目 录

绪论

第一章 植物的水分代谢

第二章 植物矿质氮素营养

第三章 光合作用

第四章 呼吸作用

第五章 植物体内有机物质运输与分配

第六章 植物激素和植物生长调节剂

第七章 植物的生长生理

第八章 植物的成花生理

第九章 植物的成熟和衰老生理

第十章 植物的逆境生理

一、植物生理学的定义和任务

植物生理是—门基础科学，是研究植物生命活动基本规律及其化学本质的科学。是合理农业的硬论基础，与生命及农学类各学科有密切的关系。

植物生理学的任务是：研究植物体内所进行的各种生理过程以及作为这些生理过程基础的生物化学过程，研究这些过程的机理及其与环境条件的关系，各种生理过程与形态结构的关系，以及研究生命物质(蛋白质、核酸、糖类、脂类等)的结构。功能及其在生命活动过程中的变化(代谢)和调控规律;从而阐明生命现象(物质转化、能量转化、信息转化、形态转化)的本质。研究植物生理学的目的主要是：①了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机理，为农林牧业的增产提供理论依据;②运用这些规律和机理，有效地控制、利用和改造植物或模拟植物，为人类所用。

二、植物生理课程的基本要求

通过课堂讲授，实习实验，使学生了解植物新陈代谢过程中物质转化、能量转化、信息转化以及由这些转化引起的形态转化的基本规律和原理，掌握植物生理生化实验研究的基本技能，具备分析和解决农业生产实践中有关作物栽培生理的一般问题的能力。

三、正文部分

绪 论

一、植物生理生化的定义及任务

二、植物生理学发展简史

植物生理学的发展历史从正式成为一门独立学科与课程，应开始于十九世纪后叶李比希(Liebig)的营养学说创立之后，萨克斯(Sachs)的植物生理学讲义的问世，费弗尔(Pfeffer) 《植物生理学》巨著的出版，才使植物生理学从植物学与农学中脱颖而出，成为一门引人注目的生物科学。至今已经历了一个多世纪。按照植物生理学发展的起伏变化，它的历史大致可划分为三个阶段：

第—阶段：萌芽阶段(18世纪末—1840

第二阶段：形成阶段{1840—19世纪末)

第三阶段：发展阶段{本世纪初至今)

近年来，随着研究的不断深入，植物生理学的研究向两个方向迅速发展：从客观上转向生态、环境研究，从微观上把植物的各种生理活动、物质、能量、信息的转化还原到细胞水平，分子水平，尤其是分子生物学的大量渗透，使植物生理学在分子水.平上阐明植物生命活动的机理，从而更有效：地改造、利用和模拟植物，最大限度地开发植物的生产潜能将成为可能。植物生理学的深入研究将为21世纪农业的发展做出重要贡献。

第一章 植物的水分代谢

学习目的和要求 水和植物的生命活动是紧密联系的，没有水就没有生命，没有植物。所以水是农业的命脉。研究植物与水分关系，经常保持植物体内的水分平衡，创造适于各种生理活动的水分环境，是稳产、高产的基础。

本章学习重点：1.水势(难点);2.吸水的动力(难点;)3.蒸腾作用;4.气孔在蒸腾作用中的作用;5.合理灌溉的生理基础。

第—节 植物对水分的需要

没有水，便没有生命。水分在植物生命话动中起着极大的作用。水分在植物细胞内的存在状态有束缚水与由由水两种，两者的比例影响代谢强度。

一、水分的生理作用

二、自由水和束缚水的作用

第二节 植物细胞对水分的吸收

细胞吸水有三种方式：吸涨吸水、渗透性吸水和代谢牲吸水。渗透性吸水是主要方式。植物细胞是一个渗透系统，它的吸水决定水势。细胞与细胞(或溶液)之间的水分移动方向，决定两者的水势差。

—、水势

Ψw=Ψs+Ψp+Ψm

(—)水势：相同温度下—个系统中一偏摩尔容积的水与—偏摩年容积纯水之间的自由能差数叫水势。(以Ψw表示)

(二) 渗透势： 是由于水中溶质颗粒的存在，而使水势降低的部分叫渗透势 (Ψs)为负值.

(三)压力势：是由于存在静不压而增加的水势。叫压力势(Ψp)一般为正值。

(四)衬质势：是由于衬质(亲水性物质)与水分子间的相互作用如衬质与水的亲和力毛细管力的存在而减低的水势，称为衬质势(Ψm)为负值。

二、植物细胞的渗透作用

(一)扩散和渗透

1.扩散作用：物质分子从高化学势向较低化学势运转直至在空间均匀分布的趋势。 2.渗透作用：是一种特殊的扩散作用，即通过半透膜的扩散作用。

(二)植物细胞的渗透现象

成长的植物细胞具有一个大液泡，细胞壁主要是由纤维素组成的，水和溶质都易于透过，本应认为是一全透性膜，而质膜液泡膜则为选择透性膜，对水易于透过，而对溶质则有选择性。原生质层(包括质膜、细胞质和液泡膜)就成为一选择透性膜，如将植物细胞置于水或溶液中时，则液泡内的细胞液和原生质层外的水或溶液之间就发生渗透作用。所以液泡化的植物细胞看作一渗透系统。

三、植物细胞的水势

细胞水势不是固定不变的，植物细胞像似自动调节的渗透系统。

(一) 分生组织细胞：Ψw=Ψs+Ψm +Ψp

(二) 成熟细胞：Ψw=Ψs+Ψp

(三) 无液泡的细胞：Ψw=Ψm

四、相邻细胞间水分的运转

相邻两细胞的水分移动方向，决定于两细胞间的水势差异，水势高的细胞中的水分向水势低的细胞方向流动。

五、植物细胞的吸胀作用

吸胀作用：是亲水胶体吸水膨胀的现象。

第三节 植物根系对水分的吸收

植物的主要吸水器官是根部。根部吸水动力有根压和蒸腾拉力两种。根压与根系生理活动有关，蒸腾拉力与叶片蒸腾有关，所以影响根系活动和蒸腾速率的内外条件，都影响根系吸水。

—、根吸水的部位

根吸水主要在根尖进行，以根毛区的吸水能力量大。

二、水分吸收的机理

(一)主动吸水：根压

(二)被动吸水：蒸腾拉力

三、影响根系吸水的外界条件

(一)土壤温度

(二)土壤溶液浓度

(三)土壤通气条件

第四节 蒸腾作用

植物不仅吸水，而且不断失水，这是一个问题的两个不同方面。植物失水方式有两种：吐水和蒸腾。气孔蒸腾是蒸腾作用的主要方式。一切影响保卫细胞水势下降的条件，都促使气孔张开。气孔蒸腾的速率受到内外因素所影响。

一、蒸腾作用的生理意义

二、蒸腾作用的部位及指标

(一)蒸腾作用的部位

l.皮孔蒸腾 2.角质蒸腾 3.气孔蒸腾(主要方式)

(二)蒸腾作用的指标

1.蒸腾速率

2.蒸腾效率

3.蒸腾系数

三、气孔蒸腾

(一)气孔蒸腾的过程

1.小孔扩散原理：经过小孔扩散的速率与小孔周缘长度成正比例而不和小孔面积成比例。

2.气孔蒸腾的过程

(二)气孔开闭的机理

1.糖一淀粉转化学说

2.K+泵学说

四、影响蒸腾作用的内外条件

(一)蒸腾作用的气孔调节和非气孔调节

(二)外界条件对蒸腾作用的影响

1.温度 2.空气温度 3.风速 4.光强.

第五节植物体内水分的运输

水分在植物体内运输是吸收蒸腾(包括分配到各部分细胞)之间不可缺少的环节。水分在根部的运输途径，可分为非质体运输和共质体运输。水分在茎、叶的运输是在细胞内进行的。运输的途径有死细胞(导管和管胞)和活细胞两类。前者对水分移动的阻力小，适于长距离运输;后者的距离虽短，但阻力大。水分之所以能沿导管或管胞上升，是因下有根压，上有蒸腾拉力，以蒸腾拉力较为重要。水分子内聚力大于水柱张力，保证水柱连续，水分不断上升。

一、水分运输的途径

(一)经死细胞(导管和管胞)的运输：对水分移动阻力小，适于长距离运输。

(二)经活细胞的运输：对水分移动随力大，运输距离短。

二、水分沿导管上升的动力

水分沿导管上升的动力有三种：下端根压，上端蒸腾拉力，由于水分子内聚力保证由叶至根水柱连续不断上升。

第六节 合理灌溉的生理基础

灌溉是防止干早的最可靠方法。作物需水量是合理灌溉的理论基础。灌溉的生理指标可客观和灵敏地反映植株水分状况，有助于人们决定灌溉的时期。

—、作物的需水规律

二、灌溉的指标

叶片水势、细胞汁液浓度、渗透势和气孔开度都比较灵敏地反映作物体的水分状况，可作为灌溉生理指标。

第二章 植物矿质和氮素营养

学习目的和要求 学习植物矿质和氮素营养的生理作用及其吸收与利用的目的，在于通过控制植物的矿质及氮素营养，以调节植物的代谢，促进生长发育，增加产量及改善品质。

本章学习重点：1.掌握植物中托种必需元素的生理作用;2.缺素症的观察和防治措施;3.植物吸收矿质的机理(难点);4.矿物质在植物体内运输的途径;5.氮素同化(难点);6.施肥的生理基础。

第一节 植物的必需元素

植物必需的矿质元素有16种，各种必需的矿质元素在植物体内，各有它的重要功能。它们之间不能相互代替，所以缺乏某种矿质元素后，就会引起一定的病症。

—、植物体内的元素

二、植物必需元素及其确定方法

植物必需元素有：大量元素和微量元素。有益元素和稀土微肥

三、各种必需元素的生理作用及其缺乏病症

第二节 植物对矿质元素的吸收

植物细胞吸收矿质元素的方式有：主动吸收、被动吸收和甩饮作用三种。前两者较普遍，最后—种不很普遍。主动吸收要呼吸释放的能量作功，借质膜上运输酶{载体)的作用把膜外的物质运到膜内。被动吸收不需要代谢能量的扩散等过程。胞饮作用是非选择牲的吸收，它把水分、盐分和大分子物质都可吸收进来。

一、被动吸收

(一)简单扩散：离子在溶液中可以从浓度大的(化学势高)场所向浓度小(化学势低)的场所进行。

(二)杜南平衡：当细胞内某些离子的浓度已经大过外界溶液离子的浓度时，外界的离子仍然向细胞移动，经过一段时间，细胞内外离子扩散速度相等，达到平衡状态，即：

〔Nai+〕*〔Cli一〕=〔Nao+〕* 〔Clo一〕

(三)离子交换

根表面吸附的离子与外界溶液中的离子间可相互交换

二、主动吸收

(一)主动吸收与呼吸

{二)主动吸收的机理

1.载体学说2.离子泵学说

三、胞饮作用

四、影响根系对矿质元素吸收的因素

1.温度; 2.土壤通气; 3. pH值;4.溶液浓度

第三节 矿质在植物体内的运输

根部是植物吸收矿质元素的主要器官。根部吸收矿物质的过程是：首先经过交换吸附把离子吸附在表皮细胞表面;然后靠扩散作用，通过非质体运输进入皮层内部，与此同时，也靠呼吸供给的能量做功，通过共介体运输进入本质部;最后进入导管。离子进入导管后，即随蒸腾流—起上升。根部吸收的矿质元素向上运输主要通过木质部，可是也能横向运到韧皮部后再向上运。

—、植物根系吸收矿质元素的特点

(—)根对盐分和水分的相对吸收

盐分和水分两者被植物的吸收是相对的，既有关，又无关。有关表现在盐分一定要溶解于水中，才能被根部吸收。无关表现在两者的吸收机理不同。

(二)单盐毒害作用和离子对抗作用

1..单盐毒害作用：这种溶液中只有—种金属离子对植物起有害作用的现象，称为单盐毒害作用。

2.离子对抗作用：在发生单盐毒害的溶液中，如再加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用叫离子对抗。

3.平衡溶液。

(三)生理酸性盐和生理碱性盐

离子的选择吸收表现在对同一种盐的阴离子和阳离子吸收的差异上。而出现两种现象即：生理酸性盐;如供给(NH4)2SO4时根对NH4+吸收多于SO4一，所以溶液中留存许多SO4一，而造成土壤中SO4一的积累，使土壤变酸，这种盐称

为生理酸性盐。

生理碱性盐：NaNO3和Ca(NO3)2，因为根部吸收NO3一比Na+或Ca++广更多些，溶液中留存Ca++、Na+才多使溶液H+离子浓度变小，使土壤变碱这种盐称为生理碱性盐.