(完整版)植物生理学第八章
植物生理学-第八章
I 急剧吸水阶段 II 滞缓吸水阶段 III 重新迅速吸水阶段
吸水(鲜重增加)
阶段 I
阶段 II
阶段 III
时间
可见萌发开始
苍耳两枚种子（休眠和非休眠种子） 吸水和萌发的关系
呼吸作用的变化
上升阶段 滞缓阶段 再度急剧上升
有氧呼吸为主
无氧呼吸为主
01
02Leabharlann 0406大分子转变为小分子
种子休眠的破除
种皮硬的种子（豆科牧草种子）
生理后熟型（山楂、桃、梨）
酒精、硫酸、GA、氨水（1：5）、CO2、KNO3（1~4%）等。
X射线、超声波、高低频电流等。
西瓜、番茄、辣椒、茄子等。
日晒或35~40℃水处理（棉花、黄瓜、小麦等）。
物理因素：
温热处理：
清水冲洗：
机械破除：
层积处理：
药剂处理：
影响R/T的因素：
土壤水分状况：
水少 R/T 增大
土壤通气状况：
良好 R/T 增大
水多 R/T 减小
不好 R/T 减小
土壤营养状况：
N多 R/T 小
N少 R/T 大
光 照 条 件：
不足 R/T 小
充足 R/T 大
若以生长积量表示生长量，则得“S型”曲线；
若以绝对生长量表示，则得一抛物线。
了解生长大周期的意义
植 物 的 生 长 曲 线
植 物 生 长 的 周 期 特 性
植物生长的周期性：
植株或器官的生长速率随昼夜和季节而发生有规律的变化，这种现象，叫植物生长的周期性。
生长速率的昼夜周期性：
植物生长随着昼夜：植物生长随着昼夜交替变化而呈现有规律的周期性变化。
植物生理学 植物生长物质
H (OH)
IAA + O2 （二）光氧化
CH2COOH
NO
羟吲哚乙酸和 二羟吲哚乙酸
H
光 IAA 核黄素 吲哚醛 一）促进细胞伸长生长 图
1 特点：
敏感部位 幼茎、胚芽鞘等；最适浓度 10－5－10－6 mol；不可逆
2 原理：酸性生长理论
主要观点：
IAA 到 达 靶 细 胞 后 ， 使 靶 细 胞 质 膜 上 的 H+-ATP 酶活化，该酶水解ATP同时将H+泵出质膜，使胞壁酸 化。胞壁pH下降可使氢键断裂、与壁松弛有关的酶活 化。 如β－半乳糖苷 酶在pH4-5时比pH7时活性高3 －10倍而β－（1，4）葡聚糖酶的活性可提高约100倍， 结果造成细胞壁松弛可塑性增大，细胞吸水，体积扩大。
迁移分析法证明： 赤霉素诱导淀粉酶基因表达的原因可能是：GA诱 导产生一种能结合到该酶基因5’上游调节序列上的一 种蛋白质。结合后启动基因表达。
图
六、赤霉素应用
（一）促进麦芽糖化。 （二）促进营养生长。对茎叶作用显著，对根伸长不 起作用。 （三）防止脱落：葡萄开花后10天，200mg/L喷花 序，增产无核。 （四）打破休眠：马铃薯切块，1ppm 泡5－10分钟， 凉干种。整薯，5ppm泡30分钟。
GGPP 环化
CDP
内根－贝壳杉烯
内根－贝壳杉烯合成酶A
内根－贝壳杉烯合成酶B
内质网
加氧酶
GA12或GA53
GA12-醛
内根－贝壳杉烯酸
图
细胞质
GA12或GA53
GAs
GA20-氧化酶 GA3-氧化酶 GA2-氧化酶
四、GA的生理作用
（一）GA1促进茎的伸长
图
GA1促进茎伸长的证明实验
植物生理学习题大全——第8章植物生长物质
第八章植物生长物质一。
名词解释植物生长物质(plant growth substance）：是指一些调节植物生长发育的物质，包括植物激素和植物生长调节剂。
植物激素（plant hormone , phytohormone)：指在植物体内合成,并从产生之处运送到别处，对生长发育起显著作用的微量有机物。
植物生长调节剂(plant growth regulator)：指一些具有植物激素活性的人工合成的物质.植物生长调节物质（plant growth regulator substance)：指在植物体内合成的、能调节植物生长发育的非激素类的生理活性物质。
生长素的极性运输(polar transport of auxin)：生长素只能从植物体形态学的上端向下端运输，而不能倒转过来运输。
激素受体(hormone receptor ）：能与激素特异地结合，并引起特殊生理效应的蛋白质类物质。
自由生长素（free auxin）:指具有活性、易于提取出来的生长素。
束缚生长素（bound auxin)：指没有活性，需要通过酶解、水解或自溶作用从束缚物释放出来的生长素。
生长素结合蛋白（auxin—binding protein):即位于质膜上的生长素受体,可使质子泵将膜内的质子泵至膜外，引起质膜的超极化，胞壁松弛；也有的位于胞基质和核质中，促进mRNA的合成。
自由赤霉素(free gibberellin）：指易被有机溶剂提取出来的赤霉素.结合赤霉素（conjugated gibberellin）：指没有活性，需要通过酶解、水解从束缚物释放出来的赤霉素。
乙烯“三重反应"（triple response of ethylene)：指乙烯使黄化豌豆幼苗变矮、变粗和横向生长。
植物生长促进剂(plant growth promotor）：促进分生组织细胞分裂和伸长，促进营养器官的生长和生殖器官发育的物质。
生长抑制剂(growth inhibitor）：抑制植物顶端分生组织生长、破坏顶端优势的生长调节剂,如整形素、马来酰肼、抗生长素.生长延缓剂（growth retardant）:抑制植物亚顶端分生组织生长、抑制节间伸长的生长调节剂，如矮壮素、烯效唑等。
植物生理学第8章
低温对成花的促进作用。把吸胀萌动的种子进行低温处理后春播， 结果当年抽穗开花。把这一措施称之为“春化”。后来‘春化'一词扩 展到除种子以外的其它生育期植物对低温的反应。如一年生冬性植物； 冬小麦，大麦，油菜等农作物；大多数二年生植物胡萝卜、甜菜、芹菜、 天仙子及一些多年生植物如石竹、桂竹香、牧草、黑麦草。 2.植物对低温的反应类型 绝对：不经过一定天数的低温，绝对不开花。
春化作用所需时间越长。
脱春化或解除春化
指在春化过程完成之前将植物移到较高温度下，低温的效果被消除的 现象。脱春化的温度一般是25～40℃。
再春化作用
指大多数植物在解除春化之后，返回到低温下，又可再进行的春化作 用。
2.水分、氧气和营养
春化作用除了需要一定时间的低温外，还需要适量的水分、充足的氧 气和足够的营养物质。如干燥的种子不能通过春化。冬小麦、冬黑麦吸胀 萌动的种子即可感受低温完成春化--种子春化。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。
春化效应的传递：
一种说法认为春化作用只作用于分生组织本身，效果只能通过细胞分 裂传递从一个细胞传递到另一个细胞，不能从一个部位转移到另一个部位； 另一种说法，用天仙子实验结果说明通过低温处理的植株可能产生了某种 可以传递的物质，并通过嫁接传递给未经春化的植株，而诱导其开花。将 这种物质命名为春化素。
开花，如番茄、黄瓜、茄子、四季豆等。（见图）
（4）双重日长类型 双重日长类型：花的诱导和花的形成的两个过程很明显分开， 且要求不同的日照长度的一类植物。 1)长短日照植物(Long-short day plants)：指植物的开花 要求先长日照后短日照的双重日照条件。如大地落叶 生根。 2)短长日照植物(Short-long day plants)：指植物的开花 要求先短日照后长日照的双重日照条件。如风铃草。ຫໍສະໝຸດ 一、植物光周期现象反应类型
《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—第八章 植物的生长物质
• 第一节 生长素类
• • • • • • • 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 小结 赤霉素类 细胞分裂素类 乙烯 脱落酸 其他天然的植物生长物质 植物生长调节剂
教学目标
★掌握植物激素和生长调节剂的概念
★掌握植物五大类激素的特点、生理作用
★理解植物五大类激素的作用机理及其应用
化学渗透极性扩散学说：
IAA在酸性环境中不易解离， 主要呈非解离型（IAAH）较 亲脂，易通过质膜；在碱性环 境中呈离子型（IAA-）较难透 过质膜。 质膜的质子泵把ATP水解，提 供能量，同时把H+释放到细 胞壁，所以细胞壁的pH较低 （pH5），此处的IAA主要呈 IAAH，易透过细胞膜而进入 细胞质；细胞质的pH较高 (pH7)，所以大部分IAA呈 IAA-较难透过质膜而积累在细 胞底部，因而呈极性运输。 后来发现，质膜上有特殊的生 长素－阴离子运输蛋白，大部 分集中于细胞底部，可使IAA被动地流到细胞壁，继而进入 下一个细胞。
复习
什么是信号？什么是受体？ 什么是细胞信号转导？ 细胞接受信号进行信号转导几个步骤？ 什么是生长素的极性运输？ 生长素的生理作用有哪些？
第二节 赤霉素类
一、赤霉素类的结构和种类
1.赤霉素的发现
赤霉素（Gibberellins GA） 异常生长的稻苗—“笨苗”/“恶苗病
2.赤霉素化学结 构
目前，大家公认的植物激素有五类，即生长素类、 赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。前三类都 是促进生长发育的物质，脱落酸是一种抑制生长发育 的物质，而乙烯则主要是一种促进器官成熟的物质。
有些生长调节剂的生理效能比植物激素的还好,在低浓
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）。
A47-植物生理学-7版第8章植物生长物质
(四)促进雄花分化
对于雌雄异花同株的植物，用GA处理后， 雄花的比例增加；对于雌雄异株植物的雌 株，如用GA处理，也会开出雄花。GA在这 方面的效应与生长素和乙烯相反。
（五）其它生理效应
GA还可加强IAA对养分 的动员效应，促进某些植 物坐果和单性结实、延缓 叶片衰老等。
此外，GA也可促进细 胞的分裂和分化，主要是 缩短了G1期和S期。
从图中可以看出，14C 标 记 的 葡 萄 糖 向 着 IAA 浓 度高的地方移动。
IAA对草莓“果实”的影响 A.草莓的“果实”实际是一个膨大的花柱，其膨大是由其内 的
“种子”生成的生长素调节的。 B.当将瘦果去除时，花柱就不能正常发育。 C.用IAA喷施没有瘦果的花柱时，其又能膨大。
(四)生长素的其它效应
生长素还与植物向光性和向重力性有关，引 起单性结实、促进菠萝(凤梨)开花、引起顶端优 势、诱导雌花分化和促进形成层细胞向木质部细 胞分化。此外，生长素还与器官的脱落有一定的 关系。
引起顶端优势
图 生长素抑制了菜豆植物株中腋芽的生长 A.完整植株中的腋芽由于顶端优势的影响而被抑制； B.去除顶芽后腋芽生长； C.对顶芽切面用含IAA的羊毛脂凝胶处理，从而抑制了腋芽的生长。
2.运输抑制剂响应1蛋白 （transport inhibitor response 1，TIR1） 这类蛋白位于细胞中， 是负责蛋白质降解的SCF （SKP1/cullin/F-box）蛋 白复合体的组分之一。
转录因子：Aux/IAA蛋白 响应因子：ARF
（二）生长素的作用机理 生长素最明显的生理效应之一就是促进细胞
蛋白降解复合体 阻遏蛋白
第三节 细胞分裂素类
一、细胞分裂素的发现和化学结构
氨
《植物生理学》课件第八章PPT课件
一、芽休眠
二、种子休眠原因及破除
1、种皮限制 打破方法：物理方法、化学方法
2、种子未完成后熟 后熟：种子休眠期内发生的生理生化变化。
（层积处理）
3、胚未发育完全
4、存在萌发抑制物 ABA、酚类物质等 打破方法：GA处理
三、休眠期间的生理生化变化
（一）呼吸作用的变化 （二）贮藏物质的变化 （三） 核酸与蛋白质合成的变化
相对生长速率（RGR）：单位时间内植 物材料的绝对增加量占原来生长量的相对比例。
2、生长大周期
根、茎、叶、种子和果实等器官以及一年生植 物的整株植物，在生长过程中，其生长速率都表现 出“慢一快一慢”的特点，即开始时生长缓慢，以 后逐渐加快，达到最高速度后又减慢以至最后停止。 植物体或器官所经历的“慢一快一慢”的整个生长 过程，被称为生长大周期。（见下图）
4、植物生长的季节周期性
植物的生长在一年四季中也会发生有规 律性的变化，称为植物生长的季节周期性。
春发、夏茂、秋落、冬眠
二、植物生长的相关性
1、地上部与地下部生长关系
➊相互协调 ❷相互制约
❸根/冠比
2、主茎与侧枝生长关系
◆顶端优势：主茎生长占优势，侧芽生长被抑制 的现象。
产生原因： 营养学说 激素学说
种子萌发可分为吸胀、萌动、发芽三个阶段。
二、影响种子萌发的因素
（一）内部因素
●种子生活力 ●种子活力 ●是否通过休眠期
（二）外界因素
1、水分 2、氧气 3、温度 4、光照
三、种子萌发的生理生化变化
1、种子吸水 2、呼吸作用的变化 3、核酸与酶的变化 4、贮藏物质的转化与利用 5、激素的变化
四、促进种子萌发的措施
3、主根和侧根生长的相关性 4、营养生长与生殖生长关系
植物生理学串讲第八章
第八章：植物的生长生理一：名词解释类（详见植物生理学名词解释荟萃）发育细胞培养细胞的全能性脱分化再分化种子萌发种子生活力种子活力种子寿命种子休生长积量顶端优势人工种子吸水临界值营养生长极性光形态建成生存极限温度再生作用光的范型作用二：简答、论述、填空、选择、判断类1.什么是发育？发育、生长、分化三者之间有何关系？所谓发育是指：在植物生活史中，细胞生长和分化成为执行各种不同功能的组织与器官的过程。
也叫形态建成。
生长是指在发育过程中，细胞器官及有机体的数目、大小与重量的不可逆增加。
而分化是指细胞特化的过程及发育中的差异性生长。
发育包括生长和分化，生长是发育的基础，发育是生长和分化的必然结果。
2.简述组织培养的意义、优点及步骤。
意义：1可以研究外植体在不受其他部分干扰情况下的生长和分化。
2可用各种培养条件影响外植体的生长和分化，以解决理论上和生产上的问题。
优点：取材少、可人为控制条件、周期短、管理方便，便于自动化。
步骤：1培养基的准备。
2消毒灭菌。
3接种。
4培养。
5移栽。
3.植物组织培养流程图外植体（接种、消毒灭菌）→培养基（脱分化）→愈伤组织（再分化）→胚状体或幼根幼芽→植株4.种子萌发的过程包括：吸胀、萌动、发芽三个阶段。
种子萌发的条件：种子本身具有生活力并且完成了休眠、要有适宜的外界条件。
5.为什么植物会出现根深叶茂、本固枝荣的现象？1植物地上部分与地下部分的生长是相互依赖的，他们之间不断进行着物质、能量和信息的交换。
2良好的根系为植物地上部分提供生长所需的水、矿物质、少量有机物和CTK等物质。
3健壮的地上部分供给根生长所需的糖、维生素、生长素等。
6.植物根冠比的影响因素（根/冠=R/T）1水分；水分不足，T R/T，R/T↗，旱生根，水生苗。
2通气状况；通气不良，R↘，R/T↘；3营养状况（矿质元素）；N多，R/T↘，P、K多，R/T↗；4温度（根的最适温度<枝叶的最适温度）；温度高，R/T↘；5光照；强光，R/T↗；6果树修剪；修剪，则R/T↘。
植物生理学
1 绪论植物生理学（Plant Physiology）是研究植物生命活动规律的科学。
植物生命活动包括：物质与能量转化信息传递和信号转导生长发育与形态建成第一章植物的水分代谢动力运输：1.水分压力蒸腾 2.根压根压的存在可以通过下面两种现象证明：伤流与吐水从受伤或折断的植物组织中溢出液体的现象，叫做伤流没有受伤的植物如处在土壤水分充足，气温适宜，天气潮湿的环境中，叶片的尖端或边缘也有液体外泌的现象，这种现象称为吐水导管中水柱如何保持不断？答：由于水分子蒸腾作用与分子间内聚力大于张力，使水分在导管内连续不断上升。
第二章植物的矿质营养植物对矿质盐的吸收、运转和同化(以及矿质元素在生命活动中的作用)，叫做矿质营养（mineral nutrition）。
生物膜的功能：1.分室作用 2.代谢反应的场所 3.物质交换 4.识别功能根据跨膜离子运输蛋白的结构及离子运输的方式：1.离子通道（ion channel）2.离子载体（ion carrier）3.离子泵（ion pump）第三章植物的光合作用光合膜蛋白复合体：光系统I（PSI）光系统II（PSII）Cytb６/f复合体ATP酶复合体（ATPase）NADPH脱氢酶电子链：还原型辅酶上的氢原子以质子的形式脱下，其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移，最后转移给分子氧并生成水，这个电子传递体系称为电子传递链光合作用，从能量转化角度，整个光合作用可大致分为三个步骤:A）光能的吸收、传递和转换为电能的过程(通过原初反应完成);B）电能转变为活跃化学能的过程(通过电子传递和光合磷酸化完成);C）活跃化学能转变为稳定化学能的过程(通过碳同化完成)。
第四章植物的呼吸作用植物呼吸主要途径有：1.糖酵解（EMP）－酒精或乳酸发酵2. 糖酵解－三羧酸循环（TCA）3. 磷酸戊糖途径（PPP）。
质子--------ATP电子--------NADPH第五章植物的生长物质植物激素生长素类赤霉素类细胞分裂素类乙烯脱落酸（油菜素内酯为第六类）生长素的生理效应A）促进伸长生长：与顶端生长有关（生长素在低浓度时促进生长浓度较高时则会转化为抑制作用）器官敏感性：根>芽>茎B）促进器官与组织分化：促进根的分化。
植物生理学 第八章 植物运动
植物的运动
细胞内组成水平（亚细胞）上的运动： 原生质的流动（激流、川流、环流、 收缩等），细胞器的位置移动等。 细胞水平上的运动： 原生植物（粘菌）单个细胞的蠕动、 纤毛运动、鞭毛运动、兰绿藻的滑 动、高等植物生殖器管中配子、孢子 的运动等。
器官水平： 膨胀性运动、生长性运动、生物钟 Haupt&Feileib(1979)在编写植物生理 百科全书(Encyclopedia of Plant Physiology)植物运动一章中提出， 包括三步：刺激的感受 (Perception)、刺激的转移 (Transduction) 、运动的反应(Motor response)。
类胡萝卜素在可见光区的吸收峰形 与向光性作用光谱在可见光区的 峰形相似，核黄素在紫外光区的 吸收峰形与向光性作用光谱在紫 外光区的峰形相似（P292，图83)。
β-胡萝卜素含量很低的突变体，仍 有向光性反应 ，β-胡萝卜素合成 抑制剂不会阻止向光性反应。
(2) 光刺激的转换
1909年，Blauuw提出，光对植物向光性 的作用是通过抑制茎或胚芽鞘照光一 侧的生长来实现的； Cholodny&Went，分别对此提出异议， Went用生物测定法证明，燕麦胚芽鞘 经单侧光照后，背光一侧生长素比向 光一侧多。
横向地性：沿水平方向的生长，某些次生根或
地下茎的生长(Diageotropism)。 一种百合花 柄，年幼时为正向地性，而果实形成后，转 变为负向地性。
（1）根向重力性 按Went 学说，原因与生长素的移动密切 相关，重力诱导生长素的侧向移动，造 成根上下两侧生长素的不对称分布，下 侧生长素含量高超过了根的最适浓度(1010M)，下侧生长受阻，而上侧生长相对 较快，结果导致根的向下弯曲生长。 A. 重力刺激的感受体：平衡石(Statolith)指 甲壳类动物器官中控制平衡的砂粒。
植物生理学：第八章 蕨类植物
特征 松叶蕨亚门 石松亚门 水韭亚门 楔叶亚门 真蕨亚门
根 假根
真根
真根
真根
真根
孢
根状茎、地上 地上气生茎 粗壮似块茎 根状茎和气生多仅具根状
茎 气生茎
茎,节,节间明茎,极少具气
显,节间中空 生茎
小型叶,具1条 小型叶,具1小型叶,细长小型叶,鳞片 大型叶,各种
子 叶 叶脉或无
条叶脉 条形,具叶舌 状,轮生,彼此脉序,单叶或
第八章 蕨 类 植 物 （Pteridophyte）
一、蕨类植物的一般特征 二、石松亚门 三、水韭亚门 四、松叶蕨亚门 五、楔叶亚门 六、真蕨亚门
一、蕨类植物的一般特征
• 1. 陆生、淡水生和附生。 • 2.植物体（孢子体）有根、茎、叶的分化，内
有维管组织。 • 3.有明显的世代交替现象，孢子体比配子体发
肾形的孢子囊着生于 孢子叶腋，成熟孢子 囊沿一侧开裂。
伏地卷柏(Selaginella nipponica)
孢子囊腋生，小孢子囊橘红色，内含多数小孢子 ，大孢子囊淡黄色，内含4枚大孢子。
伏地卷柏松散的孢子叶穗
江南卷柏
(S.mollandorfii)
孢子叶穗四棱形，生于 小枝顶端，孢子叶卵状 三角形。
• 分类系统—秦仁昌系统，蕨类植物门分5个亚门
蕨类植物5个亚门主要特征比较(续表)
特征 形 态
配和 营 养 方
子式
体精 子
松叶蕨亚门 石松亚门 水韭亚门
柱状，有分枝 柱状或不规 在大、小 不含叶绿素， 则块状，无 孢子壁内 与真菌共生 叶绿素,与真 发育
菌共生，有 的部分组织 含叶绿素， 有的种类在 孢子囊内发 育
中柱
• 由中柱鞘、维管系统、髓等组成，类型多样
植物生理学第八章激素1
根据这个原理，温特创 立了植物激素的一种生 物 鉴 定 法 —— 燕 麦 试 法 (avena test) ， 即 用 低 浓度的生长素处理燕麦 芽鞘的一侧，引起这一 侧的生长速度加快，而 向另一侧弯曲，其弯曲 度与所用的生长素浓度 在一定范围内成正比， 以此定量测定生长素含 量，推动了植物激素的 研究。 1934 年 ， 荷 兰 的 科 戈 (F.Kogl) 等 人 从 人 尿 、 根霉、麦芽中分离和纯 化了一种刺激生长的物 质，经鉴定为吲哚乙酸 (indole-3-acetic acid,IAA) ， C10H9O2N ， 分子量为175.19。从此， IAA就成了生长素的代号。 图19.1生长素研究早期实验的总结
9大类植物激素
第一节 生长素类（IAA）
一、生长素的发现和种类
生长素(auxin)是最早被发现的植物激素，1880年达尔文(Darwin)父子 利用胚芽鞘进行向光性实验，发现在单侧光照射下，胚芽鞘向光弯曲； 如果切去胚芽鞘的尖端或在尖端套以锡箔小帽，单侧光照便不会使胚芽 鞘向光弯曲；如果单侧光线只照射胚芽鞘尖端而不照射胚芽鞘下部，胚 芽鞘还是会向光弯曲。
根基根尖（中柱中）
根尖根基（皮层中）
IAA
图19.13生长素极性运输的化学渗透模 型。这里所示的是一组生长素转运细 胞中的其形态学 基部长出来， 在基部形成根 的原因是茎中 生长素的极性 运输与重力无 关。
(二)生长素的代谢
1.生长素的生物合成
生 长 素 生 物 合 成 的 前 体 物 质 ： 色 氨 酸 (tryptophan) 和 吲 哚 -3- 甘 油 磷 酸 。 （P310 ） 色氨酸转变为生长素时， 其侧链要经过转氨、脱羧、 氧化等反应，如图7-5所示。 （P312） 生长素的形成与锌有关， 锌是色氨酸合成酶的组分。 合 成 部 位 ： 植 物 的 茎 端 分生组织、禾本科植物的 芽鞘尖端、胚(是果实生长 所需IAA的主要来源处)和 正在扩展的叶等是IAA的主 要合成部位。
11植物生理学课件讲义_第八章
特性是温度的高低和日照的长短。
植物开花与温度高低和日照长短有密切
关系。
“感受”能力：植物生长到一定的时间就具有
接受外界环境诱导而开花的能力。 若将其置于不适宜的外界条件下，仍然继续花 芽分化。
“表达”：
“决定”阶段:当植物被诱导进入花发育过程后，
花原基接受外界刺激表达的信号后，
开花。
3.开花刺激物的运输：韧皮部
三、光周期的诱导
实验证明：
植物只需要一定时间的光周期处理，以后即使处于不适 宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果。
每种植物光周期诱导需要的天数，随植物的年龄以及 环境条件，特别是温度光强以及日照的长度而定。
不仅苍耳只经过一个适宜的光诱导周期就可以开花， 并且一片叶子即足以完成诱导的作用。
Light: A primary inducer of flowering
Light: A primary inducer of flowerinLight: A primary inducer of flowering
Light: A primary inducer of flowering
1.
春化处理 对于春小麦可以进行春化处理，加速植物的 花诱导过程，可提早开花、成熟。 育种加代。
2. 控制开花
使植物在人们设定的季节开花，提高经济效益 花卉栽培：如短日植物菊花，在自然条件下秋季开花， 用人工遮光缩短光照时间的办法，可使其在夏季开 花，一般短日处理10d之后便开始花芽分化；若在短 日来临之前，人工补光延长光照时间或进行暗期间 断，则可推迟开花。 长日性的花卉，如杜鹃、山茶花等，人工延长光照或 暗期间断，可提早开花。 杂交育种中的花期不遇：人为延长或缩短光照时间， 控制植物花期。 增加营养体的产量：如对短日植物间断暗期，或南种 北引，推迟开花，增加产量。 解除冬性植物的春化：控制开花。
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。
植物生理学第8章
二、生长素在植物体内的分布和运输 1、存在状态
游离态(Free auxin) 束缚态(Bound auxin)
⑴ 自由生长素
把易于从各种溶剂中提取的生长素称为自由生长素。 有活性。
⑵ 束缚生长素
把通过酶解、水解或自溶作用从束缚物中释放出来的 那部分生长素称为束缚生长素。 无活性，是生长素与其它化合物结合而形成的，和自由 生长素可相互转变。
Darwin的胚芽鞘向光性试验（1880）
Went 的试验（1928）---生长素测定的燕麦试法
图8-1 生长素发现的一些关键性试验
⒊ 郭葛等（1934）: 分离出纯的激素，经鉴定是吲哚乙酸， 简称IAA，也叫生长素。 苯乙酸(PAA)，吲哚丁酸(IBA)。 结构：
图8-2 几种内源生长素的结构
3、运输 有两种运输形式 （1）韧皮部运输： 和其它同化产物一样，运输方向决定于两 端有机物浓度差等因素。 （2）极性运输(Polar transport)： 仅限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之 间短距离内，即只能从植物体的形态学上端 向下端运输。 如图：
极性运输是一种主动的运输过程。 因为： ① 其运输速度比物理扩散大10倍。 ② 缺氧会严重阻碍生长素的运输。 ③ 生长素可以逆浓度梯度运输。 ④ 呼吸抑制剂可抑制生长素的运输。
IAA与受体结合 信号转导 蛋白质磷酸化 活化的蛋白质因子 与IAA结合 作用于细胞核 活化特殊mRNA 合成新的蛋白质
细胞壁 质膜 假设I： IAA→第二信号 假设II ② 细胞核 启动子 H+-ATP酶基因
③ ⑤ ① ④ 粗糙内质网 ⑥
假说I： 活化H+-
微粒体内质网和细胞质可溶部分2途径甲瓦龙酸途径四生理作用1促进细胞伸长2诱导淀粉酶合成3打破休眠促进发芽4防止脱落5代替低温促进开花6代替长日照促进开花7诱导单性结实无籽果实8促进黄瓜雄花分化9抑制不定根形成10促进侧枝生长打破顶端优势rice五作用机理1ga消除细胞壁中ca的作用细胞壁中ca和细胞壁聚合物交叉点的非共价离子结合在一起不易伸展所以抑制细胞伸长
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第八章植物生长物质1植物生长物质：指能够调节植物生长发育的微量化学物质，包括植物激素和植物生长调节剂。
2植物激素：指在植物体内合成、能从合成部位运往作用部位、对植物生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机物。
3植物生长调节剂：指一些具有类似于植物激素活性的人工合成的物质4生物测定：指利用某些生物对某些物质的特殊需要，或对某些物质的特殊反应来定性、定量测定这些物质的方法。
5燕麦试法：生长素的燕麦胚芽鞘测定法，为生长素的定量测定法。
6极性运输：指物质只能从植物形态学的一端向另一端运输而不能倒过来运输的现象。
7三重反应：指乙烯对植物生长具有的抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长的三方面效应8偏上生长：指植物器官的上部生长速度快于下部的现象。
乙烯对茎和叶柄独有偏上生长的作用，从而造成茎的横向生长和叶片下垂。
9类生长素：指生理活性类似生长素的一类物质。
分为吲哚类、萘羧酸类、苯氧羧酸类。
10生长延缓剂：指抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂，它能抑制节间伸长而不抑制顶芽生长，其效应可被活性GA所解除。
11生长抑制剂：指抑制顶端分生组织生长的调节剂，它能干扰顶端细胞分裂，引起茎伸长停顿和破坏顶端优势，其作用不能被赤霉素所恢复。
12激素受体：指能与激素特异结合的、并能引发特殊生理生化反应的蛋白质。
激素受体可能存在于细胞质膜上，也可能存在于细胞质或细胞核中。
激素受体亦称为受体蛋白。
13系统素：系统素是植物感受创伤的信号分子，在植物防御病虫侵染中期重要作用。
14植物多肽素:指具有调节生理过程或传递细胞信号功能的活性多肽。
IAA吲哚乙酸NAA萘乙酸，人工合成的生长素类物质，促进植物插枝生根、防止器官脱落、促进雄花发育、诱导单性结实GA赤霉素，促进茎的伸长、代替长日照和低温的诱导、打破延存器官休眠GA3赤霉酸CTK细胞分裂素，腺嘌呤的衍生物，促进细胞分裂、扩大、诱导芽的分化、延迟衰老、打破种子休眠等的生理作用6-BA 6-苄基腺嘌呤，一种人工合成的细胞分裂素ABA脱落酸，有诱导芽和种子的休眠、促进器官脱落、抑制生长和引起气孔关闭等生理作用ETH乙烯，促进果实成熟、促进植物器官的衰老和脱落等生理作用JA茉莉酸，抑制植物生长、萌发、促进衰老、提高抗性等生理作用JA-ME茉莉酸甲酯，抑制植物生长、促进衰老等作用PA多胺，促进生长、延缓植物衰老、提高抗性等SA水杨酸，有生热、诱导开花和作为抗病的化学信号等功能BR油菜素内酯，促进细胞分裂和伸长、促进光合作用、提高植物抗逆性等生理功能PP333氯丁唑，一种生长延缓剂，使植物根系发达，植物矮化，茎干粗壮，增穗增粒，增强抗逆性。
CCC 2-氯乙基三甲基氯化铵，矮壮素，一种常用的生长延缓剂，有节间缩短、植株矮壮、叶色加深、防止徒长和倒伏、增强抗性等作用ACC 1-氨基环丙烷-1-羧酸，乙烯合成前体IBA吲哚丁酸，人工合成，对植物发根有很好效应TIBA2，3，5-三碘苯甲酸，一种生长抑制剂，有抑制生长素极性运输、使植物矮化、消除顶端优势、增加分枝的作用2,4-D生长素类生长调节剂B9阿拉，一种生长延缓剂KT激动素Pix缩节胺，生长延缓剂MH青鲜素，一种生长抑制剂1六大类植物激素各有哪些生理效应生长素的生理效应：1促进生长2促进插条不定根的形成3对养分有调用作用，诱导无子果实的形成4其他生理作用，引起顶端优势、促进菠萝开花、诱导雌花分化赤霉素的生理效应：1促进茎的伸长生长2诱导开花3打破休眠4促进雄花分化细胞分裂素的生理效应：1促进细胞分裂2促进芽的分化3促进细胞扩大4促进侧芽发育，消除顶端优势5延缓器官衰老6打破种子休眠脱落酸：1促进休眠2促进气孔关闭3抑制生长4促进脱落5增加抗逆性乙烯：1改变生长习性2促进成熟3促进脱落4促进开花和雄花分化5诱导插枝不定根形成、打破种子和芽的休眠、诱导次生物质的分泌油菜素内酯：1促进细胞伸长和分裂2促进光合作用3提高抗逆性4促进萌发、参与光形态建成。
2如何用实验证明生长素的极性运输？取一段胚芽鞘，在其上端放一块含有一定来那个生长素的琼胶作为供体，下端放一块不含生长素琼胶作为接受体，过一段时间能测到表明下端接受体中含有生长素。
如果把胚芽鞘倒过来放，则下端接受体中无生长素的出现。
以上实验表明，生长素只能从形态学上端运到下端，而不能反方向运输，这即生长素的极性运输。
3植物体内有哪些因素决定了特定组织中生长素的含量（1）与生长素生物合成有关酶的活性（2）吲哚乙酸氧化酶、过氧化物酶、酚类物质、色素种类及水平氧化酶活性高，生长素含量低；酚类物质可能抑制生长素与氨基酸的结合，影响生长素的侧链氧化过程，并可抑制生长素的极性运输，使生长素在体内的分布受影响；在天然色素或合成色数存在的情况下，生长素的光氧化作用将大大加速，降低生长素的含量。
（3）矿质元素锌影响生长素前体色氨酸的合成，进而影响生长素含量（4）形成束缚型生长素的量束缚型生长素可作为生长素的储藏和运输形式，调节游离生长素的含量。
（5）生长素的运输生长素的运输等决定了特定组织中的生长素的含量4简要说明生长素的作用机理（1）酸生长理论的要点是：1原生质膜上存在着非活化的质子泵，生长素作为泵的变构效应剂，与泵蛋白结合后使其活化2活化了的质子泵消耗能量，将细胞内的H+泵到细胞壁中，导致细胞壁基质溶液的pH下降3在酸性条件下，H+一方面使细胞壁中对酸不稳定的键断裂，另一方面使细胞壁中的某些多糖水解酶活化或增加，从而是连接木葡萄糖与纤维素纤丝之间的键断裂，细胞壁松弛4细胞壁松弛后，细胞的压力势下降，导致细胞水势下降，细胞吸水，体积增大而发生不可逆增长。
（2）基因活化学说1生长素与质膜上或细胞质中受体结合2生长素-受体复合物诱发三磷酸肌醇产生，三磷酸肌醇打开细胞器的钙通道，释放液泡中的Ca2+，提高细胞溶质Ca2+的水平。
3 Ca2+进入液泡，置换出H+，刺激质膜ATP酶活性，是蛋白质磷酸化4活化的蛋白质因子与生长素结合，形成蛋白质-生长素复合物，移到细胞核，合成特殊mRNA，最后在核糖体形成蛋白质，合成组成蛋白质和细胞壁的物质，促进细胞生长。
5什么是生长素的双重作用？在低浓度下，生长素可促进生长，高浓度时则抑制生长的生理效应。
67各种赤霉素的结构、活性共同点及相互区别是什么？（1）共同点：1各种赤霉素都具有赤霉烷结构2所有有活性的赤霉素的C7为羧基3 C17上要有双键（2）不同点：1据赤霉素中的碳原子数的不同可分为20C赤霉素和19C赤霉素2 19C赤霉素活性较高3 A环内酯的赤霉素活性较高4 C3上有羧基时活性较强5 C2有羧基时丧失活性89证明细胞分裂素是在根尖合成的依据有哪些？（1）许多植物的伤流中有细胞分裂素，可持续数天（2）测定豌豆根各切段的细胞分裂素含量，在根尖0~1mm切段的细胞分裂素含量较远根尖切段的高。
（3）无菌培养水稻根尖，根可向培养基中分泌细胞分裂素10为什么用生长素、赤霉素或细胞分裂素处理可获得无子果实？一般情况下，只有在传粉受精后果实才能生长发育，否则营养物质不会向子房运输，子房将会很快脱落。
由于生长素、赤霉素或细胞分裂素具有很强的调运养分的效应，用它们处理未经授粉受精的子房时，仍可使营养物质向其运输，从而引起果实膨大。
因为这种果实未经授粉受精，所以没有种子，是无子果实。
故用生长素、赤霉素或细胞分裂素处理可获得无子果实。
11植物的休眠与生长可能是由哪两种激素调节的？如何调节？一般认为，植物的生长和休眠是由赤霉素和脱落酸两种激素调节的。
它们的合成前体都是甲瓦龙酸，甲瓦龙酸在长日照条件下形成赤霉素，短日条件下形成脱落酸。
因此，夏季日照长，产生赤霉素促进植物生长；而冬季来临，日照短，产生脱落酸使芽进入休眠。
12试述ETH的生物合成途径及调控因素乙烯的生物合成气体为蛋氨酸（甲硫氨酸），其直接前体为1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）。
蛋氨酸经过蛋氨酸循环（也称杨氏循环），转化为S-腺苷甲硫氨酸（SAM），再在ACC合酶的催化下形成5`-甲硫基腺苷（MTA）和ACC，MTA通过杨氏循环再生蛋氨酸，而ACC则在ACC氧化酶的催化下氧化生产乙烯。
生物合成途径为蛋氨酸----S-腺苷甲硫氨酸（SAM）---ACC----乙烯。
调控乙烯生物合成的因素有发育因素和环境因素（1）发育因素：如在种子萌发、果实成熟、叶的脱落和花的衰老等阶段常会诱导乙烯的产生。
（2）环境因素：如缺氧、高温、Co2+、解偶联剂、自由基清除剂、AOA、AVG等阻碍乙烯的形成；而在极端温度、干旱、淹涝等环境中，或在受到切割、碰撞、射线、虫害等物理伤害时，或受到IAA、SO2和CO2等化学物质刺激时都会诱导乙烯的大量产生。
1314乙烯如何促进果实成熟（1）促进呼吸，诱导呼吸跃变，加快果树成熟代谢（2）乙烯增加果实细胞膜的透性，加速气体交换，使得膜的分室作用减弱，酶能与底物接触（3）乙烯可诱导多种与果实成熟相关的基因表达15多胺为什么能延缓衰老一是多胺具有稳定核酸的作用，在生理pH下，多胺是以多聚阳离子状态存在，极易与带负电荷的核酸和蛋白质结合。
这种结合稳定了DNA的二级结构，提高了热变性和DNA酶作用的抵抗力。
多胺还有稳定核糖体的功能，促进氨酰tRNA的形成及其与核糖体的结合，有利于蛋白质的生物合成。
二是多胺和乙烯有共同生物合成前体蛋氨酸，多胺通过竞争蛋氨酸而抑制乙烯的生成，从而起到延缓衰老的作用。
16IAA、GA、CTK的生理效应有什么异同？ABA、ETH的生理效应又有哪些异同？IAA、GA、CTK共同点：都促进细胞分裂；在一定程度上能延缓器官衰老；调节基因表达，IAA、GA还能引起单性结实不同点：IAA能促进细胞核分裂、对促进细胞分化和伸长具有双重作用，在低浓度下促进生长，高浓度下抑制生长，对离体器官效应更明显，还能维持顶端优势，促进雌花分化，促进不定根的生长。
GA促进分裂的作用主要是缩短了细胞周期中的G1期和S期，对整体植株伸长生长效应明显，无双重效应，还可促进雄花分化，抑制不定根的形成。
细胞分裂素则主要促进细胞质的分裂和细胞的扩大，促进芽的分化，打破顶端优势，促进侧芽生长，还能延缓衰老。
GA、CTK都能打破一些种子休眠，IAA能延长种子、块茎的休眠。
ABA、ETH17茉莉酸类、水杨酸、多胺类等植物生长物质各有哪些生理效应？茉莉酸类：（1）抑制生长和萌发（2）促进生根（3）促进衰老（4）抑制花芽分化（5）提高抗性（6）促进块茎形成，诱导气孔关闭水杨酸：（1）诱导某些植物产热（2）诱导开花（3）增强抗性（4）抑制顶端优势（5）促进种子萌发多胺类：（1）促进生长（2）延缓衰老（3）提高抗性（4）参与光形态建成（5）调节植物的开花过程（6）促进根系对无机离子吸收1819生长抑制剂与生长延缓剂在概念及作用方式上有何异同？生长抑制剂和生长延缓剂都是抑制植物茎顶端分生组织生长的植物生长调节物质，但生长抑制剂是抑制植物茎顶端分生组织生长的生长调节物质，而生长延缓剂是抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节物质。