《植物生长与环境五》PPT课件.pptx

项目五 植物的生长发育 1任务一 植物的生长生理 2任务二 植物的生殖生理 3任务三 植物的成熟与衰老生理 2 植物的生长与运动 种子植物的生命周期要经过胚胎形成、种子萌发、幼苗生 长、营养体与生殖体的形成、开花、结果、衰老和死亡等 一系列生育阶段。通常把植物生命周期中器官的形态结构 形成过程称为形态建成 任务一 植物的生长生理 3 1.种子的萌发 植物学中的种子是指由胚珠受精后发育而成的有性生殖器官 而农业生产上的种子是指农作物和林木的种植材料，包括籽 粒、果实和根、茎、苗、芽、叶等 种子萌发是个体发育的起始 通常把胚根突破种皮作为种子萌发的标志 任务一 植物的生长生理 4 （1）种子的萌发过程指种子的胚根伸出种皮或营养器官 的生殖芽开始生长的现象 吸胀指种子由于含有蛋白质、淀粉等亲水物质，吸水 后慢慢膨胀变为溶胶状态 萌动(露白)指当胚细胞不断分裂，数目增加，体积扩 大，到一定程度时胚根尖端突破种皮，向外外伸的现象 种子萌动后，胚根伸长扎入土中形成根，胚轴伸长生长将 胚芽推出地面，当根与种子等长，胚芽等于种子一半时， 称发芽 5 （2）种子萌发的条件 自身是否具有发芽能力，具有发芽能力的种子才能发芽 外界环境条件，其中适当的水分、适宜的温度、充足的氧 气是种子萌发的三要素 有些种子萌发还需要光 6 7 植物种类最低温度最适温度最高温度 小麦0-420-2830-38 大豆6-825-3039-40 玉米5-1032-3540-45 水稻8-1230-3538-42 棉花10-1225-3240 花生12-1525-3741-46 表5-1 几种主要农作物种子萌发的三基点温度 （3）种子萌发类型 子叶出土幼苗，如花生、大豆、瓜类等 子叶留土幼苗，如豌豆、玉米、高粱等 8 图5-1 子叶出土幼苗图5-2 子叶留土幼苗 9 子叶出土幼苗播种要浅一些，但也要看下胚轴的 顶土能力和种子所含脂肪的多少而定。 子叶留土幼苗一般出土时阻力较大，可适当深播 ，以利于幼苗的扎根、防冻和抗旱。 子叶能否出土，主要取决于胚轴生长的特性。 从子叶着生处到第一片真叶之间的一段胚轴称 为上胚轴 子叶着生处至根之间的一段胚轴，称为下胚轴 2.植物的休眠指植物的整体或某一部分在某一时期内生 长和代谢暂时停顿的现象。 许多一、二年生植物以种子为休眠器官 多年生落叶树木以芽的方式休眠 多年生草本植物通常以地下器官等越冬或度过干旱时期 10 （1）种子的休眠指在充分满足各种发芽条件时，健全 种子不能马上发芽的现象 种子未完成后熟 种皮（果皮）的限制 胚未完全发育 抑制萌发物质的存在 11 （2）芽的休眠 许多多年生木本植物形成冬芽越冬 二年生或多年生草本植物的的各种贮藏器官也是具有休眠 的芽 休眠芽是一种特化器官，有几层起保护作用的鳞片，覆盖着 活的但不活动的分生组织植物营养体，进入休眠主要与日 照长度、温度有关， 秋季、冬季温度较低、短日照条件下，脱落酸合成增加， 赤霉素合成减少，诱导休眠 春季日照渐长，温度回升，赤霉素合成增加，解除休眠 缺水干旱或营养不良，也能促进植物休眠 12 3.植物的运动指高等植物的某些器官在内外因素的作用下 能发生有限的位置变化 可因其运动的方向与外界刺激的关系分为向性运动和感性运动 （1）向性运动 向性运动是指外界单方向的刺激所引起的植物 器官的定向生长运动 按照刺激的因素不同，可分为 向光性 向重力性 向化性 向水性等 13 正运动对着刺激方向的运动 负运动背着刺激方向的运动 向光性指植物器官受单方向的光照射而发生的弯曲 生长的特性 正向光性植物器官向光源方向弯曲，如向日葵的茎 负向光性植物器官背着光源的方向弯曲，如芥子的 根、常春藤的气生根等 向重力性指植物器官在重力的作用下向一定方向生 长的特性 负向重力性茎的向上生长 正向重力性主根的向下生长 横向重力性侧根、侧枝、地下根状茎、叶柄的生长 与重力方向垂直 14 向化性和向水性 向化性指由于某些化学物质在植物体内外分布不均匀， 而造成植物器官朝向一定方向生长的特性，根据植物根系 的趋肥性，生产上采取深耕施肥，可以促进根的生长 向水性指当土壤水分分布不均匀时，根系趋向较潮湿地 方生长的特性 15 （2）感性运动指无一定方向的外界因素均匀作用于植 株或某些器官引起的运动 感夜性植物的叶、花等器官对于昼夜光暗变化的刺激 做出的反应称为感夜性 感震性由于机械刺激引起的与生长无关的植物运动 感温性由于温度变化使器官背腹两侧不均匀生长而引 起的运动 16 含羞草郁金香 1.活动目标 了解种子生活力与种子寿命等知识，能够熟练 测定种子生活力 2.活动准备 根据班级人数，按2人一组，分为若干组，每 组准备以下材料具和用具：准备刀片、镊子、培养皿、放 大镜、滤纸；玉米、大豆种子、TTC、5%的红墨水 17 活动一 种子生活力的快速测定 （1）种子生活力指种子能够萌发的潜在能力或胚具有 的生命力 种子活力指种子在田间状态下迅速而整齐地萌发并形 成健壮幼苗的能力 （2）种子寿命是指种子在一定条件下保持生活力的最 长期限。 短命种子：寿命为几小时至几周 中命种子：寿命为几年至几十年 长命种子：寿命几十年以上 18 3.相关知识 （3）种子失去生活力 种子贮藏越久，生活力越减弱，以至完全失去生活力 种子失去生活力的主要原因是种子因酶物质的破坏、贮藏 养料的消失及胚细胞的衰退死亡 要想较长时间保持种子生活力，延长种子的寿命，在种子 贮藏中必须保持干燥和低温 19 4.操作规程和质量要求 20 工作环节操作规程质量要求 试剂配制取 TTC溶于蒸馏水或冷开水中 ，配制成0.1的TTC溶液。药 液p应在6.5-7.5，以pH试纸 试之（如不易溶解，可先加少 量酒精，使其溶解后再加水） TTC溶液最好现配现用， 如需贮藏则应贮于棕色瓶 中，放在阴凉黑暗处，如 溶液变红则不可再用 种子处理取玉米种子100粒，新、陈种子 各1份，用冷水浸泡一夜或用左 右温水浸泡40-60min，取出沥 干水分，用单面刀片沿胚的中 心纵切为两半 种子处理时，水稻籽粒要 去壳，豆类种子要去皮 种子染色取其中胚的各部分比较完整的 一半，放在小烧杯内，加入0.1 TTC溶液，浸没种子为宜 用0.1%TTC溶液染色时， 置于30-35的恒温箱中 30min；或在在的黑暗条 件下染色约30min 表5-2 TTC染色法测定种子生活力 21 工作环节操作规程质量要求 冲洗种子保温后，倾出药液，用清水冲 洗1-2次 直到所染的颜色不再洗出 为止 生活力观 察 立即对比观察新旧种子种胚着 色情况判断种子的生活力 凡种胚全部染红的为生活 力旺盛的活种子，死种子 胚完全不染色，或染成极 淡的颜色 计算发芽 率 计算种胚不着色的（活种子） 种子个数，计算种子发芽率。 发芽率=发芽种子粒数用做发 芽种子的总数100% 计算结果保留小数点后两 位 22 工作 环节 操作规程质量要求 种子 处理 取大豆种子100粒，新、陈种子各1份， 用冷水浸泡一夜或用左右温水浸泡40- 60min，取出沥干水分，用单面刀片沿 胚的中心纵切为两半 种子处理时，水稻籽粒 要去壳，豆类种子要去 皮 种子 染色 取其中胚的各部分比较完整一半放入小 烧杯内，加经稀释的红墨水至浸没种子 ，染色20min左右 市售红墨水，实验时用 蒸馏水稀释20倍（即1 份红墨水加水19份）， 作染色剂 表5-3 红墨水染色法测定种子生活力 23 工作 环节 操作规程质量要求 冲洗 种子 染色到预定时间，倒去红墨水，用自来 水冲洗2-3次 直到所染的颜色不再洗 出为止 生活 力观 察 立即对比观察新旧种子种胚着色情况， 判断种子有无生活力 凡胚不着色或仅略带浅 红色者，即为具有生活 力的种子。若胚部染成 与胚乳相同的深红色， 则为死种子 计算 发芽 率 计算种胚不着色的（活种子）种子个数 ，计算种子发芽率。 发芽率=发芽种子粒数用做发芽种子 的总数100% 计算结果保留小数点后 两位 5.问题处理 （1）比较TTC染色法和红墨水染色法测定结 果有何不同？ （2）比较TTC染色法和红墨水染色法的测定 原理有何区别？ 24 1.活动目标 能够熟练准确进行根系活力的测定 2.活动准备 将全班按2人一组分成若干组，每组准备以下 材料和用具：小烧杯3个、研钵1个、移液管0.5 mL1支、5 mL3支、10 mL1支、刻度试管6支、分光光度计、0.1mg级 分析天平、恒温箱1台、试管架、药匙、石英砂适量、滤 纸等。水培或砂培小麦、玉米等植物根系 25 活动二 植物根系活力的测定 并准备或配制以下试剂： （1）乙酸乙酯 （2）次硫酸钠 （3）1%TTC溶液 （4）0.4%TTC溶液 （5）磷酸缓冲液 （6）1mol/L硫酸 （7）0.4mol/L琥珀酸 26 3.相关知识 根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生 长情况和活力水平直接影响地上部的营养和产量水平 TTC是标准氧化电位为80 mV的氧化还原色素，溶于水中成 为无色溶液，当TTC溶液渗入根的活细胞内，并作为氢受 体被脱氢辅酶（NADH或NADPH2）上的氢还原时，便由无色 的TTC变为红色而不溶于水的TTF从而使根系着色 植物根系中脱氢酶所引起的TTC还原，可因加入琥珀酸、 延胡索酸、苹果酸得到增强，而被丙二酸、碘乙酸所抑制 TTC还原量能表示脱氢酶的活性，并作为根系活力的指标 27 4.操作规程和质量要求 28 工作环 节 操作规程质量要求 配制反 应液 把1% TTC溶液、0.4mol/L的琥珀酸和磷 酸缓冲液按1:5:4比例混合 混合时量取3种溶 液要准确，混合时 搅拌均匀 反应并 观察 （1）洗根。把根仔细洗净，将地上部分 从茎基部切除 （2）反应。将根放入锥形瓶中，倒入反 应液，完全浸没根系，置于左右暗处放1 -3h （3）观察。观察着色情况，若新根尖端 几毫米以及细侧根都明显变红，则表明 该处有脱氢酶存在 （1）洗根时注意 不要损伤根系 （2）反应液的用 量以浸没根系为度 表5-4 植物根系活力的定性测定 29 工作环 节 操作规程质量要求 TTC标准 曲线的 制作 （1）80g/mLTTF溶液配制。移液管取 0.4%TTC溶液0.2mL放入大试管中，加 9.8mL乙酸乙酯，再加少许Na2S2O4粉末 摇匀，则立即产生红色的TTF （2）系列标准液配制。分别取此溶液 0.25、0.50、1.00、1.50、2.00mL置于 10mL刻度试管中，用乙酸乙酯定容至刻 度，则得到含有20、40、80、120、 160g的TTF系列标准溶液 （3）测试绘制标准曲线。以乙酸乙酯作 参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制 标准曲线 （1）量取转移各 种溶液液要确保准 确 （2）试剂混合后 摇匀充 （3）用刻度试管 定容时，确保精确 （4）除精确绘制 标准曲线外，也可 配制回归方程方便 计算 表5-5 植物根系活力的定量测定 30 工作 环节 操作规程质量要求 样品 反应 （1）称样。称取根尖样品放入小烧杯中 （2）反应。加入0.4% TTC溶液和磷酸缓冲 液各5mL，使根系充分浸没在溶液内，置于 下暗处保温1-2h，此后立即加入1mol/L硫 酸2mL，以停止反应 （3）空白实验。样品反应同时要做空白实 验，先加硫酸，再加根样品，下暗保温后 不加硫酸，其溶液浓度、操作步骤同上 （1）根尖样品称 量小，一定要注意 称量准确 （2）加硫酸及时 并注意硫酸操作安 全 （3）空白实验最 好与样品实验同步 进行 31 工作 环节 操作规程质量要求 样品 液浓 度测 定 （1）提取TTF。把根取出，用滤纸吸干水 分，放入研钵，加乙酸乙酯3-4mL，充分研 磨，以提取出TTF（2）比色液准备。把红 色提取液移入刻度试管，并用少量乙酸乙 酯把残渣洗涤2-3次，皆移入刻度试管，最 后加入乙酸乙酯使总量为10mL （3）比色。用分光光度计在波长485nm下 比色，以空白试验作参比测出吸光度，查 标准曲线，求出TTC还原量 （1）根系水分应 充分吸干 （2）比色时注意 比色皿的光滑面和 毛玻璃面 （3）也可通过回 归方程计算TTC还 原量 结果 计算 TTC还原强度（以根鲜重计）=TTC还原量（ mg）/根重（g）时间（h） 结果保留小数点后 两位 5.问题处理 （1）为什么要测定根系活力？ （2）植物的根系活力与地上部分的关系？ 32 任务二 植物的生殖生理 植物的成花生理 花芽分化是植物从营养生长转向生殖生长的标志和关键， 一般包括3个阶段： 成花诱导，受春化作用和光周期影响 形成花原基 花器官的形成及发育 33 花芽和营养芽的剖面 1.春化作用指许多秋播植物（如冬小麦、油菜）在其营 养生长期必须经过一段低温诱导，才能转为生殖生长（开 花结实）的现象 34 春化植物包括 冬性一年生植物 大多数二年生植物 有些多年生植物 （1）春化作用的条件 低温和时间是主要条件 对大多数要求低温的植物而言，最有效的春化温度是1- 7，只要有足够的时间，-1-9范围内同样有效 春化时间由数天到二三十天 35 根据植物对低温范围和时间要求不同，可将其分为 冬性类型植物春化必须经历低温，春化时间也较长，如果 没有经过低温条件则植物不能进行花芽分化和抽穗开花， 一般为晚熟品种或中晚熟品种 半冬性类型植物春化对低温要求介于冬性与春性类型之间 ，春化时间相对较短，一般为中熟或早中熟品种 春性类型植物春化对低温要求不严格，春化时间也较短， 一般为极早熟、早熟和部分早中熟品种 36 37 小麦类型春化温度/所需天数/d 冬性0-530-70 半冬性3-1520-30 春性5-202-15 表5-6 不同小麦类型的春化温度范围 感受低温的时期是种子萌发到幼苗生长期均可，其中以三 叶期最快。少数植物如甘蓝、洋葱等，只有在绿色幼苗长 到一定大小才能进行春化 感受低温影响的部位是茎尖端的生长点 一般认为在有细胞分裂的组织或即将进行分裂的细胞中 38 （2）春化作用的应用 一是人工春花处理 春播前春化处理,可以提早成熟,避开后期的“干热风” 冬小麦春化处理后可以春播或补种小麦 育种上可以繁殖加代 二是调种引种。由于我国各地区气温条件不同，在引种时首 先要考虑所引品种的春化特性 三是控制花期。花卉种植可以通过春化或去春化的方法提前 或延迟开花 39 2.光周期现象指植物在开花之前，有一段时期，要求每 天有一定的昼夜相对长度的交替影响才能开花的现象 （1）植物光周期反应类型 根据植物开花对光周期反应不同可将植物分成三种类型。 短日照植物 长日照植物 中性植物 40 燕麦 短日照植物指在短日照（每天连续黑暗时数大于一定 限度）条件下才能开花或开花受到促进的植物 长日照植物指在长日照（每天连续黑暗时数短于一定 限度）条件下才能开花或开花受到促进的植物 中性植物指在任何日照条件下都能开花的植物 41 （2）植物光周期现象的应用 一是指导引种。要考虑两地的日照时数是否一致及作物对光 周期的要求 二是加速育种。通过人工光周期诱导，可以加速良种繁育、 缩短育种年限 三是控制花期 四是调节营养生长和生殖生长 42 山茶 3.植物的开花、传粉与受精 （1）开花指当雄蕊的花粉粒和雌蕊的胚囊（或其中之一 ）成熟时，花被展开，雌雄蕊暴露出来的现象 不同植物的开花年龄、季节和花期等习性常有差别 一年生草本植物生长几个月后就开花，一生只开一次花 二年生草本植物通常第一年进行营养生长，第二年开花结果 后完成生命周期 多年生植物需到一定年龄才开花，如桃树需3-5年，桦树需 10-12年 43 桃花 多数植物开花季节在早春至春夏之间，少数植物在其他季节 开花，个别的一年四季都可开花 一株植物从第一朵花开放到最后一朵花开完所经历的时间称 为花期 各种植物的花期长短不同，而且每朵花开放所持续的时间以 及开花的昼夜周期性变化也很大 掌握植物的开花习性，即有利于在栽培上及时采取相应措施 ，以提高产量和质量，也有助于适时进行人工有性杂交， 创造新品种类型 44 梨花 （2）传粉指植物开花后，花药破裂，成熟的花粉通过 风、水、虫、鸟等不同媒介，传播到雌蕊柱头上的过程 45 自花传粉指雄蕊的成熟花粉落在同一朵花的柱头上的 传粉现象 闭花传粉花在开放之前就完成传粉和受精过程 自花传粉植物的特征：两性花，雌蕊与雄蕊同时成熟，柱头 可接受自花的花粉 实际应用中，农作物的同株异花间传粉和果树栽培上同品种 异株间的传粉也属于自花传粉 46 碗豆花 异花传粉指植物学上把雄蕊的成熟花粉借助风或昆虫 等媒介传送到另一朵花的柱头上的现象 异花传粉植物的特征：多为两性花，雌蕊与雄蕊不同时成熟 ，花有蜜腺、香气，花被颜色鲜艳，花粉量少，花粉粒表 面多具突起 异花传粉主要依靠昆虫和风 47 核桃花 由于长期自然选择和演化的结果，不少植物的花在结构和生 理上形成了许多避免自花传粉而适应异花传粉的性状，如 单性花（玉米、瓜类、菠菜等）、雌雄异熟、雌雄异株、 雌雄异位和自花不孕等。 根据植物的传粉规律，农业生产上可通过人工辅助授粉等 措施，弥补授粉不足，大幅度提高作物产量和品质 利用自花传粉培养自交系，配制杂交种，具有显著增产效 益根据植物的传粉规律，农业生产上可通过人工辅助授粉 等措施，弥补授粉不足，大幅度提高作物产量和品质 48 （3）受精指雌雄配子（即卵和精子）相互融合的过程 花粉粒的萌发 花粉管的伸长。花粉粒萌发后，花粉管穿过柱头和花柱进 入胚珠的胚囊内。一般情况下，一个柱头上有很多花粉粒 萌发，形成很多花粉管，但只有一个花粉管最先进入胚囊 内。在花粉管伸长的同时，花粉粒中营养核和生殖核移到 管的最前端。当花粉管到达胚囊中，营养核逐渐解体消失 ，生殖核分裂成两个精子 49 50 水稻花粉粒的萌发和花粉管的伸长 双受精过程。到达胚囊中的花粉管，管的顶端膨大破裂， 管内的精子和内含物散出。其中一个精子和卵细胞结合形 成合子，以后发育成胚；另一个精子和中央细胞结合，以 后发育成胚乳。这种受精现象叫做双受精 51 无融合生殖及多胚现象。正常情况下，种子的胚是经过卵 细胞和精子结合后形成的，但在有些植物里，不经过精卵 融合也能形成胚，这种现象称无融合生殖 卵细胞不经过受精直接发育成胚 由助细胞、反足细胞等发育成胚 由珠心或珠被细胞直接发育成胚 融合生殖往往形成多胚现象，即一个种子里有两个以上的胚 。多胚中常有一个是受精卵发育而成的合子胚，其他则是 通过助细胞、反足细胞、珠心等形成的不定胚 52 1.活动目标 掌握冬小麦等植物的 春化处理方法，并观察其春化效 应 2.活动准备 将全班按2人一组分成 若干组，每组准备：冬性强的小 麦籽粒，冰箱、烧杯、标签牌、 解剖镜、镊子、解剖针、培养皿 5套等 53 活动一 植物春化作用的观察 3.相关知识 （1）春化作用感受低温的时期和部位 不同种类的植物，接受低温春化的生长时期不同 冬性一年生植物往往在种子萌动状态下就能感受低温诱导 而通过春化作用 植物春化作用感受低温的部位主要是茎尖端的生长点 54 （2）去春化作用和再春化作用 春化处理人工低温代替自然低温以满足植物低温要求 的处理 去春化作用或脱春化作用指需要春化的植物，在春化 处理过程中，如果突然遇到高温（25-40）或短日照处 理，则低温处理的效果会逐步解除的现象 再春化作用指解除春化的冬性植物，再进行低温处理 又可以继续春化的现象 55 56 工作 环节 操作规程质量要求 种子 吸水 选取一定数量的冬小麦种子（最好 用强冬性品种），分别于播种前50、 40、30、20和10d吸水萌动 选一定数量、质量一 致、强冬性小麦。把籽 粒放在烧杯中，加定量 的水于室温下浸泡12小 时，使其吸胀变软，然 后将吸胀的种子置于培 养皿中，在下使其萌动 春化 处理 选取萌动的种子50粒，置培养皿内 ，放在0-2的冰箱中进行春化处理 春化要求0-2，需 45d 表5-7 冬小麦春化作用观察 4. 操作规程和质量要求 57 工作 环节 操作规程质量要求 播种于春季（约在3月下旬或4月上旬） 从冰箱中取出经不同天数处理的小麦 种子和未经低温处理但使其萌动的种 子，同时播种于花盆或实验地中 播种前，田间最低温 度在以上 观察 记载 麦苗生长期间，各处理进行同样肥 水管理，随时观察植株生长情况，直 到处理天数最多的麦株开花时，观察 植株形态，并记载拔节、抽穗、开花 的具体日期，填入表中 结果记载于表5-8 58 观察日期 春化天数及植株生育情况记载 5040302010对照（未春化） 表5-8 冬小麦植株生长情况记载表 品种名称： 春化温度： 播种时间： 5.问题处理 （1）春化处理时间长短与冬小麦抽穗时间 是否有关？为什么？ （2）举例说明春化现象的研究在农业生产 中的应用。 59 1.活动目标 以短日植物为材料，在自然光照条件下，给以 短日照、间断白昼、间断黑夜等处理，以了解昼夜光暗交 替及其长度对短日植物开花结实的影响 2.活动准备 将全班按2人一组分成若干组，每组准备：光 照培养箱、冰箱、1.5mL离心管、1mL移液枪、1mL吸头、 多穴拟南芥塑料培养盆、保鲜膜或塑料盖、250mL锥形瓶 、10cm培养皿、封口膜、电炉、灭菌锅、烧杯、量筒、营 养土；拟南芥。并准备或配置以下试剂： （1）70%乙醇 （2）1%NaClO （3）MS基本培养基 60 活动二 植物光周期现象的观察 3.相关知识 光周期诱导指植物只要得到足够日数的适合光周期，以 后再放置不适合的光周期条件下仍可开花的现象 （1）光周期诱导中光期与暗期的作用 临界暗期指在光暗交替中长日植物能开花的最长暗期长 度或短日植物能开花的最短暗期长度 许多试验证明，在诱导植物开花中暗期比光期的作用大 61 62 图5-3 暗期间断对开花的影响 用灯光打断暗期，最有效的时间以午夜为最好 闪光的光照强度不需很高，约在50-100Lx 暗期闪光可促进或延迟开花 暗期对植物的成花诱导起着决定性的作用 光期的长度会影响植物成花的数量 63 （2）光周期的诱导日数 因植物不同而异 短日植物如苍耳、日本牵牛，只要一个短光周期处理，即 使以后在不适合的光周期下，仍可诱导花原基发生 长日植物白芥、毒麦也只需一个长日照处理，就可诱导开 花。多数植物光周期诱导需要几天、十几天到二十余天 周期数再增加，对开花更有利（开花期提前，花数增加） 通常植物必须长到一定大小，才能接受光周期诱导 冬性作物需经春化作用后才能接受光周期诱导 64 （3）光周期刺激的感受和传递 植物感受光周期的部位是叶片 叶片处于短日条件下，而茎顶端给予长日照时，可开花 叶片处于长日条下而茎顶端给予短日照时，则不能开花 65 植物感受光周期的部位是叶片 叶片对光周期的敏感性与叶片的发育程度有关 66 图5-4 叶片和营养芽的光周期处理对菊花开花的影响 A-D. 4种处理 LD. 长日照 SD. 短日照 67 图5-5 苍耳嫁接试验 苍耳开花刺激物的嫁接传递，第一株的叶片在短日下， 其余全部在长日下，所有的植株都开了花。 感受光周期的部位是叶片，而形成活的部位是茎顶端分 生组织，说明叶片感受光的刺激后能传导到分生区 68 工作环 节 操作规程质量要求 MS培养 基配制 MS基本培养基/L琼脂/L蔗 糖，灭菌后每个培养盘倒25mL 左右的培养基 培养基pH值5.6-5.7，注 意配制过程中防止污染 种子消 毒与播 种 （1）消毒。称取拟南芥种子， 分别装入4个离心管中，在超净 工作台上用70%乙醇表面消毒 30s，再用1%NaClO消毒10min， 无菌水冲洗5或6次 （2）播种。用带1mL枪头的移 液枪把拟南芥种子播种在准备 好的MS平板上，吹干培养基表 面上的水分，用保鲜膜或塑料 盖盖好培养盘 （1）用无菌水冲洗时， 最好用移液枪吸取水分， 防止污染培养基 （2）NaClO消毒过程中， 每隔2-3min振荡一次，充 分消毒 （3）拟南芥种子数不要 太多，每盘2-3粒，并均 匀分散 4.操作规程和质量要求 表5-9 植物光周期现象的观察 69 工作环 节 操作规程质量要求 种子春 化处理 把播种后的培养盘用锡纸包好 后放入，放置21d；也可设置非 春化组放置3d 也可用此法观察春化作用 幼苗培 养 把种植拟南芥的培养盘分别放 在不同光周期的培养箱中，长 日照（LD）处理为光照16h，黑 暗8h；短日照（SD）处理为光 照8h，黑暗16h 培养箱要求光强为100- 120mol/m2s，湿度 60%-80%，温度21-23 间苗光照处理后当中种子萌发后， 并把多余的小苗除掉，保持每 个穴盘2棵，分散均匀 保鲜膜或塑料盖应在种子 萌发后揭去覆盖物 70 工作环 节 操作规程质量要求 光周期 诱导与 间断实 验 （1）光周期诱导。将7盘拟南 芥置于长日照条件下，其中1盘 在LD条件下直至开花，其余的 每隔5d将1盘置于SD条件下直至 开花，统计7盘的露白日期和每 株幼苗露白时的总叶片数 （2）间断实验。将13盘拟南芥 放入短日照条件下，其中1盘在 SD条件下直至开花，其余的 每隔5d将1盘作夜间断处理 （1）可以把每盘拟南芥 看做一个处理对待 （2）夜间断处理：放到 强光（200mol/m2s） 下照射10min，处理时间 为16h暗期的中间 开花时 间统计 记录每株幼苗出现第一个花芽 的时间，并统计此时每株幼苗 的总叶片数 将结果记录于表5-10 5.问题处理 （1）根据实验过程拟南芥生长情况，完成表5-10 的数据整理，比较两个处理开花的时间 （2）分析光周期诱导与夜间断实验的两个处理获 得的结果说明了什么问题？ （3）拟南芥种子为什么种植前需要4处理3d？ 71 72 处理种子萌发日期第一花芽 日期 第一花芽总叶 片数 萌发至花芽出现天数 LD 条 件 下 1 2 3 4 5 6 7 表5-10 拟南芥光周期诱导与夜间断实验记录 73 处理种子萌发日期第一花芽 日期 第一花芽总叶 片数 萌发至花芽出现天数 SD 条 件 下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1.活动目标 掌握鉴定植物花粉生活力的几种常用方法 2.活动准备 （1）花粉萌发测定法：显微镜、恒温箱、培养皿、载玻片 、玻棒、滤纸、蔗糖、硼酸、琼脂、烧杯、水浴锅。 （2）碘碘化钾染色测定法：显微镜、天平、载玻片与盖 玻片、镊子、烧杯、量筒、棕色试剂瓶、碘化钾、碘 （3）氯化三苯四氮挫法（TTC法）：显微镜、恒温箱、烧杯 、量筒、天平、镊子、载玻片与盖玻片、棕色试剂瓶、 TTC、酒精 74 活动三 植物花粉活力的测定 3.相关知识 正常成熟花粉粒具有较强的活力，在适宜的培养条件下能萌 发和生长，在显微镜下可直接观察与计数与萌发个数，计 算其萌发率，以确定其活力 可用碘碘化钾溶液染色法来测定花粉活力 大多植株正常成熟的花粉呈圆球形，积累着较多的淀粉， 用碘碘化钾溶液染色时，呈深蓝色 发育不了的花粉往往由于不含淀粉或积累淀粉较少，碘 碘化钾溶液染色时呈黄褐色 75 可根据花粉着色变化来判断花粉的生活力 具有活力的花粉呼吸作用较强，其产生的NADH或NADPH2能 将无色的TTC还原成红色的TTF而使花粉本身着色 无活力的花粉呼吸作用较弱，TTC颜色变化不明显 76 77 工作环 节 操作规程质量要求 配制培 养基 培养皿（10%蔗糖，10mol/L硼酸，0.5% 琼脂）：称蔗糖、1mL硼酸、琼脂与 90mL水放入烧杯中，在水浴中熔化，冷 却后加水至100mL备用 称量准确；在水 浴时，做好培养 基的熔化 培养花 粉 （1）将培养基熔化后，用玻棒蘸少许 ，涂布在载玻片上，放入垫在湿润滤纸 的培养皿中，保湿备 （2）采集丝瓜、南瓜或其他葫芦科植 物刚开放或即将要开放的成熟花朵，将 花粉洒落在涂有培养基的载玻片上，然 后将载玻片放置于垫有湿滤纸的培养皿 中，在左右的恒温箱（或室温）下培养 5-10min 培养基涂布均匀 ；花粉采集来自 成熟花朵 观察 用显微镜检查5个视野，统计萌发花粉 个数 观察仔细，统计 准确 4.操作规程和质量要求 表5-11 花粉萌发法测定花粉活力 78 工作环 节 操作规程质量要求 配制碘 一碘化 钾溶液 取碘化钾溶于5-10mL蒸馏水中， 加入碘，充分搅拌使完全溶解后 ，再加蒸馏水300mL，摇匀贮于棕 色试剂瓶中备用 称量准确；为 防止碘化钾分 解，需贮存于 棕色试剂瓶 制片与 染色 采集水稻、小麦或玉米可育和不 可育植株的成熟花药，取一花药 于载玻片，加1滴蒸馏水，用镊子 将花药捣碎，使花粉粒释放。再 加1-2滴碘一碘化钾溶液，盖上盖 玻片。 取花药、捣碎 花药时耐心操 作 观察 观察2-3张片子，每片取5个视野 ，统计花粉的染色率，以染色率 表示花粉活力的百分数 观察仔细，统 计准确 表5-12 碘碘化钾染色法测定花粉活力 79 工作环 节 操作规程质量要求 0.5%TTC 溶液配 制 称取0.5gTTC放入烧杯中，加少许95%酒 精使其溶解，然后用蒸馏水稀释至100mL ，贮于棕色试剂瓶中避光保存 若TTC溶液已发红 ，则不能再用 TTC法染 色 采集植物花粉，取少许放在载玻片上， 加1-2滴0.5%TTC溶液，盖上盖玻片，置 恒温箱中，10-15min后镜检 采集花粉时耐心操 作 镜检观察2-3张片子，每片取5个视野镜检， 凡被染红色的花粉活力强，淡红次之， 无色者为没有活力或不育花粉，统计花 粉的染色率，以染色率表示花粉活力的 百分率 观察仔细，统计准 确 表5-13 TTC法测定花粉活力 5.问题处理 （1）上述每一种方法是否适合于所有植物花 粉活力的测定？ （2）哪一种方法更能准确反映花粉的活力？ 80 植物的成熟与衰老生理 植物受精后 受精卵发育成胚 胚珠发育成种子 子房发育成果实 种子和果实的形成过程中会发生形态和生理变化 茎、叶、根等器官也存在成熟、衰老和脱落的过程，该过程 与种子和果实发育及花芽分化等过程相互影响 81 任务三 植物的成熟与衰老生理 1.种子成熟生理 种子成熟过程中，植物营养器官中的营养物质，以可溶性 的低分子化合物运到种子中，并转变为淀粉、蛋白质、脂 肪等贮藏起来，并分别贮藏在不同组织的细胞器中 种子成熟过程中还有一些其他生理变化:内源激素也发生 相应变化，从而调节着种子发育过程中的细胞分裂、生长 、扩大以及有机物的合成、运输、积累和耐脱水性形成进 入休眠等 82 83 贮藏物质名称主要贮藏组织细胞器或颗粒名称 淀粉胚乳淀粉体 蛋白质子叶、胚乳蛋白体 糖类、脂肪子叶、糊粉层圆球体 矿物质糊粉层、子叶糊粉层 表5-14 种子中贮藏物质的种类与场所 2.果实成熟生理 果实生长停止后，发生一系列生理生化 变化，包括色、香、味的形成和硬度变化，达到可食状态 ，这个过程称为果实成熟 （1）果实成熟时主要生理变化 产生乙烯，引起呼吸跃变。一般情况下，随着成熟进程 的进行，果实代谢降低，果实的呼吸速率会逐渐降低。但 有些果实生长结束成熟开始后，在呼吸降低的过程中，会 出现呼吸速率突然升高的现象，称为果实的呼吸跃变 内源激素的变化。在果实成熟过程中，除乙烯外，其他 各种内源激素也都有明显变化 84 （2）果实成熟时各种物质的变化 果实成熟时各种物质的 变化过程就是果实品质形成的过程 硬度降低。果实成熟过程中，果肉细胞中先形成的是不 溶性淀粉，后转化为可溶性糖，硬度变小；同时果肉细胞 中果胶甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶等水解酶含 量升高，也会使过肉细胞分离变软 色泽变艳。果实成熟前多为绿色，果实成熟后，由于液 泡内积累较多花色素，同时由于液泡的pH不同，呈现出 红、紫、蓝、黄色、紫红、蓝紫等颜色 口感风味变化。表现在甜味增减、酸味降低、涩感消失 、香味产生 85 3.植物的衰老指植物细胞、组织、器官以至整个植株在 功能及结构上发生不可逆的生理功能的衰退，并最终导致 死亡的过程 （1）植物衰老类型 植物因生长习性的不同而衰老的方式不同 一、二年生植物在开花结实后，整株植物衰老死亡 多年生草本植物地上部分每年死亡，而根系仍可生活多年 多年生落叶木本植物则发生季节性的叶片同步衰老脱落 多年生常绿木本植物的茎和根能生活多年，而叶片和繁殖 器官则渐次衰老脱落 86 （2）植物衰老生理变化 一是光合速率降低 二是呼吸速率下降 三是核酸含量降低 四是蛋白质显著下降 五是激素的变化 衰老时，植物细胞不仅在生理生化上发生变化，而且在 结构上也有明显衰退，如叶绿体解体、细胞膜结构破坏引起 细胞透性增加，最后导致细胞解体和死亡等 87 4.植物器官的脱落指植物细胞、组织或器官脱离母体的 现象。 （1）植物器官脱落类型 正常脱落指由于衰老或成熟引起的脱落 异常脱落指植物器官或各组成部分，未完成其生长发 育过程及担负的生理功能，中途脱落的现象 p 生理脱落指因植物自身的生理活动而引起的脱落 为，如营养生长过旺的果树，花后幼果往往大量脱落 p 胁迫脱落指因逆境条件（如高温、低温、水涝、 干旱、盐害、病虫草害等）引起的脱落 88 （2）植物器官脱落过程 形成离层之后植物器官才脱落 离层指分布在叶柄、花柄和果柄等基部一段区域经横向 分裂而成的几层细胞 禾本科、百合科的植物叶片不产生离层，其衰老死亡的叶并 不脱落。而谢花后的花瓣不形成离层也可脱落 89 90 图5-6 双子叶植物叶柄基部离区结构示意图 （3）影响脱落的外界因素 一是光照 二是温度 三是湿度 四是矿质营养 五是氧气等其他因素 此外大气污染、盐害、紫外辐射、病虫害等对脱落也都 有影响 91 光强度减弱时，脱落增加 不同光质对脱落影响不同 长日照延迟落叶 1.活动目标 研究萘乙酸、乙烯等植物激素对大叶黄杨叶柄 脱落的影响 2.活动准备 将全班按2人一组分成若干组，每组准备：大 叶黄杨、培养皿、100 mg/L 乙烯利溶液、含10 mg/L 萘 乙酸的1.5%的琼脂块、2%琼脂液 92 活动一 植物器官脱落的化学调控 大叶黄杨 3.相关知识 （1）防止脱落 花前喷施低浓度的萘乙酸、赤霉素等生长调节剂，或使用 适当浓度的助壮素、多效唑等生长延缓剂 采用乙烯合成抑制剂如AVG能有效防止果实脱落，乙烯作 用抑制剂硫代硫酸银能抑制花的脱落。 棉花结铃盛期喷施一定浓度的赤霉素溶液 增加水肥供应和适当修剪 93 （2）促进脱落 应用脱叶剂乙烯利、2，3-二氯异丁酸等促进叶片脱落 为了机械收获葡萄或柑橘等果实，需先用氟代乙酸、亚胺 环己酮等先使果实脱离母体枝条 萘乙酸或萘乙酸胺使梨、苹果等疏花疏果，以避免坐果过 多而影响果实品质 94 疏花疏果 95 工作 环节 操作规程质量要求 制作大 叶黄杨 外植体 按照枝条年龄、粗细、节位一致的原则 ，选用当年生的大叶黄杨幼嫩枝条，切 取顶芽下第一或第二节位的对生叶子。 外植体的切取方法是：切去叶片， 保留叶柄，节上下各保留约 茎段 如果秋季做实验， 在叶腋处有腋芽， 需用镊子或刀片小 心将其去掉，以免 休眠芽影响实验的 效果 制作培 养皿 准备18套培养皿，放入2%的琼脂液，冷 却后，将外植体垂直插入 外植体的大小尽量 一致 萘乙酸 的轴端 处理 把含有10 mg/L 萘乙