10植物的生长生理
不会感知外界的剌激,而含羞草与一般植物不同,
向日葵 Helianthus annuus Linn.
植物的向性运动可分为向光性、 向地性和向触性,向日葵花的向 阳是典型的向光性运动。
分化和衰老起着互补与平衡的作用 。 凋亡是细胞死亡的机制之一,细胞凋亡是一种主 动的过程,就像树叶或花的自然凋落一样。
PCD与细胞坏死的 区别(动物体)
坏死指是极端的物理、化学因素或严重的病理性 刺激引起的细胞损伤和死亡。细胞膜发生渗漏,
细胞内容物释放到胞外,导致炎症反应。
细胞凋亡时细胞膜的整合性保持良好,整个细胞
种子丧失活力的原因
①酶的破坏; ② 营养物的消耗; ③ 有害代谢物的积累。
种子的贮藏条件
正常种子:低温、干燥、乏氧 顽拗性种子:不耐脱水和低温,寿命很短, 如热带植物种子
§10-2 植物细胞的生长
植物的生长是以细胞的生长为基础 —
生长(growth):指植物细胞体积、重量及长度等不 可逆的增加过程。是通过细胞分裂和细胞伸长来实现
4、测定种子活力常用的方法
利用种子的还原力法(TTC法)
呼吸作用使某些物质还原,如使兰色的TTC( 三苯基氯 化四唑 )还原为红色物质
利用种子的呼吸作用法(Bห้องสมุดไป่ตู้B染色法)
活种子质膜有选择透性,胚不被染色,死种子全被染色。
利用细胞中的荧光物质
种子纵切后,活种子的蛋白质、核酸等在在紫外光下发出 荧光。
根与地上部分 主茎与侧枝 营养生长与生殖生长
1、顶端优势(apical dominance)主茎与侧枝的
相关 顶芽优先生长,而侧芽生长受抑制的现象,称为顶 端优势(apical dominance)
原因:茎产生生长素,对侧芽生长有抑制作用 。 •顶端优势现象很明显: •针叶树、玉米、棉花、向日葵、一些瓜类植物如南瓜等 •没有顶端优势或顶端优势作用不明显 •如水稻、小麦、和一些灌木。 •应用: 通过去顶促进侧芽发育(瓜类、棉花等),或去除侧芽促进顶 芽生长(玉米,高粱、和向日葵)。
3、营养生长和生殖生长的相关
(1)相互依赖 营养生长是生殖生长的物质基础,良好的营养生长
会促进生殖生长;而生殖过程中产生的激素类物质
又作用于营养生长。 (2)相互制约 营养器官生长过旺,消耗较多养分,影响生殖器官的 生长;
生殖器官的生长抑制营养器官的生长,甚至加快营养
体衰老死亡。
二、影响营养器官生长的条件
生长大周期(grand period growth)
植物在不同生育时期的生 长速率表现出慢—快—慢 的变化规律,呈现“S”型 的生长曲线。
应用
在缓慢生长期,以促为 主,以满足植物对水肥
的需求。
在快速生长期,应适当 控制,防止徒长 在快速生长末期,延迟 衰老.
(二)根生长特性
具生长大周期 有顶端优势,主根控制侧根的生长
2、种子萌发时发生的生理生化变化
吸水过程的变化 快-----慢----快 呼吸作用的变化
快速吸水阶段(吸胀) 物质准备阶段 形态变化阶段(露白) 上升阶段:在吸水的第2阶段, 急剧上升:在吸水的第3阶段,无氧呼吸 大分子转变为小分子 不溶性物质转变为可溶性物质 从贮藏部位(胚乳、子叶) 转移到生长部位(胚)
干旱
多水
(2)营养状况
N、P肥的影响:当N肥供应较多时,叶片光合产
物多,减少根系的碳素供应,抑制根的生长,使 根冠比变小。反之,当N肥不足时,叶片的扩大 肥到抑制,光合产物大量供给根系,促进根系生 长长,使根冠比变大。磷素促进光合产物的运输, 而且根系 对磷素的需求量较大,因此,当磷素 充足时,根冠比较大。
(4)代谢旺盛(呼吸作用)、干物质积累。
呼吸作用的加强和蛋白质的积累是细胞 生长的基础。
3、细胞分化的生理
细胞分化(cell differentiation)
机能上、化学构成上异质的细胞群的过程。
指来自同一合子或遗传上同质的细胞,转变为形态上、
(1)转录因子基因控制发育 分生组织细胞分化成不同的组织,是植物 基因在时间和空间顺序表达的结果。
growth)
种子萌发 种 子 植 物 的 生 长 发 育 过 程 幼苗生长 营养体形成 生殖体形成 开花结实 衰老生理 衰老死亡
生长生理
生殖生理
本 章 内 容
§10-1 种子萌发生理 §10-2 植物生长的细胞学基础 §10-3 程序性细胞死亡
§10-4 植物生长的基本特性
§10-5 植物的运动
效应阶段(effector stage)
中心环节caspase的活化和线粒体通透性改变 (半胱氨酸蛋白酶)
降解清除阶段(degradation stage)
caspase对死亡底物的酶解,染色体DNA片段化, 被吸收转变为细胞的组成部分
§10-4 植物的生长
一、营养器官的生长特性 (一)茎生长特性
种子植物的生长发育过程
种子植物的生长发育过程
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 衰老死亡
植物生长( plant growth)
植物在体积和重量上的不可逆增加过程。是由 细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长 引起的。是一个量变过程。
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
§10-1 种子萌发生理
种子萌发 (seed germination)
在适宜的外界环境条件下,种子的胚由休眠状态 转变为活动状态,进而形成幼苗的过程。见图
种子的寿命
种 子 萌 发 的 条 件
内在因素
种子的成熟度
种子的休眠 抑制萌发的物质 水分
温度
外部条件
氧气 光照
1、影响种子萌发的外界条件
水分 温度 氧气
根系与地上部分干重的比例。
影响根冠比的环境因素
(1)水分
水分过多时,土壤通气状况不好,氧气不足,抑制根的发育,而 地上部分则由于水分供应充足,生长较好,因此,水分过多时, 使根冠比变小。 当土壤缺水时,根系吸收的水分,首先满足自身的需要,近水楼 台先得月,很少向上运输,生长受到的影响相对较小,而地上部 分由于水分不足,生长抑制,因此缺水时,根冠比增大。 俗语说“水长苗,旱长根”,就是这个道理。蹲苗,也是利用这 个道理,来促进根系的发育,以增强植物后期的抗旱能力。
高糖 韧皮部 低糖 木质部
中等糖
韧皮部和木质部
光:光强,组织分化程度强 植物激素
适量IAA促进根的分化,适量BA促进芽的分化 过高IAA和BA只长愈伤组织
§10-3 程序性细胞死亡
一、程序性细胞死亡的概念与作用
为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主 有序的死亡过程为细胞程序性死亡
(programmed cell death, PCD) ,细胞凋亡 PCD是一种高度有序的细胞死亡,在这个过程中细胞 将自己分割成由膜包被的小体而自杀 ,与细胞增殖、
(一)温度
(二)光
(三)水分
(四)矿质营养
(五)植物激素
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随着太阳落下花朵会渐渐关闭,仿 佛花晚上也要睡觉,睡莲也因此而 得名。
睡莲 Nymphaea alba Linn.
含羞草 Mimosa pudica Linn.
植物与动物不同,没有神经系统,没有肌肉,它 它在受到外界触动时,叶会下垂,小叶片合闭, 此动作被人们理解为“害羞”,故称为含羞草。
一次细胞分裂到下次细胞分裂所经历的时间。
细胞分裂周期分为二个大的阶段 分裂期(mitotic stage,M期)
指细胞进行有丝分裂,形成两个子细胞的过程
分裂间期(interphase):分裂期以外的时间
G1期: DNA合成前的准备期 S期: DNA合成期,受GA促进 G2期:为细胞分裂的准备期
DNA合成前的准备期
细胞分化的理论基础--------细胞全能性
(2)植物细胞全能性
概念
植物体的每个细胞携带着一套完整的基因组, 并具有发育成完整植株的潜在能力。 植物组织培养(plant tissue culture) 指在无菌条件下,在培养基中培养外植体 (组织、器官或细胞)成植株的技术。
理论基础:植物细胞具有全能性
足够的水分:种皮膨胀软化,增加胚的呼吸,
胚根易突破种皮;使原生质从凝胶态转变为溶 胶态;参与贮藏物质的降解与运输
适宜的温度:酶促反应,温度为20-25℃ 充足的氧气 :要求含氧量高于10%,低于5%
多数种子不能萌发,含脂肪较多的种子萌发时需 更多的氧气
光
中性种子;有光无光都可萌发, 大多数作物种子 需光种子:莴苣、烟草、多数杂草 需暗种子:如西瓜属 嫌光种子:光抑制种子萌发,如茄子、番茄、瓜等
凋亡过程中内含物不泄露,不引发炎症反应。凋
亡小体被邻近的细胞所吞噬并消化 。
死亡植物细胞的部分清除是通过液泡的自吞噬
PCD的生物学作用:
① 清除没有用的细胞:这种细胞大多在发育早期阶
段死亡;
② 清除多余细胞: ③ 清除发育不正常的细胞; ④ 清除已完成任务的细胞; ⑤ 清除有害的细胞
二、细胞程序性死亡发生的种类
IAA和CTK协同作用
DNA合成期 受GA促进 细胞分裂的准备期 细胞周期一般为10~30小时
2、细胞伸长的生理
细胞的伸长和扩大是由于原生质的增加和水分的吸收
特点
(1)细胞体积显著增加 ,形成液泡(小→大), (2)细胞壁物质增加 ,细胞核、细胞质被挤到边缘 (3)DNA、RNA、蛋白质含量增加。
贮藏物质的变化 (主要有机物)
淀粉 —— 糖,脂肪 —— 甘油、脂肪酸,蛋白质 —— 氨基酸
3、种子的寿命(seed longevity)和种子 活力