第十章植物的生长生理
细胞分裂的生化变化
细胞分裂过程最显著的生化变化是核酸含量、 尤其是DNA含量变化，因为DNA是染色体的主 要成分。呼吸速率在细胞周期中，亦会发生变化 。分裂期对氧的需求很低，而G1期和G2期后期氧 吸收量都很高。G2期后期吸氧多是相当重要的， 它贮存相当多能量供给有丝分裂期用。
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重点和难点
种子萌发时的生理生化变化 植物生长相关性 影响植物生长的因素
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1 种子萌发
1.1 种子萌发的基本过程
种子萌发一般以胚根突破种皮作为标志，并大 致分为三个阶段。
1）吸水萌动 2）内部物质和能量的转化 3）胚根突破种皮（萌发的标志）
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第十章植物的生长生理
细胞周期包括分裂间期和分裂期（简称M期）。 分裂期是指细胞的有丝分裂过程，根据形态指标 分裂期可分为前期、中期、后期和末期等时期。 分裂间期是分裂期后的静止时期，DNA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：DNA合成期（简称S期），在S期 之前有DNA合成前期（简称G1期），在S期之后 是DNA合成后期（简称G2期）
1）水分：种皮膨胀软化 溶胶状态
可溶性物质运输
2）氧气：需要有氧呼吸作用来保证 3）温度：酶的催化与温度有密切关系 4）光（需光种子和需暗种子）
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1.3 种子的寿命
种子寿命（seed longevity）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，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12h内有发芽能 力。大多数农作物种子的寿命，也是比较短的， 约1～3年。少数有较长的，如蚕豆、绿豆能达 6～11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，多次发现莲的瘦果 （莲子），根据土层分析，这些种子埋藏至少 120年，也可能达200～400年之久，但仍能发芽 和正常开花结果。
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植物体 分离 外植体 脱分化 愈伤组织
再分化 根,芽
植株
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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的分化状态，形成无 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 的培养条件下又分化为胚状体，或直接分化 出根和芽等器官形成完整植株的过程。
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种子萌发时，贮藏的生物大分 子经历（分解）、（运输）和 （再合成）三个步骤的变化。
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种子萌发时，植酸钙镁在植酸酶 催化下水解产生（肌醇），同时释 放出（P ）、（Ca ）和（Mg ）。
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1.2 影响种子萌发的主要因素
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2 植物细胞全能性（totipotency）
细胞全能性：指植物体的每个细胞携带着
一个完整基因组，并具有发育成完整植株 的潜在能力。
3 组织培养（tissue culture）
组织培养：指在无菌条件下，分离并在培养 基中培养离体植物组织（器官或细胞）的 技术。其理论依据是植物细胞全能性。
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（2）无菌条件
外植体：氯化汞、H2O2、次氯酸钙、 70％酒精等
培养基：高温高压灭菌，超净工作台（3）培养来自件光照 ，25～27℃
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组织培养的应用 （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）药用植物的工厂化生产
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2.2 细胞伸长的生理 细胞伸长的生理变化 当细胞伸长时，细胞的呼吸速率增快2～6 倍，细胞生长需要的能量便得到保证；与 此同时，细胞里的蛋白质量也随着增加， 这说明呼吸作用的加强和蛋白质的积累是 细胞伸长的基础。
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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。
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2. 细胞的生长
2.1细胞分裂的生理 细胞周期
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 细胞周期或细胞分裂周期。细胞周期包括分裂 间期和分裂期（简称M期）。
第十章 植物的生长生理
教学目标
1. 了解种子萌发的生理生化变化及其影响因素。 2. 理解细胞分裂、细胞伸长和细胞分化的生理 3. 了解植物细胞程序性死亡 4. 掌握植物细胞全能性、组织培养的概念 5. 掌握植物生长大周期的概念。 6. 了解植物营养器官生长的影响因素。
7. 了解植物生长的相关性。 8. 了解植物运动、的概念。
转录因子基因控制发育 无论分化为哪一种细胞，必须经过４个过程：①诱 导信号和信号感受；②特殊细胞基因的表达；③分化 细胞特殊活性或结构需要的基因的表达；④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。转录因子是蛋白质，它与ＤＮＡ有 亲和力，能使基因表达或关闭。
4 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，所以人们称这种细胞自然死亡为细胞程序性 死亡（PCD）。PCD是细胞分化的最后阶段。 细胞程序性死亡发生的种类 PCD发生可以分为两类：一类是植物体发育过程中必不 可少的部分，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；由此可知，PCD对 维持植物的正常生长发育非常重要，没有PCD就不可能
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组织培养的技术条件
（1）培养基的配制
① 无机营养 包括大量元素和微量元素
② 碳源 蔗糖(1% ~ 4%)。
③ 维生素 B1(硫胺素) ，烟酸、B6(吡哆 醇)、肌醇
④ 激素 2,4-D，NAA；KT，6-BA等 ⑤ 有机附加物，如甘氨酸、酵母汁、椰
子乳等，以促进细胞的分化。 琼脂，0.6％～1％