植物生理学生长

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 植物的生长,生长发育：生长量变过程；发育质变过程。,：,细胞、组织、器官或植物整体在发育过程中所发生的不可逆体积变化。,如根伸长、叶扩展、果实增加。,分化:,是指遗传上同质的细胞转变为形态、机能和化学构成上各不相同的异质细胞的过程。是质变。,发育,：,伴随生长的量变和分化的质变，植物在结构和功能上从简单到复杂的有序变化。表现为形态建成的过程,如根、茎、叶、花、果实的形成。,生长可用各种量的参数来度量，如重量、表面积、高度、细胞数量、有机物的含量等。,1,第一节 植物的生长,一生长的基本规律,生长大周期,植物细胞、组织、器官或整体生长呈现慢,快,慢的变化历程，生长曲线呈,S,形。,所有的植物及部位及物质的增长均符合这个规律，是固有规律,2,二、生长的过程,1高生长,a,基于顶端分生组织的分裂和延长：,顶端的分生组织细胞分裂的次数越多，分裂速度越快，茎伸长就越快；,b,茎伸长受到激素的调控,：,（1）内源生长素（,IAA）：,生长快的嫩梢,IAA,多；生长慢的嫩梢含量低。,IAA,茎伸长；,GA,S,（IAA,存在）,茎伸长；,eg:,茎尖,IAA,正在延长的节间，促使生长。,（2）,GA,S,在有,IAA,存在时，可促进细胞增大；,IAA,细胞壁松弛、细胞吸水。,GA,S,蛋白质酶的合成,色氨酸的合成，,淀粉酶活 性，提供生长所需的物质。,（3）,CTK,细胞分裂，但过多，促进侧芽生长，削弱顶端生长。,（4）,ABA,抑制生长。,c,树木高生长的变化规律：,S,形,3,2直径生长,a,来源于形成层细胞的分裂和分化。,木质部组织,分化,木质部母细胞,内,形成层,外,韧皮部母细胞,分化,韧皮组织,；,b,形成层细胞的分裂、分化受激素的调控,杨树：,CTK,S,、GA,3,IAA,控制形成层区的分化。,IAA/ GA,3,大，有利于木质部分化；,小，有利于韧皮部分化。,c,直径生长的周期性,树木的年轮（春材快、疏松；秋材慢、紧密），直径生长依然是,S,形的。,4,三生长的相关性,相关性：植物体各部分之间相互协调和相互制约的现象。,1主茎与侧枝、主根与侧根的关系,顶端优势,：,生长素的极性运输是重要原因。,GAIAA,具有增效作用。,CTK,可以促进侧芽的生长。,顶端控制,：,由于领导枝的存在，侧枝不能直立生长的现象。,主要激素控制：,IAA，,果树修剪中常用去顶,分枝多。,主根对侧根的生长有抑制作用,：,生长的根尖端抑制尖端附近的侧根的生长。,苗圃地经常采用移植的办法，除去伸到肥水少的深层的主根，刺激侧根生长。,5,2营养生长与生殖生长的关系,相互依赖，又相互对立。,3地上部与地下部的关系,根冠比：,描述根与地上部的生长状况。,土壤干旱，,N,少，光强、根 / 冠 大。,营养关系：,地上部供给地下部有机物质及维生素。,地下部供给地上部大量的水分和矿质营养。,信息传递：,上运的化学信号：如,ABA,和,CTK，,下运的化学信号：如,IAA。,6,四、 影响生长的环境因子,1,温度,三个基点：生长温度的最高点、最适点和最低点。,生长最适温度,：,生长最快的温度。,协调最适温度,-略低于生长最适温度:植物生长比较健壮,由于植物最适温度的差别，常常就决定了它们各自分布的南北界限。如南方的杉木不过淮水，樟树不跨长江，在引种时必须考虑这个生物学特性。,生长温周期现象,：,日温较高夜温较低的周期性变化叫温周期,植物对温周期的反应称为温周期效应。,昼夜温差大,有利生长,.,原因：晚间低温，降低呼吸，促进,CTK,的合成，,有利于生长和有机物的积累。,7,2 ,光,间接影响,：,光合作用,生长的物质基础,直接影响：,植物的形态建成，光正常形态绿色。,生长过程本身,并不直接,需要光，只要有足够的营养，暗中也能生长，但形态不正常,黄化幼苗。,光质（波长）的影响：,红光,黄化幼苗叶伸长、抑制茎的过度伸长,形态正常,光受体：光敏素。,蓝紫光,抑制生长、阻止黄化。,紫外光,明显的抑制作用。高山植物矮小，是紫外线太多。,光强的影响：,高光强对高生长有抑制，,eg,孤立木较矮小，根茎比提高,8,3水分,植物缺水,呼吸增强；,蒸腾和光合降低；,生长减慢或停止（影响了细胞的分裂和延长），正常的生长、原生质必须处于水分饱和状态。,9,第二节 植物的运动,植物的运动（,movement）,植物体的器官在空间可以产生位置移动。,运动种类,依观察角度分为：,原生质体水平,：,原生质的流动、收缩。细胞核、叶绿体及其它细胞器的自行位置转移等。,细胞水平,：,如原生植物粘菌的单个细胞的蠕动，纤毛与鞭毛的运动，蓝绿藻的滑动，高等植物的生殖器官配子、孢子的运动等。,器官水平,：,根、茎、胚芽鞘等的生长运动，豆科植物的叶枕和叶片气孔的膨压运动等。,10,按其与外界刺激的关系分为：,感性运动,(,nastic movement)：,运动方向与刺激方向无关。如叶片上气孔的昼开夜闭运动，睡莲花朵昼开夜合运动等。,向性运动,(,tropic movement)：,朝刺激来源的方向转动，但整体不离原处。外界因素的单方向刺激所引起的定向生长运动。如胚芽鞘的向光性和根的向地性等。,趋性运动：,朝刺激来源方向游动。如银杏与苏铁的雄配子向化性运动，叶绿体的趋光运动等。,11,按引起运动的动力或机理分为：,生长运动：,由生长引起的运动。,如根尖、茎尖的回旋转头运动，向光性、向地性运动，及一些花的感夜开放等。,膨压运动：,由细胞膨压的变化而导致的运动。,如含羞草受刺激后的合拢，合欢傍晚的小叶合拢等。,植物从接受刺激到进行运动包括三个基本步骤：,（1）刺激的感受(,perception )：,受体,（2）刺激的传递或转移(,transduction)：,信号,（3）运动反应(,motor response)：,效应器,12,1,向光性（,phototropism）,向光性的作用光谱,主要有两个峰区：,420-480,nm（,可见光区）和,340-380,nm（,近紫外光区）。,光受体：,可能是核黄素(向光素),。,光刺激的转换（信号）：,生长调节物质。,单向光,IAA,侧向移动至背光侧或照光侧抑制物增加,植物不均匀生长,（向光运动）弯曲生长。,13,2,向重力性（,gravitropism）,或向地性,植物可以感受重力，向一定方向生长的特性。,根总是向下生长正向地性；,茎总是向上长负向地性。,14,重力刺激的转换,：,平衡石感受重力,牵动质膜或使质膜 受压,影响细胞的电势,激素不均匀分布 (生长素),两侧生长速率的不同,造成向下或向上弯曲。,重力刺激的感受体,：,植物细胞是通过平衡石（,statolith）,高比重的淀粉体存在于植物的根冠、胚芽鞘的尖端和茎的内皮层（即淀粉鞘）中。,15,IAA,在根部下侧面的超最适浓度积累是主要的抑制因素,根的向地性弯曲,16,3膨压运动(,turgor movement),是由细胞的膨压变化而导致的运动。常常产生在植物体一些特化的细胞或组织中。,如豆科植物含羞草等的叶枕、气孔保卫细胞，水稻叶片的机械细胞。,17,18,4.生理钟,生物对昼夜适应而产生生理上周期性波动的内在节奏,垂直,横的,19,