普通生物学植物生长发育的调控演示课件

植物生长发育的 调控教学
讲述提纲
植物营养生长发育及其调控 环境因子对植物生长的影响 植物的运动
植物的生长发育是一个极其复杂的过程，它在各种物质代 谢的基础上，表现为种子发芽、生根、长叶、植物体长大成熟、 开花、结果，最后衰老、死亡。通常认为，生长是植物体积的 增大，它主要是通过细胞分裂和伸长来完成的；而发育则是在 整个生活史中，植物体的构造和机能从简单到复杂的变化过程， 它的表现就是细胞、组织和器官的分化。高等植物生长发育的 特点是：由种子萌发到形成幼苗，在其生活史的各个阶段总在 不断地形成新的器官，是一个开放系统；植物生长到一定阶段， 光、温度等条件调控着植物由营养生长转向生殖发育；在一定 外界条件刺激下，植物细胞表现高度的全能性；固着在土壤中 的植物必须对复杂的环境变化做出多种反应。
喜光种子和喜暗种子 大多数植物种子只要满足了水分、氧气和温度的要 求就能正常萌发。但也有一些种子除了上述条件外还需要 光或暗条件。 一些种子如莴苣、烟草种子需要在一定光照下才能 萌发，这类种子称为喜光（或需光）种子。另一些种子如 茄子、番茄、苋菜、黄瓜、西葫芦等种子，在光照下萌发 反而受到抑制，只有在相对长的黑暗条件下才能萌发，故 这类种子称为喜暗（或需暗）种子。 在研究需光种子（莴苣）萌发时，人们发现了一个 有趣的现象。即当用波长为 660 nm的红光照射种子时，会 促进种子萌发；而当用波长 730 nm的远红光照射种子，则 会抑制种子萌发；在红光照射后，再用远红光处理，萌发 也受到抑制，即红光作用消除了；如果用红光和远红光交 替多次处理，则种子发芽状况取决于最后一次处理的是哪 种波长的光。这种影响，与种子体内存在的光敏色素有关。
充足的氧气是种子萌发的必要保证 种子萌发时，幼胚活跃的生长需要呼吸代谢提供 能量。呼吸代谢增强，就需要充足的氧气。 大多数种子需要空气含氧量在10%以上才能正常萌 发，但需氧程度又因种子的化学成分不同而有所不同。 脂肪含量较高的种子（如落花生、棉花）在萌发时需 氧量比淀粉类种子要高，因此这类种子宜浅播。 种子萌发所需要的氧气通常是从土壤的空隙中得 到的。若土壤板结或水分过多，易造成氧气不足，种 子则只能进行无氧呼吸。这样不仅有机物利用不经济， 还会因酒精积累过多使种子中毒，严重影响种子萌发。 及时松土排水，改善土壤通气条件，是促进种子萌发、 培育壮苗的有效措施。

细胞分化---指形成不同形态和不同功能细胞的过程。 分生细胞可分化成薄壁组织、输导组织、机械组织
、保护组织和分泌组织，进而形成营养器官和生殖器官 。
3.发育（ development）:
生物组织、器官或整体形态结构和功能上的有序变 化过程--在形态学上常叫形态发生Morphogenesis。包 括胚胎建成、营养体建成，生殖体建成三个阶段。
特点 ①时间上的严格顺序 ②空间上的协调
叶片的发育 花的发育
营养生长 狭义发育 生殖生长
根的发育
果实的发育
4. 生长、分化和发育的关系
三者关系密切，有时交叉或重叠。 生长---量变，基础； 分化---质变； 发育---器官或整体有序的量变和质变
发育在生长，分化基础上进行； 同时生长和分化受发育的制约。
第二节 细胞的生长和分化的控制
细胞分裂使细胞数目增多；生长使体积扩大。
分裂期（慢）
植物细胞的生长：
伸长期（快） 分化期（慢）
一、细胞伸长的生理
细胞壁的可塑性增加；增加细胞壁及原生质的物质成分；吸水 。赤霉素和生长机制不十分清楚，但与植物激素和营养成分有关。
CTK/IAA比值高，促进芽的分化；CTK/IAA 比值低，促 进根的分化；CTK/IAA 中等，只生长不分化。
IAA/GA比值高，分化木质部； IAA/GA比值低，分化韧皮 部； IAA/GA比值中等，既有木质部又有韧皮部。
蔗糖浓度高，分化韧皮部；蔗糖浓度低，分化木质部；蔗 糖浓度中等，既有韧皮部，又有木质部，中间有形成层。
极性与再生作用
植物细胞分化具一定独立性， 主要表现为极性与再生作用。
极性（polarity）：表现在植物 的器官、组织或细胞的形态学 两端在生理上的差异性（异质 性）。例如植物的形态学上端 总是长芽，下端总是长根。

生长素的发现
1、达尔文父子的实验 1880年 英国
• 植物幼苗在单侧光下会弯曲
• 胚芽鞘的向光性现象
外因 单侧光
？ 内因
胚芽鞘本身
生长素的发现
1、达尔文父子的实验 1880年 英国
正常的胚芽鞘 向右弯曲生长
切掉尖端的胚芽鞘 不弯曲不生长
• 胚芽鞘的向光性弯曲与 尖有端关。
生长素的发现 1、达尔文父子的实验
问题：甲图中a、b侧生长素浓度大小关系是___a_>_b__
乙图中A、B侧生长素浓度大小关系为__A_<_B___，C、D 侧生长素浓度大小关系是___C_<_D___。
生长素
作用特点：两重性
a、不同浓度的生长素对植物生长的调 节作用不同；
低浓度促进生长 高浓度抑制生长，甚至使植物受害死亡
生长素
向光性
植物的向光性，即在单侧光照射下，植物朝 向光源方向生长的现象。
一、植物生长素的探索史
生长素的发现
Charles Darwin （1809-1892）
生长素的发现
———达尔文（C. Darwin）的实验
金丝雀虉草
生长素的发现
———达尔文（C. Darwin）的实验
胚芽鞘
胚芽鞘是单子叶植物的第1片叶，有保护胚芽 的作用。种子萌发时，胚芽鞘首先穿出地面， 保护着胚芽出土时不受到损伤。
向右弯曲生长
向左弯曲生长
证明：胚芽鞘的弯曲生长是由其顶尖产生的刺
激在下端不均匀分布造成的。
生长素的发现
正常的胚芽鞘 黑暗条件下
杰逊和拜尔实验的推论：
顶尖产生的刺激可能是一种 化学物质，这种化学物质的 分布不均匀造成了胚芽鞘的 弯曲生长。

31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、香。
植物生长发育的调节4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。

（二）环境因子对生长的影响
（1）温度 （2）光
1．物理因子
间接作用：促进光合作用—高能反应 直接作用：影响形态建成—低能反应
黄化现象：黑暗中植物茎细长而柔弱，组织分化程度低，机械 组织不发达，水分多而干物质少，茎尖呈钩状弯曲，叶小不开展， 缺乏叶绿素而呈黄白色，根系发育不良等现象。
由低能量光所调节的植物生长发育过程，即为光形态发 生，或光形态建成（photomorphogenesis）。
吸胀作用
• 种皮软化，种胚突破种皮
• 细胞质由凝胶变为溶胶，酶由钝化变活跃，生长 激素由结合态变为游离态
• 水分参与贮藏物质的降解，促进可溶性物质运输
• 有利于细胞分裂和细胞的扩大
2．温度 3．氧气 4．光照
温度三基点 有氧呼吸
需光种子如莴苣、月见草、鬼针草、烟 草及一些禾本科牧草
嫌光种子或需暗种子：茄子、番茄、瓜 类、葱属等植物
激素对植物的调节作用分正面和负面两种作用
3.植物激素的分类
生长素(auxin)类
促进
细胞分裂素(cytokinin, CTK) 生长
发育
赤霉素(gibberellin, GA) 脱落酸(abscisic acid, ABA) 抑制生长发育 乙烯(ethylene, ETH) 促进器官成熟
（二）激素在种子萌发过程中的调节作用
第四章 植物生长发育的调控
一、植物激素对生长发育的调节 二、环境因子对生长发育的调节
一、植物激素对生长发育的调节
（一）植物激素的概念
1.植物激素(plant hormones) 植物体合成的、通常从合成部位运 往作用部位、对植物的生长发育具有 显著调节作用的微量有机物。
2.植物激素的特点

△ 土壤缺水，根冠比（R/T）增加；土壤水分过多，根冠 比下降。“旱长根，水长苗”
△土壤缺氮，根冠比增加；土壤氮充足时，根冠比减少； △增施磷、钾肥，根冠比增加。 △相对低温下，根冠比增加。 △高光照下，根冠比增加。 △人工剪枝，促进地上部生长。
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2.4.2 主茎和侧枝以及主根和侧根的相关 植物顶端在生长上始终占优势并抑制侧枝或侧根生长
的现象，叫顶端优势（apical dominance） 主要与茎尖生长素的极性运输以及顶端具有较强的竞
争养分能力有关。 根的顶端优势与根尖合成细胞分裂素并向上运输，抑
制侧根的生长有关。 细胞分裂素处理可解除顶端对侧芽的抑制作用；赤霉
素处理则加强生长素引起的顶端优势。
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顶端优势非常明显，分枝少而小— 草本植物：向日葵、麻类、玉米、高粱、甘蔗等。 木本植物：杉树、桧柏。树冠呈宝塔型。
植物激素等。 生长素类：IAA 、IBA 、2,4-D和NAA等 细胞分裂素类：KT 、6BA 、ZT等 CTK/IAA比值：高，诱导芽的分化；低，诱导根的分化；相等， 不分化。
维生素：vit B1（硫胺素）是必需的，而烟酸、B6（吡哆醇）
和肌醇（环己六醇）不是必需的，但对生长有促进作用，一般也 添加到培养基中。
逆EMP
葡萄糖 蔗糖
▲
﹉
乙醛酸循环
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c.蛋白质的分解
蛋白酶
蛋白质
游离氨基酸
酰胺
幼苗生长
d.植酸的分解
（谷氨酰胺和天冬酰胺）
植酸（肌醇六磷酸）是种子中磷的一种重要贮藏形式， 常与钾、钙、镁等元素结合形成植酸盐。
植酸 植酸酶
肌醇 磷酸
细胞壁的形成等

植物通过不同的适应机制来应对干旱或湿润 的环境条件。
2 温度
温度变化会影响植物的生长速度、开花时间 以及光合作用效率。
3 氧气
氧气供应不足或过量都会对植物的呼吸、光 合作用和生长产生负面影响。
4 热量
在不同的热量条件下，植物的生长速度和生 理过程都会发生改变。
植物生长中的激素调节
1
植物激素
植物激素如生长素、赤霉素等调节植物生长和发育的关键信号分子。
2
生长阶段
不同阶段的植物生长对激素的需求和响应方式存在差异。
3
光激素
光激素通过感受光的存在和强度，调节植物的生长和发育。
脱落酸对果树生长的影响
果树品种 添加脱落酸不添加脱落酸
果实大小 增大 减小
果实数量 减少 增多
植物毒素及其在生长调节中的作用
毒素
植物合成的毒素可以抵御害虫、 竞争植物和控制自身生长。
光合作用对植物生长的影响
光合作用
植物通过光合作用将光能转化 为化学能，提供植物生长所需 的能量和有机物。
光周期
光周期调节植物的开花、休眠 和生长节律，对植物生理过程 产生重要影响。
光敏感性控制细胞
光敏感性控制细胞感知光的存 在，从而影响植物的光合作用 和方向生长。
其他环境因素对植物生长的影响
1 水分条件
高中生物课件——植物生 长调节
欢迎来到高中生物课件《植物生长调节》。通过本课件，我们将深入了解植 物生长的基本过程以及内外源素的调节功能，探讨光合作用、温度、氧气和 其他环境因素对植物生长的影响。
植物生长的调节方式
内源素调节
通过激素的合成与释放，影响植物的生长和发育 过程。
外源素调节
外部因素如光照、温度和环境条件对植物的生长 发育产生影响。

A
B
C
作业
练习册 P5 第1 、2题
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生长素的生理作用
• 促进植物生长——促进细胞伸长生长。
C
促
B
进A
0
DE
F
抑
制
根 芽茎
10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1
问题一：B、E点分别表 示意义？
问题二：比较分析不同 浓度生长素对根、芽、 茎生长的影响，可以得 出哪些结论？
回顾前面的实验，我们可以得出三个结论： 1、感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端 2、弯曲生长部位是尖端下面一段 3、弯曲生长离不开胚芽鞘尖端
达尔文父子的假说
• 胚芽鞘尖端的细胞受光照后产生某种物质， • 这种物质作为化学信号从尖端传递到下部， • 影响下部细胞的生长。
• 是否尖端真的产生了一种物质？
谢谢
• 是否尖端产生的这种物质能让尖端下 面的一段弯曲生长？
1913年，杰逊的实验
1926年，温特的实验
生长素的主要作用
——促进细胞伸长生长
植物向光弯曲生长的原因
单侧光影响生长素的分布。背光侧生 长素分布得多，向光侧分布得少。因此， 背光侧细胞长得快，向光侧细胞长得慢。
植物向光弯曲生长的原因
外因
第五节 植物生长发育的调节
单子叶植物种子萌发时，包在胚芽外面成锥形 的套状叶。
胚 芽 鞘
单侧光照——向光性
感受光刺激的 部位是尖端还 是尖端下部呢？
感受光刺激的部位是尖端
胚芽鞘弯曲生 长的部位 ？
胚芽鞘弯曲生长的部位在尖端下部
胚芽鞘弯曲生长与 胚芽鞘的哪一部分
有关？
胚芽鞘弯曲生长与胚芽鞘的尖端有关
内因

琼脂：
③
变 量： 有无尖端 结论：尖端产生的“影响”可以透过琼脂块传递给下
（3）拜尔的实验
变量： 尖端放置的位置
结论：胚芽鞘顶尖产生的影响在其下部分布不均匀造成的
根据达尔文、詹森、拜尔等一系列实 验结果，初步证明：
胚芽鞘的顶尖产生的刺激可能是一 种化学物质,这种化学物质的分布不均匀 造成了胚芽鞘的弯曲生长。
植物中提取出生长素
生长素的发现，是从研究植物向光性开始的，通过几 代科学家经过50多年的研究完成的。
也揭示了植物向光性的最终原因。
单侧光照射导致生长素在向光侧和 背光侧分布不均匀造成的。
生长素在背光侧比向光侧分布多， 因而引起两侧的生长不均匀,从而造 成向光弯曲。
对植物向光性的解释
一、生长素分布不均
一、生长素的发现过程 前人的探索
• 1880年，达尔文 • 1910年，鲍森·詹森 • 1914年，拜尔 • 1928年，温特
胚芽鞘：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥 形状物。它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，胚芽 鞘首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。
实验1 ➢1880年，达尔文
①
②
每个人都有潜在的能量，只是很容易被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。把命运寄托在自己身上，这是这个世界上最美妙的心思。为此努力，拼搏，不舍 满了魔鬼，学会控制他。如果你还认为自己还年轻，还可以蹉跎岁月的话，你终将一事无成，老来叹息。在实现理想的路途中，必须排除一切干扰，特别是要看清那 气，免百日之忧信心、毅力、勇气三者具备，则天下没有做不成的事改变自己是自救，影响别人是救人。当你感到无助的时候，还有一种坚实的力量可以依靠，那就 想未来是妄想，最好把握当下时刻。幸福不在得到多，而在计较少。改变别人，不如先改变自己。一个人能走多远，要看他有谁同行；一个人有多优秀，要看他有谁 要看他有谁相伴。同样的一瓶饮料，便利店里2块钱，五星饭店里60块，很多的时候，一个人的价值取决于所在的位置。忙碌是一种幸福，让我们没时间体会痛苦； 实地感受生活；疲惫是一种享受，让我们无暇空虚。10、我是世界上独一无二的，我一定会成功！成功者往往有个计划，而失败者往往有个托辞。成功者会说：“我 者说：那不是我的事。成功三个条件：机会；自己渴望改变并非常努力；贵人相助亿万财富买不到一个好的观念；好的观念却能让你赚到亿万财富。一个讯息从地球 0.05秒，而一个观念从脑外传到脑里却需要一年，三年甚至十年。要改变命运，先改变观念。人生的成败往往就在于一念之差。鸟无翅膀不能飞，人无志气不成功。 一个人不成功是因为两个字——恐惧。一个会向别人学习的人就是一个要成功的人。人要是惧怕痛苦，惧怕种种疾病，惧怕不测的事情，惧怕生命的危险和死亡，他 格的完善是本，财富的确立是末。傲不可长，欲不可纵，乐不可极，志不可满。在人之上，要把人当人；在人之下，要把自己当人。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍 之至也，不精不诚，不能动人。我觉得坦途在前，人又何必因为一点小障碍而不走路呢？对时间的慷慨，成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累 困约，而败于奢靡。企业家收获着梦想，又在播种着希望；原来一切辉煌只代表过去，未来永远空白。一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望 翼，为何一生匍匐前进，形如蝼蚁世界上只有想不通的人，没有走不通的路。世上那有什么成功，那只是努力的另一个代名词罢了。所谓英雄，其实是指那些无论在 去的人。微笑不用本钱，但能创造财富。赞美不用花钱，但能产生气力。分享不用过度，但能倍增快乐。微笑向阳，无畏悲伤。我们不知道的事情并不等于没发生， 表不存在。我们渴望成功，首先要志在成功。我要让未来的自己为现在的自己感动。想哭就哭，想笑就笑，不要因为世界虚伪，你也变得虚伪了。小鸟眷恋春天，因 价值。笑对人生，能穿透迷雾；笑对人生，能坚持到底；笑对人生，能化解危机；笑对人生，能照亮黑暗。学在苦中求，艺在勤中练。不怕学问浅，就怕志气短。一 切成就都缘于一个梦想和毫无根据的自信。永远不要嘲笑你的教师无知或者单调，因为有一天当你发现你用瞌睡来嘲弄教师实际上很愚蠢时，你在社会上已经碰了很 话少胜过多言；坦率胜过伪装，自然胜过狡辩；心静何来多梦，苦索不如随缘。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。最可怕的不是有人比你 还比你更努力。最有希望的成功者，并不是才干出众的人而是那些最善利用每一时机去发掘开拓的人。昨天如影——记住你昨天的挫折和失败的教训；今天如画快乐 去描绘；明天如梦——珍惜今天,选择好自己的目标，努力地为自己的明天去寻求和拼搏。不曾扬帆，何以至远方。不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不 去播种，再肥的沃土也长不出庄稼，不去奋斗，不去创造，再美的青春也结不出硕果。不要盘算太多，要顺其自然。该是你的终会得到。成大事不在于力量多少，而 成功者最重要的条件，就是每天精力充沛的努力工作，不虚掷光阴。从未跌倒算不得光彩，每次跌倒后能再战起来才是最大的荣耀。脆弱的心灵创伤太多，追求才是 挫折经历的太少，所以总是把一些琐碎的小事看得很重。当你知道你不在是你的时候，你才是真正的你！漫无目的的生活就像出海航行而没有指南针。人生多一份感 的豪言都收起来，所有的呐喊都咽下去。成功六机握机当你握着两手沙子时，一定就拿不到地上那颗珍珠了。快乐在满足中求，烦恼多从欲中来。人若有志，万事可 方法，就是要集中你所有的智慧，所有的热诚，把今天的事情做得尽善尽美。在茫茫沙漠，唯有前进时的脚步才是希望的象征。在我们了解什么是生命之前，我们已 界既不是有钱人的世界，也不是有权人的世界，它是有心人的世界。这个世界上任何奇迹的产生都是经过千辛万苦的努力而得的，首先承认自己的平凡，然后用千百 正的导者，其厉害之处不在于能指挥多少君子，而在于能驾驭多少小人。追逐着鹿的猎人看不到脚下的高山。

胚芽鞘:
单子叶植物(玉米、小麦等)种子萌发 时，包在胚芽外面成锥形的套状叶。
暗室
暗室
结论: 胚芽鞘具有向光性 思考: 胚芽鞘的感光部位在哪里？
达尔文父子实验设计（1880年）
光源
光源
① 光源
② 光源
光源
③
④
⑤
达尔文父子实验结果（1880年）
光源
光源
① 光源
② 光源
光源
③
④
⑤
达尔文父子的假说:
生长素类似物在农业上的应用：
萘乙酸、2，4—D等
1.促进无籽果实的形成： 2.使植物花期一致： 3.促进扦插枝生根： 4.促进果实成熟
果实形成过程：
胚珠 种子 子房壁 果皮
雌蕊
果实
授粉之前
无籽果实：
无籽黄瓜、无籽番茄等
无籽番茄的形成过程
根茎芽对不同浓度生长素的反应
根芽 茎
促进 生长
抑制 生长
暗室
暗室
思考: 哪一因素引起生长素分布不均呢?
胚芽鞘弯曲生长原因分析： 1. 胚芽鞘尖端 产生生长素； 2 . 单侧光 引起生长素分布不均； 3. 生长素向下运输，并可横向运输。 4. 尖端下面一段 细胞不均匀生长；
胚芽鞘直立和弯曲生长的过程:
生长素的合成部位：
生长活跃 的部位
茎尖、嫩叶、根尖 发育的种子
结论：胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，并能从 尖端运输到下部
温特的实验设计（1926年） 琼脂
温特的实验设计（1926年）
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
结论：胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，并能从 尖端运输到下部