第十章 植物的生长生理.ppt
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1、 第九章第九章 植物的生长生理植物的生长生理第一节第一节 种子的萌发种子的萌发 影响种子萌发的外界条件影响种子萌发的外界条件 足足够够的的水水、充充足足的的氧氧和和适适宜宜的的温温度度。三三者者同同等等重重要要,缺缺一一不不可可。此此外外,有有些些种种子子还还受受到到光的影响。光的影响。水分水分无水脱脂棉上绿豆的萌发无水脱脂棉上绿豆的萌发含水脱脂棉上绿豆的萌发含水脱脂棉上绿豆的萌发氧气氧气 一般需要氧气浓度在一般需要氧气浓度在10以上才能萌发。以上才能萌发。旺盛的物质代谢和活跃的物质运输等需要有氧旺盛的物质代谢和活跃的物质运输等需要有氧 呼吸作用来保证。故农业生产上,春播前要深呼吸作用来保证。
2、故农业生产上,春播前要深耕松土,使土壤的透气性增加,以利于种子耕松土,使土壤的透气性增加,以利于种子的萌发。的萌发。温度温度 种子萌发需要的温度范围与它们的原产地有种子萌发需要的温度范围与它们的原产地有密切关系,原产北方(如小麦)的需要温度较低,密切关系,原产北方(如小麦)的需要温度较低,而原产南方(如水稻、玉米)的则要求较高。而原产南方(如水稻、玉米)的则要求较高。几种植物种子萌发的温度范围几种植物种子萌发的温度范围种类种类最低温度最低温度最适温度最适温度最高温度最高温度小麦小麦3520283040水稻水稻101230374042玉米玉米81032354045花生花生121525374146
3、大豆大豆6825303940 根根据据种种子子萌萌发发对对光光的的要要求求,可可将将种种子子分分为以下三类为以下三类 需光种子:需光种子:在有光条件下良好萌在有光条件下良好萌 (如莴苣、烟草、拟南芥等)(如莴苣、烟草、拟南芥等)发,在黑暗中则不能发,在黑暗中则不能 萌发或发芽不好。萌发或发芽不好。需暗种子:需暗种子:在光下萌发不好,在在光下萌发不好,在 (如葱、韭菜、苋菜、番茄等如葱、韭菜、苋菜、番茄等)黑暗中萌发良好。黑暗中萌发良好。中光种子:中光种子:萌发不受光照影响。萌发不受光照影响。(如水稻、小麦、大豆、棉花等)(如水稻、小麦、大豆、棉花等)光光一、一、种子萌发的生理、生化变化种子萌发
4、的生理、生化变化(一)(一)种子的吸水种子的吸水 可分为三个阶段:可分为三个阶段:急急剧剧吸吸水水、吸吸水水停停止止、重重新新迅迅速速吸吸水水,表表现现出快出快 慢慢 快的特点。快的特点。(二)呼吸作用的变化(二)呼吸作用的变化 在胚根突出种皮之前,种子的呼吸主要是无在胚根突出种皮之前,种子的呼吸主要是无氧呼吸,在胚根长出之后,便以有氧呼吸为氧呼吸,在胚根长出之后,便以有氧呼吸为主了。主了。(三)酶系统的形成:(三)酶系统的形成:萌发种子中酶的来源有两种:萌发种子中酶的来源有两种:A.从已经存在的束缚态的酶释放或活化而来,如从已经存在的束缚态的酶释放或活化而来,如支链淀粉葡萄糖苷酶。支链淀粉葡
5、萄糖苷酶。B.通过蛋白质合成而形成的新酶。如通过蛋白质合成而形成的新酶。如a-淀粉酶。淀粉酶。(四)(四)有机物的转变有机物的转变 种种子子中中贮贮存存着着大大量量的的有有机机物物,主主要要有有淀淀粉粉、脂肪和蛋白质。脂肪和蛋白质。不不同同的的植植物物种种子子中中,三三种种物物质质的的含含量量差差异异很很大大,通通常常以以含含量量多多的的物物质质为为依依据据,将将种种子子区区分分为:为:淀粉种子,如小麦、玉米;淀粉种子,如小麦、玉米;油料种子,如蓖麻、芝麻;油料种子,如蓖麻、芝麻;豆类种子豆类种子(蛋白质种子蛋白质种子),如大豆、绿豆。,如大豆、绿豆。萌发种萌发种萌发种萌发种子中有子中有子中有
6、子中有机物质机物质机物质机物质的转化的转化的转化的转化二、二、种子的寿命种子的寿命 种子寿命(种子寿命(seed longevity):):是指种子从采收到失去发芽力的时间。是指种子从采收到失去发芽力的时间。右图右图:黄矢车菊黄矢车菊 随着随着贮藏年限的增加,发贮藏年限的增加,发芽能力降低,到第十芽能力降低,到第十年就失去了发芽的能年就失去了发芽的能力。力。不同植物的种子寿命有着极大的差异:不同植物的种子寿命有着极大的差异:柳树:柳树:12h12h水稻、小麦:水稻、小麦:1 13a3a蚕豆、绿豆:蚕豆、绿豆:6 611a11a稗草:稗草:131318a18a莲子:莲子:100100400a40
7、0a(最长寿的种子)(最长寿的种子)贮藏条件影响种子寿命贮藏条件影响种子寿命干燥:寿命长;湿润:寿命短干燥:寿命长;湿润:寿命短低温:寿命长;高温:寿命短低温:寿命长;高温:寿命短顽拗性种子:寿命只有几天顽拗性种子:寿命只有几天 一一些些热热带带水水果果的的种种子子不不耐耐脱脱水水干干燥燥,也也不不耐耐零上低温贮藏,这类种子称为顽拗性种子。零上低温贮藏,这类种子称为顽拗性种子。如:荔枝、龙眼、芒果的种子如:荔枝、龙眼、芒果的种子龙眼龙眼龙眼龙眼芒果芒果芒果芒果第二节第二节细胞生长的生理细胞生长的生理 植物的生长是以细胞的生长为基础的,植物的生长是以细胞的生长为基础的,植物的生长是以细胞的生长为
8、基础的,植物的生长是以细胞的生长为基础的,通过细胞分裂增加细胞数量,使植物增加重量;通通过细胞分裂增加细胞数量,使植物增加重量;通通过细胞分裂增加细胞数量,使植物增加重量;通通过细胞分裂增加细胞数量,使植物增加重量;通过细胞伸长增加植物体的体积。过细胞伸长增加植物体的体积。过细胞伸长增加植物体的体积。过细胞伸长增加植物体的体积。种子萌发时细胞分裂和新细胞体积增加,幼苗种子萌发时细胞分裂和新细胞体积增加,幼苗种子萌发时细胞分裂和新细胞体积增加,幼苗种子萌发时细胞分裂和新细胞体积增加,幼苗迅速长大;由于细胞的分化,形成各种组织和器官,迅速长大;由于细胞的分化,形成各种组织和器官,迅速长大;由于细胞
9、的分化,形成各种组织和器官,迅速长大;由于细胞的分化,形成各种组织和器官,长成完整的植物体。长成完整的植物体。长成完整的植物体。长成完整的植物体。一、一、细胞分裂的生理细胞分裂的生理(一一)细细胞胞周周期期(cell cycle):细细胞胞分分裂裂成成两两个个新新细细胞胞所所需需的的时时间间。(从从上上一一个个细细胞胞分分裂裂结结束到下一次细胞分裂结束)束到下一次细胞分裂结束)包括:包括:分裂期(分裂期(M):):前、中、后、末前、中、后、末 分裂间期:分裂间期:G1、S、G2 植植物物细细胞胞的的有有丝丝分分裂裂(二)细胞分裂的生化变化(二)细胞分裂的生化变化 DNA含量的变化含量的变化呼吸
10、速率的变化呼吸速率的变化呼吸速率的变化呼吸速率的变化 分裂期对氧分裂期对氧分裂期对氧分裂期对氧的需求很低,而的需求很低,而的需求很低,而的需求很低,而G1G1期和期和期和期和G2G2期后期后期后期后期氧吸收量都很期氧吸收量都很期氧吸收量都很期氧吸收量都很高。高。高。高。(三)(三)细胞分裂与植物激素细胞分裂与植物激素 IAA:IAA:影响细胞间期的影响细胞间期的DNADNA合成;合成;CTKCTK:诱导特殊蛋白质合成,是细胞诱导特殊蛋白质合成,是细胞 分裂必须的;分裂必须的;GAGA:促进促进G1G1期期DNADNA合成,因此缩短合成,因此缩短 G1G1期和期和S S期所需的时间;期所需的时间
11、;二、二、细胞伸长的生理细胞伸长的生理 (一)细胞伸长(一)细胞伸长 伸伸长长区区细细胞胞体体积积迅迅速速增增加加,其代谢特点为:其代谢特点为:1 1、呼呼吸吸速速率率增增高高2 26 6倍倍,细细胞生长需要的能量得到保证;胞生长需要的能量得到保证;2 2、蛋蛋白白质质量量增增加加约约6 6倍倍,以以填填充细胞内的内含物;充细胞内的内含物;(二)细胞壁(二)细胞壁 1 1)细胞壁的结构)细胞壁的结构 构成细胞壁的成分中,构成细胞壁的成分中,90%90%左右是多糖,左右是多糖,10%10%左右是左右是 蛋白质、酶类以及脂肪酸等。蛋白质、酶类以及脂肪酸等。多糖包括:纤维素、半纤维素、果胶。多糖包括
12、:纤维素、半纤维素、果胶。植物细胞壁的基本结构物质是纤维素,许植物细胞壁的基本结构物质是纤维素,许多纤维素分子构成微纤丝,细胞壁就是以微纤丝多纤维素分子构成微纤丝,细胞壁就是以微纤丝为基本框架构成的。为基本框架构成的。微纤丝是在电子显微镜下能微纤丝是在电子显微镜下能看到的微细结构。看到的微细结构。电电镜镜下下的的微微纤纤丝丝细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁微纤丝微纤丝微纤丝微纤丝微团微团微团微团纤维素分子纤维素分子纤维素分子纤维素分子 D-D-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖植物细胞壁中微纤植物细胞壁中微纤丝的形成:丝的形成:A.140010000个个D-葡萄糖通过葡萄糖通过-1,4糖苷键结成长链,糖苷键结成
13、长链,成为纤维素分子;成为纤维素分子;B.2000个纤维素分个纤维素分子平行排列聚合成子平行排列聚合成束,称为微团;束,称为微团;C.每每20个微团的长个微团的长轴平行排列,聚合轴平行排列,聚合成束,构成微纤丝;成束,构成微纤丝;存存在在于于细细胞胞壁壁中中的的纤纤维维素素是是自自然然界界中中最最丰丰富富的的多多糖糖。据据推推算算,每每年年地地球球上上由由绿绿色色植植物物光光合合作作用用生生产产的的纤纤维维素素可可达达10101111t t之之多多,而而19901990年年全全球球粮粮食食产产量量只只有有2.22.210109 9 t t。如如何何把把纤纤维维素素转转化化成成为为人人类类可可利
14、利用用的的食食物物或或者者有有效效能能源源,是是人人们们长长期期渴渴望望解解决决的的重重大课题。大课题。(三)(三)激素与细胞伸长的关系激素与细胞伸长的关系GAGAGAGA、IAAIAAIAAIAA能诱发细胞伸长。能诱发细胞伸长。能诱发细胞伸长。能诱发细胞伸长。生产上,喷施生产上,喷施生产上,喷施生产上,喷施GAGAGAGA使茎伸长,如:以切花为生产目的的花卉使茎伸长,如:以切花为生产目的的花卉使茎伸长,如:以切花为生产目的的花卉使茎伸长,如:以切花为生产目的的花卉(菊花、月季等)时,如茎(花轴)过短,可喷施赤霉素,(菊花、月季等)时,如茎(花轴)过短,可喷施赤霉素,(菊花、月季等)时,如茎(
15、花轴)过短,可喷施赤霉素,(菊花、月季等)时,如茎(花轴)过短,可喷施赤霉素,以达到规格要求的长度。以达到规格要求的长度。以达到规格要求的长度。以达到规格要求的长度。非非州州菊菊玫玫瑰瑰三、三、细胞分化的生理细胞分化的生理细胞分化(细胞分化(cell differentiationcell differentiation)是是指指由由分分生生组组织织细细胞胞转转变变为为形形态态结结构构和和生理功能不同的细胞群的过程。生理功能不同的细胞群的过程。高高等等植植物物大大都都是是从从受受精精卵卵开开始始,不不断断分分化化形形成成各各种种细细胞胞、组组织织、器器官官,最最后后形形成成完完整整的植物体。也
16、称为细胞的形态建成。的植物体。也称为细胞的形态建成。1、转录因子基因控制发育、转录因子基因控制发育细胞分化的细胞分化的4个过程:个过程:诱导信号的产生和细胞感受信号;诱导信号的产生和细胞感受信号;特殊细胞特殊细胞基因的表达;基因的表达;分化细胞特殊活性或结构所需要分化细胞特殊活性或结构所需要的基因的表达;的基因的表达;细胞分化功能需要的基因产物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活性的加强和细胞结构的改变2 2、细胞全能性细胞全能性细细 胞胞 全全 能能 性性(totipotencytotipotency)指指植植物物体体的的每每个个细细胞胞都都携携带带着着一一套套完完整整的的
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