• 目录

• 序

• 1． 物质交换和能量交换的器官以及输导组织的结构和功能

• 2．水分的交换与运输

• 3．根对无机离子的吸收 （平田）

• 4．叶子的CO₂交换

• 5．植物体内物质的运输 （熊泽）

• 译后记

• 索引

此书是日本出版的《植物生理学讲座》（共五卷）的第五卷，共分5章．第1章讨论了细胞的结构与透性以及茎、根、叶的结构与功能；在叶子部分，对叶子与外界环境间气体交换的途径与机理以及气孔的开闭运动等方面的讨论特别详尽。第2章为水分的交换与运输，强调水分势这一概念的应用。第3章为根对无机离子的吸收，着重研究细胞水平及组织水平上无机离子的吸收情况．第4章说明叶子的二氧化碳交换、实即光合作用，内容与农业生产实践关系较大．第5章讨论根部吸收的水分及无机离子以及植物体内的同化产物的运输．关于各种因素对一些生理过程的影响，本书也作了深度不等的讨论，其中有些与生产实践具有较大的关系。本书还着重从植物的分类位置及生态性质来分析水分、光合作用等生理特性，特别着眼于分析对比C₃－植物及C₄－植物间各种生理特性的差别，取材较新颖，资料也较多．

本书适合于农林院校及大学生物科学专业师生的阅读参考；也可供农林科技人员及其他生物科学工作者参阅．

植物生命活动中所需的多种物质是由其组成部分（器官、组织等）分别吸收和合成的。因此，植物体内各部分间必须有物质的相互交换，才能维持整体的生存。细胞是植物体各部分的构成单位，是外面由膜包围的相对独立的系统。物质交换可以通过细胞膜的转移和细胞间的运输进行。高等植物由于具有由根、茎、叶所组成的高大躯体，单靠细胞间物质运输不足以应付不同器官间的物质交换，它们在进化中发展形成输送效率较高的通道维管系统，以进行体内的长距离运输。

物质通过细胞膜的转移 　细胞膜由脂类物质组成，中间镶嵌有少量蛋白质类物质，还有许多小孔。膜不仅使细胞内含物与外界分开，从而保持了自身成分的特点和稳定性，而且也是细胞内外进行有选择的物质交换的通道。高分子颗粒以及带有电荷的亲水性强的分子通常都难于通过细胞膜。

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。

高等植物器官间物质的长距离运输在维管系统中进行。水分、矿质元素和有机物质各有其主要的运输通道，如导管、筛管等。水分和矿质元素主要由木质部的导管运输。导管由一连串已失去原生质和细胞壁端壁的细胞空腔连接而成，是质外体的主要组成部分。根系从土壤中吸收水分和矿质元素以后，靠根压和由于叶片蒸腾失水而造成的蒸腾拉力将其运送至地上部分。导管空腔口径较大,因而对液流的阻力小,蒸腾流的速度可以高达每小时几十米。有机物质主要由韧皮部的筛管从有机物质的“源”向“库”运输。“源”通常指能进行光合作用的叶片；“库”指消耗光合产物的器官，包括正在生长中的营养体的尖端以及正在形成中的果实、块茎等。组成筛管的细胞内尚有原生质存在，端壁则特化为具有筛孔的筛板。筛孔内时常有一些纤丝结构（P-蛋白）。有机物质经由筛孔的纤丝结构运送时，阻力较大，除靠“源”与“库”两端间的膨压差推动外，还可能需要输导组织附近活细胞的中间推动作用。筛管运输速度远低于导管，每小时仅几十厘米。一个器官是“源”还是“库”，随植物生长发育的情况而变。如叶片衰老时，光合功能渐趋微弱，将细胞内含物降解输出至其他新生部位后,不再能合成新的有机物质,“源”的作用就逐渐消失。种子在形成期是消耗有机物的“库”，到了萌发期就成为供应有机物的“源”。稻麦子粒在成熟后期,不仅调运营养体当时的同化产物,甚至会动员营养体长期积累的细胞内含物使之降解并向子粒集中。人工调节繁殖器官与营养器官之间的源、库关系，可对作物产量发生重要影响。除了维管系统外，不少高等植物如橡胶树还有乳管系统，乳汁在其中转移。

一方面是质外体和导管，另一方面是共质体和筛管，构成了植物体内物质运输途径的两大网络，分别承担水分、矿物质和有机物质的运输。但二者之间并不完全隔离。根部从土壤中吸收的水分和无机离子经由质外体向根的木质部进行横向运输时，由于内皮层有凯氏带的阻碍，常要经过共质体，才能抵达导管。相反,叶肉细胞的光合产物除主要通过共质体外,也部分通过质外体移向筛管。

另外，在维管束中的导管和筛管之间，还掺杂着机械组织和包括形成层、转移细胞和伴胞等在内的多种薄壁组织。被运输的物质还常通过这些组织，从一个系统向另一个系统转移。因而不同的运输途径常交错发挥运输作用。植物体内的纵向运输的阻力比横向运输的阻力小。叶的光合产物一般主要供应同侧器官。只有当纵向运输受阻时，横向运输才加强。