Chapt08-reproductive植物生理学
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《植物生理学》名词解释1、春化作用:春化作用是指低温促进植物开花的作用。
2、水分临界期:水分临界期是指植物在生命周期中,对缺水最敏感、最易受害的时期。
3、光形态建成:光形态建成是指光控制植物生长、发育和分化的过程。
4、三重反应:用乙烯处理植物幼苗后,出现的抑制伸长生长、促进茎增粗、促进茎横向生长的现象称为三重反应。
5、末端氧化酶:末端氧化酶是指处于生物氧化反应的最末端,将底物脱下的H+或e-传递给O2,从而形成H20或H2O2的氧化酶。
6、临界日长:临界日长是指诱导长日植物开花所需的最短日照长度或诱导短日植物开花所需的最长日照长度。
7、临界夜长:临界夜长是指诱导短日植物开花所需的最短暗期或诱导长日植物开花所需的最长暗期。
8、感性运动:感性运动是指植物受无定向的外界刺激而引起的运动。
9、向性运动:向性运动是指植物受外界单方向刺激产生的生长性运动。
10、向光性:向光性是指植物向光照入射方向弯曲的反应。
11、自由水:自由水是指距离胶粒较远而可以自由流动的水,其含量制约植物的代谢强度。
12、束缚水:束缚水是指靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水。
13、溶液培养法:又名水培法,是指在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
14、荧光现象:荧光现象是指叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色的现象。
15、同化能力:由于ATP和NADPH用于碳反应中CO2的同化,因此将这两种物质统称为同化能力。
16、光补偿点:光补偿点是指同一叶片在同一时间内光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2相等时的外界光照强度。
17、光饱和点:在一定范围内,植物的光合作用强度随光照强度的上升而增加,当光照强度上升到某一数值之后,光合作用强度不再随光照强度的上升而增加,这个数值称为光饱和点。
18、CO2补偿点:CO2补偿点是指在一定的光照条件下,叶片进行光合作用所吸收的CO2量与叶片进行呼吸作用所释放的CO2量达到动态平衡时,外界环境中的CO2浓度。
名词解释自由水:不被原生质胶体吸附的,能自由移动并起溶剂作用的水。
束缚水:被原生质胶粒紧密吸附的或存在于大分子结合空间的水,不能自由移动,也不起溶剂作用的水。
扩散: 以浓度为动力,物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动的现象。
集流:液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动。
生理需水:直接满足植物生命活动的所需的水。
生态需水:通过改变栽培环境,特别是土壤条件,从而间接地对植物产生影响的水分。
水孔蛋白aquaporin, AQP是指细胞膜上能选择性地高效转运水分子的水通道蛋白。
水势:在相同温度、压力下,体系中水与纯水之间每mol体积水的自由能之差。
用ψw表示,单位为帕(Pa)。
标准状态下,纯水水势=0。
渗透作用:osmosis以压力和浓度两者为动力,水分子透过半透膜从水势高的系统向水势低的系统移动的作用称渗透作用。
渗透势ψs,是由于溶质的存在而引起水的自由能下降的值,为负值,ψS=-iCRT。
ψp:由于压力存在而增加的水势。
(在细胞中是细胞壁压力)一般压力势为正值,只有在特殊情况下如质壁分离时ψp=0,强烈蒸腾时ψp<0。
ψm:(衬质势):由于衬质存在而引起水势降低的数值。
一般为负值。
衬质:亲水层表面能吸附水的物质。
根压:是指植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力(叶片未展开时,是主要动力)。
主动吸水——由于根系生理活动而引起的吸水过程叫主动吸水。
被动吸水:由于枝叶蒸腾引起的根部吸水,叫被动吸水。
被动吸水是植物吸水的主要方式。
蒸腾拉力:由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上升的力量称为蒸腾拉力。
蒸腾拉力-内聚力-张力学说(内聚力学说):由于水的内聚力大于张力,还由于水与输导组织间有强的附着力,所以水柱不会中断而使水分向上运输。
蒸腾作用:水分以气态形式通过植物体表面散失到体外的过程。
蒸腾速率(蒸腾强度):单位时间单位叶面积蒸腾的水量。
蒸腾比率TR (蒸腾效率)表示指植物在一定生长期内所积累的干物质与蒸腾失水量之比。
植物生理学名词解释第一章植物细胞生理(46)1 .原核细胞 (prokaryotic cell) 无典型细胞核的细胞,其核质外面无核膜,细胞质中缺少复杂的内膜系统和细胞器。
由原核细胞构成的生物称原核生物(prokaryote )。
细菌、蓝藻等低等生物属原核生物。
2 .真核细胞 (eukaryotic cell) 具有真正细胞核的细胞,其核质被两层核膜包裹,细胞内有结构与功能不同的细胞器,多种细胞器之间有内膜系统联络。
由真核细胞构成的生物称为真核生物(eukayote )。
高等动物与植物属真核生物。
3 .原生质体 (protoplast) 除细胞壁以外的细胞部分。
包括细胞核、细胞器、细胞质基质以及其外围的细胞质膜。
原生质体失去了细胞的固有形态,通常呈球状。
4 .细胞壁 (cell wall) 细胞外围的一层壁,是植物细胞所特有的,具有一定弹性和硬度,界定细胞的形状和大小。
典型的细胞壁由胞间层、初生壁以及次生壁组成。
5 .生物膜 (biomembrane) 即构成细胞的所有膜的总称,它由脂类和蛋白质等组成,具有特定的结构和生理功能。
按其所处的位置可分为质膜和内膜。
6 .共质体 (symplast) 由胞间连丝把原生质(不含液泡)连成一体的体系,包含质膜。
7 .质外体 (apoplast) 由细胞壁及细胞间隙等空间(包含导管与管胞)组成的体系。
8 .内膜系统 (endomembrane system) 是那些处在细胞质中,在结构上连续、功能上关联的,由膜组成的细胞器总称。
主要指核膜、内质网、高尔基体以及高尔基体小泡和液泡等。
9 .细胞骨架 (cytoskeleton) 指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系,包括微管、微丝和中间纤维等,它们都由蛋白质组成,没有膜的结构,互相联结成立体的网络,也称为细胞内的微梁系统(microtrabecular system) 。
10 .细胞器 (cell organelle) 细胞质中具有一定形态结构和特定生理功能的细微结构。
中英互译水势(water potential渗透势(osmotic potential溶质势(solute potential蒸腾作用(transpiration)光合作用(photosynthesis原初反应(primary reaction)光合单位(photosynthetic unit)光补偿点(Light Compensation Point,LCP)光抑制(photoinhibition)CO2补偿点(CO2 compensa-tion point)末端氧化酶(terminal oxidase)长日植物(long-day plant,LDP)短日植物(short-day plant,SDP)日中性植物(day-neutral plant,DNP)植物生理学(plant physiology)质膜(plasma membrane)内膜系统(endomembrane system)内质网(endoplasmic reticulum)高尔基体(Golgi body)液泡(vacuole)过氧化物酶体(peroxisome)乙醛酸循环体(glyoxysome)细胞核(cell nucleus)线粒体(mitochondrion)质体(plastid)白色体(leucoplast)叶绿体(chloroplast)有色体(chromoplast)细胞质基质(cytoplasmic matrix)细胞骨架(cytoskeleton)胞间连丝(plasmodesma)共质体(symplast)质外体(apoplast)扩散作用(diffusion)渗透作用(osmosis)压力势(pressure potential衬质势(matrix potential水孔蛋白(aquaporin)蒸腾速率(transpiration rate)蒸腾比率(transpiration ratio)蒸腾系数(transpiration coefficient)内聚力学说(cohesion theory)矿质营养(mineral nutrition)矿质元素(mineral element)灰分元素(ash element)必需元素(essential element)溶液培养法(solution culture method)水培法(hydroponics)砂基培养法(sand culture method) 有益元素(benefieial element)。
Chapter 1 Water Relationship in Plant1.W ater potential (Ψw)水势:指在同温同压下,一偏摩尔体积(V)细胞中水(含溶质的水)的化学势(μw)与一摩尔体积(V)纯水的化学势(μ0w)的差值(Δμw)。
2.A poplast质外体:是指原生质以外的包括细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等无生活物质互相连结成的一个连续的整体。
3.s ymplast共质体:是指活细胞内的原生质体通过胞间连丝及质膜本身互相连结成的一个连续的整体。
4.F ree water自由水:不与细胞的组分紧密结合,易自由移动的水分,称为自由水。
其特点是参与代谢,能作生化反应的溶剂,易结冰。
5.b ound water束缚水:与细胞的组分紧密结合不易自由移动的水分,称为束缚水。
其特点是不参与代谢,不能作溶剂,不易结冰。
6.S olute potential(Ψs,Osmotic potential, Ψπ)渗透势:由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能,因而其水势低于纯水水势的水势下降值。
7.B leeding伤流:从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象称为伤流。
8.g uttation吐水:土壤水分充足、大气温度和湿度较高的环境中或清晨,未受伤叶尖或叶缘向外溢出液滴的现象。
荷叶、草莓及禾本科吐水较多.9.R oot pressure根压:由于水势梯度的存在,使水分不断地从土壤通过根毛、皮层、内皮层向中柱的导管转移,于是就产生了水分转移的流体静水压叫做根压。
10.土壤可用水分:是指能被植物直接吸收利用,其含水量高于萎蔫系数以上的水11.Temporary wilting暂时萎焉:土壤中有有效水,当蒸腾作用大于根系吸水及转运水分的速度时,植物会产生萎蔫现象称暂时萎蔫. 当蒸腾速率降低时,能消除萎蔫状态,如晚间、遮阴等。
12.permanent wilting永久萎焉:土壤中缺少有效水,根系吸不到水而造成的萎蔫叫做永久萎蔫.降低蒸腾,不能消除萎蔫状态;立即灌水可消除萎蔫状态。
植物生理学复习资料一、名词解释(3*10)植物生理学(plant physiology)、蒸腾拉力(transpirational pull)、蒸腾速率(transpiration rate)、蒸腾效率(transpiration ratio)、蒸腾系数(transpiration coefficient)、集流(mass flow)、溶质势(solute potential)、必需元素(essential element)、单盐毒害(toxicity of single salt)、离子颉顽(ion antagonism)、被动吸收(passive absorption)、主动吸收(active absorption)、光合作用(photosynthesis)、原初反应(primary reaction)、天线色素(antenna pigment)、作用中心色素(reaction center pigment)、光合单位(photosynthesis unit)、光合磷酸化(photo-phosphorylation)、碳同化(CO2 assimilation)、C3途径(C3 pathway)、呼吸作用(respiration)、糖酵解(glycolysis)、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)、戊糖磷酸途径(pentose phosphate pathway,PPP)、呼吸链(respiratory chain)、氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)、末端氧化酶(terminal oxidase)、呼吸商(respiratory quotient,RQ)、反馈调节(feedback regulation)、短距离运输(short distance transport)、长距离运输(long distance transport)、韧皮部卸出(phloem unloading)、植物生长物质(plant growth substance)、植物生长抑制剂(plant growth inhibitor)、植物生长延缓剂(plant growth retardant)、植物激素(plant hormone)、细胞信号转导(cell signal transduction)、第二信使(second messenger)、受体(receptor)、G蛋白(G protein)、生长(growth)、分化(differentiation)、发育(development)、种子休眠(seed dormancy)、向性运动(tropic movement)、感性运动(nastic movement)、光敏色素(phytochrome)、春化作用(vernalization)、光周期现象(photoperiodism)、长日植物(long-day plant)、性别决定(sex determination)、衰老(senescence)、脱落(abscission)、离区(abscission zone)、非生物逆境(abiotic stress)、二、简答题(5X10)1、未来植物生理学发展的主要趋势?2、植物生理学的定义及主要研究内容?3、水在植物生命活动中有哪些生理作用?4、植物细胞的水势由哪些组分构成?5、植物根系吸水主要有哪些方式?有何特点?6、简述蒸腾作用的生理意义?7、简述植物蒸腾的方式及特点?8、试述根系吸收矿质元素的特点和主要过程?9、植物细胞吸收矿质元素的的方式有哪些?10、合理施肥为何能增长?提高肥效应采取哪些措施?11、无土栽培技术在农业生产上有哪些应用12、植物对水分和矿质元素的吸收有什么关系?是否完全一致?13、请阐述光合作用的概念及意义?14、简述光合磷酸化的机理与ATP酶?15、光合作用的卡尔文循环可分为哪3大阶段?各阶段中能量是如何转化的?16、三羧酸循环的特点和意义是什么?17、光合磷酸化和氧化磷酸化的异同?18、呼吸作用的概念及生理意义?19、简述光合作用和呼吸作用的关系?20、简述呼吸代谢途径的多样性和呼吸链电子传递的多样性?21、韧皮部装载的步骤和途径?22、同化产物在源库组织中的分配规律?23、生长素是在植物体的哪些部位合成的?生长素的合成有哪些途径?24、试述植物生长调节剂在农业生产中有应用前景的领域?25、什么叫细胞信号转导?细胞信号转导包括哪些过程?26、蛋白质可逆磷酸化在细胞信号转到中的作用?27、说明植物cAMP信号途径的生理作用?28、简述生长、分化和发育之间的关系?29、什么是植物光形态建成?它与光合作用有何不同?30、花形态发生可以利用ABC模型来解释,说明当相应的基因缺失时,花的形态变化?31、种子成熟过程中会发生哪些生理生化变化?32、胁迫的概念、种类,植物抗性机制包括哪几种?33、植物响应逆境的机制包括哪些?三、论述题10X21、什么是植物的必需元素,必需元素有哪些?判定植物必需元素的国际标准是什么?通过什么方法确定某元素是否是必需元素?植物必需矿质元素的生理作用有哪些?2、C3植物、C4植物和景天酸植物叶片在结构上各有哪些特点?采集一植物样本后,如何初步判断它属哪类碳同化途径的植物?3、通过学习植物的水分代谢、矿质营养和光合作用的知识之后,你认为怎样才能提高农作物的产量?4、试述5大类激素的生理功能?并举例说明他们之间的相互作用?。
植物生理学是一门发展迅速的学科第十一章植物的生殖生理Reproductive physiology in plant[学习要求]把握春化作用的概念、反应类型、植物通过春化的条件、春化作用的机理以及春化作用在农业生产上的应用。
把握光周期现象的发觉和光周期类型、光周期诱导的机理、光敏色素在成花诱导中的作用以及光周期理论在农业生产上的应用。
明白得成花诱导的多因子途径和花形状发生中的同源异形基因和ABC模型;了解花生长发育所需的气象条件、栽培条件和生理条件,了解植物的性别表现。
了解花粉的寿命和贮存,柱头的生活能力,以及外界条件对授粉的阻碍;把握植物柱头的生理特性、授粉受精的过程、授粉受精所需的条件及生理生化变化;把握被子植物中存在的两种自交不亲和性及其特点,了解克服不亲和的方法。
[重点和难点]本章重点有植物通过春化的条件、春花作用的部位、春化作用的机理以及春化作用在农业生产上的应用(春化处理、调种引种和操纵花期等),光周期现象类型、光周期的感受部位、诱导的机理以及光周期理论在农业生产上的应用(引种、育种、操纵花期、调剂营养生长和生殖生长等),花器官形成的ABC模型和性别表现,受精引起的代谢变化及自交不亲和性。
难点为春化作用的机理、光周期诱导的机理、光敏色素在成花诱导中的作用、性别分化与表达的一样规律及其调控和自交不亲和性的机制。
[知识要点]10.1 幼年期Juvanility种子植物的生命周期,要通过胚胎形成、种子萌发、幼苗生长、营养体形成、生殖体形成、开花结实、衰老和死亡等时期。
通常将植物达到花熟状态之前的营养生长时期称为幼年期,处在幼年期的植物不能诱导开花。
在果树上又叫童期。
幼年期时刻长短因植物种类而异,大部分木本植物的幼年期为几年甚至三四十年,草本植物比较短只需要几天或几星期,有的植物全然没有幼年期,因为种子差不多具备花原基(如花生)。
长日照处理、嫁接、外施赤霉素等措施能缩短幼年期,使植株提早成熟。
植物生理学绪论一植物生理学的定义和内容研究植物生命活动规律和机理及其与环境相互关系的科学。
植物生命活动:从种子开始到形成种子的过程中所进行的一切生理活动。
植物生命活动形式:代谢过程、生长发育过程、植物对环境的反应植物生命活动的实质:物质转化、能量转化、信息转化、形态建成、类型变异1 物质转化体外无机物[H2O、CO2、矿质(根叶)]→体内有机物[蛋白质核酸脂肪、碳水化合物] →体外无机物[CO2 H2O]→植物再利用2 能量转化光能(光子)→电能(高能电子)→不稳定化学能(ATP,NADPH)→稳定化学能(有机物)→热能、渗透能、机械能、电能3 信息转化[1]物理信息:环境因子光、温、水、气[2]化学信息:内源激素、某些特异蛋白(钙调蛋白、光敏色素、膜结合酶)[3]遗传信息:核酸4 形态建成种子→营养体(根茎叶)→开花→结果→种子5 类型变异植物对复杂生态条件和特殊环境变化的综合反应植物生命活动的“三性”v植物的整体性v植物和环境的统一性v植物的变化发展性Ø植物生命活动的特殊性1 有无限生长的特性2 生活的自养性3 植物细胞的全能性和植株的再生能力强4 具有较强的抗性和适应性5 植物对无机物的固定能力强6植物具有发达的维管束植物生理学的内容1、植物细胞结构及功能生理﹕2、代谢生理:水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用等3、生长发育生理:种子萌发、营养生长生理、生殖生理、成熟衰老4、环境生理(抗性生理)以上的基本关系光合、呼吸作用→生长、分化水分、矿物质运输发育、成熟(功能代谢生理) (发育生理)↖↗环境因子(抗性生理)(温、光、水、气)二植物生理学的产生与发展(一)萌芽阶段(16以前世纪)*甲骨文:作物、水分与太阳的关系*战国时期:多粪肥田*西汉:施肥方式*西周:土壤分三等九级*齐民要术:植物对矿物质及水分的要求轮作法、“七九闷麦法”(1)科学植物生理学阶段1.科学植物生理学的开端(17~18世纪)1627年,荷兰 Van Helmont ,水与植物的关系1699年,英国Wood Ward,营养来自土壤和水18世纪,Hales,植物从大气获得营养1771年,英国Priestley发现植物绿色部分可放氧2年,瑞士 De Saussure,灰分与生长的关系2.植物生理学的奠基与成长阶段(19世纪)Ø1840年,德国Liebig建立矿质营养说。
植物生理学课件问答题汇总
第一章
重点与难点:
植物细胞的水分关系
细胞吸水
根压形成机理
气孔开闭运动机理
第一节
1.水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系?
2.简述水分在植物生命活动中的作用。
生理作用:
1.水是原生质的主要成分
2.水直接参与植物体内重要的代谢过程
水是许多代谢过程的反应物
水是各种生理生化反应的介质(溶剂)
3.水是物质吸收、运输的良好介质
4.水保持植物的固有姿态
5.细胞分裂及伸长等都需要水
生态作用:
1.调节植物体温
高热容:稳定植物体温
高汽化热:降低体温,避免高温危害
介电常数高:有利于离子的溶解
2.水对可见光有良好的通透性
水对可见光的吸收很少
3.水可调节植物的生存环境
3.植物体内水分存在的状态与代谢关系如何?
通常以自由水/束缚水的比值做为衡量植物代谢强弱和植物抗逆性大小的指标之一。
第十章植物的生殖生理发育的相关概念10.1 幼年期与花熟状态10.2 成花诱导生理*10.3 花器官形成及性别分化*10.4 受精生理返回总目录高等植物从种子萌发开始到结实的整个过程称为生活周期或发育周期。
在生活周期内,植物一般要经过幼年期、成熟期、衰老期,最后到死亡。
植物从营养生长到生殖生长的转折点就是花芽分化。
花芽分化(flower bud differentiation)是指植物在成花诱导之后,茎尖的分生组织(meristem)不再产生叶原基和腋芽原基,而分化形成花或花序的过程。
成花过程包括三个阶段:首先是成花诱导(flower induction),环境刺激诱导植物从营养生长向生殖生长转变;然后是成花启动(floral evocation),分生组织经过一系列变化分化成形态上可辩认的花原基(floral primordia),亦称花的发端(initiation of flower);最后是花的发育(floral development)或称花器官的形成。
植物营养生长到开花的模式图:10.1 幼年期与花熟状态植物开花之前必须达到的生理状态称为花熟状态(ripeness to flower state)。
植物在达到花熟状态之前的生长阶段称为幼年期(juvenile phase)。
完成幼年期生长的植物,只有在适宜的外界条件(温度和日照)下才能开花。
幼年期、温度和日照长短是控制植物开花的三个重要因素。
10.2 成花诱导生理*10.2.1 春化作用10.2.2 光周期10.2.3 成花诱导的途径10.2.4 春化和光周期理论在生产实际中的应用10.2.1 春化作用1 春化作用及植物对低温反应的类型前苏联的李森科(Lysenko) 将吸涨萌动的冬小麦种子经低温处理后春播,可在当年夏季抽穗开花。
遂将这种方法称为春化,意指冬小麦春麦化了。
春化作用(vernalization):指低温促进植物开花的作用。
需春化的植物:大多数二年生植物(如萝卜、胡萝卜、白菜、芹菜、甜菜、荠菜、天仙子等);一些一年生冬性植物(如冬小麦、冬黑麦、冬大麦等);一些多年生草本植物(如牧草)。
春化过程只对植物开花起诱导作用。
春化作用是温带地区植物发育过程中表现出来的特征。
植物对低温的反应类型:(1) 相对低温型,即植物开花对低温的要求是相对的,低温处理可促进这类植物开花。
一般冬性一年生植物属于此种类型,这类植物在种子吸涨以后,就可感受低温。
(2) 绝对低温型,即植物开花对低温的要求是绝对的,若不经低温处理,这类植物则绝对不能开花。
一般二年生和多年生植物属于此类,且在营养体达到一定大小时才能感受低温。
2 春化作用的条件(1) 低温和时间最有效的春化温度是1~7℃。
但只要有足够的时间,-1℃到9℃范围内都同样有效。
植物的原产地不同,通过春化时所要求的温度和持续的时间也不一样。
各类型小麦通过春化需要的温度和天数类型春化温度范围/ ℃春化时间/d 冬性0~340~45半冬性3~610~15春性8~155~8在一定时间内,春化效应随低温处理时间的延长而增加。
去春化作用:在春化过程结束之前,如臵入高温条件下,春化效果被消除的现象。
去春化的有效温度一般为25~40℃。
去春化的植株重返低温条件下,可再度被春化,且低温的效果可以累加(再春化现象)。
春化过程一旦结束,春化效果非常稳定且能保持,高温处理不能去除春化的效果。
(2) 氧气、水分和糖分植物春化时除了需要一定时间的低温外,还需要有充足的氧气、适量的水分和作为呼吸底物的糖分。
植物在缺氧条件下不能完成春化;体内糖分耗尽的小麦胚不能感受春化;如果添加2%的蔗糖后,则可感受低温而接受春化;干燥的小麦种子能否接受和通过春化??(3) 光照一般在春化之前,充足的光照可促进二年生和多年生植物通过春化;短日春化现象(SD vernalization):冬性禾谷类品种中,短日照(short day, SD)处理可部分或全部代替春化处理的现象;大多数植物在春化之后,还需在长日条件下才能开花。
菊花则是需春化的短日植物。
3 春化作用的时期、部位和刺激传导大多数一年生植物:在种子吸涨以后即可接受低温诱导。
如冬小麦、冬黑麦等既可在种子吸胀后进行春化,也可在苗期进行,其中以三叶期为最快;大多数需春化的二年生和多年生植物:只有当幼苗生长到一定大小后才能感受低温。
如甘蓝幼苗在茎粗超过0.6cm、叶宽5cm以上时才能接受春化。
感受低温的部位:茎尖端的生长点。
茎尖端生长点周围的幼叶也能被春化,而成熟组织则无此反应。
植物感受低温春化的部位是分生组织和能进行细胞分裂的组织。
如何简单地证明茎尖生长点是植物感受低温的部位?春化刺激的传导:局部低温处理和嫁接实验证明:春化的刺激可以稳定保持并能在植株间进行传递。
春化素(vernalin)?菊花是一个例外,其春化的刺激不能传递。
4 植物在春化过程中的生理生化变化呼吸速率增高;可溶性蛋白质含量增加、特异蛋白质出现;核酸(特别是RNA)含量增加、且RNA性质发生改变(主要合成沉降系数大于20S的mRNA,而常温下,主要合成9~20S的mRNA);赤霉素、玉米赤霉烯酮含量增加。
赤霉素代替低温促进冬性长日植物的开花反应GA处理春化处理茎先伸长,后花芽形成花芽的形成与茎的伸长同时出现赤霉素≠?春化素5 春化作用的机理前体物低温(1~7℃)中间产物低温(<20℃)最终产物(完成春化)高温中间产物分解(解除春化)6 春化作用的分子机制(1)与春化反应直接相关的基因:vrn1、vrn2、vrn3、vrn4、vrn5(Arobidopsis thaliana L.),vrn2编码一个核锌指结构蛋白,参与转录的调控;ver17、ver49、ver54和ver203(冬小麦),ver203和ver17影响开花时间和花序发育。
(2)拟南芥经低温处理后,DNA的甲基化水平大大降低,开花时间提前。
植物开花是一个由内部基因自主控制的过程且与环境互作。
10.2.2 光周期1 光周期现象1914年,Tournois就发现蛇麻草和大麻的开花受到日照长度的控制。
不同植物的开花对日照长度有不同的反应。
季节的特征:温度的高低、日照的长短等。
北半球,纬度越高,夏季日照越长,冬季度日照越短。
一天之中白天和黑夜的相对长度称为光周期(photoperiod)。
植物对白天和黑夜相对长度的反应,称为光周期现象(photoperiodism)。
2 光周期的反应类型短日植物(short-day plant, SDP);长日植物(long-day plant, LDP) ;日中性植物(day-neutral plant, DNP)三种典型的光周期反应类型短日植物长日植物日中性植物开花对日长的要求日长< 临界日长日长> 临界日长‘任何’日长常见植物大豆、菊花、苍耳、晚稻、高粱、紫苏、黄麻、大麻、日本牵牛、美洲烟草等小麦、大麦、黑麦、燕麦、油菜、菠菜、甜菜、天仙子、胡萝卜、芹菜、洋葱、金光菊等番茄、黄瓜、茄子、辣椒、四季豆、棉花、蒲公英、四季花卉以及玉米、水稻的一些品种等开花季节秋季春季四季光周期反应的其他类型--双重日长(dual daylight)类型:花诱导和花形成的两个过程很明显的分开,且要求不同的日照长度类型长-短日植物(long-short dayplant, LSDP)短-长日植物(short-long dayplant, SLDP)中日性植物(intermediate-day plant,IDP)花诱导长日照短日照一定长度的日照花器官形成短日照长日照常见植物大叶落地生根、芦荟等风铃草、白三叶草、鸭茅等甘蔗(11.5~12.5h)3 临界日长critical daylength:指昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日照或诱导长日植物开花所必需的最短日照。
当日长大于其临界日长时,即可诱导长日植物开花,且日照越长开花愈早,在连续光照下开花最早。
日长必须小于其临界日长时才能诱导短日植物开花。
天仙子临界日长:11.5h;苍耳临界日长:15.5h将天仙子和苍耳放臵在14h日照长度下,是否都能开花?1. 日中性植物2. 相对长日植物3. 绝对长日植物4. 绝对短日植物5. 相对短日植物(K, 代表任意值)植物名称24h周期中的临界日长(h)植物名称24h周期中的临界日长(h)短日植物长日植物菊花15白芥约14苍耳15.5天仙子11.5大豆菠菜13曼德临(Mandarin)(早熟) 17小麦> 12大麦10~14北京(Peking)(中熟) 15燕麦9比洛克西(Biloxi) (晚熟)13~14一品红12.5毒麦11晚稻12意大利黑麦草11美洲烟草14甜菜(一年生)13~14甘蔗12.5拟南芥13裂叶牵牛14~15红三叶草124 光周期诱导达到一定生理年龄的植株,只要经过一定时间适宜的光周期处理,以后即使处在不适宜的光周期条件下,仍然可以长期保持刺激的效果而诱导植物开花,这种现象称为光周期诱导(photoperiodic induction)。
花芽的分化往往出现在光周期诱导之后的若干天!植物名称光周期诱导的天数(d)植物名称光周期诱导的天数(d)短日植物长日植物苍耳1白芥1牵牛1菠菜1晚稻1毒麦1大豆(比洛克西)3天仙子2-3苎麻7拟南芥4菊花>12甜菜(一年生)15-20不同植物通过光周期诱导所需的天数5 临界暗期与暗期间断临界暗期(critical dark period):是指在昼夜周期中长日植物能够开花的最长暗期长度或短日植物能够开花的最短暗期长度。
短日植物即长夜植物(long-night plant),而长日植物就是短夜植物(short-night plant)。
植物开花究竟是决定于光期长度还是暗期长度???暗期间断对植物开花的影响:SDP 的习性营养生长开花营养生长营养生长开花营养生长LDP 的习性开花营养生长开花开花开花营养生长光的状况光暗闪光间断白昼临界暗期24h植物通过光周期诱导所需的光强较低,约50~100lx,而暗期间断所需要的光强亦很低,处理的时间也很短,一般不超过30min就足以阻止成花。
菊花需要大于1h的照光才能生效,但高强度的荧光灯照光几分钟也能抑制成花。
间断暗期以红光最有效,蓝光效果很差,绿光几乎无效。
短日植物的成花反应需要长暗期,但光期过短能不能成花?光期长度对大豆花原基形成的影响:暗期间断时红光(R)和远红光(FR)对植物开花的可逆控制6 光敏色素与成花诱导光敏色素在植物成花过程中的作用,不单纯是取决于植物体内光敏色素的绝对含量,而是取决于P fr /P r 的相对比例。
对于短日植物,开花需要较低的P fr /P r 比值,在光期结束时,P fr 占优势,进入暗期时,P fr 暗逆转或降解,当P fr /P r 比值降到低于临界值时,促进SDP 开花。