植物生理学：8第八章 植物的生殖生理
植物生理学教案--第八章生殖生理PPT课件
二、光周期 ※ （一）光周期的发现
某些植物在完成春化作用后，只有 在高温和特定的光周期处理以后，花 芽才能分化。
光周期（ photoperiod）：一天之 中白天和黑夜的相对长度。
1920年，美国科学家Garner和 Allard发现光周期影响植物的开花。
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美洲烟草在美国华盛顿附近的夏 季长日照下，株高达3-5m不能开花 ； 但生长在冬季温室中，株高不及1m即 可开花。提出烟草的花诱导决定于日照 长度。
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临界日长 critical daylength）：诱 导SDP开花所需的最长日照，或诱导 LDP开花所需的最短日照。
将SDP苍耳和LDP天仙子放置在 14h日照长度下，两种植物都开花。
苍耳的临界日长是15.5h，天仙子 的临界日长是11h。
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相对LDP，绝对LDP，相对SDP， 绝对SDP。
研究表明，植物的成花反应并不完 全受暗期结束时Pfr/Pr相对比值所控制。
SDP，在光期结束时立即照射远红 光，其开花反而受到强烈抑制。对LDP， 在暗期的初期照射远红光或后期照射红 光，促进开花。？？
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SDP开花要求的是暗期前期的“高 Pfr反应”和后期的“低Pfr反应”。LDP 开花要求的是暗期前期的“低Pfr反应” 和后期的“高Pfr反应”。
对SDP而言，开花需要较低的Pfr/Pr 比值，在光期结束时， Pfr占优势，进入 暗期时， Pfr暗逆转或降解，当Pfr/Pr比值 降到低于临界值时，促进SDP开花。
对LDP而言，开花需要较高的Pfr/Pr 比值。
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用红光间断暗期， Pfr水平提高， Pr水平下降， Pfr/Pr比值升高，SDP开花 受到抑制，LDP开花受到促进。
20oN：海口 40oN：北京 50oN：黑河
第八章植物生理学
(2)根冠比调节
①通过降低地下水位，增施磷钾肥，减少氮肥，中耕松土，使用三碘苯甲酸、整形素、矮壮素、缩节胺等生长抑制剂或生长延缓剂等措施可加大植物的根冠比。
②通过增施氮肥，提高地下水位，使用GA、油菜素内酯等生长促进剂等措施可降低根冠比。
②信息交换 根冠间进行着信息交流。如在水分亏缺时，根系快速合成并通过木质部蒸腾流将ABA运输到地上部分，调节地上部分的生理活动。如缩小气孔开度，抑制叶的分化与扩展，以减少蒸腾来增强对干旱的适应性。叶片的水分状况信号，如细胞膨压，以及叶片中合成的化学信号物质也可传递到根部，影响根的生长与生理功能。
6．简述植物地下部分和地上部分的相关性。在生产上如何调节植物的根冠比？
答：
(1)地上部分和地下部分相关性
植物的地上部分和地下部分有维管束的联络，存在着营养物质与信息物质的大量交换。因而具有相关性。
①物质交换 根部的活动和生长有赖于地上部分所提供的光合产物、生长素、维生素等；而地上部分的生长和活动则需要根系提供水分、矿质、氮素以及根中合成的植物激素、氨基酸等。
(2)对立关系 如营养生长与生殖生长之间不协调，则造成对立，表现在：营养器官生长过旺，会影响到生殖器官的形成和发育；生殖生长的进行会抑制营养生长。
在协调营养生长和生殖生长的关系方面，生产上积累了很多经验。例如，加强肥水管理，防止营养器官的早衰；或者控制水分和氮肥的使用，不使营养器官生长过旺；在果树生产中，适当疏花、疏果使营养上收支平衡，并有积余，以便年年丰产，消除“大小年”。对于以营养器官为收获物的植物，如茶树、桑树、麻类及叶菜类，则可通过供应充足的水分，增施氮肥，摘除花芽，解除春化等措施来促进营养器官的生长，而抑制生殖器官的生长。
《植物的生殖生理》课件
维持雌、雄配子体发育和成熟
03
植物激素对于雌、雄配子体的发育和成熟具有重要作用，从而
影响受光照能够影响植物激素的合成和分布，从而影响 植物的生长发育。
温度
温度可以影响植物激素的合成和代谢，进而影响 植物的生殖生理过程。
水分
水分状况能够影响植物激素的合成和运输，从而 影响植物的生殖生理过程。
雌性生殖器官：胚珠和子房
胚珠
胚珠是植物的雌性生殖器官，位于子房内，通常呈圆形或椭圆形。胚珠内部含有卵细胞和中央细胞，是植物繁殖 后代的重要结构。
子房
子房是植物雌蕊的一部分，通常位于花的底部。子房内含有多个胚珠，是植物繁殖后代的场所。
受精过程与胚胎发育
受精过程
受精是指卵细胞与精子细胞的结合， 形成受精卵的过程。在受精过程中， 花粉落在胚珠上，释放出精子细胞， 与卵细胞结合形成受精卵。
02
植物的生殖器官与生 殖过程
雄性生殖器官：花药和花粉
花药
花药是植物的雄性生殖器官，位于花 蕾中，包含小孢子和精子细胞。花药 通常呈囊状，内部含有许多小孢子， 是生产花粉的结构。
花粉
花粉是植物的雄性生殖细胞，由小孢 子发育而来。花粉具有多种形态，如 球形、椭圆形等，通常呈干燥状态， 需要借助风、昆虫等媒介传播。
植物生殖与农业生产的关联
研究植物生殖生理与农业生产的关系，以提高作物的产量和品质， 以及培育抗逆性强的新品种。
未来研究方向与技术手段
1 2
发展新型实验技术
利用基因编辑技术、单细胞测序等前沿技术手段 ，深入解析植物生殖生理过程的细节。
跨学科整合研究
结合生物学、遗传学、生态学等多学科的理论和 方法，全面揭示植物生殖生理的奥秘。
生物多样性保护
八年级生物下册《植物的生殖》课件
学生将通过显微镜观察植物的花序和 花结构，了解花的组成、花瓣、花萼 、雄蕊和雌蕊等结构特点，以及它们 在植物生殖过程中的作用。
观察植物的种子结构
总结词
通过观察植物的种子结构，了解 种子的形成和发育过程。
详细描述
学生将观察不同成熟度的种子， 了解种子的内部结构和发育过程 ，以及种子的萌发和生长特点。
遗传多样性
有性生殖通过基因重组产生遗 传变异，增加遗传多样性，而 无性生殖不涉及基因重组。
适应性
有性生殖有助于适应环境变化 ，因为基因重组有助于产生适
应新环境的变异。
繁殖方式
有性生殖需要两性配子结合， 而无性生殖则通过分株、孢子 、不定芽等方式进行繁殖。
植物生殖方式的选择
环境适应性
植物根据环境条件选择合 适的生殖方式，如水分、
学习目标
了解植物生殖的基本概念和过程。
掌握植物生殖的几种方式，包括 有性生殖和无性生殖。
理解植物生殖与人类生活的关系， 以及植物生殖在农业、园艺等领
域的应用。
02
植物的有性生殖
植物有性生殖的概述
01
02
03
定义
植物有性生殖是指植物通 过精卵结合，形成受精卵， 进而发育成新个体的生殖 方式。
特点
和推广。
加快繁殖速度
无性生殖可以加快植物的繁殖速 度，使得植物能够在短时间内大
量繁殖。
增加繁殖后代数量
无性生殖可以产生大量的后代， 使得植物种群的数量得到快速扩
张。
04
植物生殖方式的比较与选择
有性生殖与无性生殖的比较
01
02
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繁殖速度
有性生殖通常比无性生殖速度 慢，因为需要经过配子结合和
《植物生理学》课程教学大纲
《植物生理学》课程教学大纲课程名称：植物生理学课程类别：专业选修课适用专业：生物技术考核方式：考试总学时、学分：32学时 2 学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的《植物生理学》是生物技术专业四年制本科学生开设的一门专业必修课，内容主要是讲授植物生命活动的基本代谢生理（包括物质代谢和能量代谢）、生长发育生理以及对不良环境的反应。
通过本课程的学习，使学生对植物生命活动的基本规律要有全面、系统的认识，并能运用所学植物生理学的知识去观察、解释和分析自然界中有关植物生命活动的现象，明确植物生理学研究的内容和任务，了解植物生理学发展简史，掌握本学科发展的前沿动态和特点以及有效的学习方法。
通过本课程的学习，为本专业学生的继续深造及将来的教育教学、科研和生产实践打下坚实的基础。
通过本课程的学习，使学生具备以下素质和能力：1. 通过植物生理学理论课的学习，具备绿色发展的意识、平衡施肥和环境保护等意识。
2. 应用植物生理学的相关知识和技术，发展现代农业、现代园林、设施农业、现代植物工厂、现代植物制药厂等的创新意识和创新能力。
3. 掌握植物生理学的基本理论，获得相关的教育教学能力，能够运用相关知识服务于中小学教育工作或进一步的科研工作及解决实际生活、生产中的植物生理学涉及的相关问题的能力。
4. 通过小组讨论和合作研究，掌握相关知识资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关专业知识信息的基本方法，具有及时了解本学科前沿发展动态的能力；具备批判性思维、终生学习意识等。
二、课程教学要求通过学生学习，要求掌握植物的水分代谢、矿质营养、光合作用、有机物运输、植物激素、光的形态建成、植物的营养生长期与生殖生长的生理、植物的成熟与衰老生理，以及对多种逆境的抗性生理和抗病生理等的基本概念与机理机制。
三、先修课程无机及分析化学、有机化学、植物学、生物化学、细胞生物学等。
四、课程教学重、难点课程重点：植物水分生理、矿质营养、光合作用、植物激素、抗逆生理通论。
《植物生理学》第八章 植物生长生理ppt课件
采用组织培养可以直接诱变和筛选出具抗病、抗盐、
高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。
4、保存种质资源，避免基因的丢失和毁灭。
5、提供加工原材料，生产次生代谢物。
如抗癌首选药物--紫杉醇等，可以用大规模培养植物细
胞来直接生产。
6、基因工程。
基因工程主要研究DNA的转导，而基因转导后必须通过
组织培养途径才能实现植株再生。
v 细胞数目增加。最显著的生化变化是核酸含量， 尤其是DNA变化，因为DNA是染色体的主要成分。 v 细胞分裂素起作用。
二、细胞伸长的生理
v 细胞壁的可塑性增加；增加细胞壁及原生质的 物质成分；细胞吸水，体积增大。 v 赤霉素和生长素促进细胞伸长。
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三、细胞分化的生理
细胞分化是指形成不同形态和不同功能细胞的 过程。
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第四节 种子萌发
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一、概念
1、种子萌发 种子萌发（seed germination）：种子吸水到胚根 突破种皮（或播种到幼苗出土）之间所 发生的一系列生理生化变化过程。
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。
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鉴定种子生活力的方法：
由体细胞分化来的类似胚胎结构的细胞或细
胞群。
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4、小苗移栽 当试管苗具有4～5条根后，即可移栽。 苗床土：泥炭土、珍珠岩、蛭石、砻糠灰等混合 培养土。 用塑料薄膜覆盖。
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(四) 组织培养的应用
1、 快速繁殖优良品种、优良类型和珍贵种质资源。
2、 脱除各类病毒，幼化复壮植物。
3、 有效的培养新品种，创造新型植物种类。
由分生细胞可分化成薄壁组织、输导组织、机 械组织、保护组织和分泌组织，进而形成营养器官 和生殖器官。
植物生理学第08章-植物的生殖生理
第八章植物的生殖生理本章内容提要：完成幼年期生长的植株的开花，还受到环境条件的影响，其中低温和光周期是成花诱导的主要外界条件。
一些二年生植物和冬性一年生植物的成花需要低温的诱导，即春化作用。
光周期对植物成花同样具有重要影响，植物对光周期的反应类型主要分为三类：短日植物、长日植物和日中性植物。
光敏色素参与了植物的开花过程，P fr/p r的相对比值影响植物的成花过程，短日植物的成花在暗期前期要求“高P fr反应”，在暗期后期要求“低P fr反应”，长日植物与此相反。
春化处理和光周期的人工控制，可调节植物的开花时期，春化和光周期理论在农业生产中有重要利用价值。
植物花器官的形成和性别分化受环境影响较大。
花粉能否正常萌发和受精取决于花粉和柱头之间的亲和性，人为干预可打破不亲和性。
外施生长素类调节剂可诱导单性结实。
第一节春化作用大多数植物都有一个共同点，就是在开花之前要达到一定年龄或是达到一定的生理状态，然后才能在适宜的外界条件下开花。
植物开花之前必须达到的生理状态称为花熟状态(ripeness to flower state)。
植物在达到花熟状态之前的生长阶段称为幼年期(juvenile phase)。
处于幼年期的植物，即使满足其成花所需的外界条件也不能成花。
已经完成幼年期生长的植物，也只有在适宜的外界条件下才能开花。
外界条件主要特征表现为温度高低和日照长短。
1、春化作用及植物对低温反应的类型早在19世纪人们就注意到低温对作物成花的影响。
如小麦和黑麦的有些品种需要秋播-“冬性”品种；有些则适应春播--“春性”品种。
如果将冬性品种改为春播，则只长茎叶，不能顺利开花结实；而春性品种不需要经过低温过程就可开花结实。
在一些高寒地区，因严冬温度太低，无法种植冬小麦。
前苏联的李森科(Lysenko) 将将吸涨萌动的冬小麦种子经低温处理后春播，可在当年夏季抽穗开花，遂将这种方法称为春化，意指冬小麦春麦化了。
低温促进植物开花的作用称为春化作用（vernalization）。
植物生理学植物的生殖生理
植物生理学植物的生殖生理
植物的生殖生理是植物生理学的一个重要分支，主要研究植物的生殖过程和与之相关的生理机制。
以下是植物生殖生理的一些关键方面：
1. 花的发育和开花：植物的生殖过程始于花的发育。
植物通过一系列复杂的生理和分子事件，包括花芽的分化、花器官的形成和发育等，最终形成花。
2. 授粉和受精：在花开后，植物通过授粉过程将花粉从雄蕊传递到雌蕊上。
受精是指花粉与雌蕊中的卵细胞结合，形成受精卵的过程。
3. 种子和果实的发育：受精后，受精卵会发育成胚胎，同时子房会发育成果实，包裹并保护种子。
植物的生殖生理还涉及种子的成熟、休眠和萌发等过程。
4. 性别决定和性别表达：植物的性别可以是雌雄同体或雌雄异体。
性别决定的机制可以涉及遗传因素、激素调节和环境因素等。
性别表达涉及花的形态、雄蕊和雌蕊的发育以及花粉和柱头的特征。
5. 自交不亲和和杂交优势：一些植物具有自交不亲和的机制，即同一植株的花粉在自花授粉时无法受精。
而杂交优势是指杂交后代在生长、发育和适应性方面表现出优于亲本的现象。
6. 植物繁殖策略：不同植物种类采取不同的繁殖策略，如有性生殖、无性生殖（如营养繁殖）或二者的结合。
植物的生殖生理与它们的生活史和环境适应性密切相关。
植物的生殖生理是一个复杂而多样化的领域，涉及许多不同的过程和机制。
对植物生殖生理的研究有助于我们理解植物的繁殖、遗传多样性和进化，并为农业和园艺等领域提供实际应用。
1。
第八章生殖生理ppt课件
长短日植物（L-SDP）：如大叶落地生根；
短长日植物（S-LDP）：如风铃草；
3、临界日长与临界夜长
LDP 开花所要求的最低日照长度（时数），称
为 LDP 的临界日长，日照越长对其开花越有利；
SDP 开花所要求的最大日照时数称为SDP的临 界日长，日照越短（不能低于2小时）对其开花越有利；
春化效果能随着细胞分裂从一个细胞传 递到另一个细胞；嫁接试验则表明，春化效果 的传递在不同植物中表现不一。
5、春化作用的机理
春化作用中的生理生化变化： 呼吸增强； 新mRNA和新蛋白质的合成； GA含量增高；
6、春化现象的应用
人工春化处理； 控制花期； 育种与引种
三、日照长度与开花——光周期现象
2、光周期反应的类型
根据开花与光周期的关系，可将自然界的植 物分为以下几种类型：
长日照植物（LDP）：在长日短夜的光周期 中能够开花的植物，如小麦、胡萝卜、油菜等夏季 开花的植物；
短日照植物（SDP）：在短日照长夜的光周 期中开花的植物，如大豆、菊花等秋季开花的植物；
日中性植物（DNP）：这类植物的开花与光周 期无关；只要其它条件合适，在任何光周期中都能开 花；
研究发现植物开花直正感受的是暗期的长度， 而不是光期长度，因此长日植物确切地应称为短 夜植物，短日植物应称为长夜植物。
4、植物感受光周期的部位
LD SD
LD
SD
SD
LD
5、开花刺激的传导
诱导周期非诱导周期 Nhomakorabea苍耳在不同条件下的开花反应
非诱导周期
非诱导周期 ——透镜纸
苍耳叶子被诱导后，开花刺激通过嫁接传递
植物生理学：8第八章植物的生殖生理
第八章植物的生殖生理讲授内容和目标：让学生掌握光周期同花诱导之间的关系，了解春化现象。
掌握光周期诱导的生理机制。
了解光周期现象与春化作用在农业生产上的应用。
(因课时限制，从第三节以后的内容以学生自学为主)。
重点介绍植物的光周期反应类型，光周期诱导的生理机理和应用。
学时分配：3学时。
具体内容：第八章植物的生殖生理同高等动物不同，高等植物的生殖器官——花，是在植物生长到一定大小之后才形成的，因此我们可以根据花器官的形成与否将植物的生活周期分成截然不同发两个阶段，营养生长阶段和生殖生长阶段。
植物从营养生长向生殖生长过渡必须满足两个条件：1.植物必须达到花熟状态2•必须有适宜的环境条件区分的标志是第一朵花的形成(或花芽分化)。
花熟状态(ripeness to flower)：指植物体能够感受适宜的环境条件而开花时必须具备的生理状态。
幼年期(juvenility)：植物在达到花熟状态之前的时期叫幼年期。
只有度过了幼年期，达到花熟状态的植株，在适宜的环境条件诱导下会开花结果，从营养生长进入生殖生长时期。
•开花包括两个过程：花诱导(floral induction)和花器官的分化(floral development)0•花诱导(floral induction):在花芽分化之前，适宜开花的环境条件作用于植物体，而引起的一系列同开花有关的生理变化。
花器官的形成是指在植物在完成花诱导之后花芽的分化过程。
植物体只有完成了花诱导，才能形成花芽、开花、结果并形成种子，完成整个生活史。
第一节光周期与花诱导一.光周期和光周期现象1•光周期现象的发现1920年在美国农业部马里兰州贝尔茨维尔的一个育种站的实验室内，两位科学家W. W. Garner 和H. A. Allard 发现：美洲烟草(Nicotiana tabcumcv Maryland Mammoth)在夏天的大FH里生长到3~5m 也不会开花，但是在冬天的温室里长到不足1米就大量开花了。
植物的生殖生理优秀课件
➢ 脱春化作用后，植物并没有受到伤害，可再进行低温处理，植物重新获得 低温的诱导效应，这种现象称为再春化作用，就是解除春化作用的植物， 可重新通过春化作用。
➢ 春化作用是活跃的代谢过程，在低温期间，需要能源（糖类）、氧气和水 分，也需要细胞分裂和DNA复制。
➢ 依据植物感受低温的发育时期的不同，可将植物分为三种类型： 1. 一年生植物：如小麦等。 2. 二年生植物，如白菜，芹菜，甜菜，油菜，萝卜，胡萝卜，天仙子等。 3. 多年生植物，必须经过冬季的低温才能开花，如菫菜、桂竹香、紫罗 兰、某些品种的菊花、紫菀、石竹、黑麦草等。
➢ 低温是春化作用的主导因子。春化的温度范围为0℃ —10℃，并需要一 定时间。不同作物的春化温度不同。
➢ 春化作用的效果可以积累，即 在植物没有完成一定时间的低 温处理前，若遇不适宜的低温 条件，植物的春化效果还在， 并没有消失，当温度再回到适 宜的春化低温时，植物的春化 作用可继续进行，不必从头开 始。
➢ 植物经过低温春化的时间愈长， 解除春化愈困难。
➢ 此外，许多植物在感受低温后， 还需经长日照诱导才能开花。
➢ 低温是春化作用的主要条件。有 效温度的范围和低温持续的时间 随植物的种类和品种而不同。
➢ 对大多数要求低温的植物来说， 1～2℃是最有效的春化温度，但 只要有足够的时间，在0～10℃ 范围内对春化都有效。0℃以下 不能完成春化过程。
➢ 在春化作用结束前，将植物移动 到不适宜春化的高温条件下，低 温的效应就可以解除，这种现象 称 为 脱 春 化 作 用 。 缺 O2 也 有 解 除春化作用的效应。
树木幼年期和成年期的部位
植物生理学--植物成花和有性生殖生理 ppt课件
❖ 而有些植物,萌动种子不能进行春化,只有当 绿色植株长到一定大小后,才能通过春化-绿体春化,如甘兰、月见草等。
❖ 一般,春化以后还要在较高温度和长日照条
件下才能开花。由此可见,春化对花芽分化
起了诱导作用
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PPT课件
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2.1.4 脱春化
❖ 在春化过程完成之前将植物移到较高温度 下,低温的效果被消除,这一现象被称为脱 春化或解除春化。
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❖ 3.1.2 Long day plants, LDP（长日植物） 指只有在日长长于临界日长的条件下能才开 花的植物,如小麦、黑麦、天仙子、甜菜、胡 萝卜等。
❖ 多在春未和夏天开花。
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3.1.3 Day-neutral plants, DNP (日中性植物)
❖ 不存在临界日长,只要温度等其他条件满足， 可在任何日照条件下开花,如番茄、黄瓜、 茄子、四季豆等。
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
❖ 有春化作用的植物:
❖ 一年生冬性植物，冬小麦，大麦，油菜 等农作物
➢ 菊花是低温短日照植物。而蚕豆、甜豌豆则 属于低温日中性植物。
PPT课件
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3.9 光周期在生产上的应用
❖ 1) 引种 北半球，引种原则是： ❖ 短日植物南种北引，生育期延长，宜引早
熟品种；北种南引，生育期缩短，宜引中 迟熟品种。 ❖ 长日植物南种北引，生育期缩短，宜引中 迟熟品种。北种南引，生育期延长，宜引 早熟品种。
植物生理学生殖生理
（2）春化效应的传递
春化效应是否能传递，有关的试验得到两种完全相反的结果。
① 不能传递。 嫁接 菊花，已春化——未春化(不能开花)
② 能够传递。 嫁接 天仙子, 已春化—— 未春化(开花)
③天仙子——烟草或矮牵牛 (开花) 物质传递 (开花)
（二）春化作用的机制
春化素、赤霉素等与春化作用
1、春化素：Melchers, Lang等曾做过许多嫁接实验 以研究春化效应的传递。他们推测在春化的植株中 产生了某种开花刺激物，它可传递到未春化的植株 并诱导开花。将这种物质命名为春化素 （vernalin）。 但该物质至今没有从植物体中分离出来。而且 有些植物（如菊花）的春化素则不能传导。
1、人工春化处理
闷麦法，0～5℃，40～50d，或“七九麦”，春天补种或冬麦春播。春麦晚 播，避免倒春寒对春小麦的低温伤害，同时可提早成熟，避免干热风的危 害。育种工作中利用春化处理，一年中培育3～4代冬性作物，加速育种过 程。
2、调种引种
北方品种→南方，不能满足低温要求，不开花结实。而南方品种→北方， 南方早春或晚秋开花的植株受低温伤害而败育，造成不可弥补的损失。
（一）光周期现象的发现及光周期反应的类 型 在一天之中，白天和黑夜的相对长度称 为光周期(photoperiod)。 1920年美国园艺学家加纳尔(W.W.Garner)、 阿拉德 (H.A.Allard) 烟草开花试验： 夏季，株高达3～5m时仍不开花， 冬季温室，＜lm就开花。 夏季缩短日照长度——开花； 冬季在温室内延长日照长度——不开花。 ∴短日照是这种烟草开花的关键条件。
试验证明，暗期长度决定能否进行花原基分化，而
光期长度决定花原基的数量，光期的光合作用主要为花发育 提供营养物质。
植物生理学理论课件第八章植物成花和生殖生理
• 2 、 成花刺激物——成花素
长日
短日
1 叶合适光周期引起嫁接苍耳 全体开花
1 个枝条短日处理引起 长日下枝条开花。
图 8 － 18 验
光周期信号物质的传递实
长日矮牵牛 的成花物质 刺激末春花 的天仙子开 花
• 2 、适期播种，注意不同春化类别和特性 。
• 3 、合理引种，能否满足低温条件。
第 3 节光周期现象（ photoperiodism) 植物成花（或发育）对光周期（一天 24 小时周期）的反应 , 称光周期现象。
图 8-11 赤道以北不同纬度地区日照长度的变化
短日照 日本矮牵牛
图 8-12 日本 矮牵牛（左）和 天仙子（右）开 花对日长的反应
开花% 开花%
图 8 － 15 不同植物光周诱导天数与开花
• 4 、光周期的昼夜节奏现象
植株开花%
120 100 80 60 40 20
0 0
暗期长度 暗期中断时间
SDP
20
40
60
80 100
暗期长度或红光中断时间
图 8 － 16 红叶藜暗期长度和暗期中断的节奏 现象。
• 3.4 光周期作用机制 • 1 、响应光周期的器官
临界夜长是指光暗交替中 , 长日植物开花的最长夜长 , 短日植物开花的最短夜长。
R R+FR R+FR+R R+FR+R+FR
SDP 不开花
开花 不开花 开花
LDP 开花 不开花 开花 不开花
暗期中断中红光（ R ）和远红光（ FR ）的可逆 效应
• （ 2 ）、光期对植物成花的影响： • 光期可明显影响开花数和花的质量。
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第八章植物的生殖生理讲授内容和目标：让学生掌握光周期同花诱导之间的关系，了解春化现象。
掌握光周期诱导的生理机制。
了解光周期现象与春化作用在农业生产上的应用。
（因课时限制，从第三节以后的内容以学生自学为主）。
重点介绍植物的光周期反应类型，光周期诱导的生理机理和应用。
学时分配：3学时。
具体内容：第八章植物的生殖生理同高等动物不同，高等植物的生殖器官——花, 是在植物生长到一定大小之后才形成的，因此我们可以根据花器官的形成与否将植物的生活周期分成截然不同发两个阶段，营养生长阶段和生殖生长阶段。
植物从营养生长向生殖生长过渡必须满足两个条件：1.植物必须达到花熟状态2.必须有适宜的环境条件区分的标志是第一朵花的形成（或花芽分化）。
花熟状态（ripeness to flower）：指植物体能够感受适宜的环境条件而开花时必须具备的生理状态。
幼年期（juvenility）：植物在达到花熟状态之前的时期叫幼年期。
只有度过了幼年期，达到花熟状态的植株，在适宜的环境条件诱导下会开花结果，从营养生长进入生殖生长时期。
●开花包括两个过程：花诱导（floral induction）和花器官的分化(floral development)。
●花诱导（floral induction）：在花芽分化之前，适宜开花的环境条件作用于植物体，而引起的一系列同开花有关的生理变化。
花器官的形成是指在植物在完成花诱导之后花芽的分化过程。
植物体只有完成了花诱导，才能形成花芽、开花、结果并形成种子，完成整个生活史。
第一节光周期与花诱导一.光周期和光周期现象1.光周期现象的发现1920年在美国农业部马里兰州贝尔茨维尔的一个育种站的实验室内，两位科学家W. W. Garner 和H. A. Allard 发现：美洲烟草（Nicotiana tabcum cv Maryland Mammoth）在夏天的大田里生长到3~5m 也不会开花，但是在冬天的温室里长到不足1米就大量开花了。
另外他们还注意到大豆，不管在春季什么时间播种，都会在夏季中期的某个相同的时期开花。
即在早春播种的生长的很高大的植株与在夏初播种的较小的植株同时开花。
很显然：在冬天的温室内有某种因素导致了烟草的开花。
在夏天的时候有某种因素导致了大豆的开花。
日照长度。
会不会是日照长度引起了烟草的开花呢？最初看来可能性非常小，但是实验结果出乎他们的预料。
在夏天当日照长度短于某一特定日长时，烟草开花了。
同样当日照长度短于另一特定日长时大豆也开花了。
光周期：白天和黑夜的相对长度。
光周期现象：植物对白天和黑夜相对长度的反应叫做光周期现象。
2.植物的光周期反应类型●长日植物（long day plant, LDP）:只有在日照长度长于某一特定日长时才能开花的植物叫长日植物。
菠菜、小麦、水稻等●短日植物（short day plant,SDP）：只有在日照长度短于某一特定日长时才能开花的植物叫短日植物。
如：大豆、烟草、菊花，牵牛花等●日中性植物（day-neutral plant）：在任何日照条件下都能开花的植物叫做日中性植物。
如：月季花、番茄等●临界日长：使长日植物开花的最短日照长度或使短日植物开花的最长的日照长度。
很明显日中性植物没有临界日长。
不同的植物临界日长不同。
长日植物的临界日长不一定大于短日植物的临界日长。
因此，长日植物和短日植物的区别不在于引起开花的绝对日长是多少，而在于植物是在长日条件还是短日条件下开花。
●长日照条件：指日照长度长于临界日长的日照条件。
●短日照条件：指日照长度短于临界日长的日照条件。
在自然条件下，昼夜总是以24小时为周期交替出现的，因此同临界日长相对应的还有临界夜长（critical dark period）:指使短日植物开花的最小的暗期长度或使长日植物开花的最大暗期长度。
短日植物：夜长大于临界夜长才能开花。
长日植物：夜长小于临界夜长才能开花。
由于长夜诱导短日植物开花，短夜诱导长日植物开花，所以人们把短日植物称为长夜植物，长日植物称为短夜植物。
●长日植物——短夜植物●短日植物——长夜植物●日中性植物●短-长日植物●长-短日植物●中日性植物二.光周期刺激的感受和传导经过适宜的光周期诱导后，植物分化出来了花原基，那么植物感受光周期诱导的部位是那里呢？植物感受光周期部位的实验：●1.植物感受光周期的部位结果：A.长日照不开花B. 短日照开花说明菊花是短日植物。
C.叶片短日照开花D.茎芽短日照不开花说明只有叶片在短日照条件下才可以开花。
植物感受光周期的部位是——叶片。
●2.光周期刺激的传导植物光周期的感受部位是叶片，而开花发生在茎尖，因此推测可能存在一种开花刺激物从叶片传递到芽引起花芽的分化。
这就存在着开花刺激物的传导问题。
如何研究？苍耳的嫁接实验：实验结果表明：植株之间确有开花刺激物通过嫁接可以在植株之间进行传递。
人们把这种在短日照条件下产生的促进植物开花的物质叫做开花素（anthesin）三.光周期诱导1.最小诱导周期数植物在适宜的日照条件下可以开花，植物需要在适宜的日照条件下停留多久才能开花？研究表明，当我们把植物用适宜的光周期处理一定时间后，植物可以在任何光周期下开花。
适宜的光周期所引起的刺激开花的效果可以保留下来，这个现象叫光周期效应。
●光周期诱导（photoperiodic induction）：我们把让植物能够发生光周期效应的光周期处理叫做光周期诱导。
●光周期诱导的时间长度一般是以诱导周期数表示，一昼夜为一个诱导周期。
●最小诱导周期数：植物达到开花所需要的最小的适宜的光周期数。
各种植物的最小诱导周期数：苍耳 1大豆 2胡萝卜15~20植物的最小诱导周期数随着植物的年龄、温度、光照强度的不同有变化。
四.光强和暗期间断●1.光强同光合作用相比，光周期诱导所要求的光照强度是很低的。
一般大约在50~100lx左右。
比较敏感的植物，如水稻，夜间补充8~10lx的光照就有反应。
●2.暗期间断现象在自然条件下，由于每天只有24小时，因此植物的临界日长和临界夜长是一一对应的：临界夜长= 24（h）- 临界日长（h）临界日长和临界夜长是谁决定了植物的开花？研究方法有两种：其一：用非24小时周期法。
其二：间断暗期或间断光期的方法1）非24小时周期实验•短日配合短夜：根据定义，短日使短日植物开花，短夜使长日植物开花。
结果：长日植物开花，短日植物不开花。
•长日配合长夜：根据定义，长日使长日植物开花，长夜使短日植物开花。
结果：短日植物开花，长日植物不开花。
●表明：●夜长控制了植物的开花！2）暗期间断实验●上述实验结果表明：短日照条件下，在暗期的中间，用短时光照进行暗期间断，可以抑制短日植物开花，促进长日植物开花。
长日照条件下，在光期的中间，用短时的暗期将光期间断，对植物的开花没有影响。
说明：暗期决定了植物的开花。
●对于长日植物来说，只要暗期短于临界夜长，不管光期长短如何，植物都能开花。
●对于短日植物来说，只要暗期长于临界夜长，不管光期长短如何，植物都能开花。
●所以理论上：长日植物应该叫短夜植物。
短日植物应该叫长夜植物。
五.光敏素和花诱导植物感受光周期的物质是什么？1.花诱导的作用光谱自从暗期间断现象发现以后，人们还发现：不同波长的光的暗期间断效果不同。
红光最有效，蓝光和绿光效果较差，远红光无效。
并且红光的作用效果可以被立即施加的远红光逆转。
●暗期间断的光受体是什么？●光周期诱导的光受体是什么？●研究光受体的传统方法是研究作用光谱，然后提取色素同色素的吸收光谱比较进行比较，初步判定光接受体。
●怎样做暗期间断的作用光谱？●实验步骤：1）光源：用大型摄谱仪获得。
2）实验条件：短日照条件3）实验材料：未通过光周期诱导的短日或长日植株。
4）方法：在暗期的中间分别用不同波长的单色光照射植物体一定时间进行暗期间断，纪录照射的光强和时间。
处理足够的光周期。
●几天后开始观察花原基的发生，根据达到同样开花效果（如：抑制短日植物花原基发育的50%，或促进长日植物花原基发育的50%）所需不同波长的光的能量大小和光的波长之间的关系，绘制作用光谱曲线。
●可以看出：●阻止短日植物（大豆和苍耳）开花的作用光谱和促进长日植物开花的作用光谱相似。
●最大作用位于600~660nm，最小作用位于480nm。
红光最有效，蓝光效果很差。
●说明在短日植物和长日植物中光周期的受体是相同的。
通过红光和远红光的可逆的生理效果可以推断，光周期的光受体是光敏素。
2.光敏素与诱导开花研究发现：短日植物的开花诱导在暗期的前期（3~6h），要求较高的Pfr水平；在暗期的后期要求较低的Pfr水平。
所以短日条件下短日植物开花。
当在暗期的中间进行暗期间断时，暗期间断使Pfr 水平升高，达不到在暗期的后期要求的较低的Pfr水平，所以暗期间断抑制短日植物开花。
●长日植物开花在暗期前期是“低Pfr反应”，后期是“高Pfr反应”。
而短的夜长正好满足此条件，所以长日植物的短夜条件下开花，而不能在长夜条件下开花。
在长夜的中间进行暗期间断，使Pfr的水平升高，可以满足长日植物对后期“高Pfr 反应”的需要，所以暗期间断有促进长日植物开花的作用。
第二节春化作用（vernalization）一.引言人们在研究冬性一年生植物（冬小麦）和二年生植物（白菜、芹菜、萝卜）的开花现象时发现，如果不经过冬天的低温，这些植物或者一直保持营养生长状态，或者很晚才开花。
这说明：冬天的低温处理对这些植物的开花有促进作用。
●定义：我们把低温对植物开花的促进作用叫做春花作用（V ernalization）。
二.春化进行的时期和部位1.时期不同的植物感受春化的时期不同。
有的植物可以在一生的任何时期进行。
如：冬小麦，冬黑麦等，可以在种子萌发或植株生长的任何时期中进行。
有的植物只能在营养体长到一定大小后才能进行春化，如：甘蓝、月见草等。
甘蓝只有在幼苗茎生长到0.6cm粗，叶片宽5cm以上后，才能进行春化。
2.接受春化的部位如何设计一个实验确定植物感受春化的部位？实验材料：芹菜一年生的幼苗。
将幼苗的不同部位分别用0 ~ 5℃的低温处理。
具体方法是，让植物生长在20 ℃的温室中，用含有冰水混合液的橡皮软管（0 ~ 5℃）将要春化的部位包裹起来。
处理部位：茎尖、叶片、成熟的茎、根等。
实验结果：只有当植物的茎尖获得低温后才能通过春化作用而开花结实。
说明植物感受春化的部位是茎尖。
三.春化作用的生理基础关于春花作用的生理机制目前还没有搞清楚，工作主要在一下几个方面：1.春化素在研究二年生植物天仙子的春化现象时发现：当人们把通过春化的的天仙子枝条嫁接到未春化的植株上，发现可以使没有经过春化的植株开花。
上述结果说明：植物在春化过程中产生了某种激素类物质，可以促进植物开花。