植物生理与分子生物学课件-9[1].14
《植物生理学》第九章 植物成花生理ppt课件
一定时数才能开花的植物。 适当地缩短光照或延长黑暗可提早开花。 如：大豆、菊花、、苍耳、高粱、日本
牵牛、等。 （菊花是需春 化的SDP）
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2、长日植物（long-day plant，LDP）
LDP：指在昼夜周期中日照长度必须长 于一定时数才能开花的植物。
成花启动（floral evocation）：
指分生组织在形成花原基之前的一系列反应 以及分生组织分化成可辨认的花原基的全过程， 也称为花的发端（initiation of flower）；
花发育（floral develoment）：
指花器官形成阶段。
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第二节 春化作用
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一、春化作用的概念
某些二年生植物（如小麦、白菜、萝卜等）必 需经过一定时期的低温（零上低温），才能形成花 原基。
去春化作用：在春化过程结束之前，如置入高温条 件下，春化效果消失的现象。
去春化的有效温度一般为25~40℃。 重返低温，可再度春化。
2、需要充足的氧气、适量的水分和作为呼吸底物 的糖分。
3、光照充足的阳光可缩短幼年期，有利贮备充足 的营养。
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四、时期、部位和刺激传导 1、时期 大多数植物在种子吸胀后即可接受低温
类型
春化温度范围/ oC
春化时间/d
冬性
0~3
40~45
半冬性
3~6
10~15
春性
8~15
5~8
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从种植到开花的天数/d
各类植物通过春化时要求低温持续的时间不同， 在一定时间内，春化的效应随低温处理时间的延长 而增加。
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植物生理学和分子生物学
植物生理学和分子生物学植物生理学和分子生物学是分别从细胞与分子水平入手，探讨植物生长、发育和适应环境的科学。
虽然两者从不同层面展开讨论，但它们的研究成果对于农业、医学等领域有着巨大的推动作用。
植物生理学植物生理学是研究植物生长、发育、代谢和适应环境的学科。
植物生理学的研究广泛涉及植物体各个层次，从尺度的物质交换到细胞之间的信号传递、细胞内代谢途径和基因表达调控等方面。
植物生长和发育是植物生理学中重要的研究方向。
植物生长是指植物体积和质量的增长，因此，植物生长的调节与植物的养分吸收及分配、激素合成和信号通路、环境识别和适应、基因表达和表型塑形等因素密切相关。
植物发育则更多关注形态和功能结构的建立，比如花和叶片的形状、根、茎、叶等器官的组织分化和调控等。
植物发育的研究理解了植物整个生命周期中各个时期所表现的形态，为育种改良提供了理论基础。
植物代谢是植物生理学的另一个重要方向，因为植物的代谢直接影响着植物的发育和适应环境的能力。
植物以阳光、水、二氧化碳和氮、磷、钾等无机物为原料合成各种有机物，如碳水化合物、脂肪酸、氨基酸和蛋白质等，以及含有生物活性的激素、抗氧化物和次生代谢物。
植物代谢为植物正常的生长和发育提供能量和物质来源，同时对于植物的适应能力和环境响应、品质和营养等因素至关重要。
植物适应环境的生理特性研究也是植物生理学热门的研究方向。
植物在自然环境下承受各种环境刺激，如盐碱、寒冷、干旱、光照等，为此，植物逐步演化成特定的形态、结构和表型，以适应各种极端或变幻无常的情况。
研究植物的适应特性可以更好地追溯植物极端环境下的适应过程和机制，同时为农业生产和生态环保提供理论支撑。
分子生物学分子生物学是研究生命系统的分子基础的科学，特别关注分子在细胞内的合成、功能和相互作用的过程。
分子生物学主要研究各种分子如DNA、RNA、蛋白质、酶和代谢物等在细胞和分子水平的交互作用。
植物分子生物学则是从分子层面对植物遗传、表达、基因调控和代谢等方面加以探究。
植物发育分子生物学ppt课件
结合的FY基因蛋白产物的共同作用。
FCA mRNA前体
活性mRNA
无活性mRNA
RNA binding RNA binding
WW-蛋白结合
FY
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FY 编码一个含WD重复序列、C端含有两个PPLP序列、在真核生物中高度保守的蛋白，
它的酵母同源基因Pfs2p编码参与RNA 3’加工的蛋白质复合体的一个必需组分蛋白,因
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决定开花的途径被Boss等人（plant cell,16:S18）分为使能够开花（花决定） 和促进开花两类。
促进开花的途径有光周期、激素、光质、环境温度等，这类途径激活开花基因的表 达，被称为综合者（integrator）。
另一类基因通过控制开花抑制基因的表达影响开花，这类基因是enable pathway的基因，它们使开花能够进行。
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VRN1 、VRN2的功能是抑制FLC的转录，它们提供了对春化的记忆
在对春化作用不反应的突变体vrn1 和 vrn2中，FLC RNA 经过低温处理降低了 含量，但在后续的温暖温度下的生长过程中，FLC RNA的含量增加，而不是正常 的保持低表达。
VRN2 同Suppressor of zeste12 [Su(Z)12] 最为类似，Su(Z)12是 果蝇 (Drosophila )中的polycomb group蛋白,对组蛋白H3上的特定赖氨酸残基进 行甲基化，使该组蛋白覆盖的染色质处于沉默表达状态。这与vrn2突变体中 FLC 基因内含子1部位的染色质对DNAase I超敏感现象一致，这种敏感性通常 与转录活性有关。
植物的生长生理精品PPT课件
、保护组织和分泌组织，进而形成营养器官和生殖器官 。
3.发育（ development）:
生物组织、器官或整体形态结构和功能上的有序变 化过程--在形态学上常叫形态发生Morphogenesis。包 括胚胎建成、营养体建成，生殖体建成三个阶段。
特点 ①时间上的严格顺序 ②空间上的协调
叶片的发育 花的发育
营养生长 狭义发育 生殖生长
根的发育
果实的发育
4. 生长、分化和发育的关系
三者关系密切，有时交叉或重叠。 生长---量变，基础； 分化---质变； 发育---器官或整体有序的量变和质变
发育在生长，分化基础上进行； 同时生长和分化受发育的制约。
第二节 细胞的生长和分化的控制
细胞分裂使细胞数目增多；生长使体积扩大。
分裂期（慢）
植物细胞的生长：
伸长期（快） 分化期（慢）
一、细胞伸长的生理
细胞壁的可塑性增加；增加细胞壁及原生质的物质成分；吸水 。赤霉素和生长机制不十分清楚，但与植物激素和营养成分有关。
CTK/IAA比值高，促进芽的分化；CTK/IAA 比值低，促 进根的分化；CTK/IAA 中等，只生长不分化。
IAA/GA比值高，分化木质部； IAA/GA比值低，分化韧皮 部； IAA/GA比值中等，既有木质部又有韧皮部。
蔗糖浓度高，分化韧皮部；蔗糖浓度低，分化木质部；蔗 糖浓度中等，既有韧皮部，又有木质部，中间有形成层。
极性与再生作用
植物细胞分化具一定独立性， 主要表现为极性与再生作用。
极性（polarity）：表现在植物 的器官、组织或细胞的形态学 两端在生理上的差异性（异质 性）。例如植物的形态学上端 总是长芽，下端总是长根。
《植物分子生物学》课件
CHAPTER
04
植物信号转导与表观遗传学
植物生长素的信号转导
生长素合成
生长素在植物体内通过色氨酸合成，经过一系列酶促反应生成。
信号转导途径
生长素通过与受体结合，激活下游的转导因子，引发一系列的信号 转导反应，调控植物生长和发育。
转导机制
生长素信号转导过程中涉及多种蛋白质的磷酸化、去磷酸化等修饰， 以及基因表达的调控，最终影响植物细胞的生长和分化。
当前发展
目前，植物分子生物学的研究已经深入到基因组学、转录组学、蛋白质组学等多个层面， 研究手段和技术也在不断更新和进步。
未来展望
未来，植物分子生物学将继续发挥重要作用，特别是在农业和园艺等领域的应用将更加广 泛和深入。同时，随着技术的进步和研究的深入，植物分子生物学将会有更多的突破和创 新。
CHAPTER
02
植物基因组与ห้องสมุดไป่ตู้录组学
植物基因组的结构与功能
结构特征
植物基因组通常较大，含有大量的重 复序列和复杂的染色体结构。它们还 包含大量的基因，这些基因编码了参 与各种生命活动的蛋白质。
功能研究
植物基因组的功能研究主要集中在基 因表达、调控和进化等方面。这些研 究有助于理解植物生长、发育和应对 环境压力的机制。
植物转录组的调控机制
转录因子
转录因子是调控基因表达的关键分子，它们可以激活或抑制特定基因的表达。在植物中，转录因子在响应生物和 非生物胁迫、以及在发育过程中发挥重要作用。
miRNA和siRNA
microRNA (miRNA) 和 small interfering RNA (siRNA) 是两种重要的非编码RNA，它们通过与mRNA结合来 调控基因的表达。这些RNA在植物的生长发育和胁迫响应中发挥关键作用。
植物生理ppt课件
植物对温度变化的适应
通过调节细胞膜流动性、增加热休克 蛋白合成等方式适应温度变化。
通过提高渗透压、积累有机酸、合成 抗盐蛋白等方式适应盐碱环境。
2023
PART 04
植物的光合作用与呼吸作 用
REPORTING
光合作用的过程与机理
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，它分为光反应和暗反 应两个阶段。
增加细胞内糖分和脂肪含量
在寒冷条件下，一些植物会增加细胞内的糖分和脂肪含量 ，以提高细胞的抗冻能力。
调节膜脂组成
植物通过调节膜脂的组成来适应低温环境，如增加不饱和 脂肪酸含量、降低膜流动性等。
产生抗冻蛋白
一些植物在低温条件下会产生抗冻蛋白，这些蛋白能够与 冰晶结合，防止细胞内冰晶形成，从而保护细胞结构不受 破坏。
2023
PART 05
植物的生长与发育
REPORTING
植物生长的调控机制
激素调节
植物激素如生长素、赤霉素、细 胞分裂素等对植物生长具有重要 调节作用，影响细胞分裂、伸长
和分化。
营养物质
植物通过吸收土壤中的水分、矿物 质等营养物质，调节自身生长和发 育。
环境因素
光照、温度、湿度等环境因素通过 影响植物激素的合成与代谢，进而 调控植物生长。
植物生理学的重要性
植物生理学是农业、林业、园艺等学 科的基础，对于解决粮食、环境、资 源等问题具有重要意义，同时对于人 类健康和生态平衡也有重要影响。
植物生理学的研究内容和方法
研究内容
植物生长发育与调控、光合作用 与呼吸作用、水分和营养吸收与 运输、植物激素与信号转导等。
研究方法
实验研究、数学建模、计算机模 拟、同位素标记等。
《植物分子生物学》课件
植物基因表达与调控
深入了解植物基因的表达过 程以及如何调控基因表达。
植物生长与发育
植物生长发育及其调控
探索植物的生长过程以及调控机制。
植物荷尔蒙及其功能
研究植物激素的不同类型和它们在植物生长发育中 的功能。
植物逆境胁迫响应与调节
1 植物胁迫响应机制
了解植物如何应对各种逆境胁迫条件，并保 持生存和生长。
2 植物逆境调节与进化
研究植物在逆境环境下的调节机制以及进化 过程。
植物与环境互作
1
植物对环境的感知与应答
探索植物如何感知和应答环境变化以优
植物环境信号传导机制
2
化生存条件。
研究植物如何通过信号传导网络来响应 环境条件。
植物生物技术应用
植物分子改良和转基因技术
利用分子生物学工具改良植物基因组和开发转基 因植物。
植物生产和生物工程
探索将植物用于生产和生物工程的应用，如生药、 食品和能源。
结论
植物分子生物学的重要性和应用
了解植物分子生物学在研究、农业和药物开发等方 面的重要性。
展望植物分子生物学未来的前景
探讨植物分子生物学领域的未来发展方向和创新机 会。
《植物分子生物学》PPT 课件
这个课件将为您介绍植物分子生物学的重要性和应用，包括植物分子基础、 生长与发育、逆境胁迫响应与调节、植物与环境互作以及植物生物技术应用 等内容。
ห้องสมุดไป่ตู้
植物分子基础
植物生物学基础
了解植物的基本特征、组织 结构和生理功能。
植物细胞结构与功能
研究植物细胞的不同部分以 及它们在植物生长和发育中 的功能。
植物生理PPT
第一章植物的光合作用植物生理学（Plant Physiology）碳素营养是植物的生命基础：（1）植物体干物质中有90%是有机物，有机物中碳元素约占干物质重量的45%；（2）构成有机物的骨架是碳链，其结构决定了物质的多样性。
异养植物---少数高等植物（食虫、寄生），某些微生物；碳素营养方式自养植物---绝大多数高等植物，少数微生物。
自养植物吸收无机态C，转变成为有机物的过程，称为植物的碳素同化作用。
细菌的光合作用绿色植物的光合作用（最广碳素同化作用泛，合成物质最多，与人类关系最密切）化能合成作用第一节光合作用的特点和意义光合作用：绿色植物利用叶绿体，吸收光能，同化CO2和水，制造有机物并释放O2的过程。
6CO2+6H2O C6H12O6+6O2↑+能量CO2+H2O (CH2O)+O2↑+能量特点：（1）是一个氧化-还原过程；（CO2中的C被还原为(CH2O)n中还原态的C；H2O中的O被氧化成O2）（2）需要在光照下，叶绿体内进行；（3）发生了光能的吸收、转化和贮存。
意义：（1）完成了自然界巨大规模的物质转变；地球上自养植物每年约同化2×1011吨碳素，60%由陆生绿色植物的光合作用完成，相当于产生了4～5百亿吨葡萄糖。
（2）同时完成了巨大规模的能量转变；如上计算，相当于产生3×1021J的能量，每年全世界消耗的能量约为其十分之一。
（3）能够保护环境，净化空气；维持大气中O2含量的相对稳定，一部分O2转化为O3形成紫外线屏障。
（4）带动自然界其他物质的循环。
同化1吨C，相应可带动同化30公斤N，及5公斤S和P元素。
第二节叶绿体和叶绿体色素一、叶绿体的结构和成分：（一）结构：高等植物的叶绿体直径为3～6μm，厚约2～3μm，呈椭球体。
1.被膜：由内、外两层半透膜组成，具有选择吸收性，内膜的选择性更强；细胞质中的CO2可透过被膜进入叶绿体，叶绿体中合成的物质也可透过它运送到细胞质中。
高级植物生理学第一章 植物生理与分子生物学(共111张PPT)
基因组研究包括两方面的内容： 以全基因组测序为目标的结构基因组学（structural genomics）
以基因功能鉴定为目标的功能基因组学（functional genomics)
2.1 植物基因组的复杂性
（1）植物除了细胞核基因组外，还有细胞质基因组；
（2）植物基因组的长度差异是整个生物界最大的； 拟南芥单倍体基因组：6.3×107 bp；
编码一个完整mRNA的一段DNA序列。
基因是遗传的物质基础，是DNA分子上具有遗传信息的特 定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。基因通过
复制把遗传信息传递给下一代，使后代出现与亲代相似的性状。
基因有两个特点： 一、忠实复制自己：以保持生物的基本特征； 二、基因能够突变：为自然选择贮备了材料；
杂交。
探针是一段与目的基因有互补序列的用放射性同位素（32P
）标记的 DNA 或 RNA分子。
探针杂交
电泳分离
转膜
放射显影
核酸分子杂交
核酸分子杂交操作程序
② 根据蛋白质测序结果，合成一对 或数对PCR
⑥ 真核基因的表达——转录和翻译存在着时间和空间 间隔。
⑦ 真核基因表达的调控可从染色体结构至翻译后加 工多个层次（水平）上进行。
原核生物基因表达
真核细胞基因表达
2、植物的基因组
基 因 （gene）？ 基因组 （genபைடு நூலகம்me）？ 基因组学 （genomics）？
遗传物质单元，在染色体上占据特定位置、具有某种特定 遗传功能的 DNA 序列。
串联重复序列（tandemly repeated sequences）： 重复序列以各自的核心序列（重复单元）首尾相连多次重复
，重复序列间被间隔序列分开。
植物的生长生理(共9张PPT)
4 植物生长大周期(grand period of growth) 概念：在个别器官或整株植物的整个生长过程中，
生长速率往往表现出“慢-快-慢”的基本规律， 呈现“S”型的生长曲线。生长的这三个阶段总 合起来叫做生长大周期。
植物的生长曲线
1)在 萌 芽 的 早 期 ， 干 物 质 减 少，因为养料的呼吸作用 储藏在种子里。
1）生长温度“三基点” 概念：在个别器官或整株植物的整个生长过程中，生长速率往往表现出“慢-快-慢”的基本规律，呈现“S”型的生长曲线。 生长最高温度
基中培养离体植物组织（器官或细胞）的技 6 植物生长的相关性
3）日照时数影响植物生长与休眠。 掌握植物生长大周期的概念。
术。其理论依据是植物细胞全能性。 绝大多数多年生植物都是长日照条件促进生长、短日照条件诱导休眠；
5）调节某些豆 组织培养（tissue culture）
略低的温度。 生长最低温度
5）调节某些豆科植物叶片昼开夜合和气孔运动等。
1）顶芽与侧芽生长的相关性-----顶端优势
2）生长温周期现象 1）光是光合作用的能源和启动者，为植物的生长提供有机营养和能源；
生长温周期现象：植物对昼夜温度周期性变化的反应。通
第十章 植物的生长生理
教学目标
1. 了解种子萌发的基本过程及其影响因素。 2. 掌握植物细胞全能性、组织培养的概念。 3. 掌握植物生长大周期的概念。 4. 了解植物营养器官生长的影响因素。 5. 了解植物生长的相关性。 6. 了解植物运动、生理钟的概念。
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）植物运动的概念
植物运动：植物体的器官在窨发生的位置移动。
《植物生理》PPT课件
植物营养生长时，根系合成的细胞分裂素运 到叶片，促使叶片蛋白质合成，推迟植株衰老。
植株开花结实时，一方面是根系合成细胞分 裂素数量减少，叶片得不到足够的细胞分裂素； 另一方面是，花和果实内细胞分裂素含量增大， 成为植株代谢旺盛的生长中心，促使叶片的养 料运向果实，这就是叶片缺乏细胞分裂素导致 叶片衰老的原因。
5.3 影响脱落的因素
5.3.1 植物激素的作用
1）生长素—脱落的抑制剂 IAA梯度学说
远基端浓度 > 近基端浓度，抑制脱落 两端浓度差小或不存在，器官脱落 远基端浓度 <近基端浓度，加速脱落
叶片中产生的生长素有抑制叶子脱落 的作用。在生产上施用NAA或2，4-D之 所以使棉花保蕾保铃，就是因为提高了 蕾、铃内生长素的浓度，防止离层的形 成。
3）脱落酸 幼果和幼叶的脱落酸含量低，当接近 脱落时，它的含量最高。ABA促进分解细胞壁的 E的分泌，抑制叶柄内IAA的传导，促进器官脱落。
短日照有利于脱落酸的合成，这正是说明短日 照成为叶片脱落的环境信号的原因。
4）GA：对完整植株延缓器官脱落； 对离体器官反而加速衰老与脱落。
这个理论不能说明下列问题：（1）即使供给已开花 结实植株充分养料，也无法使植株免于衰老；（2） 雌雄异株的大麻和菠菜，在雄株开雄花后，不能结实， 谈不上积集营养体养分，但雄株仍然衰老死亡。
（2）植物激素调节假说
一般认为植物的衰老是由一种或多种激素综 合控制的。
CTK、GA及生长素类延缓衰老，ABA、ETH促 进植物的衰老。
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植物生理学与分子生物学Plant Physiology and Molecular Biology
植物生理与分子生物学课程安排
第一篇分子与细胞生物学基础
第二篇光合作用
第三篇营养与水分
第四篇呼吸与代谢
第五篇生长发育
第六篇植物信号与信号转导
第七篇植物与环境
第一篇分子与细胞生物学基础
内容
植物基因组的研究方法： 主要研究目标：
基因组学概述
基因组（genome）:
单倍体
全部
基因组研究内容：
基因组学基因组学(Genomics)(Genomics)(Genomics)：：
基因组学的分类：
结构基因组学（structural genomics）：
意义：
功能基因组学（functional genomics）：
主要研究内容::
主要研究内容
基因的识别、鉴定和克隆。
基因结构与功能及其相互关系的研究。
基因表达调控的研究。
目标：：
目标
静态动态
任务：： 任务
比较基因组学（comparative genomics）
概念的含义：
比较基因组学的应用：
目前从模式生物基因组研究中得出一些规律：
研究意义：
药物基因组学(Medical Genomics) ：
营养基因组学(Nutritional Genomics)： 次级代谢
生物信息学(Bioinformatics)：
仅仅从基因的角度来研究是远远不够的。
蛋白质组学蛋白质组学(proteomics)(proteomics)
最终目标：： 最终目标
生物
基因组大小基因组大小（（bp ）
T4噬菌体T4 phage
2.0×105大肠杆菌Escherichia coli 4.2×106酵母Sccharomyces cereviside 1.5×107拟南芥Arabidopsis thaliana 1.0×108线虫Caenorhbditis elegans 1.0×108果蝇Drosophila melanogaste r 1.65×108水稻Oryza sativa 4.3×108小鼠Mus musculus
3.0×109人类Homo sapiens 3.3×109玉米Zea mays
5.4×109小麦Triticum aestivum
1.6×1010
不同生物基因组大小
基因组学的发展
1. 人类基因组计划
弹计划阿波罗登月计划
《癌症研究的转折点：测序人类基因组》
基因组计划？
四张图四张图——————遗传图遗传图遗传图、、物理图物理图、、转录图转录图、、序列图
基因组研究大事年表。