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植物生理学之植物生长生理


1、 分裂期(分生期)
①G1期:进行DNA合成的准备
②S期:DNA合成时期,DNA含 量增加一倍
③G2期:有丝分裂准备时期,从 ④M期:有丝分裂开始到结束。 DNA合成完成到有丝分裂开始
分裂期特点:
a、DNA含量急剧增加. b、分生组织比成熟组织有较高 的呼吸速率。 c、各种激素可调节细胞分裂周期, 其影响顺序是GA→CTK→IAA。
分化 指遗传上同质的细胞转 化为形态、结构、化学组成 和功能异质的细胞。
是发育过程中质的变化
叶原基
生长点
花原基 韧皮部 形成层 木质部
§2 细胞生长与分化
一、 植物细胞生长 二、 细胞分化与形态建成 三、组织培养
§2 细胞生长与分化
分裂期(分生期) 细胞生长 伸长期(扩张期) 分化期(成熟期)
三、 组织培养
(一)组织培养的原理
组织培养(tissue culture)是指在无
菌条件下,将离体的植物器官、组织等, 在人工控制的培养基上培养,使其生长、 分化以及形成完整植株的技术。 组织培养的理论依据是Haberlandt提出 的细胞全能性。
(二)外植体
外植体(explant):用于组织培养、进
2、 伸长期
特征:细胞体积增加,细胞液泡化。
激素也控制伸长期:GA促进伸长最明显(增加细 胞伸展性),IAA促进细胞壁松驰(增加细胞可 塑性),从而提高了细胞壁的可塑性,乙烯、
ABA抑制细胞伸长。
GA提高木葡聚糖内转糖基酶活性,使伸展素穿入细胞壁,并使木葡糖切 开,然后重新形成另一个木葡聚糖分子,再排列为木葡聚-纤维素网。 IAA细胞壁酸化后活化扩展素(一种蛋白质),打断细胞壁多糖之间的H 键,使细胞壁松驰,膨压推动细胞伸长。
与光敏色素有关
光敏素控制的四季豆幼苗发育 A:连续黑暗中;B:2分钟红光照射 C:2分钟红光5分钟远红光;D:5分钟远红光
为什么高山上植物比山脚下或平 原上植物矮? 为什么低温下选用浅蓝色塑料薄 膜覆盖育苗而不用无色薄膜?
为什么高山上植物比山脚下或平 原上植物矮?
红光促进植株形态建成,促进 植物生长,蓝紫光对植物生长有明 显抑制作用。高山大气稀薄,蓝紫 光易透过而使山顶蓝紫光丰富,抑 制了植物生长;而山脚由于大气层 吸收了较多的紫外线和蓝紫光,透 过的红光较多,所以山脚下的植物 长得较高。
§1 发育、生长与分化概念
种 子 果 实 形 成 成 熟
胚 胎 形 成
种 子 萌 发
幼 苗 生 长
营 养 体 形 成
生 殖 体 形 成
开 花
衰 老 脱 落
死 亡
营养生长
生殖生长
发育:在植物生命周期过程中植物发
生了大小、形态、结构、功能上的 有序变化称~。
发育
生长: 指细胞、器官或有机体 的数目、大小与重量不可逆 增加。 是发育过程中量的变化
生长积累 指生长积累的数量,可用长 度、面积、体积、重量等来表示 生长速率:表示植物生长的快慢
1、(AGR)绝对生长速率:单位时间内植物 材料生长的绝对增加量。
AGR=
(W2-W1)
( t 2- t 1)
t1、t2分别表示最初与最终两次测定时 间,以W1、W2分别表示最初与最终两次 测得的重量
2、 相对生长速率(RGR):单位时间 内植物材料绝对增加量占原来生长量的 相对比例(通常以百分率表示)
几种作物生长温度的三基点
作物 水稻 小麦 大麦 向日葵 玉米 大豆 南瓜 棉花 最低温度 最适温度 最高温度 10~12 30~32 40~44 0~5 25~30 31~37 0~5 25~30 31~37 5~10 31~35 37~44 5~10 27~33 40~50 10~12 27~33 33~40 10~15 37~40 44~50 15~18 25~30 31~38
行无性繁殖的各种植物材料称外植体(即 器官、组织或细胞) 。
(三)组织培养的分类
胚胎培养
器官培养 外植体的不同
组织培养
细胞培养 花药培养、 原生质体培养
初代培养
根据培养过程
继代培养
固体培养
根据培养基状态 液体培养
平板培养
看护培养
培养条件和方法 微室悬滴培养 条件培养 悬浮培养
(四)脱分化与再分化
其过程是:
外 植 体






鱼 雷 形 胚 期 子 叶 期 胚 状 体









(五)培养基成分
1 无机营养物包括大量元素和微量元素。 2 碳源一般用蔗糖,浓度2%~4%。 3 维生素中硫胺素是必需的,而烟酸、维 生素 B6 (吡哆胺)和肌醇对生长起促进
作用。
(五)培养基成分
4 生长物质常用2,4-D和NAA等生长素类,
为什么低温下选用浅蓝色塑料薄 膜覆盖育苗而不用无色薄膜?
是因为 ①浅蓝色薄膜能吸收大量600nm的橙光,使膜内温 度升高(我们冬天用的红外线电暖器就是因为红光、红 外线释放的热量多),利于身苗生长。 ②浅蓝色薄膜能透过400~500nm的蓝紫光,抑制秧 苗过度伸长,使之矮壮。而用无色塑料薄膜覆盖时,由 于短波光易被吸收,而使长波红光透过薄膜多,造成植 株生长过快,植株抗性差,而薄内温度又较低,因此秧 苗生长不良。
三、植物生长的昼夜周期和 季节周期
(一)、植物生长的昼夜周期
(二)、植物生长的季节周期
(三)、生物钟
(一)、植物生长的昼夜周期
植物的生长随着昼夜交替变化而呈现有规
律的周期性变化,叫做植物生长的昼夜周
期性(daily periodicity)。
影响植物昼夜生长有温度、光照、水分诸因素, 以温度的影响最明显。可分为三种情况: ①在盛夏,植物的生长速率白天较慢,夜间较 快。 ②在秋冬季,植物的生长速率白天高于夜间。 ③如果昼夜温差不大,则昼夜生长相似。
黄化栽培
弱光即有效
光、暗条件下生长的马铃薯幼苗
A:光下 生长的 幼苗 B:黑暗 中生长 的幼苗
光质
蓝紫光抑制生长,而红光促进植 物生长,远红光可消除红光作用
红光促进叶片扩大生长,叶柄伸长而 蓝光使植物自由态IAA、GA、玉米素和二氢玉米素 消除黄化现象;远红光恢复黄化现象。
下降,ABA和乙烯含量明显增加,故使植株矮小
1、从细胞生长周期解释
2、从整株植物生长解释
(四)生长大周期与生产实践
1、植物生长大周期是一个不可逆的过程 2、考虑生长大周期的相关性
同一植物不同器官,生长速率不同,通过生长大周期的时间不一致, 故在控制某一器官生长时,应考虑所采取的措施对其它器官的影响。
3、运用各种措施,保证作物或经济器官的 大周期出现
生长最适温度:植物生长最快的温度。
生长协调最适温度: 把植物生
长最健壮时的温度叫~ 。
生长协调最适温度略低于生长
最适温度
生长的温周期现象:植物对昼夜温度
周期性变化的反应,称为~
作业:在生产上温室要注意夜晚要适 当降温的原因是什么?
(二)光
直接作用:光对形态建成的直
接作用
间接作用:光影响光合作用、
1.培育作物新品种 2.快速无性繁殖植物 3.获得无病毒植株 4.保存和运输种质资源 5.生产药用成分 6. 可用于生长、分化、遗传等方 面的基础研究
第三节
植物生长生理
一、植物生长速率
二、植物生长大周期 三、植物生长的昼夜周期和季 节周期 四、环境条件对植物生长的影响
一、植物生长速率
生长量的表示法:
一、地上部分与地下部分相关性
物质运输、气孔开放等
光形态建成:由光所控制的植物生长、发
育、分化过程叫~
光的范型作用:光对形态建成(如高矮、株型
、叶色等)的直接影响,叫做~
光对细胞的分化是必需的,光对茎
伸长有抑制作用。
黄化苗易倒伏,故在播种上应防止 过密
黄化现象:植物在暗中生长表现为茎 细长脆弱,节间长,叶片小且整株发 黄,根系不发达,这种现象称~
不分化 根
中等

㈤ 营养与分化
相同IAA浓度下 低糖(1~2.5%) 分化部位 木质部
木质部、韧皮部 中糖(2.5~3.5%) 及形成层 高糖(>3.5%) 韧皮部
㈥ 环境与分化
细胞分化受环境条件诱导,光、温、
营养、PH、离子强度、电势及地球
引力都影响细胞分化
光可促进分化,黄化幼苗的组织 分化很差
第七章 植物生长与分化
§1 发育、生长与分化概念
§2 细胞生长与分化 §3 植物生长生理 §4 植物生长相关性 §5 种子萌发与休眠 §6 植物运动
§1发育、生长与分化概念
一、 生命周期 二、发育的概念 三、生长与分化的概念
§1 发育、生长与分化概念
生命周期:生物体从发生到死亡 所经历的过程称为生命周期
再分化
组织、 器官、 植株
由愈伤组织至细胞无性系的形态发生, 主要有两种方式: ①不定芽方式,
其过程是: 外植体愈伤组织形成分生细胞形成 器官原基器官发生。
② 胚状体方式,
胚状体(embryoid):把由愈伤组织不
经有性过程而直接产生类似胚的这一结 构,称为胚状体,又称体细胞胚( somatic embryo)或不定胚(adventitious embryo)
细胞分化功能需要的基因 产物活化和细胞结构改变
二、 细胞分化与形态建成
㈡ 细胞分化的理论基础
———细胞全能性(totipotency)
㈢ 极性——分化第一步
极性:指细胞或组织器官的两个极
端在形态结构和生理生化上的差异。
极性是固定于细胞中
㈣ 激素与分化
IAA促进维管束分化 高 CTK/IAA
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