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1、1,第六章 植物的生长生理,2,2,第二节 种子的萌发 ,第一节 细胞的生长和分化,第三节 植物生长的周期性,第六节 光形态建成与光受体 ,第七节 植物的运动,第四节 植物生长的相关性 ,第五节 外界条件对植物生长的影响,3,植物生长（ plant growth）:植物在体积和重量上的不可逆增加，是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长引起的。,一般将植物从种子萌发到形成新种子的整个过程称为植物的发育周期。,4,生长-是量变，是基础,分化-是质变，变异生长,发育-是器官或整体有序的量变与质变（生长和分化的总和）,5,第一节 细胞的生长和分化(P269),植物的生长是以细胞的生长为基础
2、通过细胞分裂增加细胞数目，通过细胞伸长增加细胞的体积，通过细胞分化形成不同的组织和器官。,6,一、细胞的分裂分裂细胞：根和茎的顶端分生组织及侧生分生组织细胞。细胞质浓厚，代谢旺盛。分裂细胞生长到一定阶段通过有丝分裂，一分为二。,7,G1期 DNA复制前期： RNA和蛋白质的合成 分裂间期 S期 DNA复制期（细胞核体积 达到最大体积一半时）G2期DNA复制后期：RNA 和蛋白质的合成 细胞分裂期,8,图 洋葱根尖分生组织每个细胞核的DNA含量,9,GA缩短G1期和S期所需的时间，CTK促进S期DNA的合成，生长素在分裂较晚时期促进rRNA的合成。,10,二、细胞的伸长在细胞伸长期，细胞体积显著
3、增加 细胞壁和原生质的增加，呼吸速率增加26倍。呼吸作用的加强和蛋白质的积累是细胞生长的基础。,CTK促进细胞横向生长；GA和IAA促进细胞伸长；ABA和ETH抑制细胞伸长。,11,三、细胞的分化细胞分化（cell differentiation）：指分生组织细胞转变为形态结构和生理功能不同的细胞群的过程。植物细胞的生长分为三个时期：分裂期、伸长期和分化期,12,细胞分化的理论基础是：细胞全能性,植物细胞全能性（totipotency）：指每一个活细胞具有产生一个完整个体的全套基因，在适宜的条件下，细胞具有发育成完整植株的潜在能力。植物细胞全能性是细胞分化的理论基础和植物组织培养技术的理论依据
4、。,13,（一）细胞分化的内部调控机理1、通过极性控制分化极性是分化产生的第一步，极性的存在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。,14,2、通过激素控制分化,IAA促进愈伤组织分化出根，CTK促进分化出芽。3、通过基因调控分化如开花基因活化，可导致成花。,15,（二）外界条件对细胞分化的调节1、糖浓度,低糖（蔗糖）浓度（ 3.5%），有利于韧皮部形成；中糖浓度(2.5%3.5%)，木质部、韧皮部形成，且中间有形成层。,16,2、植物激素CTK/IAA比值，高，分化芽；低，分化根。生长素诱导愈伤组织分化出木质部。3、光对植物组织分化也有影响黄化苗分化差，输导、机械组织不发达。,17,四、组织培养
5、 (拓展内容）,（一）定义、优点组织培养（plant tissue culture）：指在无菌条件下，分离并在培养基中培养离体植物组织、器官或细胞的技术。理论基础：植物细胞具有全能性,18,优点： 取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制。,19,（二）种类,根据培养对象的不同，可分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养和原生质体培养。,由高等植物的细胞、组织和器官培养成植株的过程,20,脱分化：外植体 细胞分裂 无结构的愈伤组织的过程。再分化：愈伤组织细胞 适宜的条件下 胚状体或植株的过程。,（三）组织培养的原理,21,脱分
6、化,再分化,22,（四）组织培养的应用,转基因抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”,1、转基因（成熟胚愈伤组织 植株）,23,了解：(查资料）转基因抗虫水稻机制 转基因水稻的毒理学评价 转基因水稻的致敏性评价 转基因抗虫水稻与生态环境长期安全,24,2、植物体的无性快速繁殖及脱毒无性快速繁殖 园艺作物、农作物及林木的育苗脱毒 利用未感染病毒的马铃薯茎尖生长锥,3、花粉培养和单倍体育种,花粉培养单倍体植株加速育种进程 如小麦“花培一号”、烟草“单育一号” 等,25,4、原生质体培养和体细胞杂交原生质体培养研究生命活动机理体细胞杂交新品系、新品种 5、药用植物的工厂化生产从人参的愈伤细胞中提取人
7、参皂甙,26,第二节 种子的萌发 (P273),27,一、概念1、种子萌发种子萌发（seed germination）：种子吸水到胚根突破种皮（或播种到幼苗出土）之间所发生的一系列生理生化变化。2、种子生活力种子生活力（seed viability）：指种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。,28,鉴定种子生活力的方法：（1）利用组织还原能力（TTC染色法）,29,2、利用原生质的着色能力 （染料染色法）,活种子的原生质膜有选择透性，不选择吸收染料，原生质（胚）不着色。3、利用细胞中的荧光物质具有生活力的种子能发出明亮的荧光。,30,3、种子活力,种子活力（seed vigor）： 种子在
8、田间状态下迅速而整齐地萌发并形成健壮幼苗的能力。包括种子萌发成苗的能力和对不良环境的忍受力两个方面。种子活力与种子的大小、成熟度、贮藏条件和贮藏温度有关。,31,4、种子寿命,种子寿命（seed longevity）：从种子成熟到失去发芽力的时间。,种子寿命与种子含水量和贮藏温度有关。,32,二、影响种子萌发的外界条件 ,1、足够的水分吸水是种子萌发的第一步：（1）水分使种皮膨胀软化，氧易透过种皮，增 加胚的呼吸，胚根易突破种皮（2）水分使原生质从凝胶态转变为溶胶态，代 谢水平提高,33,种子萌发要求含氧量高于10%。花生、大豆、棉花等含脂肪较多的种子萌发时，较淀粉种子需更多的氧气。3、适宜的
9、温度酶促反应不同作物种子萌发时需要温度高低不同，与其原产地密切相关。20-25,2、充足的氧气 有氧呼吸,34,4、光 有的种子萌发需光,需光种子：莴苣、烟草、杂草种子需暗种子：茄子、番茄、瓜类种子对光不敏感种子：有光无光都可,35,三、种子萌发时的生理生化变化 ,（一）种子吸水种子的吸水分为三个阶段：,36,种子萌发的三个阶段和生理转变过程示意图,吸胀吸水,渗透性吸水,37,2、呼吸作用的变化,在吸水的第一和第二阶段，CO2的产生大大超过O2的消耗 无氧呼吸；吸水的第三阶段，O2的消耗大于CO2的释放 有氧呼吸。,38,3、酶的变化,酶原的活化：种子吸胀后立即出现， 如：-淀粉E重新合成：如
10、-淀粉E其mRNA 可能由DNA转录而来已经存在于干燥种子 长命mRNA,39,4、贮藏物质的动员,蛋白质 新的氨基酸 N 酰胺等CO2 有机酸 幼苗 细胞壁物质 糖类 重建膜 脂类 运输贮藏物质脂肪 乙醛酸循环淀粉 糖类 蔗糖 种子 有机酸 CO2 分解 Pr aa N 酰胺、其它氮素 运输化合物,40,第三节 植物生长的周期性,植物生长的周期性：指在植物的生长周期中，植株和器官的生长速率随季节和昼夜发生有规律变化的现象。,41,一、植物的生长大周期生长大周期（grand period growth）：植物在不同生育时期的生长速率表现出慢快慢的变化规律，呈现“S”型的生长曲线。,42,玉米的
11、生长曲线,“不误农时”！,生长初期植株幼小，合成物质总量少，生长慢；,生长中期植株光合能力加强，合成物质总量多，生长快；,生长后期植株衰老，光合能力下降，物质合成速度减慢，生长减慢或停止。,43,二、植物生长的温周期性,温周期性：植物的生长按温度的昼夜周期性发生有规律的变化。夏季，植物的生长速率白天较慢；冬季，植物的生长速率白天较快。,44,三、植物生长的季节周期性,季节周期性：植物的生长在一年四季中发生规律性的变化。原因：影响植物生长的外界因素不同。年轮的形成（早材、晚材）植物生长的季节周期性是植物对环境周期性变化（光照、温度、水分）的适应。,45,植物生长的相关性：植物各部分间的相互制约与
12、协调的现象。,第四节 植物生长的相关性 ,46,一、地下部与地上部的相关1、相互依赖 有营养物质和植物激素 的交流“根深叶茂” “本固枝荣”根生长所需的糖类、维生素需地上部供给；而地上部生长需根部吸收的水分、矿物质和CTK等。,47,2、相互制约 对水分、营养的争夺（1）水分 “旱长根，水长苗”根冠比（root/top ratio , R/T 比）缺水， R/T增加；水分充足，根冠比减小,48,A、由于根和胚芽鞘的生长所要求的含氧量不 同所致。,49,水少、供氧充足，IAA氧化酶活性升高，IAA含量降低，抑制胚芽鞘生长，促进根的生长。,B、与生长素含量有关,50,C、与呼吸酶有关胚芽鞘呼吸酶以
13、细胞色素氧化酶为主，与氧亲和力高；幼根以抗氰氧化酶为主，与氧亲和力低。,51,缺N，R/T增大缺N对地上部分影响较大；缺N地上部分蛋白质合成减少，糖分积累多，对根系供应的糖分增多，促进根的生长P充足， R/T增大P有利于地上部光合产物的转运，促进根系生长,（2）矿物质,52,（4）光照光照强，R/T大在农业生产上，可用水肥措施来调控作物 的根冠比，促进收获器官的生长。,（3）温度低温，R/T大,53,顶端优势：植物顶端在生长上占优势的现象。,二、顶端优势,水杉,水稻,玉米,54,顶端优势形成原因： 1、营养学说顶芽构成营养库，垄断了大部分营养物质，而侧芽因缺乏营养物质而受抑制。 2、生长素学说
14、顶芽合成生长素并极性运输到侧芽，抑制侧芽生长。 3、根尖合成细胞分裂素的向上运输，抑制侧根生长。,55,顶端优势的利用：（1）保持顶端优势：如麻类、烟草、玉米、甘蔗、高粱等作物以及松、杉等树木；（2）抑制顶端优势，增加分枝：如果树的修剪整形；棉花的摘心整枝；番茄、立菊、大豆的打顶等。,56,三、营养生长与生殖生长的相关,1、相互依赖营养生长是生殖生长的物质基础；在生殖过程中产生的激素类物质作用于营养生长。2、相互制约营养器官生长过旺，消耗较多养分，影响生殖器官的生长 水稻。生殖器官的生长抑制营养器官的生长。,57,一次性开花植物 水稻、竹子果树的大小年现象。在生产上，利用营养生长与生殖生长的 相关性制定相应措施。,58,一、温度对植物生长的影响温度三基点与植物的原产地有关。,第五节 外界条件对植物生长的影响 ,59,生长的最适温度：植物生长最快的温度。,协调最适温度：在生产实践上为培育健壮的植株，常要求在比生长的最适温度略低的温度下进行。 二、水分对植物生长的影响植物体缺水时，细胞分裂和细胞伸长都受到影响，但细胞伸长对缺水更敏感干根湿芽。,
