植物生理学学习指南

植物生理学定义

植物生理学（plant physiology）是研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、揭示植物生命现象本质的科学。

植物生理学意义

植物生理学是植物学的一部分。但它同时也可看作普通生理学的一个分支。植物的基本组成物质如蛋白质、糖、脂肪和核酸以及它们的代谢都与其他生物（动物、微生物）大同小异。但是，植物本身又有一些独特的地方，如：①能利用太阳能 ，用来自空气中的CO2和土壤中的水及矿物质合成有机物，因而是现代地球上几乎一切有机物的原初生产者。②植物扎根在土中营固定式生活，趋利避害的余地很小，必须能适应当地环境条件并演化出对不良环境的耐性与抗性。③植物的生长没有定限，虽然部分组织或细胞死亡，仍可以再生或更新，不断地生长。④植物的体细胞具全能性，在适宜的条件下，一个体细胞经过生长和分化，就可成为一棵完整的植株。因此植物生理学在实践上、理论上都具有重要的意义。

1、《植物生理学》国家级精品课程统计分析

《植物生理学》国家级精品课程共计四门，主要开发时间在2003~2004年间甚至更早。而近两年来并无新的精品课程获批。课件类型以PPT格式居多，也有Authorware、Shock wave flash或PDF格式的。

2、《植物生理学》其它省级、校级精品课程统计分析

根据“百度”检索的结果，截止2008年7月，国内院校建设《植物生理学》省级、校级精品课程的院校共18所，其中综合性大学4所，农林类院校8所，师范院校6所。通过对这些课程的对比分析我们发现，这些课程基本上都是按照国家级精品课程的要求和格式来开发的，课程的主要模块一般都包括：课程概况（简介）、教学队伍（主讲教师）、教学资源（理论教程、实验教程、教学大纲、习题训练等）、教学方法与手段介绍、教学条件、教学效果以及试题测试和授课录像等。

这18门的课程的形式相对比较多样，既有静态网页形式，也有动态网页形式；既有独立开发的教学系统，也有基于商业化开发的教学支持系统。但是，主要的课程模块，如教案、课件以及题库提供的形式仍然比较单一。教案和题库主要仍然以Microsoft Word文档（DOC格式）或超文本（html格式）提供，作为授课核心内容的教学课件绝大部分仍然以PPT形式呈现，只有个别课程以AW或方正奥思等交互性比较强的软件开发。

从四个国家级精品《植物生理学》课程以及其他的省级、校级《植物生理学》精品课程的总体情况来看，采用静态网站技术和动态网站技术的各占一半左右，课件类型相对多样，但是更多的仍然是以Powerpoint（PPT）形式提供。利用PPT文稿制作电子课件是一种方便、快捷、有效的途径。但是，PPT作为演示性工具，其制作的课件往往是按照我们预先设计的顺序一页一页显示，呈现的往往是一种单一线性结构。虽然PPT 有超级链接功能，但面对多张幻灯片制作的课件甚至是整个一门课时，其交互性往往不能达到我们的需要，一定程度上可能影响教学的效果。该软件的好处是易学易用，对制作人员的技术要求相对较低,所以到目前为止，即使在国家级的精品课程中，PPT仍然是首选的课件开发软件之一。

到目前为止，虽然《植物生理学》精品课程建设的工作已经开展了5年多的时间，但是要使该课程上到一个新的台阶，还需要我们做出更多的努力，笔者认为主要应该从以下的几个方面有所突破：①课件开发的平台应更加智能和多样化；②课件的内容应更加充实，相当部分的课程还停留在教材电子化的程度上，课件主要还是文字和图片的堆砌，缺乏有效的组织；③练习（试卷、试题）呈现的智能化程度不够，所有精品课程的练习基本上都是以DOC格式或是html格式直接以文本的形式提供的，还鲜有智能组卷、判卷的系统。

植物生理学产生

植物生理学的起源一般都追溯到16世纪荷兰人范埃尔蒙的实验。他把一条柳枝栽在盆中，每天浇水，5年以后柳枝增重30倍，而盆中土的重量减少甚微，因此他认为植物的物质来源不是土而是水。这是第一次用实验的方法研究植物的生理现象。到18世纪后期和19世纪初期，英国的J·普里斯特利，荷兰的J·英恩豪斯等人陆续发现了光合作用的主要环节，证明绿色植物能在光下将空气中的CO2和土壤中的水合成有机物并放出O2。意大利人M·马尔皮基，英国S·黑尔斯，法国J·B·布森戈，德国J·von·李比希，英国C·R·达尔文等人分别发现或阐明了植物中的物质运输、水分吸收与蒸腾、氮素营养、矿质吸收、植物的感应性和运动等现象。随着知识的积累和系统化，1800年，瑞士的J·塞内比埃撰写并出版了世界上第一部《植物生理学》。

植物生理学走向微观

19世纪后期德国的J·von·萨克斯首先开设了植物生理学专门课程。在他和他的学生们努力下，植物生理学从植物学中独立出来，成为一个专门的学科。特别是20世纪20～30年代，由于物理、化学、微生物学和普通生理学的进展以及生物化学、生物物理学的兴起，使植物生理学深入到细胞水平。30～40年代进入细胞器水平，如以离体的线粒体、叶绿体来分析呼吸和光合等作用的机理，50年代以后，更深入到大分子的组合，生物膜的结构与功能，离体酶系的作用，以至电子传递系统机理等纵深方面，跨入分子水平或亚分子水平，成为分子生物学的一个方面。就研究的时间尺度而论，从范埃尔蒙实验的5年缩短到几天，几小时，甚至缩短到秒级，毫秒（10-3秒）级，微秒（10-6秒）级，纳秒（10-9秒）级甚至皮秒（10-12秒）级了。

植物生理学走向宏观

植物生理学发展的另一端是走向宏观。由对植物个体，扩展到群体、群落的研究。因为无论是在人为的农田或自然界中，植物都是聚集在一起，很少单株生存；农业生产也常是以土地面积为单位，而不是按单株来计算产量。因此必须注意群体的结构和活动；植物体与外界环境及其他植物之间的相互影响和关系；通风透光、土壤水肥供应情况以及共生和互斥的现象和机理。这样植物生理学就与生态学接壤，并发展出了植物生理生态学和生态生理学这两门分支学科。

植物生理学定量及模拟阶段

近代植物生理学家的研究工作，已部分进入定量的阶段，在引入电子计算机等新技术后，开始了对植物生理活动的数学模拟。因为植物几乎是吸收和转化太阳能的唯一成员，所以在探讨生命起源、开发能源、宇宙航行、地球外生命以及仿生模拟等问题时，植物生理学也是必不可缺的。

植物生理学最早记录

远在3000多年前（公元前14～前11世纪），中国的甲骨文中就有涉及植物生理活动的关于农业耕耘施肥的记述。其后在《氾胜之书》（约公元前100），《齐民要术》（533～544），《天工开物》（1637）等专著中更有许多阐述。明末《天工开物》的著者宋应星（1587～1660）在与范埃尔蒙差不多同时所著的《论气》一书中曾说：“气从地下催腾一粒，种性小者为蓬，大者为蔽牛干霄之木，此一粒原本几何？其余皆气所化也。”已明确指出了植物利用空气来生长。

植物生理学在中国的发展史

中国比较系统的实验性植物生理学是从国外引进的。20世纪20年代初，钱崇澍、张珽留学回国后，开始讲授植物生理学；李继侗1927年起先后在南开大学、清华大学，罗宗洛自1931年起先后在中山大学、中央大学、浙江大学、中央研究院，汤佩松自1933年起先后在武汉大学、清华农业研究所等处建立了植物生理实验室。他们的研究成果至今仍常为国外文献所引用。他们所教育的第一、二代学生，是国内本学科的主力。30～40年代由于抗日战争和战后国内的动乱，各大学及研究所颠沛流离，植物生理学亦与其他科学一样未得充分发展，专业队伍总共不过30人。1949年以后，植物生理的研究和教学工作发展很快，在有关植物生理学的各个领域里，都程度不等地开展了工作，尤其是在光合作用等方面的研究，取得有重要意义的结果。目在中国设有中国科学院上海植物生理研究所；各大地区的植物研究所及各高等院校中，设有植物生理学研究室（组）或教研室（组）；农林等部门设立了作物生理研究室（组）。中国植物生理学会自1963年成立后，已召开过4次全国性的代表大会，并出版了论文集。许多省、市、自治区陆续成立了地方性植物生理学会。中国植物生理学会主办了《植物生理学报》和《植物生理学通讯》两刊物，北京植物生理学会主办有不定期刊物《植物生理生化进展》。