第十章植物的生长生理
《植物生理学》(第四版)教案 第十章 植物的生长生理(高等教育出版社)
基本内容第十章植物的生长生理（growth physiology of plant）。
第一节种子的萌发(Seed germination)种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的水分、充足的氧和适宜的温度。
三者同等重要，缺一不可。
此外，有些种子的萌发还受到光的影响。
（一）水分(Water)吸水是种子萌发的第一步。
种子吸收足够的水分以后，其他生理作用才能逐渐开始，这是因为水可使种皮膨胀软化，氧容易透过种皮，增加胚的呼吸，也使胚易于突破种皮；水分可使凝胶状态的细胞质转变为溶胶状态，使代谢加强，并在一系列酶的作用下，使胚乳的贮藏物质逐渐转化为可溶性物质，供幼小器官生长之用；水分可促进可溶性物质运输到正在生长的幼芽、幼根，供呼吸需要或形成新细胞结构的有机物。
（二）氧(oxygen)种子萌发是一个非常活跃的生长过程。
旺盛的物质代谢和活跃的物质运输等需要有氧呼吸作用来保证。
因此，氧对种子萌发是极为重要的。
（三）温度(Temperature)种子萌发也是一个生理生化变化的过程，是在一系列的酶参与下进行的，而酶的催化与温度有密切关系，所以，种子要在一定的温度条件下才能发芽。
（四）光(Light)光对一般植物种子的萌发没有什么影响，但有些植物的种子萌发是需要光的，这些种子称为需光种子（light seed），如莴苣、烟草和拟南芥等植物的种子。
还有一些种子萌发是不需要光的，称为需暗种子（dark seed），如西瓜属和黑种草属（Nigella）植物的种子。
二、种子萌发的生理生化变化(Change of physiology and biochemistry of seed germination)种子萌发过程基本上包括种子吸水，贮存组织内物质水解和运输到生长部位合成细胞组分，细胞分裂，胚根、胚芽出现等过程。
（一）种子的吸水种子的吸水可分为3个阶段，即急剧的吸水、吸水的停止和胚根长出后的重新迅速吸水。
据测定，种子吸水第一阶段是吸胀作用（物理过程）。
光形态的建成及植物的生长生理
第十章植物的生殖生理一、名词解释l．花熟状态 2．春化作用3．光周期 4．光周期现象 5．光周期反应类型 6．长日植物（LDP）7．临界日长8．短日植物（SDP） 9．日中性植物（NDP ）10．去春化作用 11．春化处理 12．春化素13．临界夜长（临界暗期） 14．光周期诱导 15．光周期效应 16．暗期间断现象二、写出下列符号的中文名称1.LDP2.SDP 3．NDP三、填空题1. 在短日照的昼夜周期条件下，在暗期用闪光进行暗期间断，则会产生______效应，从而促进________开花，抑制______开花。
2. 春化作用感受部位是______，而光周期感受部位是______，发生光周期反应的部位是______。
3. 在温带地区，春末夏初开花的植物一般为______植物，秋季开花的植物一般为______植物。
4．当光期长暗期短，或暗期为红光中断，均使Pfr／Pr的比值______，有利于开花刺激物的合成，引起开花。
长夜导致Pfr______而延迟开花。
5．SDP南种北引时生育期______，所以应引______熟品种，LDP南种北引时生育期______，所以应引______熟品种．6．高比例的Pfr／Pr促进______植物成花，抑制______植物成花；低比例的Pfr／Pr是在______条件下形成的，因此______条件促进______植物开花，抑制______植物开花。
7．大多数植物春化作用最有效的温度是______℃，去春化作用的温度是______℃。
8．光周期对植物性别分化有影响，长日条件一般诱导LDP______花分化，而诱导SDP______花分化9．植物激素也影响植物的性别分化，以黄瓜为例，用生长素处理，则促进黄瓜______花增多，用GA处理则促进黄瓜______花增多。
10．玉米是雌雄同株异花植物，一般是先开______，后开______。
11．在果树栽培中，常常应用环状剥皮，绞缢枝干等方法，使上部枝条积累较多的糖分，提高______比值，从而促进开花。
植物生理学-10-植物的成熟与衰老生理
第一节种子的休眠和萌发第二节芽的休眠和萌发第十章植物的成熟和衰老生理(maturation & senescence )第三节种子发育和成熟生理第四节果实生长和成熟生理第五节植物的衰老第六节植物器官的脱落第一节种子的休眠和萌发一、种子的休眠休眠是指植物生长出现暂时停顿的现象。
休眠是植物对不良环境条件的适应，而这些特性或多或少地被遗传固定下来，成为植物的一种内在规律性。
种子休眠有两种情况：强迫休眠：种子已具有发芽的能力，但因得不到发芽所必需的基本条件，而被迫处于静止状态的现象。
深休眠或生理休眠：种子还未完全通过生理成熟阶段，即使供给合适的发芽条件仍不能萌发的现象。
通常所讲的种子休眠为种子深休眠。
种子的休眠与解除：（1）种皮限制，如苜蓿种皮不透水、椴树种皮不透气、苋菜种皮太坚硬(机械、化学)（2）种子未完成后熟，属生理后熟型(种胚发育完全，但生理上未完成后熟。
如苹果、桃、梨等(低温层积处理)（3）胚未完全发育，属形态后熟型，如珙桐、银杏等(低温层积处理、GA处理)；（4）抑制物质的存在，如ABA、HCN、有机酸、生物碱等(去除抑制物质、GA处理)种子休眠的延长：可施用植物生长延缓剂，如B9或PP333二、种子的萌发1、种子萌发的过程(1) 吸胀(2) 萌动(3) 发芽生长吸水吸胀吸水缓慢吸水2、影响种子萌发的生理条件(1)种子休眠(2)种子新陈度种子寿命是指种子从成熟到丧失生活力所经历的时间。
种子新陈度是指种子贮藏期间的衰老程度，可以用种子发芽力或生活力来判断。
(3)种子的饱满度种子的大小常与其发芽力呈正相关。
种子的发芽力的检测方法：TTC法（利用组织还原力）；红墨水法（利用原生质膜的选择透性）；荧光物质法（利用细胞中的荧光物质）。
3、影响种子萌发的生态条件种子萌发的适宜外界条件是：足够的水分；适宜的温度；充足的氧气；喜光种子需光（莴苣、烟草），喜暗种子需暗（番茄、瓜类）。
种子的化学成分影响到种子的吸水量：蛋白质种子、淀粉质种子、脂肪质种子的吸水量依次降低。
植物生长的生理过程
呼吸作用的意义：为植物提供能量， 维持植物的生命活动，促进植物的 生长和发育。
植物细胞：主要在细胞质和线粒体中进行 叶绿体：光合作用的场所，也参与呼吸作用 根系：根部细胞也参与呼吸作用，特别是根尖部分 果实：果实中的细胞也参与呼吸作用，特别是在成熟过程中
提供能量：呼吸作用是 植物生长和发育的能量
用的速率
生长素（Auxin）：主要促进植物生长，包括细胞伸长和分裂 细胞分裂素（Cytokinin）：主要促进细胞分裂，包括根尖和芽的分化 赤霉素（Gibberellin）：主要促进植物生长发育，包括茎的伸长和开花 脱落酸（Abscisic Acid）：主要调节植物的逆境响应和休眠 乙烯（Ethylene）：主要参与植物生长发育和逆境响应的调节
水分：水分充足，呼吸作 用越强
土壤养分：土壤养分充足， 呼吸作用越强
植物种类：不同植物种类 的呼吸作用强度不同
蒸腾作用是植物 通过叶片的气孔 将水分蒸发到空 气中的过程。
蒸腾作用是植物 水分和矿物质吸 收、运输和利用 的重要途径。
蒸腾作用可以降 低叶片的温度， 防止叶片被阳光 灼伤。
蒸腾作用可以增 加大气湿度，调 节气候。
有氧呼吸：植物在氧气充足的环境 中，通过酶的作用，将葡萄糖分解 为二氧化碳和水，同时释放出大量 的能量。
光呼吸：植物在光照条件下，通过 酶的作用，将葡萄糖分解为二氧化 碳和水，同时释放出少量的能量。
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无氧呼吸：植物在氧气不足的环境 中，通过酶的作用，将葡萄糖分解 为酒精和二氧化碳，同时释放出少 量的能量。
来源
调节水分：呼吸作用 可以调节植物体内的 水分代谢，保持水分
平衡
合成有机物：呼吸作 用可以将无机物转化 为有机物，为植物生
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）。
植物生理学第十章生长生理
⑴ 可研究外植体在不受植物体其它部分干扰下的生长和 分化规律。
⑵可用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理论 上和生产上的问题。
2.特点
⑴取材少，培养材料经济。 ⑵人为控制培养条件，不受自然条件影响。 ⑶生长周期短，繁殖率高。 ⑷管理方便，利于自动化控制。
► 3. 培养条件：
（1）完全无菌：材料、培养基 （2）培养基成分：
丁香髓愈伤组织中加入适量生长素和细胞分裂素， 可以诱导分化出木质部。
低浓度2,4-D可促进胚胎原始细胞形成，抑制胚状 体进一步发育。
四、组织培养(tissue culture) 是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养
离体植物组织（器官或细胞）的技术。 组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性。
A、无机营养物：无机盐类 B、碳源：以蔗糖为主，带用浓度2-4% C、维生素：不同材料对vit种类、数量要求不同。硫胺素
是必需的，其他如烟酸、维生素B6和肌醇等。 D、生长调节剂：必须是人工合成、稳定、耐热物质。如
2,4-D和NAA等。 E、有机附加物：非必需物质，如氨基酸、椰子乳汁等。 （3）温度：25-27℃ （4）光：依不同培养而定。
经济树种（茶、桑）、大豆、棉花等则要去尖、 打顶，以促进分支，增加产量；
白菜移栽需抑制根的顶端优势，便于水分、矿 质吸收；
萝卜不能移栽，目的是维持根的顶端优势。
应用：
果树整形修剪、棉花整枝、植物生 长调节剂（如TIBA)消除大豆顶端优势 增加分枝，提高结荚率。
三、营养生长和生殖生长的相关性
1、统一方面 营养生长是生殖生长的物质基础。只有根深叶茂，
极性导致的不均等分裂是发育分化得以实现的重要途径
A
B
植物生理学-第十章 植物的生长生理
细胞分化的理论基础是：细胞全能性
（一）细胞分化的内部调控机理 1、通过极性控制分化 极性是分化产生的第一步，极性的存
在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。 极性产生的原因： 受精卵的第一次不均等分裂 IAA在茎中的极性传导
2、通过激素控制分化 IAA促进愈伤组织分化出根，CTK促 进分化出芽。 3、通过基因调控分化 如开花基因活化，可导致成花。 （二）外界条件对细胞分化的调节 1、糖浓度
4、种子寿命
种子寿命（seed longevity）：从种子 成熟到失去发芽力的时间。
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿 命很短，如：热带的 可可、芒果种子
正常性种子：耐脱水和低温，寿命 较长，如：水稻、花生
种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。
二、影响种子萌发的外界条件 1、足够的水分 吸水是种子萌发的第一步：
不同作物种子萌发时需要温度高 低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
2、种子生活力 种子生活力（seed viability）：指种子 能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。
鉴定种子生活力的方法：
（1）利用组织还原能力（TTC染色法）
TTC
2H 脱氢E
氧化态 无色
三苯甲瓒
还原态 红色2、利用原生质来自着色能力 —（染料染 色法）活种子的原生质膜有选择透性，不选 择吸收染料，原生质（胚）不着色。
第十章植物的生长生理
• 在农业生产上,可用水肥措施、修剪、生长调节剂等来调控作物得根冠 比,促进收获器官得生长。
顶端优势
(二)主茎与侧枝得相关
植物得顶芽生长占优势而抑制侧芽生长得现象。向日葵 、玉米、高粱、黄麻等得顶端优势很强。
产生顶端优势机理
第十章植物的生长生理
二、种子休眠得原因
种子休眠:指处在适宜得外部条件下种子仍不萌发得现象。 休眠得原因:
1、种皮得限制:种被不透水性、种被不透气 性、种被得机械约束作用
2、胚未发育完全: 胚以外得部分成熟且收 获,因为胚未成熟不能萌发。
3、种子未完成后熟作用 4、存在抑制萌发得物质:种子(果实) 成熟 过程中积累抑制萌发得物质,达到一定量时导致种子休眠 。
三、芽休眠得原因
促使芽休眠得主要因素:短日照
冬眠植物:短日照诱导休眠,长日照解除休眠。 夏眠植物: 长日照诱导休眠, 短日照解除休眠。 如冬眠植物:
短日照→ABA合成→GA/ABA↓ →休眠 长日照→GA合成→ GA/ABA ↑ →解除休眠
低温易被误认为就是植物休眠得原因,实际上不仅不就是植物休眠得原 因,反而就是解除休眠不可缺少得条件。
果、可可、橡胶、椰子、板栗、栎树等,以及一些水生草本植 物如水浮莲、菱、茭白等,
正常性种子:耐脱水和低温,寿命较长。 如:水稻、花生。
种子寿命与种子含水量和贮藏温度有关。
五、种子得活力
• 1、种子生活力
•
种子能够萌发得潜在能力或种胚具有得生命力。--- 红墨水法等
测定
• 2、种子活力即种子得健壮度,就是种子发芽和出苗率、幼苗生长得潜 势、植株抗逆能力和生产潜力得总和,就是种子品质得重要指标。
植物生理学010生长生理
1三基点 2 温周期现象：植物生长需要一定昼夜温度变化 称作温周期现象。
（三）水分 （四）矿质营养 N ：叶肥、徒长；C：积累糖；
（五）植物激素 GA：茎生长；CCC：抑制
第四节 植物各部分生长的相关性
（一）定义
植株不同部分的生长既相互制约，又 相互依赖、相 互促进这种现象称作生长的相关性。
分裂间期：G1、S、G2；分裂期：M期 前中后末
细胞周期控制：关键酶是依赖细胞周期蛋白的蛋
白激酶（CDK)。
细胞周期蛋白（cyclin)：活化CDK；CG1 CM CDK 活性调节：(周期控制图)
1 、细胞周期蛋白的合成与破坏；
2 、CDK分子内关键氨基酸残基的磷酸化和去磷酸化。
（二）生化变化 1 DNA 2 RNA 和蛋白质 G1期上升，S期急剧上升，G2期
5 植株再生：从愈伤组织重新分化出完整植株的过
程称为植株再生。
胚状体途径：是指外植体按胚胎发生方式形成再生
植株的过程。 胚状体：在组织培养中，外植体细胞经过类似有性生 殖中胚胎发生 (图9) 的过程而形成的能独立发育成完 整植株的类似于胚的结构，将这种结构称为胚状体。
器官发生途径：先从外植体诱导出器官而后再诱导
提取物、椰乳等。
（三）培养方式 固体培养 液体悬浮培养
悬滴培养 浅层培养细胞固定化培养
（四）培养条件 温度：23－28℃，昼夜温差；
光照；氧气
（五）操作过程
1 配制培养基并灭菌 2 选取外植体并灭菌 3 接种 4 培养 5 继代 6 分化 7 移栽
（六）应用
1 理论研究 2 基因工程 3 育种 4 繁殖 5 脱毒 6 种质保存 7 代谢物生产
白激酶
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生理-植物的生长生理知识点整理
生理-植物的生长生理知识点整理●植物生长和形态发生●植物生长●是指植物在体积、重量数目等形态指标方面的不可逆增加，是一种量的变化。
●植物分化●是指植物细胞、组织和器官在形态结构、内部代谢和生理功能方面发生的变化，是一种反映不同细胞、组织和器官间区别的质的变化。
●发育●是植物生长和分化的总和，是植物生长分化的动态过程●发育过程分为●胚胎发育，营养生长，生殖生长●植物发育的细胞基础●细胞分裂●当细胞质增加到一定程度时，细胞就分裂为两个子细胞。
●细胞分裂为两个子细胞所需的时间为细胞周期。
●细胞周期●分裂间期●DNA复制前期(G₁期)，DNA复制期(S期)，DNA复制后期(G₂期)●分裂期●前期，中期，后期，末期●在分生组织中，细胞分裂可以持续进行，也可以停止分裂，进行细胞的扩大生长和细胞分化。
●植物激素在细胞分裂过程中起重要作用，生长素、细胞分裂素促进细胞周期的进行，脱落酸抑制细胞周期的进行。
胚胎第一次分裂后开始出现生长素极性运输●在适宜条件下,植物细胞的分裂能力几乎是无限的。
●植物受精卵的第一次分裂是不均等分裂●种子胚乳细胞的分裂是增殖分裂●分裂面●平周分裂：增粗●垂周分裂：长高●细胞生长●细胞生长的动力源于生活细胞所具有的膨压，细胞生长方向受微纤丝去向的影响。
●由于细胞壁的存在，细胞的生长受一定的限制。
●细胞生长包括细胞大小和细胞壁组分的变化，细胞扩大的速率首先决定于细胞壁松弛的调节。
●在细胞伸长或扩大过程中，伴随细胞表面积增加，细胞壁有新物质合成。
●细胞壁松弛的调节●木葡聚糖内糖基转移酶(XET)和扩张蛋白参与调节细胞壁的松弛。
XET可将一条木葡聚糖链切断并重新连接到另一条木葡聚糖链的非还原端，调节细胞生长过程中多糖链的重新排列和新合成的多糖链在细胞壁中的沉积。
扩张蛋白通过可逆结合在细胞壁中纤维素微纤丝和多糖链结合的交叉点，催化纤维素微纤丝与多糖间的氢键断裂，解除细胞壁中多糖对纤维素的制约，使细胞壁松弛。
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。
植物生理学植物的生长生理
三、影响种子萌发的外界条件
1、水分
1）使种皮变软，氧气易于通过种皮，胚根易于突 破种皮。
2）使原生质由凝胶转化为溶胶状态。 3）保证细胞分裂和伸长正常进行。 4）水分促进可溶性物质运输到正在生长的幼芽、 幼根，形成新细胞结构。
5）促使种子内束缚态植物激素转化为自由态，调 节胚的生长。
干燥种子最初的吸水是依靠吸胀作用进 行的。无论种子是否有生活力都可进行最初 的吸胀作用。不同农作物种子，在萌发过程 中吸水量不同。豆科植物的种子吸水量大。
郑光华先生提出“超干种子保存 法”。
根据植物种子贮藏条件的特点，将种 子分为正常性种子和顽拗性种子。
正常性种子耐脱水性很强，耐低温贮 藏，寿命较长，大多数植物种子属于这一 类型。
顽拗性种子是不耐脱水干燥，也不耐 低温贮藏，寿命较短。产生顽拗性种子的 植物主要有两大类：（1）原产于热带或亚 热带地区的许多果树，如椰子、荔枝、龙 眼、芒果等；（2）一些水生草本植物，如 水浮莲、茭白、菱等。
各种主要作物种子萌发时的最低吸水量
ห้องสมุดไป่ตู้
作物种类 水稻 小麦 玉米 油菜
吸水率（%） 作物种类
35
棉花
60
豌豆
40
大豆
48
蚕豆
吸水率（%） 60 186 120 157
2、温度 温度对种子萌发的影响存在三基点，即
最适、最低和最高温度。最适温度指种子在 最短时间内获得最高发芽率的温度。
。
萌发的最适温度，尽管是生长最快的温度， 但由于种子消耗养分较多，往往使幼苗生长很 快但并不健壮，经不起不良环境侵袭。
发育包括生长和分化两个方面。
植物的发育在时间上有严格的顺序， 如种子发芽，幼苗生长，开花结实，衰老 死亡，都按一定的时间、顺序发生。
植物的生长生理
暗期间断对开花的影响
苍耳嫁接实验
光和温度对植物生长的影响
光对植物生长有两种作用：间接作用和直接作用。
（1）间接作用即为光合作用。由于植物必须在较强的光照 下生长一定的时间才能合成足够的光合产物供生长需要，所 以说，光合作用对光能的需要是一种高能反应。
（2）直接作用是指光对植物形态建成的作用。如①光促进 需光种子的萌发、幼叶的展开、叶芽与花芽的分化等。由于 光形态建成只需短时间、较弱的光照就能满足，因此，光形 态建成对光的需要是一种低能反应。 ②黄化植株的转绿、 叶绿素的形成。
锦紫苏
向触性
是生长器官因到受单方向机械刺激而引起运 动的现象。
向化性
是化学物质分布不均匀引起的生长反应。
感性运动
无一定方向的外界因素均匀作用于植株或某些器官所 引起的运动。
感性运动多数属膨压运动(turgor movement)，即由细 胞膨压变化所导致的。
常见的感性运动有感夜性(nyctinasty)、感震性 (seismonasty)和感温性(thermonasty)。
一般解除春化的温度为25～40℃。
前体物 低温 中间产物 低温 最终产物 （完成春化）
高温
中间产物分解 （解除春化）
感受低温的时期和部位
时期：一般植物在种子萌发后到植物营养体生长的苗期都可感 受低温而通过春化。 部位：分生组织和某些能进行细胞分裂的部位。
胚 茎尖生长点
春花效应的传递
春化素（vernalin）
其次，细胞分裂素和生长素在胚中形成，细胞分裂 素刺激细胞分裂，促进胚根胚芽的生长；
生长素促进胚根胚芽的伸长，以及控制幼苗的向地 性生长。
影响种子萌发的外界条件
●水分
几种作物种子萌发时最低吸水量占风干重的百分率
植物生理学课件 09生长生理
在茶树栽培中，经常摘芽断尖，促进更多的侧枝生 长，从而增加茶叶产量。
在大豆生产中，常利用三碘苯甲酸(TIBA)处理大豆 顶芽，抑制顶端生长，增加发枝，提高结荚率，成 为增产的有效措施。
三. 种子寿命
种子寿命（seed longevity):种子从采收到失去发芽力的 时间。
• 例子：柳树种子，成熟后12h内有发芽力； • 杨树种子，几周； • 槭 树 种 子 ， 几 周 （ 成 熟 时 含 水 量 58% ， 下 降 到 30-
34%就死去）； • 农作物种子，1-3年（花生种子1年，小麦、水稻、玉米、
• 相互促进
合成植物碱等含氮化合物如烟碱等。
•
对根的生长有促进作用，光
•
地上部分：合作用合成糖分供应根部，
•
合成根生长所需的维生素。
•
•
土壤水分含量高，土壤通气少，
• 相互制约
限制根系生长，根/冠比降低 ；
• 如“旱长根，水长苗” 土壤水分含量低，增加根生长，
•
减少地上部生长，根/冠比 增大
2.主茎生长和侧枝生长的相关
论，即酸－生长学说
• （四）细胞伸长与植物激素
• 赤霉素（GA）诱导细胞伸长：
• 细胞分裂前，依赖IAA诱导的细胞壁酸化,与IAA有相加作用。
• 赤霉素（GA）诱导细胞伸长的机理：
• GA提高木葡聚糖内转糖基酶（XET)活性，增加细胞壁延展性
• XET作用：
• 1.切开木葡聚糖 重新形成另个木葡聚糖分子 素网
整个生长过程中的生长速率表现出“慢-快-慢”的基本规律， 即为植物生长的大周期。 • 生长的相关性：植物各部分间的相互制约与相互协调的关系。 • 顶端优势：顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象。 • 原因：茎顶端产生生长素IAA,对侧芽生长有抑制作用，细胞分 裂素CTK可解除侧芽的受抑制。 • 应用：果树修剪整形，棉花整枝等
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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。
第十章植物的生长生理
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
第十章植物的生长生理
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）
第十章植物的生长生理
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）
第十章植物的生长生理
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。
第十章植物的生长生理
植物体 分离 外植体 脱分化 愈伤组织
再分化 根,芽
植株
第十章植物的生长生理
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。
第十章植物的生长生理
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。
第十章植物的生长生理
第十章植物的生长生理
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 ）。
第十章植物的生长生理
1.2 影响种子萌发的主要因素
第十章植物的生长生理
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。
第十章植物的生长生理
（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℃
第十章植物的生长生理
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
第十章植物的生长生理
第十章植物的生长生理
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。
第十章植物的生长生理
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。
第十章植物的生长生理
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
第十章植物的生长生理
第十章植物的生长生理
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％