高級植物生理學(xué) 緒論課件

高級植物生理學(xué)

碩士研究生課程

植物生理學(xué)是揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)無機(jī)營養(yǎng)原理化肥的生產(chǎn)和應(yīng)用

光合特性和有機(jī)物運(yùn)轉(zhuǎn)分配規(guī)律

培育矮桿直立葉型作物品種為中心的綠色革命

植物激素的作用和代謝調(diào)節(jié)的研究

生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和除草劑的生產(chǎn)和應(yīng)用細(xì)胞生理

無性繁殖技術(shù)一、現(xiàn)代植物生理學(xué)的科學(xué)地位和研究范疇植物生理學(xué)以學(xué)習(xí)和研究構(gòu)成植物的各部分乃至整體的功能及其調(diào)控機(jī)理為主要內(nèi)容，通過了解其功能實(shí)現(xiàn)過程及其調(diào)控的機(jī)理來不斷深入地闡明植物生命活動的規(guī)律和本質(zhì)。研究和探討的核心內(nèi)容是植物生命活動過程中的“功能及其調(diào)控機(jī)理”。研究范疇:從植物生理功能出發(fā),植物生理學(xué)微觀上要與分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)相結(jié)合,從分子水平研究植物的生理現(xiàn)象。在宏觀上要與生態(tài)學(xué)相結(jié)合,研究植物與環(huán)境間復(fù)雜的相互關(guān)系,環(huán)境對植物生理過程的影響。二、植物生理學(xué)的研究動向

古代生物學(xué)（16世紀(jì)前）：動植物材料的收集、整理和分類近代生物學(xué)（16-19世紀(jì)）：整體和器官水平向細(xì)胞水平深入現(xiàn)代生物學(xué)（20世紀(jì)）：分子生物學(xué)是建立、數(shù)學(xué)的引進(jìn)、以分子水平研究為標(biāo)志走向定向。從研究生物大分子到闡明復(fù)雜生命活動—基因組學(xué)、基因結(jié)構(gòu)與功能的研究

從對生命現(xiàn)象完整的認(rèn)識來講,表現(xiàn)出研究集合的趨勢—

從“分子生物學(xué)”到“整合生物學(xué)”從單個基因的研究發(fā)展到基因?qū)W和基因組從基因組研究發(fā)展到基因組學(xué)后基因組的研究,強(qiáng)調(diào)功能基因組的研究和蛋白質(zhì)組的研究。生命活動的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)—代謝及其調(diào)節(jié)的研究光合作用研究熱點(diǎn)：氧釋放的反應(yīng)機(jī)理光合膜的四大復(fù)合體的結(jié)構(gòu)和功能。光合作用中的生物力能學(xué)Rubicsco小亞基結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系捕光復(fù)合體LHCⅡ結(jié)構(gòu)、功能和光譜特性間的相互關(guān)系光系統(tǒng)Ｉ中電子傳遞的熱力學(xué),通過細(xì)胞色素ｂ6ｆ的光合作用電子傳遞等。實(shí)現(xiàn)生命整體性的重要環(huán)節(jié)———信號傳遞的研究在植物中信號傳遞的研究主要涉及:信號受體(化學(xué)信號和物理信號的感受)、胞內(nèi)信號傳遞(第二信使系統(tǒng))、胞間信號傳遞(化學(xué)的、物理的、化學(xué)物理的方式)。植物激素、病原體和保衛(wèi)細(xì)胞是十分活躍的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究系統(tǒng)乙烯受體

模式植物擬南芥具有易被誘變、易于篩選突變體的優(yōu)點(diǎn)抗乙烯作用的擬南芥突變體，對乙烯不敏感的擬南芥突變體、持續(xù)表現(xiàn)乙烯三重反應(yīng)的突變體克隆了乙烯受體基因及其下游調(diào)控因子的基因分子量為147000D的ETR1蛋白為乙烯受體.植物開花的長距離信號研究

模式植物擬南芥變種表現(xiàn)出調(diào)節(jié)開花轉(zhuǎn)變有3條途徑:日照長度反應(yīng)途徑、自主啟動途徑、ＧＡ植物激素途徑。日照長度反應(yīng)途徑涉及GIGANTEA基因和CONSTANS(CO)基因,自主啟動途徑涉及FLF/FLC基因等,開花最后階段的一個重要調(diào)節(jié)因子是KEAFY基因。成花誘導(dǎo)途徑圖解植物免疫反應(yīng)中的信號傳導(dǎo)的研究提出了由離子流、活性氧中間體(reactivieoxygenintermediates,ROIs)、一氧化氮、水楊酸調(diào)節(jié)的區(qū)域和系統(tǒng)的防衛(wèi)反應(yīng)。在植物中,病原體信號分子和細(xì)胞受體結(jié)合,而為植物所感受。通過植物細(xì)胞跨膜離子流的變化,對細(xì)胞內(nèi)一氧化氮和活性氧中間體發(fā)生影響,這種影響還可能具有正反饋的效應(yīng),把信號逐漸放大。一氧化氮和活性氧中間體有兩種作用:和水楊酸的產(chǎn)生關(guān)聯(lián),進(jìn)而誘導(dǎo)防衛(wèi)基因的表達(dá)和產(chǎn)生局部防衛(wèi)或局部抗性的效果;導(dǎo)致過敏反應(yīng)細(xì)胞的死亡。過敏反應(yīng)細(xì)胞的死亡有兩種結(jié)果是產(chǎn)生局部抗性效果,

是通過信號移動,達(dá)到系統(tǒng)抗性的效果。植物與環(huán)境(非生物和生物環(huán)境)的相互關(guān)系———生物的協(xié)同進(jìn)化和適應(yīng)的研究

20世紀(jì)70年代圍繞生物膜的組成、結(jié)構(gòu)和功能與植物抗逆性的關(guān)系、逆境條件下的活性氧傷害和活性氧清除系統(tǒng)與植物抗逆性、植物抗旱和抗鹽基因的鑒定和功能研究等與植物適應(yīng)逆境的機(jī)理到20世紀(jì)末至今進(jìn)入了對抗逆基因的克隆和轉(zhuǎn)移，以培育抗逆作物新品種的階段。

三、植物生理與生產(chǎn)實(shí)踐1.植物生理與農(nóng)作物的生產(chǎn)2.植物生理學(xué)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)3.植物生理學(xué)與醫(yī)藥工業(yè)四、高