Sinh ly hoc thuc vat la mot phan nganh cua thuc vat hoc lien quan đen chuc nang hoac sinh ly cua thuc vat. Nhung chuyen nganh co lien quan mat thiet gom co hinh thai hoc thuc vat (cau truc cua thuc vat), sinh thai hoc thai thuc vat (tuong tac voi moi truong), hoa thuc vat (hoa sinh cua thuc vat), sinh hoc te bao, di truyen, ly sinh va sinh hoc phan tu.
Nhung qua trinh co ban nhu quang hop, ho hap, dinh duong thuc vat, chuc nang cua hormone thuc vat, huong kich thich, van đong ung đong, chu ky sang, phat sinh quang hinh thai, nhip đieu sinh hoc, sinh ly cang thang moi truong, nay mam o hat, chuc nang ngu, khi khong va thoat hoi nuoc, tat ca nhung phan cua moi quan he nuoc o thuc vat, đeu cac nha sinh ly hoc thuc vat lua chon đe nghien cuu.


Muc tieu Nhung linh vuc ma sinh ly hoc thuc vat nghien cuu bao gom moi hoat đong ben trong cua thuc vat—nhung qua trinh hoa hoc va vat ly gan lien voi su song khi chung dien ra o thuc vat. Đieu nay tuc la nghien cuu o nhieu cap đo quy mo va thoi gian. O quy mo nho nhat la cac tuong tac phan tu cua quang hop va khuech tan ben trong nuoc, khoang chat va chat dinh duong. O quy mo lon nhat la nhung qua trinh phat trien, thoi vu, trang thai ngu va kiem soat sinh san o thuc vat. Nhung phan nganh chinh cua sinh ly thuc vat gom co hoa thuc vat (nghien cuu ve hoa sinh cua thuc vat) va benh hoc thuc vat (nghien cuu ve benh o thuc vat). Pham vi cua sinh ly thuc vat duoi dang mot phan nganh co the đuoc chia thanh nhieu linh vuc nghien cuu chinh.

Đau tien, nghien cuu hoa thuc vat đuoc gop vao mon sinh ly hoc thuc vat. Đe hoat đong va ton tai, thuc vat tao ra mot loat cac hop chat hoa hoc khong co o cac sinh vat khac. Quang hop đoi hoi mot luong lon sac to, enzym va cac hop chat khac đe hoat đong. Vi khong the di chuyen nen thuc vat cung phai tu ve bang hoa chat truoc đong vat an co, mam benh va canh tranh tu cac thuc vat khac. Chung thuc hien bang cach tao đoc to va cac hoa chat co mui hoi. Cac hop chat khac bao ve cay chong lai benh tat, giup cay song sot trong han han va chuan bi ngu đong, trong khi cac hop chat khac đuoc su dung đe thu hut loai thu phan hoac đong vat an co đe phat tan hat chin.
Thu hai, sinh ly hoc thuc vat gom nghien cuu cac qua trinh sinh hoc va hoa hoc cua tung te bao thuc vat. Te bao thuc vat co mot so đac điem giup phan biet chung voi te bao đong vat, tu đo dan đen nhung khac biet lon trong cach hoat đong va phan ung trong đoi song thuc vat khac voi đoi song đong vat. Vi du, te bao thuc vat co thanh te bao han che hinh dang cua te bao thuc vat va do đo han che tinh linh hoat va kha nang di chuyen cua thuc vat. Te bao thuc vat cung chua chat diep luc, mot hop chat hoa hoc tuong tac voi anh sang, qua đo cho phep thuc vat tu san sinh chat dinh duong rieng thay vi tieu thu cac sinh vat song khac nhu đong vat.
Thu ba, sinh ly hoc thuc vat lien quan đen nhung tuong tac giua cac te bao, mo va co quan ben trong thuc vat. Cac te bao va mo khac nhau chuyen hoa ve mat vat ly va hoa hoc đe thuc hien cac chuc nang khac nhau. Re va re gia co chuc nang lam moc giu chat thuc vat va thu khoang chat trong đat. La lay anh sang đe san xuat chat dinh duong. Đe ca hai co quan nay tiep tuc sinh song, cac khoang chat ma re thu đuoc phai đuoc van chuyen đen la, con cac chat dinh duong đuoc tao ra trong la phai đuoc van chuyen đen re. Thuc vat phat trien theo mot so cach đe co đuoc su van chuyen nay, chang han nhu mo mach, va chuc nang cua nhieu phuong thuc van chuyen đang đuoc cac nha sinh ly hoc thuc vat nghien cuu.


Hoa sinh thuc vat Nhung nguyen to hoa hoc cau tao nen thuc vat – chu yeu la carbon, oxy, hydro, nito, phosphor, luu huynh... – giong nhu voi moi dang song khac: đong vat, nam, vi khuan va tham chi ca virus. Chi co chi tiet ve cau truc tung phan tu cua chung la khac nhau.
Bat chap tuong đong co ban nay, thuc vat tao ra vo so hop chat hoa hoc voi nhung đac tinh đoc đao ma chung su dung đe đoi pho voi moi truong. Nhung sac to đuoc thuc vat su dung đe hap thu hoac phat hien anh sang, roi đuoc con nguoi chiet xuat đe su dung trong thuoc nhuom. Nhung san pham thuc vat khac co the đuoc su dung đe san xuat cao su hoac nhien lieu sinh hoc co gia tri thuong mai. Nhung hop chat co the xem la noi tieng nhat tu thuc vat la nhung hop chat co hoat tinh duoc ly, chang han nhu acid salicylic (tu đo tao ra aspirin) morphin va digoxin. Nhung cong ty duoc pham chi hang ty đo la moi nam đe nghien cuu cac hop chat thuc vat nham mang lai loi ich tiem nang cho nganh y.


= Nguyen to cau thanh =
Thuc vat can mot luong lon chat dinh duong, chang han nhu carbon va nito đe ton tai. Mot vai chat dinh duong đuoc goi la chat dinh duong đa luong, trong đo tien to macro- (đa) đe chi so luong can co chu khong phai kich thuoc cua cac hat dinh duong. Nhung chat dinh duong khac (đuoc goi la chat dinh duong vi luong) thi chi can mot luong rat nho đe thuc vat duy tri suc khoe. Nhung chat dinh duong vi luong nhu vay thuong đuoc hap thu duoi dang cac ion hoa tan trong nuoc lay tu đat, mac du thuc vat an thit thu đuoc mot so chat dinh duong vi luong tu con moi ma chung bat đuoc.
Bang duoi đay liet ke cac nguyen to chat dinh duong can co o cay trong. Viec su dung trong thuc vat đuoc khai quat hoa.


= Sac to =

Nam trong so nhung phan tu quan trong nhat đoi voi chuc nang cua thuc vat la cac sac to. Sac to thuc vat gom nhieu loai phan tu khac nhau, co the ke đen porphyrin, carotenoid va anthocyanin. Moi sac to sinh hoc hap thu chon loc cac buoc song anh sang nhat đinh, đong thoi phan xa cac buoc song khac. Anh sang đuoc hap thu co the đuoc thuc vat su dung đe tao ra nhung phan ung hoa hoc, trong khi cac buoc song anh sang phan xa se xac đinh mau sac ma sac to hien truoc mat.
Diep luc la sac to chinh o thuc vat; no la mot porphyrin hap thu cac buoc song anh sang đo va xanh lam, đong thoi phan chieu mau xanh luc. Chinh su hien dien va luong diep luc tuong đoi doi dao đa mang lai cho thuc vat mau xanh luc. Moi thuc vat tren can va tao luc đeu co hai dang sac to nay: diep luc a va diep luc b .Tao be, tao silic va cac roi quang hop quang hop khac chua diep luc c thay vi b, con tao đo chua diep luc a. Moi chat diep luc đong vai tro lam phuong tien chinh ma thuc vat su dung đe chan anh sang va cung cap nhien lieu cho quang hop.
Carotenoid la cac tetraterpenoid mau đo, cam hoac vang. Chung hoat đong nhu cac sac to phu trong thuc vat, giup thuc đay quang hop bang cach thu thap cac buoc song anh sang ma diep luc khong hap thu đuoc de dang. Nhung carotenoid quen thuoc nhat la carotene (sac to mau cam co trong ca rot), lutein (sac to mau vang co trong trai cay va rau qua) va lycopene (sac to mau đo tao mau cua ca chua). Carotenoid đa đuoc chung minh la hoat đong nhu chat chong oxy hoa va thuc đay thi luc khoe manh o nguoi.
Anthocyanin (nghia đen la "hoa xanh") la cac sac to flavonoid tan trong nuoc co mau tu đo đen xanh tuy theo đo pH. Chung co mat o moi mo cua thuc vat bac cao, cung cap mau sac cho la, than, re, hoa va qua, mac du khong phai luc nao cung đu so luong đe co the nhan thay. Anthocyanin co the nhin thay ro nhat trong canh hoa, noi chung co the chiem toi 30% trong luong kho cua mo. Chung cung chiu trach nhiem tao ra mau tim o mat duoi cua cac cay chiu bong nhiet đoi nhu Tradescantia zebrina. O nhung cay nay, anthocyanin lay anh sang xuyen qua la va phan xa no tro lai nhung vung co chat diep luc, nham toi đa hoa viec su dung anh sang co san.
Betalain la cac sac to mau đo hoac mau vang. Giong nhu anthocyanin, chung hoa tan trong nuoc, nhung khong nhu anthocyanin, chung la cac hop chat co nguon goc tu indol đuoc tong hop tu tyrosin. Loai sac to nay chi đuoc tim thay o bo Cam chuong (ke ca chi xuong rong va chi den ), va khong bao gio cung xuat hien o thuc vat co anthocyanin. Betalain chiu trach nhiem tao ra mau đo đam cua cu den va đuoc su dung lam chat tao mau thuc pham voi muc đich thuong mai. Cac nha sinh ly hoc thuc vat chua chac chan ve chuc nang cua betalain o thuc vat so huu chung, nhung co mot so bang chung so bo cho thay chung co the co đac tinh diet nam.


Tin hieu va chat đieu hoa Thuc vat cho ra cac hormone va cac chat đieu hoa sinh truong khac co tac dung lam tin hieu bao phan ung sinh ly o mo cua chung. Chung con tao ra cac hop chat nhu phytochrome nhay cam voi anh sang va co tac dung kich thich sinh truong hoac phat trien nham phan ung voi cac tin hieu moi truong.


= Hormone thuc vat =

Hormone thuc vat (con goi la chat đieu hoa sinh truong thuc vat (PGR) hoac phytohormone) la nhung hoa chat đieu hoa sinh truong cua thuc vat. Theo đinh nghia đong vat tieu chuan, hormone la cac phan tu tin hieu đuoc tao ra o nhung vi tri cu the, xay ra o nong đo rat thap va gay ra cac qua trinh thay đoi trong te bao đich o nhung vi tri khac. Khong nhu đong vat, thuc vat thieu cac mo hoac co quan tao hormone cu the. Hormone thuc vat thuong khong đuoc van chuyen đen cac bo phan khac cua cay va viec san xuat khong bi han che o nhung đia điem cu the.
Hormone thuc vat la nhung hoa chat co ham luong nho, co tac dung thuc đay va tac đong đen sinh truong, phat trien va biet hoa o te bao va mo. Hormone rat quan trong đoi voi su sinh truong cua thuc vat; chung tac đong đen cac qua trinh o thuc vat tu luc ra hoa đen phat trien hat, trang thai ngu va nay mam. Chung đieu hoa nhung mo nao sinh truong huong len va mo nao sinh truong huong xuong, hinh thanh la va phat trien than cay, su phat trien va đo chin cua qua, cung nhu rung va tham chi ca khi cay chet.


= Tao hinh quang hoc =
Trong khi đa so moi nguoi biet rang anh sang rat quan trong đe thuc vat quang hop, nhung it nguoi nhan ra rang đo nhay cam cua thuc vat voi anh sang đong vai tro kiem soat phat trien cau truc thuc vat (tao hinh). Viec su dung anh sang đe kiem soat phat trien cau truc đuoc goi la tao hinh quang hoc va phu thuoc vao su hien dien cua thu quan sang chuyen biet, tuc sac to hoa hoc co kha nang hap thu buoc song anh sang cu the.
Thuc vat su dung bon loai thu quan sang: phytochrome, cryptochrome, quang sac to UV-B va protochlorophyllide a. Hai loai sac to đau tien (phytochrome va cryptochrome) la thu quan sang protein mang cau truc phan tu phuc tap đuoc hinh thanh nho ket hop protein voi sac to nhay cam voi anh sang. Cryptochrome con đuoc goi la thu quan sang UV-A, vi no hap thu anh sang tu ngoai o vung song dai "A". Thu quan UV-B la mot hoac nhieu hop chat chua xac đinh ro rang, mac du mot so bang chung cho thay carotene hoac riboflavin co the la loai thu quan nay. Protochlorophyllide a (nhu ten goi cua no) la tien hoa chat cua diep luc.


= Chu ky sang =

Nhieu thuc vat co hoa su dung sac to phytochrome đe cam nhan thay đoi đo dai ngay theo mua, ma chung xem la tin hieu đe tro hoa. Tinh nhay cam voi đo dai ngay nay đuoc goi la chu ky sang. Noi rong hon, thuc vat co hoa co the đuoc phan loai thanh thuc vat ngay dai, thuc vat ngay ngan hoac thuc vat ngay trung binh, tuy thuoc vao phan ung cu the cua chung đoi voi thay đoi đo dai ngay. Cay ngay dai can đo dai anh sang ban ngay toi thieu nhat đinh đe bat đau tro hoa, vi vay nhung cay nay ra hoa vao mua xuan hoac mua he. Nguoc lai, cay ngay ngan tro hoa khi đo dai anh sang ban ngay giam xuong duoi muc đo dai ngay toi han nhat đinh. Cay ngay trung binh khong bat đau ra hoa dua tren chu ky sang, mac du mot so cay co the su dung đo nhay nhiet đo (xuan hoa).
Mac du cay ngay ngan khong the ra hoa trong nhung ngay he dai, nhung đay thuc ra khong phai khoang thoi gian tiep xuc voi anh sang lam han che ra hoa. Đung hon, cay ngay ngan can thoi gian duoi bong toi khong bi gian đoan toi thieu la 24 gio (đo dai ngay ngan) truoc khi khau phat trien tro hoa co the bat đau. Bang thuc nghiem, gioi khoa hoc xac đinh rang cay ngay ngan (đem dai) se khong ra hoa neu chieu anh sang kich hoat phytochrome len cay vao ban đem.


Sinh ly hoc moi truong Nghich ly thay, mot mat phan nganh sinh ly hoc moi truong la mon nghien cuu non tre ve sinh thai thuc vat, mat khac lai la mot trong nhung mon nghien cuu lau đoi nhat. Sinh ly hoc moi truong la ten goi cho phan nganh nay ma mot so nha sinh ly hoc thuc vat ua dung, nhung no con co mot so ten khac trong khoa hoc ung dung. Phan nganh gan nhu đong nghia voi sinh ly hoc sinh thai, sinh thai cay trong, trong trot va nong hoc. Ten cu the đuoc ap dung cho phan nganh nay la đac trung cho quan điem va muc tieu nghien cuu. Du đuoc ap dung ten nao thi no cung chi cach ma thuc vat phan ung voi moi truong cua chung va do đo trung lap voi mon sinh thai hoc.
Cac nha sinh ly hoc moi truong đanh gia phan ung cua thuc vat voi cac yeu to vat ly nhu buc xa (ke ca anh sang va tia cuc tim), nhiet đo, lua va gio. Đac biet quan trong la quan he giua nuoc (co the đo đuoc bang bom ap suat) va ap luc cua han han hoac lu lut, trao đoi khi voi khi quyen, cung nhu chu trinh cua chat dinh duong nhu nito va carbon.
Trong khi thuc vat (mot dang sinh vat song) co the tiep nhan va truyen kich thich va ton thuong vat ly, chung khong cam thay đau nhu cac thanh vien cua gioi đong vat đon gian vi thieu thu quan đau, day than kinh hay mot bo nao, va rong hon la thieu y thuc.
Nhieu thuc vat đuoc cho la co the tiep nhan va phan ung kich thich co hoc o cap đo te bao, mot vai thuc vat nhu bay kep hay trinh nu lai noi bat nho "kha nang cam nhan ro rang cua chung". Mac du vay, toan bo gioi thuc vat khong thay đau, bat ke co the phan ung voi anh sang mat troi, trong luc, gio va bat ki kich thich ben ngoai nao nhu cong trung can, vi chung thieu he than kinh. Nguyen do chinh la khong nhu cac thanh vien cua gioi đong vat thanh cong hoac that bai do su đau đinh hinh, su tien hoa cua thuc vat đon gian la do su song va cai chet đinh hinh.


= Huong kich thich va van đong ung đong =
Thuc vat co the phan ung voi kich thich co huong va vo huong. Phan ung voi kich thich co huong (chang han nhu trong luc hoac anh sang mat troi) đuoc goi la huong kich thich. Phan ung voi kich thich vo huong, chang han nhu nhiet đo hoac đo am, la mot van đong ung đong.
Huong kich thich o thuc vat la ket qua cua sinh truong biet hoa te bao, tuc hien tuong cac te bao o mot ben cua cay dai ra hon cac te bao o phia ben kia, khien bo phan uon ve huong kia sinh truong kem hon. Trong so cac huong kich thich pho bien o thuc vat la huong sang, hien tuong cay bi uon ve phia nguon sang. Tinh huong sang giup cay tiep xuc toi đa voi anh sang, o nhung cho can them anh sang đe quang hop hoac giam thieu anh sang o nhung cho chiu anh sang va nhiet đo cao. Huong đat giup re cay xac đinh huong đat va sinh truong huong xuong. Huong kich thich thuong la ket qua cua tuong tac giua moi truong va san xuat mot hoac nhieu hormone thuc vat.
Van đong ung đong la ket qua cua sinh truong biet hoa te bao, hoac do nhung thay đoi ve ap suat truong o mo thuc vat co the xay ra nhanh chong. Mot vi du quen thuoc la tinh cham (phan ung cham) o bay kep, mot loai cay an thit. Nhung bay gom co cac phien la đa bi bien đoi chua cac soi long kich hoat nhay cam. Khi con trung hoac đong vat khac cham vao nhung soi long nay, chiec la se gap lai. Co che nay cho phep cay bay va tieu hoa con trung nho đe co them chat dinh duong. Mac du bay nhanh chong bi đong lai do thay đoi ap suat ben trong te bao, nhung la phai phat trien cham đe tai lap co hoi thu hai đe bay con trung.


= Benh o thuc vat =

Ve mat kinh te, mot trong nhung mon nghien cuu sinh ly hoc moi truong quan trong nhat la benh hoc thuc vat, tuc mon nghien cuu ve benh o thuc vat va cach ma thuc vat chong benh. Thuc vat de bi nhiem cac loai sinh vat gay benh nhu đong vat, bao gom virus, vi khuan va nam, cung nhu bi con trung va giun tron xam nhap ve mat vat ly.
Boi vi đac điem sinh hoc cua thuc vat khac voi đong vat nen cac trieu chung va phan ung cua chung cung kha khac nhau. Trong mot so truong hop, thuc vat co the rung la hoac hoa bi nhiem benh đe ngan benh lay lan, qua trinh nay đuoc goi la rung. Hau het đong vat khong lua chon cach nay đe khong che benh tat. Ban than sinh vat gay benh o thuc vat cung khac voi sinh vat gay benh o đong vat vi thuc vat thuong khong the nhiem benh qua tiep xuc vat ly thong thuong. Mam benh thuc vat co xu huong lay nhiem qua bao tu hoac bi vat trung gian truyen benh.
Mot trong nhung tien bo quan trong nhat trong khong che benh dich o thuc vat la phat hien hon hop Bordeaux vao the ky 19. Hon hop la thuoc diet nam đau tien đuoc biet toi, ket hop đong sulfat va voi. Hon hop đuoc ung dung vao viec uc che su lay lan cua suong phan to, can benh la moi đe doa thiet hai nghiem trong cho nganh cong nghiep ruou vang cua Phap.


Lich su = Lich su so khai =

Francis Bacon cong bo mot trong nhung thi nghiem sinh ly hoc thuc vat đau tien, nam trong cuon sach Sylva Sylvarum vao nam 1627. Bacon đa trong mot so thuc vat tren can (ke ca hoa hong) trong nuoc va ket luan rang chi can dung đat đe giu cho cay đung thang. Jan Baptist van Helmont đa cong bo thi nghiem đinh luong đau tien ve sinh ly hoc thuc vat vao nam 1648. Ong trong mot cay lieu trong mot cai chau chua 200 pound đat kho trong 5 nam. Đat chi mat đi 2 ounce trong luong kho va van Helmont ket luan rang thuc vat lay toan bo trong luong tu nuoc thay vi đat. Nam 1699, John Woodward cong bo thi nghiem ve su sinh truong cua cay bac ha o cac nguon nuoc khac nhau. Ong phat hien ra rang cay trong phat trien tot hon nhieu trong nuoc u trong đat thay vi trong nuoc cat.
Stephen Hales đuoc xem la vi cha đe cua sinh ly hoc thuc vat voi nhieu thi nghiem trong cuon sach co nhan đe Vegetable Staticks (1727); mac du Julius von Sachs la nguoi thong nhat cac mang sinh ly hoc thuc vat va tap hop chung thanh mot mon hoc. Tac pham Lehrbuch der Botanik cua von Sachs đuoc xem la kinh thanh ve sinh ly hoc thuc vat vao thoi đo.


Ung dung kinh te = San xuat thuc pham =
Trong trong trot, nong nghiep cung voi khoa hoc thuc pham, sinh ly hoc thuc vat la mot chu đe quan trong lien quan đen qua, rau va cac bo phan tieu thu khac cua thuc vat. Cac chu đe nghien cuu bao gom: yeu cau khi hau, rung qua, dinh duong, chin qua. San xuat cay luong thuc cung xoay quanh nghien cuu sinh ly hoc thuc vat, bao gom cac chu đe nhu thoi gian trong va thu hoach toi uu cung nhu bao quan hau thu hoach đe con nguoi tieu thu va san xuat cac san pham thu cap nhu thuoc va my pham.


Xem them Co sinh hoc
Giai phau thuc vat
Hinh thai hoc thuc vat
Trao đoi chat thu cap o thuc vat
Phan nganh thuc vat hoc


Chu thich Đoc them Frank B. Salisbury; Cleon W. Ross (1992). Plant physiology (bang tieng Anh). Brooks/Cole Pub Co. ISBN 0-534-15162-0.
Uy ban ve dich benh o thuc vat va đong vat, Hoi đong Quoc gia Hoa Ky (1968). Plant-disease Development and Control. Vien Han lam khoa hoc quoc gia Hoa Ky.
Lambers, H. (1998). Plant physiological ecology. New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-98326-0.
Larcher, W. (2001). Physiological plant ecology (an ban thu 4). Springer. ISBN 3-540-43516-6.
Frank B. Salisbury; Cleon W. Ross (1992). Plant physiology. Brooks/Cole Pub Co. ISBN 0-534-15162-0.
Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian Max Møller, Angus Murphy: Fundamentals of Plant Physiology. Sinauer, 2018.