溶液培养的植物生理学论文范文

溶液培养的植物生理学论文范文第1篇

摘要：钙作为一种大量的营养元素，在园林植物上的应用十分广泛。综述了近年来园林植物钙素生理的研究进展，主要包括园林植物钙素的存在形式，钙的生理功能，钙对果实品质的影响等。

关键词：钙；园林植物；生理代谢

钙是一种根重要的矿质元素，是植物生长发育的必需营养元素之一，在植物生理活动中，既起着结构成分的作用，也具有酶的辅助因素功能，它能维持细胞壁、细胞膜及膜结合蛋白的稳定性，参与细胞内各种生长发育的调控作用。由于钙在土壤中含量比较丰富，一向不被人们所重视。近年来，随着园林植物钙调素的发现与研究的深入，钙与园林植物的生理关系也逐渐引起人们的关注。本文就近年来钙素在园林植物生理代谢中的作用研究进展进行综述。

一、钙在细胞中的存在形式

植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子，钙离子无色、无磁性，并且不参加任何氧化还原反应。钙在细胞中以多种形式存在，当细胞中的钙含量在0.1-10 mmol/L时，可分为游离钙、结合钙和贮存钙。不同形态的钙具有不同的生理功能。钙主要存在于叶子或老的器官和组织中，它是一个比较不易移动的元素。

二、钙在植物体内的功能

(一)钙对细胞壁结构和功能的影响

细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶3种多糖组成，电镜观察证实钙与细胞壁中果胶酸形成果胶酸钙，保护细胞中胶层结构。当钙在树体内以果胶酸钙形态存在时，是细胞壁和细胞间层的组成部分，它使相邻细胞相互联结，增大细胞的坚韧性。大量研究表明，钙在维持植物细胞的结构稳定性中起重要作用。

(二)钙对细胞膜结构和功能的影响

钙可维持细胞膜的完整与稳定。细胞膜和液胞膜均是蛋白质和脂肪构成，而钙又能影响膜磷脂和膜蛋白在细胞膜内表面的排布，进而维持了膜结构的稳定性。钙还能减低膜的透性，改变膜对离子的选择性和亲和性，对一些破坏膜完整性的因素有拮抗作用。细胞中钙可分为几个钙库，处于动态平衡中，它们调节细胞外的离子环境与质膜结构和功能，当钙库平衡失调时，则会发生代谢失调，引起生理病害。

(三)钙对细胞内酶活性的调控作用

在植物细胞内，钙离子作为第二信使与钙调素结合形成ca2+一钙调素复合物，可活化NA激酶、环式核苷磷酸脂酶和Ca-ATP酶等；参与多种代谢活动。其机理为：当植物体细胞受到外界环境的刺激时，可引起细胞质游离ca2+的增加，随后ca2+便与CaM结合而活化，作用于一些生理生化反应的位点上，将刺激的信息转化为具体的生化反应。缺钙会造成果实对各种体外刺激反应迟钝，导致生理病害的发生。

三、钙对植物激素作用的影响

植物激素的生理作用十分广泛，对园林植物生长发育的许多生理生化过程都有调节控制作用。经研究表明，植物激素的这些作用与钙素有关。

钙对植物内源激素的调节功能起着修饰作用，钙对激素的反应不仅有放大的作用，而且在某些方面也有缩小作用。目前已知，外源高浓度ca2+抑制乙烯生成，延缓衰老：胞质内ca2+增加，促成乙烯生成，加速衰老。钙对乙烯的生成影响较为复杂，这可能与乙烯的生成遭受的影响因素复杂有关。

钙对生长素运输的影响体现在生长素的结合位点上，第一结合位点位于细胞膜上，这个结合位点可被其它二价阳离子所替代，而第二结合位点直接参与生长素的分泌，可能引起第二信使的使用。这个结合位点对钙具有专一性。

其它植物激素与钙关系也根密切。如苹果喷施激动索可促使ca向成熟叶片中移动。其作用机制有人认为可能是延迟了叶片衰老，或提高了叶片的蒸腾强度。

四、钙与果实品质的关系

钙是决定果实品质的一种重要矿质营养元素。果实中的钙有两种存在形式，即非原生质体钙和原生质体钙，前者与果实的强度有关，在细胞中起骨架作用：后者与细胞膜的韧性有关。

(一)钙与果实采后生理病害

许多果实的生理失调症状与缺钙有密切的关系，研究表明。缺钙时，细胞的功能减弱，细胞膜的流动性和透性发生改变，中胶层中钙与果胶的连结被破坏，进而影响细胞之间的黏结性，使组织衰老或坏死。许多果实采后，随着贮藏时间的增加，成熟度会提高，而细胞壁的果胶会降解，水溶性钙含量提高，这样就使细胞壁上结合的钙大量减少，以致细胞壁区域与细胞质内的浓度差受到破坏，这对维持细胞功能和延缓衰老非常不利，导致缺钙产生的病害加剧。

采前或采后钙处理对防止或是减轻生理病害的发生起到良好的作用，钙提高果实抵抗力的机理可能是：(1)钙促进伤口木栓化。(2)钙离子与细胞壁中的果胶结合，维持细胞膜结构，减少细胞壁的透性，防止果实软化，从而提高果实抗性。

(二)钙与果实的储藏关系

钙对果实成熟衰老的调控作用已有相关研究。许多试验表明，果实组织中维持较高的钙素水平，可以保持果实硬度，降低呼吸速率，抑制乙烯的生成，延长果实的贮藏寿命，提高果实的品质。用cac12处理采后荔枝表明，一定浓度中的钙果实中果胶酶，多聚半乳糖酸活性发生作用，推迟这种酶活性高峰的来临，从而延迟果实的衰老。经钙处理的梨和水蜜桃、柑橘、杨梅、猕猴桃、苹果均能改善果实品质，延长贮藏期。

(三)果实增钙措施

许多研究表明，果实内钙含量的增加，可以明显降低果实贮藏期的呼吸强度，提高抗寒能力。通常生产实践中，采用采前或采后钙处理，这样对防治或减轻生理病害发生起到很好的效果。生产实践证明，给苹果树补钙可有效促进果实着色和果面蜡质形成，减轻病虫害的发生，大大提高果品质量。

五、总结和展望

综上所述，钙在园林植物生理代谢中的作用是多方面的。随着近年来植物钙调素研究的逐渐深入，从细胞和分子水平来探讨钙的作用机制，对钙与园林植物生理代谢的影响有着十分重要的意义，随着钙素研究的深入进行，这些成果必将丰富钙素营养的理论和实践，对园林植物的生产具有重大的指导作用。

溶液培养的植物生理学论文范文第2篇

摘 要 随着我国经济的不断发展，对于各行各业的专业人才需求也在不断增加。植物组织培养实验室既是我国农林院校培养应用型专业人才的重要场所之一，植物组织培养实验室的管理也是农林高校管理工作的重要组成部分。基于此，就植物组织培养实验室开放式管理的意义、对象、作用等方面进行分析，并提出一些合理的整改办法。

关键词 植物组织培养；实验室；开放式管理

1 植物組织培养实验室开放式管理的必要性

开放性的植物组织培养实验室是实验室教学在建设、发展上的必然趋势。

开放性教学是在教学过程中承认并强调学生的主体地位，在实验内容、项目、方法、时间以及难度等方面都给予学生自主权，使学生能够根据自身的专业特点、兴趣、教育程度等来选择适当的实验项目[1]。一方面，植物组织培养实验室的开放能够使得闲置的实验设备能够被充分利用起来，另一方面开放实验室也有助于激发学生的学习热情以及自主学习能力。植物组织培养实验室的开放是为了更好地推进个性化教育，加强学生的素质教育，注重学生自身创新意识以及实际操作能力的培养，因此开放性的植物组织培养实验室是实验室教学在建设、发展上的必然趋势。

另外，从我国植物组织培养这一科目的教学及实验安排来看，也要求推进实验室的开放式管理。首先，植物组织培养一般来说实验课时大概在18个学时左右，涉及到6个实验；单独拿出任何一个实验，不包括植物组织培养、观察的时间，只计算实际实验的时间都要远超过3个学时，实际教学时间严重不足，所以需要推行开放式实验室。其次，在进行植物组织培养实验时不难看出，其结果有着很大的不确定性，而实验与实验之间的连接性较强，想要根据实验的时间来进行课程安排也很难，但推行了开放式实验室后，学生可以自行根据时间来安排，课程安排的难题也顺利得到解决[2]。

2 实验室开放式管理的对象

虽然开放实验室有着很多优势，但实验室也并不是面对全部学生开放，其主要的开放对象有以下几点。

2.1 选择植物组织培养这门课程的学生

由于院校教务安排的课程时间严重不足，因此需要对选择该课程的学生开放实验室进行实验。实验室开放的时间可以选择周末、晚上或者是节假日等；开放实验室时，由学生选择材料，但必须要取得实验教师的同意后才能进行取材和实验[3]。

2.2 撰写相关专业毕业论文的学生

毕业论文一般是依照专业方向和兴趣爱好等，由学生与教师共同讨论后确认论文题目。农林院校的毕业生每年都会有一些学生选择植物组织培养这一方向。开放性实验室可以帮助他们在相关教师的指导下，独立制定实验计划、进行实验并得出结论，最后将结论与观点整理成为论文。

2.3 参与到相关科研活动的学生

农林院校二、三年级的学生通常情况下对于植物组织培养方面的科研活动都较为积极，但这并不意味着开放性实验室要对每一个有这种想法的学生开放。为了便于管理，开放性实验室通常只接受2～4名学生参与到植物组织培养方面的科研活动中，在教师和实验室工作人员的指导下进行科研实验，具体时间与内容都完全由学生来选择，指导教师只负责判断其科研活动的可行性，并在旁进行辅助指导和安全监督[4]。

3 如何更好地进行植物组织培养实验室的开放式管理

现阶段，我国农林院校在开放性实验室这一方面还处于尝试阶段，实验室的开放式管理是一个系统、复杂的工作，需要各方面的扶持，因此想要不断完善并优化植物组织培养实验室的开放式管理就要做到以下几方面。

3.1 各院校要加大对于实验室基础设施的投入，并完善实验室的布局

开放式实验室最主要的优势就在于“开放”两个字，可以让学生充分发挥主观能动性，自主进行实验，但我国绝大部分农林院校的实验室基础设施不完善，实验室格局不合理，投入资金不足。想要推进植物组织培养实验室的开放式管理，院校最好能够设立专项资金，加大对于开放式实验室基础设施的投入，并对其整体布局进行调整和完善，整体实验室环境适于无菌环境之外，还使得每一个小的功能间都能够相对独立，在进行实验时彼此不产生影响。

3.2 建立健全符合实验室实际情况的开放式管理的条例和制度

植物组织培养实验室的开放除了对实验室的开放时间有了新的要求，也对实验室的日常管理等方面提出了更高的要求[5]。大学生的科研活动有着非课程化的特点，因此传统的实验室管理制度已经不能满足要求了。在推进植物组织培养开放式实验室时，要建立健全符合实际情况，并切实可行的管理机制和条例。例如：加强学生的责任意识，在使用实验器材前要进行相关的培训，进行学生的安全意识培训，使学生树立起安全观念，提高其安全防范意识；同时，指导教师与实验室的工作人员还要对学生的实验进行例行检查与把控，防止在实验中出现事故。

3.3 实验教学管理方面的改进

在实行开放式实验室教学这一过程中，负责实验室的教师和工作人员往往会付出比平时更多的时间和精力，他们的付出要怎么样被认证，这是教育管理部门急需要认真进行思考和探讨的问题[6]。此外，农林院校要进一步完善学分制度，对于学生在实验室中进行科研活动可以给予一定的学分，如在科研活动或者是教学方面有着突出贡献、成绩的人，也可以酌情给予奖励，激发学生的学习热情，进一步促进实验室开放式管理的发展。

4 结语

随着就业市场竞争压力的不断增加，现如今社会与企业对于人才的要求已经由单一的专业人才转变成为了具有专业能力的应用型人才，开放式实验教学是培养综合人才的有效途径之一，也是高校实验教学的发展趋势。开放、轻松的实验环境，可以让学生充分发挥其主观能动性，促进其逻辑思考能力与实际动手能力的发展，因此要持续对开放性实验室的内容进行优化，建立健全相关的管理机制，真正促进其平稳、健康地发展。

参考文献

[1]魏伍川，潘进权，陈华絮.强化实验室开放管理，培养高素质的应用型人才[J].实验室研究与探索，2015（9）.

[2]罗敏蓉，张静，丁勤.植物组织培养开放实验室的管理与探索[J].安徽农业科学，2015（6）.

[3]胡胜梅.植物组织培养实验室的建设、管理和使用[J].中国教育技术装备，2013（7）.

[4]胡选萍，李丽霞.植物组织培养实验室管理模式的改革与探索[J].安徽农业科学，2012（13）.

[5]廖旭辉.开放实验室对实训教学的促进作用[J].广西职业技术学院学报，2011（10）.

[6]顾福根.植物组织培养实验室开放式管理的实践体会与改进措施[J].实验室科学，2009（11）.

（责任编辑：赵中正）