植物生理10学习教案.pptx
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1、会计学1植物植物(zhw)生理生理10第一页,共48页。重点重点重点重点(zhngdin)(zhngdin)和难点和难点和难点和难点种子种子(zhng zi)萌发时的生理生化变萌发时的生理生化变化化植物植物(zhw)生长相关性生长相关性影响植物生长的因素影响植物生长的因素第1页/共48页第二页,共48页。1 1 种子萌发种子萌发 1.1 1.1 种子萌发的基本过程种子萌发的基本过程 种子萌发一般以胚根突破种皮作种子萌发一般以胚根突破种皮作为标志为标志(biozh)(biozh),并大致分为三,并大致分为三个阶段。个阶段。1 1)吸水萌动)吸水萌动 2 2)内部物质和能量的转化)内部物质和能量的
2、转化 3 3)胚根突破种皮(萌发的标志)胚根突破种皮(萌发的标志(biozh)(biozh))第2页/共48页第三页,共48页。第3页/共48页第四页,共48页。种子种子(zhng zi)萌发时,萌发时,贮藏的生物大分子经历贮藏的生物大分子经历(分解)、(运输)和(分解)、(运输)和(再合成)三个步骤的(再合成)三个步骤的变化。变化。第4页/共48页第五页,共48页。第5页/共48页第六页,共48页。种子萌发时,植酸钙种子萌发时,植酸钙镁在植酸酶催化镁在植酸酶催化(cu hu)下水解产生(肌醇)下水解产生(肌醇),同时释放出(,同时释放出(P )、)、(Ca )和()和(Mg )。)。第6页/
3、共48页第七页,共48页。1.2 1.2 影响种子萌发的主要因素影响种子萌发的主要因素 1 1)水分)水分(shufn)(shufn):种皮膨胀软化:种皮膨胀软化 溶溶胶状态胶状态 可溶性物质运输可溶性物质运输 2 2)氧气:需要有氧呼吸作用来保证)氧气:需要有氧呼吸作用来保证 3 3)温度:酶的催化与温度有密切关系)温度:酶的催化与温度有密切关系 4 4)光(需光种子和需暗种子)光(需光种子和需暗种子)第7页/共48页第八页,共48页。1.3 1.3 种子的寿命种子的寿命种子的寿命种子的寿命种子寿命(种子寿命(种子寿命(种子寿命(seed longevityseed longevity)是指
4、种子从成熟)是指种子从成熟)是指种子从成熟)是指种子从成熟到失去生命力所经历的时间。在自然条件下,到失去生命力所经历的时间。在自然条件下,到失去生命力所经历的时间。在自然条件下,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。寿命种子的寿命可以由几个星期到很多年。寿命种子的寿命可以由几个星期到很多年。寿命种子的寿命可以由几个星期到很多年。寿命极短的种子如柳树种子,成熟后只在极短的种子如柳树种子,成熟后只在极短的种子如柳树种子,成熟后只在极短的种子如柳树种子,成熟后只在12h12h内有内有内有内有发芽能力。大多数农作物种子的寿命,也是发芽能力。大多数农作物种子的寿命,也
5、是发芽能力。大多数农作物种子的寿命,也是发芽能力。大多数农作物种子的寿命,也是比较短的,约比较短的,约比较短的,约比较短的,约1 13 3年。少数有较长的,如蚕豆、年。少数有较长的,如蚕豆、年。少数有较长的,如蚕豆、年。少数有较长的,如蚕豆、绿豆能达绿豆能达绿豆能达绿豆能达6 61111年。种子寿命长的可达百年以年。种子寿命长的可达百年以年。种子寿命长的可达百年以年。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,多次上。我国辽宁省普兰店的泥炭土层中,多次上。我国辽宁省普兰店的泥炭土层中,多次上。我国辽宁省普兰店的泥炭土层中,多次发现发现发现发现(fxin)(fxin)莲的瘦果(莲子)
6、,根据土层莲的瘦果(莲子),根据土层莲的瘦果(莲子),根据土层莲的瘦果(莲子),根据土层分析,这些种子埋藏至少分析,这些种子埋藏至少分析,这些种子埋藏至少分析,这些种子埋藏至少120120年,也可能达年,也可能达年,也可能达年,也可能达200200400400年之久,但仍能发芽和正常开花结果。年之久,但仍能发芽和正常开花结果。年之久,但仍能发芽和正常开花结果。年之久,但仍能发芽和正常开花结果。第8页/共48页第九页,共48页。2.2.细胞细胞细胞细胞(xbo)(xbo)的生长的生长的生长的生长2.1细胞分裂的生理细胞周期(zhuq)具有分裂能力细胞的细胞质浓厚,合成代谢旺盛,把无机盐和有机物同
7、化成细胞质。当细胞质增加到一定量时,细胞就分裂成为两个新细胞。新生的细胞长大后,再分裂成为两个子细胞。细胞分裂成两个新细胞所需的时间,称为细胞周期(zhuq)或细胞分裂周 期(zhuq)。细 胞 周 期(zhuq)包括分裂间期和分裂期(简称M期)。第9页/共48页第十页,共48页。细胞周期包括分裂间期和分裂期(简称细胞周期包括分裂间期和分裂期(简称M期)。期)。分裂期是指细胞的有丝分裂过程分裂期是指细胞的有丝分裂过程(guchng),根据形态,根据形态指标分裂期可分为前期、中期、后期和末期等时期。分指标分裂期可分为前期、中期、后期和末期等时期。分裂间期是分裂期后的静止时期,裂间期是分裂期后的静
8、止时期,DNA是在这个时期中一是在这个时期中一定时间内合成的。于是又可把分裂间期分为三个时期:定时间内合成的。于是又可把分裂间期分为三个时期:DNA合成期(简称合成期(简称S期),在期),在S期之前有期之前有DNA合成前期合成前期(简称(简称G1期),在期),在S期之后是期之后是DNA合成后期(简称合成后期(简称G2期)期)第10页/共48页第十一页,共48页。细胞分裂的生化变化细胞分裂的生化变化细细胞胞分分裂裂过过程程最最显显著著的的生生化化变变化化是是核核酸酸含含量量、尤尤其其是是DNA含含量量变变化化,因因为为DNA是是染染色色体体的的主主要要成成分分。呼呼吸吸速速率率在在细细胞胞周周期
9、期中中,亦亦会会发发生生变变化化。分分裂裂期期对对氧氧的的需需求求很很低低,而而G1期期和和G2期期后后期期氧氧吸吸收收量量都都很很高高。G2期期后后期期吸吸氧氧多多是是相相当当重重要要的的,它它贮贮存存相相当当多多能能量量(nngling)供给有丝分裂期用。供给有丝分裂期用。第11页/共48页第十二页,共48页。2.2 细胞伸长的生理细胞伸长的生理细胞伸长的生理变化细胞伸长的生理变化当当细细胞胞伸伸长长时时,细细胞胞的的呼呼吸吸速速率率增增快快26倍倍,细细胞胞生生长长需需要要的的能能量量便便得得到到(d do)保保证证;与与此此同同时时,细细胞胞里里的的蛋蛋白白质质量量也也随随着着增增加加
10、,这这说说明明呼呼吸吸作作用用的的加加强强和和蛋蛋白白质质的的积积累累是是细细胞胞伸伸长长的基础。的基础。第12页/共48页第十三页,共48页。3.1细胞分化的生理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。高等植物大都是从受精卵开始,不断分化,形成各种细胞、组织、器官,最后形成植物体。转录因子基因控制发育无论分化为哪一种细胞,必须经过(jnggu)个过程:诱导信号和信号感受;特殊细胞基因的表达;分化细胞特殊活性或结构需要的基因的表达;细胞分化功能需要的基因产物活性和细胞结构改变。在拟南芥基因组的近26000个基因中有约1500个基因是编码转录因子。转录因
11、子是蛋白质,它与有亲和力,能使基因表达或关闭。第13页/共48页第十四页,共48页。2 2 植物细胞全能性(植物细胞全能性(totipotencytotipotency)细胞全能性:指植物体的每个细胞携细胞全能性:指植物体的每个细胞携带着一个完整基因组,并具有发育成带着一个完整基因组,并具有发育成完整植株的潜在能力。完整植株的潜在能力。3 3 组织组织(zzh)(zzh)培养(培养(tissue culturetissue culture)组织组织(zzh)(zzh)培养:指在无菌条件下,培养:指在无菌条件下,分离并在培养基中培养离体植物组织分离并在培养基中培养离体植物组织(zzh)(zzh)
12、(器官或细胞)的技术。其理(器官或细胞)的技术。其理论依据是植物细胞全能性。论依据是植物细胞全能性。第14页/共48页第十五页,共48页。植物体植物体分离分离(fnl)外植体外植体脱分脱分化化(fnhu)愈伤组织愈伤组织(zzh)再分再分化化根根,芽芽植株植株第15页/共48页第十六页,共48页。脱分化,是指在人工培养基上外植体经过多次脱分化,是指在人工培养基上外植体经过多次细胞分裂而失去原来细胞分裂而失去原来(yunli)的分化状态,形的分化状态,形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程。成无结构的愈伤组织或细胞团的过程。再分化,是指脱分化形成的愈伤组织在适宜的再分化,是指脱分化形成的愈伤组织在适
13、宜的培养条件培养条件(tiojin)下又分化为胚状体,或直下又分化为胚状体,或直接分化出根和芽等器官形成完整植株的过程。接分化出根和芽等器官形成完整植株的过程。第16页/共48页第十七页,共48页。第17页/共48页第十八页,共48页。组织培养的技术组织培养的技术(jsh)条件条件(1)培养基的配制)培养基的配制(pizh)无机营养无机营养 包括大量包括大量(dling)元素和微元素和微量元素量元素 碳源碳源 蔗糖蔗糖(1%4%)。维生素维生素 B1(硫胺素硫胺素),烟酸、,烟酸、B6(吡哆吡哆 醇醇)、肌醇、肌醇 激素激素 2,4-D,NAA;KT,6-BA等等 有机附加物有机附加物,如甘氨
14、酸、酵母汁、椰,如甘氨酸、酵母汁、椰 子乳等,以促进细胞的分化。子乳等,以促进细胞的分化。琼脂琼脂,0.61 第18页/共48页第十九页,共48页。(2)无菌条件)无菌条件(tiojin)外植体:外植体:氯化汞、氯化汞、H2O2、次氯酸钙、次氯酸钙、70酒精酒精(jijng)等等培养基:高温高压灭菌培养基:高温高压灭菌(mi jn),超净,超净工作台工作台(3)培养条件)培养条件 光照光照,2527 第19页/共48页第二十页,共48页。组织培养的应用组织培养的应用(1)培育)培育(piy)作物作物新品种新品种(2)快速无性繁殖植)快速无性繁殖植物物(3)获得无病毒植株)获得无病毒植株(4)药
15、用植物的工厂)药用植物的工厂化生产化生产 第20页/共48页第二十一页,共48页。4 4 植物细胞程序性死亡植物细胞程序性死亡植物细胞程序性死亡植物细胞程序性死亡 植物体内有许多细胞会自然死亡,近年研究证明,这一自然死植物体内有许多细胞会自然死亡,近年研究证明,这一自然死植物体内有许多细胞会自然死亡,近年研究证明,这一自然死植物体内有许多细胞会自然死亡,近年研究证明,这一自然死亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制,所以人亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制,所以人亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制,所以人亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序控制,所
16、以人们称这种细胞自然死亡为细胞程序性死亡(们称这种细胞自然死亡为细胞程序性死亡(们称这种细胞自然死亡为细胞程序性死亡(们称这种细胞自然死亡为细胞程序性死亡(PCDPCD)。)。)。)。PCDPCD是细是细是细是细胞分化的最后阶段。胞分化的最后阶段。胞分化的最后阶段。胞分化的最后阶段。细胞程序性死亡发生的种类细胞程序性死亡发生的种类细胞程序性死亡发生的种类细胞程序性死亡发生的种类PCDPCD发生可以分为两类:一类是植物体发育发生可以分为两类:一类是植物体发育发生可以分为两类:一类是植物体发育发生可以分为两类:一类是植物体发育(fy)(fy)过程中必不可过程中必不可过程中必不可过程中必不可少的部分
17、,例如,种子萌发后糊粉层细胞死亡,根尖生长时根冠少的部分,例如,种子萌发后糊粉层细胞死亡,根尖生长时根冠少的部分,例如,种子萌发后糊粉层细胞死亡,根尖生长时根冠少的部分,例如,种子萌发后糊粉层细胞死亡,根尖生长时根冠细胞死亡,导管分化时内容物自溶,等等。另一类是植物体对外细胞死亡,导管分化时内容物自溶,等等。另一类是植物体对外细胞死亡,导管分化时内容物自溶,等等。另一类是植物体对外细胞死亡,导管分化时内容物自溶,等等。另一类是植物体对外界环境的反应,例为玉米等因水涝和供氧不足,导致根和茎基部界环境的反应,例为玉米等因水涝和供氧不足,导致根和茎基部界环境的反应,例为玉米等因水涝和供氧不足,导致根
18、和茎基部界环境的反应,例为玉米等因水涝和供氧不足,导致根和茎基部的部分皮层薄壁细胞死亡,形成通气组织,这是对低氧的适应;的部分皮层薄壁细胞死亡,形成通气组织,这是对低氧的适应;的部分皮层薄壁细胞死亡,形成通气组织,这是对低氧的适应;的部分皮层薄壁细胞死亡,形成通气组织,这是对低氧的适应;由此可知,由此可知,由此可知,由此可知,PCDPCD对维持植物的正常生长发育对维持植物的正常生长发育对维持植物的正常生长发育对维持植物的正常生长发育(fy)(fy)非常重要,没非常重要,没非常重要,没非常重要,没有有有有PCDPCD就不可能有形成植物体,就不能进行正常生理活动。就不可能有形成植物体,就不能进行正
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