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1、会计学1植物植物(zhw)生理学第八章生理学第八章第一页，共55页。休眠芽衰老 脱落 休眠次生生长初生生长发芽成 熟开花种子发育抽芽种种 子子 植植 物物 的的 生生 活活 周周 期期第1页/共55页第二页，共55页。第一节第一节 种子种子(zhng zi)(zhng zi)生理生理 一、种子休眠：一、种子休眠：种子即使处于适宜的外界条件下也不萌发，这种现象，叫休眠。休眠休眠(kormancy)(kormancy)：类型类型(lixng)(lixng)：被迫休眠：由于(yuy)环境不适而引起的休眠。生理休眠：由于生理原因而引起的休眠（深休眠）。意义意义：理论意义实践意义休眠原因休眠原因：保护层
2、 角质、蜡质种皮厚结构致密种皮障碍不透气、不透水、机械障碍第2页/共55页第三页，共55页。后熟作用后熟作用(zuyng)(afterripening)(zuyng)(afterripening)：种子采收后，需经过一段继续发育的过程，（或者完成形态建成，或者进行一系列生理生化变化），达到真正(zhnzhng)成熟，使其具备发芽能力，该过程叫后熟作用。该类型种胚分化发育不全，因而(yn r)处于休眠状态。如，银杏、人参、当归等。该类型种胚分化发育虽已完全，但生理上尚未完全成熟，仍不能萌发。如，苹果、梨、桃杏等。形形 态态 后后 熟：熟：生理后熟型：生理后熟型：抑抑 制制 物物 质：质：盐、含N
3、物质、释放氰化物的物质、有机酸、激素、生物碱等。种 类：存在部位：子叶（菜豆）、胚乳（莴苣）、种皮（甘蓝）、果汁（番茄）、果肉（苹果）、整个种子（红松）第3页/共55页第四页，共55页。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（14%）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3540水处理（棉花、黄瓜、小麦等）。种子休眠的破除种子休眠的破除物理因素物理因素：温热处理温热处理：清水冲洗清水冲洗：机械破除机械破除：层积处理层积处理：药剂处理药剂处理：第4页/共55页第五页，共55页。分类分类：短命种子：几小时
4、 几周。如，杨(几周)、柳（12h）。中命种子：几年 几十年。多数栽培作物。长命种子：百年 千年，莲花。种子从完全成熟到丧失生活力（或死亡）所经历的时间，称为种子的寿命。种子的寿命种子的寿命(longevity)(longevity)：种子的寿命与贮藏条件种子的寿命与贮藏条件：低温、干燥、乏氧。第5页/共55页第六页，共55页。影响种子影响种子(zhng zi)萌发的外界条件萌发的外界条件 n n水分水分(shufn)、温度、温度、氧气、氧气、光照光照需光种子需光种子：萌发时需要光照，如莴苣。嫌光种子嫌光种子：光抑制萌发，黑暗则促进萌发，如西瓜。中光种子中光种子：萌发时对光无严格要求，多数农作
5、物。对光的要求：红光（660nm）促进萌发远红光（730nm）抑制萌发光敏光敏素素第6页/共55页第七页，共55页。n n吸水过程的吸水过程的变化变化n n呼吸作用呼吸作用(h x zu yn)的变的变化化n n贮藏物质的贮藏物质的变化变化n n核核 酸酸 的的 变变 化化n n激激 素素 的的 变变 化化n n植植 酸酸 的的 变变 化化 R 萌发 R FR 抑制萌发R FR R 萌发种子萌发的生理生化种子萌发的生理生化(shn(shn hu)hu)变化变化第7页/共55页第八页，共55页。吸水过程吸水过程(guchng)的的变化变化n nI 急剧吸水阶急剧吸水阶段段n nII 滞缓吸水阶滞
6、缓吸水阶段段n nIII 重新重新(chngxn)迅速迅速吸水阶段吸水阶段吸水(鲜重增加)阶段 I阶段 II阶段 III时间可见萌发开始第8页/共55页第九页，共55页。苍耳两枚种子苍耳两枚种子(zhng zi)(zhng zi)（休眠和非休眠种子（休眠和非休眠种子(zhng(zhng zi)zi)）吸水和萌发的关系吸水和萌发的关系第9页/共55页第十页，共55页。无氧呼吸为主有氧呼吸为主呼吸作用呼吸作用(h x zu yn)的变化的变化n n上升上升(shngshng)阶段阶段n n滞缓阶段滞缓阶段n n再度急剧再度急剧上升上升(shngshng)第10页/共55页第十一页，共55页。贮藏贮
7、藏(zhcng)物质的物质的变化变化n n大分子转变为小分子大分子转变为小分子n n不溶性物质转变为可溶性物质不溶性物质转变为可溶性物质n n从贮藏部位从贮藏部位(bwi)（胚乳、子（胚乳、子叶）转移到生长部位叶）转移到生长部位(bwi)（胚）（胚）n n淀淀 粉粉 可溶性糖可溶性糖n n蛋白质蛋白质 氨氨 基基 酸酸 含含氮化合物氮化合物n n脂脂 肪肪 糖糖第11页/共55页第十二页，共55页。核核 酸酸 变变 化化第12页/共55页第十三页，共55页。激素激素(j s)的变化的变化n nIAA 束束 缚缚 型型 自由自由(zyu)型型n nGA 含量升高含量升高n nCTK、ETH 含量
8、升高含量升高n nABA 及抑制剂及抑制剂 含量下降含量下降第13页/共55页第十四页，共55页。植酸（肌醇六磷酸植酸（肌醇六磷酸(ln sun)）的变化）的变化植酸Ca-Mg 肌醇 +Ca2+Mg2+Pi植酸酶第14页/共55页第十五页，共55页。第二节第二节 植物植物(zhw)生生长的细胞学基础长的细胞学基础 n n细胞细胞(xbo)分裂期：分裂期：n n细胞细胞(xbo)伸长期：伸长期：n n细胞细胞(xbo)分化期：分化期：体积小、数量多、束缚水/自由水 高细胞核大、细胞壁薄、细胞质质稠密(chum)呼吸强、代谢旺体积增大、形成液泡（小 大）细胞核、细胞质挤到边缘代谢旺盛、干物质积累细
9、胞体积定型、胞壁加厚结构特化、功能专一代谢与呼吸均低于伸长阶段第15页/共55页第十六页，共55页。细胞细胞(xbo)的分化的分化影响分化影响分化(fnhu)(fnhu)的因素：的因素：分化分化(fnhu)(differenti(fnhu)(differentiation)ation)：由分生组织的细胞发育成结构与功能 不同的组织细胞的过程。激素CTK/IAA 根与芽的分化（器官）愈伤组织GA/IAA 木质部与韧皮部的分化（组织）形成层蔗糖愈伤组织低（1.5 2.5%）木质部中（2.5 3.5%）木+韧高（4%以上）韧皮部 第16页/共55页第十七页，共55页。组织培养（组织培养（tissue
10、 tissue cultureculture）定义定义：在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体和花粉等，在人工控制的培养基上培养，使其生长、分化并形成完整植株的技术与方法。从植物体分离下来的被培养的组织、器官、细胞团等。外植体外植体(explant)(explant)：组织培养的理论基础：植物组织培养的理论基础：植物(zhw)(zhw)细胞具有细胞具有全能性全能性细胞细胞(xbo)(xbo)全能性全能性(totipotency):(totipotency):每一个细胞都包含着产生一个完整植株的全套(qun to)基因，在适宜的条件下，任何一个细胞都能形成一个完整的植物个体。德国
11、植物生理学家德国植物生理学家 Haberlandt,1902Haberlandt,1902；19581958年美国斯蒂伍特证实年美国斯蒂伍特证实第17页/共55页第十八页，共55页。组组 织织 培培 养养 的的 过过 程程n n配制相应的培养基配制相应的培养基n n灭菌、消毒：培养基、灭菌、消毒：培养基、外外植体植体n n接种：超净工作台接种：超净工作台n n培养：固体培养、液体培养：固体培养、液体(yt)培养培养n n移栽移栽第18页/共55页第十九页，共55页。组 织 培 养 阶 段外植体愈伤组织(zzh)小植株(zhzh)脱分化脱分化(fnhu)(fnhu)再分化再分化器官发生型胚胎发生
12、型胚状体胚状体芽原基根原基第19页/共55页第二十页，共55页。愈愈 伤伤 组组 织织 的的 分分 化化第20页/共55页第二十一页，共55页。脱分化脱分化：外植体在人工培养基上经多次细胞分裂而是原来的分化状态，形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程。再分再分化化：离体培养中形成的处于脱分化状态的细胞团再度分化形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官，最终直接形成完整植株的过程。胚状体胚状体：由体细胞分化来的类似胚胎结构的细胞或细胞群。第21页/共55页第二十二页，共55页。组织培养的应用组织培养的应用(yngyng)n n培育新品种培育新品种培育新品种培育新品种n n快速无性繁殖快速无性繁殖快速无
13、性繁殖快速无性繁殖n n生产次生生产次生生产次生生产次生(cshng)(cshng)代谢物代谢物代谢物代谢物n n获得无病毒植株获得无病毒植株获得无病毒植株获得无病毒植株n n保存和运输种子资源保存和运输种子资源保存和运输种子资源保存和运输种子资源第22页/共55页第二十三页，共55页。第三节第三节 植物植物(zhw)生生长的基本特征长的基本特征n n生长量：生长量：“慢慢快快慢慢”n n时时 间：间：周期性周期性n n空空 间：间：相关性相关性n n生生 理：理：异质性异质性第23页/共55页第二十四页，共55页。植物植物(zhw)(zhw)生长的生长的“慢慢快快慢慢”特征特征生长量的表示法
14、：生长积量：测定时的实际数量。生长速率：绝对生长速率绝对生长速率：单位时间内植物材料生长的绝对增加量。(AGR)单位时间内植物材料绝对增加量，占原 来生长量的相对比例。相对生长速率相对生长速率：（RGR）第24页/共55页第二十五页，共55页。生长(shngzhng)大周期和生长(shngzhng)曲线生长大周期生长大周期：植物细胞、组织、器官及个体或群体，在其整个生长过程中，生长速率表现出“慢快慢”的规律，即开始生长缓慢，以后加快，达到最高，而后又缓慢，以至停止。通常把生长的这三个阶段总和起来，叫做生长大周期。生生 长长 曲曲 线线：以时间为横坐标，生长量为纵坐标，可得一条曲线，即生长曲线。
15、若以生长积量表示生长量，则得“S S型型”曲线曲线；若以绝对生长量表示，则得一抛物线抛物线。了解了解(lioji)(lioji)生长大周期的意义生长大周期的意义第25页/共55页第二十六页，共55页。植植 物物 的的 生生 长长 曲曲 线线第26页/共55页第二十七页，共55页。植植 物物 生生 长长 的的 周周 期期 特特 性性植物生长的周期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。营养生长的季节周期性营养生长的季节周期性：
16、植物生长随季节形变化而呈现有规律的周期性变化。第27页/共55页第二十八页，共55页。植植 物物 生生 长长 的的 相相 关关 性性 植物各部分之间的相互协调与相互制约的现象。植物生长的相关性植物生长的相关性：n n地上部分与地下部地上部分与地下部分相关分相关(xinggun)n n主茎生长与侧枝生主茎生长与侧枝生长相关长相关(xinggun)n n营养生长与生殖生营养生长与生殖生长相关长相关(xinggun)第28页/共55页第二十九页，共55页。地上地上(d shn)部分与部分与地下部分相关地下部分相关n n相互相互(xingh)协协调调n n相互相互(xingh)制制约约根根/冠（冠（R
17、/TR/T）：）：地下器官地下器官(qgun)(qgun)（块茎、鳞茎）（块茎、鳞茎）/地上部分（茎叶）。地上部分（茎叶）。影响影响R/TR/T的因素：的因素：土壤水分状况土壤水分状况：水少 R/T 增大土壤通气状况土壤通气状况：良好 R/T 增大水多 R/T 减小不好 R/T 减小第29页/共55页第三十页，共55页。土壤营养状况土壤营养状况：N多 R/T 小N少 R/T 大光光 照照 条条 件件：不足 R/T 小充足 R/T 大温温 度度：低 R/T 大高 R/T 小修修 剪剪 整整 枝枝：R/T 小第30页/共55页第三十一页，共55页。主茎生长主茎生长(shngzhng)(shngzh
18、ng)与侧枝与侧枝生长生长(shngzhng)(shngzhng)的相关性的相关性顶端优势：主茎顶芽生长抑制侧芽顶端优势：主茎顶芽生长抑制侧芽(cy)(cy)生生长的现象。长的现象。顶端优势产生顶端优势产生(chnshng)(chnshng)的机理：的机理：1。营养学说营养学说：戈贝尔（1900）顶芽构成了“营养库”，垄断了大部分营养物质。2。激素学说激素学说：蒂曼、Skoog主茎顶芽合成IAA，极性向下运输，在侧芽积累，而芽对IAA比茎敏感，因此侧芽受到抑制。3。营养物质定向运转学说营养物质定向运转学说：4。多种内源激素协调作用多种内源激素协调作用：第31页/共55页第三十二页，共55页。I
19、AA顶 端 优 势 第32页/共55页第三十三页，共55页。营养生长与生殖营养生长与生殖(shngzh)生长生长n n相互相互相互相互(xingh)(xingh)依存：依存：依存：依存：n n相互相互相互相互(xingh)(xingh)制约：制约：制约：制约：果树的大小年现象(xinxing)多年生一次性开花植物第33页/共55页第三十四页，共55页。植物植物(zhw)生长的独立性生长的独立性n n极性：极性：n n再生再生(zishng)作作用：用：植物的器官、组织或细胞的形态学两端(lin dun)在生理上所具有的差异性（异质性）。与植物体分离的部位具有恢复植物其余部分的能力。第34页/共
20、55页第三十五页，共55页。第四节第四节 影响植物影响植物(zhw)(zhw)生长的环生长的环境条件境条件n n温温温温 度度度度n n光光光光 照照照照n n水水水水 分分分分n n气气气气 体体体体n n矿质元素矿质元素矿质元素矿质元素(yun s)(yun s)第35页/共55页第三十六页，共55页。n n温温度度(wnd)生存极限生存极限(jxin)(jxin)温度：温度：生长生长(shngzhng)(shngzhng)温度三基点：温度三基点：最低温度最高温度生命冷死点热死点最高温度最低温度最最适适温温度度 维持植物生命活动的最低温度和最高温度，叫生存的最低温度和最高温度，两者合称为植
21、物生存的极限温度。保持植物生长的最低温度、最高温度和最适温度。第36页/共55页第三十七页，共55页。使植物生长健壮、比最适温度略低的温度。协调最适温度：协调最适温度：最最 适适 温温 度：度：植物生长最快的温度。变温对植物变温对植物(zhw)(zhw)生长的影生长的影响：响：温周期现象：温周期现象：昼夜温度变化对植物生长发育的效应。第37页/共55页第三十八页，共55页。n n光照光照光照光照(gu(gungzhngzho)o)直接(zhji)影响：光合产物及物质运输间接(jin ji)影响：光质、光强光质对植物生长的影响：光质对植物生长的影响：蓝紫光 抑制生长紫外光 抑制更强提高IAA氧化
22、酶，降低IAA水平抑制淀粉酶，阻止淀粉利用光范型作用：光范型作用：光对植物形态建成（高矮、叶色等）的直接影响。第38页/共55页第三十九页，共55页。光形态光形态(xngti)(xngti)建成：由光所控制的形态建成：由光所控制的形态(xngti)(xngti)建成。建成。豌豆黄化幼苗(yumio)正常苗 每昼夜(zhuy)光照5 10红 光（660nm）黄化苗 正 常远红光（730nm）正常苗 黄化苗第39页/共55页第四十页，共55页。光强对植物生长光强对植物生长(shngzhng)(shngzhng)的影响：的影响：强光的影响(yngxing)：抑制细胞伸长(shn chn)，促细胞分化
23、株型弱光的影响：利于细胞伸长，不利细胞分化株型无光的影响：利于细胞伸长，不利细胞分化植株细长，叶片不展开细胞大，壁薄植株多汁，叶片黄色第40页/共55页第四十一页，共55页。第五节第五节 植物植物(zhw)的的运动运动n n向性运动向性运动(yndng)：n n感性运动感性运动(yndng):n n近似昼夜节律（生近似昼夜节律（生物钟）：物钟）：向光性向光性 向化性向地性向化性向地性 向水性向水性(shuxng)(shuxng)外界因素单方向刺激所引起的生长运动。无一定方向的外界因素均匀作用于整株植物或某些器官所引起的运动。感夜运动 感震运动感震运动 感触运动 植物内生节律调节的近似24小时的
24、周期变化规律。特点特点：其运动可被重新，运动周期对温度不敏感第41页/共55页第四十二页，共55页。蓝紫光 红光 黄光(hun un)向光性产生向光性产生(chnshng)(chnshng)的原因：的原因：激素激素(j s)(j s)学说：学说：Went(1928)Went(1928)抑制物的存在抑制物的存在：(1975)(1975)光质对向光性反应的影响光质对向光性反应的影响：向光性作用光谱：向光性作用光谱：与胡萝卜素及核黄素的吸收光谱相似。65%35%第42页/共55页第四十三页，共55页。胚芽鞘向光性弯曲的作用光谱胚芽鞘向光性弯曲的作用光谱(gungp)(gungp)和核黄素、和核黄素、
25、-胡萝卜素的胡萝卜素的吸收光谱吸收光谱(gungp)(gungp)第43页/共55页第四十四页，共55页。根根 的的 向向 地地 性性 反反 应应第44页/共55页第四十五页，共55页。平平 衡衡 石石第45页/共55页第四十六页，共55页。皮层中柱伸 长生长抑制伸长区根冠处在平衡细胞中的平衡石A.根尖方向与重力线方向垂直 B.根尖方向与重力线方向平行向向 地地 性性第46页/共55页第四十七页，共55页。含含 羞羞 草草 的的 感感 震震 运运 动动第47页/共55页第四十八页，共55页。菜菜 豆豆 初初 生生 叶叶 的的 昼昼 夜夜 节节 奏奏 运运 动动ab叶水平叶垂直a 在一天中不同时
26、间的叶片位置 b 连续弱光下叶子的就眠运动第48页/共55页第四十九页，共55页。常温昼夜变温昼昼 夜夜 变变 温温 对对 番番 茄茄 生生 长长 的的 影影 响响第49页/共55页第五十页，共55页。光光 敏敏 素素 控控 制制 的的 幼幼 苗苗 发发 育育第50页/共55页第五十一页，共55页。生生 长长 曲曲 线线第51页/共55页第五十二页，共55页。植植 物物 的的 再再 生生 作作 用用 和和 极极 性性第52页/共55页第五十三页，共55页。土壤土壤(trng)(trng)含水量对根冠含水量对根冠比的影响比的影响第53页/共55页第五十四页，共55页。组 织 培 养 的 过 程第54页/共55页第五十五页，共55页。