第九章---植物的生长生理PPT课件下载推荐.ppt
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,一般原产北方的作物(如小麦)需要温度低,原产南方的作物(如水稻、玉米)需要温度较高。
第一节种子萌发生理,一、影响种子萌发的外界条件,
(一)足够的水分,
(二)充足的氧气有氧呼吸,(三)适宜的温度酶促反应,(四)光有的种子萌发需光,需光种子:
光下才能萌发的种子,如莴苣、烟草、多数杂草种子。
需暗(喜暗或嫌光)种子:
光抑制种子萌发,如葱、韭菜、苋菜、番茄、茄子、瓜类种子。
对光不敏感种子:
有光无光都可萌发,如大多数农作物种子。
需光种子莴苣,需光种子烟草,第一节种子萌发生理,一、影响种子萌发的外界条件,二、种子萌发的生理生化变化,1、种子吸水,急剧吸水阶段吸胀性吸水,吸水停滞阶段,胚根出现,重新迅速吸水阶段渗透性吸水,种子的吸水分为三个阶段:
2、呼吸作用的变化,急剧上升:
可能与TCA循环及电子传递有关的酶活动有关。
滞缓不变:
因为种皮限制氧气供应,进行无氧呼吸。
再急剧上升:
胚根突破种皮,增加氧气供应,进行有氧呼吸。
显著下降:
随着贮存物质的消耗,呼吸作用逐渐降低。
第一节种子萌发生理,一、影响种子萌发的外界条件,二、种子萌发的生理生化变化,1、种子吸水,2、呼吸作用的变化和酶的形成,3、酶系统的形成:
萌发种子酶的形成有两种来源:
原存在的束缚态酶释放和活化而来。
如:
-淀粉酶,种子吸胀后立即出现。
重新合成:
通过核酸诱导下合成的蛋白质,形成新的酶,如-淀粉酶,蛋白质,新的氨基酸,NH3,酰胺等,有机酸,CO2,糖类,细胞壁物质,脂肪,膜,脂肪,乙醛酸循环,淀粉,糖类,蔗糖,有机酸,CO2,蛋白质,氨基酸,酰胺、其它氮素运输化合物,幼苗,种子,重建,分解,运输,4、有机物的转变,贮藏,NH3,第一节种子萌发生理,种子萌发的三个阶段和生理转变过程示意图,第一节种子萌发生理,第一节种子萌发生理,一、影响种子萌发的外界条件,二、种子萌发的生理生化变化,三、种子寿命,1、种子寿命(seedlongevity):
从种子成熟到失去生命力所经历的时间。
在自然条件下,种子的寿命可以由几个星期到很多年。
如柳树种子,成熟后只在12h内有发芽能力。
大多数农作物种子的寿命,也是比较短的,约13年。
少数有较长的,如蚕豆、绿豆能达611年。
种子寿命长的可达百年以上。
我国辽宁省普兰店的泥炭土层中,发现莲的瘦果(莲子),至少120年,也可能达200400年之久,但仍能发芽和正常开花结果。
第一节种子萌发生理,二、种子萌发的生理生化变化,三、种子寿命,1、种子寿命,2、影响种子寿命的因素:
种子寿命与贮藏条件有关:
干燥、低温则寿命长,高温多湿容易丧失活力。
正常性种子:
耐脱水和低温,寿命较长,如:
水稻、花生。
顽拗性种子:
不耐脱水和低温,寿命很短,如:
热带的可可、荔枝、龙眼、芒果种子。
recalcitrantseeds,第二节细胞生长生理,细胞发育生长过程可分为三个时期:
分裂期:
分化期:
伸长期:
细胞生长是植物整体生长的基础。
一、细胞分裂期的生理,细胞周期:
从一次细胞分裂结束形成子细胞到下一次分裂结束形成新的子细胞所经历的时期称细胞周期。
或:
细胞分裂成两个新细胞所需的时间,称为细胞周期或细胞分裂周期。
1、细胞周期,第二节细胞生长生理,植物细胞的有丝分裂,一、细胞分裂期的生理,1、细胞周期,第二节细胞生长生理,2、细胞周期的控制,控制细胞周期的关键酶是:
依赖于细胞周期蛋白(cyclin)的蛋白激酶(CDK)。
CDK活性的调节途径主要有二:
一是cyclin的合成和破坏;
二是CDK内关键氨基酸残基的磷酸化和去磷酸化。
细胞周期(A)和CDK调节细胞周期图解(B),活化的CDK,G1细胞周期蛋白,细胞周期蛋白降解,细胞周期蛋白降解,有丝分裂细胞周期蛋白,活化的CDK促进有丝分裂,钝化的CDK,钝化的CDK,钝化的CDK,一、细胞分裂期的生理,1、细胞周期,第二节细胞生长生理,2、细胞周期的控制,3、细胞分裂的生化变化,1、细胞分裂过程最显著的生化变化是核酸含量,尤其是DNA含量变化。
2、呼吸速率在细胞周期中,亦会发生变化。
洋葱根尖分生组织每个细胞核的DNA含量,一、细胞分裂期的生理,第二节细胞生长生理,3、细胞分裂的生化变化,4、细胞分裂与植物激素,生长素和细胞分裂素刺激G1cyclin(CycD)的积累,因此支持进入新的细胞周期。
脱落酸浓度增加,CDK-cyclin复合物抑制剂(ICK)表达,于是抑制CDK/CycA,阻止进入S期。
细胞分裂素通过活化磷酸酶,削弱CDK酪氨酸磷酸化的抑制作用(CDK/CYCB),促进进入M期。
一、细胞分裂期的生理,第二节细胞的生长和分化,二、细胞伸长的生理,1、细胞伸长的生理变化呼吸速率增快26倍;
蛋白质量随之增加;
酶活性增加细胞壁物质大量合成细胞体积增大、液泡扩大,一、细胞分裂期的生理,第二节细胞生长生理,二、细胞伸长的生理,1、细胞伸长的生理变化,2、细胞壁变化,葡萄糖分子,微团,纤维素分子,微纤丝,粗纤丝,细胞壁,第二节细胞生长生理,二、细胞伸长的生理,3、生长素的酸一生长假说,第二节细胞生长生理,二、细胞伸长的生理,4、细胞伸长与赤霉素,
(1)GA促进细胞伸长,也促进细胞分裂,且诱发细胞伸长是在诱发细胞分裂之前。
但GA没有刺激质子排除的现象。
GA影响细胞伸长可能依赖于IAA诱发细胞壁酸化。
但GA刺激伸长的滞后期比IAA长。
可见GA和IAA刺激细胞生长机制是不同的,反而有相加机制。
(2)GA对根的伸长无促进作用。
第二节细胞生长生理,三、细胞分化生理,无论分化为哪一种细胞,必须经过4个过程:
诱导信号的产生和细胞感受信号;
特殊细胞基因表达;
分化细胞特殊活性或结构所需要的基因的表达;
细胞分化功能需要的基因产物活性的加强和细胞结构的改变。
1、转录因子基因控制发育,细胞分化:
是指分生组织的幼嫩细胞发育成为各种形态结构和生理代谢功能的成形细胞的过程。
现代生物学的观点认为:
发育的过程表现为DNA链上不同基因按一定的时间和空间顺序选择性地活化或阻遏。
第二节细胞生长生理,三、细胞分化生理,
(1)细胞全能性:
是指植物体的每个细胞携带着一套完整的基因组,并具有发育成完整植株的潜在能力。
(2)组织培养:
是指在无菌条件下,分离并在培养基中培养离体植物组织(器官或细胞)的技术。
组织培养的理论依据是:
植物细胞具有全能性。
2、细胞全能性,第二节细胞生长生理,第二节细胞生长生理,三、细胞分化的生理,2、细胞全能性,组织培养的优点在于:
可以研究被培养部分(这部分称为外植体,explant)在不受植物体其他部分干扰下的生长和分化的规律,并且可以用各种培养条件影响它们的生长和分化,以解决理论上和生产上的问题。
组织培养的特点是:
取材少,培养材料经济;
人为控制培养条件,不受自然条件影响;
生长周期短,繁殖率高;
管理方便,利于自动化控制。
第二节细胞生长生理,三、细胞分化的生理,极性(polarity):
是指在器官、组织甚至细胞中在不同的轴向上存在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茎细胞及顶端细胞就是极性现象。
极性一旦建立,即难于逆转。
极性造成了细胞内物质(如代谢物、蛋白质、激素)分布不均匀,建立起轴向,两极分化,因此细胞不均等分裂(不是指染色体)。
3、极性,荠菜胚的形成,A-B.受精卵的第一次不均等分裂;
C-H.胚与胚柄的形成;
I.球状胚;
J-K.由于球状胚近胚柄处的胚细胞垂周分裂,形成心形胚,出现叶和根的分化,近胚柄侧形成胚根;
L.鱼雷形胚;
M.成熟胚,具有子叶、胚根、胚芽,胚内有维管束。
根在柳树枝条的形态学下端发生,根在蒲公英切段的形态学下端发生,第二节细胞生长生理,三、细胞分化的生理,4、影响细胞分化的因素,
(1)糖浓度,低糖浓度(3.5%),有利于韧皮部形成;
中糖浓度(2.5%3.5%),木质部、韧皮部都形成,且中间有形成层。
(2)光照:
黄花幼苗的组织分化很差,薄壁组织较多,输导组织和纤维组织等机械组织很不发达,植物柔嫩多汁,第二节细胞生长生理,三、细胞分化的生理,4、影响细胞分化的因素,
(1)糖浓度,
(2)光照:
(3)植物激素CTK/IAA比值:
高,芽;
低,根;
中等,不分化。
乙烯:
促进根的形成。
第三节植物营养器官生长,植物生长和脊椎动物生长的区别:
植物具有无限生长的特点,不断产生新的器官;
动物生长则是各部分器官的长大,且具有一定的限度。
植物的生长:
是细胞数目的增多和体积的增大,是一个体积和重量不可逆的增加过程。
1、茎的生长点:
(1)顶端分生组织和近顶端分生组织控制生长最重要的组织。
前者控制后者的活性,后者的细胞分裂和伸长决定茎的生长速度。
(2)居间分生组织:
一、营养器官的生长特性,
(一)茎生长特性,1、茎的生长点:
一、营养器官的生长特性,
(一)茎生长特性,2、茎生长的规律性:
生长大周期:
植物器官或整株植物的生长速度会表现出“慢-快-慢”的基本规律,即开始时生长缓慢,以后逐渐加快,然后又减慢以至停止。
这一生长全过程称为生长大周期。
第三节植物营养器官生长,1、茎的生长点:
S生长曲线:
分成四个时期:
停滞期:
(018d)对数生长时期:
(1845d)直线生长期:
(4555d)衰退期:
(5590d),第三节植物营养器官生长,一、营养器官的生长特性,
(一)茎生长特性,
(二)根生长特性生长部位:
顶端分生组织;
生长的规律性:
具生长大周期。
根也有顶端优势:
蔬菜育苗移栽时切除主根,可促进侧根的生长。
(三)叶生长特性一般来说,双子叶植物的叶子是全叶均匀生长;
单子叶植物叶片基部保持生长能力。
例如稻、麦、韭、葱等叶被切断后,叶片很快就能生长起来。
第三节植物营养器官生长,一、营养器官的生长特性,1、温度三基点:
原产热带或亚热带的植物,温度三基点较高,分别为10、3035和45左右;
原产温带的植物,生长温度三基点稍低,分别为5、2530、3540左右;
原产寒带的植物,生长温度三基点更低,如北极的植物在0以下仍能生长,最适温度一般不超过10。
二、影响营养器官生长的条件,
(一)温度,第三节植物营养器官生长,一、营养器官的生长特性,二、影响营养器官生长的条件,
(一)温度,1、温度三基点:
2、生长的最适温度:
一般是指生长最快时的温度,而不是生长最健壮的温度。
3、协调最适温度:
能使植株生长最健壮的温度,叫协调最适温度。
4、生长温周期现象:
植物这种对昼夜温度周期性变化的反应,称为生长温周期现象。
第三节植物营养器官生长,二、影响营养器官生长的条件,
(一)温度,
(二)光,1、光强对植物生长的影响,
(1)间接作用光是为光合作用提供能量,加速蒸腾促进有机物运输。
(2)直接作作用:
光抑制茎的生长原因
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- 第九 植物 生长 生理