植物的生命活动

1、植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 第三节 植物生命活动的调控 第四节 植物体的成熟、衰老及其调控,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 一、植物体的水分代谢 二、植物体的矿质营养 三、植物体的光合作用 四、植物体的呼吸作用（细胞学中有讲） 五、植物体的气体交换 六、植物体内的物质运输,植物体的水分代谢,是指植物体对水分的吸收、运输、利用和散失。 一、植物体对水分的吸收 吸收部位：主要是根毛区 根系的吸水方式 1.被动吸水 概念： 主要动力：蒸腾拉力 基本原理：水从水势高到水势低的渗透作用,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 吸收部位：主要是根毛区 根

2、系的吸水方式 1.被动吸水 2.主动吸水 概念：仅由根系代谢活动而引起的根系从外界环境吸水的过程。 现象：吐水、伤流和根压 主要动力：根压 根压的结构基础：内皮层的凯氏带或马蹄形加厚 根压的生理基础：根对矿质离子的主动吸收和分泌，形成内皮层内、外的水势递度，因而发生渗透吸水 3.根部吸水的途径,根部吸水的途径,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 吸收部位 根系的吸水方式 1.被动吸水 2.主动吸水 3.根部吸水的途径,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 吸收部位 根系的吸水方式 影响根系吸水的外界条件 1.大气因子：光、温、湿，主要通过影响蒸腾作用来实现对被动吸水的影响。 2.土壤

3、因子：主要通过影响根的主动吸水 供水力：只取决于土壤水势的高低。包括土壤溶液的渗透势和土壤颗粒亲水物质引起的衬质势。 萎蔫，永久萎蔫，土壤萎蔫系数,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 吸收部位 根系的吸水方式 影响根系吸水的外界条件 1.大气因子 2.土壤因子：主要通过影响根的主动吸水 供水力：只取决于土壤水势的高低。 温度：影响根系有氧呼吸及其主动吸水、水分的扩散速度及根的生长 通气状况：影响根系有氧呼吸及其主动吸水、根的生长、酒精的产生与伤害 生理干旱：土壤水分充足，由于缺氧、低温、土壤水势低等原因，造成植物的萎蔫,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 吸收部位 根系的吸水方式

4、影响根系吸水的外界条件,植物体的水分代谢,二、植物的蒸腾作用 植物体内水分散失的途径 1.幼体：全身表面蒸腾 2.成体：气孔蒸腾通常占90%以上，还有水孔、皮孔和角质层蒸腾等 蒸腾作用的意义 1.是植物吸收和运转水分的主要动力； 2.可促进盐类和其他多种物质在植物体内运输； 3.可以降低植物体和叶面的温度使植物免受灼伤。,植物体的水分代谢,二、植物的蒸腾作用 蒸腾作用的指标:蒸腾速率、蒸腾效率和蒸腾系数 1.蒸腾速率:是指植物在一定时间内，单位叶面积上散失水分的量，一般以g/(m2h)表示。 2.蒸腾效率:又称蒸腾比率,是指蒸腾失水1千克时所形成的干物质的克数。 3.蒸腾系数:是指形成1克干物

5、质所消耗水分的千克数。,植物体的水分代谢,二、植物的蒸腾作用 气孔蒸腾和气孔运动 1.气孔蒸腾过程,植物体的水分代谢,二、植物的蒸腾作用 气孔蒸腾和气孔运动 1.气孔蒸腾过程 2.气孔扩散的小孔定律：气体通过小孔表面扩 散的速率不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。,植物体的水分代谢,二、植物的蒸腾作用 气孔蒸騰和气孔运动 1.气孔蒸腾过程 2.气孔扩散的小孔定律 3.气孔运动及其机理 气孔与保卫细胞 气孔运动：保卫细胞吸水膨胀，气孔张开；反之关闭,双子叶植物气孔运动,气孔运动：白天开放，晚上关闭,单子叶植物的气孔运动,植物的蒸腾作用,3.气孔运动及其机理 气孔与保卫细胞 气孔运动 保卫

6、细胞吸水原理的三个学说 淀粉-糖转化学说 无机离子吸收学说 苹果酸生成学说,淀粉-糖转化学说,无机离子吸收学说,无机离子吸收学说,淀粉-苹果酸学说,植物的蒸腾作用,3.气孔运动及其机理 气孔与保卫细胞 气孔运动 保卫细胞吸水原理 淀粉-糖转化学说 无机离子吸收学说 苹果酸生成学说 脱落酸说：在干旱、水涝或盐渍等条件下，体内脱落酸明显增加，并迅速运往保卫细胞并使之失去K+、Cl-而关闭气孔关闭。 总之，气孔运动和光合作用、呼吸作用等因素有着直接和间接的联系，使保卫细胞中的可溶性糖和苹果酸浓度升高，促进K+、Cl-、Ca2+等进入保卫细胞，使水势下降，吸水膨胀，气孔开放；反之，气孔关闭。,植物的蒸

7、腾作用,3.气孔运动及其机理 气孔与保卫细胞 气孔运动 保卫细胞吸水原理的三个学说 影响气孔运动的因素：光照是最主要的，其次还有温度和CO2浓度。 光照：白天开，晚上闭（景天科植物白天闭而晚上开） 温度： 10以下气孔小。气孔开度随温度的上升而增大，30达到最大。35以上开度变小。 CO2浓度：无论光照还是黑暗，CO2浓度低时促进气孔张开；浓度高时促使气孔迅速关闭。,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 二、植物的蒸腾作用 蒸腾作用的意义 蒸腾作用的指标 气孔蒸騰和气孔运动 1.气孔蒸腾过程 2.气孔扩散的小孔定律 3.气孔运动及其机理 4.影响蒸腾作用的因素 内因：主要是气孔的开张和关闭

8、，其次是气孔频度和大小等。 外因：主要有光照、大气湿度、温度和风等。,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 二、植物的蒸腾作用 蒸腾作用的意义 蒸腾作用的指标 气孔蒸腾和气孔运动,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 二、植物的蒸腾作用 三、植物体内水分的运输 水分运输的途径 1.短距离：共质体与质外体，扩散和渗透 2.长距离：导管和管胞，阻力小 水分沿导管上升的动力 1.根压：在蒸腾较弱时，根压作用大 2.蒸腾拉力：在晴朗的环境下是主要的。蒸腾拉力-内聚力-张力学说,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 二、植物的蒸腾作用 三、植物体内水分的运输 四、合理灌溉的生理学基础 作物的

9、需水规律：不同作物，以及同一作物的不同生育时期需水量不同。水分临界期与敏感期。 合理灌溉的指标：生理需水和生态需水,植物体的水分代谢,一、植物体对水分的吸收 二、植物的蒸腾作用 三、植物体内水分的运输 四、合理灌溉的生理学基础,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 一、植物体的水分代谢 二、植物体的矿质营养 植物必需的矿质元素及其作用 植物体对矿质元素的吸收及其特点 矿质元素在植物体内的运输和利用 合理施肥的生理基础,植物体的矿质营养,植物体对矿质元素的吸收、运输和同化的一系列过程称为矿质营养。 一、植物必需的矿质元素及其作用 什么是矿质元素？ 植物体内元素的分类,一、植物必需的矿质元素及

10、其作用 什么是矿质元素？ 植物体内元素的分类 植物体内元素的种类及含量,一、植物必需的矿质元素及其作用 什么是矿质元素？ 植物体内元素的分类 植物体内元素的种类及含量 植物必需的矿质元素 1.研究方法：溶液培养法和砂基培养法 2.鉴定标准：不可缺少性、不可替代性和直接功能性 3.植物的必需矿质元素14种，必需元素17种 大量矿质元素6种：氮、磷、硫、钾、钙、镁，各占干重的万分之一以上。 微量矿质元素8种 ：铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镍 Si和Na是大多数植物的必需元素，其他元素可能只是某些植物的必需元素,植物体的矿质营养,一、植物必需的矿质元素及其作用 植物必需的矿质元素 1.研究方法：溶液

11、培养法、砂基培养法和气培法 2.鉴定标准：不可缺少性、不可替代性和直接功能性 3.植物的必需矿质元素14种，必需元素17种 4.必需元素的生理作用及其缺素症 一类是细胞结构物质的组成成分：如碳、氢、氧、氮、硫、磷等是组成糖类、脂类和蛋白质等有机物质的元素。一般是非金属离子的作用。 一类是对生命的代谢活动起调节作用：如促进酶的活性，调节细胞的渗透势，影响原生质的胶体状况和膜的电荷平衡等。一般是金属阳离子的作用。,植物体的矿质营养,一、植物必需的矿质元素及其作用 什么是矿质元素？ 植物体内元素的分类 植物体内元素的种类及含量 植物必需的矿质元素,植物体的矿质营养,植物体的矿质营养,一、植物必需的矿

12、质元素及其作用 二、植物体对矿质元素的吸收 根吸收矿质元素的部位：主要是根毛区 根部吸收矿质元素的过程 1.矿质元素在土壤中的存在状态 可溶性离子土壤溶液中土壤颗粒表面，均可被直接吸收,由于土壤颗粒的表面带有负电荷，阳离子被土壤颗粒吸附于表面。外部阳离子如钾离子可取代土壤颗粒表面吸附的另一个阳离子如钙离子，使得钙离子被根系吸收利用。,土壤颗粒表面阳离子交换法则,植物体的矿质营养,二、植物体对矿质元素的吸收 根吸收矿质元素的部位：主要是根毛区 根部吸收矿质元素的过程 1.矿质元素在土壤中的存在状态 可溶性离子土壤溶液中土壤颗粒表面，均可被直接吸收 不可溶性离子和分子不被直接吸收 2.矿质离子从根

13、外进入中柱的过程,通过质外体到达内皮层的K+一定要选择性地进入内皮层细胞内才能进入中柱,矿质离子从根外进入中柱的途径,植物体的矿质营养,二、植物体对矿质元素的吸收 根吸收矿质元素的部位：主要是根毛区 根部吸收矿质元素的过程 1.矿质元素在土壤中的存在状态 2.矿质离子从根外进入中柱的过程 水自由空间杜南自由空间共质体导管,植物体的矿质营养,二、植物体对矿质元素的吸收 根部吸收矿质元素的过程 1.矿质元素在土壤中的存在状态： 2.矿质离子从根外进入中柱的过程 水自由空间杜南自由空间共质体导管 矿质离子进入杜南自由空间的途径：交换吸附和接触交换 矿质离子进入共质体： 主动运输：是主要途径 被动运输

14、：杜南平衡原理,植物体的矿质营养,一、植物必需的矿质元素及其作用 二、植物体对矿质元素的吸收及其特点 根吸收矿质元素的部位：主要是根毛区 根部吸收矿质元素的过程 1.矿质元素在土壤中的存在状态： 2.矿质离子从根外进入中柱的过程 水自由空间杜南自由空间共质体导管 矿质离子进入杜南自由空间的途径：交换吸附和接触交换 矿质离子进入共质体： 主动运输：是主要的途径 被动运输：杜南平衡原理 矿质离子释放到导管：主动运输，但也有植物是协助扩散,植物体的矿质营养,一、植物必需的矿质元素及其作用 二、植物体对矿质元素的吸收及其特点 根吸收矿质元素的部位：主要是根毛区 根部吸收矿质元素的过程 对矿质元素和水的

15、吸收是相对独立的 对矿质离子的吸收是有选择性的 1.生理中性盐：如NH4NO3 2.生理酸性盐：如(NH4)2SO4 3.生理碱性盐：如NaNO3 单盐毒害和离子拮抗 单盐毒害：溶液中只有一种金属离子 离子拮抗：在单盐毒害的溶液中加入另一价数的金属盐,植物体的矿质营养,三、矿质元素在植物体的运输和利用 运输形式：多数仍以离子形式，少数同化成有机物后被运输 运输途径和速度 矿质元素在植物体的分布与利用 1.运输与分布特点：从体外吸收进入体的矿质元素会优先运往生长中心。当体外吸收不能满足体内需要时，体内可再度利用的元素会运往生长中心。 2.利用的特点： 可再度利用的元素：如K+始终存在，NH4+、

16、Mg2+形成不稳定有机物可分解重新释放出这些离子。 只能利用一次的元素：如Ca2+一旦形成稳定的草酸钙就不能分解释放出Ca2+ 。,植物体的矿质营养,四、合理施肥的生理基础 影响根系吸收矿质元素的因素 1.内因：遗传特性、年龄、根系的生长状况和代谢活性 2.外因： 土壤的温度和通气状况：吸收与同化 土壤溶液浓度 土壤pH：影响细胞内蛋白质的电离、土壤矿质元素的电离和微生物的活动。,植物体的矿质营养,四、合理施肥的生理基础 影响根系吸收矿质元素的因素 作物的需肥规律 1.不同作物需肥的种类和数量不同 2.同一作物的不同生育时期需肥的种类和数量也不同 合理施肥的指标 1.形态指标：叶色、茎色、长势

17、和长相等。形态指标往往落后于生理指标 2.生理指标：叶绿素和酰胺的含量，酶的活性 施肥增产的原因：施肥增产是通过无机营养来改善作物的光合机构和光合产物的运输与积累来实现的。,植物体的矿质营养,一、植物必需的矿质元素及其作用 二、植物体对矿质元素的吸收及其特点 三、矿质元素在植物体的运输和利用 四、合理施肥的生理基础,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 一、植物体的水分代谢 二、植物体的矿质营养 三、植物体的光合作用,光合作用,一、光合作用概述 二、真核生物的光合作用过程 三、光呼吸 四、影响光合作用的因素,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 光子被光合色素吸收及能量的去向,一、光

18、合作用概述,研究历史 1.植物体的原材料来自土壤 2.植物体的原材料从水中获得 3.植物能产生氧气 4.植物光合作用需要阳光 5.植物光合作用的能量和物质条件的确立以及光合作用反应式的建立,一、光合作用概述,研究历史 1.植物体的原材料来自土壤 2.植物体的原材料从水中获得 3.植物能产生氧气 4.植物光合作用需要阳光 5.植物光合作用的能量和物质条件的确立以及光合作用反应式的建立 6.希尔反应及其意义,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 1.叶绿素类 2.类胡萝卜素类 3.藻胆素类 4.菌绿素,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 1.叶绿素类：a、b、c、d,一、光合作用概述

19、,研究历史 光合色素的类型 1.叶绿素类 (1) 种类和分子结构： a、b、c、d (2) 吸收光谱、作用光谱和荧光,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 1.叶绿素类：a、b、c、d 2.类胡萝卜素类 (1) 种类和分子结构,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 1.叶绿素类：a、b、c、d 2.类胡萝卜素类 (1) 种类和分子结构 (2) 吸收光谱和作用,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 1.叶绿素类：a、b、c、d 2.类胡萝卜素类 3.藻胆素类 在红藻、蓝藻和隐藻中存在着一类水溶性的色素藻胆素，在体内它以藻胆蛋白的形式存在。在藻类细胞中藻胆蛋白聚集成特殊颗粒藻胆体

20、，并有规律地排列在类囊体表面上。藻胆蛋白是捕光天线色素蛋白。 在蓝藻和红藻中主要有四种藻胆素，这些色素分子吸收的光最终传递给叶绿素a，其传递效率可达80%。,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 光子被光合色素吸收及能量的去向 1.光子的吸收：吸收1个特定能量的光子只能让1个电子获得能量而跃迁到能级较高的轨道。 2.能量的去向 (1)以共振能的形式传递,以共振能的形式传递,一、光合作用概述,研究历史 光合色素的类型 光子被光合色素吸收及能量的去向 1.光子的吸收：吸收1个特定能量的光子只能让1个电子获得能量而跃迁到能级较高的轨道。 2.能量的去向 (1)以共振能的形式传递 (2)以热能形

21、式散失 (3)以荧光的形式散失 (4)以电能形式传递,二、真核生物的光合作用过程,按照反应过程能量的变化来看，光合作用过程包括： 原初反应，即光能的吸收、传递和转换； 电子传递和光合磷酸化，即电能转化为活跃的化学能； CO2的固定和同化，即活跃的化学能转变为稳定的化学能。 也可根据希尔反应而将光合作用分为光反应与暗反应两个阶段,光反应,光反应：包括原初反应、电子传递和光合磷酸化三个阶段,这些阶段由光合单位完成。 光合单位：光合单位由电子传递链及ATP合成酶复合体组成，是存在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位。,光反应,原初反应 电子传递 光合磷酸化,光反应,原初反应 1.场所：光系统和

22、光系统，是光能的吸收、传递和转换的基本单位；每个光系统包括1个反应中心复合物和1或2个捕光复合物。,光反应,原初反应 1.场所：光系统和光系统 2.过程：光能的吸收、传递与转换,光反应,原初反应 1.场所：光系统和光系统 2.过程：光能的吸收、传递与转换 3.特点：极快、不受温度影响、量子效率近1,光反应,原初反应 电子传递 1. “红降”现象和双光增益效应 2.电子传递过程,光反应,原初反应 电子传递 1. “红降”现象和双光增益效应 2.电子传递过程 3.类囊体腔中H+的积累 4.光合磷酸化 非环式 与环式,暗反应,卡尔文本生循环（C3途径） C4途径 景天科代谢,暗反应,光合产物主要是糖

23、类，此外还有其他类型的有机物如脂肪、脂肪酸、蛋白质、氨基酸以及其他羧酸等，但以蔗糖和淀粉最为普遍。 PGAL一部分被转运到细胞基质中合成蔗糖而运出细胞进入筛管，过多的部分在叶绿体基质中合成淀粉。,卡尔文-本生循环（C3途径） 1.羧化阶段：RuBP羧化酶 2.还原阶段 3.RuBP再生阶段 4.光合产物的生成与转运,暗反应,卡尔文本生循环（C3途径） C4途径 1. C4植物叶片的结构特点 2. C4途径的过程 3. C4途径的特点,暗反应,卡尔文本生循环（C3途径） C4途径 1. C4植物叶片的结构特点 2. C4途径的过程,暗反应,卡尔文本生循环（C3途径） C4途径 1. C4植物叶片

24、的结构特点 2. C4途径的过程 3. C4途径的特点,暗反应,卡尔文本生循环（C3途径） C4途径 景天科酸代谢,PEP羧化酶,C3植物、C4植物和CAM植物的比较,光合作用,加氧酶,一、光合作用概述 二、真核生物的光合作用过程 三、光呼吸 过程 与光合作用的关系 光合作用强产生氧气多，促进光呼吸 与细胞呼吸的关系 光呼吸消耗ATP，不产ATP和NADH C3与C4植物光呼吸的不同 PEP羧化酶不起加氧酶的作用,光合作用,四、影响光合作用的因素 净光合作用速率与真正光合作用速率 内因：叶龄和库。叶龄决定了光合机构和RuBP羧化酶活性 外因：光、温、水、气、矿物质、病虫等 1.光：作用有供能、

25、活化酶、促气孔开放、调节光合机构发育 光质 起能量和信号作用。红光和远红光通过光敏色素、蓝紫光通过隐色素的不同状态调控叶绿体基因的选择性表达。 光强 光补偿点，光饱和点，光调节气孔、RuBP羧化酶和叶绿体发育，光抑制,光合作用,四、影响光合作用的因素 外因：光、温、水、气、矿物质、病虫等 1.光 2. 温度：影响酶、气孔开关及呼吸速率等。 高温 使叶绿体损伤、气孔关闭、CO2溶解度和RuBP羧化酶对CO2亲和力下降、呼吸最适温度高于光合最适温度。 低温 使叶绿体中的无机磷再生过慢，促进光抑制甚至光氧化，使酶活性降低和叶绿体超微结构损伤。 3.水分：叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作用。

26、4.空气：CO2饱和点和补偿点，空气压强，CO2与光强、温度的综合影响,光合作用,一、光合作用概述 二、真核生物的光合作用过程 三、光呼吸 四、影响光合作用的因素 内因 外因：光、温、水、气、矿物质、病虫等 5. 空气：CO2饱和点和补偿点，空气压强，CO2与光强、温度的综合影响 6.矿质营养 氯、锰对水的光解，铁、铜、磷对光合电子传递及光合磷酸化，氮对酶的含量，氮、镁、铁、锰对叶绿素的组成或生物合成过程等都产生直接影响。 钾、磷、硼对光合产物的运输和转化起促进作用，从而对光合作用产生间接影响。,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 一、植物体的水分代谢 二、植物体的矿质营养 三、植物体的

27、光合作用 四、植物体的呼吸作用（细胞学中讲） 五、植物体的气体交换 除老根外，全身体表均可进行气体交换，体内可以通过气腔输导气体。 根尖：表皮及根毛 叶和幼茎：表皮气孔 老茎：皮孔,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 一、植物体的水分代谢 二、植物体的矿质营养 三、植物体的光合作用 四、植物体的呼吸作用（细胞学中讲） 五、植物体的气体交换 六、植物体内的物质运输 水和矿质离子的运输 有机物质的运输 营养物质的分配规律,植物体内的物质运输,水和矿质离子的运输：通过导管或管胞，主要靠蒸腾接力，根压也有作用 有机物质的运输 1. 有机物运输的主要形式和途径 形式：主要是蔗糖 途径：筛管、筛胞,

28、烟草和羽扇豆的筛管汁液成分含量,植物体内的物质运输,水和矿质离子的运输 有机物质的运输 1. 有机物运输的主要形式和途径 形式：主要是蔗糖 途径：筛管、筛胞 2.有机物运输的特点和规律 同一筛管或筛胞中可以同时双向运输有机物； 就近收集就近供应，同侧运输，优先供给生长中心 3.有机物运输机制 筛管的“装卸”机制：蔗糖通过共运输，其他有机小分子通过协助扩散,植物体内的物质运输,水和矿质离子的运输 有机物质的运输 1. 有机物运输的主要形式和途径 2.有机物运输的特点和规律 3.有机物运输机制 筛管的“装卸”机制：蔗糖通过共运输，其他有机小分子通过协助扩散 筛管运输的机理 压力流学说,压力流学说,

29、植物体内的物质运输,水和矿质离子的运输 有机物质的运输 4.有机物运输的机制 压力流学说 胞质泵学说：认为筛管中的各个筛分子内的细胞质存在几条长丝，纵向连接成束，靠这些成束的蛋白质丝的收缩和舒张，使整个筛管内的细胞质发生环流，这样蔗糖等有机物就会得到运输。 收缩蛋白学说：认为筛管管腔内有许多具收缩能力的韧皮蛋白(P蛋白)，能分解ATP并产生收缩和伸展，促进有机物运输。 筛管运输的影响因素：受温度和生长素、脱落酸等植物激素的影响，受硼、磷、钾等矿质元素的促进。,植物体内的物质运输,水和矿质离子的运输 有机物质的运输 筛管的“装卸”机制 筛管运输的机理 1. 有机物运输的主要形式和途径 2.有机物

30、运输的特点和规律 3.有机物运输的机制,植物体内的物质运输,水和矿质离子的运输 有机物质的运输 营养物质的分配规律： 一般来说，营养首先满足自身需要，有余才外运并优先供应竞争力强的、维管束直接联系的、近距离的部分。 因此，营养物质的分配受三方面决定：供应能力，竞争能力和运输能力。,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 一、植物体的水分代谢 二、植物体的矿质营养 三、植物体的光合作用 四、植物体的呼吸作用（细胞学中讲） 五、植物体的气体交换 六、植物体内的物质运输 水和矿质离子的运输 有机物质的运输 营养物质的分配规律,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 一、

31、种子的萌发和幼苗的形成 二、植物的繁殖 三、植物生长发育的规律和特点,种子的萌发和幼苗的形成,种子的寿命和休眠 1.种子寿命及其影响因素 内因：遗传特性和种子的成熟程度 外因：主要是温度、湿度和O2条件 2.种子休眠及其原因 休眠及生理特点： 休眠原因：种皮的机械障碍或角质、蜡质化；胚发育未完成、生理上未成熟；种子或果实内存在某种抑制物质（如脱落酸）。 3.种子休眠的意义：对周期性变化的外界环境的适应。,种子的萌发和幼苗的形成,种子的寿命和休眠 种子萌发的条件 1.内部条件：胚必需完整、活的且未休眠。 2.外部条件：充足的水分、充足的氧气和适宜的温度等三个必要条件。 有少数种子是需光种子或需暗

32、种子，前者如烟草、莴苣、杜鹃等种子；后者如西瓜、洋葱、番茄等种子。,种子的萌发和幼苗的形成,种子的寿命和休眠 种子萌发的条件 种子萌发的过程,种子的萌发和幼苗的形成,种子的寿命和休眠 种子萌发的条件 种子萌发的过程 幼苗的类型：子叶出土型和子叶留土型,植物的繁殖,植物的繁殖类型：繁殖与生殖的关系 1.营养繁殖 营养繁殖的普遍性： 营养繁殖的特点：快，没变异 人工营养繁殖技术：扦插、压条、嫁接、组织培养 2.无性生殖：植物无性生殖又称孢子生殖 3.有性生殖：同配、异配和卵式生殖等配子生殖。,植物的繁殖,植物的繁殖类型：繁殖与生殖的关系 1.营养繁殖 2.无性生殖：植物无性生殖又称孢子生殖 3.有

33、性生殖：同配、异配和卵式生殖等配子生殖。 在一些藻类等低等植物中，还存在接合生殖、配子囊交配和体细胞交配等其他方式的有性生殖。,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 花药的发育,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 花药的发育 花粉囊（小孢子囊）壁的发育、结构和功能 绒毡层：细胞分泌旺盛，向发育中的花粉提供多种必要的物质:合成并分泌胼胝质酶、孢粉素、花粉外壁蛋白，该蛋白与花粉和柱头的识别有关。因此，绒毡层发育或解体过程如

34、出现异常，会导致花粉败育。,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 花药的发育 花粉囊壁的发育、结构和功能 小孢子的产生,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 花药的发育 花粉囊壁的发育、结构和功能 小孢子的产生 花粉（雄配子体）的发育,被子植物花粉的发育过程,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 成熟花粉的结构：花粉粒的形状、大小及萌发孔的数目、位置、形态、以及花粉壁的雕纹等都有较强的种属特异性。,植物的繁殖,被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构

35、与发育 成熟花粉的结构 花粉壁：分为外壁和内壁。外壁较厚，主要成分是孢粉素，质地坚硬，能抗酸、碱和抗生物分解。外壁的腔中含有一些蛋白质有识别柱头、引起人的过敏反应。内壁含水解酶类，与花粉萌发及花粉管穿入柱头有关，也有一些蛋白质在受精的识别中具一定作用。 营养细胞：花粉成熟时，营养细胞中贮有大量的淀粉、脂肪等，还有多种酶、维生素、植物激素、无机盐等。 生殖细胞：纺锤形的裸细胞，有多种细胞器，但多数植物无质体,植物的繁殖,被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 成熟花粉的结构 花粉壁 营养细胞 生殖细胞 精子：裸细胞，有纺锤形、球形、椭圆形、蠕虫形、带状等，无鞭毛。 雄性生殖单位：

36、被子植物在精细胞与营养核之间，以及一对精细胞之间通过物理上的联结与结构上的连结所组成的结构单位。 雄性生殖单位是否在被子植物中普遍存在还有待于广泛的研究，推则其作用可能是作为传递精细胞的装置，能使精细胞准确地到达雌性的靶细胞。,雄性生殖单位,营养核,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 花药的发育 花粉囊壁的发育、结构和功能 小孢子的产生 花粉（雄配子体）的发育 成熟花粉的结构,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 2.雌性生殖器官的结构与发育 胚珠的结构、发育和类型,八核胚囊,植物的繁殖,植物的繁殖类

37、型 被子植物的生殖结构与发育 1.雄性生殖器官的结构与发育 2.雌性生殖器官的结构与发育 胚珠（大孢子囊）的结构、发育和类型 胚囊（雌配子体）的结构与发育 大孢子的发生,单孢子囊的发育方式,植物的繁殖,被子植物的生殖结构与发育 2.雌性生殖器官的结构与发育 胚珠（大孢子囊）的结构、发育和类型 胚囊（雌配子体）的结构与发育 大孢子的发生 大孢子发育成8核胚囊 8核胚囊的结构 卵：大液泡在珠孔端，卵核近合点端；成熟卵细胞的合点端细胞壁消失或不连续。卵细胞中细胞器数量相对较少。 助细胞：细胞器较丰富，丝状器，属于传递细胞。能分泌物质以吸引花粉管生长，能从珠心等处吸收并转运营养物质。短命，在受精前后解

38、体。 中央细胞：具大液泡，有2极核或融合成1个次生核。卵、助细胞与中央细胞共同构成雌性生殖单位。 反足细胞：能向胚囊转运营养物质。短命，在受精前后退化。,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 传粉与受精 1.传粉 传粉的方式 自花传粉：雌雄同花，雌雄同熟，雌雄亲和 异花传粉：雌雄异花、雌雄同花但雌雄不亲和 传粉的媒介：风媒，虫媒，鸟媒，水媒 2.受精作用 花粉粒在柱状上的萌发：吸水膨胀，酶，萌发孔 花粉管在雌蕊组织中的生长：花柱道，引导组织，“帽区”的顶端生长 花粉管到达胚珠进入胚囊：进入方式，趋化性（Ca2+),植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 传粉与受精

39、 1.传粉 传粉的方式 传粉的媒介：风媒，虫媒，鸟媒，水媒 2.受精作用 花粉粒在柱状上的萌发：吸水膨胀，酶，萌发孔 花粉管在雌蕊组织中的生长：花柱道，引导组织，“帽区”的顶端生长 花粉管到达胚珠进入胚囊：进入方式，趋化性（Ca2+) 双受精：雄性生殖单位进入胚囊。,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 传粉与受精 1.传粉 2.受精作用 3.无融合生殖与多胚现象 无融合生殖 减数胚囊的无融生殖：单倍孤雌生殖，单倍无配生殖，雄核发育 未减数胚囊的无融合生殖：未减数胚囊中的助细胞和反足细胞的单性二倍体生殖，二倍体孢子或胚心组织细胞发育成的胚囊 多胚现象：多胚囊的多胚，珠心或胚囊中

40、反足、助细胞进行的无配生殖产生多个不定胚，裂生多胚。,卵细胞直接发育,助、反足细胞直接发育,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 传粉与受精 1.传粉 2.受精作用 3.无融合生殖与多胚现象 4.种子的形成 合子：极性，休眠，顶细胞和基细胞,（朝珠孔）,单子叶植物的胚发育,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 传粉与受精 4.种子的形成 合子发育成胚 合子：极性，休眠，顶细胞和基细胞， 原胚阶段：球状胚，胚柄和泡状细胞（营养、激素） 胚的分化与成熟阶段：球状胚鱼雷胚成熟胚 受精极核发育成胚乳： 胚乳发育的方式：核型，细胞型，沼生目型。,核型胚乳的发育,植物的繁殖

41、,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 传粉与受精 4.种子的形成 合子发育成胚 受精极核发育成胚乳： 胚乳发育的方式：核型，细胞型，沼生目型。 胚乳混倍体的形成与作用 胚乳的作用：产生并供给胚以多种激素，调节胚的渗透压，为胚的发育吸收、贮藏和提供营养 外胚乳的形成：珠心发育而来 种皮的形成,植物的繁殖,植物的繁殖类型 被子植物的生殖结构与发育 传粉与受精 1.传粉 2.受精作用 3.无融合生殖与多胚现象 4.种子的形成,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 一、种子的萌发和幼苗的形成 二、植物的繁殖 三、植物生长发育的规律和特点 植物生长的周期性 植物生长的

42、相关性 植物体的运动,植物生长发育的规律和特点,植物生长的周期性:大周期性、季节周期性和昼夜周期性 1.植物生长大周期性：细胞、器官和个体三个不同层次上的生长都表现为大周期性：慢-快-慢 2.季节周期性：一年生、多年生植物生长的季节周期性表现，主要受温度、水分、光照长短与强弱的周期性变化影响 3.昼夜周期性：主要受温度、水分和光强的周期性影响。在水分充足和缺乏时，同一颗植物的昼夜周期性都会有不同。,植物生长发育的规律和特点,植物生长的周期性:大周期性、季节周期性和昼夜周期性 植物生长的相关性 1.根冠（条）比：受光、温、水、气、 N、P肥等的影响 2.顶端优势： 现象：地上的顶端优势，地下的顶

43、端优势 原因：营养，激素（生长素、细胞分裂素） 3.营养器官和生殖器官的相关 相互依赖：生殖器官的生长有赖于营养器官的生长，同时也决定着下一代营养器官生长 相互抑制：营养的争夺 合理调整：消除果树的“大小年”现象，实现年年丰产,植物生长发育的规律和特点,植物生长的周期性:大周期性、季节和昼夜周期性 植物生长的相关性：根冠（条）比，顶端优势 植物体的运动：生长性运动和非生长性运动，向性运动和感性运动 1.向性运动：刺激是单向的，属于生长性运动 向光性生长：茎尖正向光性、根尖负向光性和叶横向光性。单侧光能影响生长素和生长抑制物质在横向的不均匀分布。以蓝紫光最敏感。 向重力性：根尖正向重力性（与根冠

44、有关），茎负向重力性，叶和地下茎横向重力性 向水性和向化性：根尖向水性和向肥性生长，与根冠存在有关。花粉管向化性生长，与花柱中的Ca2+和生长素浓度递度有关。,植物生长发育的规律和特点,植物生长的周期性:大周期性、季节和昼夜周期性 植物生长的相关性：根冠（条）比，顶端优势 植物体的运动：生长性运动和非生长性运动，向性运动和感性运动 1.向性运动：刺激是单向的，都属于生长性运动 2.感性运动：刺激是不定向的 生长性运动：叶片生长的偏上性运动，花瓣生长的偏下性运动，郁金香花瓣昼开夜合的感温运动。 非生长性运动：是机械刺激、光照或暗黑使叶枕运动细胞吸水或失水而引起的膨压变化所致。 感光运动：如花生、

45、大豆和合欢小叶白天张开而夜间合拢的感夜运动。 感震运动：含羞草总叶柄和小叶柄的运动不仅有感夜性，还有感震性。,合欢,棉花,花生,含羞草,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 一、种子的萌发和幼苗的形成 二、植物的繁殖 三、植物生长发育的规律和特点 植物生长的周期性 植物生长的相关性 植物体的运动,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 第三节 植物生命活动的调控 一、植物激素的调控作用 二、环境因素的调控作用 三、花芽分化的诱导,植物激素的调控作用,植物激素概述 1.特点：通常是自身合成，信号作用，不积累，降解快。 2.类型 植物激素：

46、生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯。此外，油菜素甾体类、茉莉酸类、水杨酸和多胺类等对植物的生长发育具有多方面的调节作用。 生长调节剂：人工合成，具有植物激素生理功能的物质。 3.功能：促进生长或抑制生长,植物激素的调控作用,生长素类 1.种类：狭义的生长素是指吲哚乙酸，而广义的是指作用与吲哚乙酸相同的所有物质。,植物激素的调控作用,生长素类 1.种类 2.存在形式 游离态生长素：可由溶剂提取，具有生物学活性，存在于代谢旺盛的部位。 结合态生长素：吲哚乙酸IAA可与氨基酸等多种物质结合，如与天冬氨酸结构形成吲哚乙酰天冬氨酸。结合态生长素在种子等贮藏器官里较多，暂时无活性。它们被水解可

47、释放出游离态生长素。但也有人认为结合态生长素有独特的生理活性。,植物激素的调控作用,生长素类 1.种类 2.存在形式 3.生物合成：IAA生物合成的前体主要是色氨酸。IAA可被IAA氧化酶和光降解。 4.合成部位：细胞快速分裂的组织；成熟叶片、根尖也可合成少量的生长素。 5.分布：合成后被运输到整棵植株各个部分，但主要集中于生长旺盛的部位；趋于衰老的组织和器官中则甚少。,生长素类 1.种类 2.存在形式 3.生物合成 4.合成部位 5.分布 6.体内运输 极性运输：发生于活细胞之间的短距离运输。 非极性运输：发生在具有韧皮部的器官之间的长距离运输。,植物激素的调控作用,植物激素的调控作用,7.

48、生长素类生理作用 不同结构水平上的作用 分子水平：促进DNA的复制和有关mRNA、蛋白质的合成，激活纤维素酶的活性，促进乙烯的合成； 细胞水平：可以影响细胞的伸长、核分裂和分化； 器官水平：它可影响营养器官和生殖器官的生长、发育、成熟和衰老。见右图。 最基本的作用是促进细胞伸长生长。,植物激素的调控作用,7.生长素类生理作用 不同结构水平上的作用 生理作用的特点 生长素不同浓度的效应：一般情况下，生长素在低浓度时可促进生长；过高浓度则会促进乙烯的大量合成而抑制生长，甚至导致植物受伤死亡。 不同植物种类的效应：双子叶植物一般比单子叶植物敏感。 不同器官的效应：营养器官比生殖器官敏感。根比芽敏感，

49、芽比茎敏感 器官不同成熟程度的效应：幼嫩细胞比成熟细胞敏感，而老细胞则比较迟钝。,植物激素的调控作用,7.生长素类生理作用：刺激细胞伸长生长和分裂 不同结构水平上的作用 生理作用的特点 生长素起作用的两个学说 基因表达学说 酸生长学说,植物激素的调控作用,生长素类 7.生理作用 8.应用 促进子房发育成果实：抑制离层，子房细胞生长并分裂 自然状态下生长素来源：花粉，花粉管分泌酶，发育中的种子 人工获得无籽果实的方法 促进扦插枝条生根：伤口，愈伤组织，不定根 在组培时诱导愈伤组织生根 确保木材树种的顶端优势，解除果树或绿篱的顶端优势 作除草剂,生长素类 1.种类 2.存在形式 3.生物合成 4.

50、合成部位 5.分布 6.体内运输 7.生理作用 8.应用,植物激素的调控作用,植物激素的调控作用,赤霉素类GA 1.发现和分子结构,植物激素的调控作用,赤霉素类GA 1.发现和分子结构 2.合成部位：赤霉菌和植物的种子、果实、嫩叶、茎尖和根尖中 3.存在状态：游离型和结合型，种子萌发时结合型的水解成有生物活性的游离型。 4.运输：无极性，通过筛管下运，通过导管上运,植物激素的调控作用,赤霉素类GA 4.运输 5.生理作用 促进作用： 分子水平：促进有关RNA和蛋白质的合成。 细胞水平：显著促进细胞伸长、细胞分裂和分化（能缩短细胞周期中G1和S期）。 在器官水：促进单性结实、抽苔、茎延长、侧枝生

51、长、种子发芽、果实生长等。 抑制作用：抑制个体成熟、衰老、侧芽休眠和块茎形成。,植物激素的调控作用,赤霉素类GA 1.发现和分子结构 2.合成部位 3.存在状态 4.运输 5.生理作用 6.应用：促进麦粒糊粉层细胞大量产生-淀粉酶，应用于啤酒生产；促进植物茎叶生长；抑制离层形成而防止花果脱落；打破种子和块茎、块根的休眠。,植物激素的调控作用,细胞分裂素CTK 1. 结构和状态：玉米素、异戊烯基腺嘌呤、异戊烯基腺苷等是腺嘌呤的衍生物，有的还是tRNA的组成成分。结合型、游离型 2. 合成部位：主要是根尖分生区，再由导管运到其他部分。 3.分布：于细胞分裂旺盛的根尖、茎尖、幼叶、正在发育的果实和种

52、子等部位。,植物激素的调控作用,细胞分裂素CTK 结构和状态 2. 合成部位 3.分布 4.生理作用 分子水平：促进转录和翻译，包括细胞分裂的各种酶；抑制叶绿素降解。 细胞水平：促进细胞质分裂和扩大。因此，一定量的生长素和细胞分裂素能共同而又有效地促进细胞分裂。 器官水平：细胞分裂素能诱导芽分化，促进种子发芽、侧芽生长、气孔张开、偏上性生长及促进营养物质运输等；抑制不定根和侧根形成，延缓叶片衰老。 5.应用 促进外植体细胞分裂，诱导愈伤组织分化产生芽 延长蔬菜的贮藏时间，防止果树生理性落果,植物激素的调控作用,脱落酸ABA 1. 结构 2. 生物合成及部位：主要在根冠和衰老叶片的质体中 3.运

53、输：运输没有极性，在木质部和韧皮部都可运输。 4.分布：植物全身都有分布，以将要脱落的或进入休眠的器官和组织中较多，在逆境中含量会迅速增多。,植物激素的调控作用,脱落酸ABA 1. 结构 2. 生物合成及部位 3.运输 4.分布 5.生理功能 分子水平：能抑制DNA、RNA和蛋白质的合成。 细胞水平：阻止mRNA与核糖体结合，抑制细胞伸长。 器官水平：促进叶、花、果的脱落，促进气孔关闭、种子及侧芽和块茎的休眠、叶片衰老、果实产生乙烯，促进光合产物运往发育着的种子；抑制种子发芽、IAA运输和植株生长。 现在认识到，主宰植物器官脱落的内源激素是乙烯和生长素，而脱落酸是通过乙烯的产生促进叶、花、果脱

54、落的。,植物激素的调控作用,乙烯 1. 结构 2. 合成部位：主要在成熟的果实。合成的前体物质是甲硫氨酸。 3.分布：全身，主要集中在成熟果实和正在分裂生长中的组织里 4.运输：短距离以扩散方式，长距离以其直接前体ACC(1-氨基环丙烷基羧酸)在木质部溶液中运输。 5.生理作用 分子水平：促进DNA、RNA和某些蛋白质的生物合成，抑制生长素的合成与运输。 细胞水平：能促进细胞的扩大。 器官水平：促进茎的“三重反应”，促进果实成熟，促进叶片衰老和离层的形成，促进许多植物种子萌发，解除块茎块根的休眠。,五大植物激素的合成部、分布、运输,五大植物激素的作用,五大植物激素对植物各器官生长发育的影响,植

55、物激素的调控作用,植物激素概述 五大植物激素的结构、合成、运输、分布和生理作用 激素间的相互作用 1.协同：如生长素与赤霉素 2.拮抗：如赤霉素与脱落酸-大麦-淀粉酶，生长素与细胞分裂素-顶端优势，生长素与乙烯-叶花果脱落 3.反馈：如生长素与乙烯 4.连锁,植物激素的调控作用,植物激素概述 五大植物激素的结构、合成、运输、分布和生理作用 激素间的相互作用,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 第三节 植物生命活动的调控 一、植物激素的调控作用 二、环境因素的调控作用 光、温、水、气、土、重力、病原因子、机械刺激等的调控作用,环境因素的调控作用,光：能量作用和信号

56、作用，直接作用和间接作用 1.能量的作用：光用于光合作用，属高能反应 2.信号的作用： 现象：促进植物的正常形态建成 某些种子萌发：如烟草、莴苣等种子 抑制生长：紫外线破坏生长素，对顶端优势的抑制 植物运动：向光运动、感夜运动等 植物转绿、花芽分化、果实成色等：红光消除黄化苗和诱导花芽分化效果最好 特点：光照时间可短、光强可弱、光质要求高，属低能反应 机理：作为信号作用的光区有三个，分别通过对应的三种光受体而起作用。 远红光和红光区-光敏色素 蓝光及390330nm紫外光区-隐花色素（蓝光/紫外光-A受体） 320280nm紫外光区-紫外光B受体,环境因素的调控作用,温度 1.温度的综合作用：

57、通过影响光合、呼吸、蒸腾、有机物的合成和运输、土温、气温、水肥的吸收和输导来影响植物的生长。 2.温度三基点 3.生长的温周期现象：昼夜的温周期现象及原因 4.低温诱导花芽分化 环境条件的综合影响 1.环境条件相互之间的作用 2.环境条件直接影响植物生命活动 3.环境条件通过影响植物激素的合成和分解、运输等途径来影响植物,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 第三节 植物生命活动的调控 一、植物激素的调控作用 二、环境因素的调控作用 光、温、水、气、土、重力、病原因子、机械刺激等的调控作用,植物的生命活动,第一节 植物体的新陈代谢 第二节 植物的发育和繁殖 第三节

58、 植物生命活动的调控 一、植物激素的调控作用 二、环境因素的调控作用 三、花芽分化的诱导 低温与花芽分化 光周期与花芽分化 光敏色素和成花素与花芽分化 花器官形成的条件,植物的成年期和幼年期,成年期与幼年期 植物体能够对形成花所需条件起反应而必须达到的某种生理状态称为花熟状态。这个时期是成年期，之前称为幼年期。 成年期与幼年期的生理特点： 1.成年期：可接受相应的外界条件而发生花芽分化 2.幼年期：生长快，光合速率和呼吸速率都较高，核酸和蛋白质代谢快，茎的切段易发根，在此期间任何处理都不能诱导开花。 一颗植物的不同枝条所处的生育期可能不同： 1.基部枝条处于幼年期或接近幼年期 2.顶部枝条处于成年期或接近成年期,低温与花芽分化,春化作用和去春化作用 植物接受低温春化的时期 有的是种子萌发初， 有的是幼苗期 春化作用所需要的低温 通常是07，但具体与植物的种类和品种、 原产地气候有关。 春化作用所需要持续的时间：几周到2、3个月不等，时间持续越长开花就越早一些。 感受低温的敏感部位：是茎端的生长点、幼叶、根尖等处的分生组织。春化引起质变的部位是茎的尖端生长点。 春化效应的传递：可以在体内甚至是通过嫁接传递。,光周期与花芽分化,光周期现象：植物生理活动对昼夜相对长度变化发生反应的现象。 现已知道光周期现象与某些植物的花芽分化，茎的伸长，块茎块根的形成，芽的休眠和叶柄离层的形