第九章--植物的生长生理2013-11-5.ppt

1、第九章植物的生长大姨妈，第九章植物的生长大姨妈，第一节植物细胞球的生长和分化第二节植物的组织培养第三节种子发芽第四节植物的生长第五节植物的光形态创造了第六节植物运动第七节生物时订，创造了生长、分化、发育的概念， 生长：指原生质增加引起植株体积或质量不可逆增加的细胞分裂增加细胞球数以及细胞球伸长引起细胞球体积增大实现，表现为细胞球数、干燥重量、原生质总量和体积不可逆增加，是一个量的过程。 分化：遗传统一律的细胞球在形态、功能、化学上构成异质的细胞球，即植物的差异性生长，是这种改变质量的过程。 生长、分化、发育的概念、发育：指个体生命周期中植株结构和功能从简单到复杂有序变化的过程，是植物遗传信息受

2、内外条件影响有序表达的结果，具有严格的时间序列规律。 叶发育：叶原化学基幼叶成熟叶根发育：根原化学基幼根的完整根系花发育：花原化学基蕾的开花、生长、分化、发育概念、生长、分化、发育关系、生长是量，而作为基础的分化是局部性质变化的发育包括生长和分化，是整体性质变化。 发育包括花一样的生长和分化发育，包括花原化学基的分化和花器官各部分的生长发育，必须以生长和分化为化学基进行。 没有生长和分化就不能发育。 生长和分化还受到发育的制约。 例如，水稻幼穗的分化和生长必须在通过光周期的发育阶段后进行。 第一节植物细胞球的生长和分化，一、细胞分裂期二、细胞球伸长期三、细胞球分化期、细胞球生长，包括细胞分裂和

3、细胞球伸长在内前者增加细胞球数，后者增加细胞体积，细胞发育，植株发育是基于细胞发育。 细胞球发育过程从细胞分裂开始，逐渐伸长、扩大，然后分化类型化。 细胞球发育过程可分为三个时期：分裂期(生长慢)伸长期(生长快)分化期(生长慢)，而细胞分裂期主要特征：体积小、壁薄、核大、原生质浓、无气泡、持水力高、代谢旺盛。 细胞周期：分生细胞球从一次细胞分裂结束到下一次分裂结束的过程。 间质期(G1、s和G2期)细胞周期分裂期(前、中、后、晚期)、分裂期的最大大姨妈生化特征是DNA的规律变化。 二、细胞球增长期、形态特征：大量吸水细胞球体积增大，细胞球内小气泡与气泡合并，细胞质和细胞核被挤压到边缘。 水分的

4、多少是影响伸长的最主要的因素。 大姨妈特征：细胞球内干物质积累，呼吸速率和酶活力增加，蛋白质合成增加。 三、细胞球分化期的主要特征：细胞球体积不扩张，次生壁增厚，部分细胞球分化成特化细胞球。 形成不同的组织，进而形成不同的器官。 (1)具有细胞球万能性和分化等核的活细胞球也包含发育成一个完整植株的所有基因，可在适当条件下发育成一个完整植株。 生产中无性繁殖实验室能够将任何器官、组织、细胞球乃至卵子或精子培养成植物细胞球的万能性是植物组织培养的理论基础，(二)极性和分化极性：指植物器官、组织、细胞球形态学、生化组成和大姨妈特性不同，由于极性的存在使细胞球发生不均匀的分裂现象. 极性发生机制，可能

5、与Ca2流有关，极性决定了形态学下端长根、上端长芽、第二节植物组织培养、一、植物组织培养原理二、组织培养方法三、组织培养的运用，指的是植物组织培养：在无菌培养条件下培养离体植物器官、组织或细胞球通常，培养的离体植物细胞球、组织和器官等称之为外植体。 一、植物组织培养的原理理论基础：细胞球的万能性，脱分化使分化后的细胞球或组织逐渐恢复成分生状态形成愈伤组织的过程。 再分化愈伤组织在一定条件下还可发生分化现象，再次形成另一种细胞球、组织器官，脱分化和再分化，二、组织培养方法，(一)培养基固体培养和液体培养。 1、矿质营养物：大量和微量元素体2，碳源：以蔗糖为碳源和能量源，渗透压3，维生素： B1、

6、B6，烟酸、肌醇等4，有机附属物：氨基酸等维持，愈伤组织诱导5，生长调节物质：生长素，对赤霉素有利的组织培养，愈伤组织培养器官培养细胞球培养原生质体培养，(3) 植物组织培养条件，(1)灭菌(2)温度和光照，(3)组织培养的应用1 .无病(包括细小病毒和其他病原体)植株2 .优良植物无性系快速繁殖3第三节种子发芽，一、影响种子发芽的环境条件二、种子发芽过程三、种子发芽时大姨妈生化变化，一、影响种子发芽的环境条件适宜的水分、适宜的温度、一盏茶的氧是种子发芽不可缺少的条件。 另外，还有发芽时需要受照明条件影响的种子。 (1)水分适宜水分是种子发芽的第一条件水分对种子发芽的意义： (1)使种皮软化、

7、透过性增大；(2)使细胞质由凝胶向溶胶，使酶催化剂从钝化向活跃；(3)水分参与储藏物质分解，促进可溶性物质的输送；(4)植物荷尔蒙从结合态向游离态变化等。 蛋白质种子发芽时需水量大于淀粉种子，温度主要影响酶催化剂的活性和吸水速度，影响呼吸代谢和胚根、胚芽的生长。 发芽温度三基点：最低、最佳和最高温度发芽最适温度：指种子发芽势最高、发芽时间最短的温度。 变温比恒温有利于种子的萌发。 一般的变温幅度至少有十个不同。 (二)温度、种子萌发所需温度范围与其原产地有密切关系，北方原产需求温度较低。 (3)氧瓦斯气体是种子发芽的必要条件。 种子发芽过程中，旺盛的呼吸作用(特别是氧气呼吸)需要提供一盏茶的能

8、量和物质。 各种种子发芽时的好氧程度有一定差异，油料种子发芽时的需氧量比淀粉种子大，这种种子应较浅播种。 有些植物的种子需要在光线下发芽，被称为“要光种子”。 例如莴苣、鬼针草、烟草等，(4)照射光线后，发现红光和远红光对种子的萌发和抑制有可逆反应，这与种子内含有被称为光敏素的物质有关。红光(Pr) Pfr型光电传感器(有效)远红光(Pfr) Pr型光电传感器，二、种子发芽过程、吸膨胀吸水期(衬位吸水)细胞球恢复活动(呼吸代谢强化)胚细胞恢复分裂和延长(分裂和伸长)培根I快速吸水阶段慢II慢吸水阶段快III再次快速吸水阶段吸水过程的变化，1 )阶段吸收吸水阶段： a .依赖于原生质体胶体吸收作

9、用的物理吸水b .死去的种子和活着的种子休眠都同样能够吸水的c .原生质体从凝胶变成溶胶状态，细胞结构和功能恢复b .酶促反应和呼吸促进作用的增强(1)吸水过程的变化，3 ) 阶段快速吸水阶段：在a .储藏物质转化的基础上，提示原生质成分合成旺盛，细胞球以渗透吸水为主，吸水快的b .胚根在种皮突出后，膨胀压变小，氧呼吸增强的c .新生器官生长迅速，种子的吸水和鲜重持续增加。 (1)吸水过程的变化；(2)直到呼吸作用和酶活力变化胚根伸出种皮，种子呼吸主要是无氧呼吸，出现胚根后以有氧呼吸为主。 种子发芽时酶催化剂的由来1 )种子形成时发生、由于种子储藏的酶催化剂mRNA翻译而新发生的酶催化剂。 (

10、三)储藏物质变化、从大分子到小分子的不溶性物质到可溶性物质的贮藏部位(胚乳子叶)到生长部位(胚)的淀粉可溶性糖蛋白质氨基酸含氮化合物脂肪糖种子贮藏物质越多，越有利于发芽(选择花生的种)、种子发芽中的物质变化的IAA束缚型自由型GA含量上升CTK； ETH含量上升ABA及阻化剂含量下降，第四节植物生长，一、植物生长曲线二、植物生长的相关性三、植物生长的周期性四、环境要素对植物生长的影响，一、植物生长曲线植物器官或全株植物的生长用显示“的植物生长量标绘时间，即可得到植物的生长曲线。 生长曲线表示生长周期中植物的生长变化趋势。 玉米的生长曲线，当以生长乘积量表示生长量时，“s型”曲线以生长速度表示可

11、得到抛物线，典型生长曲线为“s型”:停滞期：原生质蓄积、生长缓慢指数期(cell体积增大、数量增加)线性的相关性是植物惠特的整体性和适应性大姨妈基础之一。 利用肥料管理、合理密植和修剪、拔心、施用生长物质等措施，调整各部分生长的相互关系，达到高产优质的目的。 地下部(根)与地上部(茎叶)的关系主茎(顶芽)与侧枝(侧芽)的关联营养生长与生殖生长的关联性，(1)地下部(根)与地上部(茎叶)的关系相互依存性：物质交换地上部向地下部供给必要的碳水化合物、维生素、IAA等。 两者与信息交流协调成长。 相互制约：两者生长所需的物质基本相同，水分和营养物质相对供给不足，一方的生长过于旺盛，消费过多，另一方的

12、生长受到制约。 地上部和地下部的相关性、地上部和地下部的相关性多用根冠比来测量。根冠比(root-top ratio ) :指地下部和地上部的干(新鲜)重量的比，用R/T表示。 这是相对值，根据年龄和外界的环境条件而变化。 一般来说，根系生长良好，其地上部分枝叶也茂盛，同样地上部分生长良好，根系生长也得到促进。 “根深叶茂”、“本固枝荣”、外界条件对根冠比的影响： 1、水分：水分一盏茶、R/T； 水分相对不足、R/T 2、光照射：光照射弱R/T； 光强的R/T。 3、氮肥：氮肥一盏茶的R/T； 氮肥相对低于R/T。 4、磷钾肥料：磷钾肥料相对缺乏R/T磷钾肥料在R/T收获根部的作物前期施用氮肥

13、，在后期施用磷、钾元素5、整枝、修剪的具有掌门人优势的树木：松、柏、杉等。 农作物：向日葵、香烟、黄麻、高粱、玉米等。 没有掌门人优势的树木、大叶黄杨、荚竹桃等。 农作物：在稻、麦生产中保护掌门人优势。 消除麻类、烟草、向日葵、玉米、高粱等生产性掌门人优势。 果树、行道树、花卉、棉花、大豆等。 尖端优势的发生原因(1)荷尔蒙激素抑制假说IAA对侧芽的抑制(2)营养假说IAA促进营养物质向尖端的运输和积蓄。 (3)IAA与CTK的联合作用假设CTK /IAA比较高可促进侧芽生长，(3)营养器官与生殖器的相关性1，依赖关系：生殖器的生长依赖于营养器官，良好的营养器官是生殖器生长的基础。 花芽必须根

14、据一定的营养生长发育，生殖器官生长由营养器官提供营养。 2、制约关系：营养器官生长过于旺盛，影响生殖器官形成和发育的生殖器官过多，营养器官生长受到抑制，早衰。 像谷类作物一样青绿的成熟很慢，秃粒增加了。 果树、棉花等枝叶徒长，落花落果等。 茶树开花时，少年结果容易导致树势迅速衰退。 果树的大小年份等，三是指植物生长的周期性，植物生长的周期性：植物的生长速度随昼夜和季节有规律变化的现象。 昼夜周期性季节周期性，(1)生长的昼夜周期性植物的生长速度由昼夜变化产生的规律的周期性变化植物的生长速度，一般夜晚比白天大。 白天光线强，温度高，水分不足。 (2)生长的季节周期性植物在一年中其生长随季节的变化

15、而有规律地变化。 光和气温等会影响IAA、GA、CTK、ABA的含量。 温带树木芽休眠和发芽，IAA、GA、CTK增加，四，环境要素对植物生长的影响，光温度水分的其他因素，1 )光间接影响：通过叶片的光合作用和蒸腾作用。 直接影响：光强和光质强光可抑制细胞球的生长、促进分化，株的低根粗弱光可促进细胞球的生长、抑制分化，株高根细，四、环境要素对植物生长的影响，玉米和菜豆幼苗的光下及暗中生长，特征：茎细长，叶不展开，顶芽形成钩状大田生产防止过密。 黄化现象：缺光引起的植物生长不良现象。 2、温度对植物生长有最低、最佳和最高温度三个基点。 最适温度：植物生长最多的温度。 协调最适温度：使植物生长健壮

16、，温度稍低于最适温度的植物生长温度范围小于生存温度范围，四、环境要素对植物生长的影响，温周期现象：昼夜变温对植物生长有利。 原因： (1)白天温度高有利于光合作用，夜晚温度低可以减少呼吸消耗。 (2)低夜温有利于根系的生长，合成分裂素。 3 .水分不足抑制细胞分裂和伸长。细胞球的伸长对水分不足更加敏感，特罗尔水分可以有效地抑制茎和节之间的伸长(水稻)。 四、环境要素对植物生长的影响；四、其他因素(1)矿物质元素体n物质组成p，k制造物，转化为胞里肌肉；(2)机械刺激是风、动物和植物的摩擦、降雨、冰雹对茎叶的冲击、土壤颗粒对根的抵抗及摇晃；四、环境要素对植物生长的影响，第五节植物的光形态完成光敏素二、蓝光接纳体和UV-B接纳体，光的作用：1.以光为能量，为植物光合作用提供能量2 .以光为环境信号，调节植物整个生命周期的许多大姨妈