《植物生长生理》PPT课件

植物生长生理,第十章 植物生长生理,第一节 种子的萌发 第二节 细胞的生长 第三节 程序性细胞死亡 第四节 植物的生长 第五节 植物的运动,第一节 种子的萌发 种子萌发的条件 萌发的步骤 吸水生化转化露白 一,影响种子萌发的外界条件 水分 吸水临界值 必要条件 氧气 重要条件 空气含氧量10% 有氧呼吸 无氧呼吸 温度 最低,高,适温度 原产地 播种期,三个条件对萌发都重要. 光 喜暗种子 黄瓜,番茄,曼陀罗只在光下萌发 鬼针草,毛地黄有无光都可以在短暂的光照下萌发 喜光种子 莴苣 二,种子的寿命与贮藏 1,种子的寿命:完全成熟到丧失生活力的时间 贮藏 安全水 种子贮藏方法 2,鉴别种子生活力的原理与方法 利用组织还原力,TTC TTF 胚 利用原生质的着色能力 原生质膜 染料 利用细胞中的荧光物质 三,种子萌发的生理生化变化 种子的吸水 急剧的吸水 吸水的停止 胚根长出 苍耳种子,鲜重 增加,萌发,休,非休,休,非,萌发时间,呼吸作用的变化和酶的形成 ,种子的细胞壁,内容物的衬质势造成的吸水 ,吸水暂停 呼吸产生CO2O2的消耗 无氧呼吸 ,胚根出现,鲜重增加CO2O2 有氧呼吸 在中已经有酶 的出现 酶的来源:新形成的,束缚态释放的 有机物的转变 淀粉种子 油料种子 豆类种子 淀粉的转变 淀粉-淀粉酶 蓝糊精 红糊精 消色糊精,麦芽糖 葡萄糖 蔗糖 葡萄糖+果糖 脂肪的转化 脂肪 脂肪酸+甘油 脂肪酸 乙酰COA 乙醛酸循环 蔗糖 甘油 磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 蛋白质,核酸的转化 植物的激素 图10-1萌发种子中物质的转化情况P220,麦芽糖酶,转化酶,糖酵解反应,葡萄糖,蔗糖,脂肪酶,氧化,第二节 细胞的生长 植物细胞的生长:分裂期,延长期,分化成熟期 细胞的生长 细胞周期 一,细胞分裂的生理 分裂周期 分裂期(M) 分裂间期(G1 S G2) 影响因素 二，细胞延长期 体积增加，中央大液泡生化 三，细胞分化期 分化：特异基因在特定的时间和空间，通过基因的选择性转录而引起的特异性蛋白质的合成，导致了不同的性状形成和形态建成,薄壁组织输导组织机械组织 影响因素 不均等分裂位置效应化学因素激素 转录因子基因控制发育 诱导信号和信号感受 特殊细胞基因的表达 分化细胞特殊活性或结构需要的基因的表达 细胞分化功能需要的基因产物活性和细胞结构改变 细胞全能性 Haberlandt 德国 细胞全能性：每一个细胞包含着产生一个完整有机体的全部基因，即每一个细胞都有分化成完整植株的潜在能力,组织培养：在无菌条件下，把一部分组织或几个细胞从整体上切除下来放在适当配制的人工培养基里，培养离体细胞或器官的技术 培养基的成分： 第一类糖类蔗糖碳源维持渗透压 第二类大量无机元素，a 第三类微量元素 Cu Zn Mn Mo Cl Fe 第四类有机附加物甘氨酸肌醇 VitB1(6) 第五类植物激素2.4-D,NAA,Cty 常用培养基：White,第三节程序性细胞死亡 程序性细胞死亡：细胞的自然死亡，由细胞内基因编码的程序控制 一，程序性细胞死亡发生的种类 是在植物发育过程中糊粉层根冠自溶 植物对外界环境的反应水涝薄壁细胞死亡形成通气组织 二，程序性细胞死亡的特征和基因调控 断裂成片段，染色质固缩，胞泡形成，由膜包被的凋亡小体 上述变化受核基因和线粒体基因共同编制,三，程序性细胞死亡的生化变化和诱导因子 DNA 酶，酸性磷酸酶， ATP酶 诱导因子：激素（乙烯，生长素，脱落酸），高温，干燥等抑制分解它们的酶的表达 四，程序性细胞死亡机制 启动阶段启动细胞死亡信号的产生传递 DNA损伤应激信号的产生，死亡受体的活化 效应阶段caspase的活化和线粒体通透性改变 caspase半胱氨酸蛋白酶家族（原生质体解体的蛋白酶系统） 降解清除阶段 caspase对死亡底物的酶解 ，染色体DNA片段化，吸收成细胞的成分,第四节植物的生长 一，生长曲线 1887 J.Von.Sachs 德国 植物的生长慢快慢生长呈曲线 植物的生长大周期,生 长,天,形生长曲线,迟滞期,对数生长期,稳定期,生长大周期在农业上应用 顶端优势 在农业上应用 二，外界条件对生长的影响 温度 生长是一系列酶促反应的表现 生长的最适温度：生长最快的温度 协调的最适温度：略低最适温度 不同种植物所要求的温度不同原产地 人工气候室 温周期现象,温周期现象的解释 光 光的间接作用高能的，对光合作用，蒸腾，运输 光的直接作用（光的范型作用）光对生长起抑制作用低能的 光抑制生长的例子: 它与生长素的破坏有关 黄化现象 黄化在蔬菜栽培上的应用 光的直接作用与体内的光敏色素系统有关,确定反应中光受体是否是光敏素: 充分逆转 如果一个光反应可以被一个红闪光诱发,而这个反应又可被一个随红光之后的立即给予的饱和的远红光所“充分逆转”,这个反应中光受体就是光敏素 Pr Pfr 生物反应 水分 水分的生理 原生质 细胞分裂 伸长 原生质的组成,代谢原料,水作为水介质,固有姿态,具有特殊的理化性质,红光,远红光,第五节 植物的生长相关性 植物的生长相关性: 一,根和地上部分的相关性 1,相互促进 根深叶茂 育秧先育根 本固枝荣 柠檬枝条的环割实验 根生长好,地上部分才能很好地生长: 根提供水分,矿物质,氨基酸 产生细胞分裂素,抗衰老的物质 还能合成植物碱,其它含N化合物 地上部对根的促进作用: 叶制造碳水化合物,蛋白质,产生一些微量的生理活性物质,某些维生素, 生长素 2,相互抑制 根冠比 根重/茎,叶重 主要表现在对营养物质的竟争 影响根冠比的因素 水分 氮素,P,光照强度 水分 水分充足 地上部影响比根系更大 水分降低 根冠比增大 氮分 缺氮时,对地上部影响比根大, 如果土壤中含N素增多,有利于地上部的生长,而不利根系生长.,3,磷肥 利于根生长,磷肥多时,根冠比变大 4,光照强度 二,主茎与分枝,主根与侧根的关系 顶端优势 株型呈宝塔形 在农业上应用 主茎与分枝,主根与侧根的相互制约 营养学说 分生组织 代谢库 优先生长 激素学说 生长素控制了侧芽的生长 营养物质定向运转学说,WENT提出 激素除刺激生长之外,还控制代谢物的运转,而代谢物的定向运转,则直接控制芽的生长 以上都是说它们的相互关系,但植物还有自己的独立性-极性 极性:植物的形态学两端具有差异性 由生长素的极性运输造成 再生作用:外植体具有恢复植物其余部分的能力 插条长出根和芽 营养器官和生殖器官的相关性,第六节 植物生长周期性 植物生长周期性:植物或植物器官的生长速率是按昼夜或季节发生着有规律的变化的现象. 一,生长的昼夜周期性 玉米生长 生长峰有两个 午前 傍晚,2,6,10,2,6,10,上午,下午,时间,生长速率,这主要跟温度,植物体内水分状况和光照强度有关 二,营养生长的季节周期性 原产地的季节有关 春夏秋冬 三,生物钟 菜豆初生叶片的变化 生物钟:生物生命活动的内在节奏性,生物能通过感受外界环境的条件变化,调节本身的步伐,使其在一定时间开始进行或结束.,第七节 植物的运动 植物的运动:向性运动,感性运动 一,向性运动 由外界因素的单方刺激所引起的定向生长运动,生长不均匀而引起的 向光性,向重力性,向化性,向水性 1,向光性 蓝光是诱导向光弯曲最有效的光谱 正向光性 负向光性 横向光性 重要的生理意义 向光性的原因,生长素的分布不均匀引起的 20世纪20年代 WENT提出的 生长素较多分布于背光一侧,便产生向光弯曲 蓝光信号转导的光受体是向光素,它是黄素蛋白,蛋白部分表现出丝氨酸/苏氨酸激酶活性,照射 蓝光时,激酶部分发生自身磷酸化而激活受体,向光素磷酸化呈侧向梯度,于是诱发胚芽鞘尖端的生长向背光一侧移动,背光一侧生长快过向光一侧,芽鞘就向光弯曲. 以前的学说认为:单方向的光照引起器官尖端不同部分产生电势差,向光的一边带负电荷,背光带正电荷,吲哚乙酸是弱酸阴离子,向带正电荷的背光一边移动,生长素多的一边,伸长强烈.,抑制物质分布不均匀 20世纪80年代 气相-质谱物理化学法 黄化燕麦芽鞘,向日葵上胚轴,萝卜下胚轴向光弯曲:两侧生长素含量无变化,但向光一侧的抑制物多于背光一侧. 2,向重力性 根的正向重力性,茎负向重力性 地下茎的横向重力性 平衡石(淀粉体) 感受重力,刺激内质网释放出 Ca2+. 玉米根中内有钙调蛋白 当根横放时,平衡石沉降到细胞下侧的内质网上,产生压力,诱发内质网释放Ca2+到细胞质内, Ca2+和钙调蛋白结合,激活细胞下侧的钙泵和生长素泵,于是细胞下侧积累过多钙和生长素,影响该侧细胞的生长. 根 茎 叶对生长素的敏感性不同 根的最适浓度10-10MOL 茎的最适浓度10-5MOL 3，向化性 化学物质分布不平均匀引起的。 4，向水性 二，感性运动,受无定向的外界刺激而引起的运动 分：生长性运动，紧张性运动 生长性运动：不可逆的，偏上性运动 紧张性运动：叶枕膨压产生，可逆 叶片感夜性 1，偏上性和偏下性 叶片，花瓣向下弯曲生长-偏上性 叶片，花瓣向上弯曲生长-偏下性 叶柄上下两侧的生长素不同引起的 2，感夜性 大豆，花生，含羞草等叶片白天张开，晚上合 拢或下垂 由于光暗变化而引起的,原因：白天合成的生长素，K+和CL-浓度 水分进入叶枕,膨胀,高挺 3,感热性 温度的变化 郁金香 番红花 4,感震性 细胞膨压变化而引起的 含羞草叶枕细胞 三,生理钟 菜豆叶感夜性运动,作业,生长生理 生长运动 脱分化 细胞全能性 生物钟 顶端优势 组织培养 分化 1,种子的萌发必需的外界条件有哪些?种子萌发时吸水可分为哪三个过程?第一,三阶段细胞靠什么方式吸水? 2,常言道”根深叶茂”是何道理? 3,高山上的树木为什么比平地生长的矮小? 4,什么叫植物的向光性?向光性生长的机理如何 5,什么叫向重力性?向重力性生长的机理如何? 6,为什么光有抑制茎伸长的作用?,