页数：53页文件大小：90.5 KB来源： 植物生理学ppt课件
本课件先厘清生长、分化与发育的概念，再讲细胞发育三时期、组织培养原理与步骤、种子萌发的环境条件，进而分析植株生长速率、周期性与相关性，最后说明植物的向性与感性运动。
第七章植物的生长和运动
目的要求：通过本章学习，主要了解植物生长的基本规律以及影响植物生长的基本条件、植物的形态建成，为调控植物的生长发育提供理论基础。本章重点：
植物的生长与运动是植物体内各种生理与代谢活动的综合表现，它包括器官的发端、形态建成、营养生长向生殖生长的过渡、开花结实以及个体的成熟和最终走向衰老与死亡。
了解和研究这些历程的内部变化及其与环境的关系，对于控制植物的生长发育和提高作物产量具有极其重要的意义。
第一节生长、分化和发育的概述一、发育一个生物体从出生到死亡的过程叫做生活史(lifecycle)。
在植物生活史中，细胞、器官及植物个体发生的大小、形态、结构和功能上的变化，这就是发育(development)。
植物的发育在时间上有严格的顺序，如种子发芽，幼苗生长，开花结实，衰老死亡，都按一定的时间、顺序发生。
发育在空间上有巧妙的布局，比如茎上叶原基的分布有一定的规律，形成叶序。
发育包括生长和分化两个方面，
二、生长和分化生长(growth)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，即发育过程中的量的变化。
分化(differentiation)是指来自同一合子或遗传上同质的细胞转变成为形态上、机能上化学组成上异质细胞的过程。
即发育中的差异性生长就是分化。
分化是一切生物(包括从微生物到高等动物、植物)所具有特性。
第二节细胞的生长与分化一、植物细胞发育的时期及其特点植物体的发育是以细胞的发育为基础的。
细胞的发育过程从细胞分裂开始，经过逐渐伸长、扩大，而后分化定型。
全部发育过程可以分为三个时期：分生期、伸长期和分化期。
(一)分生期(又叫分裂期)分生组织的细胞是处于分生期的细胞，它们都具有分裂能力，通过有丝分裂，细胞的数目不断增加，但因细胞体积小，所以生长缓慢。
当分生细胞生长到一定的体积，就能分裂成两个新细胞。
新细胞长大后，再次分裂为两个子细胞，分生期细胞这种生长与分裂过程就叫细胞周期。
二)伸长期(又叫扩大期)茎尖和根尖的分生组织具有细胞分裂机能，可以形成新细胞，其中大多数新细胞过渡到细胞伸长期。
伸长期细胞的主要特点是液泡的出现和细胞体积的迅速增大。
进入伸长期的细胞，开始时细胞内先逐渐出现许多小液泡，以后小液泡合并，增大成一个大液泡。
细胞质和细胞核被挤到边沿。
这个时期由于体积增加快，因而生长迅速。
三)分化期(又叫成熟期)细胞停止伸长以后，便转入分化期，薄壁细胞分化成不同形态结构和执行不同功能的特化细胞，组成不同的组织，如薄壁组织、输导组织、机械组织、保护组织及分泌组织等，进而形成同化器官，吸收器官等。
细胞分化是一个复杂的生物化学过程，它是以内部生理生化变化为基础，同时又受到外界条件的调控。
据知，营养物质和激素的种类和配比能深刻影响分化过程，光照则是许多细胞分化的必需条件。
实际上，细胞发育的三个时期并无明显的界线，分生期和伸长期尤为如此，且常相互重叠。
同时，环境条件特别是水分和光照对细胞发育的进程也有较大影响，如弱光，水分充足的条件可以延长伸长期，推迟分化过程；
相反，强光、干燥的条件，则不利于细胞伸长生长，使分化提前。
然而这三个时期在细胞发育的进程中却有一定的顺序性和不可逆性。
一旦进入分化期，便不可能再逆转到伸长期去了。
第三节植物的组织培养一、组织培养的概念和分类组织培养(tissueculture)是指通过无菌操作分离出植物体的一部分接种到培养基上，在人工控制条件下(包括温度、湿度、光照等)进行培养的过程。
通常是把被培养的上述植物离体部分称为外植体(explant)。
根据外质体的种类组织培养可分为：
二、组织培养的原理组织培养的理论基础是植物细胞的全能性，即植物体的每一个具核活细胞，都具有发育成一个完整植株的潜在能力。
植株上已经分化的细胞或组织离体后在培养条件下逐渐恢复到分生状态的过程叫脱分化。
细胞脱分化的结果通常是形成愈伤组织（未分化的细胞团）。
已经脱分化的细胞或组织在一定条件下，它们又可以经过胚状体(由体细胞形成的类似合子胚的结构)或愈伤组织再分化出芽和根，从而发育成一个完整的植株，因为在细胞的基因中，除了全套的结构基因外，还有操纵基因，
使结构基因不能启动而无法工作。
激素则是在一定条件下能打破操纵基因的控制，使结构基因活化。
因此，它直接影响和控制细胞的分化。
三、组织培养的步骤
四、组织培养的应用
第四节种子的萌发一、种子萌发的概念及条件种子萌发是指干种子吸水膨胀到胚的一部分突破种皮并继续生长的过程。
通常以胚根或胚芽生长的长度达到一定量时作为种子萌发的标志。
种子萌发过程包括吸胀、萌动和发芽三个阶段。
种子萌发必须具备两方面的条件，一是种子本身具有生活力并完成了休眠；
二是要有适当的外界条件如：水、温、气、光等。
二、影响种子萌发的环境条件植物的生命活动与环境条件的依存关系在种子萌发过程中表现得特别明显，只有具备合适的条件时，种子才能开始其活跃的生命活动。
足够的水分，适宜的温度和充分的氧气是种子萌发必不可少的条件。
此外，有些种子萌发时还受着光照条件的影响。
(一)水分种子萌发，必须先通过吸胀作用吸收了足够的水分，就能迅速恢复其旺盛的代谢活动，表现萌发。
种子吸水后，首先能使种皮软化，通透性增大，有利于气体交换和呼吸增强，也有利于种胚突破种皮；
其次是种子内部状态得以改变，包括细胞质由凝胶变为溶胶、酶由钝化变活跃，生长激素物质由结合态变为游离态等，这些都是有利于呼吸、物质和能量转化等代谢活动的加速进行；
第三，水分参与贮藏物质的降解，并可促进可溶性物质运输，为种胚长成幼根、幼芽提供足够的物质和能量；
第四，水也是萌发中细胞生长所必需，无论细胞分裂还是细胞的扩大，都要在水分饱和条件下才能进行。
二)温度适宜的温度能够促进种子萌发，因为种子萌发中包含有许多由酶催化的生理生化反应，而酶的催化活性受温度的影响极为明显。
同时温度还影响吸水速率和气体交换，从而影响呼吸代谢和胚根、胚芽的生长。
由于植物种类和原产地生态条件的不同，种子萌发要求的温度三基点差异较大。
掌握植物种子萌发时的温度三基点，是决定适宜播种期的主要依据之一。
三)氧气种子萌发需要充足的氧气，因为在萌发过程中，贮藏物质的转化、运输、胚根胚芽的活跃生长，都需要旺盛的呼吸作用(特别是有氧呼吸)提供充足的能量和物质。
一般作物种子需空气含氧量在10%～15%以上才能萌发，当土中含氧量低于5%时，多数种子都不能萌发。
各类种子萌发时的需氧程度有一定差异，这与其系统发育和种子内贮存养料的种类不同有关。
四)光照自然界中大多数植物的种子萌发对光照无反应，但也有些植物的种子萌发却受光的影响。
如莴苣、月见草、鬼针草、烟草及一些禾本科牧草等植物的种子需要在光照下才能萌发，被称为“需光种子”；
相反，象茄子、番茄、瓜类、葱属等植物的种子在光下则萌发受到抑制，需要在黑暗中才能萌发，被称为“嫌光种子”或“需暗种子”。
研究发现，需光种子以660nm红光代替白光照射时，同样会促进萌发，而以730nm远红光照射时，则有抑制萌发的作用甚至比黑暗的抑制效果更强。
用红光处理后若再用远红光照射，红光的作用被消除。
红光和远红光对种子萌发的这种逆转作用，可在同一种子上反复多次，其是否萌发决定于最后一次使用的是什么波长的光。
后来研究得知，红光与远红光对种子萌发和抑制的可逆反应，跟种子内含有一种叫光敏色素的物质有关。
在红光照射下，它呈活化状态，促进需光种子萌发，抑制需暗种子萌发，在远红光照射或黑暗中光敏素呈钝化状态，作用正好相反。
第五节植株的生长一、生长速率植物生长的快慢可以用生长速率表示。它可分为绝对生长速率(absolutegrowthrate,AGR)和相对生长速率(relativegrowthrate,RGR)。
二、生长曲线与生长大周期植物器官或整株植物的生长速率会表现出“慢—快—慢”的基本规律。
即开始时缓慢，以后逐渐加快，然后又缓慢以至停。
这一生长全过程叫生长大周期，或称大生长期(grandperiodofgrowth)。
如以植物体积对时间作图可得植物生长曲线。
生长曲线表示植物在生长周期中的生长变化趋势，典型的有限生长曲线呈“S”形，故又叫S形曲线。
第五节植株的生长二、生长曲线与生长大周期
三、植物生长与分化的类型植物与动物一样都是通过其生长和分化来完成它们的生活史的。
但在发育的进程上，二者又不完全相同。
新生的动物，外形已定，器官齐全，只是个体的长大和内部调节系统的发育，各个器官几乎均衡生长；
而一粒种子则需要经过发芽、成苗、枝叶生长、开花结实、衰老脱落直至死亡等一系列的有序形态的变化才能走完它的一生。
其主要原因是植物器官的发育是受控于植物体上某些特定的部位。
只有局部区域的细胞才具有分裂伸长的能力。
如枝叶的出现和个体的长高源于顶芽，茎杆增粗则始于形成层，而扦插、嫁接成苗又与枝条伤部的再生作用有关。
(一)顶端生长与分化高等植物是直立不动的生物。在它的发育过程中，一个最突出的特点就是在其茎和根的尖端始终保持着一团胚胎状态的分生组织，它们对整株植物的发育起着绝对的控制作用。
二)次生生长与分化植物除茎、根尖端之外，其它部位还分布着一些生长区域。
如侧生、居间和基生生长区，它们都是由尖端生长锥分化出来，仍保持其分生状态而被分割与保留在成长器官中，因此叫做次生分生组织。
这些内部的生长区域平时大多潜伏不动，只有等到适当时机或受到一定的刺激时才活跃起来，恢复旺盛的分裂活动。
树木和草本双子叶植物的茎内有侧生分生组织(形成层)，当植物长到一定时期才开始活动，细胞进行旺盛分裂，形成输导组织和机械组织，使树干和枝条加粗并增加机械强度。
三)再生生长与分化植物体内有些长成的薄壁组织平时不具有分生本领，但在特殊环境中，其细胞仍可以恢复分裂而使其生长。
如受伤后伤口的愈合，茎和根的皮层在植物长粗时被胀破后有周皮的形成等。
这些都是再生分生组织活动的结果。
植物的离体器官(根、茎、叶等)在适当条件下能恢复细胞分裂，把缺欠的部分再生出来，从而形成一个新植株的过程，叫做再生作用。
再生作用在农业实践中常加以利用，如再生稻的培育，苗木的扦插繁殖等。
四)分化与极性植物有机体具有明显的主轴，通过细胞分裂、伸长和分化，植物体的各个器官总是有规律、有顺序地分布于主轴上。
在主轴的首尾两个极端，其形态和生理上都有明显的差异。
通常是首端生芽、尾端长根。
植物的这种形态学两端在生理上具有的差异性(即异质性)就叫极性。
多细胞的高等植物，早在合子形成过程中就出现了极性，胚的一端分化成幼根原基，相反的一端分化成茎的生长点。
可见极性是分化的第一步，没有极性就没有分化。
而且通过胚的成长，极性也延续到新的植株。
极性一经形成，就十分稳定。
四、植物生长的周期性植物生长的周期性是指植株或器官生长速率随昼夜或季节变化发生有规律变化的现象。
第六节植物生长的相关性植物体是多细胞的有机体，构成植物体的各部分，存在着相互依赖和相互制约的现象，称为生长的相关性。
相关性是植物维特整体性与适应性的生理基础之一。
农业上常利用肥水管理，合理密植及修剪、摘心等措施来调整各部分生长的相互关系，以达到农产品高产优质的目的。
一、地下部(根)和地上部(茎叶)的关系相互促进：根提供上部所需水、矿质营养；
根能产生氨基酸、CK、GA、ABA；
根能合成植物碱。
地上部分供地下部分所需的维生素，IAA，糖等。
相互抑制：由于外界条件变化，会影响地上部分和地下部分生长的平衡。
地上部分和地下部分相关性常用根/冠比来衡量。
根冠比是指地下部分与地上部分干(鲜)重之比，用R/T表示。
它是一个相对值，并随植物的年龄、外界环境条件而变化。
外界条件的改变对根、茎、叶生长有明显影响，从而能够改变根冠比。
一般来说，温度较高、土壤水分较多、氮肥充足、磷供应较少、光照较弱时，常有利于地上部分生长，使根冠比降低；
而温度较低、土壤较干燥、氮肥适量、磷肥较多、光照较强时，则常有利于地下部分生长，使根冠比增大。
整枝、修剪能减缓根系生长而促进地上部分生长，使根冠比变小；
中耕断根能暂时抑制地上部茎、叶的生长，促进根系发展，使根冠比加大。
生长抑制剂或延缓剂，往往可增大根冠比，而生长促进剂则降低根冠比。
二、主茎(顶芽)和侧枝(侧芽)的相关通常植物的顶芽和侧芽，主根与侧根之间，由于它们发育的早迟和所处部位的不同，在生长势上有着明显的差异。
一般是顶芽生长较快，侧芽则较慢，甚至潜伏不长。
这种主茎顶芽生长占居优势，抑制侧枝侧芽发展的现象，叫做顶端优势。
当去除顶芽之后，侧芽才得以加速生长或者萌发。
如向日葵，烟草、麻类作物，当顶端遭受破坏(折断、咬伤)侧芽就能迅速萌发长出分枝来。
顶端优势的强弱因植物种类而不同，所形成的树冠和株型就不一样。
（二）顶端优势产生的原因
(三)顶端优势的应用农业生产中利用和控制顶端优势具有重要意义。
如在向日葵、玉米、高梁、烟草、麻类栽培中，就要利用和加强顶端优势，维护顶芽，保持单杆生长，才能获得高产优质的农产品。
有的则需控制和消除顶端优势，以促进侧枝的生长，如果树的整形修剪、棉花的摘心整枝以达到控制徒长，使养分集中，促进花果着生和果实肥大的目的。
在茶树栽培中，经常摘芽断尖，促进更多的侧枝生长，从而增加茶叶产量。
在大豆生产中，常利用三碘苯甲酸(TIBA)处理大豆顶芽，抑制顶端生长，增加发枝，提高结荚率，成为增产的有效措施。
三、营养器官与生殖器官的生长相关(一)营养生长与生殖生长植物生命周期中总是先进行营养器官的生长，然后才开花结实。
只有健壮的营养体，才能结出丰硕的果实。
所以良好的营养器官是生殖器官生长的基础。
(二)营养器官与生殖器官的关系1.依赖关系植物生命周期中总是先进行营养器官的生长，然后才开花结实。
只有健壮的营养体，才能结出丰硕的果实。
所以良好的营养器官是生殖器官生长的基础,花芽必须在一定的营养生长的基础上才分化.生殖器官生长所需的养料,大部分是由营养器官供应的,营养器官生长不好,垂死器官的发育自然也不会好。
在水分和氮肥缺乏的情况下，由于营养体提前衰老，从而使生殖体不正常地早熟，致使果实少而小。
第七节环境因素对生长的影响一、影响生长的环境因素（一）物理因子1. 温度由于温度影响光合、呼吸等代谢功能，所以影响细胞发育和植物生长。
温度对植物生长最低、最适和最高温度三个基点。
不同植物种类、同一植物不同器官、不同生育时期生长温度的三基点者不一样。
能使植物生长最健壮的温度叫协调最适温度。
能常低于生长最适温度。
2. 光间接作用：促进光合作用—高能反应直接作用：影响形态建成—低能反应光的形态建成作用指光调节植物生长、分化与发育的过程。
黄化现象在黑暗中植物茎细长而柔弱，组织分化程度低，机械组织不发达，水分多而干物质少，茎顶呈钩状弯曲，叶小不开展，缺乏叶绿素而呈黄白色，根系发育不良等现象。
3. 机械刺激机械刺激影响植物生长发育的现象叫接触形态建成作用。
机械刺激能使产生动作电波，引发各种生理生化反应，而使植株矮化和生长健壮。
4. 重力策略影响生长方向，还影响植物叶的大小、枝条上下侧生长量及瓜果的形状。
（二）化学因子
二、光形态建成的作用机理（一）光敏受体大量色素：叶绿素、类胡萝卜素、花色素微量色素：光敏色素、隐花色素、紫外光-B受体
第八节植物的运动高等虽然不能像动物那样进行整体移动，但其个别部分仍可进行有限度的运动。
植物体的器官在某种因素影响下发生空间位移的现象叫植物运动(plantmovement)。
高等植物的运动可分为向性运动（tropicmovement)和感性运动(nasticmovement)。
一、向性运动向性运动是指植物的某个器官或部位对来自环境因素的单方向刺激所引起的定向运动。
根据刺激因素的种类可将其分为向光性(phototropism)、向重力性(gravitropism)、向水性(watertropism)、向化性(chemotropism)和向触性(thigotropism)等。
1.向光性植物器官向光的方向弯曲的现象叫向光性。
通常幼苗或幼嫩植株多向光源的一侧弯曲，称正向光性；
许多植物的根是背光生长，叫负向光性；
叶片通常与光源垂直生长，叫横向光性。
横向光性有利叶片最大限度地接受太阳光制造有机物。
向光弯曲与生长素的分布不均匀有关。
如对光较敏感的胚芽鞘尖端在单侧照光时，背光一侧生长素多于向光一侧，促进了背光侧的细胞伸长，植株呈现向光生长。
向光弯曲的另一原因是由于强光对生长素的破坏，或者强光能抑制生长素的产生，从而使背光面生长素含量相对增多。
试验发现，蓝紫光所产生的向光性反应最强，而红光几乎无效，并发现向光性反应中吸收蓝光的物质可能是一种黄素蛋白质，现在人们称它为“隐花色素(cryptochrome)”。
2.向重力性植物在整个生长期中，以重力线为标准，保持一定方向生长的特性称为向重力性。
它也分为正向重力性、负向重力性和横向重力性。
向重力性产生的原因与生长素和脱落酸的移动有关。
当器官横放时，尖端组织的生长素由于重力影响而向下侧面聚集。
对茎来说，靠地的下侧面生长素较多，细胞生长快，背地的一侧生长素少，细胞生长慢，茎便向上弯曲，呈负向重力性。
由于根对生长素较茎更敏感，因此，靠地一侧的生长反比背地一侧要慢，使根尖向下弯曲，表现为正向重力性。
根冠合成的脱落酸，在重力影响下，移动到横放的根尖下侧面积累，细胞伸长受到抑制，上侧面脱落酸较少，细胞伸长比下侧快，从而引起根向地弯曲。
因此，生长素和脱落酸，共同调节根的向重力反应。
植物感受重力反应的受体是根冠、胚芽鞘尖及茎的内皮层细胞中的一种平衡细胞，其内部存在比重较大的淀粉小体——平衡石，当器官变更位置时，在重力作用下，平衡石能移动并沉积于细胞的底部，对原生质产生一种压力，
引起生长素和脱落酸的不均衡分配，最终造成植物的向重力性。
3.向水性与向化性当土壤干燥或土中水分分布不均匀时，根总是趋向潮湿的方向生长这叫向水性。
向化性是由于化学物质的分布不均或单方向的作用而引起的生长运动。
例如根系有朝向肥料较多的方向生长的特性。
由于根系的这些向性，就可利用水肥条件来影响根系的生长。
生产中玉米蹲苗时，适当限制土壤上层水分的供应，或者在施肥时采用深层施用，都能诱使根系向深处生长，并扩大范围，以吸收水分和养料。
有人研究豌豆属植物的向水性时，在根尖涂抹上增水的油类混合物或烟黑或切去整个根冠后，发现根虽能生长，却失去了向水性，这表明根冠是向水性的敏感区。
(二)感性运动感性运动是由没有一定方向的外界刺激所引起的器官不均衡生长现象。
这种运动只发现在具有背复面结构的器官上。
如花瓣的上表面生长快，花瓣向下弯曲，花朵开放；
若下表面生长较快，则向上弯曲，花朵闭合。
由于这种运动通常受到夜晚到来的影响而称为感夜运动。
感夜运动通常是由于温度或光强度(或光周期)变化引起。
如番红花和郁金香从冷处移入温室内，几分钟后花朵开放。
花的这种感温运动就是由于温度变化使得花瓣基部内外两侧生长快慢不同所致。
当把郁金香花的环境温度从7℃上升到17℃时，花瓣内侧生长快于外侧，花朵开放；
反之温度降低时，外侧生长快于内侧，花瓣闭合。
薄公英的花序，睡莲的花瓣是昼开夜合；
而烟草、紫茉莉、月见草、晚香玉等则相反，它们的花是夜开昼合。
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}