植物的生长生理下.ppt

一、物理因子 1、温度 生长过程是需能的过程，也是一系列酶促反应的综合表现，一般0以上开始生长。植物生长的温度反应有三基点。20-30为最适。,生命的最低点在生长的最低点之下，生命的最高点在生长的最高点之上。植物的健壮生长又在生长的最适温度稍下。这叫协调最适温度。,温周期现象：指植物对昼夜温度周期性变化的反应。 昼夜温差大，对生长有利(如青海小麦)，高温容易引起块根、块茎退化。, 夜温低、呼吸弱、消耗少，有利生长。 有利根形成细胞分裂素 ，促进地上部生长。 提高根冠比，有利根生长。,2、光照 光对植物生长影响分间接和直接影响。 (1)间接影响：光通过影响光合速率，从而影响有机 物供应起作用。,(2)直接影响 光影响植物形态建成。主要表现为光抑制茎伸长生长，使植株矮化，其中又以紫外光的抑制作用最大。 光的形态建成作用 指光调节植物生长、 分化与发育的过程。,紫外光(UV)对生长有抑制作用,太阳光中的紫外光经过大气层时 UV-A(320390nm) 不被臭氧层吸收 UV-B(280320nm) UV-B被臭氧层部分吸收， UV-C(小于280nm) UV-C被臭氧层臭氧层全部吸收。,对植物生长影响较大的是UV-B,UV-B对植物的伤害： (1)能使核酸分子结构破坏，多种蛋白质变性，IAA氧化，细胞的分裂与伸长受阻，从而使植株矮化、叶面积减少； (2)UV-B还能降低叶绿素和类胡萝卜素的合成，破坏叶绿体的结构，钝化Rubisco和PEPC等光合酶的活性使光合速率下降，从而使植物生长量减少。 高山上空气稀薄，短波长的光易透过，日光中紫外线特别丰富，因而高山植物长得相对矮小。 植物在受到紫外光照射后，会增加抗UV色素如黄酮、黄酮醇、肉桂酰酯及肉桂酰花青苷等的合成，这些抗UV色素分布于叶的上表皮，能吸收UV-B而使植株免受伤害，这也是植物的一种保护反应。, 影响种子的萌发。需光种子的萌发受光照的促进，在则需暗种子的萌发则受光抑制。 黄化苗的转绿。植物在黑暗中生长呈黄化，表现出茎叶淡黄、茎杆细长、叶小而不伸展等状态。 黄化现象在黑暗中植物茎细长而柔弱，组织分化程度 低，机械组织不发达，水分多而干物质少， 茎顶呈钩状弯曲，叶小不开展，缺乏叶绿素 而呈黄白色，根系发育不良等现象。 控制植物形态。 日照时数影响植物生长与休眠。 与植物的运动有关。,3.机械刺激 机械刺激影响植物生长发育的现象叫接触形态建成作用。 机械刺激能使产生动作电波，引发各种生理生化反应，而使植株矮化和生长健壮。,4.重力 重力除诱导植物根的向重性和茎的负向重性生长外，还影响植物叶的大小、枝条上下侧的生长量以及瓜果的形状。例如悬挂在空中的丝瓜因受重力影响要比平躺在地面的长得长、细、直。,(二)化学因子 包括各种化学物质，如水分、大气、矿质、生长调节物质等。 1.水分：水分充足的条件下植物正常生长，当缺水时，细胞扩大先受影响，还会影响呼吸作用、光合作用等 。,2.大气：大气成分中对植物生长影响最大的是氧、CO2和水气。还有人类的活动，产生了许多大气污染物质，如SO2、HF等而影响植物的正常生长。,3.矿质：土壤中含有植物生长必需的矿质元素。另外，土壤中还存在许多有益元素和有毒元素。有益元素促进植物生长，有毒元素则抑制植物生长 4.植物生长调节物质 对植物的生长有显著的调节作用。如GA能显著促进茎的生长，因而在杂交水稻制种中，在抽穗前喷施GA3能促进父母亲本穗颈节的伸长，便于亲本间 传粉，提高制种产量。,(三) 生物因子 寄生物(可以是动物、植物和微生物)有时能杀伤杀死或抑制寄主植物的生长。 生物体也可通过改变生态环境来影响另一生物体。这表现在两个方面：一是相互竞争 ，对环境生长因素，如对光、肥、水的竞争；高杆植物对短杆植物生长的影响；杂草的滋生蔓延等。另一是相生相克 ,即通过分泌化学物质来促进或抑制周围植物的生长。相生相克也称它感作用。引起它感作用的化学物质称为它感化合物。,化感作用,第七节 光形态建成与光受体,光以能量的方式影响植物的生长发育光合作用； 光以信号的方式影响植物的生长发育光形态建成。 由光调节植物生长、分化与发育的过程称为植物的光形态建成(photomorphogenesis),或称光控发育作用。光形态建成是低能反应，所需能量比光补偿点低10个数量级。,光化学定律认为，光要引起一定的作用，首先必须被吸收。植物中除含有大量的叶绿素、类胡萝卜素和花青素外，还含有一些微量色素，已知的有： 光敏色素(phytochrome，Phy) 隐花色素(cryptochrome) 紫外光-B受体(UV-B receptor) 能接受光质、光强、光照时间、光照方向等信号的变化，进而影响植物的光形态建成的微量色素被称为光敏受体。,一.光敏色素,光敏色素 是一种具有红光和远红光逆转效应，参与光形态建成等生理过程的色素蛋白。光敏色素的发现是20世纪植物科学中的一大成就。,1935-1937 在研究光质对莴苣种子萌发的影响时发现，有些光质的光促进萌发，而有些光质的光抑制萌发。促进莴苣种子萌发最有效的光是在红光区域(600-700nm)，而抑制莴苣种子萌发的光是在远红光区域(720-760nm)。,1. 分布 除真菌以外的低等和高等植物中,与膜系统结合,分布在脂膜、线粒体、叶绿体和内质网上。蛋白质丰富的分生组织含量高，黄化苗比绿苗含量高。 2. 光敏色素的性质 光敏色素是一种易溶于水的色素蛋白，由蛋白质和生色团组成。生色团是一个开链的四个比咯环。生色团有两种形态，可相互转化。生色团具有独特的吸光特性。,吸收红光(R)的Pr型(最大吸收峰在红光区的660nm)，生理 钝化型(分散在细胞质中)。在黄化苗中仅存在Pr型，照射 白光或红光后Pr型转化Pfr型。 吸收远红光(FR)的Pfr型(最大吸收峰在远红光区的730nm)， 生理活化型(与膜结合)。照射远红光后Pfr型转化为Pr型。 黄化幼苗中含量高(比绿色幼苗高20-100倍)，分生组织最多。,已知有200多个反应受光敏色素调节 种子萌发 光周期 花诱导 叶脱落 性别表现 小叶运动 节间伸长 膜透性 弯钩张开 花色素形成 向光敏感性 块茎形成 偏上性生长 节律现象等,3、光敏色素的生理作用,1) 膜假说解释快反应 光敏色素与膜结合，从而改变膜的透性。当发生光转换时，跨膜的离子流动和膜上酶的分布都会发生改变，影响代谢，经过一系列的生理生化变化，最终表现出形态建成的改变。,4、光敏色素的作用机理,接受红光后，Pfr型经过一系列过程，将信号转移到基因，活化或抑制某些特定基因，形成特定的mRNA，翻译成特定的蛋白质。 光敏色素调节基因的表达发生在转录水平。,2)基因调节假说解释慢反应,发现有60多种酶或蛋白质受光敏色素调节. 1) 与光合有关的酶: RuBPCO、 PEPC、捕光 叶绿素结合蛋白等 2)与核酸、蛋白质代谢有关的酶：核糖核酸 酶、氨基酸活酶等 3)与中间代谢和CaM调节的靶酶有关： 如NAD激酶、POD、NR、PGAld脱氢酶、脂 肪氧化酶等 4) 与次生物质代谢有关的酶: 如 PAL . 5) 红光活化的Phy对基因表达的调控,是利 用第二信使物质传递光信息。如G-蛋白,一、向性运动,向性运动：指植物的某些器官由于受到外界环境的单向刺激而产生的运动 。 向性运动是生长性运动,感受（感受感受外界刺激） 传导（将感受到的信息传导到向性发生的细胞） 反应（接受信息后，弯曲生长）,向性运动包括三个步骤：,（一）向光性,（二）向重力性,（三）向化性,向光性：指植物随光的方向而弯曲的能力。 正向光性：地上部分 负向光性：某些根 横向光性：器官生长与光垂直 对向光性反应最有效的光是短波光，红光无效。,（一）向光性,1、生长素分布不均匀 植物的向光弯曲与生长素在向光面与背光面的不均匀分布有关。其原因是单侧光引起器官尖端不同部分产生电势差，向光的一侧带负电荷，背光的一侧带正电荷，吸引IAA-向背光侧移动，导致背光侧的IAA多，生长快，植物向光弯曲。 2、抑制物质分布不均匀,植物产生向光性反应的原因：,（二）向重力性,向重力性：指植物在重力的影响下， 保持一定方向生长的特性 正向重力性：根顺着重力方向向下生长 负向重力性：茎背离重力方向向上生长 横向重力性：地下茎水平方向生长,1、平衡石的作用 认为在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重较大的淀粉体分布，受重力影响而沉积在细胞底部，起平衡石的作用。它总是移向与重力方向垂直的一边，对细胞质膜产生一种压力，这种压力就是被细胞感受的一种刺激，细胞感知后引起不均衡生长。,植物产生向重力性的原因：,2、IAA、Ca2+的作用： 根横放时，平衡石下沉在细胞