中国科学院大学植物生理学 植物的生长生理
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• 胚细胞的生长与分裂引起了种子外观可见 的萌动。
• 当胚根突破种皮后，有氧吸收加强，新生 器官生长加快，表现为种子的(渗透)吸水和 鲜重的持续增加。
种子萌发的其他生理变化
• B.种子萌发的呼吸作用变化： • 种子萌发时的呼吸作用可分为三个阶段： • ①种子吸胀吸水阶段，呼吸作用也迅速增强。
此时的呼吸由已存在于种子细胞中而在吸水 后活化的酶所催化的。 • ②吸水停滞阶段呼吸也停滞（此时胚根尚未 突破种皮，呼吸需氧受限；有些酶尚未大量 合成）。 • ③再次大量吸水阶段呼吸作用又迅速增强。
第十章 植物生长 生理
主讲教师：吴传书
中国科学院大学 2013.12.21
• 任何一种生物个体，总是要有序地经历发生、 发展和死亡等时期，人们把一生物体从发生 到死亡所经历的过程称为生命周期(life cycle)。
• 种子植物整个的生命周期包括胚胎形成、种 子萌发、幼苗生长、营养体形成、生殖体形 成、开花结实、衰老和死亡等阶段。
• 就种子个体而言，种子的生活力或发芽力有两 层含义：即种子能否正常发芽以及芽的长势强 弱程度（包括发芽速度等）。
• 而就种子群体而言，包含上述两层含义。其中 种子能否正常发芽可以发芽率来衡量。
• 种子发芽后芽的长势强弱除发芽速度外，还可 通过幼苗的整齐度及壮苗所占比率等来衡量。
B、种子生活力与种子寿命
• 即依赖原生质胶体吸胀作用的物理吸水。此阶段的 吸水与种子代谢无关。
• 通过吸胀吸水，活种子中的原生质胶体由凝胶状态 转变为溶胶状态，使那些原在干种子中结构被破坏 的细胞器和不活化的高分子得到伸展与修复，表现 出原有的结构和功能。
• 2.阶段Ⅱ迟缓吸水阶段
• 经阶段Ⅰ的快速吸水，原生质的水合程度趋向饱和； 细胞膨压增加，阻碍了细胞的进一步吸水；
• 再则，种子的体积膨胀受种皮的束缚，因而种子萌发 在突破种皮前，有一个吸水暂停或速度变慢的阶段。
• 随着细胞水合程度的增加，酶蛋白恢复活性，细胞中 某些基因开始表达，转录成mRNA。
• 3.阶段Ⅲ生长吸水阶段
• 在贮藏物质转化转运的基础上，胚根、胚 芽中的核酸、蛋白质等原生质的组成成分 合成旺盛，细胞吸水加强。
• 播种后种子能否迅速萌发，达到早苗、全 苗和壮苗，这关系到能否为作物的丰产打 下良好的基础。
• 风干种子的生理活动极为微弱，处于相对静止状 态，即休眠状态。在有足够的水分、适宜的温度 和正常的空气条件下，种子开始萌发(c)。
• 从形态角度看，萌发是具有生活力的种子吸水后， 胚生长突破种皮并形成幼苗的过程。通常以胚根 突破种皮作为萌发的标志。
（二）种子萌发的生理变化
• (1)萌发过程与特点
• A .根据萌发过程中种子吸水量，即种子鲜重增加量 的“快-慢-快”的特点，可把种子萌发分为三个阶 段：
•①由吸胀作用引起的快速 吸水。所有干种子都有这种 吸水过程。②吸水停滞（迟 缓）阶段（此时细胞内各种 代谢开始旺盛进行）。③再 次大量吸水。
• 1.阶段I吸胀吸水阶段
• 从生理角度看，萌发是无休眠或已解除休眠的种 子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态，呼 吸作用增强，贮藏物质被分解并转化为可供胚利 用的物质，引起胚生长的过程。
• 从分子生物学角度看，萌发的本质是水分、温度 等因子使种子的某些基因表达和酶活化，引发一 系列与胚生长有关的反应。
一 种子萌发的生理特点和调节
• 因此，一般将植物从种子萌发到形成新种 子的整个过程称为植物的发育周期。
• 种子的生活力和活力是决定种子正常萌发 和形成健壮、整齐幼苗的内部因素；
• 而充足的水分、适宜的温度和足够的氧气 是所有种子正常萌发所需的外界条件，有 些种子的萌发则对光照还有一定的要求。
第一节 种子的萌发
• 种子是由受精胚珠发育而来的，是可脱离 母体的延存器官。
• （一）种子的概念及相应知识
• A种子的萌发 • 1 种子萌发的概念 • 干种子从吸水到胚根（或胚芽）突破种皮
期间所发生的一系列生理生化变化过程 • 种子萌发生理生化变化的实质：完成植物
由异养到自养的转变。
• Leabharlann Baidu 种子的生活力
• 种子的生活力（seed viability）从本质上讲就 是种子的生活能力或活力（vigor），它直接 通过种子的发芽力而得到体现。
• 习惯上把生命周期中呈现的个体及其器官的 形态结构的形成过程，称作形态发生 (morphogenesis)或形态建成。
• 在生命周期中，伴随形态建成，植物体发生 着生长(growth)、分化(differentiation)和发 育(development)等变化。
• 在生命周期中，生物的细胞、组织和器官 的数目、体积或干重的不可逆增加过程称 为生长。
初期呼吸主要是 无氧呼吸，而随 后是有氧呼吸 （大量产生ATP， 如小麦吸水30分 钟，ATP增加5倍）
• 它通过原生质的增加、细胞分裂和细胞体 积的扩大来实现。
• 通常将营养器官(根、茎、叶)的生长称为营 养生长(vegetative growth)，繁殖器官(花、 果实、种子)的生长称为生殖生长 (reproductive growth)。
• 严格地讲，植物的个体发育是从形成合子 开始，但由于农业生产往往是从播种开始。
• 顽拗性种子：不耐脱水和低温、寿命往往很短的 种子。一些热带植物如可可、芒果、坡垒等的种 子属于此类。
C、种子生活力的快速鉴定
• 种子生活力的鉴定通常针对种子的群体进 行。
• 可采用发芽试验来检测其发芽率。在实践 中，还可采取理化手段进行种子生活力的 快速鉴定。
• 如：TTC（2，3，5-三苯基氯化四唑）法、 染料法、荧光法等。这些方法省时、生料， 准确、可靠。
• 种子寿命（seed longevity）：种子从发育成熟 到丧失生活力所经历的时间。这与植物种类及环 境条件（贮藏条件）有关。
• 根据种子寿命（自然状况下），可将种子分为正 常性种子（orthodox seed）和顽拗性种子 （recalcitrant seed）。
• 正常性种子：可耐脱水和低温、寿命一般较长的 种子。大多数植物的种子属于此类。由于其耐脱 水和低温，因此特别便于贮藏。
• 当胚根突破种皮后，有氧吸收加强，新生 器官生长加快，表现为种子的(渗透)吸水和 鲜重的持续增加。
种子萌发的其他生理变化
• B.种子萌发的呼吸作用变化： • 种子萌发时的呼吸作用可分为三个阶段： • ①种子吸胀吸水阶段，呼吸作用也迅速增强。
此时的呼吸由已存在于种子细胞中而在吸水 后活化的酶所催化的。 • ②吸水停滞阶段呼吸也停滞（此时胚根尚未 突破种皮，呼吸需氧受限；有些酶尚未大量 合成）。 • ③再次大量吸水阶段呼吸作用又迅速增强。
第十章 植物生长 生理
主讲教师：吴传书
中国科学院大学 2013.12.21
• 任何一种生物个体，总是要有序地经历发生、 发展和死亡等时期，人们把一生物体从发生 到死亡所经历的过程称为生命周期(life cycle)。
• 种子植物整个的生命周期包括胚胎形成、种 子萌发、幼苗生长、营养体形成、生殖体形 成、开花结实、衰老和死亡等阶段。
• 就种子个体而言，种子的生活力或发芽力有两 层含义：即种子能否正常发芽以及芽的长势强 弱程度（包括发芽速度等）。
• 而就种子群体而言，包含上述两层含义。其中 种子能否正常发芽可以发芽率来衡量。
• 种子发芽后芽的长势强弱除发芽速度外，还可 通过幼苗的整齐度及壮苗所占比率等来衡量。
B、种子生活力与种子寿命
• 即依赖原生质胶体吸胀作用的物理吸水。此阶段的 吸水与种子代谢无关。
• 通过吸胀吸水，活种子中的原生质胶体由凝胶状态 转变为溶胶状态，使那些原在干种子中结构被破坏 的细胞器和不活化的高分子得到伸展与修复，表现 出原有的结构和功能。
• 2.阶段Ⅱ迟缓吸水阶段
• 经阶段Ⅰ的快速吸水，原生质的水合程度趋向饱和； 细胞膨压增加，阻碍了细胞的进一步吸水；
• 再则，种子的体积膨胀受种皮的束缚，因而种子萌发 在突破种皮前，有一个吸水暂停或速度变慢的阶段。
• 随着细胞水合程度的增加，酶蛋白恢复活性，细胞中 某些基因开始表达，转录成mRNA。
• 3.阶段Ⅲ生长吸水阶段
• 在贮藏物质转化转运的基础上，胚根、胚 芽中的核酸、蛋白质等原生质的组成成分 合成旺盛，细胞吸水加强。
• 播种后种子能否迅速萌发，达到早苗、全 苗和壮苗，这关系到能否为作物的丰产打 下良好的基础。
• 风干种子的生理活动极为微弱，处于相对静止状 态，即休眠状态。在有足够的水分、适宜的温度 和正常的空气条件下，种子开始萌发(c)。
• 从形态角度看，萌发是具有生活力的种子吸水后， 胚生长突破种皮并形成幼苗的过程。通常以胚根 突破种皮作为萌发的标志。
（二）种子萌发的生理变化
• (1)萌发过程与特点
• A .根据萌发过程中种子吸水量，即种子鲜重增加量 的“快-慢-快”的特点，可把种子萌发分为三个阶 段：
•①由吸胀作用引起的快速 吸水。所有干种子都有这种 吸水过程。②吸水停滞（迟 缓）阶段（此时细胞内各种 代谢开始旺盛进行）。③再 次大量吸水。
• 1.阶段I吸胀吸水阶段
• 从生理角度看，萌发是无休眠或已解除休眠的种 子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态，呼 吸作用增强，贮藏物质被分解并转化为可供胚利 用的物质，引起胚生长的过程。
• 从分子生物学角度看，萌发的本质是水分、温度 等因子使种子的某些基因表达和酶活化，引发一 系列与胚生长有关的反应。
一 种子萌发的生理特点和调节
• 因此，一般将植物从种子萌发到形成新种 子的整个过程称为植物的发育周期。
• 种子的生活力和活力是决定种子正常萌发 和形成健壮、整齐幼苗的内部因素；
• 而充足的水分、适宜的温度和足够的氧气 是所有种子正常萌发所需的外界条件，有 些种子的萌发则对光照还有一定的要求。
第一节 种子的萌发
• 种子是由受精胚珠发育而来的，是可脱离 母体的延存器官。
• （一）种子的概念及相应知识
• A种子的萌发 • 1 种子萌发的概念 • 干种子从吸水到胚根（或胚芽）突破种皮
期间所发生的一系列生理生化变化过程 • 种子萌发生理生化变化的实质：完成植物
由异养到自养的转变。
• Leabharlann Baidu 种子的生活力
• 种子的生活力（seed viability）从本质上讲就 是种子的生活能力或活力（vigor），它直接 通过种子的发芽力而得到体现。
• 习惯上把生命周期中呈现的个体及其器官的 形态结构的形成过程，称作形态发生 (morphogenesis)或形态建成。
• 在生命周期中，伴随形态建成，植物体发生 着生长(growth)、分化(differentiation)和发 育(development)等变化。
• 在生命周期中，生物的细胞、组织和器官 的数目、体积或干重的不可逆增加过程称 为生长。
初期呼吸主要是 无氧呼吸，而随 后是有氧呼吸 （大量产生ATP， 如小麦吸水30分 钟，ATP增加5倍）
• 它通过原生质的增加、细胞分裂和细胞体 积的扩大来实现。
• 通常将营养器官(根、茎、叶)的生长称为营 养生长(vegetative growth)，繁殖器官(花、 果实、种子)的生长称为生殖生长 (reproductive growth)。
• 严格地讲，植物的个体发育是从形成合子 开始，但由于农业生产往往是从播种开始。
• 顽拗性种子：不耐脱水和低温、寿命往往很短的 种子。一些热带植物如可可、芒果、坡垒等的种 子属于此类。
C、种子生活力的快速鉴定
• 种子生活力的鉴定通常针对种子的群体进 行。
• 可采用发芽试验来检测其发芽率。在实践 中，还可采取理化手段进行种子生活力的 快速鉴定。
• 如：TTC（2，3，5-三苯基氯化四唑）法、 染料法、荧光法等。这些方法省时、生料， 准确、可靠。
• 种子寿命（seed longevity）：种子从发育成熟 到丧失生活力所经历的时间。这与植物种类及环 境条件（贮藏条件）有关。
• 根据种子寿命（自然状况下），可将种子分为正 常性种子（orthodox seed）和顽拗性种子 （recalcitrant seed）。
• 正常性种子：可耐脱水和低温、寿命一般较长的 种子。大多数植物的种子属于此类。由于其耐脱 水和低温，因此特别便于贮藏。