1、植物生長生理第十章 植物生長生理第一節(jié) 種子的萌發(fā)第二節(jié) 細胞的生長第三節(jié) 程序性細胞死亡第四節(jié) 植物的生長第五節(jié) 植物的運動第一節(jié) 種子的萌發(fā) 種子萌發(fā)的條件 萌發(fā)的步驟吸水生化轉化露白一,影響種子萌發(fā)的外界條件水分吸水臨界值 必要條件氧氣重要條件 空氣含氧量10% 有氧呼吸 無氧呼吸溫度最低,高,適溫度 原產地 播種期 三個條件對萌發(fā)都重要.光喜暗種子 黃瓜,番茄,曼陀羅只在光下萌發(fā) 鬼針草,毛地黃有無光都可以在短暫的光照下萌發(fā) 喜光種子 萵苣二,種子的壽命與貯藏1,種子的壽命:完全成熟到喪失生活力的時間貯藏 安全水種子貯藏方法2,鑒別種子生活力的原理與方法利用組織還原力TTC TTF 胚

2、利用原生質的著色能力原生質膜 染料利用細胞中的熒光物質三,種子萌發(fā)的生理生化變化種子的吸水急劇的吸水 吸水的停止 胚根長出蒼耳種子鮮重增加萌發(fā)休非休休非萌發(fā)時間呼吸作用的變化和酶的形成,種子的細胞壁,內容物的襯質勢造成的吸水,吸水暫停 呼吸產生CO2O2的消耗 無氧呼吸,胚根出現(xiàn),鮮重增加CO2O2 有氧呼吸在中已經有酶 的出現(xiàn) 酶的來源:新形成的,束縛態(tài)釋放的有機物的轉變淀粉種子 油料種子 豆類種子淀粉的轉變淀粉-淀粉酶 藍糊精 紅糊精 消色糊精 麥芽糖 葡萄糖蔗糖 葡萄糖+果糖脂肪的轉化脂肪 脂肪酸+甘油脂肪酸 乙酰COA 乙醛酸循環(huán) 蔗糖甘油 磷酸甘油 磷酸二羥丙酮蛋白質,核酸的轉化植物

3、的激素 5.能量的變化麥芽糖酶轉化酶糖酵解反應葡萄糖,蔗糖脂肪酶氧化第二節(jié) 細胞的生長植物細胞的生長:分裂期,延長期,分化成熟期細胞的生長 細胞周期一,細胞分裂的生理分裂周期 分裂期(M) 分裂間期(G1 S G2)影響因素二，細胞延長期體積增加，中央大液泡生化三，細胞分化期分化：特異基因在特定的時間和空間，通過基因的選擇性轉錄而引起的特異性蛋白質的合成，導致了不同的性狀形成和形態(tài)建成細胞周期控制細胞分裂與植物激素細胞伸長生理 細胞伸長 細胞壁變化 生長素酸-生長假說 細胞伸長與赤霉素 提高木葡聚糖內轉糖基酶活性（XET）薄壁組織輸導組織機械組織影響因素不均等分裂位置效應化學因素激素轉錄因子基

4、因控制發(fā)育誘導信號和信號感受特殊細胞基因的表達分化細胞特殊活性或結構需要的基因的表達細胞分化功能需要的基因產物活性和細胞結構改變細胞全能性Haberlandt 德國細胞全能性：每一個細胞包含著產生一個完整有機體的全部基因，即每一個細胞都有分化成完整植株的潛在能力細胞分化生理 植物維管細胞的分化 IAA-皮層薄壁細胞脫分化-分化的ATHB-8基因等其它基因的表達，-成熟的導管的形成。影響細胞分化的條件1 木質部，韌皮部的分化與糖2 IAA/CK的比值3 IAA和蔗糖組織培養(yǎng)：在無菌條件下，把一部分組織或幾個細胞從整體上切除下來放在適當配制的人工培養(yǎng)基里，培養(yǎng)離體細胞或器官的技術培養(yǎng)基的成分：第一

5、類糖類蔗糖碳源維持滲透壓第二類大量無機元素，a第三類微量元素 Cu Zn Mn Mo Cl Fe第四類有機附加物甘氨酸肌醇 VitB1(6)第五類植物激素2.4-D,NAA,Cty常用培養(yǎng)基：White第三節(jié)程序性細胞死亡程序性細胞死亡：細胞的自然死亡，由細胞內基因編碼的程序控制一，程序性細胞死亡發(fā)生的種類是在植物發(fā)育過程中糊粉層根冠自溶植物對外界環(huán)境的反應水澇薄壁細胞死亡形成通氣組織二，程序性細胞死亡的特征和基因調控斷裂成片段，染色質固縮，胞泡形成，由膜包被的凋亡小體上述變化受核基因和線粒體基因共同編制三，程序性細胞死亡的生化變化和誘導因子DNA 酶，酸性磷酸酶， ATP酶誘導因子：激素（乙

6、烯，生長素，脫落酸），高溫，干燥等抑制分解它們的酶的表達四，程序性細胞死亡機制啟動階段啟動細胞死亡信號的產生傳遞DNA損傷應激信號的產生，死亡受體的活化效應階段caspase的活化和線粒體通透性改變 caspase半胱氨酸蛋白酶家族（原生質體解體的蛋白酶系統(tǒng)）降解清除階段 caspase對死亡底物的酶解，染色體DNA片段化，吸收成細胞的成分第四節(jié)植物的生長一，生長曲線1887 J.Von.Sachs 德國植物的生長慢快慢生長呈曲線植物的生長大周期生長天形生長曲線遲滯期對數(shù)生長期穩(wěn)定期生長大周期在農業(yè)上應用頂端優(yōu)勢在農業(yè)上應用二，外界條件對生長的影響溫度生長是一系列酶促反應的表現(xiàn)生長的最適溫度：

7、生長最快的溫度協(xié)調的最適溫度：略低最適溫度不同種植物所要求的溫度不同原產地人工氣候室溫周期現(xiàn)象溫周期現(xiàn)象的解釋光光的間接作用高能的，對光合作用，蒸騰，運輸光的直接作用（光的范型作用）光對生長起抑制作用低能的光抑制生長的例子:它與生長素的破壞有關黃化現(xiàn)象黃化在蔬菜栽培上的應用光的直接作用與體內的光敏色素系統(tǒng)有關確定反應中光受體是否是光敏素: 充分逆轉如果一個光反應可以被一個紅閃光誘發(fā),而這個反應又可被一個隨紅光之后的立即給予的飽和的遠紅光所“充分逆轉”,這個反應中光受體就是光敏素 Pr Pfr 生物反應水分水分的生理 原生質 細胞分裂 伸長原生質的組成,代謝原料,水作為水介質,固有姿態(tài),具有特殊

8、的理化性質紅光遠紅光（四）礦質營養(yǎng)N（五）植物激素 GA第五節(jié) 植物的生長相關性植物的生長相關性:一,根和地上部分的相關性1,相互促進 根深葉茂 育秧先育根 本固枝榮檸檬枝條的環(huán)割實驗根生長好,地上部分才能很好地生長:根提供水分,礦物質,氨基酸產生細胞分裂素,抗衰老的物質還能合成植物堿,其它含N化合物地上部對根的促進作用:葉制造碳水化合物,蛋白質產生一些微量的生理活性物質,某些維生素,生長素2,相互抑制 根冠比 根重/莖,葉重主要表現(xiàn)在對營養(yǎng)物質的竟爭影響根冠比的因素 水分 氮素,P,光照強度水分水分充足 地上部影響比根系更大 水分降低 根冠比增大氮分缺氮時,對地上部影響比根大,如果土壤中含N

9、素增多,有利于地上部的生長,而不利根系生長.3,磷肥 利于根生長,磷肥多時,根冠比變大4,光照強度二,主莖與分枝,主根與側根的關系頂端優(yōu)勢 株型呈寶塔形在農業(yè)上應用主莖與分枝,主根與側根的相互制約營養(yǎng)學說 分生組織 代謝庫 優(yōu)先生長激素學說生長素控制了側芽的生長營養(yǎng)物質定向運轉學說 WENT提出激素除刺激生長之外,還控制代謝物的運轉,而代謝物的定向運轉,則直接控制芽的生長以上都是說它們的相互關系,但植物還有自己的獨立性-極性極性:植物的形態(tài)學兩端具有差異性由生長素的極性運輸造成再生作用:外植體具有恢復植物其余部分的能力插條長出根和芽營養(yǎng)器官和生殖器官的相關性第六節(jié) 植物生長周期性植物生長周期性

10、:植物或植物器官的生長速率是按晝夜或季節(jié)發(fā)生著有規(guī)律的變化的現(xiàn)象.一,生長的晝夜周期性玉米生長 生長峰有兩個 午前 傍晚26 10 2 6 10上午下午時間生長速率這主要跟溫度,植物體內水分狀況和光照強度有關二,營養(yǎng)生長的季節(jié)周期性原產地的季節(jié)有關 春夏秋冬三,生物鐘菜豆初生葉片的變化生物鐘:生物生命活動的內在節(jié)奏性,生物能通過感受外界環(huán)境的條件變化,調節(jié)本身的步伐,使其在一定時間開始進行或結束.第七節(jié) 植物的運動植物的運動:向性運動,感性運動一,向性運動由外界因素的單方刺激所引起的定向生長運動,生長不均勻而引起的向光性,向重力性,向化性,向水性1,向光性藍光是誘導向光彎曲最有效的光譜正向光性

11、 負向光性 橫向光性重要的生理意義向光性的原因生長素的分布不均勻引起的20世紀20年代 WENT提出的生長素較多分布于背光一側,便產生向光彎曲藍光信號轉導的光受體是向光素,它是黃素蛋白,蛋白部分表現(xiàn)出絲氨酸/蘇氨酸激酶活性,照射藍光時,激酶部分發(fā)生自身磷酸化而激活受體,向光素磷酸化呈側向梯度,于是誘發(fā)胚芽鞘尖端的生長向背光一側移動,背光一側生長快過向光一側,芽鞘就向光彎曲.以前的學說認為:單方向的光照引起器官尖端不同部分產生電勢差,向光的一邊帶負電荷,背光帶正電荷,吲哚乙酸是弱酸陰離子,向帶正電荷的背光一邊移動,生長素多的一邊,伸長強烈.抑制物質分布不均勻20世紀80年代 氣相-質譜物理化學法

12、黃化燕麥芽鞘,向日葵上胚軸,蘿卜下胚軸向光彎曲:兩側生長素含量無變化,但向光一側的抑制物多于背光一側.2,向重力性根的正向重力性,莖負向重力性 地下莖的橫向重力性平衡石(淀粉體) 感受重力,刺激內質網釋放出Ca2+. 玉米根中內有鈣調蛋白當根橫放時,平衡石沉降到細胞下側的內質網上,產生壓力,誘發(fā)內質網釋放Ca2+到細胞質內, Ca2+和鈣調蛋白結合,激活細胞下側的鈣泵和生長素泵,于是細胞下側積累過多鈣和生長素,影響該側細胞的生長.根 莖 葉對生長素的敏感性不同根的最適濃度10-10MOL莖的最適濃度10-5MOL3，向化性化學物質分布不平均勻引起的。4，向水性二，感性運動受無定向的外界刺激而引起的運動分：生長性運動，緊張性運動生長性運動：不可逆的，偏上性運動緊張性運動：葉枕膨壓產生，可逆 葉片感夜性1，偏上性和偏下性葉片，花瓣向下彎曲生長-偏上性葉片，花瓣向上彎曲生長-偏下性葉柄上下兩側的生長素不同引起的2，感夜性大豆，花生，含羞草等葉片白天張開，晚上合攏或下垂 由于光暗變化而引起的原因：白天合成的生長素，K+和CL-濃度水分進入葉枕,膨脹,高挺3,感熱性溫度的變化 郁金香 番紅花4,感震性細胞膨壓變化而引起的 含羞草