植物生理学-第9章-植物生长生理

1、第十章 植物的生长生理,单子叶植物-玉米,双子叶植物-大豆,第一节 种子萌发的生理 第二节 细胞生长的生理 第三节 植物营养器官生长 第四节 植物生长的相关性 第五节 植物的运动,第一节 种子萌发的生理,种子萌发必须有适当的外界条件， 即 足够的水分、充足的氧和适宜的温度,根据种子萌发对光的需求分为： (补充),需光种子：莴苣、烟草、拟南芥等。,嫌光种子：西瓜属、黑种草属。,一、种子萌发的生理生化变化,(一)种子的吸水,再迅速吸水,停止吸水,急剧吸水,(二)呼吸作用的变化,急剧上升,滞缓,再急剧上升,显著下降,2. 酶的两种来源：,(三) 酶系统的形成,1. 酶系统：脂酶、蛋白酶、磷酸酶、水解酶,(1)已存在的束缚态酶的释放或活化,(2)通过新的RNA诱导下合成的蛋白质，形成 新的酶。,(四)有机物的转变,根据种子中含量最多的有机物，将 种子分为淀粉种子、油料种子（脂类较 多）、豆类种子（蛋白质较多）。,1.种子萌发时，淀粉会被淀粉酶、脱支酶和 麦芽糖酶等水解为葡萄糖。,葡萄糖 + 葡萄糖-1-磷酸,2. 脂肪在脂肪酶作用下水解成 甘油和脂肪酸,3.蛋白质在蛋白酶作用下分解成小肽，小肽

2、 在肽酶作用下完全水解成氨基酸。,图：萌发种子中物质的转化情况,应选择大而重的种子（饱满的种子）,二、种子的寿命,(一)定义 （补充） 从种子成熟到失去发芽力的时间。,(二)影响种子寿命的主要因素 温度、湿度,低温、干燥利于大多数种子寿命 的保持，但顽拗性种子（荔枝、龙眼、 椰子、芒果等）不行。,第二节 细胞生长的生理,一、细胞分裂的生理 二、细胞伸长的生理 三、细胞分化的生理,一、细胞分裂的生理,(一)细胞分裂周期 新生的持续分裂的细胞从第一次 分裂形成的细胞到下一次再分裂成为 两个子细胞为止所经历的过程。,包括分裂期（M期）和分裂间期,(二)细胞周期的控制 关键酶是依赖于细胞周期蛋白的 蛋白激酶（CDK）,细胞分裂周期,一般为10 - 30 h,(四)激素和维生素对细胞周期的影响 IAA、CTK、GA：加快细胞分裂。 缺少B族维生素(B1、B6、烟酸)， 细胞分裂停止。,(三)细胞分裂的特点 （补充） 大量合成蛋白质与核酸，细胞不断 分裂，数目增加，体积变化不大。,(二)细胞周期的控制 关键酶是依赖于细胞周期蛋白的蛋 白激酶（CDK）,二、细胞伸长的生理,(一)特点 形成大液泡，细

3、胞体积迅速增大。,(二)生理变化 呼吸速率加快、核酸、蛋白质合 成增加，纤维素等构成胞壁的物质合 成也增多。,(三)生长素的酸生长假说： 生长素诱导细胞壁酸化并使其可 塑性增大而导致细胞伸长的理论。,(四)细胞伸长与赤霉素 GA提高木葡聚糖内转糖基酶（XET） 活性，增加细胞壁伸展性，细胞伸长。,喷施GA增加菊花、唐菖蒲等的茎长。,三、细胞分化的生理,细胞分化：分生组织的幼嫩细胞发 育成为具有各种形态结构和生理代谢功 能的成形细胞的过程。,细胞的形态建成：植物细胞通过生 长和分化最终形成一定的形态的过程。,(一)细胞全能性,4.组织培养：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。,1.细胞全能性：植物体的每个细胞都带有 一套完整的基因组，并具有发育成完整 植株的潜在能力。,2.脱分化：已分化的细胞和组织，在一定 条件下丧失其特有形态和功能的过程。,3.再分化：脱分化的细胞在一定条件下， 分化成完整植株的过程。,组培的应用：快繁、单倍体育种、培育脱毒苗、 品种改良、生产药用次生物质等。,组织培养的理论依据：植物细胞全能性。,(二)极性 在器官、组织甚至细胞中

4、，在不同 的轴向上存在着某种形态结构和生理生 化上的梯度差异。,合子在第一次分裂形成基细胞和顶 细胞就是极性现象。,极性一旦建立，很难逆转。,极性是由于细胞不均等分裂造成的。,3.植物激素：CTK与IAA的比值决定了愈伤 组织根和芽的分化。 高：促进芽的分化； 低：促进根的分化； 中：只生长而不分化。,(三)影响细胞分化的条件,1.糖：低糖形成木质部，高糖形成韧皮部， 中糖形成维管束。,2.光：黑暗利于愈伤组织诱导和根的分化， 光利于芽的分化。 （补充）,第三节 植物营养器官的生长,1.控制茎生长最重要的组织 顶端分生组织、近顶端分生组织。,2.生长大周期 整个生长过程中，生长速率表现出 慢-快-慢的规律。,一、营养器官的生长特性 (一)茎的生长特性,3.有顶端优势现象,(二)根的生长特性 具有生长大周期和顶端优势。,移栽时进行断根，促发侧根，提高 成活率。,枝插、叶插、压条繁殖利用的是能 长出不定根的特性。,不定根：非正常位置长出的根或生 长位置不固定的根。,用IBA和NAA，促扦插枝条生根。,(三)叶的生长特性,1.双子叶植物的叶子全叶均匀生长,2.单子叶植物叶片基部保持生长能力,

5、如韭菜、葱叶片被切断后，很快 长出新的。,(一)温度,2.生长的最适温度：生长最快的温度。,二、影响营养器官生长的条件,3.协调的最适温度：比生长的最适温度 略低的温度。 (用于生产),1.温度三基点：(温带植物)最低(510)、 最适(2535)、 最高温度(3540)。,4.生长的温周期现象：植物对昼夜温度周期 性变化的反应。,昼温高夜温低，利于植物生长发育。,3.抑制多种作物根的生长（促进根内ABA 合成）,1.促进幼苗发育（使卷曲叶片展开）,(二)光,2.抑制茎的伸长生长（高山植物长得矮小， 密度过大时茎细而长易倒伏）,4.生产上，合理密植，加强肥水管理，使 茎秆粗壮不倒伏。,(三)水分,(四)矿质营养,(五)植物激素,2.土壤水过多，通气不良，根短且侧根多； 反之，根生长慢、木栓化、吸水能力降低。,3.水多时叶大而薄，水少时叶小而厚。,1.在小麦、水稻等第2、3节间伸长期控水。,氮过多，茎易徒长倒伏。,GA3促茎伸长，矮壮素抑制茎伸长， 生产上用GA3促进水稻抽穗，减少包颈率。,第四节 植物生长的相关性,相关性：植物各部分间的相互制约与 协调的现象。,植物的相关性的种类：根（

6、地下部） 与地上部的相关性，主茎与侧枝、主根与 侧根的相关性，营养生长与生殖生长的相 关性。,一、根（地下部）和地上部分的相关性,2.促根生长的措施：移栽炼苗、蹲苗。,1.根冠比：地下部与地上部干重或鲜重之比。,(一)相互促进 (“根深叶茂”、“本固枝荣”),(二)相互抑制,1.根为地上部提供水分和矿物质、CTK、 植物碱等含氮化合物。,2.地上部为根系提供糖、维生素等有机物。,3.外界条件对的根冠比影响 （补充）,(1)水分：亏缺时大，充足时小。 “旱长根， 水长苗”,(2)矿质：N多根冠比小；P、K充足根冠比大。,(3)光照：强光照根冠比大。,(4)温度：高时根冠比小。,(5)修剪降低根冠比 （补充）,顶端优势：顶芽优先生长，而侧芽 生长受抑制的现象。,例：桧柏、杉树；向日葵、烟草。,顶端优势的应用：果树整形修剪； 棉花整枝；喷施TIBA消除大豆顶端优势、增加分枝、提高结荚率；蔬菜育苗移栽 时断根。,二、主茎和侧枝生长的相关性,三、营养生长和生殖生长的相关性,(二)相互抑制 1.营养生长过旺抑制生殖生长 玉米等贪青晚熟，影响籽粒成熟。 棉花的整枝、打顶等，控制营养生长。,(一)相互

7、统一,2.生殖生长过旺抑制营养生长 果树的大小年等，采用疏花疏果等 措施，防止大小年。,植物的运动：植物体的器官在空间产生 位置移动。,第五节 植物的运动,包括 向性运动 和 感性运动 。,向性运动是由生长引起的不可逆的运动,一、向性运动,步骤：感受 传导 反应,概念：由光、重力等外界刺激产生 的运动，运动方向由刺激方向决定。,类型：向光性、向重力性、向化性、 向水性。,(一)向光性 1.概念：植物随光照入射的方向而弯曲的 反应。,(2)负向光性：背光弯曲（根）,(1)正向光性：向光弯曲（地上部）,3.类型：,(3)横向光性：与光的方向相垂直（向日葵、 棉花、花生等的叶片）,2.感受光的部位：茎尖和生长中的茎、根 尖、叶片、芽鞘尖端。,叶镶嵌,横 向 光 性,生长素分布不均匀是不均衡生长的原因之一,4.机制： （1）生长素分布不均匀 （2）抑制物质分布不均匀 （3）溶质控制叶枕运动细胞太阳追踪,蓝光是诱导向光弯曲最有效的光谱,(二)向重力性 （向地性） 1.概念：植物在重力影响下，保持一定方 向生长的特性。,2.类型：正向重力性(根)、负向重力性(茎)、 横向重力性(地下茎侧水平方向生长)。,平衡石-淀粉体（根冠、茎维管束周围的1-2层细胞）,(三)向化性 由某些化学物质在植物周围分布 不均匀引起的定向生长。,(四)向水性 当土壤中水分分布不均匀时，根 趋向较湿的地方生长的特性。,例：根的向肥性。,二、感性运动 植物受无定向的外界刺激而引起 的运动。,(一)偏上性和偏下性 1.偏上性：叶片、花瓣或其它器官向下弯 曲生长的特性。,2.偏下性：叶和花瓣向上弯曲生长的现象。,包括：生长性运动（不可逆）、 紧张性运动（可逆） 。,灯笼花,如：合欢叶子白天上举夜间下垂或 闭合，牵牛花白天开放，夜晚关闭。,(二)感夜性 植物体局部，特别是的叶子和花， 能接受光的刺激而作出一定反应的现象。,(四)感震性：由震动引起细胞膨压变化而引 起的植物器官运动。,(三)感热性：植物由于温度变化引起反应的 生长或感性运动。,如：温度变化引起郁金香花的开闭。,如：触摸后含羞草小叶闭合，大叶下垂。,三、生理钟 （生物钟） 生物对昼夜的适应而产生生理上周 期性波动的内在节奏。,叶子的升起和下降运动的每一周期 接近27h，因其近似24h，所以这样的周 期叫做近似昼夜节奏。,

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