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1、关于植物的生长生理(2)第1页，讲稿共127张，创作于星期二第一节第一节 种子萌发生理种子萌发生理 第二节第二节 细胞生长生理细胞生长生理第三节第三节 植物营养器官生长植物营养器官生长第四节第四节 植物生长的相关性植物生长的相关性第五节第五节 植物的光形态建成植物的光形态建成第六节第六节 植物的运动植物的运动第2页，讲稿共127张，创作于星期二一、种子萌发的定义一、种子萌发的定义二、种子萌发的适宜外界条件二、种子萌发的适宜外界条件三、种子萌发的生理生化变化三、种子萌发的生理生化变化四、种子的寿命四、种子的寿命第一节第一节 种子的萌发种子的萌发回节次回节次第3页，讲稿共127张，创作于星期二生理
2、学上生理学上：胚根突破种皮。：胚根突破种皮。完完整整定定义义：种种子子在在母母体体上上发发育育成成熟熟并并脱脱离离母母体体后后，在在适适宜宜外外界界条条件件下下，重重新新吸吸水水至至胚胚根根突突破破种种皮皮的的过过程程，及及种种子子吸吸水水到到胚胚根根突突破破种种皮皮（或或播播种种到到幼幼苗苗出出土土）之之间间所所发发生生的的一一系系列列生生理理生生化变化化变化过程。过程。胎萌植物胎萌植物：种子在母体上萌发的植物。：种子在母体上萌发的植物。如红树、水稻、花生、小麦等。如红树、水稻、花生、小麦等。回节次回节次一、种子萌发（一、种子萌发（seed germinationseed germinati
3、on）的定义）的定义生产上：生产上：幼苗出土。幼苗出土。第4页，讲稿共127张，创作于星期二红树红树回题次回题次第5页，讲稿共127张，创作于星期二红树林：红树林：以红树为主体的由常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地木本生物群落。以红树为主体的由常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地木本生物群落。红树种子可以在树上的果实中萌芽长成小苗，然后再脱离母株，坠落于淤泥红树种子可以在树上的果实中萌芽长成小苗，然后再脱离母株，坠落于淤泥中发育生长，是一种稀有的木本胎生植物。中发育生长，是一种稀有的木本胎生植物。全世界约有全世界约有5555种种红树林树种。在红树林树种。在中国，红树林主中国，红树林主要分布在的海南要分布在的
4、海南岛、广西、广东岛、广西、广东和福建。和福建。第6页，讲稿共127张，创作于星期二二、种子萌发的适宜外界条件二、种子萌发的适宜外界条件充足的水份、足够的氧气、适宜的温度，有些种子还需要光。充足的水份、足够的氧气、适宜的温度，有些种子还需要光。（一）充足的水份（一）充足的水份 原因原因：1 1）软化种皮）软化种皮种胚易突破种皮；种胚易突破种皮；O O2 2易入种内。易入种内。2 2）使种子原生质由凝胶态变为溶胶态）使种子原生质由凝胶态变为溶胶态 种子代谢旺。种子代谢旺。3 3）有利于种子贮藏物的分解和运输。）有利于种子贮藏物的分解和运输。所需水量所需水量：1 1）淀粉类、油料类种子需吸收种子重
5、量）淀粉类、油料类种子需吸收种子重量30-30-70%70%的水分。的水分。2 2）豆类种子需吸收种子重量）豆类种子需吸收种子重量100%100%或更多水分或更多水分第7页，讲稿共127张，创作于星期二（二）氧气充足（二）氧气充足 种子进行旺盛呼吸的保证，一般要求种子进行旺盛呼吸的保证，一般要求OO2 2 为为20%20%。（三）温度适宜（三）温度适宜 影响酶活性，一般以影响酶活性，一般以20-3520-35为适宜。为适宜。昼夜温差大，昼夜温差大，有利于种皮破裂，有利于种子萌发。有利于种皮破裂，有利于种子萌发。回节次回节次第8页，讲稿共127张，创作于星期二（四）光（四）光n有有的的种种子子在
6、在光光下下才才能能萌萌发发或或萌萌发发才才好好，称称需需光光种种子子，如如莴苣、鬼针草、烟草和拟南芥种子；莴苣、鬼针草、烟草和拟南芥种子；n有有的的对对光光无无特特别别要要求求，称称中中光光种种子子，如如水水稻稻、小小麦麦和和大豆种子；大豆种子；n有有的的在在暗暗中中才才能能萌萌发发或或萌萌发发才才好好，称称需需暗暗种种子子（嫌嫌光光种子种子），如葱、南瓜和番茄种子等。），如葱、南瓜和番茄种子等。n有人曾调查过有人曾调查过946946种植物的种子，其中种植物的种子，其中672672种为需光种为需光种子，种子，258258种为嫌光种子，种为嫌光种子，1818种为中光种子。种为中光种子。农业生产上
7、，需光种子应浅播，需暗种子应深播。农业生产上，需光种子应浅播，需暗种子应深播。第9页，讲稿共127张，创作于星期二十字花科、拟南芥属，需光种子十字花科、拟南芥属，需光种子拟南芥拟南芥回节次回节次第10页，讲稿共127张，创作于星期二南瓜（需暗种子）南瓜（需暗种子）回节次回节次第11页，讲稿共127张，创作于星期二番茄（需暗种子）番茄（需暗种子）回节次回节次第12页，讲稿共127张，创作于星期二 三、种子萌发时的生理生化变化三、种子萌发时的生理生化变化（一）种子吸水的过程（一）种子吸水的过程分为三个阶段：分为三个阶段：急剧吸水：急剧吸水：种皮破裂前，由细胞内容物中的亲水物质种皮破裂前，由细胞内容
8、物中的亲水物质所引起的吸张作用（所引起的吸张作用（物理过程物理过程）。）。停止吸水：停止吸水：细胞利用已经吸收的水分进行代谢，几乎不细胞利用已经吸收的水分进行代谢，几乎不吸收水分。吸收水分。再重新迅速吸水：再重新迅速吸水：胚根突破种皮，细胞重新大量吸水，胚根突破种皮，细胞重新大量吸水，此时的吸水是由代谢引起的此时的吸水是由代谢引起的渗透性吸水渗透性吸水。吸水速率：快吸水速率：快慢慢快快第13页，讲稿共127张，创作于星期二吸水的一、二阶段吸水的一、二阶段第14页，讲稿共127张，创作于星期二吸水吸水CO2O2回节次回节次第15页，讲稿共127张，创作于星期二（三）有机物（贮藏物质）的转变（三）
9、有机物（贮藏物质）的转变降解物供种胚生长降解物供种胚生长之用。之用。回节次回节次第16页，讲稿共127张，创作于星期二第17页，讲稿共127张，创作于星期二第18页，讲稿共127张，创作于星期二第19页，讲稿共127张，创作于星期二第20页，讲稿共127张，创作于星期二第21页，讲稿共127张，创作于星期二第22页，讲稿共127张，创作于星期二种子寿命种子寿命：种子从成熟至失去生活力所经历的时间。种子从成熟至失去生活力所经历的时间。第23页，讲稿共127张，创作于星期二三、种子的寿命（三、种子的寿命（seed longevityseed longevity）影响因素影响因素：1 1、植物种类植
10、物种类1 1）短短命命种种子子：种种子子寿寿命命为为几几小小时时至至几几周周的的种种子子。如如杨杨、柳柳、榆榆、栎栎、可可可可属属、椰椰子子属属、茶茶属属种种子子等等。柳柳树树种种子子成成熟熟后后只只在在1212小小时内有发芽能力。杨树种子寿命一般不超过几个星期。时内有发芽能力。杨树种子寿命一般不超过几个星期。2 2）中中命命种种子子：种种子子寿寿命命为为几几年年至至几几十十年年的的种种子子。多多数数农农作作物物，如如水水稻稻、小麦、玉米小麦、玉米2-32-3年，蚕豆、绿豆年，蚕豆、绿豆5-115-11年。年。3 3）长长命命种种子子：种种子子寿寿命命在在几几十十年年以以上上的的种种子子称称为
11、为长长命命种种子子。北北京京植植物物园园曾曾对对从从泥泥炭炭土土层层中中挖挖出出的的沉沉睡睡千千年年的的莲莲子子进进行行催催芽芽萌萌发发，后后来来竟竟开开出出花花来来。远远在在更更新新世世（距距今今10 10 000000年年前前）时时期期埋埋入入北北极极冻冻土土带带淤淤泥泥中中的的北北极极羽羽扁扁豆豆种种子子，挖挖出出后后可可在在实实验验室室里里迅迅速速萌萌发发，这这些些都都是是长长命命种种子。子。2 2、贮贮藏藏条条件件 多多数数在在低低温温、干干燥燥条条件件下下寿寿命命长长。少少数数不不耐耐脱脱水水和和干干燥燥，如如荔荔枝枝、龙龙眼眼、橡橡胶胶、茭茭白白等等，称称顽顽拗拗性性种种子子，可
12、可用用适适温温保保湿湿法或水贮法贮藏。法或水贮法贮藏。第24页，讲稿共127张，创作于星期二 贮藏条件对棉籽寿命的影响贮藏条件对棉籽寿命的影响(15年年)含水量（含水量（%）温度（温度（）发芽率（发芽率（%）7 0.6 85以上以上 7 21.1 70 70 21.1 0回节次回节次第25页，讲稿共127张，创作于星期二n莲子为长寿种子，它不但以长寿称著，而且还带有莲子为长寿种子，它不但以长寿称著，而且还带有某种传奇色彩。某种传奇色彩。19521952年，在我国辽宁省年，在我国辽宁省普蓝店普蓝店附近泡附近泡子屯村的泥炭层里，人们挖掘出了一批古莲子。据子屯村的泥炭层里，人们挖掘出了一批古莲子。据
13、测定，其生存时间已达到测定，其生存时间已达到一千多年一千多年之久。这批莲子之久。这批莲子后来拿到北京植物园种植，居然能发芽、开花、结后来拿到北京植物园种植，居然能发芽、开花、结果，子孙满堂。果，子孙满堂。19631963年，大贺博士将年，大贺博士将100100颗已有颗已有20002000多年的多年的“大贺莲大贺莲”种子交给当时正在日本访问的种子交给当时正在日本访问的中国科学院院长郭沫若，请他带回中国，分送给几个中国科学院院长郭沫若，请他带回中国，分送给几个植物研究单位种植。于是古老的日本莲花在中国土地植物研究单位种植。于是古老的日本莲花在中国土地上开放出了鲜艳的花朵。以后，武汉植物园将上开放出
14、了鲜艳的花朵。以后，武汉植物园将“大贺大贺莲莲”和辽宁出土的中国古莲进行人工杂交，于是一种被称和辽宁出土的中国古莲进行人工杂交，于是一种被称为为“中日友谊莲中日友谊莲”的杂交莲花在精心培植下脱颖而出。的杂交莲花在精心培植下脱颖而出。回节次回节次第26页，讲稿共127张，创作于星期二20042004年年0808月月1111日，日本客人到普兰店参观大贺莲日，日本客人到普兰店参观大贺莲回节次回节次第27页，讲稿共127张，创作于星期二（由武汉植物园将大贺莲与普蓝店古莲杂交而成）（由武汉植物园将大贺莲与普蓝店古莲杂交而成）中日友谊莲中日友谊莲回节次回节次第28页，讲稿共127张，创作于星期二种子为顽拗
15、性种子，贮藏时防脱水。种子为顽拗性种子，贮藏时防脱水。荔枝荔枝龙眼龙眼回节次回节次第29页，讲稿共127张，创作于星期二第二节第二节 细胞生长生理细胞生长生理一、细胞分裂生理一、细胞分裂生理二、细胞伸长生理二、细胞伸长生理三、细胞分化生理三、细胞分化生理回节次回节次第30页，讲稿共127张，创作于星期二n植物体的生长以细胞的生长为基础，即通过细胞分裂增加细胞数目，通过细胞伸展（或伸长）增大细胞体积，通过细胞分化形成各类细胞、组织和器官。植物的生长与分化同时进行，最终表现出形态建成（morphogenesis）。n与动物发育相比，高等植物成年个体的形成要经历复杂的胚后期发育（postembryo
16、nic development），环境因素与内部激素对此过程中基因表达影响巨大。第31页，讲稿共127张，创作于星期二一、细胞分裂生理一、细胞分裂生理1、第32页，讲稿共127张，创作于星期二2、细胞周期的控制、细胞周期的控制依赖于细胞周期蛋白的蛋白激酶（CDK）控制着细胞周期。CDK活性的调节有两条途径，一是cyclin的合成与破坏；二是CDK内关键氨基酸残基的磷酸化和去磷酸化。CDK与cyclin结合后才能活化；CDK与cyclin复合物还有被磷酸活化部位和抑制部位。第33页，讲稿共127张，创作于星期二3、细胞分裂的生化变化、细胞分裂的生化变化第34页，讲稿共127张，创作于星期二4、细
17、胞分裂与植物激素、细胞分裂与植物激素第35页，讲稿共127张，创作于星期二二、细胞伸长生理二、细胞伸长生理1、细胞伸长的生理变化、细胞伸长的生理变化第36页，讲稿共127张，创作于星期二2、细胞壁的变化、细胞壁的变化细胞壁基本结构：细胞壁基本结构：纤维素纤维素。每个纤维素分子是1400-10000个D-葡萄糖残基通过-1，4-糖苷键连接成的长链。第37页，讲稿共127张，创作于星期二 细胞伸长过程中，首先需要松散细胞壁，细胞伸长过程中，首先需要松散细胞壁，并不断将合成的细胞壁成分如纤维素、半纤并不断将合成的细胞壁成分如纤维素、半纤维素、果胶等填充到正在扩展的细胞壁中。维素、果胶等填充到正在扩展
18、的细胞壁中。细胞壁主要的多糖物质果胶和半纤维素在细胞壁主要的多糖物质果胶和半纤维素在高尔基体中合成，而纤维素和胼胝质在质膜中高尔基体中合成，而纤维素和胼胝质在质膜中合成。合成。第38页，讲稿共127张，创作于星期二3、生长素的酸、生长素的酸-生长假说生长假说第39页，讲稿共127张，创作于星期二三、细胞分化生理三、细胞分化生理第40页，讲稿共127张，创作于星期二1、转录因子基因控制发育、转录因子基因控制发育 无论分化为哪种细胞，都必须经过无论分化为哪种细胞，都必须经过4个过程：个过程：诱导信号的产生和细胞感受信号；特殊细胞基因的诱导信号的产生和细胞感受信号；特殊细胞基因的表达；分化细胞特殊活
19、性或结构所需要的基因的表表达；分化细胞特殊活性或结构所需要的基因的表达；细胞分化功能需要的基因产物活性的加强和细达；细胞分化功能需要的基因产物活性的加强和细胞结构的改变。胞结构的改变。三、细胞分化生理三、细胞分化生理第41页，讲稿共127张，创作于星期二n如导管分子形成的过程为：茎尖分生组织和如导管分子形成的过程为：茎尖分生组织和嫩叶产生的生长素信号（诱导信号），向下嫩叶产生的生长素信号（诱导信号），向下运输，诱导皮层薄壁细胞脱分化，皮层薄壁运输，诱导皮层薄壁细胞脱分化，皮层薄壁细胞接受生长素信号后，诱导特征基因细胞接受生长素信号后，诱导特征基因ATHB-8的表达，进而诱导分化细胞所需的的表达
20、，进而诱导分化细胞所需的功能基因（如蛋白酶基因和核算基因）的表功能基因（如蛋白酶基因和核算基因）的表达，最终导致细胞自溶形成成熟的导管分子。达，最终导致细胞自溶形成成熟的导管分子。第42页，讲稿共127张，创作于星期二2、细胞的全能性、细胞的全能性组组织织培培养养：在在无无菌菌条条件件下下，分分离离并并在在培培养养基基中中培培养养离离体体植植物物组组织织、器器官官或或细细胞胞，以以获获得得完整植株为主要目的的技术。完整植株为主要目的的技术。外植体外植体：组培所用离体植物材料。：组培所用离体植物材料。理论依据理论依据：细胞全能性（：细胞全能性（HaberlandtHaberlandt，19021
21、902年提出。植物的任何细胞在适宜条件下年提出。植物的任何细胞在适宜条件下都能发育成一个完整植株的特性。）都能发育成一个完整植株的特性。）第43页，讲稿共127张，创作于星期二二、组织培养二、组织培养（plant tissue culture）组组织织培培养养：在在无无菌菌条条件件下下，分分离离并并在在培培养养基基中中培培养养离离体体植植物物组组织织、器器官官或或细细胞胞，以以获获得得完完整整植植株株为为主主要目的的技术。要目的的技术。外植体外植体：组培所用离体植物材料。：组培所用离体植物材料。理论依据理论依据：细胞全能性（：细胞全能性（HaberlandtHaberlandt，1902190
22、2年年提出。植物的任何细胞在适宜条件下都能发育提出。植物的任何细胞在适宜条件下都能发育成一个完整植株的特性。）成一个完整植株的特性。）回节次回节次第44页，讲稿共127张，创作于星期二（一）组织培养所需条件（一）组织培养所需条件 A A、培养基培养基 基本成分基本成分：无机盐无机盐：包括含大量元素和微量元素的无机盐。：包括含大量元素和微量元素的无机盐。碳源物质碳源物质：一般为：一般为3%3%蔗糖、花粉培养为蔗糖、花粉培养为7-15%7-15%。维生素维生素：VBVB1 1为必需，烟酸、为必需，烟酸、VBVB6 6、肌醇等具促、肌醇等具促 进作用。进作用。生长物质生长物质：主要为：主要为IAAI
23、AA、CTKCTK、GAGA。有机附加物有机附加物：主要为氨基酸、酵母汁、椰子汁、：主要为氨基酸、酵母汁、椰子汁、香蕉香蕉泥等。回节次回节次第45页，讲稿共127张，创作于星期二 B B、其它条件其它条件 凝固剂凝固剂：琼脂：琼脂0.6-1.0%0.6-1.0%、pH5-6 pH5-6 灭菌灭菌：压力压力0.8-0.9 Kg.cm0.8-0.9 Kg.cm-2-2,15-20min,15-20min 培养温度培养温度：24-2824-28 （有的要求昼夜温差（有的要求昼夜温差 如：花、果实昼温如：花、果实昼温23-23-25 25，夜温，夜温15-17 15-17）光照光照：1000-3000
24、Lx1000-3000Lx 注意通气注意通气回节次回节次第46页，讲稿共127张，创作于星期二（二）组织培养的过程（二）组织培养的过程 分离分离 脱分化脱分化 再分化再分化 植物体植物体 外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 胚状体或植株胚状体或植株 脱分化脱分化：已分化的细胞，失去原有的形态和机：已分化的细胞，失去原有的形态和机能，恢复到没有分化的、无组织的细胞团或愈能，恢复到没有分化的、无组织的细胞团或愈伤组织的过程。伤组织的过程。再分化再分化：脱分化状态的细胞再度分化形成另一：脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞的过程。种或几种类型的细胞的过程。回节次回节次第47页，讲稿共127
25、张，创作于星期二回节次回节次第48页，讲稿共127张，创作于星期二第49页，讲稿共127张，创作于星期二（三）组织培养的应用（三）组织培养的应用 A A、人工种子：将植物组织培养产生的胚状体、芽体及、人工种子：将植物组织培养产生的胚状体、芽体及小鳞茎包裹在含养分的胶囊内，具有种子的功能长可小鳞茎包裹在含养分的胶囊内，具有种子的功能长可直接播种于大田的颗粒。直接播种于大田的颗粒。B B、植物体的无性快速繁殖、植物体的无性快速繁殖 C C、药用植物的工厂化生产。我国正在进行人参、三七、药用植物的工厂化生产。我国正在进行人参、三七、三分三、贝母、紫草等药用植物细胞培养，发展前景十三分三、贝母、紫草等
26、药用植物细胞培养，发展前景十分诱人。分诱人。D D、防治植物病毒病。如香焦病毒病、马铃薯病毒病、防治植物病毒病。如香焦病毒病、马铃薯病毒病 E E、花粉培养、花粉培养 F F、体细胞杂交、体细胞杂交 G G、进行原生质体培养，、进行原生质体培养，研究生命活动机理。研究生命活动机理。回节次回节次第50页，讲稿共127张，创作于星期二3 3、极性、极性 极性极性是植物分化和形态建成中的一个基本现象。是植物分化和形态建成中的一个基本现象。它通常是指它通常是指植物的器官、组织及细胞在不同轴植物的器官、组织及细胞在不同轴向上存在某种形态结构和生理生化差异的现象向上存在某种形态结构和生理生化差异的现象。主
27、要主要特点特点：难逆转：难逆转 造造成成的的结结果果：细细胞胞内内物物质质分分布布不不均均细细胞胞分分裂裂不均不均 形成气孔、根毛及花粉管等。形成气孔、根毛及花粉管等。回节次回节次第51页，讲稿共127张，创作于星期二 回节次回节次n生产上注意生产上注意：由于枝条具有极性，进行扦：由于枝条具有极性，进行扦 插繁殖时不能倒插。插繁殖时不能倒插。第52页，讲稿共127张，创作于星期二第53页，讲稿共127张，创作于星期二一、植物营养器官的生长特性一、植物营养器官的生长特性二、影响营养器官生长的条件二、影响营养器官生长的条件第三节第三节 植物营养器官生长植物营养器官生长回节次回节次第54页，讲稿共1
28、27张，创作于星期二 植物生长与动物不同：n脊椎动物在出生后已具备成年动物的一切主要器官，它的生长不过是各部分体积的同时增大。n植物的整个生活过程中，都在继续不断地产生新的器官，在百年甚至千年的老树上，还有刚长出的幼嫩部分。第55页，讲稿共127张，创作于星期二 一、植物营养器官的生长特性一、植物营养器官的生长特性 （一）（一）茎的生长特性茎的生长特性 1 1、具有生长大周期具有生长大周期 生长大周期生长大周期（grand period growthgrand period growth）：植）：植物在不同生育时期的生长速率不同，表现物在不同生育时期的生长速率不同，表现出慢出慢快快慢的变化规律
29、，呈现慢的变化规律，呈现“S S”型的生型的生长曲线。长曲线。回节次回节次第56页，讲稿共127张，创作于星期二S形形抛物线形抛物线形4个时期：个时期：停滞期停滞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第57页，讲稿共127张，创作于星期二2 2、具有顶端优势具有顶端优势 顶端优势顶端优势（apical dominance apical dominance）:植物顶端在植物顶端在生长上占优势的现象。生长上占优势的现象。产生原因产生原因：A A、营养学说营养学说 顶芽构成营养库，垄顶芽构成营养库，垄断了大部分营养物质，而侧芽因缺乏营养物质而受断了大部分营养物质，而侧芽因缺乏营养物质
30、而受抑制。抑制。B B、生长素学说生长素学说 顶芽合成生长素并极性运输到侧顶芽合成生长素并极性运输到侧芽，超过芽生长的最适浓度，抑制侧芽生长。芽，超过芽生长的最适浓度，抑制侧芽生长。C C、其他其他 营养转移假说、原发优势假说等营养转移假说、原发优势假说等 IAAIAA、GAGA加强顶端优势，加强顶端优势，CTKCTK、PPPP333333、CCCCCC破坏顶破坏顶端优势。端优势。回节次回节次第58页，讲稿共127张，创作于星期二营养转移假说营养转移假说 温特温特(F.Went，1936)将营养假说和激素假说相结合，提出将营养假说和激素假说相结合，提出营养营养转移转移(nutrient div
31、ersion)假说假说，认为：生长素既能调节生长，又能控，认为：生长素既能调节生长，又能控制代谢物的定向运转，植物顶端是生长素的合成部位，高浓度的制代谢物的定向运转，植物顶端是生长素的合成部位，高浓度的IAA使其保持为生长活动中心和物质交换中心，将营养物质调运使其保持为生长活动中心和物质交换中心，将营养物质调运至茎端，因而不利侧芽的生长。许多实验也证明，植物顶端产生至茎端，因而不利侧芽的生长。许多实验也证明，植物顶端产生的生长素可以决定矿质元素和同化物在植物体内的运输方向及其的生长素可以决定矿质元素和同化物在植物体内的运输方向及其分布，生长素通过影响同化物在韧皮部的运输来控制植物茎中的分布，生
32、长素通过影响同化物在韧皮部的运输来控制植物茎中的营养梯度。但也有实验结果与这一假说相矛盾。例如，从植株去营养梯度。但也有实验结果与这一假说相矛盾。例如，从植株去顶到可见的侧芽生长开始之前的这段时间内，并未测到植株茎节顶到可见的侧芽生长开始之前的这段时间内，并未测到植株茎节部内源养分含量的增加。部内源养分含量的增加。第59页，讲稿共127张，创作于星期二原发优势假说原发优势假说优势现象不仅存在于植物的营养器官，也存在于花、果实和种子等优势现象不仅存在于植物的营养器官，也存在于花、果实和种子等繁殖器官。为了解释众多的优势现象，班更斯繁殖器官。为了解释众多的优势现象，班更斯(F.Bangenth，1
33、989)提提出了出了原发优势原发优势(primigenic dominance)假说假说。认为器官发育的先后顺序可以。认为器官发育的先后顺序可以决定各器官间的优势顺序，即先发育的器官的生长可以抑制后发育器官的决定各器官间的优势顺序，即先发育的器官的生长可以抑制后发育器官的生长。顶端合成并且向外运出的生长素可以抑制侧芽中生长素的运出，从生长。顶端合成并且向外运出的生长素可以抑制侧芽中生长素的运出，从而抑制其生长。由于这一假说中所提到的优势是通过不同器官所产生的生而抑制其生长。由于这一假说中所提到的优势是通过不同器官所产生的生长素之间的相互作用来实现的，所以也称为生长素的自动控制长素之间的相互作用
34、来实现的，所以也称为生长素的自动控制(autoinhibition)假说。这一假说也可以解释植物生殖生长中众多的相对假说。这一假说也可以解释植物生殖生长中众多的相对优势现象。例如，苹果树的落果大多是侧位果。将菜豆植株的老豆荚优势现象。例如，苹果树的落果大多是侧位果。将菜豆植株的老豆荚中的种子去除，会刺激幼嫩豆荚及其中种子的生长。中的种子去除，会刺激幼嫩豆荚及其中种子的生长。第60页，讲稿共127张，创作于星期二细胞分裂素在顶端优势中的作用细胞分裂素在顶端优势中的作用 威克森和蒂曼威克森和蒂曼(1958)首先报道，用细胞分裂素处理豌豆植株的侧首先报道，用细胞分裂素处理豌豆植株的侧芽可以诱导侧芽生
35、长。有人比较了两种不同顶端优势强度的番茄品芽可以诱导侧芽生长。有人比较了两种不同顶端优势强度的番茄品系后指出，在顶端优势强的突变种中，细胞分裂素含量低。有人在系后指出，在顶端优势强的突变种中，细胞分裂素含量低。有人在去顶及除去子叶的豌豆幼苗根部施加放射性苄基腺嘌呤，发现细胞去顶及除去子叶的豌豆幼苗根部施加放射性苄基腺嘌呤，发现细胞分裂素在侧芽内的浓度增加，侧芽萌发被促进。这些都说明细胞分分裂素在侧芽内的浓度增加，侧芽萌发被促进。这些都说明细胞分裂素能促进侧芽萌发，解除顶端优势。裂素能促进侧芽萌发，解除顶端优势。也有人认为，生长素与细胞分裂素的浓度比值决定了顶端优也有人认为，生长素与细胞分裂素的
36、浓度比值决定了顶端优势的强弱。由根合成而向上运输的细胞分裂素在侧芽部位与生长势的强弱。由根合成而向上运输的细胞分裂素在侧芽部位与生长素对抗，细胞分裂素与生长素的比值高时促进侧芽生长，反之，素对抗，细胞分裂素与生长素的比值高时促进侧芽生长，反之，抑制侧芽生长。抑制侧芽生长。第61页，讲稿共127张，创作于星期二 植物顶端优势的研究已有近植物顶端优势的研究已有近100年的时间了，其间提出了多种年的时间了，其间提出了多种假说，众说不一，但有一点是共同的，即都认为顶端是信号源。通假说，众说不一，但有一点是共同的，即都认为顶端是信号源。通常认为这信号源是由顶端产生并极性向下运输的生长素，它直接或常认为这
37、信号源是由顶端产生并极性向下运输的生长素，它直接或间接地调节着其它激素、营养物质的合成、运输与分配，从而促进间接地调节着其它激素、营养物质的合成、运输与分配，从而促进顶端生长而抑制侧芽的生长。而细胞分裂素等其它植物激素、营养顶端生长而抑制侧芽的生长。而细胞分裂素等其它植物激素、营养物质等也影响着顶端优势，因此顶端优势可能是多种因子综合影响物质等也影响着顶端优势，因此顶端优势可能是多种因子综合影响的结果。的结果。第62页，讲稿共127张，创作于星期二由于分子生物学的迅速发展，基因工程已被应用于植物顶端优势机理的研由于分子生物学的迅速发展，基因工程已被应用于植物顶端优势机理的研究。克利究。克利(K
38、lee，1987)、梅得福、梅得福(Medford，1989)将编码色氨酸单加氧酶将编码色氨酸单加氧酶(tryptophan mono-oxygenase)的基因通过致瘤农杆菌的的基因通过致瘤农杆菌的TDNA转入烟转入烟草植株后，可使植株中的草植株后，可使植株中的IAA含量比对照增加含量比对照增加10倍，侧芽生长完全被倍，侧芽生长完全被抑制。罗马诺抑制。罗马诺(Romano)等等(1991)将编码生长素将编码生长素赖氨酸合成酶赖氨酸合成酶(IAA lysine synthetase)的基因转入烟草植株，由于这个酶可促进的基因转入烟草植株，由于这个酶可促进IAA与赖与赖氨酸的结合，使植株内游离氨
39、酸的结合，使植株内游离IAA含量下降含量下降20倍，从而使侧芽生长被促倍，从而使侧芽生长被促进。梅得福等进。梅得福等(1989)将促进细胞分裂素合成的异戊烯转移酶将促进细胞分裂素合成的异戊烯转移酶(isopentenyl transferase)的基因导入烟草植株，使其内源细胞分裂素含量提高的基因导入烟草植株，使其内源细胞分裂素含量提高100倍，从而诱导大量的侧芽生长。这些都进一步证实了生长素和细胞倍，从而诱导大量的侧芽生长。这些都进一步证实了生长素和细胞分裂素与植物顶端优势有密切的关系。分裂素与植物顶端优势有密切的关系。第63页，讲稿共127张，创作于星期二（国家一级保护植物）（国家一级保护
40、植物）水杉水杉回节次回节次第64页，讲稿共127张，创作于星期二顶端优势的应用顶端优势的应用 生产上有时需要利用和保持顶端优势，如麻类、向日葵、烟草、玉米、生产上有时需要利用和保持顶端优势，如麻类、向日葵、烟草、玉米、高粱等作物以及用材树木，需控制其侧枝生长，而使主茎强壮，挺直。有高粱等作物以及用材树木，需控制其侧枝生长，而使主茎强壮，挺直。有时则需消除顶端优势，以促进分枝生长，棉花打顶和整枝、瓜类摘蔓、果时则需消除顶端优势，以促进分枝生长，棉花打顶和整枝、瓜类摘蔓、果树修剪等可调节营养生长，合理分配养分；花卉打顶去蕾，可控制花的数树修剪等可调节营养生长，合理分配养分；花卉打顶去蕾，可控制花的
41、数量和大小；茶树栽培中弯下主枝可长出更多侧枝，从而增加茶叶产量；绿量和大小；茶树栽培中弯下主枝可长出更多侧枝，从而增加茶叶产量；绿篱修剪可促进侧芽生长，而形成密集灌丛状；苗木移栽时的伤根或断根，篱修剪可促进侧芽生长，而形成密集灌丛状；苗木移栽时的伤根或断根，则可促进侧根生长；使用三碘苯甲酸可抑制大豆顶端优势，促进腋芽成花，则可促进侧根生长；使用三碘苯甲酸可抑制大豆顶端优势，促进腋芽成花，提高结荚率；提高结荚率；B9对多种果树有克服顶端优势、促进侧芽萌发的效对多种果树有克服顶端优势、促进侧芽萌发的效果。果。第65页，讲稿共127张，创作于星期二3、具有温周期性具有温周期性温周期性温周期性（the
42、rmoperiodicity,thermoperiodicity,昼夜周期性）：昼夜周期性）：植物的生植物的生长按温度的昼夜周期性变化而发生有规律的变化。长按温度的昼夜周期性变化而发生有规律的变化。如如番茄在日温为番茄在日温为2626，夜温为，夜温为20 20 的的昼夜温差昼夜温差情况下情况下生长速率比在生长速率比在最适生长温度最适生长温度2525下更快。下更快。最适生长温度最适生长温度：又叫生理最适温度，指生长最快的温度。：又叫生理最适温度，指生长最快的温度。但这个温度并不是植物生长最健壮的温度。因为生长最但这个温度并不是植物生长最健壮的温度。因为生长最快时，物质较多用于生长，消耗太快，没有
43、在较低温度快时，物质较多用于生长，消耗太快，没有在较低温度下生长的结实。下生长的结实。协调的最适温度协调的最适温度：最适于培育壮苗的温度，通常比最适：最适于培育壮苗的温度，通常比最适生长温度略低。生长温度略低。回节次回节次第66页，讲稿共127张，创作于星期二 4 4、具有季节周期性具有季节周期性 季节周期性季节周期性：植物的生长在一年四季中发生规律性变：植物的生长在一年四季中发生规律性变化的现象。原因在于四季中外界因素（光、温、水等）化的现象。原因在于四季中外界因素（光、温、水等）的不同。的不同。季节周期性是植物对环境周期性变化的适应。季节周期性是植物对环境周期性变化的适应。回节次回节次第6
44、7页，讲稿共127张，创作于星期二（二）根的生长特性根的生长特性 1 1、具有生长大周期、具有生长大周期 2 2、具有顶端优势、具有顶端优势 3 3、具有温周期性、具有温周期性 4 4、具有季节周期性、具有季节周期性 影响根顶端优势的因素：影响根顶端优势的因素：CTK和和IAA抑制侧根发抑制侧根发生；生；ETH促进侧根发生；促进侧根发生；ABA和黄质醛抑制侧根和黄质醛抑制侧根发生（需发生（需CTK配合）。配合）。回节次回节次第68页，讲稿共127张，创作于星期二（三）叶的生长特性（三）叶的生长特性 1 1、具有四大特性、具有四大特性 2 2、双子叶植物全叶均匀生长、双子叶植物全叶均匀生长 单子
45、叶植物叶基部生长单子叶植物叶基部生长回节次回节次第69页，讲稿共127张，创作于星期二 二、影响营养器官生长的条件二、影响营养器官生长的条件 （一）温度（一）温度 是影响植物生长的最主要因素，与植是影响植物生长的最主要因素，与植物原产地关系极大物原产地关系极大。几种作物的温度三基点（几种作物的温度三基点（）作物作物 最低温度最低温度 最适温度最适温度 最高温度最高温度 水稻水稻 10-12 20-30 40-4410-12 20-30 40-44 小麦小麦 0-5 25-31 31-370-5 25-31 31-37 南瓜南瓜 10-15 37-44 44-5010-15 37-44 44-5
46、0回节次回节次第70页，讲稿共127张，创作于星期二 生长最适温生长最适温：植物生长最快的温度。：植物生长最快的温度。协调最适温协调最适温：使植株健壮生长的适宜温度。：使植株健壮生长的适宜温度。较生长最适温度略低。较生长最适温度略低。回节次回节次第71页，讲稿共127张，创作于星期二（二）光（二）光1 1、光合作用合成的有机物是植物生长的物质基础。、光合作用合成的有机物是植物生长的物质基础。2 2、光合作用转化的化学能是植物生长的能量来源。、光合作用转化的化学能是植物生长的能量来源。3 3、加速蒸腾，促进有机物运输。、加速蒸腾，促进有机物运输。4 4、破坏、破坏IAAIAA，防止植物徒长。，防
47、止植物徒长。5 5、控制植物生长、发育与分化过程（、控制植物生长、发育与分化过程（光形态建成光形态建成）。）。第72页，讲稿共127张，创作于星期二高山上的树木为什么比平地生长的矮小？高山上的树木为什么比平地生长的矮小？a a、高山上云雾稀薄，光照较强，特别是紫、高山上云雾稀薄，光照较强，特别是紫 外光较强，会破坏生长素，抑制植物生长。外光较强，会破坏生长素，抑制植物生长。b b、高山上水分较少；土壤较贫瘠；气温较低；、高山上水分较少；土壤较贫瘠；气温较低；且风力较大，这些因素不利于树木的生长。且风力较大，这些因素不利于树木的生长。回节次回节次第73页，讲稿共127张，创作于星期二（三）水分（
48、三）水分 水分为一切代谢活动所必需水分为一切代谢活动所必需 。植物体缺水时，。植物体缺水时，细胞分裂和细胞伸长都受到影响，但细胞伸长对缺细胞分裂和细胞伸长都受到影响，但细胞伸长对缺水更敏感。水更敏感。egeg：小麦、水稻的抽穗，主要是穗下节：小麦、水稻的抽穗，主要是穗下节间的伸长，此期严重缺水，穗子抽不出或不能完全抽间的伸长，此期严重缺水，穗子抽不出或不能完全抽出。出。（四）矿质营养（四）矿质营养 矿质营养充足尤其是矿质营养充足尤其是N N肥充足对营养生长有利。肥充足对营养生长有利。（五）植物激素（五）植物激素 GAGA、CTKCTK、IAAIAA对营养生长有利。对营养生长有利。回节次回节次第
49、74页，讲稿共127张，创作于星期二第四节第四节 植物生长的相关性植物生长的相关性相关性（相关性（correlationcorrelation）：植物各部分之间的相互制约）：植物各部分之间的相互制约 与与协调的现象。协调的现象。第75页，讲稿共127张，创作于星期二一、根和地上部的相关性一、根和地上部的相关性 1 1、相互依赖相互依赖 因为根供给地上部生长所需的水分、因为根供给地上部生长所需的水分、矿物质、少量有机物、矿物质、少量有机物、CTKCTK和生物碱等。而地上和生物碱等。而地上部供给根生长所需的糖类、维生素、生长素等物部供给根生长所需的糖类、维生素、生长素等物质。质。“根深叶茂根深叶茂
50、”、“本固枝荣本固枝荣”、“育秧先育育秧先育根根”等的道理在此。等的道理在此。2 2、相互制约相互制约 因为两者互相争夺对水分、营养等因为两者互相争夺对水分、营养等物质。物质。所以生产上要达到适宜的所以生产上要达到适宜的根冠比根冠比（植物地下部分与地上部分（植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值。）的鲜重或干重的比值。）。第76页，讲稿共127张，创作于星期二二、主茎与侧枝的相关性二、主茎与侧枝的相关性顶端优势顶端优势第77页，讲稿共127张，创作于星期二三、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、营养生长是生殖生长的基础，没有良好的营养生长贮备充、营养生长是生殖生长