植物生理學學習指南

植物生理學定義

植物生理學（plant physiology）是研究植物生命活動規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系、揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學。

植物生理學意義

植物生理學是植物學的一部分。但它同時也可看作普通生理學的一個分支。植物的基本組成物質(zhì)如蛋白質(zhì)、糖、脂肪和核酸以及它們的代謝都與其他生物（動物、微生物）大同小異。但是，植物本身又有一些獨特的地方，如：①能利用太陽能 ，用來自空氣中的CO2和土壤中的水及礦物質(zhì)合成有機物，因而是現(xiàn)代地球上幾乎一切有機物的原初生產(chǎn)者。②植物扎根在土中營固定式生活，趨利避害的余地很小，必須能適應當?shù)丨h(huán)境條件并演化出對不良環(huán)境的耐性與抗性。③植物的生長沒有定限，雖然部分組織或細胞死亡，仍可以再生或更新，不斷地生長。④植物的體細胞具全能性，在適宜的條件下，一個體細胞經(jīng)過生長和分化，就可成為一棵完整的植株。因此植物生理學在實踐上、理論上都具有重要的意義。

1、《植物生理學》國家級精品課程統(tǒng)計分析

《植物生理學》國家級精品課程共計四門，主要開發(fā)時間在2003~2004年間甚至更早。而近兩年來并無新的精品課程獲批。課件類型以PPT格式居多，也有Authorware、Shock wave flash或PDF格式的。

2、《植物生理學》其它省級、校級精品課程統(tǒng)計分析

根據(jù)“百度”檢索的結(jié)果，截止2008年7月，國內(nèi)院校建設(shè)《植物生理學》省級、校級精品課程的院校共18所，其中綜合性大學4所，農(nóng)林類院校8所，師范院校6所。通過對這些課程的對比分析我們發(fā)現(xiàn)，這些課程基本上都是按照國家級精品課程的要求和格式來開發(fā)的，課程的主要模塊一般都包括：課程概況（簡介）、教學隊伍（主講教師）、教學資源（理論教程、實驗教程、教學大綱、習題訓練等）、教學方法與手段介紹、教學條件、教學效果以及試題測試和授課錄像等。

這18門的課程的形式相對比較多樣，既有靜態(tài)網(wǎng)頁形式，也有動態(tài)網(wǎng)頁形式；既有獨立開發(fā)的教學系統(tǒng)，也有基于商業(yè)化開發(fā)的教學支持系統(tǒng)。但是，主要的課程模塊，如教案、課件以及題庫提供的形式仍然比較單一。教案和題庫主要仍然以Microsoft Word文檔（DOC格式）或超文本（html格式）提供，作為授課核心內(nèi)容的教學課件絕大部分仍然以PPT形式呈現(xiàn)，只有個別課程以AW或方正奧思等交互性比較強的軟件開發(fā)。

從四個國家級精品《植物生理學》課程以及其他的省級、校級《植物生理學》精品課程的總體情況來看，采用靜態(tài)網(wǎng)站技術(shù)和動態(tài)網(wǎng)站技術(shù)的各占一半左右，課件類型相對多樣，但是更多的仍然是以Powerpoint（PPT）形式提供。利用PPT文稿制作電子課件是一種方便、快捷、有效的途徑。但是，PPT作為演示性工具，其制作的課件往往是按照我們預先設(shè)計的順序一頁一頁顯示，呈現(xiàn)的往往是一種單一線性結(jié)構(gòu)。雖然PPT 有超級鏈接功能，但面對多張幻燈片制作的課件甚至是整個一門課時，其交互性往往不能達到我們的需要，一定程度上可能影響教學的效果。該軟件的好處是易學易用，對制作人員的技術(shù)要求相對較低,所以到目前為止，即使在國家級的精品課程中，PPT仍然是首選的課件開發(fā)軟件之一。

到目前為止，雖然《植物生理學》精品課程建設(shè)的工作已經(jīng)開展了5年多的時間，但是要使該課程上到一個新的臺階，還需要我們做出更多的努力，筆者認為主要應該從以下的幾個方面有所突破：①課件開發(fā)的平臺應更加智能和多樣化；②課件的內(nèi)容應更加充實，相當部分的課程還停留在教材電子化的程度上，課件主要還是文字和圖片的堆砌，缺乏有效的組織；③練習（試卷、試題）呈現(xiàn)的智能化程度不夠，所有精品課程的練習基本上都是以DOC格式或是html格式直接以文本的形式提供的，還鮮有智能組卷、判卷的系統(tǒng)。

植物生理學產(chǎn)生

植物生理學的起源一般都追溯到16世紀荷蘭人范埃爾蒙的實驗。他把一條柳枝栽在盆中，每天澆水，5年以后柳枝增重30倍，而盆中土的重量減少甚微，因此他認為植物的物質(zhì)來源不是土而是水。這是第一次用實驗的方法研究植物的生理現(xiàn)象。到18世紀后期和19世紀初期，英國的J·普里斯特利，荷蘭的J·英恩豪斯等人陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了光合作用的主要環(huán)節(jié)，證明綠色植物能在光下將空氣中的CO2和土壤中的水合成有機物并放出O2。意大利人M·馬爾皮基，英國S·黑爾斯，法國J·B·布森戈，德國J·von·李比希，英國C·R·達爾文等人分別發(fā)現(xiàn)或闡明了植物中的物質(zhì)運輸、水分吸收與蒸騰、氮素營養(yǎng)、礦質(zhì)吸收、植物的感應性和運動等現(xiàn)象。隨著知識的積累和系統(tǒng)化，1800年，瑞士的J·塞內(nèi)比埃撰寫并出版了世界上第一部《植物生理學》。

植物生理學走向微觀

19世紀后期德國的J·von·薩克斯首先開設(shè)了植物生理學專門課程。在他和他的學生們努力下，植物生理學從植物學中獨立出來，成為一個專門的學科。特別是20世紀20～30年代，由于物理、化學、微生物學和普通生理學的進展以及生物化學、生物物理學的興起，使植物生理學深入到細胞水平。30～40年代進入細胞器水平，如以離體的線粒體、葉綠體來分析呼吸和光合等作用的機理，50年代以后，更深入到大分子的組合，生物膜的結(jié)構(gòu)與功能，離體酶系的作用，以至電子傳遞系統(tǒng)機理等縱深方面，跨入分子水平或亞分子水平，成為分子生物學的一個方面。就研究的時間尺度而論，從范埃爾蒙實驗的5年縮短到幾天，幾小時，甚至縮短到秒級，毫秒（10-3秒）級，微秒（10-6秒）級，納秒（10-9秒）級甚至皮秒（10-12秒）級了。

植物生理學走向宏觀

植物生理學發(fā)展的另一端是走向宏觀。由對植物個體，擴展到群體、群落的研究。因為無論是在人為的農(nóng)田或自然界中，植物都是聚集在一起，很少單株生存；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也常是以土地面積為單位，而不是按單株來計算產(chǎn)量。因此必須注意群體的結(jié)構(gòu)和活動；植物體與外界環(huán)境及其他植物之間的相互影響和關(guān)系；通風透光、土壤水肥供應情況以及共生和互斥的現(xiàn)象和機理。這樣植物生理學就與生態(tài)學接壤，并發(fā)展出了植物生理生態(tài)學和生態(tài)生理學這兩門分支學科。

植物生理學定量及模擬階段

近代植物生理學家的研究工作，已部分進入定量的階段，在引入電子計算機等新技術(shù)后，開始了對植物生理活動的數(shù)學模擬。因為植物幾乎是吸收和轉(zhuǎn)化太陽能的唯一成員，所以在探討生命起源、開發(fā)能源、宇宙航行、地球外生命以及仿生模擬等問題時，植物生理學也是必不可缺的。

植物生理學最早記錄

遠在3000多年前（公元前14～前11世紀），中國的甲骨文中就有涉及植物生理活動的關(guān)于農(nóng)業(yè)耕耘施肥的記述。其后在《氾勝之書》（約公元前100），《齊民要術(shù)》（533～544），《天工開物》（1637）等專著中更有許多闡述。明末《天工開物》的著者宋應星（1587～1660）在與范埃爾蒙差不多同時所著的《論氣》一書中曾說：“氣從地下催騰一粒，種性小者為蓬，大者為蔽牛干霄之木，此一粒原本幾何？其余皆氣所化也?！币衙鞔_指出了植物利用空氣來生長。

植物生理學在中國的發(fā)展史

中國比較系統(tǒng)的實驗性植物生理學是從國外引進的。20世紀20年代初，錢崇澍、張珽留學回國后，開始講授植物生理學；李繼侗1927年起先后在南開大學、清華大學，羅宗洛自1931年起先后在中山大學、中央大學、浙江大學、中央研究院，湯佩松自1933年起先后在武漢大學、清華農(nóng)業(yè)研究所等處建立了植物生理實驗室。他們的研究成果至今仍常為國外文獻所引用。他們所教育的第一、二代學生，是國內(nèi)本學科的主力。30～40年代由于抗日戰(zhàn)爭和戰(zhàn)后國內(nèi)的動亂，各大學及研究所顛沛流離，植物生理學亦與其他科學一樣未得充分發(fā)展，專業(yè)隊伍總共不過30人。1949年以后，植物生理的研究和教學工作發(fā)展很快，在有關(guān)植物生理學的各個領(lǐng)域里，都程度不等地開展了工作，尤其是在光合作用等方面的研究，取得有重要意義的結(jié)果。目在中國設(shè)有中國科學院上海植物生理研究所；各大地區(qū)的植物研究所及各高等院校中，設(shè)有植物生理學研究室（組）或教研室（組）；農(nóng)林等部門設(shè)立了作物生理研究室（組）。中國植物生理學會自1963年成立后，已召開過4次全國性的代表大會，并出版了論文集。許多省、市、自治區(qū)陸續(xù)成立了地方性植物生理學會。中國植物生理學會主辦了《植物生理學報》和《植物生理學通訊》兩刊物，北京植物生理學會主辦有不定期刊物《植物生理生化進展》。