第八章-植物生长生理模板讲课教案课件.ppt

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1、第八章-植物生长生理模板植物的生长和发育植物的生长和发育 由于细胞的分生（及扩大）引起植物体积与重量的不可逆由于细胞的分生（及扩大）引起植物体积与重量的不可逆增加，使植物增加，使植物由小变大由小变大，由胚最终变成完整植株，这种，由胚最终变成完整植株，这种量量上的增加，就是生长。上的增加，就是生长。生长（生长（growth）：）：发育（发育（development）：由于细胞的分化引起处于不同部位的细胞群发生质的变化，由于细胞的分化引起处于不同部位的细胞群发生质的变化，形成执行各种不同功能的组织与器官（机械组织、保护组形成执行各种不同功能的组织与器官（机械组织、保护组织等），这种织等），这种质质

2、的转变，就是发育。的转变，就是发育。第一节 种子生理 一、种子休眠：一、种子休眠：种子即使处于适宜的外界条件下也不萌发，这种种子即使处于适宜的外界条件下也不萌发，这种现象，叫休眠。现象，叫休眠。休眠休眠休眠休眠（dormancydormancy）：类型类型类型类型：被迫休眠被迫休眠(epistotic dormancy)：由于环境不适而引起的休眠。由于环境不适而引起的休眠。生理休眠生理休眠(physiological dormancy)：由于生理原因而引起的休眠（深休眠）。由于生理原因而引起的休眠（深休眠）。2 2 2 2）后熟作用）后熟作用）后熟作用）后熟作用（after ripeninga

3、fter ripening）种子采收后，需经过一段继续发育的过程（或者种子采收后，需经过一段继续发育的过程（或者完成形态建成，或者进行一系列生理生化变化），完成形态建成，或者进行一系列生理生化变化），达到真正成熟，使其具备发芽能力。达到真正成熟，使其具备发芽能力。1 1 1 1）种皮障碍）种皮障碍）种皮障碍）种皮障碍保护层保护层 角质、蜡质角质、蜡质种皮厚种皮厚结构致密结构致密不透气、不透水、不透气、不透水、机械障碍机械障碍种子休眠原因种子休眠原因种子休眠原因种子休眠原因：种胚分化发育不全，因而处于休眠状态。如银杏、种胚分化发育不全，因而处于休眠状态。如银杏、人参、当归等。人参、当归等。种胚分

4、化发育虽已完全，但生理上尚未完全成熟，种胚分化发育虽已完全，但生理上尚未完全成熟，仍不能萌发。如苹果、梨、桃杏等。仍不能萌发。如苹果、梨、桃杏等。形态后熟：形态后熟：形态后熟：形态后熟：生理后熟型：生理后熟型：生理后熟型：生理后熟型：3 3 3 3）抑制物质）抑制物质）抑制物质）抑制物质盐、含盐、含N N或释放氰化物的物质、有机酸、激素、生或释放氰化物的物质、有机酸、激素、生物碱等。物碱等。种种种种 类：类：类：类：存在部位：存在部位：存在部位：存在部位：子叶（菜豆）、胚乳（莴苣）、种皮（甘蓝）、果子叶（菜豆）、胚乳（莴苣）、种皮（甘蓝）、果汁（番茄）、果肉（苹果）、整个种子（红松）汁（番茄）

5、、果肉（苹果）、整个种子（红松）种皮硬的种子（豆科牧草种子）。种皮硬的种子（豆科牧草种子）。生理后熟型（苹果、桃、梨），湿砂分层放置。生理后熟型（苹果、桃、梨），湿砂分层放置。酒精、硫酸、酒精、硫酸、GA、氨水（、氨水（1：50）、）、CO2、KNO3（14%）等。）等。X射线、超声波、高低频电流等。射线、超声波、高低频电流等。西瓜、番茄、辣椒、茄子等。西瓜、番茄、辣椒、茄子等。日晒或日晒或3540水处理水处理（棉花、黄瓜、小麦等）。棉花、黄瓜、小麦等）。种子休眠的破除种子休眠的破除物理因素物理因素物理因素物理因素：温热处理：温热处理：温热处理：温热处理：清水冲洗：清水冲洗：清水冲洗：清水冲洗

6、：机械破除机械破除机械破除机械破除：层积处理：层积处理：层积处理：层积处理：药剂处理：药剂处理：药剂处理：药剂处理：影响因素影响因素短命种子：几小时短命种子：几小时 几周。如杨几周。如杨(几周几周)、柳（、柳（12小时）。小时）。中命种子：几年中命种子：几年 几十年。多数栽培作物。几十年。多数栽培作物。长命种子：百年长命种子：百年 千年，莲花。千年，莲花。二、种子的寿命二、种子的寿命与贮藏条件有关与贮藏条件有关与贮藏条件有关与贮藏条件有关：低温、干燥、乏氧。低温、干燥、乏氧。与植物种类有关：与植物种类有关：与植物种类有关：与植物种类有关：红红 色色 有活力有活力 浅红色浅红色 活力低活力低 无

7、无 色色 死或败育死或败育种子生活力快速鉴定法：种子生活力快速鉴定法：红墨水法：红墨水法：红墨水法：红墨水法：胚染成红色是死种子，无色是有活力种子。胚染成红色是死种子，无色是有活力种子。荧荧荧荧 光光光光 法：法：法：法：根据活种子和死种子发出荧光不同来鉴定。根据活种子和死种子发出荧光不同来鉴定。TTCTTCTTCTTC法法法法 ：三、种子萌发1 1 1 1 种子萌发的外界条件种子萌发的外界条件种子萌发的外界条件种子萌发的外界条件2 2 2 2 种子萌发的生理生化变化种子萌发的生理生化变化种子萌发的生理生化变化种子萌发的生理生化变化 水分、水分、水分、水分、温度、温度、温度、温度、氧气、氧气、

8、氧气、氧气、光照光照吸水过程的变化吸水过程的变化呼吸呼吸作用的变化作用的变化贮藏物质贮藏物质的变化的变化核核 酸酸 的的 变变 化：与聚合酶的变化平行化：与聚合酶的变化平行激激 素素 的的 变变 化化植植 酸酸 的的 变变 化化 深耕、中耕松土深耕、中耕松土（暗）（暗）（红光）（红光）（远红光）（远红光）光对光对光对光对莴苣莴苣莴苣莴苣种子种子种子种子萌发萌发萌发萌发的影的影的影的影响响响响第二节第二节 植物生长的细胞学基础植物生长的细胞学基础 细胞分裂期：细胞分裂期：细胞分裂期：细胞分裂期：细胞伸长期：细胞伸长期：细胞伸长期：细胞伸长期：细胞分化期细胞分化期细胞分化期细胞分化期：数目增加数目

9、增加体积增大体积增大形态建成形态建成细胞的生长过程包括：细胞的生长过程包括：细胞的分裂细胞的分裂处于分生组织的细胞具有分裂能力。处于分生组织的细胞具有分裂能力。处于分生组织的细胞具有分裂能力。处于分生组织的细胞具有分裂能力。细胞周期（细胞周期（细胞周期（细胞周期（cell cyclecell cycle）（分裂周期）：（分裂周期）：（分裂周期）：（分裂周期）：从母细胞第一从母细胞第一从母细胞第一从母细胞第一次分裂结束，到下一次分裂结束，所经历的时间次分裂结束，到下一次分裂结束，所经历的时间次分裂结束，到下一次分裂结束，所经历的时间次分裂结束，到下一次分裂结束，所经历的时间 。分裂周期分为分裂周

10、期分为分裂周期分为分裂周期分为4 4个时期个时期个时期个时期：G1G1期期期期：细胞生长期；细胞生长期；S S 期期期期：DNA复制期；复制期；G2G2期期期期：DNA复制完毕，复制完毕，DNA与蛋白组成染色体；与蛋白组成染色体；M M 期期期期：分裂期分裂期形态及生理特点形态及生理特点形态及生理特点形态及生理特点：细胞小、核大、质浓。生长缓慢。细胞小、核大、质浓。生长缓慢。细胞小、核大、质浓。生长缓慢。细胞小、核大、质浓。生长缓慢。B B.CDK CDK蛋白对细胞周期的调控蛋白对细胞周期的调控蛋白对细胞周期的调控蛋白对细胞周期的调控A.A.细胞周期细胞周期细胞周期细胞周期A A图：图：图：图

11、：MM期期期期 细胞核分裂（前、中、后、末期）及胞质分裂期细胞核分裂（前、中、后、末期）及胞质分裂期细胞核分裂（前、中、后、末期）及胞质分裂期细胞核分裂（前、中、后、末期）及胞质分裂期间期（间期（间期（间期（G1G1期复制前期，期复制前期，期复制前期，期复制前期，S S期复制期，期复制期，期复制期，期复制期，G2G2期复制后期）期复制后期）期复制后期）期复制后期）B B图：图：图：图：CDK(CDK(依赖于细胞周期的蛋白激酶）与细胞周期蛋白依赖于细胞周期的蛋白激酶）与细胞周期蛋白依赖于细胞周期的蛋白激酶）与细胞周期蛋白依赖于细胞周期的蛋白激酶）与细胞周期蛋白通过磷酸化和去磷酸化调节细胞周期通过

12、磷酸化和去磷酸化调节细胞周期通过磷酸化和去磷酸化调节细胞周期通过磷酸化和去磷酸化调节细胞周期细胞的伸长细胞的伸长大部分细胞转入伸长阶段。大部分细胞转入伸长阶段。形态上和生理上特点：形态上和生理上特点：形态上和生理上特点：形态上和生理上特点：细胞体积增大、干物质积累、代谢旺盛。细胞体积增大、干物质积累、代谢旺盛。体积增加很快，所以生长迅速体积增加很快，所以生长迅速。细胞的分化细胞的分化细胞分细胞分细胞分细胞分化化化化：由分生组织细胞转变为形态结构与生理功能不同的细由分生组织细胞转变为形态结构与生理功能不同的细胞群的过程。胞群的过程。形态及生理特点：形态及生理特点：形态及生理特点：形态及生理特点：

13、细胞生长停止、代谢强度呼吸速率降低。细胞生长停止、代谢强度呼吸速率降低。细胞分化过程细胞分化过程诱导细胞分化信号的产生和感受诱导细胞分化信号的产生和感受诱导细胞分化信号的产生和感受诱导细胞分化信号的产生和感受分生细胞特征基因的关闭及分化细胞特征基因分生细胞特征基因的关闭及分化细胞特征基因分生细胞特征基因的关闭及分化细胞特征基因分生细胞特征基因的关闭及分化细胞特征基因的表达的表达的表达的表达形成分化细胞结构和功能基因的表达形成分化细胞结构和功能基因的表达形成分化细胞结构和功能基因的表达形成分化细胞结构和功能基因的表达细胞结构和功能上的分化成熟细胞结构和功能上的分化成熟细胞结构和功能上的分化成熟细

14、胞结构和功能上的分化成熟如，导管的分化，如，导管的分化，如，导管的分化，如，导管的分化，IAAIAA诱导诱导诱导诱导AtHB-8AtHB-8的表达，编码转录因的表达，编码转录因的表达，编码转录因的表达，编码转录因子，调节下游基因表达子，调节下游基因表达子，调节下游基因表达子，调节下游基因表达影响分化的因素：影响分化的因素：1.1.1.1.激素激素激素激素CTK/IAA CTK/IAA 根与芽的分化（器官）根与芽的分化（器官）愈伤愈伤组织组织GA/IAA 木质部与韧皮部的分化（组织）木质部与韧皮部的分化（组织）形成层形成层2.2.2.2.蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖愈伤组织愈伤组织低（低（1.5 2.5%）

15、木质部木质部中（中（2.5 3.5%）木木+韧韧+形成层形成层高（高（4%以上）以上）韧皮部韧皮部 细胞分化过程的调控细胞分化过程的调控细胞分化过程的调控细胞分化过程的调控细胞分化与极性细胞分化与极性细胞分化与极性细胞分化与极性极性是由于细胞器的不均衡分部、质膜极性是由于细胞器的不均衡分部、质膜表面功能蛋白不均衡分部、胞质表面功能蛋白不均衡分部、胞质Ca浓度浓度梯度、梯度、pH梯度等因素造成梯度等因素造成细胞极性受基因控制，也受环境条件影细胞极性受基因控制，也受环境条件影响，如光、电势、温度等梯度影响响，如光、电势、温度等梯度影响细胞极性是细胞不均等分裂（分化分裂）细胞极性是细胞不均等分裂（分

16、化分裂）的基础的基础（愈伤组织分裂为增殖分裂）（愈伤组织分裂为增殖分裂）分化分裂是极性结构形成的基础，是细分化分裂是极性结构形成的基础，是细胞分化的前体胞分化的前体植物的第一次有丝分裂植物的第一次有丝分裂受精卵受精卵细胞间通讯与极性细胞间通讯与极性细胞间通讯与极性细胞间通讯与极性分化调节物质通过胞间连丝进行胞间运输，如成花分生组织的分化调节物质通过胞间连丝进行胞间运输，如成花分生组织的FLO基基因表达产物，通过胞间连丝运到其他层，诱导花器官特征基因的表达因表达产物，通过胞间连丝运到其他层，诱导花器官特征基因的表达位置效应与细胞分化位置效应与细胞分化位置效应与细胞分化位置效应与细胞分化由于细胞间

17、的相互联系，每个细胞在器官和组织中的位置也影响甚至由于细胞间的相互联系，每个细胞在器官和组织中的位置也影响甚至决定细胞分化的方向和生理功能。（激光切除实验）决定细胞分化的方向和生理功能。（激光切除实验）细胞分化过程的调控细胞分化过程的调控细胞分化过程的调控细胞分化过程的调控植物程序性细胞死亡植物程序性细胞死亡(PCD)定义定义定义定义由机体控制的、遵循本身程序发展的细胞死亡由机体控制的、遵循本身程序发展的细胞死亡.由衰老而引发；由过敏反应而引发；由衰老而引发；由过敏反应而引发；调控因素调控因素调控因素调控因素低氧：形成通气组织低氧：形成通气组织乙烯：乙烯：生物胁迫：病原菌侵染，周围组织细胞启动

18、新的基因转录和蛋生物胁迫：病原菌侵染，周围组织细胞启动新的基因转录和蛋白质翻译，使寄主细胞或病原菌细胞被快速杀死白质翻译，使寄主细胞或病原菌细胞被快速杀死植物生长分化的控制植物生长分化的控制基因控制基因控制基因控制基因控制植物细胞具有全能性，植物生长发育是基因顺序表达的结果植物细胞具有全能性，植物生长发育是基因顺序表达的结果激素控制激素控制激素控制激素控制介导细胞与细间、器官与器官间、环境与植物间的相互作用介导细胞与细间、器官与器官间、环境与植物间的相互作用环境控制环境控制环境控制环境控制温度、光、重力、磁场、声音、风等温度、光、重力、磁场、声音、风等三种控制水平的作用相互交叉、相互影响！三种

19、控制水平的作用相互交叉、相互影响！基因表达水平的改变影响激素浓度及细胞对激素的敏感性；基因表达水平的改变影响激素浓度及细胞对激素的敏感性；激素的作用与特定基因的表达诱导和控制有关；激素的作用与特定基因的表达诱导和控制有关；环境对植物的影响须通过胞内和胞间的信号传递来实现环境对植物的影响须通过胞内和胞间的信号传递来实现 组织培养组织培养（plant tissue culture）：）：定义定义定义定义：在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体和花粉等接种到人工控制的培养基上培养，使其生质体和花粉等接种到人工控制的培养基上培养，使其生长

20、、分化并形成完整植株的技术与方法。生长、分化并形成完整植株的技术与方法。从植物体分离下来的被培养的组织、器官、细胞团等。从植物体分离下来的被培养的组织、器官、细胞团等。外植体外植体外植体外植体 (explant)(explant)：组织培养的理论基础组织培养的理论基础组织培养的理论基础组织培养的理论基础：细胞全能性细胞全能性细胞全能性细胞全能性（totipotencytotipotency）：每一个细胞都包含着产生一个完整植株的全套基因，在适每一个细胞都包含着产生一个完整植株的全套基因，在适宜的条件下，任何一个细胞都能形成一个完整的植物个体。宜的条件下，任何一个细胞都能形成一个完整的植物个体。

21、组组 织织 培培 养养 的的 过过 程程配制相应的培养基配制相应的培养基配制相应的培养基配制相应的培养基灭菌、消毒：培养基、灭菌、消毒：培养基、灭菌、消毒：培养基、灭菌、消毒：培养基、外植体外植体外植体外植体接种：超净工作台接种：超净工作台接种：超净工作台接种：超净工作台培养：固体培养、液体培养培养：固体培养、液体培养培养：固体培养、液体培养培养：固体培养、液体培养移栽移栽移栽移栽忘萱草愈伤组织诱导忘萱草愈伤组织诱导忘萱草愈伤组织诱导忘萱草愈伤组织诱导芽的分化芽的分化芽的分化芽的分化试管苗培养试管苗培养试管苗培养试管苗培养试管苗移栽驯化试管苗移栽驯化试管苗移栽驯化试管苗移栽驯化规模化生产规模化

22、生产规模化生产规模化生产移入温室中的忘萱草移入温室中的忘萱草移入温室中的忘萱草移入温室中的忘萱草组组 织织 培培 养养 阶阶 段段外植体外植体愈伤组织愈伤组织小植株小植株 脱分化脱分化脱分化脱分化 再分化再分化再分化再分化器官发生型器官发生型胚胎发生型胚胎发生型胚状体胚状体胚状体胚状体芽原基芽原基根原基根原基愈愈 伤伤 组组 织织 的的 分分 化化A AB BC CA A A A：绿芽点；：绿芽点；：绿芽点；：绿芽点；B B B B：胚状体；：胚状体；：胚状体；：胚状体；C C C C：再生苗：再生苗：再生苗：再生苗组织培养的应用组织培养的应用培育新品种（原生质体培养、体细胞培育新品种（原生质

23、体培养、体细胞杂交、花粉培养和单倍体育种等）杂交、花粉培养和单倍体育种等）快速无性繁殖快速无性繁殖生产次生代谢物生产次生代谢物获得无病毒植株获得无病毒植株保存和运输种质资源（人工种子）保存和运输种质资源（人工种子）第三节第三节 植物生长的基本特性植物生长的基本特性生长量：生长量：“慢慢快快慢慢”时时 间间：周期性周期性空空 间：间：相关性相关性生生 理理：异质性异质性植物的生长有四大特性：植物的生长有四大特性：植物的生长有四大特性：植物的生长有四大特性：生长大周期生长大周期生长大周期生长大周期（grand grand period of period of growthgrowth）植物细胞、

24、组织、器官及个体或群体，在其整植物细胞、组织、器官及个体或群体，在其整个生长过程中，生长速率表现出个生长过程中，生长速率表现出“慢慢快快慢慢”的规律，即开始生长缓慢，以后加快，达到的规律，即开始生长缓慢，以后加快，达到最高，而后又缓慢，以至停止。通常把生长的最高，而后又缓慢，以至停止。通常把生长的这三个阶段总和起来，叫做生长大周期。这三个阶段总和起来，叫做生长大周期。生长曲线生长曲线生长曲线生长曲线(growth(growth curvecurve）以时间为横坐标，生长量为纵坐标，可得一条曲以时间为横坐标，生长量为纵坐标，可得一条曲线，即生长曲线。线，即生长曲线。若以生长积量表示生长量，则得若

25、以生长积量表示生长量，则得“S“S“S“S型型型型”曲线曲线曲线曲线；生长时间和株高；生长时间和株高若以绝对生长量表示，则得一若以绝对生长量表示，则得一抛物线抛物线抛物线抛物线。生长时间和生长速率生长时间和生长速率了解生长大周期的意义了解生长大周期的意义了解生长大周期的意义了解生长大周期的意义：任何促进或抑制生长的措施都在最任何促进或抑制生长的措施都在最任何促进或抑制生长的措施都在最任何促进或抑制生长的措施都在最高生长速率到达前施用才有效。高生长速率到达前施用才有效。高生长速率到达前施用才有效。高生长速率到达前施用才有效。一、生长大周期和生长曲线一、生长大周期和生长曲线二、植物生长的周期性二、

26、植物生长的周期性植物生长的周期性（植物生长的周期性（植物生长的周期性（植物生长的周期性（growth periodicitygrowth periodicity）：植株或器官的生长速率随昼夜和季节而发生有规律的变植株或器官的生长速率随昼夜和季节而发生有规律的变化，这种现象叫植物生长的周期性。化，这种现象叫植物生长的周期性。生长速率的昼夜周期性生长速率的昼夜周期性生长速率的昼夜周期性生长速率的昼夜周期性(温周期温周期温周期温周期 thermoperiodicity of growth thermoperiodicity of growth ）：植物生长随着昼夜交替变化而呈现有规律的周期性变化。植

27、物生长随着昼夜交替变化而呈现有规律的周期性变化。通常生长速率：夏季昼慢夜快；冬季昼快夜慢。通常生长速率：夏季昼慢夜快；冬季昼快夜慢。营养生长的季节周期性营养生长的季节周期性营养生长的季节周期性营养生长的季节周期性（seasonal periodicity of growth seasonal periodicity of growth）：植物生长随季节性变化而呈现有规律的周期性变化。植物生长随季节性变化而呈现有规律的周期性变化。三、植物生长的相关性三、植物生长的相关性植物各部分之间的相互协调与相互制约的现象。植物各部分之间的相互协调与相互制约的现象。植物生长的相关性（植物生长的相关性（corr

28、elation）：地上部分与地下部分相关地上部分与地下部分相关地上部分与地下部分相关地上部分与地下部分相关主茎生长与侧枝生长相关主茎生长与侧枝生长相关主茎生长与侧枝生长相关主茎生长与侧枝生长相关营养生长与生殖生长相关营养生长与生殖生长相关营养生长与生殖生长相关营养生长与生殖生长相关植物的相生相克植物的相生相克植物的相生相克植物的相生相克1.地上部分与地下部分相关地上部分与地下部分相关相互制约：相互制约：相互协调：相互协调：根冠比根冠比根冠比根冠比 （根（根（根（根/冠、冠、冠、冠、R/TR/TR/TR/T）(root/top ratio)(root/top ratio)(root/top ra

29、tio)(root/top ratio)：地下器官（块茎、鳞茎）与地上部地下器官（块茎、鳞茎）与地上部分（茎叶）干重或鲜重的比值。分（茎叶）干重或鲜重的比值。影响影响R/T的因素的因素 在于物质、能量和生长物质的交换。在于物质、能量和生长物质的交换。由于竞争而相互制约。由于竞争而相互制约。地上部和地下部之间的信息传递地上部和地下部之间的信息传递植物的地上部和地上之间除了经常进行物质能量交流之外，植物的地上部和地上之间除了经常进行物质能量交流之外，还存在着还存在着类似于动物神经系统那样的传递系统类似于动物神经系统那样的传递系统。例如：当植物根系受到例如：当植物根系受到干旱干旱胁迫时，根部会产生胁

30、迫时，根部会产生化学信号化学信号物物质质ABA,沿着木质部向地上部运输，运至叶片后，会降低气孔沿着木质部向地上部运输，运至叶片后，会降低气孔导度，蒸腾减弱，并阻止叶片正常生长。同时，地上部的变导度，蒸腾减弱，并阻止叶片正常生长。同时，地上部的变化又会反馈信息，也会沿着维管束传至地下部，即根系从地化又会反馈信息，也会沿着维管束传至地下部，即根系从地上部获得影响其生长的化学信号上部获得影响其生长的化学信号IAA。根系合成的根系合成的CTK以及氨基酸，在根冠间的信息传递中也起一以及氨基酸，在根冠间的信息传递中也起一定作用。定作用。还有研究指出，植物还有研究指出，植物根冠间有电波信号的传递根冠间有电波

31、信号的传递，相互影响其，相互影响其生理功能的表达。生理功能的表达。2.2.主茎生长与侧枝生长的相关性主茎生长与侧枝生长的相关性顶端优势顶端优势顶端优势顶端优势（apical dominance,terminal dominanceapical dominance,terminal dominance）：）：）：）：主茎顶芽生长抑制侧芽生长的现象。主茎顶芽生长抑制侧芽生长的现象。顶端优势产生的机理：顶端优势产生的机理：顶端优势产生的机理：顶端优势产生的机理：(1)营养学说营养学说营养学说营养学说：戈贝尔提出（戈贝尔提出（19001900年）年）顶芽构成了顶芽构成了“营养库营养库”，垄断了大部分营

32、养物质。，垄断了大部分营养物质。（2）激素学说：激素学说：激素学说：激素学说：蒂曼、蒂曼、SkoogSkoog提出提出主茎顶芽合成主茎顶芽合成IAA，极性向下运输，在侧芽积累，而芽，极性向下运输，在侧芽积累，而芽对对IAA比茎敏感，因此侧芽受到抑制。比茎敏感，因此侧芽受到抑制。（3）营养物质定向运转学说营养物质定向运转学说营养物质定向运转学说营养物质定向运转学说（4）多种内源激素协调作用多种内源激素协调作用多种内源激素协调作用多种内源激素协调作用请解释松树的请解释松树的“宝塔形宝塔形”树冠？树冠？这是这是“顶端优势顶端优势”现象。松、柏、杉等针叶树，现象。松、柏、杉等针叶树，上部侧枝受抑严重，

33、生长极慢，下部侧枝受抑较弱，上部侧枝受抑严重，生长极慢，下部侧枝受抑较弱，斜向生长较快，因此呈宝塔形树冠。斜向生长较快，因此呈宝塔形树冠。这是因为主茎顶端合成的这是因为主茎顶端合成的IAAIAA向下极性运输，在侧向下极性运输，在侧芽积累，而侧芽对芽积累，而侧芽对IAAIAA的敏感性比主茎强，因此侧芽生的敏感性比主茎强，因此侧芽生长受到抑制。距顶芽愈近，长受到抑制。距顶芽愈近，IAAIAA浓度愈高，抑制作用愈浓度愈高，抑制作用愈强。强。3.营养生长与生殖生长相关营养生长与生殖生长相关相互依存相互依存相互依存相互依存相互制约相互制约相互制约相互制约果树的大小年现象果树的大小年现象 由于管理粗放，造

34、成一年结果多下一年结果少的现象。由于管理粗放，造成一年结果多下一年结果少的现象。多年生一次性开花植物：多年生一次性开花植物：如竹子开花营养体死亡如竹子开花营养体死亡4 4、植物的相生相克（、植物的相生相克（allelopathyallelopathy）植物通过向环境释放化学物质而产生促进或抑制周围植物生长的效应，植物通过向环境释放化学物质而产生促进或抑制周围植物生长的效应，称为称为相生相克现象，相生相克现象，也叫也叫化感作用化感作用化感作用化感作用相生相克物质可来源于植物体的不同部位，也可来源于根相生相克物质可来源于植物体的不同部位，也可来源于根相生相克物质作用于同一种植物的效应受浓度影响，低

35、浓度促进，高浓相生相克物质作用于同一种植物的效应受浓度影响，低浓度促进，高浓度抑制度抑制有些相生相克物质有些相生相克物质具有广谱活性具有广谱活性，有些则，有些则有选择性和专一性有选择性和专一性自毒作用自毒作用自毒作用自毒作用：有些相生相克物质抑制自身或本种植物的生长：有些相生相克物质抑制自身或本种植物的生长应用：应用：应用：应用：利用有相互促进作用的作物组合混作，避免与有抑制作用的作物为邻利用有相互促进作用的作物组合混作，避免与有抑制作用的作物为邻 防止植物病害和控制杂草等方面有一定的应用潜力。防止植物病害和控制杂草等方面有一定的应用潜力。四、植物生长的独立性（异质性）四、植物生长的独立性（异

36、质性）极性极性极性极性（polarity polarity）：植物的器官、组织或细胞的形态学两端在生理上所植物的器官、组织或细胞的形态学两端在生理上所具有的差异性（异质性）。具有的差异性（异质性）。再生作用再生作用再生作用再生作用（regeneration regeneration）：与植物体离体的部位具有与植物体离体的部位具有恢复植物其余部分的能力。恢复植物其余部分的能力。第四节第四节 环境因素对植物生长的影响环境因素对植物生长的影响一、一、温度温度二、二、光照光照三、水分三、水分四、气体四、气体五、矿质元素五、矿质元素一、温度一、温度生存极限温度：生存极限温度：生存极限温度：生存极限温度：

37、生长温度三基点：生长温度三基点：生长温度三基点：生长温度三基点：最低温度最低温度最低温度最低温度最高温度最高温度最高温度最高温度生命生命生命生命冷冷冷冷死死死死点点点点热热热热死死死死点点点点最最最最高高高高温温温温度度度度最最最最低低低低温温温温度度度度最最最最适适适适温温温温度度度度 维持植物生命活动的最低温度和最高温度，叫生存的最低维持植物生命活动的最低温度和最高温度，叫生存的最低温度和最高温度，两者合称为植物生存的极限温度温度和最高温度，两者合称为植物生存的极限温度。保持植物生长的最低温度、最高温度和最适温度。保持植物生长的最低温度、最高温度和最适温度。使植物生长健壮、比最适温度略低的

38、温度。使植物生长健壮、比最适温度略低的温度。协调最适温度：协调最适温度：最最 适适 温温 度：度：植物生长最快的温度。植物生长最快的温度。变温变温变温变温对植物生长的影响。对植物生长的影响。对植物生长的影响。对植物生长的影响。温周期现象：温周期现象：昼夜温度变化对植物生长发育的效应。昼夜温度变化对植物生长发育的效应。二、光照二、光照间接影响：光合作用间接影响：光合作用 直接影响：直接影响：光范型作用光范型作用光范型作用光范型作用1.1.光质对植物生长的影响：光质对植物生长的影响：蓝紫光蓝紫光 抑制生长抑制生长紫外光紫外光 抑制更强抑制更强提高提高IAA氧化酶，降低氧化酶，降低IAA水平水平抑制

39、淀粉酶，阻止淀粉利用抑制淀粉酶，阻止淀粉利用光对植物形态建光对植物形态建成（高矮、叶色成（高矮、叶色等）的直接影响。等）的直接影响。光形态建成光形态建成光形态建成光形态建成：光控制植物生长、光控制植物生长、光控制植物生长、光控制植物生长、发育和分化的过发育和分化的过发育和分化的过发育和分化的过程。程。程。程。2.2.光强对植物生长的影响：光强对植物生长的影响：强光的影响：强光的影响：抑制细胞伸长，促细胞分化抑制细胞伸长，促细胞分化株型紧凑株型紧凑弱光的影响：弱光的影响：利于细胞伸长，不利细胞分化利于细胞伸长，不利细胞分化株型细长株型细长无光无光的影响：的影响：利于细胞伸长，不利细胞分化利于细胞

40、伸长，不利细胞分化植株细长，叶片不展开植株细长，叶片不展开细胞大，壁薄植株多汁，叶片黄色细胞大，壁薄植株多汁，叶片黄色光形态建成光形态建成与光受体：与光受体：光形态建成光形态建成光形态建成光形态建成 (photomorphogenesis):(photomorphogenesis):是指光控制植物生长、发育和分化的过程是指光控制植物生长、发育和分化的过程是指光控制植物生长、发育和分化的过程是指光控制植物生长、发育和分化的过程。由由光敏素光敏素、隐花色素、紫外光隐花色素、紫外光-B受体受体等受体控制的一种低能等受体控制的一种低能反应，比光饱和点还低反应，比光饱和点还低10个数量级。个数量级。例如

41、：例如：豌豆黄化幼苗豌豆黄化幼苗 正常苗正常苗 每昼夜光照每昼夜光照5 10分钟分钟红红 光光（660nm）黄化苗黄化苗 正正 常常远红光（远红光（730nm）正常苗正常苗 黄化苗黄化苗抑制茎的过度伸长抑制茎的过度伸长l光敏色素光敏色素光敏色素光敏色素隐花色素（隐花色素（隐花色素（隐花色素（cryptochrome):cryptochrome):生色团可能是生色团可能是生色团可能是生色团可能是FADFADFADFAD和蝶和蝶和蝶和蝶 呤组成，其蛋白质呤组成，其蛋白质呤组成，其蛋白质呤组成，其蛋白质 由多基因家族编码，如拟南芥中有由多基因家族编码，如拟南芥中有由多基因家族编码，如拟南芥中有由多基

42、因家族编码，如拟南芥中有2 2 2 2个隐花色素基因，而蕨类和苔藓中个隐花色素基因，而蕨类和苔藓中个隐花色素基因，而蕨类和苔藓中个隐花色素基因，而蕨类和苔藓中至少有至少有至少有至少有5 5 5 5个。参与蓝光抑制的茎伸长、幼苗去黄化、光周期调节的开花个。参与蓝光抑制的茎伸长、幼苗去黄化、光周期调节的开花个。参与蓝光抑制的茎伸长、幼苗去黄化、光周期调节的开花个。参与蓝光抑制的茎伸长、幼苗去黄化、光周期调节的开花反应、生理钟、花色苷合成酶基因表达等。反应、生理钟、花色苷合成酶基因表达等。反应、生理钟、花色苷合成酶基因表达等。反应、生理钟、花色苷合成酶基因表达等。向光素（向光素（向光素（向光素（ph

43、ototropinphototropin）：生色团可能是生色团可能是生色团可能是生色团可能是FMNFMNFMNFMN，质膜结合蛋白，参与植物，质膜结合蛋白，参与植物，质膜结合蛋白，参与植物，质膜结合蛋白，参与植物运动，如向光性、叶绿体运动、气孔开放等运动，如向光性、叶绿体运动、气孔开放等运动，如向光性、叶绿体运动、气孔开放等运动，如向光性、叶绿体运动、气孔开放等l l紫外光紫外光紫外光紫外光-B-B受体：受体：受体：受体：UV-B受体：是吸收受体：是吸收280-320nm紫外光引起光形态建成反应的物质。可诱导紫外光引起光形态建成反应的物质。可诱导形成花青素、积累类黄酮，保护植物免受紫外线伤害。

44、形成花青素、积累类黄酮，保护植物免受紫外线伤害。l l蓝光受体蓝光受体 吸收蓝光（吸收蓝光（BL,400-500nm)和近紫外光（和近紫外光（UV-A,320-400nm）的色素系统。隐隐花色素和向光素两种。）的色素系统。隐隐花色素和向光素两种。植物的光受体植物的光受体分光光度分光光度分光光度分光光度法测得黄法测得黄法测得黄法测得黄化豌豆光化豌豆光化豌豆光化豌豆光敏素分布敏素分布敏素分布敏素分布图：光敏图：光敏图：光敏图：光敏素集中在素集中在素集中在素集中在分生组织分生组织分生组织分生组织（如上胚（如上胚（如上胚（如上胚轴、子叶、轴、子叶、轴、子叶、轴、子叶、胚根）胚根）胚根）胚根）光敏素的浓

45、度光敏素的浓度光敏素的浓度光敏素的浓度第一节第一节第一节第一节上胚轴上胚轴上胚轴上胚轴子叶子叶子叶子叶根根根根距距距距离离离离(mmmm)Figure 9-5-2 光敏素生色团光敏素生色团光敏素生色团光敏素生色团光敏色素蛋白光敏色素蛋白光敏色素蛋白光敏色素蛋白生色团生色团生色团生色团光敏色素光敏色素光敏色素光敏色素光敏素全蛋白合成光敏素全蛋白合成光敏素全蛋白合成光敏素全蛋白合成光敏素全蛋白光敏素全蛋白光敏素全蛋白光敏素全蛋白光敏素蛋白光敏素蛋白光敏素蛋白光敏素蛋白光敏色素吸收光谱图光敏色素吸收光谱图光敏素的吸收光谱光敏素的吸收光谱光敏素的吸收光谱光敏素的吸收光谱660nm730nm种子萌发种子

46、萌发种子萌发种子萌发幼苗黄化幼苗黄化幼苗黄化幼苗黄化A.PfA.Pf和和和和PfrPfr的吸收光谱的吸收光谱的吸收光谱的吸收光谱吸吸吸吸收收收收值值值值波长波长波长波长nmnmB.B.光敏素作用光敏素作用光敏素作用光敏素作用发育应答发育应答发育应答发育应答光敏素的生物学效应光敏素的生物学效应光敏素的生物学效应光敏素的生物学效应光敏素的作用机理：光敏素的作用机理：光敏素的作用机理：光敏素的作用机理：1 1、光敏素自身磷酸化作用光敏素自身磷酸化作用光敏素自身磷酸化作用光敏素自身磷酸化作用2 2、膜假说：膜假说：膜假说：膜假说：改变膜的透性改变膜的透性改变膜的透性改变膜的透性光敏素调节光敏素调节光敏

47、素调节光敏素调节快反应快反应快反应快反应3 3、基因调节假说：、基因调节假说：、基因调节假说：、基因调节假说：光敏素调节慢反应的可能机制光敏素调节慢反应的可能机制光敏素调节慢反应的可能机制光敏素调节慢反应的可能机制 uu光敏色素自身磷酸化作用光敏色素自身磷酸化作用光敏色素自身磷酸化作用光敏色素自身磷酸化作用u补充王忠教材p379图9-10光敏色素是一种光敏色素是一种受光调节的蛋白激酶受光调节的蛋白激酶受光调节的蛋白激酶受光调节的蛋白激酶，具有光受体和激酶的双重性质。具有光受体和激酶的双重性质。光光 生色团生色团 C端蛋白激酶活化端蛋白激酶活化 ATP磷酸基转到磷酸基转到N端丝氨酸端丝氨酸 光敏

48、素光敏素分子自身磷酸化分子自身磷酸化 引起下游引起下游X磷酸化磷酸化 将红光信号传给下游的将红光信号传给下游的X组分组分X有多种类型，可引发不同生理反应有多种类型，可引发不同生理反应核中的核中的X：多为转录因子，多为转录因子，Pfr与转录与转录因子作用调节基因的表达因子作用调节基因的表达细胞质中的细胞质中的X：G蛋白、蛋白、CaM、cGMP等胞内信使；等胞内信使；光敏素激酶底物（光敏素激酶底物（PKS1）和二磷酸核苷激）和二磷酸核苷激酶酶2（NDPK2）u 膜假说：膜假说：膜假说：膜假说：光敏素调节快反应的可能机制光敏素调节快反应的可能机制光敏素调节快反应的可能机制光敏素调节快反应的可能机制光

49、光敏素可能通过敏素可能通过调节膜上离子通道和质子泵调节膜上离子通道和质子泵调节膜上离子通道和质子泵调节膜上离子通道和质子泵等来影响离子的流动等来影响离子的流动例如，光诱导叶绿体转动例如，光诱导叶绿体转动 红光红光 Pfr增多增多 跨膜跨膜Ca2+流动流动 细胞质中细胞质中Ca2+增加增加 CaM活活化化 肌动球蛋白轻链激酶活化肌动球蛋白轻链激酶活化 肌动蛋白收缩运动肌动蛋白收缩运动 叶绿体转叶绿体转动动u基因调节假说：基因调节假说：基因调节假说：基因调节假说：光敏素调节慢反应的可能机制光敏素调节慢反应的可能机制光敏素调节慢反应的可能机制光敏素调节慢反应的可能机制大多数光敏素调节的大多数光敏素调

50、节的慢反应慢反应慢反应慢反应都都涉及基因表达涉及基因表达光敏素介导的基因表达大体有光敏素介导的基因表达大体有两条途径两条途径胞质途径：胞质途径：胞质途径：胞质途径：活化的光敏素可活化的光敏素可通过通过G蛋白、蛋白、CaM、cGMP等等信号转导系统活化相关基因表信号转导系统活化相关基因表达；达；核途径：核途径：核途径：核途径：Pfr从胞质转移到核从胞质转移到核内，与信号转录调节因子相互内，与信号转录调节因子相互作用，直接将光信号转导到主作用，直接将光信号转导到主反应基因的启动子上，从而控反应基因的启动子上，从而控制相关基因的表达。制相关基因的表达。两条途径共同调控着植物的细两条途径共同调控着植物