10_植物的生长生理

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1、第十章植物的生长生理Growth physiologyGrowth physiology第一节第一节 种子的萌发种子的萌发1. 1.影响种子萌发的外界条件影响种子萌发的外界条件1 1）水分）水分吸水是种子萌发的第一步。吸水是种子萌发的第一步。 吸水后，生理作用才能逐渐开始，因为吸水后，生理作用才能逐渐开始，因为 （1 1）水可以软化种皮：）水可以软化种皮：透氧，胚易于突破；透氧，胚易于突破； （2 2）使细胞质由凝胶状转入溶胶状：）使细胞质由凝胶状转入溶胶状：代谢加强，酶活性增加，贮藏物分解代谢加强，酶活性增加，贮藏物分解 ； （3 3）促进可溶性物质的运输）促进可溶性物质的运输种子吸水的程度

2、、速率与下列因素相关：种子吸水的程度、速率与下列因素相关： （1 1）种子成分）种子成分：淀粉或油料种子吸水达到风干：淀粉或油料种子吸水达到风干 重量的重量的30307070即可萌发；蛋白质种子吸水即可萌发；蛋白质种子吸水 要超过干种子重量时，才能萌发。要超过干种子重量时，才能萌发。种子萌发时最低吸水量占风干重的百分比种子萌发时最低吸水量占风干重的百分比作物作物吸水率（吸水率（ ）作物作物吸水率（吸水率（ ） 水稻水稻3535棉花棉花6060 小麦小麦6060豌豆豌豆186186 玉米玉米4040大豆大豆120120 油菜油菜4848蚕豆蚕豆157157（2 2）温度：）温度：在一定温度范围内

3、，温度越高，吸水在一定温度范围内，温度越高，吸水 越快，萌发也越快。越快，萌发也越快。 （3 3）环境中的水分状况：）环境中的水分状况：土壤中有效水分含量高时，有利于种土壤中有效水分含量高时，有利于种 子的吸水和萌发，干旱则相反；子的吸水和萌发，干旱则相反； 水分过多，会造成温度降低、氧气缺水分过多，会造成温度降低、氧气缺 乏，不利于种子萌发。乏，不利于种子萌发。2 2）氧气）氧气 （1 1）需氧量：）需氧量： 一般需要氧气浓度在一般需要氧气浓度在1010以上才能萌发以上才能萌发小麦小麦 、花生、花生、 大豆对氧的需求。大豆对氧的需求。（2 2）缺氧：）缺氧：3 3）温度）温度 （1 1）三基

4、点：）三基点： （2 2）种子萌发需要的温度范围）种子萌发需要的温度范围几种植物种子萌发的温度范围几种植物种子萌发的温度范围 种类种类最低温度最低温度最适温度最适温度最高温度最高温度 小麦小麦3 35 52028202830403040 水稻水稻101012123037303740424042 玉米玉米8 810103235323540454045 花生花生121512152537253741464146 大豆大豆686825302530394039404 4）光照）光照 （1 1）需光种子）需光种子：在有光条件下良好萌：在有光条件下良好萌发，在黑暗中则不能发，在黑暗中则不能萌发或发芽不好。萌

5、发或发芽不好。 （2 2）需暗种子）需暗种子：在光下萌发不好，在：在光下萌发不好，在黑暗中萌发良好。黑暗中萌发良好。 （3 3）中光种子）中光种子：萌发不受光照影响。：萌发不受光照影响。2. 2.种子萌发的生理、生化变化种子萌发的生理、生化变化 1)1)种子的吸水种子的吸水：三个阶段三个阶段：急剧吸水、吸水停止、重新迅速急剧吸水、吸水停止、重新迅速 吸水，表现出快吸水，表现出快 慢慢 快的特点。快的特点。（1 1）阶段）阶段I I吸涨吸水阶段吸涨吸水阶段： A.A.是依赖于原生质胶体吸涨作用的物理性是依赖于原生质胶体吸涨作用的物理性 吸水。吸水。 B.B.无论是死种子还是活种子、休眠与否同无论

6、是死种子还是活种子、休眠与否同样可以吸水；样可以吸水； C.C.通过吸涨吸水，原生质由凝胶转变为溶通过吸涨吸水，原生质由凝胶转变为溶胶状态，细胞结构和功能恢复。胶状态，细胞结构和功能恢复。（2 2）阶段）阶段IIII缓慢吸水阶段：缓慢吸水阶段： A.A.由于原生质水合程度趋于饱和，细胞膨由于原生质水合程度趋于饱和，细胞膨 压增加等因素，出现的一个吸水暂停或压增加等因素，出现的一个吸水暂停或 速度变慢的阶段；速度变慢的阶段； B.B.细胞中基因开始表达；细胞中基因开始表达； C.C.酶促反应和呼吸作用增强；酶促反应和呼吸作用增强； D.D.贮存物质开始分解，一方面给胚的发育贮存物质开始分解，一方

7、面给胚的发育 提供营养，另一方面，也降低了水势，提供营养，另一方面，也降低了水势， 提高了吸水能力。提高了吸水能力。（3 3）阶段）阶段IIIIII生长吸水阶段：生长吸水阶段： A.A.在贮存物质转化的基础上，原生质组分在贮存物质转化的基础上，原生质组分 的合成旺盛，细胞吸水再一次加强；的合成旺盛，细胞吸水再一次加强； B.B.种子形态上发生可见的变化；种子形态上发生可见的变化； C.C.胚根突出种皮后，有氧呼吸加强；胚根突出种皮后，有氧呼吸加强； D.D.新生器官生长加快，表现为种子的吸水新生器官生长加快，表现为种子的吸水 和鲜重持续增加。和鲜重持续增加。2 2）呼吸作用的变化和酶的形成）呼

8、吸作用的变化和酶的形成 （1 1）呼吸的变化）呼吸的变化在胚根突出种皮之前，种子的呼在胚根突出种皮之前，种子的呼 吸主要是无氧呼吸，在胚根长出之吸主要是无氧呼吸，在胚根长出之 后，便以有氧呼吸为主了。后，便以有氧呼吸为主了。（2 2）酶的形成：）酶的形成：萌发种子中酶的来源有两种：萌发种子中酶的来源有两种： A.A.从已经存在的束缚态的酶释放从已经存在的束缚态的酶释放 或活化而来；支链淀粉葡萄糖苷或活化而来；支链淀粉葡萄糖苷 酶。酶。 B.B.通过蛋白质合成而形成的新酶。通过蛋白质合成而形成的新酶。 a-a-淀粉酶。淀粉酶。3)3)有机物的转变有机物的转变种子中贮存着大量的有机物，种子中贮存着

9、大量的有机物， 主要有淀粉、脂肪和蛋白质。主要有淀粉、脂肪和蛋白质。不同的植物种子中，三种物质不同的植物种子中，三种物质 的含量差异很大，通常以含量多的的含量差异很大，通常以含量多的 物质为依据，将种子区分为：物质为依据，将种子区分为： 淀粉种子、油料种子和豆类种子淀粉种子、油料种子和豆类种子。（1 1）碳水化合物的转变）碳水化合物的转变参与淀粉降解的酶：参与淀粉降解的酶： 淀粉酶淀粉酶：有：有-淀粉酶和淀粉酶和-淀粉酶淀粉酶-淀粉酶淀粉酶：为淀粉内切酶，任意水解淀：为淀粉内切酶，任意水解淀 粉分子内的粉分子内的-1-1，4-4-糖苷键；糖苷键； -淀粉酶淀粉酶：淀粉外切酶，从非还原端按：淀粉

10、外切酶，从非还原端按 顺序分解顺序分解-1-1，4-4-糖苷键。糖苷键。 脱支酶脱支酶： 分解分解-1-1，6-6-糖苷键糖苷键 麦芽糖酶麦芽糖酶：分解麦芽糖形成葡萄糖。：分解麦芽糖形成葡萄糖。贮存的淀粉还可以发生磷酸解：贮存的淀粉还可以发生磷酸解：在磷酸的参与下，淀粉磷酸化酶在磷酸的参与下，淀粉磷酸化酶 降解淀粉形成葡萄糖降解淀粉形成葡萄糖-1-1-磷酸。磷酸。淀粉酶淀粉酶：高温下活性高，低温活性低；：高温下活性高，低温活性低； 淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶：在低温下具有较高的活：在低温下具有较高的活 性。性。（2 2）脂肪的转变）脂肪的转变 A.A.脂肪在脂肪酶的作用下分解为脂肪在脂肪酶的作用

11、下分解为甘油甘油和和脂脂 肪酸肪酸； B.B.脂肪酶在酸性条件下活性高，具有自我脂肪酶在酸性条件下活性高，具有自我 催化的性质；催化的性质； C.C.脂肪酸进入乙醛酸体，经脂肪酸进入乙醛酸体，经氧化形成乙氧化形成乙 酰酰CoACoA； D.D.乙酰乙酰CoACoA经乙醛酸循环形成琥珀酸，进入经乙醛酸循环形成琥珀酸，进入 TCATCA循环。循环。（3 3）蛋白质的转变）蛋白质的转变水解蛋白质的酶有蛋白酶和肽酶两类。水解蛋白质的酶有蛋白酶和肽酶两类。蛋白酶蛋白酶：分解蛋白质成许多小肽；如木瓜：分解蛋白质成许多小肽；如木瓜 蛋白酶，菠萝蛋白酶等；蛋白酶，菠萝蛋白酶等； 肽肽 酶酶：将小肽完全降解成氨

12、基酸，谷类：将小肽完全降解成氨基酸，谷类 作物含有二肽酶，能水解二肽为氨基酸作物含有二肽酶，能水解二肽为氨基酸 。由蛋白质分解生成的氨基酸进一步可以由蛋白质分解生成的氨基酸进一步可以：A.A.形成新的氨基酸重新构成蛋白质或其他形成新的氨基酸重新构成蛋白质或其他 用途；用途； B.B.多余的氨基酸通过氧化脱氨作用，分解多余的氨基酸通过氧化脱氨作用，分解 为游离氨和酮酸；为游离氨和酮酸； C.C.植物体氨含量稍多，就会引起中毒，植植物体氨含量稍多，就会引起中毒，植 物利用酰胺的形式保存氨，既可以解除物利用酰胺的形式保存氨，既可以解除 氨毒害，又可以随时释放以供所需。氨毒害，又可以随时释放以供所需。

13、初次合成：初次合成：利用土壤中吸收的或硝酸还原利用土壤中吸收的或硝酸还原 产生的氨合成氨基酸的过程；产生的氨合成氨基酸的过程； 再度合成：再度合成：利用酰胺释放出的氨合成氨基利用酰胺释放出的氨合成氨基 酸的过程。酸的过程。酰胺：酰胺：既是氨的贮藏既是氨的贮藏 者，也是供应者，也是供应 者，有时还是者，有时还是 主要的运输形主要的运输形 式式。萌发萌发 种子种子 中有中有 机物机物 质的质的 转化转化3. 3.种子的寿命种子的寿命 种子寿命（种子寿命（seed longevityseed longevity）：是指种子从采收到失去发芽是指种子从采收到失去发芽 力的时间。力的时间。不同植物的种子寿

14、命有着极大的差异：不同植物的种子寿命有着极大的差异： 柳树：柳树：12h12h 水稻、小麦：水稻、小麦：1 13a3a 蚕豆、绿豆：蚕豆、绿豆：6 611a11a 稗草：稗草：131318a18a 皱叶酸膜：皱叶酸膜：80a80a 莲子：莲子：100100400a400a贮藏条件影响种子寿命贮藏条件影响种子寿命 干燥：长；湿润：短干燥：长；湿润：短 低温：长；高温：短低温：长；高温：短顽拗性种子：顽拗性种子：一些热带水果的种子不耐一些热带水果的种子不耐 脱水干燥，也不耐零下低温贮藏脱水干燥，也不耐零下低温贮藏 ，这类种子称为顽拗性种子。，这类种子称为顽拗性种子。第二节第二节 细胞的生长和分化细

15、胞的生长和分化植物的生长是以细胞的生长为基础的：植物的生长是以细胞的生长为基础的：通过通过细胞分裂细胞分裂增加细胞数量；增加细胞数量；通过通过细胞伸长细胞伸长增加体积。增加体积。种子萌发种子萌发细胞分裂和新细胞体积增加，幼苗迅速长大细胞分裂和新细胞体积增加，幼苗迅速长大 ；由于由于细胞的分化细胞的分化，形成各种组织和器官，长，形成各种组织和器官，长 成完整的植物体。成完整的植物体。1. 1.细胞分裂的生理细胞分裂的生理 细胞周期（细胞周期（cell cell cyclecycle）: :细胞分裂结束细胞分裂结束 到下一次细胞分裂结束。包括：到下一次细胞分裂结束。包括：分裂期（分裂期（MM）：前

16、、中、后、末：前、中、后、末 分裂间期分裂间期：G1G1、S S、G2 G2 控制细胞周期的关键酶是依赖于控制细胞周期的关键酶是依赖于 细胞周期蛋白的蛋白激酶（细胞周期蛋白的蛋白激酶（CDKCDK）DANDAN含量的变化含量的变化RNARNA及蛋白质的变化及蛋白质的变化RNARNA和蛋白质含量在和蛋白质含量在G1G1期就开始期就开始 增多，增多，S S期显著上升，期显著上升，G2G2期后期再次期后期再次 增多。增多。 呼吸速率的变化呼吸速率的变化分裂期对氧的需求很低，而分裂期对氧的需求很低，而G1G1期期 和和G2G2期后期氧吸收量都很高。期后期氧吸收量都很高。激素对分裂的影响激素对分裂的影响 IAAIAA: :影响细胞间期的