植物生理學是研究植物生命活動規律及其與環境相互關系的科學。其是從追究植物生命現象的原因開始孕育，并且逐漸成長，最後從它的母體植物學中脫胎而出的。

植物的生命活動十分複雜，但大緻可分為生長發育與形态建成、物質與能量代謝、信息傳遞與信号轉導3個方面。

生長發育是植物生命活動的外在表現，它主要反映在兩個方面，一是由于細胞數目的增加、 細胞體積的擴大而導緻的植物體積和質量的增加；二是由于新器官的不斷出現帶來的一系列可見的形态變化，即形态建成，包括從種子萌發，根、莖、葉的生長，到開花、結實、衰老、死亡的全過程。人類對植物生命活動的認識正是從對其生長發育的觀察和描述開始的，所謂“春華秋實”“春發、夏長、秋收、冬藏”，等等，便是人類對植物生長發育規律直觀認識的寫照。在植物形态變化的背後，是肉眼難以觀察到的物質和能量的轉化，而物質轉化與能量轉化又緊密聯系，統稱為代謝。植物的代謝活動包括水分代謝、礦質營養、光合作用、呼吸作用、有機物的轉化與分配等方面。代謝過程歸根結底是運行于植物體内的一系列生物化學和生物物理的變化，而生長發育則是代謝的整合結果和外在表現。代謝作用是生命的基礎，代謝一旦停止，生命也就不複存在，生長發育更無從談起。某些代謝環節當因内部或外部原因而發生變化時就會影響到生長發育。 如有的植物缺失與赤黴素合成相關的基因，赤黴素合成受阻，莖就不能正常生長，變為“矮生型”；又如，缺鐵時，植物葉綠素合成受阻，其結果是葉片黃化，光合作用降低，植株生長停滞， 嚴重時甚至死亡。

信息傳遞和信号轉導是植物生命活動的另一個重要方面。植物固定不動的特點，決定了它對于劇烈變化的環境無法逃避，隻能适應環境或對嚴酷的環境進行抵抗，以保持物種的繁衍。因此， 植物雖沒有動物那樣具有發達的神經系統，但同樣能對環境的變化及時做出反應，而這些反應都是從感知環境中的物理或化學信号開始的。在許多情況下，感知信息的部位與發生反應的部位往往不是同一器官， 這就需要感受器官将它所感受到的信息傳遞到反應器官，并使後者發生反應。 例如，進入秋季，夜長增加的這個物理信号。如果被一年生短日植物的葉片所感受，便會在莖頂端分生組織開始一系列成花的生理準備，直至花芽形成和開花；而多年生落葉樹木的葉片，則會在夜長增加的這一物理信号誘導下發生葉柄離層的形成和葉片脫落、枝條進入休眠狀态等一系列生理反應。

除了感受環境條件信号外，植物内部各器官、細胞之間，甚至細胞内部也頻繁地進行信息的傳遞。例如，高等植物的根分化成特殊的吸收器官，必須依賴地上部分 (冠) 供給糖類才能生存；反之，冠部也須依賴根系提供水分、礦質元素和某些微量活性物質。這種根和冠之間頻繁的物質與信息交流，也成為植物生理學的重要研究内容之一。

一般說來，信息傳遞主要指物理或化學信号在器官間或細胞間的傳輸；而信号轉導則主要指細胞外的信号跨膜轉換成胞内信号，引發細胞内生理反應的過程。

除此之外，植物體内還有一種非常重要的信息傳遞，那就是遺傳信息通過遺傳物質的載體——DNA 在世代間的傳遞。關于遺傳信息傳遞的研究屬于遺傳學的領域，已超出了植物生理學的範疇。不過，在信号轉導的過程中，也包含着遺傳信息如何實現表達的問題，在這一層次上，植物生理學與現代分子遺傳學又融為一體了。

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