[农学]第七章 植物生长生理4-5节讲授.ppt

概念,第四节 植物的生长特性,一. 植物生长的周期性,1、 生长大周期,植物体在不同生育时期的生长速率表现出“慢 快 慢”的变化规律，该过程称为生长大周期。,生长曲线,玉米的,2、植物生长的温周期性,植物生长按温度的昼夜周期性发生有规律的变化，称为植物生长的温周期性，或植物生长的昼夜周期性。,3、植物生长的季节周期性,植物的生长随季节变化而呈现有规律的变化，称为植物生长的季节周期性。,二、植物生长的相关性,植物体各个器官之间的生长存在相互依赖、相互促进和相互抑制的关系，称为植物生长的相关性。,地上为地下部分提供光合产物、一些激素（IAA）和维生素(VB1)等；,地下为地上部分提供水分、矿质盐、部分氨基酸、CTK等。,统一性,根深叶茂；本固枝荣,1、地上部分与地下部分的相关性,“育秧先育根”,矛盾性,在水分、养料供应不足的情况下，常常由于物质竞争而相互制约。,“旱生根，水生苗”,植物地下部分与地上部分的相关性通常用根冠比表示：,根冠比（R/T） 地下部分重量与地上部分重量的比值。, 缺水，根冠比增加；水过多，根冠比下降。,干旱,多水, N肥供应充足，根冠比减小；N肥不足，根冠比增大。磷素充足，根冠比较大。, 白天温度低时，根冠比增大。, 光照加强，根冠比增大。,2、主茎与侧枝的相关性,植物主茎或顶芽在生长上占优势并抑制侧枝或侧芽生长的现象，称为顶端优势。,主根对侧根的生长也有抑制作用。,雪松,水杉,生产上采取去除顶端优势的方式达到增产、增收；花卉上，最典型的是千头菊，通过不停的去顶，能让一颗菊花上开出上千朵花；还有园林上的修剪整形。,修剪整齐的园林景观,3、营养生长与生殖生长的相关性,统一性： 营养生长是生殖生长的基础;生殖生长是营养生长的必然趋势和结果。,矛盾性： 营养生长能够制约生殖生长;生殖生长加速营养器官的衰老与死亡。,三、植物的极性与再生,极性：指植物体或植物体的一部分在形态学 的两端具有不同形态结构和生理生化特 性的现象。 再生：即植物体的离体部分具有恢复植物体其 他部分的能力。,1、温度,协调最适温度：稍低于生长最适温度，在该温度 下植株生长最健壮。,四、影响植物生长发育的因素,2、光照,（1）光调节植物整个生长发育，以便更好地适应外界环境。 （2）光是绿色植物光合作用所必需的。,3、水分,4、矿质营养,5、植物激素,第五节 植物的运动,植物器官在空间位置上发生有限度地移动，即植物的运动。,高等植物的运动可以分为向性运动和感性运动。,一、向性运动（tropic movement）,指外界对植物单方向刺激所引起的定向生长运动。,向性运动包括3个步骤：感受、传导、反应。 向性运动是生长引起的、不可逆的运动。,1、向光性（Phototropism）,植物随光的方向而弯曲的能力。,分为正向光性、负向光性和横向光性。,向光性是植物背光侧和向光侧生长速度不同产生的。,植物感受光的部位是茎尖、芽鞘尖端、根尖、某些叶片和生长中的茎。,太阳追踪（正向光性）,横向光性,2、向重力性（Gravitropism）,分为正向重力性、负向重力性和横向重力性。,植物在重力作用下，保持一定方向生长的特性。,3、向化性（chemotropism） 由于某些化学物质在植物周围分布不均引起的生长。,4、向水性（hydrotropism） 当土壤中水分分布不均时，根趋向于较湿的地方生长的特性。,二、感性运动,即外界对植物不定向刺激所引起的植物运动。 运动方向与外界刺激的方向无关。,生长性运动,紧张性运动，由细胞的膨压变化引起的可逆运动。,1、感夜性（Nyctinasty）,有些植物的叶片白天直立张开，夜间合拢或下垂；大豆、合欢 花白天开放，晚上闭合；蒲公英 花晚上开放，白天闭合，烟草、紫茉莉。,感夜性是由于叶片或花瓣的上下表面生长不均匀引起的生长性运动。,2、感温性（Thermonasty）,是植物对温度变化起反应的感性运动。也称为感热性。 有些植物温度升高时，花朵开放，温度降低，花瓣合拢。番红花和郁金香,3、感震性（seismonasty） 感受外界震动而引起植物运动的特性。,含羞草的感震性,触摸对含羞草叶片的效应。 当含羞草的叶片被触摸时，小 叶在12秒内便向下弯曲，这是 叶枕运动细胞中K+与Cl-大量 运动的结果，同时也导致叶枕运 动细胞膨压的改变。,食虫植物的叶片等器官对机械触动产生的捕食运动也是一种反应速度更快的感震性运动。,捕蝇草,猪笼草,三、生物钟（physiological clock）,又称生理钟。指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律。也称为近似昼夜运动（circadian rhythm）。,第六节 植物的光形态建成,植物依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，称为光形态建成(photomorphogenesis) 。,相反，暗中生长的植物表现出各种黄化特征， 如茎细长、顶端呈钩状弯曲、叶片小而呈黄白 色，这种现象称为暗形态建成（skotophotomorphogenesis ）。,光下生长的玉米 暗中生长的玉米 光下生长的大豆 暗中生长的大豆,光调节发育的简单过程： 菊花接受短日照这 光（刺激信号） 一信号后，将其传达给体 内的光受体，受体接受信号 光受体（接受信号） 后，做出应答反应，表现 为花芽分化、开花。 植物体内的其他信 使（传达信号） 植物做出应答反应,光敏色素：一种以吸收红光和远红光为主，同时对蓝光也有一定吸收的色素蛋白。,隐花色素和向光素：吸收蓝光（400-500nm）和近紫外光（330-390nm）的色素蛋白。 （蓝光/紫外光-A受体),UV-B受体：吸收紫外光B区域的光（280-320nm）的色素蛋白。,在植物体内至少存在3种光受体：,一、光敏色素的发现和分布,1952，美国，Borthwick和Hendricks以大型光谱仪将白光分离成单色光，处理莴苣种子，发现红光促进种子发芽，而远红光逆转该过程。,1. 光敏色素的发现,1959，Butler，测定黄化玉米幼苗吸收光谱，试验结果说明：对红光远红光可逆反应的光受体可能是具有两种存在形式的单一色素。 吸收红光远红光可逆转换的光受体，称之为光敏色素。,莴苣种子在黑暗、 红光和远红光下的萌发。,光敏色素分布在植物各个器官中，但含量极低，多集中在细胞的膜表面，在黄化幼苗中光敏素含量较高（10-710-6mol/L），比绿色幼苗高20100倍。通常，蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏色素。,2. 光敏色素的分布,光敏素是由两个亚基组成的二聚体，每个亚基由两部分组成，两者合称为全蛋白质 ：,吸收光的色素分子（生色团）,脱辅基蛋白多肽链,二、光敏素的结构和光化学转换,1、结构,红光（650-680nm）,远红光（710-740nm）,红光吸收型， Pr,Pfr,生理失活型,生理激活型,2.光敏素的存在形式及光化学转换,远红光吸收型，Pfr,Pr,（蓝色）,（蓝绿色）,光敏色素的吸收光谱,在活体中，这两种类型的光敏色素是平衡的。这种 平衡决定于光源的光波成分。,总光敏色素 PtotPrPfr,=Pfr/Ptot,在一定波长下，具生理活性的Pfr浓度和Ptot浓度的比值就是光稳定平衡，用表示，即,值为0.010.05时即可引起植物体显著的生理变化。,三、光敏色素的生理作用,光敏素诱导的反应,快速的生化反应,缓慢的形态变化,四、 蓝光和紫外光反应,2. UV-B:280320nm,部分UV-A和UV-B到达地面,蓝光（B）：400500nm 紫外光（UV）： 1. UV-A:320400nm,3. UV-C：200280nm：被臭氧吸收，不能到 达地面；,1. 蓝光反应,蓝光反应的有效波长是蓝光和近紫外光 （300nm