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植物生理学

索引 植物生理学

植物生理学(しょくぶつせいりがく)とは、植物学の一分野で、植物の生理機能を研究する領域である。光合成、呼吸、植物ホルモン、生長、栄養、環境に対する応答(屈性や休眠)などを研究対象とする。 関係する分野には植物形態学、作物学、植物病理学、生化学、分子生物学などがある。 歴史は古く、17世紀までさかのぼる。フランシス・ベーコンは水栽培実験により、土壌は植物を支えるだけであると考えた。続いてヤン・バプティスト・ファン・ヘルモントは1648年に定量的な実験を行い、植物の重量は土壌ではなく水のみから得られると結論した。17世紀末にはジョン・ウッドワードが土壌成分も生育に重要であることを示し、18世紀にスティーヴン・ヘイルズがこれをさらに発展させた。 19世紀になるとユリウス・フォン・ザックスが以上のような植物の栄養に関する研究をまとめ、植物生理学という分野を確立した。19世紀には生長や屈性についての研究も始まり(ザックスらのほか、ダーウィン父子の研究もよく知られる)、植物ホルモンを示唆する結果が得られた。 20世紀になると光合成の明反応・暗反応の存在が予想され、これは20世紀半ばの生化学の発展により具体的に解明された。一方、生長調節などに関わる植物ホルモンも20世紀前半から実体が次第に明らかにされ、現在では長らく不明だった花成ホルモンの実体や、その他のホルモンの分子メカニズムの解明が進みつつある。.

21 関係: 屈性休眠土壌チャールズ・ダーウィンヤン・ファン・ヘルモントユリウス・フォン・ザックスフランシス・ベーコン (哲学者)フロリゲン分子生物学呼吸カルビン回路スティーヴン・ヘールズ光合成光化学反応生化学栄養植物植物学植物ホルモン植物病理学

屈性

屈性(くっせい、)は、生物が外部刺激に応じて成長運動や旋回運動を示す生物学的現象である。普通は植物についていう。傾性とは異なり、屈性は刺激の方向に依存する反応である。Tropism はギリシア語の tope(曲がること、変化すること)に由来する。.

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休眠

休眠 (きゅうみん、dormancy)とは、生物の生活環における一時期で、生物の成長・発生過程や、動物の身体的な活動が一時的に休止するような時期のことである。この間、生物は代謝を最低限に抑えることで、エネルギーを節約する。.

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土壌

土壌(どじょう)とは、地球上の陸地の表面を覆っている生物活動の影響を受けた物質層のことである。一般には土(つち)とも呼ばれる。.

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チャールズ・ダーウィン

チャールズ・ロバート・ダーウィン(Charles Robert Darwin, 1809年2月12日 - 1882年4月19日)は、イギリスの自然科学者。卓越した地質学者・生物学者で、種の形成理論を構築。 全ての生物種が共通の祖先から長い時間をかけて、彼が自然選択と呼んだプロセスを通して進化したことを明らかにした。進化の事実は存命中に科学界と一般大衆に受け入れられた一方で、自然選択の理論が進化の主要な原動力と見なされるようになったのは1930年代であり、自然選択説は現在でも進化生物学の基盤の一つである。また彼の科学的な発見は修正を施されながら生物多様性に一貫した理論的説明を与え、現代生物学の基盤をなしている。 進化論の提唱の功績から今日では生物学者と一般的に見なされる傾向にあるが、自身は存命中に地質学者を名乗っており、現代の学界でも地質学者であるという認識が確立している。.

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ヤン・ファン・ヘルモント

ヤン・ファン・ヘルモント ヤン・パブティスタ・ファン・ヘルモント(Jan Baptista van Helmont・1579年1月12日 - 1644年12月30日)は、17世紀フランドルの医師・化学者・錬金術師。「ガス」という概念の考案者として知られている。.

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ユリウス・フォン・ザックス

ユリウス・フォン・ザックス ユリウス・フォン・ザックス(Julius von Sachs, 1832年10月2日 - 1897年5月29日)はドイツの植物学者。観察と記述を中心としていた植物学の中に、実験科学である植物生理学を確立し、近代植物生理学の祖とされている。.

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フランシス・ベーコン (哲学者)

フランシス・ベーコン(Francis Bacon, Baron Verulam and Viscount St.

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フロリゲン

フロリゲン(florigen)とは植物において花芽形成を誘導するシグナル物質として提唱された植物ホルモン(様物質)である。別名花成ホルモン(かせいホルモン)ともいわれる。1936年に提唱されてから2007年に至るまで約70年間その存在が確認されていなかったことから幻の植物ホルモンともいわれていた。.

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分子生物学

分子生物学(ぶんしせいぶつがく、:molecular biology)は、生命現象を分子を使って説明(理解)することを目的とする学問である。.

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呼吸

生物における呼吸(こきゅう)は、以下の二種類に分けられる。.

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カルビン回路

ルビン回路(カルビンかいろ)は、光合成反応における代表的な炭酸固定反応である。ほぼすべての緑色植物と光合成細菌がこの回路を所持している。1950年にメルヴィン・カルヴィン、、によって初めて報告された。ベンソンの名を加えてカルビン・ベンソン回路とも呼ばれる。 光化学反応により生じた NADPH および ATP が駆動力となって回路が回転し、最終的にフルクトース-6-リン酸から糖新生経路に入り、多糖(デンプン)となる。この回路の中核である炭酸固定反応を担うリブロースビスリン酸カルボキシラーゼ (RubisCO) は地球上でもっとも存在量の多い酵素であると言われている。 反応自体は光がなくても進行するため、光が不可欠な光化学反応(明反応)と対比して暗反応とも呼ばれる。ただし、反応にかかわる酵素のうち、RubisCO をはじめとする複数の酵素は光によって間接的に活性化されるため、暗所では炭酸固定活性が低下する。C3の化合物で行われているので、C3型光合成ともいう。.

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スティーヴン・ヘールズ

ティーヴン・ヘールズ(英語: Stephen Hales、1677年9月17日 - 1761年1月4日)は、イングランド共和国ケント出身の生理学者、化学者、物理学者、発明家。本職は牧師であった。.

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光合成

光合成では水を分解して酸素を放出し、二酸化炭素から糖を合成する。 光合成の主な舞台は植物の葉である。 光合成(こうごうせい、Photosynthese、photosynthèse、拉、英: photosynthesis)は、主に植物や植物プランクトン、藻類など光合成色素をもつ生物が行う、光エネルギーを化学エネルギーに変換する生化学反応のことである。光合成生物は光エネルギーを使って水と空気中の二酸化炭素から炭水化物(糖類:例えばショ糖やデンプン)を合成している。また、光合成は水を分解する過程で生じた酸素を大気中に供給している。年間に地球上で固定される二酸化炭素は約1014kg、貯蔵されるエネルギーは1018kJと見積もられている『ヴォート生化学 第3版』 DONALDO VOET・JUDITH G.VOET 田宮信雄他訳 東京化学同人 2005.2.28。 「光合成」という名称を初めて使ったのはアメリカの植物学者チャールズ・バーネス(1893年)である『Newton 2008年4月号』 水谷仁 ニュートンプレス 2008.4.7。 ひかりごうせいとも呼ばれることが多い。かつては炭酸同化作用(たんさんどうかさよう)とも言ったが現在はあまり使われない。.

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光化学反応

光化学反応(こうかがくはんのう、photochemical reaction, light‐dependent reaction)は、物質が光を吸収して化学反応を起こす現象であり、一般には、色素分子が光エネルギーを吸収し、励起された電子が飛び出し、物質の酸化還元を引き起こす。光合成における光化学反応では、特定のクロロフィル分子がこの反応を起こし、還元物質NADPHやATPの合成の源となる。酸素発生型光合成では光化学反応により水を電子供与体として用い、酸素を発生し(.

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生化学

生化学(せいかがく、英語:biochemistry)は生命現象を化学的に研究する生化学辞典第2版、p.713 【生化学】生物学または化学の一分野である。生物化学(せいぶつかがく、biological chemistry)とも言う(若干生化学と生物化学で指す意味や範囲が違うことがある。生物化学は化学の一分野として生体物質を扱う学問を指すことが多い)。生物を成り立たせている物質と、それが合成や分解を起こすしくみ、そしてそれぞれが生体システムの中で持つ役割の究明を目的とする。.

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栄養

栄養(えいよう、nutrition)とは、生物が体外(外界)から物質を摂取し、それを体を構成したり(維持したり)生活活動を行ったりするのに役立たせる現象。以前は「営養」と表記されることも多かった。 なお「栄養」は体外から取り入れられる物質のことも指しているデジタル大辞泉【栄養】が、取り入れられる物質は、より厳密には「栄養素」と呼ばれる。.

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植物

植物(しょくぶつ、plantae)とは、生物区分のひとつ。以下に見るように多義的である。.

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植物学

植物学(しょくぶつがく、)は、植物を対象とする生物学の一分野。自然史学の一部門に由来する。古くは生物を動物と植物に分けることが一般的であり、生物学が誕生する以前から動物学と植物学は存在していた。.

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植物ホルモン

植物ホルモン(しょくぶつホルモン)とは、植物自身が作り出し、低濃度で自身の生理活性・情報伝達を調節する機能を有する物質で、植物に普遍的に存在し、その化学的本体と生理作用とが明らかにされた物質のことである 。シロイヌナズナなどのモデル生物での実験により研究が進んだこともあり、高等植物(裸子植物と被子植物)に特有のものと思われがちであるが、シダ植物に普遍的に存在する造精器誘導物質であるアンセリディオゲン (antheridiogen) や、シダ植物・コケ植物における既知のホルモンの生理活性も知られている。動物におけるホルモンとは異なり、分泌器官や標的器官が明確ではなく、また輸送のメカニズムも共通していない。 かつては、動物のホルモンと定義を同じくしていたが、多数の植物でホルモンが発見され、上記のような特徴に加え、作用する場所や濃度に応じて、同一の物質であってもその生理活性が著しく異なるなど、動物ホルモンとの差異が明らかになるにつれ、植物ホルモンとして区別されるようになった。 合成された化学物質や、微生物などが生産する物質の中には、植物の成長や生理活性に影響を与えるものとして、植物成長物質、植物成長調節物質、成長阻害物質などが存在する。しかし、上記の定義に照らし、植物ホルモンとは区別される。 。;P — parallel variation(平行的変化);E — excision(切除);S — substitution(置換);I — isolation(分離);G — generality(一般性);S — specificity(特異性) ただし、植物ホルモンの定義・概念については、現在までに様々なものが提唱されている。 -->.

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植物病理学

植物病理学(しょくぶつびょうりがく、英語:plant pathology)は歴史のある学問分野であり、本来は、植物の病害を診断し、予防あるいは治療するための学問領域である。現代になって、植物に病気を引き起こすメカニズムや媒介者(昆虫・花粉・風雨・ハサミなど機械的あるいは接触など)により感染が広がるメカニズムについて、植物の遺伝子との相互作用も含め、極めて高度な分子レベルの研究も大きな領域として含まれるようになった。対象領域として、病原体による"感染症"や、病原体によらない(物理・化学的条件による)病気を含む。昆虫やダニによる単純な食害はふつう含めないが、病原体のベクター(媒介者)となる場合や奇形(虫えいなど)の原因となる場合は含む。日本の研究レベルは世界でもトップクラスである。.

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水面から跳ね返っていく水滴 海水 水(みず)とは、化学式 HO で表される、水素と酸素の化合物である広辞苑 第五版 p. 2551 【水】。特に湯と対比して用いられ、温度が低く、かつ凝固して氷にはなっていないものをいう。また、液状のもの全般を指すエンジンの「冷却水」など水以外の物質が多く含まれているものも水と呼ばれる場合がある。日本語以外でも、しばしば液体全般を指している。例えば、フランス語ではeau de vie(オー・ドゥ・ヴィ=命の水)がブランデー類を指すなど、eau(水)はしばしば液体全般を指している。そうした用法は、様々な言語でかなり一般的である。。 この項目では、HO の意味での水を中心としながら、幅広い意味の水について解説する。.

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