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1、,第九章 植物营养生长生理,种子的萌发与休眠,细胞的生长与分化,植物的生长,植物的运动：,思考题,向光性、向地性,一、种子萌发过程：三个阶段 1 吸胀（吸水）：萌发准备阶段 （1）吸水对种子萌发的作用 种皮变软胚根突破种皮； 氧气透入胚的呼吸上升； 凝胶变溶胶酶活性提高； 大分子水解为可溶性小分子； 激素由束缚型转化为游离型； 促进可溶性物质运输。,第一节 种子的萌发与休眠,3,种子萌发吸水临界值 蛋白质种子淀粉类种子油料种子 种子吸水三过程： 种子鲜重增加量呈“快-慢-快“特点,内部物质能量转化，为生理生化阶段 *呼吸作用变化 * 酶变化 * 有机物的转变：分解合成 分解 - 运输（重建）-
2、合成,2、萌动：,5,（1） 淀粉的转化 淀 粉 酶 麦芽糖酶 淀粉蓝糊精红糊精消色糊精麦芽糖葡萄糖 加碘蓝色 红色 无色,淀粉的动员,脂肪的分解,蛋白质的分解,植酸的分解,玉米种子的成分在萌发过程中的变化,3 发芽 胚根与种子等长，胚芽为种长 一半为发芽 种子萌发：物质转化、能量转化、形态建成 物质转化 呼吸类型 形态建成 无氧呼吸 胚芽 脂肪 脂肪酸 淀粉 葡萄糖 胚根、真叶,有氧呼吸,*足够的水分 *适宜的温度 萌发温度三基点：最低、最适和最高。发芽最适温度是指种子发芽率最高、发芽时间最短的温度。 变温比恒温更有利于种子萌发。一般变温幅度至少要相差10。 生产上植物播种要高于生长最低温2
3、-3。,二 影响种子萌发的外部条件,11,*充足的氧气 氧气充分代谢旺盛生长活跃种子萌发； 供O2不足无氧呼吸贮藏物质消耗过多过快酒精引起中毒。 油料（高脂肪或蛋白）种子(如大豆、花生、向日葵)比淀粉种子(如麦类、玉米)要求更多的O2 ，RQ1 。 实践中要浅播？ 经验 ：萌发后 干长根湿长芽 热长根冷长芽 有氧长根无氧长芽,莴苣种子照光处理 发芽率（） CK(黑暗） 14 R （红光） 70 R + FR （远红光） 6 R + FR + R 74 R + FR + R + FR 6 R + FR + R + FR + R 76 R + FR + R + FR + R + FR 7 R +
4、FR + R + FR + R + FR + R 81,需光种子、需暗种子、光不敏感种子,*光照,烟草莴苣胡萝卜,瓜类茄子番茄,13,三 种子的休眠 1 类型： 强迫休眠 生理休眠 2 意义：物种保存、农业生产,*种皮的限制 *种胚未成熟： *种子没有完成后熟作用 *抑制萌发物质的存在,3 种子深休眠的原因,15,4 人工破除休眠的措施,消除种皮限制： 湿沙层积 去除抑制物 激素等,16,四 种子的寿命 种子寿命：种子从采收到失去发芽能力的时间。 按寿命分类：短命、中命、长命种子 1、 短命种子 寿命在几小时至几周。例如杨、柳、榆、栎、可可属、椰子属、茶属种子等。 2、 中命种子 寿命在几年至
5、几十年。水稻、小麦、大麦、大豆、菜豆的种子寿命为2年；玉米2-3年；油菜3年；蚕豆、绿豆、豇豆、紫云英5-11年。 3、 长命种子 寿命在几十年以上。印度莲子 1040210年。 种子安全储藏条件：安全含水量、低温、干燥、缺氧 五 种子的老化（种子劣变） 种子老化 种子生活力的检测,17,细胞发育过程分三个时期： 分裂期（分生期） 伸长期（扩大期） 分化期（成熟期） 一、细胞分裂期的生理 （一）细胞周期：分裂间期和分裂期M,第二节 细胞的生长与分化,生长,DNA合成期,DNA合成前期,DNA合成后期,19,（三）影响细胞分裂的因素,种类 温度 O2 维生素 植物激素：生长素、 CTK促进G1期
6、 S期和G2 M期,20,（四）细胞分裂生理,代谢旺盛 原生质特别是DNA大量合成 细胞数目增加,21,（一）细胞体积的增大与液泡化：壁增长 （二）生理生化变化： 大量吸水， 呼吸速率和有关酶活性加强，RNA、DAN、蛋白质含量、壁成分、IAA和GA含量增加；同时IAA引起细胞壁酸化，微纤丝交织点破裂，胞壁松弛，增添新物质，细胞显著扩大。 （三）影响因素：水分、温度、O2、激素,二、细胞伸长期的生理,22,（一）细胞的全能性 *指植物体的每一个细胞都具有分化、发育和形成一个完整植株的潜在能力。 *细胞全能性是细胞分化的理论基础，而细胞分化是细胞全能性的具体表现。,三 细胞分化的生理,23,（二
7、）分化与极性,极性 指细胞、组织、器官中在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。是植物分化和形态建成中的一个基本现象。主要表现在细胞质浓度的不一，细胞器数量的多少，核位置的偏向等方面。极性的建立会引发不均等分裂，使两个子细胞的大小和内含物不等，由此引起分裂细胞的分化。 极性是分化的第一步，极性一旦建立难以逆转 形成极性的机理：极性造成了细胞内物质（代谢物、蛋白质、激素）分布不均匀，建立起轴向，两极分化，因此细胞不均等分裂。如气孔发育、根毛形成、花粉管发育。,24,（三）细胞分化生理,细胞大小不再变化 细胞壁加厚并发生变性，分化成不同细胞或组织,一、生长大周期与生长曲线 1 生长大
8、周期：个别器官或整株植物的整个生长过程中，都表现出“慢快慢”的规律。,第三节植物的生长,迟滞期 对数生长期 直线生长期 衰老期,四个时期,2 生长曲线：,玉米的生长曲线,（一） 温度 生长温度三基点 协调最适温度 生长最适温度 生长的温周期现象:,二 影响营养器官生长外界条件,29,生长的最适温度是指植物生长最快的温度，但并不是植物生长最健壮的温度。 协调最适温：比最适温度略低，生长比最适温度略慢，但植物生长最健壮的温度。 温周期现象(thermoperiodicity of growth)是指昼夜变温对植物生长发育的效应。 昼夜温差大促进植物生长。,30,间接作用： 影响光合作用，促进生长，
9、高能反应 *光是光合作用的能源 *光是叶绿素形成的条件 *光合作用产物是生长的物质基础 光饱和现象、光抑制现象,（二）光照,（1）光抑制茎的生长： 蓝紫光，尤其紫外光,光对生长的直接作用,（2）需光种子的萌发 （3）日照时数影响植物生长与休眠 （4）植物的向光性运动 （5）光与成花诱导,白芥幼苗在光下和黑暗中生长,（三）水分 （四）通气状况 （五）矿质营养 （六）植物激素： （七）机械刺激 （八）土壤阻力,* 植物体各部分间互相制约与促进的现象 （一）地下部分与地上部分的相关性 相互促进：营养物、激素 （糖类、含氮碱、CTK、维生素等） 根的干重或鲜重 根冠比 = 地上部分的干重或鲜重,三 植
10、物生长的相关性,（主根与侧根） 顶端优势主轴顶端分生组织生长较快，顶芽的生长常常抑制侧芽生长的现象。 原因：,（二）主茎与分枝的相关性,36,（三）营养生长与生殖生长的相关性 (1)依赖关系 生殖器官生长所需的养料，大部分是由营养器官供应的，营养器官生长不好，生殖器官自然也不会好。 (2)对立关系 营养器官生长过旺，会影响到生殖器官的形成和发育；生殖生长的进行会抑制营养生长。,*植物生长速率按昼夜或季节周期发生有规律变化的现象 （一）植物生长的昼夜周期性 *植物生长速率随昼夜发生规律性变化,四 植物生长的周期性,睡莲,蒲公英,（二）植物生长的季节周期性,* 植物生长速率随季节发生规律性的变化的
11、现象。 年轮 休眠现象,（生理钟、生物钟） 指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律 菜豆初生叶的昼夜变化,（三）近似昼夜节昼,41,*植物的运动 植物器官或组织在空间产生位置的移动现象 *植物运动类型： 向性运动 感性运动,第四节 植物的运动,42,1 定义：由光、重力等外界刺激而产生，其运动方向取决于外界刺激方向，是由生长引起的不可逆运动 类型：都是生长运动 向光性、向重力性、向水性、向化性,一、向性运动,43,感受：感受外界刺激 传导：将感受的刺激传递给向性发生的细胞 反应：感受信息后，弯曲生长,3 向性运动反应包括三个步骤,44,感性运动没有一定的外界刺激（如光暗转变、触摸、温
12、度变化）或内部时间机制而引起的运动，外界刺激方向不能决定运动方向 分类 1、 生长运动 2 、紧张性运动,二 感性运动,45,（一）向光性：植物随光的方向弯曲的能力 正向光性、 负向光性、 横向光性 感受部位：茎尖、芽鞘尖端、根尖等 向光性的光受体：向光素、蓝光有效 向光性反应的机理,一 向性运动,“太阳追踪”：棉花、向日葵、花生等植物顶端在一天中随太阳而转动,叶的镶嵌,46,1、 生长素学说,玉米胚芽鞘实验：尖端12mm处产生IAA，5mm处是对光敏感和侧向运输的地方。单侧光下，IAA横向运输、较多分布于顶端背光一侧，而后运到伸长区，刺激背光侧生长，芽鞘向光弯曲。,生长素分布不均匀,单侧光引
13、起玉米胚芽鞘IAA侧向再分配,2、生长抑制物质学说,生长抑制物分布不均匀,IAA差别不大，向光侧抑制物多于背光侧,49,正向地性：根 负向地性：茎 横向地性：地下茎 1 感受重力的细胞器 *平衡石及分布,（二）向地性（向重力性）,玉米根正向重力性生长,淀粉体分布在根尖细胞底部,51,2、 机理,生长抑制物生长素分布不均匀 根垂直生长时：地上部合成的生长素运输到根冠均匀分布在根两侧 根水平生长时：根冠淀粉体沉降到细胞底部，刺激内质网释放Ca+2于细胞底部， Ca+2作用：作为IAA库，吸引IAA到根的下侧；促使组织对IAA敏感。 Ca+通过CaM起作用 Ca+2和IAA综合机制,52,（三）向化性 （四）向水性 二 感性运动 （一）偏上性和偏下性 （二） 感夜性 （三）感热性,53,（四）感震性,含羞草运动，属紧张性运动 震动刺激如何传递？ 动作电位,54,55,总结种子萌发过程中贮藏物质的动员及再利用 植物的生长为何表现出生长大周期的特性？ 为何植物有顶端优势？如何利用顶端优势指导生产实践？ 植物生长的相关性表现在哪些方面？在生产上如何应用？ 就植物生长而言，光起什么作用？参与光合作用的光与参与光形态建成的光有何区别？光敏色素与叶绿素有何异同？光敏色素的基因表达有何特点？ 简述植物向光性、向重力性的机理。 哪些植物运动是生长性运动？哪些不是？,思考题？,
