植物生长生理课件.ppt
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1、关于植物生长生理第1页,此课件共74页哦第一节第一节 种子的萌发种子的萌发 一、影响种子萌发的外界条件一、影响种子萌发的外界条件n种子萌发必须有适当的外界条件,即足种子萌发必须有适当的外界条件,即足够的水分、充足的氧气和适当的温度。够的水分、充足的氧气和适当的温度。此外有些种子的萌发还需要光。此外有些种子的萌发还需要光。第2页,此课件共74页哦(一)水分(一)水分1 1、水分生理作用:、水分生理作用:n水分是种子萌发的第一条件。(水分是种子萌发的第一条件。(1 1)吸水后,种子细)吸水后,种子细胞中的原生质胶体才能由凝胶转变为溶胶,使细胞器结胞中的原生质胶体才能由凝胶转变为溶胶,使细胞器结构恢
2、复,基因活化,转录成萌发所需要构恢复,基因活化,转录成萌发所需要mRNAmRNA并合成蛋并合成蛋白质。(白质。(2 2)让贮藏物质水解成可溶性物质供胚发)让贮藏物质水解成可溶性物质供胚发育需要;(育需要;(3 3)种皮软化,)种皮软化,2 2、吸水量:与贮藏物有关:蛋白质淀粉纤维素脂。、吸水量:与贮藏物有关:蛋白质淀粉纤维素脂。所以,豆科种子吸水禾谷种子。所以,豆科种子吸水禾谷种子。3 3、吸水速度:不同种子不同,还与温度有关,、吸水速度:不同种子不同,还与温度有关,T T低低吸水慢,吸水慢,T T高高吸水快。吸水快。第3页,此课件共74页哦(二)氧气(二)氧气n 种子萌发需要有氧呼吸来保证。
3、刚播种如立刻下暴种子萌发需要有氧呼吸来保证。刚播种如立刻下暴雨,就会影响种子的萌发。种子进行无氧呼吸而造成雨,就会影响种子的萌发。种子进行无氧呼吸而造成损伤:(损伤:(1 1)消耗过多的养料,()消耗过多的养料,(2 2)产生酒精,()产生酒精,(3 3)缺乏中间产物。所以要及时松土。缺乏中间产物。所以要及时松土。n 水稻对缺氧的忍受能力较强,其种子在淹水的情况水稻对缺氧的忍受能力较强,其种子在淹水的情况下能靠无氧呼吸来萌发。然而即使如此,它的正常萌下能靠无氧呼吸来萌发。然而即使如此,它的正常萌发还是需要氧气的。缺氧时,稻谷萌发只长芽鞘,不发还是需要氧气的。缺氧时,稻谷萌发只长芽鞘,不长根长根
4、(干根湿芽干根湿芽)。原因:胚芽鞘的生长只是细胞的伸。原因:胚芽鞘的生长只是细胞的伸长,仅靠无氧呼吸的能量已可发生;而根和胚芽的长,仅靠无氧呼吸的能量已可发生;而根和胚芽的生长,则既有细胞分裂,又有细胞伸长,对能量和生长,则既有细胞分裂,又有细胞伸长,对能量和物质的需求量高,所以必须依赖有氧呼吸。物质的需求量高,所以必须依赖有氧呼吸。第4页,此课件共74页哦(三)、温度(三)、温度n种子萌发是在一系列酶参与下进行的。种子萌发是在一系列酶参与下进行的。n有温度三基点;种子萌发的最适温度是有温度三基点;种子萌发的最适温度是在最短时间范围内萌发率最高的温度;在最短时间范围内萌发率最高的温度;高于最适
5、温度,虽然萌发速度较快,但高于最适温度,虽然萌发速度较快,但发芽率低。发芽率低。n所需温度高低与它们原产地有关,原产所需温度高低与它们原产地有关,原产南方南方高,北方高,北方低。低。第5页,此课件共74页哦(四)、光照(四)、光照1 1、分类:根据对光需求情况分三类:、分类:根据对光需求情况分三类:n(1 1)中光种子)中光种子对多数农作物的种子来说,萌发对多数农作物的种子来说,萌发时不受有无光照的影响。(时不受有无光照的影响。(2 2)需光种子)需光种子有些植有些植物,如莴苣、紫苏、胡萝卜、桦木以及多种杂草种物,如莴苣、紫苏、胡萝卜、桦木以及多种杂草种子。(子。(3 3)喜暗种子)喜暗种子而
6、另一植物如葱、韭菜、而另一植物如葱、韭菜、苋菜、番茄、茄子、南瓜等。苋菜、番茄、茄子、南瓜等。2 2、光质对种子萌发影响:红光促进萌发,远红光抑制萌、光质对种子萌发影响:红光促进萌发,远红光抑制萌发。发。第6页,此课件共74页哦n上述介绍的种子萌发的主要条件都不是上述介绍的种子萌发的主要条件都不是单独起作用的,而是相互促进、相互影单独起作用的,而是相互促进、相互影响的。例如,萌发初期吸胀阶段,水分响的。例如,萌发初期吸胀阶段,水分是主导因素;温度作用在种子吸胀后才是主导因素;温度作用在种子吸胀后才明显;而在萌动阶段,胚根伸出种皮时,明显;而在萌动阶段,胚根伸出种皮时,氧是主要的,因此,要保证种
7、子顺利萌氧是主要的,因此,要保证种子顺利萌发,必须提供种子萌发所需的全部条件。发,必须提供种子萌发所需的全部条件。第7页,此课件共74页哦二、种子萌发的生理生化变化二、种子萌发的生理生化变化n过程包括种子吸水、贮存组织内物质水过程包括种子吸水、贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分,细解和运输到生长部位合成细胞组分,细胞分裂胚芽、胚出现等过程胞分裂胚芽、胚出现等过程。第8页,此课件共74页哦(一)种子的吸水分三个阶段(一)种子的吸水分三个阶段 1 1、急剧性吸水(吸胀吸水阶段):原生质胶体吸胀、急剧性吸水(吸胀吸水阶段):原生质胶体吸胀作用的物理吸水。无论种子是否通过休眠,是否具作用的
8、物理吸水。无论种子是否通过休眠,是否具有生活力,同样都能吸水。有生活力,同样都能吸水。2 2、吸水停滞(慢吸水阶段):水合程度趋向饱和,、吸水停滞(慢吸水阶段):水合程度趋向饱和,细胞膨压增加,膨胀受种皮的束缚,突破种皮前,细胞膨压增加,膨胀受种皮的束缚,突破种皮前,有一个吸水暂停或速度变慢的阶段。此期有一个吸水暂停或速度变慢的阶段。此期Q QCO2CO2Q QO2 O2,呼吸作用产生的呼吸作用产生的COCO2 2比比O O2 2的消耗多得多,且呼吸不被氰的消耗多得多,且呼吸不被氰化物抑制,说明主要为无氧呼吸。化物抑制,说明主要为无氧呼吸。3 3、胚根长出后的重新迅速吸水阶段:、胚根长出后的重
9、新迅速吸水阶段:Q QCO2CO2Q QO2 O2,有氧,有氧呼吸加强,新生器官生长中快,表现为种子的(渗透)呼吸加强,新生器官生长中快,表现为种子的(渗透)吸水和鲜重的持续增加。吸水和鲜重的持续增加。第9页,此课件共74页哦(二)、呼吸作用酶的形成(二)、呼吸作用酶的形成n在种子吸水的第二阶段(吸水滞缓期),随着种在种子吸水的第二阶段(吸水滞缓期),随着种子萌发,各种酶的活性不断增加。子萌发,各种酶的活性不断增加。n(1 1)酶的增加有两个来源:一是钝化状态的酶(已)酶的增加有两个来源:一是钝化状态的酶(已存在的束缚态的酶,如支链淀粉葡萄糖苷酶)释放或存在的束缚态的酶,如支链淀粉葡萄糖苷酶)
10、释放或活化而来;另一类是通过核酸转录、翻译新合成的酶。活化而来;另一类是通过核酸转录、翻译新合成的酶。n(2 2)不同性质的种子萌发时出现分解其贮藏物质相)不同性质的种子萌发时出现分解其贮藏物质相应的酶。例如:淀粉种子出现淀粉酶和其他有关水解应的酶。例如:淀粉种子出现淀粉酶和其他有关水解酶;脂肪种子出现乙醛酸循环有关的酶(异柠檬酸裂酶;脂肪种子出现乙醛酸循环有关的酶(异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶)。解酶和苹果酸合成酶)。第10页,此课件共74页哦(三)有机物的转变(三)有机物的转变 n种子内贮藏的营养物质主要是淀粉、脂肪种子内贮藏的营养物质主要是淀粉、脂肪和蛋白质,因不同植物种子中三种物质含和
11、蛋白质,因不同植物种子中三种物质含量不同,可将种子分为:量不同,可将种子分为:starch seed(starch seed(禾禾谷类作物谷类作物)、fat seedfat seed(油料作物)、(油料作物)、protein seedprotein seed(豆类)。(豆类)。n从能量角度看,脂肪较经济,因为从能量角度看,脂肪较经济,因为1 1克脂克脂肪氧化可放出肪氧化可放出9.69.6千卡能量;千卡能量;1 1克蛋白质放克蛋白质放5.65.6千卡;千卡;1 1克淀粉只放克淀粉只放4.34.3千卡能量。千卡能量。n这些有机物在种子萌发时,在酶的作用下这些有机物在种子萌发时,在酶的作用下被水解为
12、简单有机物,并运送到正在生长被水解为简单有机物,并运送到正在生长的幼胚中去,作为胚生长的营养物质来源。的幼胚中去,作为胚生长的营养物质来源。第11页,此课件共74页哦三、种子的寿命三、种子的寿命n种子的寿命:种子的寿命:指种子从采收到失去发芽指种子从采收到失去发芽力的时间;或种子从完熟到丧失生活力力的时间;或种子从完熟到丧失生活力的所经历时间。的所经历时间。以达到发芽率的以达到发芽率的6060的的时间为依据。时间为依据。第12页,此课件共74页哦1 1、种子寿命与植物种类关系:种子寿命与植物种类关系:n短命种子:短命种子:从几小时到几周。如酢浆草,新鲜时才从几小时到几周。如酢浆草,新鲜时才发芽
13、,一干,就失去活力。柳属植物,成熟后只在发芽,一干,就失去活力。柳属植物,成熟后只在是是12h12h内发芽。杨树几周。内发芽。杨树几周。n中寿命种子:中寿命种子:几年几十年,大多为栽培作物。几年几十年,大多为栽培作物。水稻、小麦、大麦、大豆为水稻、小麦、大麦、大豆为2 2年,玉米年,玉米2 23 3年,年,油菜、荞麦油菜、荞麦3 3,草棉,草棉5 5,大麻,大麻3 37 7,芝麻,芝麻4 4,烟草,烟草4 45 5,蚕豆、绿豆、豇豆、小豆、紫云英,蚕豆、绿豆、豇豆、小豆、紫云英5 51111n长寿命种子:长寿命种子:百年甚至上千年百年甚至上千年。如莲子如莲子。第13页,此课件共74页哦2 2、
14、与贮藏关系:、与贮藏关系:n受贮藏条件(温度、水分、氧气、虫、微受贮藏条件(温度、水分、氧气、虫、微生物)影响:低温、干燥、低氧生物)影响:低温、干燥、低氧寿命寿命长,高温、高湿、高氧长,高温、高湿、高氧寿命短。寿命短。主要原因是影响呼吸:消耗、放热,导主要原因是影响呼吸:消耗、放热,导致高温,伤害胚。致高温,伤害胚。第14页,此课件共74页哦鉴(测)定种子发芽率(生活鉴(测)定种子发芽率(生活力)的方法有三类:实验力)的方法有三类:实验n(1 1)利用组织还原力()利用组织还原力(TTCTTC法):活种法):活种子有呼吸,具有还原能力。子有呼吸,具有还原能力。n(2 2)利用细胞着色力(红墨
15、水法):活)利用细胞着色力(红墨水法):活种子细胞膜有选择性,不易被着色。种子细胞膜有选择性,不易被着色。n(3 3)利用细胞中的荧光物质(仪器检)利用细胞中的荧光物质(仪器检测):活种子细胞内的蛋白质、核酸、测):活种子细胞内的蛋白质、核酸、核苷酸等具有荧光性质。核苷酸等具有荧光性质。n(4 4)BTB法法第15页,此课件共74页哦第二节第二节 细胞的生长和分化细胞的生长和分化 n一、细胞分裂的生理(自学一、细胞分裂的生理(自学P223P223)n二、细胞伸长的生理(自学二、细胞伸长的生理(自学P225P225)第16页,此课件共74页哦三、细胞分化的生理(一)概念:(一)概念:n1 1、来
16、自同一合子或遗传上同质的细胞转、来自同一合子或遗传上同质的细胞转变为形态上、构成上异质的细胞称为分变为形态上、构成上异质的细胞称为分化。化。n2 2、指由分生组织的细胞发育成不同形态、指由分生组织的细胞发育成不同形态和不同功能细胞过程。和不同功能细胞过程。第17页,此课件共74页哦(二)分化机理(二)分化机理n尚待研究,但细胞的尚待研究,但细胞的2 2个特性肯定起着作用:个特性肯定起着作用:1 1、细胞全能性、细胞全能性是指植物体的每个细胞携带着一是指植物体的每个细胞携带着一套完整的基因组,并且有发育成完整植株的潜在套完整的基因组,并且有发育成完整植株的潜在能力。细胞分化是全能性具体表现。能力
17、。细胞分化是全能性具体表现。2 2、极性、极性是指在器官、组织甚至细胞中在不同的轴是指在器官、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上的梯度差异。向上存在某种形态结构和生理上的梯度差异。极性一极性一旦建立,就难以逆转。不均等分裂的结果产生极性,旦建立,就难以逆转。不均等分裂的结果产生极性,极性是导致分化的第一步。极性是导致分化的第一步。第18页,此课件共74页哦(三)影响分化的条件:(三)影响分化的条件:n1 1、木质部和韧皮部分化与糖浓度有关:、木质部和韧皮部分化与糖浓度有关:蔗糖对愈伤组织分化的影响:在蔗糖对愈伤组织分化的影响:在IAAIAA必备必备条件下,蔗糖浓度低(条件下,
18、蔗糖浓度低(1.51.52.52.5)分化木质部,高(分化木质部,高(4 4以上)以上)韧,韧,中(中(2.52.53.53.5)木、韧都形成且木、韧都形成且具形成层。具形成层。n2 2、光对植物组织的分化也有影响:无光、光对植物组织的分化也有影响:无光黄化,韭黄等生产。黄化,韭黄等生产。n3 3、植物激素也起重要作用、植物激素也起重要作用 CTK/IAACTK/IAA比值调节愈伤组织根和芽的分比值调节愈伤组织根和芽的分化:高化:高芽,低芽,低根。根。第19页,此课件共74页哦四、组织培养四、组织培养(一)、组织培养的意义和分类(一)、组织培养的意义和分类 1 1、组织培养的概念与分类:、组织
19、培养的概念与分类:n 植物植物组织培养组织培养是指植物的离体器官、是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。育再生成完整植株的技术。n 外植体外植体用于离休培养进行无性繁用于离休培养进行无性繁殖的各种植物材料称为外植体。殖的各种植物材料称为外植体。第20页,此课件共74页哦2 2、组织培养的理论根据(原理)、组织培养的理论根据(原理)-细胞的全能性。细胞的全能性。3 3、组织培养的意义:、组织培养的意义:n(1 1)可以在不受植物体其它部分干扰下研究被培养)可以在不受植物体其它部分干扰下研究被培养部分的生长和分化的规律,并且
20、可以利用各种条件来部分的生长和分化的规律,并且可以利用各种条件来影响它们的生长和分化,以解决理论上和生产上的问影响它们的生长和分化,以解决理论上和生产上的问题。题。n(2 2)取材少。经济,能人为控制条件,不受自)取材少。经济,能人为控制条件,不受自然条件影响,生长周期短,系列率高管理方便,然条件影响,生长周期短,系列率高管理方便,易于自动化控制。易于自动化控制。第21页,此课件共74页哦(二)、条件:(二)、条件:n1 1、植物材料必须完全无菌、植物材料必须完全无菌n2 2、要用培养基:无机营养物、碳源(能、要用培养基:无机营养物、碳源(能源、渗透调节)、维生素(如源、渗透调节)、维生素(如
21、B1B1、B6B6、烟酸、肌醇)、有机附加物烟酸、肌醇)、有机附加物n3 3、所需温度、所需温度25272527;不同植物不同组;不同植物不同组织不同,有的需昼夜温差。织不同,有的需昼夜温差。n4 4、对光有要求:叶、茎尖需光;根不需、对光有要求:叶、茎尖需光;根不需光。光。第22页,此课件共74页哦(三三)、流程、流程n1 1、材料准备、材料准备 n消毒:消毒:n2 2、培养基制备、培养基制备n(1 1)、培养基成分)、培养基成分 n(2 2)、培养方式有固体培养()、培养方式有固体培养(0.60.61 1琼脂)和液体培养连续浸没(摇床)琼脂)和液体培养连续浸没(摇床)间断浸没(转床)两种。
22、间断浸没(转床)两种。n3 3、接种与培养、接种与培养n4 4、小苗移栽、小苗移栽 第23页,此课件共74页哦n细胞脱分化细胞脱分化在人工培养基上外植体在人工培养基上外植体经过多次细胞分裂而失去原来的状态,经过多次细胞分裂而失去原来的状态,形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程。形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程。n再分化再分化指离体培养中形成的处于脱指离体培养中形成的处于脱分化状态的细胞团再度分化成另一种或分化状态的细胞团再度分化成另一种或几种类型的细胞、组织、器官,直至最几种类型的细胞、组织、器官,直至最终形成完整植株的过程。终形成完整植株的过程。第24页,此课件共74页哦再分化有再分化有2
23、2种类型:种类型:n 器官发生型器官发生型直接分化成芽与根,直接分化成芽与根,从而获得再生植株。从而获得再生植株。n 胚胎发生型胚胎发生型分化形成一些类似胚分化形成一些类似胚胎结构的细胞(群)称这为胚状体,胚胎结构的细胞(群)称这为胚状体,胚状体的一端分化出芽原基,另一端分化状体的一端分化出芽原基,另一端分化形成根原基。从而获得再生植株。形成根原基。从而获得再生植株。第25页,此课件共74页哦(四)组织培养的应用(四)组织培养的应用 -理论研究与生产实践:理论研究与生产实践:1 1、无性系的快速繁殖、无性系的快速繁殖n 培养无病毒种苗培养无病毒种苗2 2、新品种的选育:、新品种的选育:(1 1
24、)花药和单倍体育种,()花药和单倍体育种,(2 2)离体胚培养和杂种植株)离体胚培养和杂种植株获得,(获得,(3 3)体细胞诱变和突变体筛选,()体细胞诱变和突变体筛选,(4 4)细胞)细胞融合和杂种植株的获得。融合和杂种植株的获得。3 3、人工种子和种质保存、人工种子和种质保存4 4、药用植物和次生物质的工业化生产、药用植物和次生物质的工业化生产第26页,此课件共74页哦 第三节第三节 植物的生长植物的生长 n植物的生长与动物生长有明显区别,动物在胚胎植物的生长与动物生长有明显区别,动物在胚胎形成后就具备了各种器官,因此出生后的生长有形成后就具备了各种器官,因此出生后的生长有一定限度;而植物
25、从受精卵到形成胚以及从种子一定限度;而植物从受精卵到形成胚以及从种子萌发到成苗,体内始终有分生组织存在,不断进萌发到成苗,体内始终有分生组织存在,不断进行细胞增殖和伸长,不断产生新器官,所以,植行细胞增殖和伸长,不断产生新器官,所以,植物的生长是无限的。如条件适宜可无限制地长下物的生长是无限的。如条件适宜可无限制地长下去,但在自然界中,由于受各种环境条件的影响,去,但在自然界中,由于受各种环境条件的影响,植物的生长也表现出植物的生长也表现出“生长生长成熟成熟衰老、死亡衰老、死亡”的过程。的过程。第27页,此课件共74页哦一、植物生长大周期一、植物生长大周期1 1、生长大周期、生长大周期n 植物
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