第十章植物生长生理

1、植物生长生理第十章 植物生长生理第一节 种子的萌发第二节 细胞的生长第三节 程序性细胞死亡第四节 植物的生长第五节 植物的运动第一节 种子的萌发 种子萌发的条件 萌发的步骤吸水生化转化露白一,影响种子萌发的外界条件水分吸水临界值 必要条件氧气重要条件 空气含氧量10% 有氧呼吸 无氧呼吸温度最低,高,适温度 原产地 播种期 三个条件对萌发都重要.光喜暗种子 黄瓜,番茄,曼陀罗只在光下萌发 鬼针草,毛地黄有无光都可以在短暂的光照下萌发 喜光种子 莴苣二,种子的寿命与贮藏1,种子的寿命:完全成熟到丧失生活力的时间贮藏 安全水种子贮藏方法2,鉴别种子生活力的原理与方法利用组织还原力TTC TTF 胚

2、利用原生质的着色能力原生质膜 染料利用细胞中的荧光物质三,种子萌发的生理生化变化种子的吸水急剧的吸水 吸水的停止 胚根长出苍耳种子鲜重增加萌发休非休休非萌发时间呼吸作用的变化和酶的形成,种子的细胞壁,内容物的衬质势造成的吸水,吸水暂停 呼吸产生CO2O2的消耗 无氧呼吸,胚根出现,鲜重增加CO2O2 有氧呼吸在中已经有酶 的出现 酶的来源:新形成的,束缚态释放的有机物的转变淀粉种子 油料种子 豆类种子淀粉的转变淀粉-淀粉酶 蓝糊精 红糊精 消色糊精 麦芽糖 葡萄糖蔗糖 葡萄糖+果糖脂肪的转化脂肪 脂肪酸+甘油脂肪酸 乙酰COA 乙醛酸循环 蔗糖甘油 磷酸甘油 磷酸二羟丙酮蛋白质,核酸的转化植物

3、的激素 5.能量的变化麦芽糖酶转化酶糖酵解反应葡萄糖,蔗糖脂肪酶氧化第二节 细胞的生长植物细胞的生长:分裂期,延长期,分化成熟期细胞的生长 细胞周期一,细胞分裂的生理分裂周期 分裂期(M) 分裂间期(G1 S G2)影响因素二，细胞延长期体积增加，中央大液泡生化三，细胞分化期分化：特异基因在特定的时间和空间，通过基因的选择性转录而引起的特异性蛋白质的合成，导致了不同的性状形成和形态建成细胞周期控制细胞分裂与植物激素细胞伸长生理 细胞伸长 细胞壁变化 生长素酸-生长假说 细胞伸长与赤霉素 提高木葡聚糖内转糖基酶活性（XET）薄壁组织输导组织机械组织影响因素不均等分裂位置效应化学因素激素转录因子基

4、因控制发育诱导信号和信号感受特殊细胞基因的表达分化细胞特殊活性或结构需要的基因的表达细胞分化功能需要的基因产物活性和细胞结构改变细胞全能性Haberlandt 德国细胞全能性：每一个细胞包含着产生一个完整有机体的全部基因，即每一个细胞都有分化成完整植株的潜在能力细胞分化生理 植物维管细胞的分化 IAA-皮层薄壁细胞脱分化-分化的ATHB-8基因等其它基因的表达，-成熟的导管的形成。影响细胞分化的条件1 木质部，韧皮部的分化与糖2 IAA/CK的比值3 IAA和蔗糖组织培养：在无菌条件下，把一部分组织或几个细胞从整体上切除下来放在适当配制的人工培养基里，培养离体细胞或器官的技术培养基的成分：第一

5、类糖类蔗糖碳源维持渗透压第二类大量无机元素，a第三类微量元素 Cu Zn Mn Mo Cl Fe第四类有机附加物甘氨酸肌醇 VitB1(6)第五类植物激素2.4-D,NAA,Cty常用培养基：White第三节程序性细胞死亡程序性细胞死亡：细胞的自然死亡，由细胞内基因编码的程序控制一，程序性细胞死亡发生的种类是在植物发育过程中糊粉层根冠自溶植物对外界环境的反应水涝薄壁细胞死亡形成通气组织二，程序性细胞死亡的特征和基因调控断裂成片段，染色质固缩，胞泡形成，由膜包被的凋亡小体上述变化受核基因和线粒体基因共同编制三，程序性细胞死亡的生化变化和诱导因子DNA 酶，酸性磷酸酶， ATP酶诱导因子：激素（乙

6、烯，生长素，脱落酸），高温，干燥等抑制分解它们的酶的表达四，程序性细胞死亡机制启动阶段启动细胞死亡信号的产生传递DNA损伤应激信号的产生，死亡受体的活化效应阶段caspase的活化和线粒体通透性改变 caspase半胱氨酸蛋白酶家族（原生质体解体的蛋白酶系统）降解清除阶段 caspase对死亡底物的酶解，染色体DNA片段化，吸收成细胞的成分第四节植物的生长一，生长曲线1887 J.Von.Sachs 德国植物的生长慢快慢生长呈曲线植物的生长大周期生长天形生长曲线迟滞期对数生长期稳定期生长大周期在农业上应用顶端优势在农业上应用二，外界条件对生长的影响温度生长是一系列酶促反应的表现生长的最适温度：

7、生长最快的温度协调的最适温度：略低最适温度不同种植物所要求的温度不同原产地人工气候室温周期现象温周期现象的解释光光的间接作用高能的，对光合作用，蒸腾，运输光的直接作用（光的范型作用）光对生长起抑制作用低能的光抑制生长的例子:它与生长素的破坏有关黄化现象黄化在蔬菜栽培上的应用光的直接作用与体内的光敏色素系统有关确定反应中光受体是否是光敏素: 充分逆转如果一个光反应可以被一个红闪光诱发,而这个反应又可被一个随红光之后的立即给予的饱和的远红光所“充分逆转”,这个反应中光受体就是光敏素 Pr Pfr 生物反应水分水分的生理 原生质 细胞分裂 伸长原生质的组成,代谢原料,水作为水介质,固有姿态,具有特殊

8、的理化性质红光远红光（四）矿质营养N（五）植物激素 GA第五节 植物的生长相关性植物的生长相关性:一,根和地上部分的相关性1,相互促进 根深叶茂 育秧先育根 本固枝荣柠檬枝条的环割实验根生长好,地上部分才能很好地生长:根提供水分,矿物质,氨基酸产生细胞分裂素,抗衰老的物质还能合成植物碱,其它含N化合物地上部对根的促进作用:叶制造碳水化合物,蛋白质产生一些微量的生理活性物质,某些维生素,生长素2,相互抑制 根冠比 根重/茎,叶重主要表现在对营养物质的竟争影响根冠比的因素 水分 氮素,P,光照强度水分水分充足 地上部影响比根系更大 水分降低 根冠比增大氮分缺氮时,对地上部影响比根大,如果土壤中含N

9、素增多,有利于地上部的生长,而不利根系生长.3,磷肥 利于根生长,磷肥多时,根冠比变大4,光照强度二,主茎与分枝,主根与侧根的关系顶端优势 株型呈宝塔形在农业上应用主茎与分枝,主根与侧根的相互制约营养学说 分生组织 代谢库 优先生长激素学说生长素控制了侧芽的生长营养物质定向运转学说 WENT提出激素除刺激生长之外,还控制代谢物的运转,而代谢物的定向运转,则直接控制芽的生长以上都是说它们的相互关系,但植物还有自己的独立性-极性极性:植物的形态学两端具有差异性由生长素的极性运输造成再生作用:外植体具有恢复植物其余部分的能力插条长出根和芽营养器官和生殖器官的相关性第六节 植物生长周期性植物生长周期性

10、:植物或植物器官的生长速率是按昼夜或季节发生着有规律的变化的现象.一,生长的昼夜周期性玉米生长 生长峰有两个 午前 傍晚26 10 2 6 10上午下午时间生长速率这主要跟温度,植物体内水分状况和光照强度有关二,营养生长的季节周期性原产地的季节有关 春夏秋冬三,生物钟菜豆初生叶片的变化生物钟:生物生命活动的内在节奏性,生物能通过感受外界环境的条件变化,调节本身的步伐,使其在一定时间开始进行或结束.第七节 植物的运动植物的运动:向性运动,感性运动一,向性运动由外界因素的单方刺激所引起的定向生长运动,生长不均匀而引起的向光性,向重力性,向化性,向水性1,向光性蓝光是诱导向光弯曲最有效的光谱正向光性

11、 负向光性 横向光性重要的生理意义向光性的原因生长素的分布不均匀引起的20世纪20年代 WENT提出的生长素较多分布于背光一侧,便产生向光弯曲蓝光信号转导的光受体是向光素,它是黄素蛋白,蛋白部分表现出丝氨酸/苏氨酸激酶活性,照射蓝光时,激酶部分发生自身磷酸化而激活受体,向光素磷酸化呈侧向梯度,于是诱发胚芽鞘尖端的生长向背光一侧移动,背光一侧生长快过向光一侧,芽鞘就向光弯曲.以前的学说认为:单方向的光照引起器官尖端不同部分产生电势差,向光的一边带负电荷,背光带正电荷,吲哚乙酸是弱酸阴离子,向带正电荷的背光一边移动,生长素多的一边,伸长强烈.抑制物质分布不均匀20世纪80年代 气相-质谱物理化学法

12、黄化燕麦芽鞘,向日葵上胚轴,萝卜下胚轴向光弯曲:两侧生长素含量无变化,但向光一侧的抑制物多于背光一侧.2,向重力性根的正向重力性,茎负向重力性 地下茎的横向重力性平衡石(淀粉体) 感受重力,刺激内质网释放出Ca2+. 玉米根中内有钙调蛋白当根横放时,平衡石沉降到细胞下侧的内质网上,产生压力,诱发内质网释放Ca2+到细胞质内, Ca2+和钙调蛋白结合,激活细胞下侧的钙泵和生长素泵,于是细胞下侧积累过多钙和生长素,影响该侧细胞的生长.根 茎 叶对生长素的敏感性不同根的最适浓度10-10MOL茎的最适浓度10-5MOL3，向化性化学物质分布不平均匀引起的。4，向水性二，感性运动受无定向的外界刺激而引起的运动分：生长性运动，紧张性运动生长性运动：不可逆的，偏上性运动紧张性运动：叶枕膨压产生，可逆 叶片感夜性1，偏上性和偏下性叶片，花瓣向下弯曲生长-偏上性叶片，花瓣向上弯曲生长-偏下性叶柄上下两侧的生长素不同引起的2，感夜性大豆，花生，含羞草等叶片白天张开，晚上合拢或下垂 由于光暗变化而引起的原因：白天合成的生长素，K+和CL-浓度水分进入叶枕,膨胀,高挺3,感热性温度的变化 郁金香 番红花4,感震性细胞膨压变化而引起的 含羞草