植物生理学-第9章-植物生长生理课件.ppt
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1、第十章第十章 植物的生长生理植物的生长生理单子叶植物单子叶植物-玉米玉米双子叶植物双子叶植物-大豆大豆第一节第一节 种子萌发的生理种子萌发的生理第二节第二节 细胞生长的生理细胞生长的生理第三节第三节 植物营养器官生长植物营养器官生长第四节第四节 植物生长的相关性植物生长的相关性第五节第五节 植物的运动植物的运动第一节第一节 种子萌发的生理种子萌发的生理 种子萌发必须有适当的外界条件,种子萌发必须有适当的外界条件,即即足够的水分足够的水分、充足的氧充足的氧和和适宜的温度适宜的温度根据种子萌发对光的需求分为:根据种子萌发对光的需求分为:(补充补充)需光种子:需光种子:莴苣、烟草、拟南芥等。莴苣、烟
2、草、拟南芥等。嫌光种子:嫌光种子:西瓜属、黑种草属。西瓜属、黑种草属。一、种子萌发的生理生化变化一、种子萌发的生理生化变化(一一)种子的吸水种子的吸水再迅速吸水再迅速吸水停止吸水停止吸水急剧吸水急剧吸水3 3个个阶阶段段利用亲水物质的吸胀利用亲水物质的吸胀作用作用细胞利用水进行代谢细胞利用水进行代谢与代谢相连的渗透性与代谢相连的渗透性吸水吸水(二二)呼吸作用的变化呼吸作用的变化急急剧剧上上升升滞缓滞缓再再急急剧剧上上升升显显著著下下降降2.2.酶的两种来源:酶的两种来源:(三三)酶系统的形成酶系统的形成1.1.酶系统:酶系统:脂酶、蛋白酶、磷酸酶、水解酶脂酶、蛋白酶、磷酸酶、水解酶(1)(1)
3、已存在的束缚态酶的释放或活化已存在的束缚态酶的释放或活化(2)(2)通过新的通过新的RNARNA诱导下合成的蛋白质,形成诱导下合成的蛋白质,形成 新的酶。新的酶。(四四)有机物的转变有机物的转变 根据种子中含量最多的有机物,将根据种子中含量最多的有机物,将种子分为淀粉种子、油料种子(脂类较种子分为淀粉种子、油料种子(脂类较多)、豆类种子(蛋白质较多)。多)、豆类种子(蛋白质较多)。1.1.种子萌发时,淀粉会被淀粉酶、脱支酶和种子萌发时,淀粉会被淀粉酶、脱支酶和 麦芽糖酶等水解为葡萄糖。麦芽糖酶等水解为葡萄糖。-淀粉酶淀粉酶小分子糊精小分子糊精-淀粉酶淀粉酶麦芽糖麦芽糖-淀粉酶淀粉酶-淀粉酶淀粉
4、酶极限糊精极限糊精脱支酶脱支酶(R(R酶酶)葡葡萄萄糖糖麦芽糖酶麦芽糖酶葡萄糖葡萄糖 +葡萄糖葡萄糖-1-1-磷酸磷酸直链直链淀粉淀粉支链支链淀粉淀粉淀淀粉粉淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶(P(P酶酶)磷酸磷酸低低温温夏天夏天香蕉香蕉变甜变甜冬天,红薯和果实变甜冬天,红薯和果实变甜2.2.脂肪脂肪在脂在脂肪酶肪酶作用作用下水下水解成解成甘油甘油和脂和脂肪酸肪酸3.3.蛋白质在蛋白酶作用下分解成小肽,小肽蛋白质在蛋白酶作用下分解成小肽,小肽 在肽酶作用下完全水解成氨基酸。在肽酶作用下完全水解成氨基酸。图:萌发种子中物质的转化情况图:萌发种子中物质的转化情况应选择大而重的种子(饱满的种子)应选择大而重的
5、种子(饱满的种子)二、种子的寿命二、种子的寿命(一一)定义定义 (补充)(补充)从种子成熟到失去发芽力的时间。从种子成熟到失去发芽力的时间。(二二)影响种子寿命的主要因素影响种子寿命的主要因素 温度、湿度温度、湿度 低温、干燥利于大多数种子寿命低温、干燥利于大多数种子寿命的保持,但的保持,但顽拗性种子顽拗性种子(荔枝、龙眼、(荔枝、龙眼、椰子、芒果等)不行。椰子、芒果等)不行。第二节第二节 细胞生长的生理细胞生长的生理一、细胞分裂的生理一、细胞分裂的生理二、细胞伸长的生理二、细胞伸长的生理三、细胞分化的生理三、细胞分化的生理一、细胞分裂的生理一、细胞分裂的生理(一一)细胞分裂周期细胞分裂周期
6、新生的持续分裂的细胞从第一次新生的持续分裂的细胞从第一次 分裂形成的细胞到下一次再分裂成为分裂形成的细胞到下一次再分裂成为 两个子细胞为止所经历的过程。两个子细胞为止所经历的过程。包括分裂期(包括分裂期(M M期)和分裂间期期)和分裂间期(二二)细胞周期的控制细胞周期的控制 关键酶是依赖于细胞周期蛋白的关键酶是依赖于细胞周期蛋白的 蛋白激酶(蛋白激酶(CDKCDK)细细胞胞分分裂裂周周期期一般为一般为10-30 h10-30 h(四四)激素和维生素对细胞周期的影响激素和维生素对细胞周期的影响 IAAIAA、CTKCTK、GAGA:加快细胞分裂。加快细胞分裂。缺少缺少B B族维生素族维生素(B
7、B1 1、B B6 6、烟酸烟酸),细胞分裂停止。细胞分裂停止。(三三)细胞分裂的特点细胞分裂的特点 (补充)(补充)大量合成蛋白质与核酸,细胞不断大量合成蛋白质与核酸,细胞不断 分裂,数目增加,体积变化不大。分裂,数目增加,体积变化不大。(二二)细胞周期的控制细胞周期的控制 关键酶是依赖于细胞周期蛋白的蛋关键酶是依赖于细胞周期蛋白的蛋 白激酶(白激酶(CDKCDK)二、细胞伸长的生理二、细胞伸长的生理(一一)特点特点 形成大液泡,细胞体积迅速增大。形成大液泡,细胞体积迅速增大。(二二)生理变化生理变化 呼吸速率加快、核酸、蛋白质合呼吸速率加快、核酸、蛋白质合 成增加,纤维素等构成胞壁的物质合
8、成增加,纤维素等构成胞壁的物质合 成也增多。成也增多。(三三)生长素的酸生长假说:生长素的酸生长假说:生长素诱导细胞壁酸化并使其可生长素诱导细胞壁酸化并使其可 塑性增大而导致细胞伸长的理论。塑性增大而导致细胞伸长的理论。(四四)细胞伸长与赤霉素细胞伸长与赤霉素 GA提高木葡聚糖内转糖基酶(提高木葡聚糖内转糖基酶(XETXET)活性,增加细胞壁伸展性,细胞伸长。活性,增加细胞壁伸展性,细胞伸长。喷施喷施GAGA增加菊花、唐菖蒲等的茎长。增加菊花、唐菖蒲等的茎长。三、细胞分化的生理三、细胞分化的生理 细胞分化:细胞分化:分生组织的幼嫩细胞发分生组织的幼嫩细胞发育成为具有各种形态结构和生理代谢功育成
9、为具有各种形态结构和生理代谢功能的成形细胞的过程。能的成形细胞的过程。细胞的形态建成:细胞的形态建成:植物细胞通过生植物细胞通过生长和分化最终形成一定的形态的过程。长和分化最终形成一定的形态的过程。(一一)细胞全能性细胞全能性 4.4.组织培养:组织培养:在无菌条件下,分离并在培在无菌条件下,分离并在培 养基中培养离体植物组织(器官或细胞)养基中培养离体植物组织(器官或细胞)的技术。的技术。1.1.细胞全能性:细胞全能性:植物体的每个细胞都带有植物体的每个细胞都带有 一套完整的基因组,并具有发育成完整一套完整的基因组,并具有发育成完整 植株的潜在能力。植株的潜在能力。2.2.脱分化:脱分化:已
10、分化的细胞和组织,在一定已分化的细胞和组织,在一定 条件下丧失其特有形态和功能的过程。条件下丧失其特有形态和功能的过程。3.3.再分化:再分化:脱脱分化的细胞在一定条件下,分化的细胞在一定条件下,分化成完整植株的过程。分化成完整植株的过程。胡萝卜的体细胞胚胎发生细胞全能性的体现胡萝卜的体细胞胚胎发生细胞全能性的体现韧皮部韧皮部组培的应用:组培的应用:快繁、单倍体育种、培育脱毒苗、快繁、单倍体育种、培育脱毒苗、品种改良、生产药用次生物质等。品种改良、生产药用次生物质等。组织培养的理论依据:组织培养的理论依据:植物细胞全能性。植物细胞全能性。(二二)极性极性 在在器官、组织甚至细胞中,在不同器官、
11、组织甚至细胞中,在不同 的轴向上存在着某种形态结构和生理生的轴向上存在着某种形态结构和生理生 化上的梯度差异。化上的梯度差异。合子在第一次分裂形成基细胞和顶合子在第一次分裂形成基细胞和顶细胞就是细胞就是极性现象极性现象。极性一旦建立,很难逆转。极性一旦建立,很难逆转。极性是由于细胞不均等分裂造成的。极性是由于细胞不均等分裂造成的。3.3.植物激素:植物激素:CTKCTK与与IAAIAA的比值的比值决定了愈伤决定了愈伤 组织根和芽的分化。组织根和芽的分化。高:高:促进芽的分化;促进芽的分化;低:低:促进根的分化;促进根的分化;中:中:只生长而不分化。只生长而不分化。(三三)影响细胞分化的条件影响
12、细胞分化的条件1.1.糖:糖:低糖形成木质部,高糖形成韧皮部,低糖形成木质部,高糖形成韧皮部,中糖形成维管束。中糖形成维管束。2.2.光:光:黑暗利于愈伤组织诱导和根的分化,黑暗利于愈伤组织诱导和根的分化,光利于芽的分化。光利于芽的分化。(补充)(补充)第三节第三节 植物营养器官的生长植物营养器官的生长1.1.控制茎生长最重要的组织控制茎生长最重要的组织 顶端分生组织、近顶端分生组织。顶端分生组织、近顶端分生组织。2.2.生长大周期生长大周期 整个生长过程中,生长速率表现出整个生长过程中,生长速率表现出 慢慢-快快-慢慢的规律。的规律。一、营养器官的生长特性一、营养器官的生长特性(一一)茎的生
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