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中国科学院大学植物生理学课件：第十章 植物的生长生理[优质ppt]

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植物生理学第十章生长生理

植物生理学第十章生长生理
1. 优点
⑴ 可研究外植体在不受植物体其它部分干扰下的生长和 分化规律。
⑵可用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理论 上和生产上的问题。
2.特点
⑴取材少，培养材料经济。 ⑵人为控制培养条件，不受自然条件影响。 ⑶生长周期短，繁殖率高。 ⑷管理方便，利于自动化控制。
► 3. 培养条件：
（1）完全无菌：材料、培养基 （2）培养基成分：
丁香髓愈伤组织中加入适量生长素和细胞分裂素， 可以诱导分化出木质部。
低浓度2,4-D可促进胚胎原始细胞形成，抑制胚状 体进一步发育。
四、组织培养(tissue culture) 是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养
离体植物组织（器官或细胞）的技术。 组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性。
A、无机营养物：无机盐类 B、碳源：以蔗糖为主，带用浓度2-4% C、维生素：不同材料对vit种类、数量要求不同。硫胺素
是必需的，其他如烟酸、维生素B6和肌醇等。 D、生长调节剂：必须是人工合成、稳定、耐热物质。如
2,4-D和NAA等。 E、有机附加物：非必需物质，如氨基酸、椰子乳汁等。 （3）温度：25-27℃ （4）光：依不同培养而定。
经济树种（茶、桑）、大豆、棉花等则要去尖、 打顶，以促进分支，增加产量；
白菜移栽需抑制根的顶端优势，便于水分、矿 质吸收；
萝卜不能移栽，目的是维持根的顶端优势。
应用：
果树整形修剪、棉花整枝、植物生 长调节剂（如TIBA)消除大豆顶端优势 增加分枝，提高结荚率。
三、营养生长和生殖生长的相关性
1、统一方面 营养生长是生殖生长的物质基础。只有根深叶茂，
极性导致的不均等分裂是发育分化得以实现的重要途径
A
B

植物生理学-第十章 植物的生长生理

植物生理学-第十章 植物的生长生理
植物细胞的生长分为三个时期： 分裂期、伸长期和分化期
细胞分化的理论基础是：细胞全能性
（一）细胞分化的内部调控机理 1、通过极性控制分化 极性是分化产生的第一步，极性的存
在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。 极性产生的原因： 受精卵的第一次不均等分裂 IAA在茎中的极性传导
2、通过激素控制分化 IAA促进愈伤组织分化出根，CTK促 进分化出芽。 3、通过基因调控分化 如开花基因活化，可导致成花。 （二）外界条件对细胞分化的调节 1、糖浓度
4、种子寿命
种子寿命（seed longevity）：从种子 成熟到失去发芽力的时间。
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿 命很短，如：热带的 可可、芒果种子
正常性种子：耐脱水和低温，寿命 较长，如：水稻、花生
种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。
二、影响种子萌发的外界条件 1、足够的水分 吸水是种子萌发的第一步：
不同作物种子萌发时需要温度高 低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
2、种子生活力 种子生活力（seed viability）：指种子 能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。
鉴定种子生活力的方法：
（1）利用组织还原能力（TTC染色法）
TTC
2H 脱氢E
氧化态 无色
三苯甲瓒
还原态 红色2、利用原生质来自着色能力 —（染料染 色法）活种子的原生质膜有选择透性，不选 择吸收染料，原生质（胚）不着色。

植物生理学010生长生理

植物生理学010生长生理
（二）温度
1三基点 2 温周期现象：植物生长需要一定昼夜温度变化 称作温周期现象。
（三）水分 （四）矿质营养 N ：叶肥、徒长；C：积累糖；
（五）植物激素 GA：茎生长；CCC：抑制
第四节 植物各部分生长的相关性
（一）定义
植株不同部分的生长既相互制约，又 相互依赖、相 互促进这种现象称作生长的相关性。
分裂间期：G1、S、G2；分裂期：M期 前中后末
细胞周期控制：关键酶是依赖细胞周期蛋白的蛋
白激酶（CDK)。
细胞周期蛋白（cyclin)：活化CDK；CG1 CM CDK 活性调节：(周期控制图)
1 、细胞周期蛋白的合成与破坏；
2 、CDK分子内关键氨基酸残基的磷酸化和去磷酸化。
（二）生化变化 1 DNA 2 RNA 和蛋白质 G1期上升，S期急剧上升，G2期
5 植株再生：从愈伤组织重新分化出完整植株的过
程称为植株再生。
胚状体途径：是指外植体按胚胎发生方式形成再生
植株的过程。 胚状体：在组织培养中，外植体细胞经过类似有性生 殖中胚胎发生 (图9) 的过程而形成的能独立发育成完 整植株的类似于胚的结构，将这种结构称为胚状体。
器官发生途径：先从外植体诱导出器官而后再诱导
提取物、椰乳等。
（三）培养方式 固体培养 液体悬浮培养
悬滴培养 浅层培养细胞固定化培养
（四）培养条件 温度：23－28℃，昼夜温差；
光照；氧气
（五）操作过程
1 配制培养基并灭菌 2 选取外植体并灭菌 3 接种 4 培养 5 继代 6 分化 7 移栽
（六）应用
1 理论研究 2 基因工程 3 育种 4 繁殖 5 脱毒 6 种质保存 7 代谢物生产
白激酶
返回

植物生长生理课件

植物生长生理课件
有丝分裂 分裂期 G2期 G1期 分裂间期
DNA合成期
（二）细胞周期（cell cycle）的控制 • 控制细胞周期的关键酶是依赖于细 胞周期蛋白(cyclin)的蛋白激酶(cyclindependent protein kinase, CDK)：通过 cyclin的合成和破坏及CDK内关键氨基 酸残基磷酸化程度调节其活性。
三 细胞分化的生理
细胞分化（cell differentiation）： 形成不同形态和不同功能细胞的过程。 分化过程：
受精卵→胚→根、茎、叶、花、果实、
种子。
分化的基础：植物细胞全能性
分化的控制因素：极性
细胞全能性(totipotency)
• 定义：指植物体每个细 胞都带有发育成一个完
整植株所需要的全部基
第十章 植物的生长生理
2011.12.14
植物的生长包括几个方面？ • 植物生长的前期准备工作是什么？
第一节
种子萌发的生理
一、种子萌发的生理生化变化 （一）种子的吸水：
Ⅰ：吸胀作用吸水。（物理过程，速度快) Ⅱ：吸胀作用达到饱和，细胞代谢刚开始不需太 多水分。 Ⅲ：胚根突破种皮需大量吸水，是渗透性吸水。
ABA↑，GA↓，生长受抑制，植株矮化。
第四节
1．相互促进：
植物生长的相关性
一、根和地上部分的相关性：
（1）根为地上部分提供水分、矿质，氨基酸、CTK等。
（2）地上部分为根提供糖分，vit等物质。 2．相互抑制： 根冠比：根（干鲜）重/地上部分（干鲜）重
旱生根（合成ABA 并运输到地上部分， 引起气孔关闭。
（四）感震性（含羞草的感震运动）
食虫植物的触毛对 机械触动产生的捕食运 动也是一种反应速度更 快的感震性运动。

植物生理学课件 09生长生理

植物生理学课件 09生长生理
有的则需控制和消除顶端优势，以促进侧枝的生长， 如果树的整形修剪、棉花的摘心整枝以达到控制徒 长，使养分集中，促进花果着生和果实肥大的目的。
在茶树栽培中，经常摘芽断尖，促进更多的侧枝生 长，从而增加茶叶产量。
在大豆生产中，常利用三碘苯甲酸(TIBA)处理大豆 顶芽，抑制顶端生长，增加发枝，提高结荚率，成 为增产的有效措施。
三. 种子寿命
种子寿命（seed longevity):种子从采收到失去发芽力的 时间。
• 例子：柳树种子，成熟后12h内有发芽力； • 杨树种子，几周； • 槭 树 种 子 ， 几 周 （ 成 熟 时 含 水 量 58% ， 下 降 到 30-
34%就死去）； • 农作物种子，1-3年（花生种子1年，小麦、水稻、玉米、
• 相互促进
合成植物碱等含氮化合物如烟碱等。
•
对根的生长有促进作用，光
•
地上部分：合作用合成糖分供应根部，
•
合成根生长所需的维生素。
•
•
土壤水分含量高，土壤通气少，
• 相互制约
限制根系生长，根/冠比降低 ；
• 如“旱长根，水长苗” 土壤水分含量低，增加根生长，
•
减少地上部生长，根/冠比 增大
2.主茎生长和侧枝生长的相关
论，即酸－生长学说
• （四）细胞伸长与植物激素
• 赤霉素（GA）诱导细胞伸长：
• 细胞分裂前，依赖IAA诱导的细胞壁酸化,与IAA有相加作用。
• 赤霉素（GA）诱导细胞伸长的机理：
• GA提高木葡聚糖内转糖基酶（XET)活性，增加细胞壁延展性
• XET作用：
• 1.切开木葡聚糖 重新形成另个木葡聚糖分子 素网
整个生长过程中的生长速率表现出“慢-快-慢”的基本规律， 即为植物生长的大周期。 • 生长的相关性：植物各部分间的相互制约与相互协调的关系。 • 顶端优势：顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象。 • 原因：茎顶端产生生长素IAA,对侧芽生长有抑制作用，细胞分 裂素CTK可解除侧芽的受抑制。 • 应用：果树修剪整形，棉花整枝等

第十植物生长生理-PPT

第十植物生长生理-PPT
包被得凋亡小体、
上述变化受核基因与线粒体基因共同编制
三,程序性细胞死亡得生化变化与诱导因子
DNA 酶,酸性磷酸酶, ATP酶
诱导因子:激素(乙烯,生长素,脱落酸),高温,干燥 等 抑制分解它们得酶得表达来自四,程序性细胞死亡机制
①启动阶段 启动细胞死亡信号得产生传递
DNA损伤应激信号得产生,死亡受体得活化
㈢有机物得转变
淀粉种子 油料种子 豆类种子
⒈淀粉得转变
淀粉α-淀粉酶 蓝糊精 红糊精
消色糊精
麦芽糖 麦芽糖酶 葡萄糖
蔗糖 转化酶
葡萄糖+果糖
⒉脂肪得转化
⑴脂肪 脂肪酶
脂肪酸+甘油
⑵脂肪酸 β—氧化 乙酰COA 乙醛酸循环 蔗
糖
糖酵解反应
⑶甘油 磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 葡萄糖,蔗糖
⒊蛋白质,核酸得转化 ⒋植物得激素 图10-1萌发种子中物质得转化情况P220
,产生压力,诱发内质网释放Ca2+到细胞质内, Ca2+与钙调蛋白结合,激活细胞下侧得钙泵与 生长素泵,于就是细胞下侧积累过多钙与生长 素,影响该侧细胞得生长、
根 茎 叶对生长素得敏感性不同
根得最适浓度10-10MOL 茎得最适浓度10-5MOL 3,向化性 化学物质分布不平均匀引起得。
4,向水性 二,感性运动
红光
Pr 远红光 Pfr
生物反应
㈢水分
水分得生理 原生质 细胞分裂 伸长
原生质得组成,代谢原料,水作为水介质,固有姿 态,具有特殊得理化性质
第五节 植物得生长相关性 植物得生长相关性: 一,根与地上部分得相关性 1,相互促进 根深叶茂 育秧先育根 本固枝荣 柠檬枝条得环割实验 根生长好,地上部分才能很好地生长: ⑴根提供水分,矿物质,氨基酸 ⑵产生细胞分裂素,抗衰老得物质 ⑶还能合成植物碱,其它含N化合物 地上部对根得促进作用: ⑴叶制造碳水化合物,蛋白质

植物的生长生理ppt课件

植物的生长生理ppt课件
Байду номын сангаас
• 感震性运动 • ——含羞草受震闭叶〔或枝条下垂〕。
三、生理钟Circadian rhythm
• 植物体内部的测时系统控制，这种周期 性的生理活动会继续进展一段时间。运 动的周期不是正好等24小时，而是在2228 小 时 ， 因 此 称 为 近 似 昼 夜 节 拍 (circadian rhythm)，也叫生物钟或生理 (physiological clock)。
150 A
150
B
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C
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0 6 12 18 24 30 36 42 480 6 12 18 24 30 36 42 48 0 6 12 18 24 30 36 42 48
100%
100%
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80%
A
80%
60%
60%
B
80%
60%
CC
40%
40%
40%
20%
第十章 植物的生长生理 Chapter 10 Plant Growth physiology
第五节 植物的运动
• 向性运动Tropic movement and 感性运动nastic movement。
一、向性运动
• 向性运动是由外界要素一方向的刺激而 产生的生长性运动。
• 有向光性、向重力性、向化性等。
20%
20%
0%
0%
0% 0 6 12 18 24 30 36 42 48
Changes in rca mRNA accumulation in leaves of rice grown under different light condition,mRNA level were estimated with a ImageQuant Vision 5.1 (Molecular Dynamics)
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章植物生长生理
• 任何一种生物个体，总是要有序地经历发生、 发展和死亡等时期，人们把一生物体从发生 到死亡所经历的过程称为生命周期(life cycle)。
• 种子植物整个的生命周期包括胚胎形成、种 子萌发、幼苗生长、营养体形成、生殖体形 成、开花结实、衰老和死亡等阶段。
• 习惯上把生命周期中呈现的个体及其器官的 形态结构的形成过程，称作形态发生 (morphogenesis)或形态建成。
• 种子寿命（seed longevity）：种子从发育成熟 到丧失生活力所经历的时间。这与植物种类及环 境条件（贮藏条件）有关。
• 根据种子寿命（自然状况下），可将种子分为正 常性种子（orthodox seed）和顽拗性种子 （recalcitrant seed）。
• 正常性种子：可耐脱水和低温、寿命一般较长的 种子。大多数植物的种子属于此类。由于其耐脱 水和低温，因此特别便于贮藏。
第一节 种子的萌发
• 种子是由受精胚珠发育而来的，是可脱离 母体的延存器官。
• 播种后种子能否迅速萌发，达到早苗、全 苗和壮苗，这关系到能否为作物的丰产打 下良好的基础。
• 风干种子的生理活动极为微弱，处于相对静止状 态，即休眠状态。在有足够的水分、适宜的温度 和正常的空气条件下，种子开始萌发(c)。
• 胚细胞的生长与分裂引起了种子外观可见 的萌动。
• 当胚根突破种皮后，有氧吸收加强，新生 器官生长加快，表现为种子的(渗透)吸水和 鲜重的持续增加。
种子萌发的其他生理变化
• B.种子萌发的呼吸作用变化： • 种子萌发时的呼吸作用可分为三个阶段： • ①种子吸胀吸水阶段，呼吸作用也迅速增强。
此时的呼吸由已存在于种子细胞中而在吸水 后活化的酶所催化的。 • ②吸水停滞阶段呼吸也停滞（此时胚根尚未 突破种皮，呼吸需氧受限；有些酶尚未大量 合成）。 • ③再次大量吸水阶段呼吸作用又迅速增强。
初期呼吸主要是 无氧呼吸，而随 后是有氧呼吸 （大量产生ATP， 如小麦吸水30分 钟，ATP增加5倍）
吸水
CO2 O2
• C. 酶的活化与合成 • 种子萌发时酶的来源有：①已经存在于种子
一 种子萌发的生理特点和调节
• （一）种子的概念及相应知识
• A种子的萌发 • 1 种子萌发的概念 • 干种子从吸水到胚根（或胚芽）突破种皮
期间所发生的一系列生理生化变化过程 • 种子萌发生理生化变化的实质：完成植物
由异养到自养的转变。
• 2 种子的生活力
• 种子的生活力（seed viability）从本质上讲就 是种子的生活能力或活力（vigor），它直接 通过种子的发芽力而得到体现。
• 在生命周期中，伴随形态建成，植物体发生 着生长(growth)、分化(differentiation)和发 育(development)等变化。
• 在生命周期中，生物的细胞、组织和器官 的数目、体积或干重的不可逆增加过程称 为生长。
• 它通过原生质的增加、细胞分裂和细胞体 积的扩大来实现。
• 通常将营养器官(根、茎、叶)的生长称为营 养生长(vegetative growth)，繁殖器官(花、 果实、种子)的生长称为生殖生长 (reproductive growth)。
• 从形态角度看，萌发是具有生活力的种子吸水后， 胚生长突破种皮并形成幼苗的过程。通常以胚根 突破种皮作为萌发的标志。
• 从生理角度看，萌发是无休眠或已解除休眠的种 子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态，呼 吸作用增强，贮藏物质被分解并转化为可供胚利 用的物质，引起胚生长的过程。
• 从分子生物学角度看，萌发的本质是水分、温度 等因子使种子的某些基因表达和酶活化，引发一 ，植物的个体发育是从形成合子 开始，但由于农业生产往往是从播种开始。
• 因此，一般将植物从种子萌发到形成新种 子的整个过程称为植物的发育周期。
• 种子的生活力和活力是决定种子正常萌发 和形成健壮、整齐幼苗的内部因素；
• 而充足的水分、适宜的温度和足够的氧气 是所有种子正常萌发所需的外界条件，有 些种子的萌发则对光照还有一定的要求。
• 再则，种子的体积膨胀受种皮的束缚，因而种子萌发 在突破种皮前，有一个吸水暂停或速度变慢的阶段。
• 随着细胞水合程度的增加，酶蛋白恢复活性，细胞中 某些基因开始表达，转录成mRNA。
• 3.阶段Ⅲ生长吸水阶段
• 在贮藏物质转化转运的基础上，胚根、胚 芽中的核酸、蛋白质等原生质的组成成分 合成旺盛，细胞吸水加强。
（二）种子萌发的生理变化
• (1)萌发过程与特点
• A .根据萌发过程中种子吸水量，即种子鲜重增加量 的“快-慢-快”的特点，可把种子萌发分为三个阶 段：
•①由吸胀作用引起的快速 吸水。所有干种子都有这种 吸水过程。②吸水停滞（迟 缓）阶段（此时细胞内各种 代谢开始旺盛进行）。③再 次大量吸水。
• 1.阶段I吸胀吸水阶段
• 顽拗性种子：不耐脱水和低温、寿命往往很短的 种子。一些热带植物如可可、芒果、坡垒等的种 子属于此类。
C、种子生活力的快速鉴定
• 种子生活力的鉴定通常针对种子的群体进 行。
• 可采用发芽试验来检测其发芽率。在实践 中，还可采取理化手段进行种子生活力的 快速鉴定。
• 如：TTC（2，3，5-三苯基氯化四唑）法、 染料法、荧光法等。这些方法省时、生料， 准确、可靠。
• 即依赖原生质胶体吸胀作用的物理吸水。此阶段的 吸水与种子代谢无关。
• 通过吸胀吸水，活种子中的原生质胶体由凝胶状态 转变为溶胶状态，使那些原在干种子中结构被破坏 的细胞器和不活化的高分子得到伸展与修复，表现 出原有的结构和功能。
• 2.阶段Ⅱ迟缓吸水阶段
• 经阶段Ⅰ的快速吸水，原生质的水合程度趋向饱和； 细胞膨压增加，阻碍了细胞的进一步吸水；
• 就种子个体而言，种子的生活力或发芽力有两 层含义：即种子能否正常发芽以及芽的长势强 弱程度（包括发芽速度等）。
• 而就种子群体而言，包含上述两层含义。其中 种子能否正常发芽可以发芽率来衡量。
• 种子发芽后芽的长势强弱除发芽速度外，还可 通过幼苗的整齐度及壮苗所占比率等来衡量。
B、种子生活力与种子寿命