广州城市职业学院

1、广州城市职业学院 植物生理学1第八章第八章 植物的生长生理植物的生长生理教学目的与要求：掌握各种生长现象及教学目的与要求：掌握各种生长现象及其机理。其机理。教学重点：各种生长现象。教学重点：各种生长现象。教学难点：各种生长现象的机理。教学难点：各种生长现象的机理。课时分配：理论教学课时分配：理论教学5学时，实验教学学时，实验教学3学时。学时。教学内容：教学内容：广州城市职业学院 植物生理学2第八章第八章 植物生长生理植物生长生理第四节第四节 种子的萌发种子的萌发第三节第三节植物的组织培养植物的组织培养第二节第二节细胞的生长和分化的控制细胞的生长和分化的控制第一节第一节生长、分化和发育的概念生长

2、、分化和发育的概念第七节第七节环境因素对生长的影响环境因素对生长的影响第八节第八节 植物的运动植物的运动第五节第五节 植株的生长植株的生长第六节第六节植物生长的相关性植物生长的相关性广州城市职业学院 植物生理学3第八章第八章 植物的生长生理植物的生长生理第一节第一节:生长、分化和发育的概念生长、分化和发育的概念1.生命周期：生物体从发生到死亡所经历的过程生命周期：生物体从发生到死亡所经历的过程2.形态发生：个体及其器官的形态结构的形成过形态发生：个体及其器官的形态结构的形成过程。程。3.生长：细胞、组织、器官的数目、体积或干重生长：细胞、组织、器官的数目、体积或干重的的不可逆的增加过程。的的不

3、可逆的增加过程。4.分化：差异化的过程分化：差异化的过程5.发育：生物的组织、器官或整体在形态结构和发育：生物的组织、器官或整体在形态结构和功能上的有序变化过程。功能上的有序变化过程。6.生长、分化和发育的相互关系生长、分化和发育的相互关系广州城市职业学院 植物生理学4第二节第二节:细胞的生长和分化的控制细胞的生长和分化的控制一、细胞生长的控制一、细胞生长的控制1.细胞的生长方向受微纤丝取向的影响细胞的生长方向受微纤丝取向的影响2.微纤丝的取向由微管控制微纤丝的取向由微管控制二、细胞分化的控制因素二、细胞分化的控制因素1.极性是细胞分化的前提极性是细胞分化的前提2.细胞分化受环境条件诱导细胞分

4、化受环境条件诱导3.植物激素在细胞分化中的作用植物激素在细胞分化中的作用广州城市职业学院 植物生理学5第三节第三节 植物的组织培养植物的组织培养一、组织培养的概述一、组织培养的概述二、组织培养的发展历二、组织培养的发展历史史三、组织培养的应用三、组织培养的应用四、组织培养的基本方法四、组织培养的基本方法广州城市职业学院 植物生理学6一、组织培养的概述：一、组织培养的概述：组织培养的概念组织培养的概念组织培养的理论依据组织培养的理论依据组织培养的类型组织培养的类型广州城市职业学院 植物生理学7分离植物体的一部分（根、茎、分离植物体的一部分（根、茎、叶、花、果实等），利用植物体叶、花、果实等），利

5、用植物体细胞的再生能力，在适宜的人工细胞的再生能力，在适宜的人工培养基和无菌条件下，使其逐步培养基和无菌条件下，使其逐步分化出不定芽和不定根，形成小分化出不定芽和不定根，形成小植株的方法。植株的方法。（一）组织培养的概：（一）组织培养的概：原义原义 愈伤组织培养。愈伤组织培养。 广义广义 植物离体器官、组织、细胞植物离体器官、组织、细胞和原生质体的无菌培养和原生质体的无菌培养 。生产生产上上 广州城市职业学院 植物生理学8（二）组织培养的理论依据：（二）组织培养的理论依据： 细胞全能性细胞全能性 器官形成受激素控制器官形成受激素控制1、细胞全能性：、细胞全能性：（1）含义：）含义： 植物体内任

6、何具有植物体内任何具有完整细胞核完整细胞核的细的细胞，都拥有一套能发育成完整植株的全部胞，都拥有一套能发育成完整植株的全部遗传信息，在离体培养的合适条件下，这遗传信息，在离体培养的合适条件下，这些信息得以表达，最终产生出完整的植株。些信息得以表达，最终产生出完整的植株。广州城市职业学院 植物生理学9（2）实现的条件：）实现的条件：A、离体离体B、提供生长所需的要素提供生长所需的要素图示如下：图示如下：植物体的组植物体的组织或器官织或器官 分离分离离体培养离体培养愈伤组织愈伤组织 生长点生长点条件条件条件条件幼茎、幼根幼茎、幼根完整植株完整植株光、温、光、温、PH、营养物质、激素等。营养物质、激

7、素等。（脱分化）（脱分化）条件条件 （再分化）（再分化）生长生长条件条件生长生长C、无菌培养无菌培养广州城市职业学院 植物生理学102、器官形成受激素控制：、器官形成受激素控制： 4050年代研究发现年代研究发现 v广泛应用的广泛应用的细胞分裂素细胞分裂素（ 2ip 、 ZT 、 KT 、 6-BA等等） 植物生长调节物质包括了生长素、细胞分裂素、植物生长调节物质包括了生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯等多种。赤霉素、脱落酸、乙烯等多种。 促细胞分裂、组织分化，延迟组织衰老，增促细胞分裂、组织分化，延迟组织衰老，增强蛋白质合成，促进侧芽生长。强蛋白质合成，促进侧芽生长。 在组织培养中植物

8、生长调节物质（激素）的在组织培养中植物生长调节物质（激素）的量虽极少，但对愈伤组织诱导、器官分化、植株量虽极少，但对愈伤组织诱导、器官分化、植株再生起重要作用。再生起重要作用。广州城市职业学院 植物生理学11v 实际生产中，细胞分裂素与生长素用量实际生产中，细胞分裂素与生长素用量比值的不同，比值的不同， 会产生不同的培养效果。会产生不同的培养效果。比值高比值高成芽；成芽；比值低比值低成根；成根；浓度相当浓度相当成愈伤组织成愈伤组织生长素生长素 （2,4-D、NAA、IAA、IBA等）等）促生长，形成愈伤组织，产生体细胞胚，促生长，形成愈伤组织，产生体细胞胚， 生根。生根。 低浓度的低浓度的2,

9、4-D有利于愈伤组织的分化有利于愈伤组织的分化和生长，但却妨碍愈伤组织进一步形成芽。和生长，但却妨碍愈伤组织进一步形成芽。广州城市职业学院 植物生理学12（三（三）组织培养的类型：组织培养的类型：a、 振荡培养振荡培养b、旋转培养旋转培养c、 静止培养静止培养d、 纸桥培养纸桥培养（兰花培养）（兰花培养）1、按培养方式分、按培养方式分A、固体培养固体培养B、液体培养液体培养（常用）（常用） （固化剂）（固化剂）广州城市职业学院 植物生理学132、按植物材料的来源及特性分、按植物材料的来源及特性分A、植物培养植物培养外植体是具备完整植株形态的材料。外植体是具备完整植株形态的材料。 B、胚培养胚培

10、养成熟或未成熟的胚的离体培。成熟或未成熟的胚的离体培。C、器官培养器官培养外植体是植物的外植体是植物的根、茎、叶、花、根、茎、叶、花、果果等（目前生产上最常用）。等（目前生产上最常用）。广州城市职业学院 植物生理学14D、组织培养组织培养外植体是分离出的植物各部位的外植体是分离出的植物各部位的组织组织或已诱导的愈伤组织。或已诱导的愈伤组织。植物离体部分通过培养植物离体部分通过培养脱分化脱分化后后生成的一团薄壁细胞的培养。生成的一团薄壁细胞的培养。 F、细胞培养细胞培养从组织中分离出单个细胞的从组织中分离出单个细胞的液体培养。液体培养。 E、愈伤组织培养愈伤组织培养广州城市职业学院 植物生理学1

11、5G、原生质体培养原生质体培养用去除了细胞壁的原生质体作为用去除了细胞壁的原生质体作为外植体的离体无菌培养。外植体的离体无菌培养。 H、花药和花粉培养花药和花粉培养花药培养花药培养将花药直接接种到人工将花药直接接种到人工 培养基上进行培养基上进行 的培养。的培养。花粉培养花粉培养将花粉从花药中游离出来，再将花粉从花药中游离出来，再进行的离体培养。进行的离体培养。广州城市职业学院 植物生理学16二、组织培养的发展历史：二、组织培养的发展历史：19021929年年 植物组织培养的假说和探索阶段植物组织培养的假说和探索阶段 1902年，哈布兰特（德国植物学家）年，哈布兰特（德国植物学家）提出提出“细

12、胞全能性细胞全能性”概念；概念； 1928年，温特发现生长素的作用。年，温特发现生长素的作用。开始进行一些植物材料的离体培养。开始进行一些植物材料的离体培养。广州城市职业学院 植物生理学1719301939年年 植物组织培养方法和定义的建立阶段植物组织培养方法和定义的建立阶段 1934年，怀特（年，怀特（White）建立了番茄根尖的无性建立了番茄根尖的无性繁殖系繁殖系 ； 1937年，他又发现年，他又发现B族维生素的作用，进行了烟草族维生素的作用，进行了烟草杂种培养，阐明杂种培养，阐明“全能性学说全能性学说”；同期，法国的植物生理学家（同期，法国的植物生理学家（Gautheret）进行树进行树

13、木形成层组织培养，产生愈伤组织以及我国的李继木形成层组织培养，产生愈伤组织以及我国的李继侗、罗宗洛、罗士韦等，发现了一些植物组织的提侗、罗宗洛、罗士韦等，发现了一些植物组织的提取液可在组培中应用（幼桑叶、银杏胚乳、椰子汁、取液可在组培中应用（幼桑叶、银杏胚乳、椰子汁、香蕉、马铃薯等等）香蕉、马铃薯等等）广州城市职业学院 植物生理学1819401959年年 植物细胞全能性的证实阶段植物细胞全能性的证实阶段 1941年，年，Ovebeek，曼陀罗心形期胚离体培养曼陀罗心形期胚离体培养成功成功； 1946年，罗士韦，兔丝子茎尖培养形成花年，罗士韦，兔丝子茎尖培养形成花；1948年，年，Skoog发现

14、发现腺嘌呤腺嘌呤/生长素决定器官的生长素决定器官的分化；分化； 1958年，年，Steward，进行胡萝卜细胞悬浮培养，进行胡萝卜细胞悬浮培养，产生胚状体并形成完整植株，从而证实产生胚状体并形成完整植株，从而证实“细胞细胞全能性全能性”。广州城市职业学院 植物生理学191960年以后年以后 迅速发展阶段迅速发展阶段理论、实践、技术、方法不断发展、完善；理论、实践、技术、方法不断发展、完善；国际国际上成立了植物组织培养协会上成立了植物组织培养协会；建立了完整实验程序和建立了完整实验程序和改进改进了了培养基培养基 ；并在并在学学校开设了相应的课程校开设了相应的课程 ；在生物学各学科以及在生物学各学

15、科以及生物工程生物工程中得到广泛应用；中得到广泛应用； 生产上快速繁殖出大量优良苗木，对农业、林生产上快速繁殖出大量优良苗木，对农业、林业、药业、花卉业创造出更高的效益起了很大业、药业、花卉业创造出更高的效益起了很大的推动作用。的推动作用。 广州城市职业学院 植物生理学20三、组织培养的应用：三、组织培养的应用：（一）优缺点：（一）优缺点：1、优点：、优点：保存种性保存种性省材料、省劳力、省时间、省土地省材料、省劳力、省时间、省土地2、缺点：、缺点： 初期投入较大，运转周期开始时相对较长。初期投入较大，运转周期开始时相对较长。 产生一定程度的变异产生一定程度的变异 。广州城市职业学院 植物生理

16、学21（二（二）应用：应用：1、建立无性快繁体系建立无性快繁体系（1）常规的无性繁殖法难以成功的品种或是市场）常规的无性繁殖法难以成功的品种或是市场 上上流行的品种，通过组培，可在短期内获得大量流行的品种，通过组培，可在短期内获得大量的营养苗；的营养苗；（2）一些珍稀濒危植物、名优特新品种，通过组培，）一些珍稀濒危植物、名优特新品种，通过组培，也可在短期内获得一定数量的植株。也可在短期内获得一定数量的植株。 2、脱病毒脱病毒（1）植株一但感染了病毒，通过传统的无性繁殖，植株一但感染了病毒，通过传统的无性繁殖，病毒会逐代积累、加重，而使品种退化，严病毒会逐代积累、加重，而使品种退化，严重影响其观

17、赏或食用；重影响其观赏或食用；（2 2）用茎尖组培的方法，可得到无病毒（或已除）用茎尖组培的方法，可得到无病毒（或已除去有害病毒）的幼苗，可进一步增殖生产出去有害病毒）的幼苗，可进一步增殖生产出大批量的健康苗木。大批量的健康苗木。 广州城市职业学院 植物生理学22 3、种质保存种质保存4、育种育种5、次生产物工厂化生产次生产物工厂化生产（1）大量）大量保存愈伤组织胚状体、茎尖、植物芽等组织；保存愈伤组织胚状体、茎尖、植物芽等组织；（2 2）繁殖系数较高，可免受病虫害及外界的不良影响。）繁殖系数较高，可免受病虫害及外界的不良影响。 单倍体育种单倍体育种 、细胞染色体变化和基因突变细胞染色体变化和

18、基因突变 、体细胞杂交和植物基因工程。体细胞杂交和植物基因工程。 （1）各种药用成分、天然色素、甜味素、天然香料各种药用成分、天然色素、甜味素、天然香料 ；（2）植物细胞生长速度快于整体植物，可在短时间内植物细胞生长速度快于整体植物，可在短时间内获得大量培养产物，并可获得大量培养产物，并可常年生产常年生产 ；（3）通过人为的控制和调节，可选择高含量的细胞株，通过人为的控制和调节，可选择高含量的细胞株，提高有用物质的产量。提高有用物质的产量。 广州城市职业学院 植物生理学23二、二、 植物的组织培养的基本方法植物的组织培养的基本方法（一）材料准备（一）材料准备（二）培养基制备（二）培养基制备1.

19、培养基成分培养基成分（1）水水（2）无机营养）无机营养（3）有机营养）有机营养（4）天然附加物）天然附加物（5）植物生长物质）植物生长物质广州城市职业学院 植物生理学242.培养方式：培养方式：液体培养、固体培养液体培养、固体培养（三）接种与培养（三）接种与培养1.接种接种2.愈伤组织的诱导愈伤组织的诱导3.器官形成或体细胞胚发生器官形成或体细胞胚发生（四）小苗移栽（四）小苗移栽广州城市职业学院 植物生理学25第四节第四节 种子的萌发种子的萌发一、种子萌发的特点与调节一、种子萌发的特点与调节（一）萌发过程与特点（一）萌发过程与特点 1.吸胀吸水阶段吸胀吸水阶段 2.缓慢吸水阶段缓慢吸水阶段 3

20、.生长吸水阶段生长吸水阶段（二）萌发的调节（二）萌发的调节 内源激素的变化对种子萌发起着重要的内源激素的变化对种子萌发起着重要的调节作用调节作用 广州城市职业学院 植物生理学26二、影响种子萌发的外界调节二、影响种子萌发的外界调节（一）水分（一）水分（二）温度（二）温度（三）氧气（三）氧气（四）光照（四）光照广州城市职业学院 植物生理学27第五节第五节 植株的生长植株的生长一、生长速率一、生长速率1.绝对生长速率绝对生长速率2.相对生长速率相对生长速率3.生长分析生长分析二、生长大周期二、生长大周期1.生长大周期生长大周期2.生长的三个周期：指数期、线性期、生长的三个周期：指数期、线性期、衰减

21、期衰减期广州城市职业学院 植物生理学28三、植物生长的周期性三、植物生长的周期性（一）生长的昼夜周期性（一）生长的昼夜周期性温周期现象：植物或器官的生长速率随昼夜温周期现象：植物或器官的生长速率随昼夜变化而发生有规律的变化的现象。变化而发生有规律的变化的现象。（二）生长的季节周期性（二）生长的季节周期性植物的生长都会随着季节的变化而呈一定的植物的生长都会随着季节的变化而呈一定的周期性周期性（三）近似昼夜节奏（三）近似昼夜节奏1.生物种的概念：周期在生物种的概念：周期在2028h，接近接近24h2.生物中的特性生物中的特性广州城市职业学院 植物生理学29第六节：植物生长的相关性第六节：植物生长的

22、相关性一、地上部分与地下部分的相关性一、地上部分与地下部分的相关性（一）地上部分与地下部分的关系（一）地上部分与地下部分的关系（二）根冠比及其影响（二）根冠比及其影响1.根冠比的概念根冠比的概念2.影响根冠比的因素影响根冠比的因素（1）土壤水分）土壤水分（2）光照）光照（3）矿质营养）矿质营养（4）温度）温度（5）修剪与整枝）修剪与整枝（6）中耕与移栽）中耕与移栽（7）生长调节剂）生长调节剂广州城市职业学院 植物生理学30二、主茎与侧枝的关系二、主茎与侧枝的关系（一）顶端优势：顶芽对侧芽的抑制（一）顶端优势：顶芽对侧芽的抑制（二）产生顶端优势的原因（二）产生顶端优势的原因1.营养假设营养假设2.激素抑制假设激素抑制假设3.营养转移假设营养转移假设4.细胞分裂素在顶端优势中的作用细胞分裂素在顶端优势中的作用5.原发优势假设原发优势假设广州城市职业学院 植物生理学31三、营养生长与生殖生长的相关三、营养生长与生殖生长的相关（一）营养生长与生殖生长（一）营养生长与生殖生长（二）营养生长与生殖生长的关系（二）营养生长与生殖生长的关系1.依赖关系依赖关系2.对立关系对立关系广州城市职业学院 植物生理学32营养生长与生殖生长的的依赖关系营养生长与生殖生长的的依赖关系绣球花营养生长充分，花发育饱满、健壮广州城市职业学院 植物生