植物生理学
植物生理学阐释了植物作为生命系统如何运作——它们如何吸收和运输水分及养分，感知环境，并通过激素信号协调生长。
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Definition
植物生理学是研究植物功能和过程的学科，包括运输、营养、水分关系以及生长受激素和环境的调控。
Scope
该领域涵盖了植物除核心能量代谢之外的功能过程：水分关系和长距离运输、矿物质营养和吸收，以及整合生长和发育的激素和信号网络。
Sub-topics
Core questions
- 植物如何在没有泵的情况下长距离运输水分和溶质？
- 植物需要哪些矿物质养分，它们是如何获取和吸收的？
- 激素如何协调生长、发育以及对环境的响应？
Key theories
- 水分运输的内聚力-张力理论
- 水分通过叶片蒸腾作用产生的张力被向上拉入木质部，水分子之间的内聚力使其保持连接，从而使水分无需代谢能量即可上升到高大树木的顶部。
- 激素对发育的调节
- 少量激素——生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯等——协同作用，控制细胞分裂、伸长、分化和环境响应。
Clinical relevance
植物生理学是农业和粮食安全的基础：水分利用效率、养分管理和施肥，以及基于激素的生长调节剂都源于对植物如何运输、获取养分和发出信号的理解。
History
定量植物生理学始于18世纪黑尔斯（Hales）对树液流动的测量和19世纪萨克斯（Sachs）关于营养和生长的研究；20世纪初温特（Went）对生长素的成功分离开启了现代植物激素研究。
Key figures
- Stephen Hales
- Frits Went
- Julius von Sachs
Related topics
Seminal works
- taiz2015
- buchanan2015
Frequently asked questions
- 水分是如何到达高大树木顶部的？
- 叶片表面的蒸腾作用在木质部连续的水柱中产生张力；由于水分子具有很强的内聚力，这种张力将水分从根部向上拉动，无需泵的作用。
- 什么是植物激素？
- 植物激素是信号分子，在极低浓度下即可活跃地调节生长和发育；主要类别包括生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯。