植物生理学 生长.ppt

第六章植物的生长 生长发育 生长 量变过程 发育 质变过程 生长 细胞 组织 器官或植物整体在发育过程中所发生的不可逆体积变化 如根伸长 叶扩展 果实增加 分化 是指遗传上同质的细胞转变为形态 机能和化学构成上各不相同的异质细胞的过程 是质变 发育 伴随生长的量变和分化的质变 植物在结构和功能上从简单到复杂的有序变化 表现为形态建成的过程如根 茎 叶 花 果实的形成 生长可用各种量的参数来度量 如重量 表面积 高度 细胞数量 有机物的含量等 第一节植物的生长 一 生长的基本规律 生长大周期植物细胞 组织 器官或整体生长呈现慢 快 慢的变化历程 生长曲线呈S形 所有的植物及部位及物质的增长均符合这个规律 是 固有规律 二 生长的过程1 高生长a基于顶端分生组织的分裂和延长 顶端的分生组织细胞分裂的次数越多 分裂速度越快 茎伸长就越快 b茎伸长受到激素的调控 1 内源生长素 IAA 生长快的嫩梢IAA多 生长慢的嫩梢含量低 IAA 茎伸长 GAS IAA存在 茎伸长 eg 茎尖 IAA 正在延长的节间 促使生长 2 GAS在有IAA存在时 可促进细胞增大 IAA 细胞壁松弛 细胞吸水 GAS 蛋白质酶的合成 色氨酸的合成 淀粉酶活性 提供生长所需的物质 3 CTK 细胞分裂 但过多 促进侧芽生长 削弱顶端生长 4 ABA 抑制生长 c树木高生长的变化规律 S形 2 直径生长a来源于形成层细胞的分裂和分化 木质部组织 分化 木质部母细胞内 形成层 外韧皮部母细胞 分化 韧皮组织 b形成层细胞的分裂 分化受激素的调控杨树 CTKS GA3 IAA 控制形成层区的分化 IAA GA3大 有利于木质部分化 小 有利于韧皮部分化 c直径生长的周期性树木的年轮 春材 快 疏松 秋材 慢 紧密 直径生长依然是S形的 三 生长的相关性相关性 植物体各部分之间相互协调和相互制约的现象 1 主茎与侧枝 主根与侧根的关系顶端优势 生长素的极性运输是重要原因 GA IAA具有增效作用 CTK可以促进侧芽的生长 顶端控制 由于领导枝的存在 侧枝不能直立生长的现象 主要激素控制 IAA 果树修剪中常用去顶 分枝多 主根对侧根的生长有抑制作用 生长的根尖端抑制尖端附近的侧根的生长 苗圃地经常采用移植的办法 除去伸到肥水少的深层的主根 刺激侧根生长 2 营养生长与生殖生长的关系相互依赖 又相互对立 3 地上部与地下部的关系根冠比 描述根与地上部的生长状况 土壤干旱 N少 光强 根 冠大 营养关系 地上部供给地下部有机物质及维生素 地下部供给地上部大量的水分和矿质营养 信息传递 上运的化学信号 如ABA和CTK 下运的化学信号 如IAA 四 影响生长的环境因子 1 温度三个基点 生长温度的最高点 最适点和最低点 生长最适温度 生长最快的温度 协调最适温度 略低于生长最适温度 植物生长比较健壮由于植物最适温度的差别 常常就决定了它们各自分布的南北界限 如南方的杉木不过淮水 樟树不跨长江 在引种时必须考虑这个生物学特性 生长温周期现象 日温较高夜温较低的周期性变化叫温周期 植物对温周期的反应称为温周期效应 昼夜温差大 有利生长 原因 晚间低温 降低呼吸 促进CTK的合成 有利于生长和有机物的积累 2 光间接影响 光合作用 生长的物质基础直接影响 植物的形态建成 光 正常形态 绿色 生长过程本身并不直接需要光 只要有足够的营养 暗中也能生长 但形态不正常 黄化幼苗 光质 波长 的影响 红光 黄化幼苗叶伸长 抑制茎的过度伸长 形态正常光受体 光敏素 蓝紫光 抑制生长 阻止黄化 紫外光 明显的抑制作用 高山植物矮小 是紫外线太多 光强的影响 高光强对高生长有抑制 eg孤立木较矮小 根茎比提高 3 水分植物缺水 呼吸增强 蒸腾和光合降低 生长减慢或停止 影响了细胞的分裂和延长 正常的生长 原生质必须处于水分饱和状态 第二节植物的运动植物的运动 movement 植物体的器官在空间可以产生位置移动 运动种类依观察角度分为 原生质体水平 原生质的流动 收缩 细胞核 叶绿体及其它细胞器的自行位置转移等 细胞水平 如原生植物粘菌的单个细胞的蠕动 纤毛与鞭毛的运动 蓝绿藻的滑动 高等植物的生殖器官配子 孢子的运动等 器官水平 根 茎 胚芽鞘等的生长运动 豆科植物的叶枕和叶片气孔的膨压运动等 按其与外界刺激的关系分为 感性运动 nasticmovement 运动方向与刺激方向无关 如叶片上气孔的昼开夜闭运动 睡莲花朵昼开夜合运动等 向性运动 tropicmovement 朝刺激来源的方向转动 但整体不离原处 外界因素的单方向刺激所引起的定向生长运动 如胚芽鞘的向光性和根的向地性等 趋性运动 朝刺激来源方向游动 如银杏与苏铁的雄配子向化性运动 叶绿体的趋光运动等 按引起运动的动力或机理分为 生长运动 由生长引起的运动 如根尖 茎尖的回旋转头运动 向光性 向地性运动 及一些花的感夜开放等 膨压运动 由细胞膨压的变化而导致的运动 如含羞草受刺激后的合拢 合欢傍晚的小叶合拢等 植物从接受刺激到进行运动包括三个基本步骤 1 刺激的感受 perception 受体 2 刺激的传递或转移 transduction 信号 3 运动反应 motorresponse 效应器 1 向光性 phototropism 向光性的作用光谱主要有两个峰区 420 480nm 可见光区 和340 380nm 近紫外光区 光受体 可能是核黄素 向光素 光刺激的转换 信号 生长调节物质 单向光 IAA侧向移动至背光侧或照光侧抑制物增加 植物不均匀生长 向光运动 弯曲生长 2 向重力性 gravitropism 或向地性植物可以感受重力 向一定方向生长的特性 根总是向下生长 正向地性 茎总是向上长 负向地性 重力刺激的转换 平衡石感受重力 牵动质膜或使质膜受压 影响细胞的电势 激素不均匀分布 生长素 两侧生长速率的不同 造成向下或向上弯曲 重力刺激的感受体 植物细胞是通过平衡石 statolith 高比重的淀粉体存在于植物的根冠 胚芽鞘的尖端和茎的内皮层 即淀粉鞘 中 IAA在根部下侧面的超最适浓度积累是主要的抑