重点是生长的特点、一些生长现象的解释及环境条件的影响。
第一节 生长、分化和发育的概念
一、生长二、分化三、发育
第二节 细胞的生长和分化的控制
一、细胞分裂的控制二、细胞生长的控制三、细胞分化的控制因素
第17次课
第三节 植物的组织培养
一、组织培养的意义和分类二、组织培养的基本方法三、组织培养的应用
第四节 种子的萌发
一、种子萌发的特点及其调节二、影响种子萌发的外界条件
第五节 植株的生长
一、生长速率二、生长大周期与生长曲线三、植物生长的周期性
第18次课
第六节 植物生长的相关性
一、地上部分与地下部分的相关二、主茎与侧枝的相关三、营养生长与生殖生长的相关四、植物的极性与再生
第七节 环境因素对生长的影响
一、影响生长的环境因素二、光形态建成的作用机理
第八节 植物的运动
一、向性运动二、感性运动
第九章 成花生理
重点掌握春化及光周期理论及在农业生产上的应用。
第一节 春化作用
一、春化作用的概念和反应类型二、植物通过春化的条件三、春化作用的机理四、春化作用在农业生产上的应用
第19次课
光周期现象
一、植物光周期现象的概念、发现和类型二、光周期诱导的机理三、光敏素与植物的成花诱导四、光周期理论在农业上的应用。
第20次课
花器官形成和性别表现
一、从营养生长到生殖生长的过渡二、性别分化与表达
第21次课
植物的生殖、成熟、衰老、脱落与休眠
重点是了解授精过程，果实成熟过程中的生理生化变化及作物空瘪粒的原因。
受精生理
一、花粉的构造和成分二、雌蕊的结构三、花粉的萌发和花粉管的伸长四、双受精五、花粉和雌蕊的相互识别六、受精对雌蕊代谢的影响七、影响受精的因素
第二节 种子的发育
一、胚的发育二、胚乳的发育三、种子发育与贮藏物质的积累四、环境条件对种子贮藏物质的积累的影响
（二）种子和果实的形成：种子的成熟（生理生化、环境条件）；果实成熟的生理生化。
第三节 果实发育和成熟
一、果实的生长二、单性结实三、果实的成熟四、果实成熟的分子生物学进展
第四节 植物的休眠
一、种子的休眠二、芽的休眠
第五节 衰老和脱落
一、植物的衰老二、植物器官的脱落
第22次课
第十一章 植物的抗逆生理
重点是冻害及冻害的机理；旱害及旱害的机理；
第一节 抗性生理概论
一、植物逆境及抗性的概述二、逆境种类；
三、植物抗逆性及其生理生化基础。
第二节 植物的抗寒性
一、植物的抗冷性二、抗冻性
第三节 植物的抗热性
一、热害二、高温对植物的危害三、植物耐热性的机理
第四节 植物的抗旱性与抗涝性
一、植物的抗旱性二、抗涝性
第五节 植物的抗盐性
一、盐害二、盐分过多对植物的危害三、植物的抗盐性及其提高途径
第六节 抗病性与抗虫性
一、抗病性二、抗虫性
第七节 环境污染与植物抗性
一、环境污染与植物生长二、大气污染三、水体污染与土壤污染四、提高植物抗污染力与环境保护
第八节 抗逆生理与农业生产
一、提高作物抗逆性的途径二、作物的抗性育种三、抗性生理与分子生物学
教材
《植物生理学,王忠主编,中国农业出版社 普通高等教育“九五”国家级重点教材，2001年2月
主要参考资料
１．植物生理学 江苏农学院主编 农业出版社（农学类专业用书）1986年
２．作物生理学导论 郑丕尧主编 北京农业大学出版社 1992年
３．植物生理学 潘瑞炽、董愚得主编 高等教育出版社 1983年
４．植物生理学 曹宗巽、吴相钰 主编 人民教育出版社 1981年
5,植物生理学 白宝璋等主编 中国科学技术出版社 １９９６年
6、《植物生理学,贝丽霞等主编 中国农业科技出版社 2001年
