植物的生长生理下课件

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,*,一、,物理因子,1、温度,生长过程是需能的过程，也是一系列酶促反应的综合表现，一般0以上开始生长。植物生长的温度反应有三基点。20-30为最适。,生命的最低点在生长的最低点之下，生命的最高点在生长的最高点之上。植物的健壮生长又在生长的最适温度稍下。这叫,协调最适温度。,温周期现象：,指,植物对昼夜温度周期性变化的反应。,昼夜温差大，对生长有利(如青海小麦)，高温容易引起块根、块茎退化。,夜温低、呼吸弱、消耗少，有利生长。,有利根形成细胞分裂素，促进地上部生长。,提高根冠比，有利根生长。,2、光照,光对植物生长影响分间接和直接影响。,(1)间接影响：,光通过影响光合速率，从而影响有机,物供应起作用。,(2)直接影响,光影响植物形态建成,。,主要表现为光抑制茎伸长生长，使植株矮化，其中又以紫外光的抑制作用最大。,光的形态建成作用,指光调节植物生长、,分化与发育的过程。,紫外光,(UV),对生长有抑制作用,太阳光中的紫外光经过大气层时,UV-A(320390nm),不被臭氧层吸收,UV-B(280320nm),UV-B被臭氧层部分吸收，,UV-C(小于280nm),UV-C被臭氧层臭氧层全部吸收。,对植物生长影响较大的是UV-B,UV-B对植物的伤害：,(1)能使核酸分子结构破坏，多种蛋白质变性，IAA氧化，细胞的分裂与伸长受阻，从而,使植株矮化、叶面积减少；,(2)UV-B还能降低叶绿素和类胡萝卜素的合成，破坏叶绿体的结构，钝化Rubisco和PEPC等光合酶的活性使光合速率下降，从而,使植物生长量减少。,高山上空气稀薄，短波长的光易透过，日光中紫外线特别丰富，因而,高山植物长得相对矮小。,植物在受到紫外光照射后，会增加,抗UV色素,如黄,酮、黄酮醇、肉桂酰酯及肉桂酰花青苷,等的合成，这些抗UV色素分布于叶的上表皮，能吸收UV-B而使植株免受伤害，这也是植物的一种保护反应。,影响种子的萌发。,需光种子的萌发受光照的促进，在则需暗种子的萌发则受光抑制,。,黄化苗的转绿。,植物在黑暗中生长呈黄化，表现出茎叶淡黄、茎杆细长、叶小而不伸展等状态。,黄化现象,在黑暗中植物茎细长而柔弱，组织分化程度,低，机械组织不发达，水分多而干物质少，,茎顶呈钩状弯曲，叶小不开展，缺乏叶绿素,而呈黄白色，根系发育不良等现象。,控制植物形态。,日照时数影响植物生长与休眠。,与植物的运动有关。,3.机械刺激,机械刺激影响植物生长发育的现象叫,接触形态建成作用。,机械刺激能使产生动作电波，引发各种生理生化反应，而使植株矮化和生长健壮,。,4.重力,重力除诱导植物根的向重性和茎的负向重性生长外，还影响植物叶的大小、枝条上下侧的生长量以及瓜果的形状。例如悬挂在空中的丝瓜因受重力影响要比平躺在地面的长得长、细、直。,(二)化学因子,包括各种化学物质，如水分、大气、矿质、生长调节物质等。,1.水分：,水分充足的条件下植物正常生长，当缺水时，细胞扩大先受影响，还会影响呼吸作用、光合作用等。,2.大气：,大气成分中对植物生长影响最大的是氧、CO,2,和水气。还有人类的活动，产生了许多大气污染物质，如SO,2,、HF等而影响植物的正常生长。,3.矿质：,土壤中含有植物生长必需的矿质元素。另外，土壤中还存在许多有益元素和有毒元素。有益元素促进植物生长，有毒元素则抑制植物生长,4.植物生长调节物质,对植物的生长有显著的调节作用。如GA能显著促进茎的生长，因而在杂交水稻制种中，在抽穗前喷施GA,3,能促进父母亲本穗颈节的伸长，便于亲本间,传粉，提高制种产量。,(三)生物因子,寄生物,(可以是动物、植物和微生物)有时能杀伤杀死或抑制寄主植物的生长。,生物体也可通过改变生态环境来影响另一生物体,。,这表现在两个方面：一是,相互竞争,，对环境生长因素，如对光、肥、水的竞争；高杆植物对短杆植物生长的影响；杂草的滋生蔓延等。另一是,相生相克,即通过分泌化学物质来促进或抑制周围植物的生长。相生相克也称,它感作用,。引起它感作用的化学物质称为,它感化合物,。,化感作用,第七节 光形态建成与光受体,光,以,能量,的方式影响植物的生长发育,光合作用,；,光,以,信号,的方式影响植物的生长发育,光形态建成,。,由光调节植物生长、分化与发育的过程称为,植物的光形态建成,(photomorphogenesis),或称,光控发育作用,。,光形态建成是低能反应，所需能量比光补偿点低10个数量级。,光化学定律认为，光要引起一定的作用，首先必须被吸收。植物中除含有大量的叶绿素、类胡萝卜素和花青素外，还含有一些微量色素，已知的有：,光敏色素(phytochrome，Phy),隐花色素(cryptochrome),紫外光-B受体(UV-B receptor),能接受光质、光强、光照时间、光照方向等信号的变化，进而影响植物的光形态建成的微量色素被称为,光敏受体。,一.光敏色素,光敏色素,是一种具有,红光和远红光逆转效应,，参与光形态建成等生理过程的色素蛋白,。光敏色素的发现是,20,世纪植物科学中的一大成就。,红光区,（600700nm，,660nm,）,远红光区,（720760nm，,730nm,）,1935-1937,在研究光质对莴苣种子萌发的影响时发现，有些光质的光促进萌发，而有些光质的光抑制萌发。,促进莴苣种子萌发最有效的光是在红光区域(600-700nm)，,而抑制莴苣种子萌发的光是在远红光区域(720-760nm)。,顺次暴露在R和FR后，莴苣种子的发芽情况,光照处理 发芽率（%）,黑暗（对照）8,R,98,R+,FR,54,R+FR+,R,100,R+FR+R+,FR,43,R+FR+R+FR+,R,99,R+FR+R+FR+R+,FR 54,R+FR+R+FR+R+FR+,R,98,莴苣种子萌发受到促进或抑制只与,最后一次照射的光质有关,，红光促进，远红光抑制。,吸收红光和远红光并可以相互转换的光受体是具有两种存在形式的单一色素,光敏色素,。,1.分布,除真菌以外的低等和高等植物中,与膜系统结合,分布在脂膜、线粒体、叶绿体和内质网上。蛋白质丰富的分生组织含量高，黄化苗比绿苗含量高。,2.光敏色素的性质,光敏色素是一种易溶于水的色素蛋白，由,蛋白质和生色团,组成。生色团是一个开链的,四个比咯环,。生色团有两种形态，可相互转化。生色团具有独特的,吸光特性,。,吸收红光,(R),的,Pr,型,(,最大吸收峰在红光区的,660nm),，,生理,钝化型,(,分散在细胞质中,),。在黄化苗中仅存在,Pr,型，照射,白光或红光后,Pr,型转化,Pfr,型。,吸收远红光,(FR),的,Pfr,型,(,最大吸收峰在远红光区的,730nm),，,生理活化型,(,与膜结合,),。照射远红光后,Pfr,型转化为,Pr,型。,黄化幼苗中含量高,(,比绿色幼苗高,20-100,倍,),，分生组织最多。,已知有200多个反应受光敏色素调节,种子萌发 光周期 花诱导 叶脱落,性别表现 小叶运动 节间伸长 膜透性,弯钩张开 花色素形成 向光敏感性,块茎形成 偏上性生长 节律现象等,3、光敏色素的生理作用,1)膜假说解释快反应,光敏色素与膜结合，从而改变膜的透性。当发生光转换时，,跨膜的离子流动,和,膜上酶的分布,都会发生改变，影响代谢，经过一系列的生理生化变化，最终表现出形态建成的改变。,4、光敏色素的作用机理,接受红光后，P,fr,型经过一系列过程，将信号转移到基因，,活化或抑制某些特定基因，形成特定的mRNA，,翻译成特定的蛋白质。,光敏色素调节基因的表达发生在,转录水平。,2,)基因调节假说,解释慢反应,发现有60多种酶或蛋白质受光敏色素调节,.,1)与光合有关的酶:,RuBPCO、PEPC、捕光,叶绿素结合蛋白等,2)与核酸、蛋白质代谢有关的酶：,核糖核酸,酶、氨基酸活酶等,3)与中间代谢和CaM调节的靶酶有关：,如NAD激酶、POD、NR、PGAld脱氢酶、脂,肪氧化酶等,4)与次生物质代谢有关的酶:,如 PAL .,5)红光活化的Phy对基因表达的调控,是利,用第二信使物质传递光信息。如G-蛋白,第八节 植物的运动,向性运动(tropic movement),植物的运动,感性运动(nastic movement),近似昼夜节奏的生物钟运动,根据引起运动的原因：,生长性运动,膨胀性运动,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。向性运动是,生长性运动,感受,（感受感受外界刺激）,传导,（,将感受到的信息传导到向性发生的细胞,）,反应,（,接受信息后，弯曲生长,）,向性运动包括三个步骤：,（一）向光性,（二）向重力性,（三）向化性,向光性：,指植物随光的方向而弯曲的能力。,正向光性：地上部分,负向光性：某些根,横向光性：器官生长与光垂直,对向光性反应最有效的光是,短波光，红光无效。,（一）,向光性,1、生长素分布不均匀,植物的向光弯曲与生长素在向光面与背光面的不均匀分布有关,。,其原因,是单侧光引起器官尖端不同部分产生电势差，向光的一侧带负电荷，背光的一侧带正电荷，吸引IAA,-,向背光侧移动，导致背光侧的IAA多，生长快，植物向光弯曲。,2、抑制物质分布不均匀,植物产生向光性反应的原因：,（二）向重力性,向重力性：,指植物在重力的影响下，,保持一定方向生长的特性,正向重力性：,根顺着重力方向向下生长,负向重力性：,茎背离重力方向向上生长,横向重力性：,地下茎水平方向生长,1、平衡石的作用,认为在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重较大的,淀粉体,分布，受重力影响而沉积在细胞底部，起,平衡石,的作用。它总是移向与重力方向垂直的一边，对细胞质膜产生一种压力，这种压力就是被细胞感受的一种刺激，细胞感知后引起不均衡生长。,植物产生向重力性的原因：,2、IAA、Ca,2+,的作用：,根横放时，平衡石下沉在细胞下侧内质网上，诱导内质网释放Ca,2+,到细胞质，Ca,2+,与CaM结合活化Ca泵和IAA泵，使根下侧积累较多的Ca和IAA，根上、下侧生长速度不一样，从而产生向重力性。,3、ABA的作用,（三）向化性,向化性：,由于某些化学物质在植物体内,外分布不均匀所引起的向性生长。,二、感性运动,感性运动：,指由没有一定方向性的外界刺激所引起的运动，,运动的方向与外界刺激的方向无关。,生长性运动：,感夜性和感热性,膨胀性运动,（,紧张性运动,）,：,感震性,感性运动,