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第七章 植物生长生理(正确)

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植物生理学：7第七章植物生长生理

植物生理学：7第七章植物生长生理

植物生理学：7第七章植物生长生理第七章植物生长生理讲授内容和目标：让学生掌握种子萌发过程的生理变化，掌握植物生长过程中的生理机制，了解植物的运动和生理钟。

重点介绍植物生长过程的生理作用机理。

学时分配：4学时。

具体内容：第七章植物生长生理植物的生长生理主要是研究植物营养器官的生长和分化过程的一些生理变化。

包括种子的萌发、细胞的生长和分化、植物的生长特性、植物的运动等。

分化(differentiation)是指来自同一合子或遗传上同质的细胞转变成为形态、机能和化学组成上异质的细胞的过程。

即发育中的差异性生长就是分化。

分化是一切生物(包括从微生物到高等动物、植物)所具有特性。

第一节种子的萌发一.影响种子萌发的环境条件1. 水分吸水是种子萌发的第一步，水分对种子的萌发有促进作用。

原因：●吸水可以导致种皮膨胀软化，透气性增加，胚根易于突破种皮、易于胚的呼吸代谢。

●水分的增加可以使细胞质从凝胶状态变为溶胶状态，胚的代谢速率加快。

●水分可以促进胚乳的分解和有机物质的运输，使胚获得营养物质。

2.氧气氧气可以促进有氧呼吸对种子的萌发有促进作用。

3.温度温度对种子萌发的影响同对其它生理过程的影响一样，有最低温度、最高温度和最适温度。

在最低和最适温度之间，种子的萌发率随着温度的升高而增加。

在最适和最高温度之间，种子的萌发率随着温度的升高而降低。

4.光光一般对种子的萌发没有影响。

个别种子的萌发同光有关：●需光种子（Light seed）：种子的萌发是需要光的必须在光下才能进行。

如：莴苣、烟草、拟南芥菜。

●需暗种子（Dark seed）：种子的萌发必须在暗处进行。

如：西瓜、黑种草需光种子萌发的机理：●莴苣种子的萌发实验：●莴苣种子的萌发实验结果表明种子的萌发同光敏素有关：●光敏素是一种色素蛋白，有红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）两种存在状态，在光的作用下两种状态可以相互转换。

660nm红光Pr ====== Pfr730nm远红光Pfr →生理反应：种子萌发。

植物生理学之植物生长生理

植物生理学之植物生长生理

1、 分裂期（分生期）
①G1期：进行DNA合成的准备
②S期：DNA合成时期，DNA含 量增加一倍
③G2期：有丝分裂准备时期，从 ④M期：有丝分裂开始到结束。 DNA合成完成到有丝分裂开始
分裂期特点：
a、DNA含量急剧增加. b、分生组织比成熟组织有较高 的呼吸速率。 c、各种激素可调节细胞分裂周期， 其影响顺序是GA→CTK→IAA。
分化 指遗传上同质的细胞转 化为形态、结构、化学组成 和功能异质的细胞。
是发育过程中质的变化
叶原基
生长点
花原基 韧皮部 形成层 木质部
§2 细胞生长与分化
一、 植物细胞生长 二、 细胞分化与形态建成 三、组织培养
§2 细胞生长与分化
分裂期（分生期） 细胞生长 伸长期（扩张期） 分化期（成熟期）
三、 组织培养
（一）组织培养的原理
组织培养（tissue culture）是指在无
菌条件下，将离体的植物器官、组织等， 在人工控制的培养基上培养，使其生长、 分化以及形成完整植株的技术。 组织培养的理论依据是Haberlandt提出 的细胞全能性。
（二）外植体
外植体（explant）:用于组织培养、进
2、 伸长期
特征：细胞体积增加，细胞液泡化。
激素也控制伸长期：GA促进伸长最明显（增加细 胞伸展性），IAA促进细胞壁松驰（增加细胞可 塑性），从而提高了细胞壁的可塑性，乙烯、
ABA抑制细胞伸长。
GA提高木葡聚糖内转糖基酶活性，使伸展素穿入细胞壁，并使木葡糖切 开，然后重新形成另一个木葡聚糖分子，再排列为木葡聚-纤维素网。 IAA细胞壁酸化后活化扩展素（一种蛋白质），打断细胞壁多糖之间的H 键，使细胞壁松驰，膨压推动细胞伸长。

第七章植物的生长生理

第七章植物的生长生理

第七章植物的生长生理植物的生长生理(单元自测题)一、填空1．在有的水分、的温度和的空气条件下，种子开始萌发。

根据种子萌发过程中的吸水量，可将种子的萌发分为吸水阶段、吸水阶段和吸水阶段等三个阶段。

（足够，适宜，正常，吸胀，迟缓，生长）2．影响种子萌发的主要外因有：、、三个必备条件，有些种子的萌发还受的影响。

（水分，温度，氧气，光）3．土壤水分不足时，使根冠比变。

土壤中N肥不足时，使根冠比变。

在水分并增施肥条件下，可降低植物的根冠比。

（大，大，充足，氮）4．光敏色素有两种可以互相转化的形式：吸收红光(R)的型(最大吸收峰在红光区的660nm)和吸收远红光(FR)的型(最大吸收峰在远红光区的730nm)。

型是生理钝化型，型是生理活化型。

（Pr，Pfr，Pr，Pfr）5．关于光敏色素作用于光形态建成的机理，主要有两种假说：作用假说与调节假说。

（膜，基因）6．高等植物的运动可分为运动和运动。

运动是指植物器官对环境因素的单方向刺激所引起的定向运动。

（向性，感性，向性）7．植株或器官生长速率随或变化发生有规律的变化，这种现象称为植物生长的周期性。

常见的植物生长的周期性有：周期性和周期性。

钟也是一种周期性。

（昼夜，季节，昼夜，季节，生物）8．植物器官生长的相关性主要表现在：地上部分与部分的相关，主茎与的相关，营养生长与生长的相关。

（地下，侧枝，生殖）9．将柳树枝条挂在潮湿的空气中，无论如何挂法，其形态学端总是长芽，而形态学端总是长根。

扦插时枝条不能倒插，否则不会成活，这是现象在生产上的应用。

（上，下，极性）二、选择题1．叶、花和果实都是由分生组织分化而来的。

D．A．侧生B．次生C．基生D．顶端2．韭菜割后能不断长出是由分生组织不断活动的结果。

C．A．侧生B．茎尖C．基生D．居间3．通常树木的长高是由分生组织不断活动的结果。

B．A．侧生B．茎尖C．基生D．居间4．促进莴苣种子萌发的光是：。

B．A．蓝紫色B．红光C．远红光D．绿光5．花生、棉花等含油较多种子，萌发时较其他种子需要更多的。

[农学]8植物生理学课件 第七章 植物生长物质和细胞信号转导

[农学]8植物生理学课件 第七章 植物生长物质和细胞信号转导

人工合成的细胞分裂素
人工合成的细胞分裂素,常用的有： 激动素(KN) 、 6-苄基腺嘌呤（6-BA) 、 四氢吡喃苄基腺嘌呤(PBA)。
二苯脲不具腺嘌呤的结构，但具有细 胞分裂素的生理功能。
细胞分裂素的分布和运输
• 细胞分裂素主要存在于可进行细胞分裂 的部位，如茎尖、根尖、未成熟的种子、 萌发的种子和生长着的果实等。
1. 促进麦芽糖化(应用于啤酒生产) 2. 促进营养器官(茎、叶)生长 3. 促进抽苔和开花 4. 打破芽及种子的休眠 5. 促进雄花分化 6. 诱导单性结实 7. 防止花果脱落
细胞分裂素类
• 把激动素以及具有与激动素相同生理活 性的天然的和人工合成的化合物，都称 为细胞分裂素（cytokinin, CTK)。
生长素的运输
• 在茎中，生长素极性运输(polar transport) 是指生长素只能从植物的形态学上端向 下端运输，而不能倒转运输。主要是通 过薄壁细胞间进行。
• 生长素的极性运输是主要的运输方式。
• 在根中，根尖生成的生长素向顶运输。
• 成熟叶片合成的生长素可通过韧皮部进 行非极性运输，即可向上或向下运输到 其他器官或组织中。
吲哚乙酸(indole acid , IAA)是最早发现的生长 素(auxin)。
生长素类物质：把吲哚乙酸以及具有与吲哚乙 酸同样生理作用的化合物称为生长素类物质。
天然存在的生长素类物质
• 吲哚乙酸(IAA) • 吲哚丁酸(I BA) • 苯乙酸 • 4-氯吲哚乙酸 • 苯乙酸胺 • 对羟基苯乙酸 • 吲哚乙腈
2、GA诱导一些酶 (如α-淀粉酶、蛋白酶、 核糖核酸酶、β-1，3-葡萄糖苷酶)的合成。
大麦种子在萌发时，贮藏在胚中的束缚型
GA解离出游离的 GA(也有新合成的GA )，通过 胚乳扩散到糊粉层，并诱导糊粉层细胞合成ɑ-淀 粉酶和蛋白酶等水解酶，这些水解酶扩散到胚乳

第 7 章 植物的生长生理

第 7 章 植物的生长生理

第7 章植物的生长生理本章内容提要：植物生长（plant growth）是指植物在体积和重量（干重）上的不可逆增加，是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长而引起。

严格地讲，植物的个体发育是从形成合子开始，但由于农业生产往往是从播种开始，因此，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。

种子的生活力和活力是决定种子正常萌发和形成健壮、整齐幼苗的内部因素，而充足的水分、适宜的温度和足够的氧气是所有种子正常萌发所需的外界条件，有些种子的萌发则对光照还有一定的要求。

组织培养是依据细胞的全能性发展起来的一项技术。

在研究植物生长发育规律以及生产实践领域中以得到广泛的运用。

植物机及其器官的生长都表现出生长大周期和昼夜周期性以及季节周期性。

植物的生长既相互依赖又相互制约，即具有相关性，体现在地下部和地上部的相关、主茎和侧枝的相关以及营养生长和生殖生长的相关等。

植物的生长除受到内部因素（包括基因、激素、营养等）的影响外，还受外界环境条件温度、水分和光照的影响。

光还影响植物的形态建成。

植物体内有三种光受体：光敏色素、隐花色素、紫外光B受体。

植物器官可在空间位置上有限度地移动。

植物的运动可分为向性运动、感性运动和近似昼夜节奏的生物钟运动。

根据引起运动的原因又可以分为生长性运动和膨胀性运动，生长性运动是由于生长的不均匀而造成的，而膨胀性运动是由于细胞膨压的改变造成的。

植物的运动大多数属于生长性运动。

自测题一、名词解释：1.植物生长2. 分化3. 脱分化4. 再分化5. 发育6. 极性7. 种子寿命8. 种子生活力9.种子活力 11. 需光种子 12. 细胞全能性 13. 植物组织培养 15.人工种子 16. 温周期现象 17.协调最适温度 18. 顶端优势 19. 生长的相关性. 20.向光性 22. 生长大周期 23. 根冠比 24. 黄化现象 25. 光形态建成 26. 光敏色素 27. 光受体 29. 感性运动 30. 生物钟二、缩写符号翻译：1. TTC2. R/T3. Pr、Pfr4. PhyⅠ5. PhyⅡ6.R7.FR8. UV－B9. BL 10. AGR 11. RGR 12. LAR 13. LAI 14.GI 15. RH三、填空题：1. 按种子吸水的速度变化，可将种子吸水分为三个阶段，、、。

第七章植物的生长生理

第七章植物的生长生理

开花植物的生长周期
生命周期（ 任何一种生物体， 生命周期（life cycle）:任何一种生物体，总是 ） 任何一种生物体 要有序地经历发生、发育和死亡等时期， 要有序地经历发生、发育和死亡等时期，人们 把一生物体从发生到死亡所经历的过程。 把一生物体从发生到死亡所经历的过程。 包括：器官的发端、形态建成、营养生长、 包括：器官的发端、形态建成、营养生长、生殖 生长，以及个体最终走向成熟、 生长，以及个体最终走向成熟、衰老与死亡的 过程。 过程。 形态建成（ 形态建成（morphogenesis）:习惯上把生命周期 ） 习惯上把生命周期 中呈现的个体及其器官的形态结构的形成过程。 中呈现的个体及其器官的形态结构的形成过程。 即种子萌发、生根、形成幼苗、茎叶生长， 即种子萌发、生根、形成幼苗、茎叶生长，继 而开花、结实、种子形成等植物体及其器官的 而开花、结实、 结构形成过程。 结构形成过程。
二、种子的生活力与活力 1.种子的生活力 种子的生活力 概念： 概念：种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命 力。 种子生活力的测定方法： 种子生活力的测定方法：TTC法，红墨水法等 法 2.种子活力 种子活力 概念： 概念：种子在田间状态下迅速而整齐地萌发并形成 健壮幼苗的能力
Hale Waihona Puke 三、影响种子萌发的外界条件 1、水分 、 充足的水分是种子萌发的必要条件。种子吸水后， 充足的水分是种子萌发的必要条件。种子吸水后， 内部的酶和植物激素才能由钝化的状态变为活化状态， 内部的酶和植物激素才能由钝化的状态变为活化状态， 促进贮藏物质转化，加强呼吸作用与能量供给。同时， 促进贮藏物质转化，加强呼吸作用与能量供给。同时， 细胞吸胀以后产生的压力， 细胞吸胀以后产生的压力，为胚芽突破种皮提供了机 械作用。 械作用。 种皮变软--胚根突破种皮 胚根突破种皮， 种皮变软 胚根突破种皮， 氧气透入--胚的呼吸上升 胚的呼吸上升， 氧气透入 胚的呼吸上升， 凝胶变溶胶--酶活性提高 酶活性提高， 凝胶变溶胶 酶活性提高， 大分子水解为可溶性小分子。 大分子水解为可溶性小分子。 激素由束缚型转化为游离型。 激素由束缚型转化为游离型。 * 水分过多，只长芽，不长根，根系不发达。 水分过多，只长芽，不长根，根系不发达

第七章.植物生理课件 植物的生长生理

第七章.植物生理课件 植物的生长生理

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。
3、酶的变化
酶原的活化：种子吸胀后立即出现， 如：β-淀粉E
重新合成：如α-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
低糖（蔗糖）浓度（< 2.5%），有利 于木质部形成；高糖浓度（> 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。
2、植物激素
CTK/IAA比值
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。
四、组织培养
（1）水分 — “旱长根，水长苗”
缺水，根冠比（R/T）增加；水分充 足，根冠比减小
（1）由于根和胚芽鞘的生长所要求的 含氧量不同所致。
根的生长 细胞的伸长和扩大 细胞分裂—需有氧呼吸
提供能量和重要的中间产物
胚芽鞘的生长 细胞的伸长和扩大
（2）与生长素含量有关 水少、供氧充足，IAA氧化酶活性升
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。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
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：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
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。

《植物生理学》第七章植物的生长生理复习题及答案

《植物生理学》第七章植物的生长生理复习题及答案

《植物生理学》第七章植物的生长生理复习题及答案一、名词解释1.生长(growth)：在生命周期中，植物的细胞、组织和器官的数目、体积或干重的不可逆增加过程称为生长。

例如根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干重增加都是典型的生长现象。

2.分化：从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程称为分化。

它可在细胞、组织、器官的不同水平上表现出来。

3.种子寿命：种子从完全成熟到丧失生活力所经过的时间。

4．种子活力：种子在田间条件下萌发的速度，整齐度以及幼苗健壮生长的潜在能力，它包括种子萌发成苗和对不良环境的忍受力两个方面。

5. 组织培养（plant tissure culture）：植物组织培养是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。

根据外植体的种类，又可将组织培养分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。

6.植细胞全能性：植物体每一个细胞都具有分化成一个完整植株的潜在能力，即具有形成完整生物个体的全套基因。

7.愈伤组织：愈伤组织是指具有分生能力的细胞团。

8.光敏色素(phytochrome，Phy) ：一种对红光和远红光的吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。

9.脱分化(dedifferentiation) ：植物已经分化的细胞在切割损伤或在适宜的培养基上诱导形成失去分化状态的、结构均一的愈伤组织或细胞团的过程。

10.再分化（redifferentiation）：由处于脱分化状态的愈伤组织或细胞再度分化形成不同类型细胞、组织、器官乃至最终再生成植株的过程。

11.生长最适温度：使植物生长最快的温度，叫植物生长最适温度。

生产上为培育健壮的植株，常常要求在比最适温度（生理最适温）略低的温度，即所谓协调的最适温度。

12. 胚状体（embryoid）：在特定条件下，由植物体细胞分化形成的类似于合子胚的结构。

植物生理学 植物的生长生理

植物生理学 植物的生长生理

植物生理学植物的生长生理植物的生长生理一、植物生长和形态发生的细胞基础1.细胞的生长分化规律细胞周期:从亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束的时期称为细胞周期。

细胞生长的控制细胞生长受多种因素的影响：受核质遗传基因的控制，因为细胞核与细胞质的数量比只能维持在一定的范围内；受细胞壁以及周围细胞作用力的影响；受环境因素的制约。

2.细胞分化的控制因素细胞分化的分子机理细胞分化的分子基础是细胞基因表达的差别。

同一植物体中的细胞都具有相同的基因，因为它们都是由同一受精卵分裂而来的，而且其中的每一个细胞在适宜的条件下有可能发育成与母体相似的植株。

在个体的发育过程中，细胞内的基因不是同时表达的，而往往只表达基因库中的极小部分。

这就是个体发育过程中基因在时间和空间上的顺序表达。

细胞的基因是如何有选择性地进行表达，合成特定蛋白质的，即基因是如何调控的，这是细胞分化的关键。

从某种意义上讲，具有相同基因的细胞而有着不同蛋白质产物的表达，即为细胞分化。

细胞分化的控制因素：（1）极性是细胞分化的前提极性是指细胞（也可指器官和植株）内的一端与另一端在形态结构和生理生化上的差异。

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。

(2)植物激素在细胞分化中的作用；植物激素可以诱导细胞分化。

3.细胞全能性与组织培养技术植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都携带一个完整的基因组，具有发育成完整植物的潜力。

组织培养:指在无菌条件下，在培养基中离体分离培养植物组织(器官或细胞)的技术。

其理论基础是植物细胞的全能性。

（1）组织培养的概念与分类植物组织培养是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。

用于离体培养的各种植物材料称为外植体。

根据外植体的类型，又可将组织培养分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。

植物生理学理论课件第七章植物生长生理

植物生理学理论课件第七章植物生长生理

• 极性是分化的前提。 • 胚的发育：
受精卵
胚芽
胚根
胚柄
• 根毛发育
根表皮细胞分化。
表皮细胞 气孔发育——叶表皮细胞分化
根毛
不均等分裂导致许多组织或器官发生
• 图 7 － 11 拟南芥幼苗的胚胎发育图
图 7-12 墨角藻受精卵极性建立的过程
A 未极化的合子， B 极性尚未稳定的合子， C 极化的合 子， D 胚胎
图 7 － 23 种子萌发过程 IAA 、 GA 等植物激素的 变化
• 4.4 生长大周期
• 1 、植物生长动力学（ growth kinetics ）—— S
型曲线
生长停滞期
生长总量
生
对数生长期 ( 直线生长期 )
长
生长滞后期 （缓慢生 长）
生长速率
生长时间
• 植物生长大周期 (grand period of growth): 植物整体、器官或组织在一生中，生长 表现出 “慢一快一慢”的基本规律，总 体表现为 S 型曲线（生长速率表现为抛 物线）的生长过程称植物生长大周期。
图 7-18 胚根突破种皮 和种子萌发及 ABA 对 萌发的抑制
• 4.2 环境条件对种子萌发的影响
• 1 、水 : 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 ,
• 2 、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。
野生型
cuc1/cuc2
16-cell
WUS 表 达
诱导表达
Late heart

植物生理学 第七章 植物生长物质

植物生理学 第七章 植物生长物质

金丝雀虉草胚芽鞘为材料，进行植物向光性研究。
论文发表于1880年，题目：“植物的运动本领” 。
要点：
当胚芽鞘暴露于单侧光时，某种影响由上部传 到下部，引起后者发生向光弯曲。 只有顶端能接受单侧光的刺激，而引起胚芽鞘 的向光运动。
2. 1913年，Boysen-Jensen（丹麦，波耶森）
证明达尔文父子所说的“影响”不可透过
图7－12 生长素释放合成mRNA的DNA模板
mRNA
蛋白质
3. 生长素作用的受体学说（acceptor theory） 激素受体：指能特异地识别激素，并能与激素高
度结合，进一步引起一系列生理生化变化的物质。不
同激素各有其不同受体。
生长素受体有两种： 第一种：位于膜（质膜、内质网膜等）上的生 长素结合蛋白，主要起活化质子泵的作用，将膜内 的H+泵到膜外。 第二种：位于细胞质或细胞核中的可溶性生长 素结合蛋白，主要活化基因促进原生质物质的合成
云母片，但可透过明胶片。
3. 1918年，Paal（匈牙利，拜耳）
证明达尔文父子所说的“影响”可以传递，
并具有促进生长的作用。
4. 1928年，F．W．Went（荷兰，温
特）的燕麦胚芽鞘弯曲生长试验。
结论：胚芽鞘尖端的“影响”是一 种促进细胞生长的物质。 Went将其命名为“生长素”。
gl（荷兰，郭葛） 3. 1934年，K．Kö 等人从燕麦胚芽鞘中分离和纯化出了生长 素，经鉴定为： 吲哚乙酸（indole acetic acid，IAA）
H C HC HC C C C CH CH2COOH
C H
N H
Байду номын сангаас
几种内源生长素的结构图
二、生长素在植物体内分布和运输 1.生长素的分布

植物生理学练习题及答案 第07章 植物的生长生理习题

植物生理学练习题及答案 第07章 植物的生长生理习题

第七章植物的生长生理【主要教学目标】★掌握植物生长、发育、分化的概念；★了解种子萌发基本过程及其主要生理生化变化；★了解组织培养的基本原理与应用；★弄清植物生长大周期规律及植物生长的相关性；★认识高等植物的运动现象。

【习题】一、名词解释1．生长 2．分化 3．发育 4．种子寿命 5．种子活力 6．温周期现象7．顶端优势 8．细胞全能性 9．外植体 10．脱分化 11．再分化12．生长大周期 13．向性运动 14．感性运动 15．生理钟 16．根冠比二、填空题1．按种子吸水的速度变化，可将种子吸水分为三个阶段，即、、。

在种子吸水的第1-2阶段其呼吸作用主要是以呼吸为主。

2．种子萌发的标志是。

3．有些种子的萌发除了需要水分，氧气和温度外，还受着的影响。

4．植物细胞的生长通常分为三个时期，即、和。

5．植物生长的相关性主要表现在三个方面，即、和。

6．植物组织培养的培养基一般由无机营养、碳源、、和有机附加物等五类物质组成。

7．向光性的光受体是存在于质膜上的。

8．关于植物向光性反应的原因有两种对立的看法：一是分布不对称性，一是分布不均匀。

9．高等植物的运动可分为运动和运动。

10．感性运动的方向与外界刺激的方向。

三、选择题1．水稻种子中贮藏的磷化合物主要是：（）A．ATP B．磷脂 C．肌醇六磷酸2．促进莴苣种子萌发的光是（）A．蓝紫光 B．红光 C．远红光3．花生、棉花种子含油较多，萌发时较其他种子需要更多的：（）A．水 B．矿质元素 C．氧气4．红光促进种子萌发的主要原因是（）A．GA的形成 B．ABA含量降低 C．乙烯的形成5．种子萌发初期，胚根长出之前，呼吸类型是：（）A．无氧呼吸 B．有氧呼吸 C．有氧呼吸兼无氧呼吸6．在组织培养的培养基中糖的浓度较低（＜2.5%）时，有利于（）A．本质部形成 B．韧皮部形成 C．形成层分裂7．试验表明，植物向光性反应的光受体是（）A．核黄素 B．花色素 C．光敏色素8．菜豆叶的昼夜运动，即使在不变化的环境条件中，在一定天数内，仍显示着周期性和节奏性的变化，每一周期接近：（）A．20小时 B．近似24小时 C．30小时四、是非判断与改正1．根系生长的最适温度，一般低于地上部生长的最适温度。

植物生长生理

植物生长生理

植物生长生理种子只有遇到适宜的外界条件方可萌发1.1影响种子萌发的外界条件足够的水分、充足的氧气、适宜的温度———萌发三要素1.1.1水分：种子吸水是萌发的第一步，即水分时是萌发的第一条件，因为种子只有吸收足够水分以后，其它生理过程才能开始。

1、水分对种子萌发的生理作用（1）使种皮膨胀软化或破裂，增加透气性，增强呼吸作用（2）吸水使原生质由凝胶状态转变为活跃的溶胶状态，使一些酶由或植物激素由钝化状态变为活化状态，促进种子内储藏物转变为可溶性化合物，供胚的生长所需。

（3）水是营养物质运转和生化反应的介质（4）水也是萌发过程中cell生长所必需的，无论是cell的分裂还是扩张都要在水分饱和条件下才能进行。

2、吸水临界值：不同植物的种子萌发时吸水量不同，种子萌发的最低吸水率称吸水临界值。

低于临界值，种子不能萌发. eg.3、种子的吸水速度各类种子的吸水速度不一样，蛋白质种子吸水快，淀粉种子吸水慢。

种子吸水速度随温度升高而加快。

为加快种子萌发，播种前浸种催芽，浸种不足，种子吸水不够而降低发芽率；浸种过久也会降低种子发芽率，因为：①溶解性物质（包括与萌发有关的生理活性物质）会被浸洗出去，②浸种时活跃起来的微生物活动可伤害种子。

对种子萌发而言，土壤含水量以60~70%饱和含水量为宜，水分缺乏种子萌发缓慢或不能萌发；水分过多，造成土壤通气不良，种子进行无氧呼吸，导致腐烂死亡。

1.1.2 温度：种子萌发是一个生理生化变化过程，是在一系列酶参与下进行的，因此种子要在一定的温度下才能萌发。

影响种子萌发的温度可分为最高、最适、最低三基点。

最高与最低温度时种子萌发的上限和下限，最适温度则是指在短时间内使种子萌发达到最高百分率的温度。

不同植物种子萌发对温度的要求不同：见p236,T8-1.可作为决定播期的参考。

1.1.3 氧气：种子萌发是一个活跃的生长过程。

旺盛的物质代谢和活跃的物质运输都需要呼吸作用提供物质和能量保证，因此种子萌发需吸收大量的氧气。

植物的生长生理

植物的生长生理

暗期间断对开花的影响
苍耳嫁接实验
光和温度对植物生长的影响
光对植物生长有两种作用：间接作用和直接作用。
（1）间接作用即为光合作用。由于植物必须在较强的光照 下生长一定的时间才能合成足够的光合产物供生长需要，所 以说，光合作用对光能的需要是一种高能反应。
（2）直接作用是指光对植物形态建成的作用。如①光促进 需光种子的萌发、幼叶的展开、叶芽与花芽的分化等。由于 光形态建成只需短时间、较弱的光照就能满足，因此，光形 态建成对光的需要是一种低能反应。 ②黄化植株的转绿、 叶绿素的形成。
锦紫苏
向触性
是生长器官因到受单方向机械刺激而引起运 动的现象。
向化性
是化学物质分布不均匀引起的生长反应。
感性运动
无一定方向的外界因素均匀作用于植株或某些器官所 引起的运动。
感性运动多数属膨压运动(turgor movement)，即由细 胞膨压变化所导致的。
常见的感性运动有感夜性(nyctinasty)、感震性 (seismonasty)和感温性(thermonasty)。
一般解除春化的温度为25～40℃。
前体物 低温 中间产物 低温 最终产物 （完成春化）
高温
中间产物分解 （解除春化）
感受低温的时期和部位
时期：一般植物在种子萌发后到植物营养体生长的苗期都可感 受低温而通过春化。 部位：分生组织和某些能进行细胞分裂的部位。
胚 茎尖生长点
春花效应的传递
春化素（vernalin）
其次，细胞分裂素和生长素在胚中形成，细胞分裂 素刺激细胞分裂，促进胚根胚芽的生长；
生长素促进胚根胚芽的伸长，以及控制幼苗的向地 性生长。
影响种子萌发的外界条件
●水分
几种作物种子萌发时最低吸水量占风干重的百分率

植物生长生理

植物生长生理
膨压维持
水分使植物细胞保持一定的膨 压，维持细胞形态和生理功能 。
物质运输
水分作为溶剂，有助于植物体 内营养物质的运输和分配。
光合作用
水分参与光合作用，为植物提 供能量来源。
水分吸收、运输和散失过程
吸收过程
植物通过根系从土壤中吸收水分，主要依赖根毛细 胞的渗透作用。
运输过程
水分在植物体内通过木质部导管和韧皮部筛管进行 运输，实现水分在植物体内的分配。
温度胁迫对植物生长的影响
低温胁迫
温度波动
低温会导致植物生长缓慢，甚至引起 冻害。低温还会影响植物的光合作用 和呼吸作用，降低植物的生长速率。
频繁的温度波动会使植物无法适应环 境，导致生长异常。温度波动还会影 响植物的代谢活动，降低植物的生长 速率。
高温胁迫
高温会使植物体内水分蒸发加快，导 致植物失水。同时，高温还会破坏植 物细胞膜的结构，影响植物的生理功 能。
生物因素
植物与微生物、昆虫等生物之 间的相互作用也会影响植物的 生长，如共生关系可以促进植 物生长，而病原微生物则可能 导致植物生长受阻。
农业措施
耕作、施肥、灌溉等农业措施 可以通过改善土壤环境、提供 养分和水分等方式来促进植物 的生长。
02
水分与植物生长关系
水分在植物体内的作用
细胞组成
水分是植物细胞原生质的主要 成分，参与细胞代谢活动。
04
温度与植物生长关系
温度对植物代谢活动的影响
酶活性调节
温度能够影响植物体内酶的活 性，进而调节代谢速率。适宜 的温度有利于酶活性的提高， 促进植物的生长和发育。
光合作用
温度对光合作用有直接影响。 过高或过低的温度都会降低光 合速率，影响植物的生长。

第七章 植物生长物质改(IAA作用机理-GA-CTK生理作用)

第七章 植物生长物质改(IAA作用机理-GA-CTK生理作用)
1.向光弯曲感受光的部位是胚芽鞘的尖端。
2.伸长的部位是在胚芽鞘尖端以下的部位。
3.受光照射后，产生刺激生长的物质向下运输，
而且均匀分布，引起伸长区不均匀生长。
温特把这种物质称为生长素。
生长素的种类
CH 2COOH H
N
-COOH (CH2)3 H
N
天然生长素类
Indole-3-acetic acid (IAA) 吲哚-3-乙酸
特点：
内源的；微量；可移动；多种生理效应，促进或抑 制双重效应。
传统的五大类植物激素
•生长素（auxin） •赤霉素（gibberellins） •细胞分裂素（cytokinins） •脱落酸（abscisic acid） •乙烯 （ethylene）
其他植物生长物质
•油菜素内酯( Steroidal Plant Hormones Brassinosteroids) •茉莉酸（酯）（jasminate） •水杨酸（酯） （salicylic acid） •多胺（polyamines） •系统素（systemin） •寡糖素（oligosaccharide ） •开花素（florigen） •... ...
植物生长物质
Plant Growth Substances
生活中的植物激素
香山科学会议第286次学术讨论会
植物激素与绿色革命
2016 International Conference on Arabidopsis Research (Korea)
• • • • • • • • • Abiotic Stress 1 Abiotic Stress 2 Plant-Microbe interaction 1 Plant-Microbe interaction 2 Hormone-CK, Auxin Hormone-GA, BR, Ethylene Hormone-Peptide Development-Vasculature DevelopmentEmbryogensis • Development-Reproductive and flowering • Development-Shoot • Development-Root • • • • • • • • • • • • • • Photobiology Plant Lipids Circadian Rhythm Transporters Metabolism-Energy Cell Cycle/Cell division Organellar Biology 1 Organellar Biology 2 Systems Biology Genome Editing Evolutionary genomics Epigenetics RNA Biology Plant Biotech

植物生理学植物生长生理

植物生理学植物生长生理
正常性种子：耐脱水和低温，寿命较长，如：水稻、花生。
第二节 细胞生长生理
➢细胞生长是植物整体生长的基础。
细胞分裂 细胞伸长 细胞分化
增加细胞数目 增大细胞体积 形成不同细胞
植物生长
一、细胞分裂期的生理 1、细胞周期
细胞周期:从一次细胞分裂结束形成子细胞到下一次分裂结束形成 新的子细胞所经历的时期称细胞周期。
（二）根生长特性 生长部位：顶端分生组织； 生长的规律性：具生长大周期。 根也有顶端优势：蔬菜育苗移栽时切除主根，可促进侧根的生长。
（三）叶生长特性 一般来说，双子叶植物 的叶子是全叶均匀生长； 单子叶植物叶片基部保 持生长能力。例如稻、 麦、韭、葱等叶被切断 后，叶片很快就能生长 起来。
二、影响营养器官生长的条件
IAA分布/%
器官
正向光性：如茎叶。
负向光性：如根。
横向光性：器官生长与光垂直，如叶片。
向光性是植物的一种生态反应，如茎叶的向光性，能使叶子尽 量处于吸收光能的最适位置进行光合作用。
2、感受部位：茎尖、胚芽鞘尖端、根尖、 某些叶片或生长中的茎等
3、有效光谱：对向光性反应最有效的光是短 波光（420～480nm的蓝光和360～380nm紫 外光），红光无效。
第六节 植物的运动
植物的运动:植物体的器官在空间产生位置移动的现象。 一、向性运动
向性运动：指植物的某些器官由于受到外界环境的单向刺激而产 生的运动。是生长引起的不可逆的运动
向性运动包括三个步骤: 感受
转导
反应
➢ 依外界因素的不同，分为：向光性、向重力性、向化性和向水性
（一）向光性 1、概念：指植物随光的方 向而弯曲的反应。
（一）温度 1、温度三基点： 原产热带或亚热带的植物，温度三基点较高，分别为10℃、30～
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第七章 植物的生长生理
§7-1 §7-2 §7-3 §7-4 §7-5
§7-6
细胞的发育 种子的萌发 植物的形态建成 植物生长的相关性 植物生长的周期性
植物的运动
概念
植物的生长： (plant growth)是指 植物体积和重量的不 可逆增加叫植物的生长 ，是由细胞的分裂和伸 长以及原生质和细胞壁 的延长来完成的。是一 个量变的过程
次氯酸钠 次氯酸钙
过氧化氢 溴 水 硝酸银 氯化汞 抗生素
+++ +++
+++++ +++ + +
非常有效 非常有效 有 效 非常有效 有效 满意 有效
++
*市售溶液的浓度通常为20%（体积分数）；注“+”越多表示清除程度越高。
3、外植体的消毒与接种 4、培养条件：25℃；50-60%相对湿度；光强： 2000-2500LX;光照时间:12hlight/12h 5、植物组织培养在生产上的应用 （1、植物体的无性快速繁殖及脱毒苗的获得 （2、花粉、花药培养与单倍体育种 （3、药用植物的细胞组织培养与此生代谢产 物即药物的工厂化生产


现代生物学的观点：发育的过程是DNA链上 的不同基因按一定的时间空间顺序，选择性的 活化和阻遏。 细胞的形态建成：植物细胞经过生长和分化最 终形成一定的形态的过程称为细胞的形态建成。 在发育的时间空间上，是什么具体因素决定 基因的表达模式？
（一）转录因子控制发育
转录因子（transcription factor gene)：能 与基因的启动子区域的DNA特异结合、 使基因打开或关闭的蛋白质。 拟南芥26000个基因中有1500个编码转录 因子。 MADS box
Home box
(二）细胞的全能性 （三）极性（polarity):指植物的器官、 组织、甚至细胞在不同轴向上存在的某 种形态结构和生理生化上的梯度差异。
不均等分裂是产生极性的第一步。
四）影响细胞分化的其他因素和条件 1、糖浓度：糖浓度控制木质部和韧皮部的分化，
低糖----木质部；高糖---韧皮部；中等水平（2.53.5gL-1)二者都形成，且中间有形成层。
（三）、有机物的转变
贮藏物质的分解
淀粉转变为葡萄糖， 脂肪转变为甘油和脂肪酸， 蛋白质转变为 含氮化合物（氨基酸和酰胺
运输
胚内新物质的合成


（四）激素的变化
束缚型IAA转变成自由型IAA。 GA增加而ABA等抑制物质下降。 CTK和ETH在种子萌发早期有所增加。
四、种子预处理与种子萌发的调节
§7-3

光形态建成

一、概念： 依赖光调节和控制植物生长、分化和发 育的过程，称为植物的光形态建成。 二、光受体
大量色素：叶绿素、类胡萝卜素、花色素 微量色素：光敏色素、隐花色素、紫外光-B受 体

1、光敏色素
(1) 分布 (2) 化学性质
(3) 两种转变形式 (4) 类型 (5) 生理作用
的潜在能力或种胚所具有的生活力。 3、种子的寿命（seed longevity)：种子从成 熟到丧失生活力之间所经历的时间。
一般的种子寿命为几周到多年。
短命种子：几小时 （如：柳树的种子：
种 子 的 寿 命 12h)
中命种子 大多数农作物的种子3-15年
（小麦：1-3年。绿豆：6-11年）
长命种子
三、细胞分化的生理
细胞的分化（cell differentiation) 是指由分 生组织细胞转变为形态、结构和生理功能不同 的成形细胞群的过程。如;分生组织分化为薄 壁细胞、输导组织、机械组织、保护组织、分 泌组织。 高等植物大多从受精卵开始，不断分裂分化 形成各种细胞、组织、器官，最后形成植物体。 所以分化是一个普遍而复杂的现象。
四、植物组织培养的原理、技术及其应用
（一）植物组织培养的原理——有关概念 植物组织培养（plant tissue culture): 在无菌条件下，在人工制备的培养基上 培养植物的离体组织（细胞、器官）的 技术，称为植物组织培养。
细胞的全能性（Totipotency)：植物的每个细胞 都携带有一套完整的基因组，每个细胞都有发 育成完整植物的潜在能力。
（二）氧气 种子萌发是一个非常活跃的生长过程，需要 旺盛的呼吸作用来保证它的能量供应，因此在种 子萌发时需要充足的氧气。一般需空气含氧量 10%以下才能正常萌发。油料种子＞淀粉种子 （三）温度 种子的萌发也是一个生理生化变化过程，需要 酶的参与。温度三基点。萌发的温度一般和原产 地有关。 （四）光 需光种子（light seed)
§7-4 植物生长的相关性
外界条件的改变对根、茎、叶生长有明显影响，从而 能够改变根冠比。 一般来说，温度较高、土壤水分较多、氮肥充足、磷 供应较少、光照较弱时，常有利于地上部分生长，使根冠 比变小；而温度较低、土壤较干燥、氮肥适量、磷肥较多、 光照较强时，则常有利于地下部分生长，使根冠比增大。 整枝、修剪能减缓根系生长而促进地上部分生长，使
§7-4 植物生长的相关性
一、地下部(根)和地上部(茎叶)的关系
相互促进：根提供上部所需水、矿质营养；根 能产生氨基酸、CTK、GA、ABA；根能合成植物碱。 地上部分供地下部分所需的维生素，IAA，糖等。 相互抑制：由于外界条件变化，会影响地上部 分和地下部分生长的平衡。
地上部分和地下部分相关性常用根 / 冠比来衡 量。根冠比是指地下部分与地上部分干 (鲜)重之比， 用R/T表示。它是一个相对值，并随植物的年龄、外 界环境条件而变化。
莴苣、烟草、胡萝卜、拟南芥
需暗种子（dark seed）
瓜类、茄子、番茄、洋葱、苋菜等的种子
三、种子萌发时的生理生化变化
（一）种子吸水的三阶段 急剧吸水（物理过程）、吸水滞缓期和胚根露出 后的重新迅速吸水（渗透性吸水）。见302页图98. （二）呼吸作用的变化和酶的形成 吸水的第二阶段：无氧呼吸为主，即CO2和 吸收大于O2的释放。 吸水的第三阶段：有氧呼吸 酶的来源有两个：束缚性酶释放；重新合成。
白质含量增加，尤其是DNA含量是急剧
的增加。
2、细胞分裂与植物激素含量有关
主要是生长素、赤霉素和细胞分裂素
生长素：促进烟草培养细胞中G1 cyclin的积累，支持进入 新的细胞周期。 细胞分裂素：通过活化磷酸酶，减弱CDK酪氨酸磷酸化的抑 制作用（CDK/CYCD),促进进入M期。 赤霉素：诱导cyclin的表达，使细胞迅速分裂与伸长。 脱落酸：阻止进入 S期，原因是诱导CDK-cyclin 复合物抑 制剂(ICK)的表达，使之与CDK-cyclin 复合物结合。
根冠比变小；中耕断根能暂时抑制地上部茎、叶的生长，
促进根系发展，使根冠比加大。 生长促进剂可降低根冠比。而生长抑制剂或延缓剂， 往往则增大根冠比，
二、
§7-4 植物生长的相关性
顶端优势产生的原因 1. 营养学说 2. 激素抑制学说 3. 营养转移学说 4. 细胞分裂素在顶端优势中的作用 5. 原发优势假说

对于活力偏低的种子，可以通过播种前的预处理，提 高其活力（vigor)，改善其成苗状态。
方法:施用生理活性物质, 方式：涂抹表面；喷施、 撒施、通过有机溶剂投入； 使用的物质：生长调节剂；矿质元素；杀虫剂； 杀菌剂、杀鼠剂。 渗透调节处理：PEG6000 1、控制水分进入的量，2、有利于种子中 DNA损伤的修复。
§7-1 细胞的发育
一、细胞分裂 生理 细胞周期 二、细胞伸长生理 三、细胞分化生理
一、细胞分裂生理
（一）细胞周期（cell cycle) 概念：细胞分裂成两个新细胞所需的时间.
分裂期
前中后末 G2 M S
分裂间期
胞质分裂
G1
（二）细胞周期调控
细胞周期蛋白（cyclin) 依赖于细胞周期蛋白的蛋白激酶 （cyclin-dependent protein kinase,CDK) CDK活性的调节： 1、cyclin 的合成和降解 2、CDK 内关键氨基酸残基的磷酸化和去磷酸化 G1-----------S G2 M
大量元素、微量元素母液的配制： 激素母液的配制 诱导培养基；继代培养基；分化培养基；生根培养基
表-1 常用外植体消毒剂的性质和消毒效果比较
化合物 应用浓度范围 1%-1.4%* 9%-10% 10%-12% 1%-2% 1% 0.01%-0.1% 4-50mg/l 清除程度 处理时间/min 5-30 5-30 5-15 2-10 5-30 2-10 30-60 备注
脱分化 ：已分化细胞，恢复细胞分裂的能 力形成一团无组织分化的愈伤组织的过 程。 愈伤组织：也叫愈合组织，由一团无组织 分化的薄壁细胞构成。 再分化：愈伤组织分化为芽等的过程
（二）植物组织培养的技术 1、组培所需设施：洗涤、灭菌、接种、 培养等所需。 2、培养基的配制 基本培养基：MS; B5;N6;White
说明植物激素可以调节细胞分裂
二、细胞伸长生理
（一）细胞伸长时的生理变化
呼吸速率增快2-6倍； 蛋白质含量增加。
呼吸作用加强和蛋白质的积累是细胞伸长的 基础。 （二）细胞壁物质增多 细胞壁以微纤丝为基本框架。
细胞壁：
基本结构物质：纤维素 2000 1400-10000个D-葡萄糖----纤维素---微纤丝---微团---20个----大纤丝 纤维素和胼胝质在质膜中合成；果胶和半纤维 素在高尔基体中合成
来自同一合子或遗传上同质的 细胞转变为形态上、机能上、 化学结构上异质的细胞称为分 化。是一个质变的过程。
概念
植物的发育： 是指在植物的生命周 期中，组织、器官或整 体在形态和功能上的有 序变化过程，如种子的 发芽、幼苗生长、开花 结实、衰老死亡等都是 按一定时间顺序发生的。