第 9 章 植物的生长生理一、教学大纲基本要求了解生长、分化和发育的概念，以及控制细胞生长和分化的因素；了解组织培养的原理和基本过程；了解种子萌发的特 点和影响种子萌发的外界条件；了解植物的生长大周期和生长周期性的表现形式；掌握地上部分与地下部分、主茎与侧枝、 营养生长与生殖生长等植物生长的相关性； 了解影响生长的环境因素；了解植物向性运动和感性运动的概念及其向重性和向 光性的机理。
二、本章知识要点植物的生长以细胞的生长和分化为基础，即通过细胞分裂和伸长增加植株体积，通过细胞分化形成各种组织和器官。
细 胞的分裂面由早前期微管带和核的位置决定。
细胞生长的原动力是膨压，生长方向与微纤丝取向垂直，而微纤丝的取向又受 微管控制。
细胞分化的实质是细胞基因表达的差别，它受细胞极性、内源激素和光、温等环境因素的影响。
植物组织培养包括器官、组织、胚胎、细胞以及原生质体的培养等，一般要经过材料准备、培养基制备、消毒、接种、 愈伤组织诱导、 器官发生或体细胞胚胎发生、 小苗移栽等过程， 植物组织培养的形态建成是植物细胞全能性表达的具体体现， 植物组织培养已在良种快繁、脱毒、新品种选育、种质资源的贮存、细胞次生代谢物质的生产、人工种子的制备等方面发挥 了巨大的作用。
根据萌发过程中吸水量增加动态， 将萌发分为吸胀吸水、 缓慢吸水和生长吸水三个阶段。
种子萌发时必须有足够的水分、 适当的温度和充足的氧气，有些种子萌发还受光的影响。
植物的器官或整个植物生长周期表现为慢 快 慢的规律，绝对生长量呈 S 形曲线。
相对生长速率 (RGR) 、叶面积 比 (LGR) 和净同化率 (NAR) 三者之间具有 RGR ＝ LAR × NAR 的关系。
植物生长速率有昼夜的或季节的周期性变化，这是生长受环境长期影响的结果。
另外植物的生长还受到生物钟的控制， 这种内生的近似昼夜的节奏能被光照所调拨。
植物各部分的生长有相关性，如地下部分 ( 根 ) 和地上部分 ( 冠 ) 、主茎和分枝、营养器官和生殖器官的相关等。
植物的根冠比受土壤水分、光照、矿质营养、温度、修剪和生长调节剂所调节。
土壤干旱、增加光照、减少氮肥用量、喷施 生长抑制剂能提高根冠比。
顶端优势主要是由顶端合成生长素的极性运输引起的， 它间接或直接调节其他激素和营养物质的 合成与运输，从而促进顶端生长而抑制侧芽生长。
影响植物生长的环境因素可分为三类，即光、温等物理因子；水、气、矿质等化学因子以及动物、植物与微生物等生物 因子。
其中光对植物生长影响的研究最为重视。
光不仅作为光合作用的能源，还作为信号影响植物体的形态建成。
植物体内 有光敏色素、隐花色素和紫外光 B 受体三种光敏受体，它们分别吸收红光、蓝紫光和紫外光 B 的信号，产生细胞内信使 物质，调节植物的生理代谢，最终对形态建成起作用。
植物的器官在内外因素作用下能发生运动。
根据对单方向刺激是否有反应，将运动分为向性运动与感性运动两类。
向性 运动都是生长运动，是由于刺激面和未刺激面生长速率不均等引起的。
感性运动主要是由膨压变化引起的。
常见的向性运动 有向光性、向重性和向化性。
常见的感性运动有感夜性、感震性和感温性。
植物的运动都是植物对环境适应性的反应。
三、自测题（一）名词解释：1.植物生长2.分化3.发育4.程序性细胞死亡5.种子萌发6.种子生活力7.种子活力8.种子寿命9.需光种子 10.细胞全能性 11.植物组织培养 12.生长大周期 13.生长的相关性 14.根冠比 15.顶端优势16.极性 17.光形态建成 18. 黄化现象 19. 光敏色素 20.向光性 21.生理钟 22.它感化合物 23. 生长协调最适温度（二）写出下列符号的中文名称：1. TTC2.R/T3.Pr、Pfr4.R5.FR6.UVB：紫外光BRI9.RH（三）填空题：1. 按种子吸水的速度变化，可将种子吸水分为三个阶段， 、 、。
2. 为使果树种子完成其生理上的后熟作用，在其贮藏期可采用 法处理种子。
3. 检验种子死活的方法主要有三种： 、 和 。
4. 植物细胞的生长通常分为三个时期： 、 和 。
5. 种子萌发初期进行 呼吸，然后是 呼吸。
6. 有些种子的萌发除了需要水分、氧气和温度外，还受 的影响。
7. 在种子吸水的第l阶段至第2阶段，其呼吸作用主要是以 呼吸为主。
8. 将柳树枝条挂在潮湿的空气中，总是在 长芽，在 长根。
这种现象称为 。
9. 组织培养的理论依据是 ，用于组织培养的离体植物材料称为 。
10. 植物组织培养基一般由无机营养、碳源、 、 和有机附加物等五类物质组成。
当CTK/IAA的比值高时，诱导 的分化；当CTK/IAA的比值低时，诱导 的11. 在组织培养诱导根芽形成时，分化；中等水平的CTK/IAA的比值，诱导 的分化。
12. 蓝紫光对植物茎的生长有 作用。
13. 烟草叶子中的烟碱是在 中合成的。
14. 光敏色素有两种类型： 和 ，其中 型是生理激活型。
15. 光敏色素的单体是由一个 和一个 所组成。
16. 存在于高等植物中的三种光受体为： 、 、 。
17. 光之所以抑制多种作物根的生长，是因为光促进了根内形成 的缘故。
18. 土壤中水分不足时，使根冠比值 ； 土壤中水分充足时，使根冠比值 。
19. 土壤中缺氮时，使根冠比值 ； 土壤中氮肥充足时，使根冠比值 。
20. 高等植物的运动可分为 运动和 运动。
21. 向光性的光受体是存在于质膜上的 。
22. 关于植物向光性反应的原因有两种对立的看法：一是 分布不均匀，一是 分布不均匀。
23. 向性运动的方向与外界刺激的方向 ； 感性运动的方向与外界刺激的方向 。
24. 植物生长的相关性，主要表现在三个方面： 、 和 。
25. 植物借助于生理钟准确地进行 。
26. 温度对种子萌发的影响存在三基点，即 、 和 。
但 有利于种子的萌发。
（四）选择题：1．促进莴苣种子萌发的光是( )。
A．蓝紫光 B．紫外光 C．红光 D．远红光2．花生、棉花种子含油较多，萌发时较其他种子需要更多的( )。
A．水 B．矿质元素 C．氧气 D．光照3．种子萌发需要光的植物有( )。
A．烟草 B．番茄 C．莴苣 D．西瓜4．红光促进种子萌发的主要原因是( )。
A．促进ABA形成 B．促进GA形成 C．促进CTK的形成 D．促进乙烯形成5．细胞分裂过程中有显著的变化是( )。
A． 蛋白质的变化 B．DNA的变化 C．RNA的变化 D．CTK的变化6．在组织培养的培养基中蔗糖的浓度中等水平（2.5%～3.5%）时，有利于( )。
A．木质部形成 B．韧皮部形成C．形成层分裂 D．木质部、韧皮部及形成层的形成7．在茎的整个生长过程中生长速率表现出( )。
A．慢-快-慢 B．快-慢-快 C．缓慢生长 D．快速生长8．多种试验表明，植物向光性反应的光受体是( )。
A．核黄素 B．花色素 C．光敏色素 D．叶绿素9．黄化幼苗被照射( )时，不利其形态建成。
A．红光 B．远红光 C．绿光 D．蓝光10．对烟草、棉花进行打顶，主要目的是控制植物的（ ）。
A．极性运输 B．顶端优势 C．生长大周期 D．根系发育11．植物生长发育所要求的理想昼夜温度条件是（ ）。
A．昼夜温度均较高 B．昼夜温度相等 C．较高日温较低夜温 D．较高夜温较低日温12．植物生长在下述哪种条件下根冠比最大（ ）？A．土壤水分充足、氮肥充足、光照适中 B．土壤比较干旱、氮肥适中、光照较强C．土壤水分适中、氮肥充足、光照适中 D．土壤水分充足、氮肥适中、光照较弱 13．不同作物种子萌发时需要温度的高低，取决于( )。
A．原产地 B．生育期 C．光周期类型 D．营养条件14．在萌发条件下，苍耳的不休眠种子开始4小时的吸水属于( )。
A．代谢性吸水 B．吸胀吸水 C．渗透性吸水 D．主动吸水15．下列现象中，( )是受光敏色素调节的反应。
A．种子萌发 B．节间缩短 C．花诱导 D．小叶运动16．由于外界环境中有一定方向的刺激所引起的植物运动称（ ）。
A．向性运动 B．感性运动 C．生理钟 D．前三者都不是17．当KT/IAA的比值低，诱导（ ）分化，比值高时，诱导（ ）分化A．根、芽 B．芽、根 C．花、叶 D．叶、根18．感性运动的方向与外界刺激的方向（ ）。
A．有关 B．一致 C．无关 D．不一致19．不同植物的顶端优势表现不同。
在下列4种植物中，具有较明显的顶端优势的有（ ）。
A．松柏 B．水稻 C．烟草 D．棉花20．促进植物向光弯曲最有效的光是（ ）。
A．红光 B．黄光 C．蓝紫光 D．远红光（五）简答题：1. 种子的生活力和活力有何不同？ 用哪个概念更能准确地描述种子萌发的情况？2. 种子萌发必需的外界条件有哪些？ 种子萌发时吸水可分为哪三个阶段？ 第一、三阶段细胞靠什么方式吸水？3. 种子萌发时，有机物质发生哪些生理生化变化？4. TTC染色法检查种子生活力的原理是什么？5. 高山上的树木为什么比平地生长的矮小？6. 光敏色素作用的模式主要有哪两类假说？7. 土壤中缺氮时为什么根／冠比会增大？8. 植物极性产生的原因有哪些？9. 常言道：“根深叶茂”是何道理？10. 植物产生向光性弯曲的原因是什么？11. 植物生长的最适温度和协调最适温度有何不同？12. 何为根冠比？ 在生产上其调节措施有哪些？（六）论述题：1. 试述光对植物生长的影响。
2. 试述植物器官生长的相关性及其在农业生产上的应用。
3. 利用组织培养技术将菊花的芽或叶进行大量的无性繁殖，要经过哪些步骤？ 其优点如何？4. 水稻种子萌发时表现出“干根湿芽”现象的原因何在？5. 如何用试验证明植物的某一生理过程与光敏色素有关？6. 何为顶端优势？ 为什么植物会表现出顶端优势？ 试举例说明顶端优势在生产实践中的实际应用。
参考答案（一）名词解释1. 植物生长(plant growth)：是指植物在体积和重量（干重）上的不可逆增加，是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、 细胞壁的增长而引起。
例如根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干重增加都是典型的生长现象。
2. 分化(differentiation)：指从一种同质的细胞类型转变为形态结构和生理功能不同的异质细胞类型的过程。
如植物分 生组织细胞可分化为不同的组织：薄壁组织、输导组织、机械组织、保护组织和分泌组织等。
3.发育(development)：在植物生命周期过程中，植物发生大小、形态、结构、功能上的变化，称为发育。
发育包括生 长与分化两个方面，即生长与分化贯穿在整个发育过程中。
4. 程序性细胞死亡（programmed cell death， PCD）：是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，常称为细胞 凋亡。