第六章 植物的生长发育及其调控
植物生长发育的调控
生物钟（biological clock）
生物适应周期性变化 （昼夜变化和季节变化）的 气候环境，使很多生理活动 具有周期性或节奏性，如一 些植物的叶子在白天展开， 夜间折叠、下垂；有些花清 晨开放，傍晚闭合；发光藻 的发光量昼夜变化等，都是 植物适应环境的结果。
喜光种子和喜暗种子 大多数植物种子只要满足了水分、氧气和温度的要求 就能正常萌发。但也有一些种子除了上述条件外还需要光 或暗条件。 一些种子如莴苣、烟草种子需要在一定光照下才能萌 发，这类种子称为喜光（或需光）种子。另一些种子如茄 子、番茄、苋菜、黄瓜、西葫芦等种子，在光照下萌发反 而受到抑制，只有在相对长的黑暗条件下才能萌发，故这 类种子称为喜暗（或需暗）种子。 在研究需光种子（莴苣）萌发时，人们发现了一个有 趣的现象。即当用波长为 660 nm的红光照射种子时，会促 进种子萌发；而当用波长 730 nm的远红光照射种子，则会 抑制种子萌发；在红光照射后，再用远红光处理，萌发也 受到抑制，即红光作用消除了；如果用红光和远红光交替 多次处理，则种子发芽状况取决于最后一次处理的是哪种 波长的光。这种影响，与种子体内存在的光敏色素有关。
周期性
植株的生长周期性表现为生长大周期、季节周期性和 昼夜周期性。
植物生长大周期
在植物生长过程中， 无论是细胞、器官或整个 植株的生长速率都表现出 慢～快～慢的规律。即开 始时生长缓慢，以后逐渐 加快，达到最高点后又减 缓以至停止。生长的这三 个阶段总合起来叫做生长 大周期。如果以时间为横 坐标，生长量为纵坐标， 则植物的生长呈“S”形曲 线。
器官的生长为什么能表现出生长大周期？这应从细 胞的生长情况来分析。器官开始生长时，细胞大多处于 细胞分裂期，由于细胞分裂是以原生质体量的增多为基 础的，原生质合成过程较慢，体积加大较慢。但是，当 细胞转入伸长生长时期，由于水分的进入，细胞的体积 就会迅速增加。不过细胞伸长达到最高速率后，就又会 逐渐减慢以至最后停止。 植株一生的生长表现为“S”形生长曲线，产生的原 因比较复杂，它主要与光合面积的大小及生命活动的强 弱有关。生长初期，幼苗光合面积小，根系不发达，生 长速率慢；中期，随着植物光合面积的迅速扩大和庞大 根系的建立，生长速率明显加快；到了后期，植株渐趋 衰老，光合速率减慢，根系生长缓慢，生长渐慢以至停 止。
第六章植物的生长发育及调控
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7. 人工合成的生长素类及其应用 许多人工合成的物质，也具有生长素的活性，这些物
质包括：萘乙酸、2，4—二氯苯氧乙酸，2，3，5—三氯 苯氧乙酸等。
这些人工合成的生长素类物质的共同特点，是带有吲 哚环、苯环或萘环和羧 基。
NAA，2，4—D，2,3,5—T还是有效的除草剂，对双子 叶植物更有效。
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Apical dominance
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6.3．促进器官和 组织分化
生长素促进根和 木质部分化。将植 物枝条切段基部用 生长素处理，可促 进发根，其中最有 效的生长素类物质 是吲哚丁酸。
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Auxin promotes rooting
止蕾铃脱落
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6. 8．疏花疏果
较高浓度的生长素有疏花疏果的效应。促进花 朵或幼果的脱落，如40ppm的NAA，在雪梨盛花 期使用，可疏花疏果。2，4—D越南战争中美军 用来促进树叶脱落。
6. 9．除草
1000 ppm的2,4—D可杀除双子叶杂草，但对禾 本科植物无影响。
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生长素输 出载体， 专一性的 生长素阴 离子运输 蛋白
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4. 生长素的生物合成和降解
4.1 生长素的生物合成
植物体内生长素合成的主要部位是叶原基、嫩叶和发育 中的种子。
生长素合成的前体物质主要是色氨酸。色氨酸的侧链经 过转氨基作用、脱羧作用等步骤而转化成为吲哚乙酸。
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植物的生长发育过程的调控机制
植物的生长发育过程的调控机制植物是一个复杂而神奇的生命体，其生长发育过程是由多种因素共同作用而实现的。
植物的生长发育过程受到各种内外环境因素的影响，如温度、光照、水分、气体浓度等。
而这些环境因素又通过多种机制在植物内部产生反应，从而对植物的生长发育过程产生调控作用。
下面将从内源性激素、基因调控、环境变化等方面介绍植物生长发育过程的调控机制。
内源性激素调控机制内源性激素是植物生长发育过程中最为重要的调控因素之一。
植物内部有多种不同种类的内源性激素，如赤霉素、生长素、细胞分裂素等。
这些激素对植物生长发育过程的调控作用非常显著。
其中，生长素是一种特别重要的激素。
生长素能够促进植物的胚胎发育、细胞分裂和细胞伸长，从而使植物生长得更高、更粗。
赤霉素则能够促进植物的果实发育和植物体的生长，而细胞分裂素则能够促进细胞分裂，从而促进植物生长发育。
不同的植物部位和生长阶段受到的内源性激素的类型和含量是不一样的。
例如，在果实发生、胚胎发育和叶片扩张期间，植物体内的生长素含量比较高；而在花开后、果实成熟期及秋季后期，植物体内的赤霉素含量较高。
基因调控机制基因调控是指植物生长发育过程中催化基因表达的一系列机制。
基因的表达是指基因的DNA序列通过特定机制产生一种RNA分子，然后通过蛋白质合成的方式产生最终的蛋白质。
细胞中的基因表达是由负责转录和转换DNA序列为RNA序列的一组酶、结构蛋白以及调控因子组成的复杂网络所控制的。
在植物的生长发育过程中，基因调控扮演了非常重要的角色。
植物的基因调控机制涉及到大量的基因，包括成长素、茉莉酸、生长愈伤组织激素等因素。
这些因素以特定的方式作用于基因的某些区域，使其启动或关闭表达，从而控制植物的生长发育。
例如，生长素通过一种复杂的信号转导机制诱导了天蓝核蛋白的表达，从而控制细胞伸长和细胞分裂。
环境变化调控机制植物对重要环境因素的变化做出反应通常称为植物对环境变化的适应。
为了适应环境条件的变化，植物必须通过调整生理状态来维持生命活动，如调整成长物质积累和运输、气孔和根系的开放和关闭等。
植物的生长发育和调节机制
调节机制：植物激素的合成与代 谢受到多种因素的调节，如光照、
温度、水分、养分等环境因素以 及植物体内的信号分子等
植物基因组的结构与进化
植物基因组的基本组成：染色体、基因、调控元件等 植物基因组的大小和复杂性：不同植物物种的基因组大小和复杂性差异 植物基因组的进化：基因组加倍、基因迁移、基因突变等 植物基因组的结构特点：重复序列、多拷贝基因、基因家族等 植物基因组与生长发育的关系：基因调控植物生长发育的过程和机制
植物生长发育研究的实际应 用
植物生长发育研究的最新进 展
植物生长发育研究的挑战与 机遇
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植物生长发育相关基因的克隆与鉴定
基因克隆：通过分子生物 学技术，从植物基因组中 分离出与生长发育相关的
基因
基因鉴定：通过序列比对、 功能注释等方法，确定克
隆基因的功能和作用
基因表达调控：研究基因 在不同生长发育阶段的表
达调控机制
基因工程：利用克隆和 鉴定的基因，通过转基 因技术改良植物品种， 提高植物生长发育效率
植物生长发育研 究的实践应用
植物生长调节剂的应用
植物生长调节剂的 作用：促进植物生 长、发育和繁殖
植物生长调节剂的 分类：生长素、细 胞分裂素、赤霉素 等
植物生长调节剂的 应用领域：农业生 产、园林绿化、花 卉栽培等
植物生长调节剂的 使用方法：叶面喷 施、土壤施用、种 子处理等
植物抗逆境胁迫的分子机制研究
水分是植物生长发育的重要因素之 一
水分的影响
水分过多会导致植物根系缺氧，影 响植物生长
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
添加标题
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水分不足会导致植物生长缓慢，甚 至死亡
植物生长调控与发育
植物生长调控与发育一、引言植物生长调控与发育是植物学研究中的重要领域。
植物的生长和发育是受到内外环境因素的调控和影响的，有机体内部的调控和外界环境条件之间相互作用决定了植物的正常生长和形态发育。
本文将从植物生长调控的基本原理、内部调控机制、外界环境的影响以及植物发育的重要阶段来介绍植物生长调控与发育的相关知识。
二、植物生长调控的基本原理植物生长调控的基本原理包括内部调控和外部环境的调控。
内部调控是指植物体内产生的激素、基因表达和细胞信号传导等机制对植物生长发育的调控。
外部环境的调控主要是指光照、温度、水分和营养等环境因素对植物生长的影响。
三、内部调控机制内部调控机制是指植物体内各种激素的合成、运输和作用等调节植物生长发育的机制。
植物主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸等激素参与生长发育的调控。
这些激素能够影响植物细胞的伸长、分化、分裂等过程，从而调控植物的生长和形态发育。
四、外界环境的影响外界环境对植物生长发育的影响主要有光照、温度、水分和营养等因素。
光照是植物生长发育的重要环境因素，不同波长的光对植物的生长有不同的影响；温度对植物的生理代谢和形态结构也有影响，过高或过低的温度会影响植物的生长发育；水分是植物生长发育所必需的因素之一，不同植物有不同的水分需求；营养元素是植物生长发育所必需的物质，它们对植物的生长有重要的影响。
五、植物发育的重要阶段植物发育包括种子萌发、幼苗生长、叶片生长、茎干生长、根系发育和花果发育等阶段。
在每个阶段，植物都会经历不同的生理和形态变化。
种子萌发是植物生命周期的开始，幼苗生长是植物生长的起始阶段；叶片是植物进行光合作用的器官，其生长和发育直接影响植物的光能捕获效率；茎干是植物的支撑结构，其生长与植物的高度和形态有关；根系是植物吸收水分和养分的器官，其发育对植物的生长和发育起着重要作用；花果发育是植物的繁殖阶段，对种子的形成和传播起着关键作用。
六、结论植物的生长调控与发育是一个复杂的过程，涉及到内部调控机制和外界环境因素的相互作用。
植物生长发育调控
植物生长发育调控植物生长发育调控是指植物对内外环境信号的感知和响应机制，从而控制植物在各个生长阶段中生理和形态特征的发展过程。
植物生长发育调控是植物生物学领域的一个重要研究方向，对于理解植物的生长机制、提高农作物产量和改良植物特性具有重要意义。
一、植物生长发育的调控层级植物生长发育的调控层级可以分为分子水平和细胞、组织与器官水平。
在分子水平上，植物调控基因通过调节基因表达和信号转导途径参与调控植物生长发育。
植物通过感知外界环境因子，如光、温度、水分、土壤中的营养物质等，以及内源激素的合成和信号传递，调节植物生长发育过程。
在细胞、组织与器官水平上，植物细胞的分裂、扩张和分化等过程参与形态建成和器官发育调控。
二、光信号对植物生长发育的调控光是植物生长发育的重要环境因子，对植物的形态建成、叶绿素合成、光合作用等过程具有重要影响。
植物通过光感受器感知光信号，从而调控植物的光周期性、光合产物的积累以及植物的生长轨迹。
例如，植物通过感受到红光和远红光的光信号，调节茎节间的伸长或缩短，从而适应不同的生长环境。
三、植物激素对生长发育的调控植物激素是植物内部合成和调控的一类化合物，对植物生长发育具有重要作用。
植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、脱落酸和乙烯等。
这些激素在植物的各个生长阶段和生理过程中发挥调控作用。
例如，赤霉素参与植物的伸长生长，细胞分裂素促进植物细胞的分裂和扩增，乙烯参与植物的果实成熟和叶片凋落等。
四、外界环境对植物生长发育的调控除了光信号和植物激素以外，植物的生长发育也受到外界环境的调控。
例如，适宜的温度、水分和土壤营养物质的供应对植物的正常生长发育至关重要。
植物通过感知外界温度变化，调节其生长速度和生理代谢。
另外，水分和土壤中的养分含量也会影响植物的生长发育。
植物通过感知土壤中的水分含量和养分浓度，调节根系的生长和吸收，以适应环境。
五、植物生长发育调控的应用前景植物生长发育调控的研究对于提高农作物产量、改良植物特性和解决环境问题具有重要意义。
植物生长发育的调控机制和关键因素
植物生长发育的调控机制和关键因素植物的生长发育是一个复杂而精密的过程，受到许多内外因素的调控。
本文将介绍植物生长发育的调控机制以及其中的关键因素。
一、生长发育的调控机制1. 植物激素调控机制植物激素是内源性物质，对植物的生长发育起着至关重要的作用。
常见的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、玉米素等。
这些植物激素能够影响植物细胞的分裂、伸长、分化和营养物质的运输，从而调节植物的生长和发育。
2. 基因调控机制植物的基因组中包含着调控生长发育的关键基因。
这些基因可以通过直接或间接地调节植物生理和形态的变化，从而控制植物的生长和发育过程。
通过基因的转录和翻译，调控生长发育的关键蛋白质的合成和功能表达。
3. 光信号调控机制光信号是植物生长发育的重要调节因素。
植物通过感知不同波长和光强度的光信号，调控光合作用、种子萌发、开花、光形态转换等生长发育过程。
植物中的光感受器包括光受体色素和光敏酶等。
4. 温度调控机制温度是影响植物生长发育的重要因素之一。
不同温度条件下，植物的生长速度、花期、产量等都会发生变化。
植物通过温度感知和信号调控系统，调控生长发育过程中的温度敏感性基因的表达。
二、关键因素1. 养分供应植物吸收的养分是维持其正常生长发育所必需的。
其中，氮肥、磷肥和钾肥被认为是植物生长发育中的关键因素。
氮肥是构成植物蛋白质和核酸的基本元素，磷肥是ATP和DNA的组成部分，钾肥则对维持细胞渗透调节和光合作用产生影响。
2. 水分调控水分是植物生长发育中不可或缺的因素。
水分供应不足会导致植物脱水、凋萎甚至死亡，而过量的水分则会引发根部缺氧和病害。
植物通过调节气孔的开闭、根系结构的调整和表皮细胞的厚度等方式来适应不同的水分条件。
3. 光周期光周期是植物生长发育中的关键因素之一。
不同植物对光周期的要求不同，有的植物适应长日照条件，有的适应短日照条件，而有些则是中性植物。
光周期调控植物的开花、脱水和休眠等生长发育过程。
第六章 植物的生长发育及其调控 主要教学内容：
第六章植物的生长发育及其调控主要教学内容：植物激素和生长调节剂的概念和生理作用；植物生长调节剂及其应用。
种子萌发与幼苗生长；植物生长的相关性和周期性。
植物组织培养的原理。
春化作用与光周期现象，种子与果实的发育和成熟、衰老及调控；植物生长发育中的基因表达与调控重点和难点：重点掌握植物激素的含义和作用；光和温度对植物生长的影响；春化作用与光周期现象；难点是植物的生殖衰老及其调控。
教学方式课堂讲授3学时，实验3学时。
教师多媒体讲授，动画讲解光周期、植物组织培养和基因表达调控。
第一节植物激素对生长发育的调控植物生长物质包括植物激素和植物生长调节剂。
一、植物激素植物激素是在植物体内合成的，对植物生长发育有显著调节作用的微量有机物，1．概念：指在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育产生显著调节作用的微量有机物。
2．特点：①内生的；②能在植物体内移动；③低浓度就有显著调节作用。
3．类型：长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯。
其中种数最多的激素是赤霉素，分子结构最简单的激素是乙烯。
不同的激素其生理功能具有各自的特点，但也有些相似的地方。
如生长素、赤霉素和细胞分裂素都具有促进生长、延缓衰老的作用，而脱落酸和乙烯都有抑制生长、促进衰老的功能。
植物激素的生理功能是多种多样的，涉及到植物生长发育的各个方面。
（1）生长素类1）分布：生长素在植物体内分布广，但主要分布在生长旺盛和幼嫩的部位。
如：茎尖、根尖、受精子房等。
2）生理作用：①促进植物生长生长素能促进营养器官的伸长，在适宜浓度下对芽、茎、根细胞的伸长有明显的促进作用。
不同器官适宜的激素浓度不一样，浓度增大反而会起抑制作用。
一般茎端最高，芽次之，根最低。
②生长素还能促进细胞分裂、果实发育和单性结实、保持顶端优势、愈伤组织的产生，子房膨大和无子果实，插枝生根、器官脱落等有关。
（2）霉素类1）分布：赤霉素普遍存在于高等植物体内，赤霉素活性最高的部位是植株生长最旺盛的部位。
第六章 植物的生长发育及其调控
蛋白质的合成提供原料→保持细胞的持续生长
生 长 素 对 双 子 叶 植 物 生 长 作 用 模 式 图
人工合成生长素类的农业应用
促进插枝生根：IBA、NAA、2,4-D 阻止器官脱落：NAA、2,4-D 促进结实： 2,4-D 促进菠萝开花： NAA、2,4-D
二、赤霉素
件下)，种子和茎等处也可合成
含量：10-50ng/g鲜重
生理作用
促进作用：促进叶、花、果脱落，气孔关闭，侧 芽、块茎休眠（与日照有关） ，叶片衰老，光合
产物运向发育着的种子，果实产生乙烯，果实成熟
抑制作用：抑制种子发芽，IAA运输，植株生长 （主要是抑制了萌发所需的水解酶的合成）
五、乙烯
发现过程：20世纪初，人们发现煤气中的乙烯有
同一植物的温度三基点随器官和生育期变化
生长最适温度是指生长最快的温度。
温周期现象：是指植物对昼夜温度周期性 变化的反应。
温度对植物生长的影响是通过影响光合、呼吸 作用、蒸腾作用等代谢和影响有机物的合成和运输 等过程来影响植物的生长。另外温度也可以直接影 响土温、气温。
日温较高夜温较低（昼夜温差大）能促进植物 营养生长： 因为白天温度较高，在强光下有利于光合速率 的提高，为生长提供充分的物质；夜温降低，可减 少呼吸作用对有机物质的消耗。另外，较低的夜温 有利于根的生长和细胞分裂素的合成，从而提高植 物的生长速率。
化学本质：腺嘌呤的衍生物 合成部位：主要在根尖，成长中的种子和果实 含量：1-1000ng/g鲜重
生理作用
促进作用：细胞分裂、诱导芽分化、侧芽生长、叶
片扩大、气孔开张、偏上性生长、伤口愈合、种子 发芽、形成层活动、根瘤形成、果实生长、某些植 物座果
植物的生长发育和激素调节
植物的生长发育和激素调节植物的生长发育是一个复杂的过程，在这个过程中，植物通过激素的调节来控制其生长和发育的各个方面。
激素是一种由植物自身合成的化合物，它们在植物体内起着广泛的作用，包括细胞分裂、细胞扩张、器官形成、开花和果实发育等。
本文将介绍植物的生长发育过程以及激素在其中的作用和调节机制。
植物的生长发育过程可以划分为幼苗期、生长期、成熟期三个阶段。
在幼苗期，植物主要进行根系的生长和发育。
在生长期，植物的茎和叶片开始迅速生长，并进行生物合成和光合作用。
而在成熟期，植物进入到了开花和结果的阶段。
植物生长发育过程中，激素扮演着重要的角色。
常见的植物激素包括生长素（auxin）、赤霉素（gibberellin）、细胞分裂素（cytokinin）、脱落酸（abscisic acid）和乙烯（ethylene）等。
这些激素在不同的发育阶段和组织中发挥着特定的作用。
生长素是最广泛研究的植物激素之一，它在植物中起着促进细胞分裂和细胞伸长的作用。
生长素的合成位置主要是在植物茎尖、分生组织和未定植物器官中。
它能够促进茎的伸长，促使根系的向土壤深处生长，并影响植物的形态和器官的分化。
赤霉素是另一个重要的植物激素，它主要参与植物的生长和发育过程。
赤霉素具有促进细胞分裂和幼苗伸长的作用，同时也能够促进发芽和芽分化。
赤霉素的含量在植物体内是动态变化的，受到光照、温度、营养物质等环境因素的影响。
细胞分裂素是一类促进细胞分裂的植物激素。
它主要参与植物的细胞分裂、分化和发育等过程。
细胞分裂素对茎、根和叶片的生长都有促进作用，同时还能够促使叶片的扩大和根系的分化。
脱落酸在植物中起着抑制生长和发育的作用。
它能够抑制芽的分化、幼苗的伸长和幼叶的展开。
在干旱和低温等环境胁迫下，脱落酸的含量会增加，从而抑制植物的生长和发育。
乙烯是一种气体植物激素，它在植物的果实成熟和叶片脱落等过程中起着重要的作用。
乙烯能够促进果实的成熟和肉质化，并参与植物的防御反应。
第六,七,九复习题
第六章植物的生长发育及其调控第一节，第二节和第三节一，填空题或单选题1. 植物生长的周期性表现为生长大周期、季节周期性和昼夜周期性2. 植物体的构造和机能由简单到复杂的变化过程成为。
（植物的发育）3. （植物生长）是指植物体积的增大，要靠细胞数目增多和伸长来完成。
4. 至今以确认植物体内有、、、和等5种植物激素。
5. 在下列植物激素中，（）的作用是促进果实成熟、促进叶和花脱落及衰老。
A、生长素B、乙烯C、赤霉素D、细胞分裂素5. 苹果、梨、香蕉等果实的成熟密切相关的植物激素是。
（乙烯）7. 向日葵的向性运动属于（D）。
A、趋光性B、感光性 C 、向光性Ｄ、向日性8. 下列哪一种叙述是正确的（D ）。
A、根和茎的生长为正向重力性B、根和茎的生长为负向重力性C、仅茎的生长为正向重力性D、仅根的生长为正向重力性10、在下列植物激素中，（）的作用是促进果实成熟、促进叶和花脱落及衰老。
A、生长素B、乙烯C、赤霉素D、细胞分裂素11. 由外部环境中有一定方向的刺激所引起的运动叫（A ）运动。
A、向性B、感性C、趋性D、生物钟12. 花生、大豆等植物的小叶片夜间闭合、白天张开，含羞草叶片受到机械刺激时成对合拢。
外部的无定向刺激引起植物的运动称为（ B ）运动。
A、向性B、感性C、趋性D、生物钟13. 根和茎的生长都与重力的方向相关，所以这类生长被称为（ C ）生长。
A、向光性B、向化性C、向重力性D、向地性二，名词解释1.植物激素植物生长大周期向性运动季节周期性温周期现象三, 问答题1、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？答：种子萌发必须有足够的水分、充足的氧气和适宜的温度。
此外，有些种子萌发还受光的影响。
种子吸水分为三个阶段：1）急剧吸水阶段；2）吸水停止阶段；3）胚根长出后重新迅速吸水阶段。
第一阶段细胞主要靠吸胀作用。
第二、三阶段是靠渗透性吸水。
2.简述脱落酸（ABA）的生理功能？3. 赤霉素促进植物生长的作用机理是什么。
植物的生长和发育调控
定义：植物生殖生长是指植物从营养生长向繁殖阶段转变的过程，主要包括开花、传粉、受精和结 实等过程。
重要性：生殖生长是植物生命周期中不可或缺的一环，对于植物种群的繁衍和生态系统的稳定性具 有重要意义。
影响因素：植物生殖生长受到多种因素的影响，如光照、温度、水分、养分等。这些因素会影响植 物的开花时间和结实率，进而影响植物的生殖生长。
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光照时间对植物生长和发育的影响
光照对植物光合作用的影响
温度对植物生长和发育的影响是多方面的，包括种子萌发、光合作用、营养吸收等方面。
适宜的温度可以促进植物的生长和发育，而过高的温度会导致植物受到热害，过低的温度则会 使植物受到冻害。
温度对植物生长和发育的影响还表现在对植物激素的合成和代谢方面，例如高温可以促进乙烯 的合成，而低温则可以促进赤霉素的合成。
汇报人：XX
温度变化：影响植物生长周期和发育速度 光照变化：影响植物光合作用和生长形态 降雨量与干旱：影响植物水分吸收和生长状况 风力与风速：影响植物形态和分布范围
PART FIVE
通过调控植物生长和发育，可以提 高作物的产量和品质。
通过植物生长调节剂的应用，可以 调节作物的生长和发育，提高产量。
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细胞分裂素：促 进细胞分裂和组 织分化，对根尖、 茎尖等生长点的 作用尤为突出。
脱落酸：抑制细 胞分裂和植物生 长，促进叶和果 实的衰老和脱落。
乙烯：促进果实 成熟和植物衰老， 参与植物的应激 反应。
PART FOUR
光照强度对植物生长和发育的影响
光质对植物生长和发育的影响
添加标题
添加标题
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定义：植物通过吸 收土壤中的水分、 养分和空气中的二 氧化碳，利用光合 作用合成有机物， 从而不断生长和发 育的过程。
植物的生长调控与发育调节
生长素的生理作用
促进植物生长：生长素能够刺激细胞分裂和伸长，促进植物整体生长。
促进根尖生长：生长素在根尖部位积累，促进根尖细胞的分裂和伸长，从而增加根的长 度和直径。
防止落花落果：低浓度的生长素可以促进花芽形成，防止落花落果，提高结实率。
促进果实发育：在果实发育过程中，生长素可以促进细胞分裂和伸长，形成饱满调控
植物发育调节的分子机制
基因表达调控
转录水平调节：通 过转录因子和顺式 作用元件的相互作 用，控制特定基因 的表达。
转录后水平调节： 通过调控mRNA的 剪接、编辑、转运 和稳定性等过程， 影响基因的表达。
翻译水平调节：通 过控制蛋白质的合 成速度和数量，影 响基因的表达。
分子标记辅助育种：快速准 确鉴定优良品种，提高育种
效率
转基因技术：生产出富含营 养、抗虫、抗除草剂等转基
因作物
对植物生长调控与发育调节的研究展望
未来研究方向： 深入探究植物生 长调控与发育调 节的分子机制
技术发展：利用 基因编辑技术对 植物生长进行精 准调控
实践应用：将研 究成果应用于农 业生产，提高作 物产量和品质
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基因工程技术的应用：改良作物性 状、提高抗逆性和抗病虫害能力
植物生长调控与发育调节在农业上 的综合应用：实现精准农业、提高 农业生产效率和可持续性
园艺上的应用
植物生长调节剂的应用：促进或抑 制植物生长，提高园艺作物的产量 和品质
植物抗逆性调节：提高植物抗旱、 抗寒、抗病等能力，增强园艺作物 的适应性和抗逆性
转录因子的调控机制 是植物发育调节研究 的重要领域之一，对 于改良作物性状、提 高产量具有重要意义 。
microRNA对植物发育的调节
植物的生长发育及其调控
6.1 植物激素对生长发育的调控
➢ 植物激素及其生理作用 新型植物激素
✓ 油菜素内酯（Brassinosteroids，BR） ✓ 茉莉酸（Jasmonic acid，JA） ✓ 水杨酸（Salicylic acid，SA）
6.1 植物激素对生长发育的调控
➢ 植物激素及其生理作用
生长素的发现
➢ 植物激素及其生理作用
细胞分裂素和生长素的不同比例对脱分化和分化的影响不同
6.1 植物激素对生长发育的调控
➢ 植物激素及其生理作用
赤霉素（Gibberellin,GA） 基本结构：赤霉烷，由4个碳环组成，其上双键、羟基的
数目和位置的不同，形成了各种赤霉素。 种类：GA1——GA126
6.1 植物激素对生长发育的调控
促进作用：促进叶、花、果实脱落；促进气孔关 闭；促进侧芽、块茎、种子休眠；促进叶片衰老， 促进果实、种子成熟。
抑制作用：抑制种子萌发、IAA运输和植株生长， 抑制根的生长。
6.1 植物激素对生长发育的调控
6.1 植物激素对生长发育的调控
➢ 植物激素及其生理作用
生长素的极性运输
Key1：细胞顶部质膜上有
auxin influx carrier 生长素输入载体（AUX1）； H+/IAA-同向运输载体(运输解离 型IAA)
Key2：质膜上的质子泵ATPase，把 H+泵到质膜外，质膜外pH呈酸性， 生长素呈非解离型(IAAH,亲脂)
植物生长调节剂(plant growth regulator)是指一些 人工合成的具有植物激素生理功能的物质。
6.1 植物激素对生长发育的调控
➢ 植物激素及其生理作用 常见的几种重要的植物激素
✓ 生长素（Auxin） ✓ 细胞分裂素（Cytokinin,CK） ✓ 赤霉素(Gibberelin,GA) ✓ 脱落酸(Abiscisic Acid,ABA) ✓ 乙烯(Ethylene,Eth)
植物的生长发育与植物激素调控
脱落酸是一种具有倍半萜结构的植物激素，它在植物体内分布广泛。脱落酸的主要生理作用是抑制细胞分裂和伸 长，促进叶和果实的衰老和脱落，维持休眠和提高抗逆性等。在开花和结果方面，脱落酸能抑制花芽分化和开花 ，促进果实成熟和脱落。
影响植物衰老和脱落
乙烯
乙烯不仅能促进果实成熟，还能加速植物衰老和器官脱落。 乙烯通过促进叶绿素分解、蛋白质降解等过程，使植物叶片 黄化、枯萎。
抑制植物生长
高浓度的脱落酸会抑制植物的生长速度和生物 量积累。
提高植物抗逆性
脱落酸能够提高植物的抗逆性，如抗旱、抗寒等。
乙烯
促进果实成熟
乙烯能够促进果实的成熟过程，改变果实色泽、 口感和风味。
促进器官脱落
乙烯能够促进植物器官的脱落过程，如叶片、花 朵和果实的脱落。
抑制植物生长
高浓度的乙烯会抑制植物的生长速度和生物量积 累。
拮抗作用
某些激素之间可能存在相互抑制或拮 抗的作用，从而平衡植物的生长和发 育。例如，赤霉素和脱落酸在调节植 物生长过程中具有拮抗作用。
激素平衡对生长发育的影响
促进生长
01
适当的激素平衡可以促进植物的生长，包括细胞分裂、伸长和
分化等过程。
调节发育
02
激素平衡对植物的发育阶段也有重要影响，如促进或抑制开花
生长发育阶段
种子萌发阶段
种子吸水膨胀，种皮破 裂，胚芽和胚根露出，
开始生长。
幼苗生长阶段
幼苗出土后，进行光合 作用，制造养分，开始
独立生活。
营养生长阶段
植物体以根、茎、叶等 营养器官的生长为主， 为生殖生长奠定基础。
生殖生长阶段
植物体以花、果实、种 子等生殖器官的生长为
主，进行有性生殖。
植物生长调控和发育
激素对植物生长的调控
植物激素：生长素、细胞分裂 素、赤霉素、乙烯等
激素作用：促进细胞分裂、生 长、分化和发育
激素调节：通过激素的合成、 运输、结合和降解等过程实现
激素相互作用：不同激素之间 存在相互作用，共同调节植物 生长
环境因素对植物生长的调控
光照：影响植物光合作用，进而影响植物生长 温度：影响植物新陈代谢，进而影响植物生长 水分：影响植物水分代谢，进而影响植物生长 土壤：影响植物营养吸收，进而影响植物生长 空气：影响植物气体交换，进而影响植物生长 生物因素：如病虫害等，影响植物生长
转变意义：营养生长和生殖生长的转变是植物生长发育过程中的重要环节，对于植物的繁殖和生存具有重要意义
开花和结实的调控
开花过程：花芽 分化、花器官形 成、开花
结实过程：花粉萌 发、花粉管伸长、 受精、果实发育
调控机制：植物 激素、环境因素、 遗传因素
应用：提高作物 产量和质量，改 善植物抗逆性
植物衰老的过程和调控
温度需求：种子萌发和幼苗形成需要适 宜的温度
水分需求：种子萌发和幼苗形成需要适 量的水分
养分需求：种子萌发和幼苗形成需要充 足的养分
营养生长和生殖生长的转变
营养生长：植物通过吸收水分和养分，进行细胞分裂和生长，形成新的组织 生殖生长：植物在营养生长达到一定程度后，开始转向生殖生长，形成花、果实和种子 转变过程：营养生长和生殖生长之间的转变受到多种因素的影响，如光照、温度、水分等
农业领域：利用植物生长调控和发育技术，可以生产出更多的优质农产品，如高产、抗病、抗 虫的作物品种。
XX
PART SIX
植物生长调控和 发育的未来展望
基因编辑技术在植物生长调控和发育中的应用前景
高中生物学习中的植物生长调控与发育途径
高中生物学习中的植物生长调控与发育途径植物生长调控与发育途径是高中生物学课程中的重要内容。
它涉及到植物内部调控机制以及外界环境对植物的作用。
本文将从植物生长发育的基本原理、内源调控机制和外源调控因素等方面进行探讨。
一、植物生长发育的基本原理植物生长发育是一个复杂的过程，包括萌发、生长、分化和成熟等多个阶段。
它受到植物基因和环境因素的共同影响。
植物的细胞分裂是生长的基础，通过细胞分裂和细胞扩增，植物才能增大体积。
同时，植物生长过程中涉及到细胞分化和组织器官的形成，这需要植物在适当的时间和空间上进行调控。
二、植物生长调控的内源机制植物生长调控具有内源性的特点，主要通过植物激素的调控实现。
植物激素是植物内部分泌的化学物质，它们能够影响植物生长和发育的各个方面。
比如，生长素能够促进细胞分裂和膨胀，从而促进植物的生长。
而赤霉素则能够促进细胞的伸长和分化，对植物的高度生长起到重要作用。
还有细胞分裂素、脱落酸等植物激素也参与了植物生长调控的过程。
植物激素之间相互作用，通过负反馈和正反馈的机制实现生长调节的平衡，从而使得植物在适应外界环境变化的同时保持稳定的生长状态。
三、植物生长调控的外源因素植物的生长调控不仅受到内源因素的调节，还受到外源因素的影响。
外源因素主要包括光、温度、水分和营养等环境因素。
光是植物生长的重要条件，光照不足或光周期的改变都会影响植物的生长进程。
光合作用是植物能量供应和有机物合成的基础，而光周期则对植物的开花和休眠等生理过程有重要影响。
温度是植物生长的另一个重要外源因素，它影响植物种子萌发、植物生长速率和植物代谢等过程。
不同植物对温度的适应能力有所不同，在不同温度下植物的生长发育也会发生变化。
水分和营养也是植物生长发育的重要环境因素。
水分的合理供应是植物正常生长发育的基础，而营养元素则是植物合成有机物质和维持生命活动的必要条件。
总结起来，植物生长调控与发育途径是高中生物学习中的重要内容。
它包括植物生长发育的基本原理、内源调控机制和外源调控因素等方面。
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Went结论：由胚芽鞘顶端受光产生的化学信号物质可
以刺激细胞生长。他将这种植物激素定名生长素。
生长素引起向光生长
植物激素的种类和作用 植物激素对植物体的生长、细胞分化、器官发生 成熟和脱落等多方面具有调节作用，植物激素对 于植物的生长发育是必不可少的微量化合物 大约有300多种由微生物和植物产生的次生代谢物 对植物的生长发育具有调节活性 公认的5大类植物激素包括：生长素、细胞分裂素、 赤霉素、脱落酸和乙烯 在植物体中，5大类激素往往是相互协调地共同参 与植物生长发育的调控 人们根据植物激素的分子结构，人工合成出一些 与其结构相似或完全不同，但具植物激素生理功 能的物质，如吲哚丁酸、矮壮素等，称为植物生 长调节剂
乙烯的生理作用
乙烯的生理作用
六、激素间的相互作用
协同：一类激素的存在可以增强另一类激素的生
理效应，如生长素和赤霉素对茎切段伸长生长的影 响
拮抗：一类激素的作用可抵消另一类激素的作用，
如赤霉素促进种子发芽的作用可被脱落酸抑制
反馈：一类激素影响到另一类激素的水平后，又
反过来影响原激素的作用
第六章 植物的生长发育及调控
植物的生长指的是植物重量和体积的不可 逆增加。主要靠细胞数目增多、细胞体积 的增大和伸长来完成 植物的发育是指植物体的构造和机能由简 单到复杂的变化过程 植物的生长和发育是相辅相成的过程 植物体的生长和发育始终都受到一系列外 部和内部因
生 长 素 的 作 用
生长素的作用机理
酸生长学说：生长素促进H+向细胞外输出→
细胞壁酸化→一些水解酶活性增加→分解氢键 →细胞壁松弛→细胞受膨压扩张；同时水解作 用破坏纤维素分子间的交叉联结点→新细胞壁 物质向壁内填充→细胞壁面积增大→细胞内膨 压降低→水分进入→细胞伸长生长
促进核酸、蛋白质的合成→为原生质体和
蛋白质的合成提供原料→保持细胞的持续生长
生 长 素 对 双 子 叶 植 物 生 长 作 用 模 式 图
人工合成生长素类的农业应用
促进插枝生根：IBA、NAA、2,4-D 阻止器官脱落：NAA、2,4-D 促进结实： 2,4-D 促进菠萝开花： NAA、2,4-D
二、赤霉素
发现过程：
1926年，黑泽英一发现赤霉菌的分泌物能引起水稻植 株徒长 1935年，薮田贞次郎从水稻赤霉菌中分离出这种物质， 并命名为赤霉素(GA) 至1998年，已发现了128种赤霉素，……GA128
化学本质：双萜类化合物 合成部位：发育中的种子、正在生长的苗端和幼根 存在形式：自由型、束缚型 含量: 生殖器官中: 10μg/g鲜重, 营养器官中: 1-10ng/g
植物的生长和发育始终都受到一系列外部和 内部因素的控制。影响植物生长与发育的外 部环境因子主要包括温度、光、水分以及各 种刺激等等 光是控制植物生长发育的最重要的环境因子 温度是控制植物生长和发育的重要环境因子
一、温度：植物的生长具有温度三基点。（最低、 最适、最高）
不同植物生长的温度三基点不同：这与其原产地有关 原产于热带的植物其温度三基点＞原产于温带的植物＞ 原产于寒带的植物
一、植物营养生长的特性
（一）周期性—生长大周期、季节周期性和昼夜周期
性 1、在植物生长过程中，无论是细胞、器官或整个植株 的生长速率都表现出慢—快—慢的规律。既开始时生 长缓慢，以后逐渐加快，达到最高点后又减缓以至停 止。生长的这三个阶段总合起来叫做生长大周期 意义：根据生长大周期，可以采取相应的措施，促进或 抑制器官或整个植株的生长。 植物生长量的测量指标：干重、鲜重、长度、面积、直径 植物生长量的表示方法：生长积累量——长相 生长速率 ——长势 相对生长速率：单位时间内
植物激素是一些在植物体内合成的微量的有 机生理活性物质，它们能从产生部位运送到 作用部位，在低浓度（<1mmol/L）时可明显 改变植物体某些靶细胞或靶器官的生长发育 状态。
植物向光性生长与植物激素的发现 很早以前，植物学家就观察到，室内培育的植物 具有向光性。对向光弯曲的燕麦苗解剖观察发现， 燕麦苗的胚芽鞘背光一侧细胞的生长要快于向光 的一侧。
鲜重
赤霉素的生理作用
促进作用: 两性花的雄花形成、单性结实、某些植物
开花、细胞分裂、叶片扩大、抽薹、茎延长、侧枝生长、 胚轴弯钩变直、种子发芽、果实生长、某些植物座果
抑制作用：抑制成熟、侧芽休眠、衰老
赤霉素在生产上的应用： 促进麦芽糖化：在啤酒生产中用GA使大麦湖粉层 中形成淀粉酶，就可完成糖化过程，不需种子发 芽。 促进营养生长：水稻育种、鲜切花生产中 防止脱落：用GA处理花、果，可防止脱落提高座 果率 打破休眠：可打破马铃薯块茎休眠
横 向 光 性
负向重力性
正 向 重 力 性
2、感性运动
由没有一定方向的外界刺激引起的运动
感夜运动：由于夜晚的到来，光照和温度改变而
引起的运动
感震运动：由于机械刺激而引起的植物运动
生 长 运 动
感夜运动
感夜运动
含 羞 草 的 感 震 运 动
雄 蕊 的 感 震 运 动
第三节 光和温度对植物生长的影响
现象：影响细胞的伸长、分裂和分化；影响营 养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老 生理作用： 促进作用：雌花形成、单性结实、子房壁生长、 细胞分裂、维管束分化、叶片扩大、形成层活 性、不定根形成、侧根形成、种子和果实生长、 伤口愈合、座果、顶端优势、伸长生长 抑制作用：幼叶、花、果脱落、侧枝生长、块 根形成 作用浓度：低浓度促进生长，高浓度抑制生长
同一植物的温度三基点随器官和生育期变化
生长最适温度是指生长最快的温度。
温周期现象：是指植物对昼夜温度周期性 变化的反应。
温度对植物生长的影响是通过影响光合、呼吸 作用、蒸腾作用等代谢和影响有机物的合成和运输 等过程来影响植物的生长。另外温度也可以直接影 响土温、气温。
日温较高夜温较低（昼夜温差大）能促进植物 营养生长： 因为白天温度较高，在强光下有利于光合速率 的提高，为生长提供充分的物质；夜温降低，可减 少呼吸作用对有机物质的消耗。另外，较低的夜温 有利于根的生长和细胞分裂素的合成，从而提高植 物的生长速率。
是什么引起了向光性？如何通过实验来发现？
盆 栽 植 物 的 向 光 生 长
植物向光性生长与植物激素的发现 19世纪末，Darwin父子的实验
Darwin 父子提出了一种假说：胚芽鞘顶端受光后产
生的某种化学信号被从顶端传送到下面弯曲的部位， 导致胚芽鞘下部细胞向光的一侧与背光的一侧细胞 生长不均匀。
赤 霉 素 的 生 理 作 用
Untreated cabbage plants
Similar cabbage plants that have been treated with gibberellins
赤霉素的生理作用
三、细胞分裂素
发现过程：
1955年Skoog和崔澂培养烟草髓部组织时发现，在培养 基中加入酵母提取液可促进髓的细胞分裂，后来分离出 这种物质，化学成分是6-呋喃氨基嘌呤，被命名为激动 素，其后发现玉米素、玉米素核苷、二氢玉米素、异戊 烯基腺苷等都有促进细胞分裂的作用，把这些物质统称 为细胞分裂素(CTK)
一、生长素类
种类：吲哚乙酸(IAA)、吲哚乙腈、4-氯吲 哚乙酸等 合成部位：胚芽鞘、根尖、叶原基、幼叶、 受精子房、幼嫩种子等 含量：几微克/1000g鲜重 化学本质: 吲哚乙酸、吲哚乙醛、吲哚乙醇 存在形式：游离态或结合态 极性运输：从形态学的上端向下端运输。
生长素的生理作用
件下)，种子和茎等处也可合成
含量：10-50ng/g鲜重
生理作用
促进作用：促进叶、花、果脱落，气孔关闭，侧 芽、块茎休眠（与日照有关） ，叶片衰老，光合
产物运向发育着的种子，果实产生乙烯，果实成熟
抑制作用：抑制种子发芽，IAA运输，植株生长 （主要是抑制了萌发所需的水解酶的合成）
五、乙烯
发现过程：20世纪初，人们发现煤气中的乙烯有
植物向光性生长与植物激素的发现 几十年后，丹麦科学家 Boysen-Jensen 用实验验证 了Darwin父子提出的假说。
实验证明了： Darwin 父子提出的某种信号是一种
可传输的化学物质。
植物向光性生长与植物激素的发现 1926年，年轻的荷兰植物生理学家 Went终于从植 物胚芽鞘中发现了这种化学物质。
加快果实成熟的作用，1934年Gane证实乙烯是植物 的天然产物，1935年Crocker认为乙烯是一种果实 催熟激素，1965年Burge提出乙烯是一种植物激素， 后得到公认。
化学本质；不饱和碳氢化合物C2H4 合成部位；各部分均可产生(特别在逆境条件下)，
正在成熟的果实、萌发的种子及伸展的芽和叶片中 含量高
连锁：几类植物激素在植物生长发育过程中相继
起着特定的作用，共同地调节着植物性状的表现
第二节 植物的营养生长及其调控
种子萌发：是包裹在种皮内的幼小的 植物体——胚从静止状态转变为活跃 状态，恢复正常生命活动的过程 形态上的变化：胚根、胚轴、胚芽生 长伸长 生理上的变化；贮藏在子叶或胚乳中 的营养物质
衰老
四、脱落酸
发现过程：1964年Addicott从将要脱落的未成熟的棉
桃中提取出一种促进棉桃脱落的物质，称为脱落素II， 1963年Wareing从将要脱落的槭树叶子中提取出一种 促进芽休眠的物质，称为休眠素，后来证明，脱落素II 和休眠素为同一种物质，统一称之为脱落酸(ABA)
化学本质：含15个碳原子的倍半萜化合物 合成部位：成熟叶片和根冠中(特别是在水分亏缺条