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1、第九章第九章 植物营养生长生理植物营养生长生理种子的萌发与休眠种子的萌发与休眠细胞的生长与分化细胞的生长与分化植物的生长植物的生长植物的运动：植物的运动：思考题思考题向光性向光性、向地性向地性1一、种子萌发过程：一、种子萌发过程：三个阶段三个阶段1 吸胀（吸水）：吸胀（吸水）：萌发准备阶段萌发准备阶段（1）吸水对种子萌发的作用吸水对种子萌发的作用种皮变软种皮变软胚根突破种皮；胚根突破种皮；氧气透入氧气透入胚的呼吸上升；胚的呼吸上升；凝胶变溶胶凝胶变溶胶酶活性提高；酶活性提高；大分子水解为可溶性小分子；大分子水解为可溶性小分子；激素由束缚型转化为游离型；激素由束缚型转化为游离型；促进可溶性物质运
2、输。促进可溶性物质运输。第一节第一节 种子的萌发与休眠种子的萌发与休眠2返回返回种子萌发吸水临界值种子萌发吸水临界值 蛋白质种子蛋白质种子淀粉类种子淀粉类种子油料种子油料种子种子吸水三过程：种子吸水三过程：种子鲜重增加量呈种子鲜重增加量呈“快快-慢慢-快快特点特点 3 内部物质能量转化，为生理生化阶段内部物质能量转化，为生理生化阶段 *呼吸作用变化呼吸作用变化 *酶变化酶变化 *有机物的转变：有机物的转变：分解分解合成合成 分解分解-运输（重建）运输（重建）-合成合成 2、萌动：、萌动：4返回返回（1）淀粉的转化淀粉的转化 淀淀 粉粉 酶酶 麦芽糖酶麦芽糖酶 淀粉淀粉蓝糊精蓝糊精红糊精红糊精消
3、色糊精消色糊精麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖 加碘蓝色加碘蓝色 红色红色 无色无色567玉米种子的成分在萌发过程中的变化玉米种子的成分在萌发过程中的变化 处理处理脂肪脂肪 干重减干重减 少少 灰分灰分 糖糖 淀粉淀粉 半纤维半纤维 素素 氮氮 未萌发未萌发 4.88 0.0 1.302.5 27.5 30.71.7 萌发萌发2天天 4.71 10.8 1.425.2 23.2 19.91.5 萌发萌发4天天 4.60 11.6 1.4210.2 21.1 16.11.4 萌发萌发6天天 4.40 11.3 1.45 8.6 20.0 11.61.2 萌发萌发8天天 4.09 12.2 1.4215.
4、6 18.1 11.11.78 3 发芽发芽 胚根与种子等长，胚芽为种长胚根与种子等长，胚芽为种长 一半为发芽一半为发芽 种子萌发：种子萌发：物质转化、能量转化、形态建成物质转化、能量转化、形态建成 物质转化物质转化 呼吸类型呼吸类型 形态建成形态建成 无氧呼吸无氧呼吸 胚芽胚芽 脂肪脂肪 脂肪酸脂肪酸 淀粉淀粉 葡萄糖葡萄糖 胚根、真叶胚根、真叶 有氧呼吸有氧呼吸9*足够的水分足够的水分 *适宜的温度适宜的温度萌发温度三基点：最低、最适和最高。发芽最适温萌发温度三基点：最低、最适和最高。发芽最适温度是指种子发芽率最高、发芽时间最短的温度。度是指种子发芽率最高、发芽时间最短的温度。变温比恒温更
5、有利于种子萌发。一般变温幅度至少变温比恒温更有利于种子萌发。一般变温幅度至少要相差要相差10。生产上植物播种要高于生长最低温生产上植物播种要高于生长最低温2-3。10返回返回*充足的氧气充足的氧气q氧气充分氧气充分代谢旺盛代谢旺盛生长活跃生长活跃种子萌发；种子萌发；q供供O2不足不足无氧呼吸无氧呼吸贮藏物质消耗过多过快贮藏物质消耗过多过快酒精引起中毒。酒精引起中毒。q油料（高脂肪或蛋白）种子油料（高脂肪或蛋白）种子(如大豆、花生、向日葵如大豆、花生、向日葵)比比淀粉种子淀粉种子(如麦类、玉米如麦类、玉米)要求更多的要求更多的O2，RQ1。q实践中要浅播？实践中要浅播？经验经验：萌发后萌发后干长
6、根湿长芽干长根湿长芽热长根冷长芽热长根冷长芽有氧长根无氧长芽有氧长根无氧长芽11 莴苣种子照光处理莴苣种子照光处理 发芽率（）发芽率（）CK(黑暗）黑暗）14 R（红光）红光）70 R+FR（远红光）远红光）6 R+FR+R 74 R+FR+R+FR 6 R+FR+R+FR+R 76 R+FR+R+FR+R+FR 7 R+FR+R+FR+R+FR+R 81需光种子、需暗种子、光不敏感种子需光种子、需暗种子、光不敏感种子*光照光照烟草莴苣烟草莴苣胡萝卜胡萝卜瓜类茄瓜类茄子番茄子番茄12返回返回三三 种子的休眠种子的休眠 1 类型：类型：强迫休眠强迫休眠 生理休眠生理休眠 2 意义：意义：物种保存
7、、农业生产物种保存、农业生产 13 *种皮的限制种皮的限制*种胚未成熟：种胚未成熟：*种子没有完成后熟作用种子没有完成后熟作用*抑制萌发物质的存在抑制萌发物质的存在3 种子深休眠的原因种子深休眠的原因 14返回返回4 人工破除休眠的措施人工破除休眠的措施消除种皮限制：消除种皮限制：湿沙层积湿沙层积去除抑制物去除抑制物 激素等激素等15返回返回四四 种子的寿命种子的寿命 种子寿命：种子寿命：种子从采收到失去发芽能力的时间。种子从采收到失去发芽能力的时间。按寿命分类：按寿命分类：短命、中命、长命种子短命、中命、长命种子1、短命种子短命种子 寿命在几小时至几周。例如杨、柳、榆、栎、可可属、椰子属、茶
8、属种子寿命在几小时至几周。例如杨、柳、榆、栎、可可属、椰子属、茶属种子等。等。2、中命种子中命种子 寿命在几年至几十年。水稻、小麦、大麦、大豆、菜豆的种子寿命为寿命在几年至几十年。水稻、小麦、大麦、大豆、菜豆的种子寿命为2年；年；玉米玉米2-3年；油菜年；油菜3年；蚕豆、绿豆、豇豆、紫云英年；蚕豆、绿豆、豇豆、紫云英5-11年。年。3、长命种子长命种子 寿命在几十年以上。印度莲子寿命在几十年以上。印度莲子 1040210年。年。种子安全储藏条件：种子安全储藏条件：安全含水量、低温、干燥、缺氧安全含水量、低温、干燥、缺氧 五五 种子的老化种子的老化（种子劣变）（种子劣变）v种子老化种子老化v种子
9、生活力的检测种子生活力的检测16返回返回细胞发育过程分三个时期：细胞发育过程分三个时期：分裂期（分生期）分裂期（分生期）伸长期（扩大期）伸长期（扩大期）分化期（成熟期）分化期（成熟期）一、细胞分裂期的生理一、细胞分裂期的生理（一）细胞周期：（一）细胞周期：分裂间期和分裂期分裂间期和分裂期M第二节第二节 细胞的生长与分化细胞的生长与分化生长生长17DNA合成期合成期DNA合成前期合成前期DNA合成后期合成后期18返回返回（三）影响细胞分裂的因素（三）影响细胞分裂的因素种类种类温度温度 O2维生素维生素植物激素：植物激素：生长素、生长素、CTK促进促进G1期期 S期和期和G2 M期期 19返回返回
10、（四）细胞分裂生理（四）细胞分裂生理代谢旺盛代谢旺盛原生质特别是原生质特别是DNA大量合成大量合成细胞数目增加细胞数目增加20返回返回（一）细胞体积的增大与液泡化：（一）细胞体积的增大与液泡化：壁增长壁增长（二）生理生化变化：（二）生理生化变化：大量吸水，大量吸水，呼吸速率和有关酶活性加强，呼吸速率和有关酶活性加强，RNA、DAN、蛋白质含量、壁成分、蛋白质含量、壁成分、IAA和和GA含量增加；含量增加；同时同时IAA引起细胞壁酸化，微纤丝交织点破裂，引起细胞壁酸化，微纤丝交织点破裂，胞壁松弛，增添新物质，细胞显著扩大。胞壁松弛，增添新物质，细胞显著扩大。（三）影响因素：（三）影响因素：水分、
11、温度、水分、温度、O2、激素、激素二、细胞伸长期的生理二、细胞伸长期的生理21返回返回（一）细胞的全能性（一）细胞的全能性 *指植物体的每一个细胞都具有分化、发育指植物体的每一个细胞都具有分化、发育和形成一个完整植株的潜在能力。和形成一个完整植株的潜在能力。*细胞全能性是细胞分化的理论基础，而细细胞全能性是细胞分化的理论基础，而细胞分化是细胞全能性的具体表现。胞分化是细胞全能性的具体表现。三三 细胞分化的生理细胞分化的生理22返回返回（二）分化与极性（二）分化与极性v极性极性 指细胞、组织、器官中在不同的轴向上存在某指细胞、组织、器官中在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。是植
12、物分化种形态结构和生理生化上的梯度差异。是植物分化和形态建成中的一个基本现象。和形态建成中的一个基本现象。主要表现在细胞质主要表现在细胞质浓度的不一，细胞器数量的多少，核位置的偏向等浓度的不一，细胞器数量的多少，核位置的偏向等方面。极性的建立会引发不均等分裂，使两个子细方面。极性的建立会引发不均等分裂，使两个子细胞的大小和内含物不等，由此引起分裂细胞的分化。胞的大小和内含物不等，由此引起分裂细胞的分化。v极性是分化的第一步，极性一旦建立难以逆转极性是分化的第一步，极性一旦建立难以逆转v形成极性的机理：极性造成了细胞内物质（代谢物、形成极性的机理：极性造成了细胞内物质（代谢物、蛋白质、激素）分布
13、不均匀，建立起轴向，两极分蛋白质、激素）分布不均匀，建立起轴向，两极分化，因此细胞不均等分裂。如气孔发育、根毛形成、化，因此细胞不均等分裂。如气孔发育、根毛形成、花粉管发育。花粉管发育。23返回返回（三）细胞分化生理（三）细胞分化生理细胞大小不再变化细胞大小不再变化细胞壁加厚并发生变性，分细胞壁加厚并发生变性，分化成不同细胞或组织化成不同细胞或组织24一、生长大周期与生长曲线一、生长大周期与生长曲线 1 1 生长大周期：生长大周期：个别器官或整株植物的个别器官或整株植物的整个生长过程中，都表现整个生长过程中，都表现出出“慢慢快快慢慢”的规律的规律。第三节植物的生长第三节植物的生长25迟滞期迟滞
14、期对数生长期对数生长期直线生长期直线生长期衰老期衰老期四个时期四个时期2 生长曲线：生长曲线：26玉米的生长曲线玉米的生长曲线27（一）（一）温度温度v生长温度三基点生长温度三基点v协调最适温度协调最适温度v生长最适温度生长最适温度v生长的温周期现象生长的温周期现象:二二 影响营养器官生长外界条件影响营养器官生长外界条件28返回返回生长的最适温度是指植物生长最快的温度，但生长的最适温度是指植物生长最快的温度，但并不是植物生长最健壮的温度。并不是植物生长最健壮的温度。协调最适温：比最适温度略低，生长比最适温协调最适温：比最适温度略低，生长比最适温度略慢，但植物生长最健壮的温度。度略慢，但植物生长
15、最健壮的温度。温周期现象温周期现象(thermoperiodicity of growth)是是指昼夜变温对植物生长发育的效应。指昼夜变温对植物生长发育的效应。昼夜温差大促进植物生长。昼夜温差大促进植物生长。29返回返回 间接作用：间接作用：影响光合作用，促进生长，高能反应影响光合作用，促进生长，高能反应 *光是光合作用的能源光是光合作用的能源 *光是叶绿素形成的条件光是叶绿素形成的条件 *光合作用产物是生长的物质基础光合作用产物是生长的物质基础 光饱和现象、光抑制现象光饱和现象、光抑制现象 （二）（二）光照光照30（1）光抑制茎的生长：）光抑制茎的生长：蓝紫光，尤其紫外光蓝紫光，尤其紫外光
16、光对生长的直接作用光对生长的直接作用（2 2）需光种子的萌发）需光种子的萌发（3 3）日照时数影响植物生长与休眠）日照时数影响植物生长与休眠（4 4）植物的向光性运动）植物的向光性运动（5 5）光与成花诱导）光与成花诱导31白芥幼苗在光下和黑暗中生长白芥幼苗在光下和黑暗中生长32（三）（三）水分水分（四）（四）通气状况通气状况（五）（五）矿质营养矿质营养（六）（六）植物激素：植物激素：（七）（七）机械刺激机械刺激（八）（八）土壤阻力土壤阻力33 *植物体各部分间互相制约与促进的现象植物体各部分间互相制约与促进的现象（一）地下部分与地上部分的相关性（一）地下部分与地上部分的相关性 相互促进：相互
17、促进：营养物、激素营养物、激素（糖类、含氮碱、（糖类、含氮碱、CTK、维生素等）、维生素等）根的干重或鲜重根的干重或鲜重 根冠比根冠比 =地上部分的干重或鲜重地上部分的干重或鲜重三三 植物生长的相关性植物生长的相关性34 （主根与侧根）（主根与侧根）顶端优势顶端优势主轴顶端分生组织生长较快，顶芽主轴顶端分生组织生长较快，顶芽的生长常常抑制侧芽生长的现象。的生长常常抑制侧芽生长的现象。原因：原因：（二）主茎与分枝的相关性（二）主茎与分枝的相关性35返回返回（三）营养生长与生殖生长的相关性（三）营养生长与生殖生长的相关性(1)(1)依赖关系依赖关系 生殖器官生长所需的养料，大部生殖器官生长所需的养
18、料，大部分是由营养器官供应的，营养器官生长不好，分是由营养器官供应的，营养器官生长不好，生殖器官自然也不会好。生殖器官自然也不会好。(2)(2)对立关系对立关系 营养器官生长过旺，会影响到生营养器官生长过旺，会影响到生殖器官的形成和发育；生殖生长的进行会抑制殖器官的形成和发育；生殖生长的进行会抑制营养生长。营养生长。36*植物生长速率按昼夜或季节周期发生有规律变化的现象植物生长速率按昼夜或季节周期发生有规律变化的现象（一）植物生长的昼夜周期性（一）植物生长的昼夜周期性 *植物生长速率随昼夜发生规律性变化植物生长速率随昼夜发生规律性变化四四 植物生长的周期性植物生长的周期性睡莲睡莲蒲公英蒲公英3
19、7（二）植物生长的季节周期性（二）植物生长的季节周期性*植物生长速率随季植物生长速率随季节发生规律性的变节发生规律性的变化的现象。化的现象。年轮年轮 休眠现象休眠现象38 （生理钟、生物钟）（生理钟、生物钟）u指植物内生节奏调节的近似指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变小时的周期性变化节律化节律u菜豆初生叶的昼夜变化菜豆初生叶的昼夜变化 （三）近似昼夜节昼（三）近似昼夜节昼3940返回返回*植物的运动植物的运动 植物器官或组织在空间产生位置的移动现象植物器官或组织在空间产生位置的移动现象*植物运动类型：植物运动类型：向性运动向性运动 感性运动感性运动第四节第四节 植物的运动植物的运动41
20、返回返回1 定义：定义：由光、重力等外界刺激而产生，由光、重力等外界刺激而产生，其运动方向取决于外界刺激方向，是由生其运动方向取决于外界刺激方向，是由生长引起的不可逆运动长引起的不可逆运动2类型：类型：都是生长运动都是生长运动 向光性、向重力性、向水性、向化性向光性、向重力性、向水性、向化性一、向性运动一、向性运动42返回返回 感受：感受：感受外界刺激感受外界刺激 传导：传导：将感受的刺激传递给向性发生的细胞将感受的刺激传递给向性发生的细胞 反应反应：感受信息后，弯曲生长感受信息后，弯曲生长3 向性运动反应包括三个步骤向性运动反应包括三个步骤43返回返回v感性运动感性运动没有一定的外界刺激（如
21、光暗转没有一定的外界刺激（如光暗转变、触摸、温度变化）或内部时间机制而引起变、触摸、温度变化）或内部时间机制而引起的运动，外界刺激方向不能决定运动方向的运动，外界刺激方向不能决定运动方向v分类分类 1、生长运动生长运动 2、紧张性运动、紧张性运动 二二 感性运动感性运动44返回返回（一）向光性：（一）向光性：植物随光的方向弯曲的能力植物随光的方向弯曲的能力 正向光性、正向光性、负向光性、负向光性、横向光性横向光性感受部位：感受部位：茎尖、芽鞘尖端、根尖等茎尖、芽鞘尖端、根尖等向光性的光受体：向光性的光受体：向光素向光素、蓝光有效蓝光有效向光性反应的机理向光性反应的机理 一一 向性运动向性运动“
22、太阳追踪太阳追踪”：棉花、向日葵、花：棉花、向日葵、花生等植物顶端在一天中随太阳而转生等植物顶端在一天中随太阳而转动动叶的镶嵌叶的镶嵌45返回返回1、生长素学说生长素学说玉米胚芽鞘实验：尖端玉米胚芽鞘实验：尖端12mm处产生处产生IAA，5mm处是对光敏感和侧向运输的地方。处是对光敏感和侧向运输的地方。单侧光下，单侧光下，IAA横向运输、较多分布于顶横向运输、较多分布于顶端背光一侧，而后运到伸长区，刺激背光端背光一侧，而后运到伸长区，刺激背光侧生长，芽鞘向光弯曲。侧生长，芽鞘向光弯曲。生长素分布不均匀生长素分布不均匀46单侧光引起玉米胚芽鞘单侧光引起玉米胚芽鞘IAA侧向再分配侧向再分配472、
23、生长抑制物质学说、生长抑制物质学说生长抑制物分布不均匀生长抑制物分布不均匀IAA差别不大，向光侧抑制物多于背光侧差别不大，向光侧抑制物多于背光侧48返回返回正向地性：正向地性：根根负向地性：负向地性：茎茎横向地性：横向地性：地下茎地下茎 1 感受重力的细胞器感受重力的细胞器*平衡石平衡石及分布及分布（二）向地性（向重力性）（二）向地性（向重力性）49玉米根正向重玉米根正向重力性生长力性生长淀粉体分布在根淀粉体分布在根尖细胞底部尖细胞底部50返回返回2、机理机理v 生长抑制物生长素分布不均匀生长抑制物生长素分布不均匀根垂直生长时：根垂直生长时：地上部合成的生长素运输到根地上部合成的生长素运输到根
24、冠均匀分布在根两侧冠均匀分布在根两侧根水平生长时：根水平生长时：根冠淀粉体沉降到细胞底部，根冠淀粉体沉降到细胞底部，刺激内质网释放刺激内质网释放Ca+2于细胞底部，于细胞底部，Ca+2作用：作为作用：作为IAA库，吸引库，吸引IAA到根的下侧；到根的下侧；促使组织对促使组织对IAA敏感。敏感。v Ca+通过通过CaM起作用起作用v Ca+2和和IAA综合机制综合机制51返回返回（三）向化性（三）向化性（四）向水性（四）向水性 二二 感性运动感性运动（一）偏上性和偏下性（一）偏上性和偏下性（二）（二）感夜性感夜性（三）感热性（三）感热性52返回返回（四）（四）感震性感震性含羞草运动，属含羞草运动
25、，属紧张性运动紧张性运动震动刺激如何传递？震动刺激如何传递？动作电位动作电位53返回返回54返回返回总结种子萌发过程中贮藏物质的动员及再利用总结种子萌发过程中贮藏物质的动员及再利用植物的生长为何表现出生长大周期的特性？植物的生长为何表现出生长大周期的特性？为何植物有顶端优势？如何利用顶端优势指导生产实践？为何植物有顶端优势？如何利用顶端优势指导生产实践？植物生长的相关性表现在哪些方面？在生产上如何应用？植物生长的相关性表现在哪些方面？在生产上如何应用？就植物生长而言，光起什么作用？参与光合作用的光与参与就植物生长而言，光起什么作用？参与光合作用的光与参与光形态建成的光有何区别？光敏色素与叶绿素有何异同？光光形态建成的光有何区别？光敏色素与叶绿素有何异同？光敏色素的基因表达有何特点？敏色素的基因表达有何特点？简述植物向光性、向重力性的机理。简述植物向光性、向重力性的机理。哪些植物运动是生长性运动？哪些不是？哪些植物运动是生长性运动？哪些不是？思考题？思考题？55