09 第十章 植物的生长和分化.ppt

第1页：第十章 植物的生长和分化

第十章植物的生长和分化

第2页：本章内容概览

• 第一节种子萌发和幼苗形成
• 第二节细胞的生长和分化
• 第三节植物的生长
• 第四节植物的运动

第3页：第一节 种子萌发和幼苗形成

第一节种子萌发和幼苗形成一、种子萌发(Seedgermination)1、种子萌发的条件（1）水分(Water)水在种子萌发中的作用:（2）温度(Temperature)：温度三基点（3）氧气(Oxyzen)（4）光(Light):需光种子：如莴苣，烟草，拟南芥等。嫌光种子：西瓜属，黑种草属。红光(680nm)、远红光（730nm)

第4页：水在种子萌发中的作用

• 软化种皮易透氧，易于胚根突破种皮；
• 使细胞质转变为溶胶状态，加强代谢，胚乳储藏物质在酶的作用下转为可溶，供幼小器官生长用；
• 促进可溶性物质运输到幼芽、幼根，形成结构有机物。

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第6页：豌豆发芽过程中的呼吸作用和含水量的变化

含水0.3量0.2（g）0.175呼50吸25(μl/h)胚根露出012243648发芽时数（h）图豌豆发芽过程中的呼吸作用和含水量的变化CO2O2IIIIII

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第8页：莴苣种子在黑暗、红光和远

图9-2莴苣种子在黑暗、红光和远红光下萌发情况黑暗红光远红光表9-1交替暴露在红光(R)和远红光(FR)下莴苣种子萌发情况光处理萌发率（%）光处理萌发率（%）R70R-FR6R-FR-R74R-FR-R-FR6R-FR-R-FR-R76R-FR-R-FR-R–FR7

第9页：种子萌发过程中生理

• 种子萌发过程中生理、生化变化萌发的基本过程：吸水储存物质水解运输细胞分裂胚根、芽出现
• 种子的吸水
• 呼吸作用的变化和酶的形成
• 有机物的转变

第10页：种子的吸水分3个阶段

• 种子的吸水分3个阶段
• 急剧的吸水：物理吸涨作用
• 吸水的停止：细胞利用已吸收的水分进行代谢作用。
• 又迅速吸水：胚根长出后，胚迅速长大，细胞体积加大，是渗透性吸水。

第11页：呼吸作用的变化和酶的形成

• 呼吸作用的变化和酶的形成
• 主要由无氧呼吸有氧呼吸
• 酶由束缚态自由态。
• 通过核酸诱导合成的蛋白质形成新的酶。

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第13页：有机物的转变

• 有机物的转变：储藏物质分解为小分子物质运往胚。
• 碳水化合物的转变淀粉的分解过程：淀粉→蓝色糊精→红色糊精→无色糊精↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖α-淀粉酶、β-淀粉酶、脱支酶(R酶)、淀粉磷酸化酶(P酶)胚中GA→糊粉层→淀粉酶基因表达

第14页：脂肪的转变脂肪甘油+脂肪酸

• 脂肪的转变脂肪甘油+脂肪酸（脂肪酶的自我催化）。脂肪酸乙醛酸循环乙酰辅酶A琥珀酸TCA循环苹果酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖
• 蛋白质的转变蛋白酶和肽酶。（初级合成和次级合成）脂肪酶

第15页：油料种子发芽时脂肪转变为蔗糖的过程

图10-2油料种子发芽时脂肪转变为蔗糖的过程β-氧化乙醛酸循环圆球体乙醛酸循环体线粒体细胞质

第16页：萌发种子中物质的转化蔗糖

图10-4萌发种子中物质的转化蔗糖CO2CO2

第17页：种子的寿命

• 种子的寿命
• 定义：指从种子采收到失去发芽力的时间。
• 顽拗性种子:寿命短，不耐脱水干燥，不耐零下低温，如荔枝，龙眼，椰子，芒果等。
• 影响种子寿命的因素

第18页：第二节 细胞的生长和分化定义

第二节细胞的生长和分化定义：1、生长(Growth)在发育过程中，细胞、器官或有机体的数目、大小及重量的不可逆的增加。2、分化(Differentiation)来自同一个合子或遗传上同质的细胞转化为形态、结构和功能上异质的细胞的过程。。胚胎发生，营养器官发生，生殖器官发生3、发育(Development)在植物生命周期过程中，植物发生大小、形态、结构、功能上的变化，这就是发育。发育包括生长和分化两个方面。

第19页：植物细胞的分化分裂期、伸长期、分化期

植物细胞的分化分裂期、伸长期、分化期一、细胞分裂的生理控制细胞周期的关键酶是依赖于细胞周期蛋白的蛋白激酶（CDK）。二、细胞伸长的生理能量保证（呼吸速率增快）物质基础（蛋白质增加）

第20页：细胞分化的机理细胞全能性

三、细胞分化的机理⒈细胞全能性

任何一个有核的植物细胞，都具备母体的全部基因,在适宜的条件下可以发育成完整植物植株，这个性质叫细胞全能性。细胞全能性是细胞分化的基础，细胞分化是细胞全能性的具体体现。⒉极性是植物分化的一个基本现象，通常是指在器官、组织甚至细胞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。极性造成不均等分裂。

第21页：A.形态学上端BB.形态学下端柳树枝条

A.形态学上端BB.形态学下端柳树枝条的极性

第22页：影响分化的条件

• 糖低糖浓度时，形成木质部。高糖浓度时，形成韧皮部。糖质量浓度在中等水平时（25~35g/L），形成形成层、木质部、韧皮部。
• 光黄化幼苗的组织分化很差。
• 植物激素细胞分裂素/生长素高：枝条；低：根；1：不分化在组培中，加入生长素和细胞分裂素，可以诱导愈伤组织分化出木质部。

第23页：组织培养是指在无菌条件

• 可研究外植体在不受植物体其它部分干扰下的生长和分化规律。
• 可用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理论上和生产上的问题。

第24页：2.特点

• 取材少，培养材料经济。
• 人为控制培养条件，不受自然条件影响。
• 生长周期短，繁殖率高。
• 管理方便，利于自动化控制。

第25页：3.培养基的成份

3.培养基的成份：大量元素、微量元素、糖、有机附加物、激素4.概念：外植体：从植株上取下的一块组织或一团细胞。脱分化：已经分化的细胞，失去原有的形态和机能，又恢复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织，这个过程称为脱化。

第26页：再分化：由脱分化状态的细胞再度分化形成另

再分化：由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，称为再分化。胚状体：在特定条件下,由植物体细胞分化形成的类似于合子胚的结构。又称体细胞胚或体胚。胚状体由于具有根茎两个极性结构，因此可一次性再生出完整植株。

第27页：植物体外植体愈伤组织茎根5.应用快繁

植物体外植体愈伤组织茎根5.应用快繁,良种,无病毒马铃薯等。分离脱分化再分化生长植株生长点

第28页：6.分化的生理基础建立极性

6.分化的生理基础建立极性。不均等分裂。

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第30页：第三节 植物的生长

第三节植物的生长一、植物生长特性⒈生长大周期无论整株植物，还是植物的某一组织、器官甚至某一细胞，在生长速度上都表现出“慢—快—慢”的基本规律。即开始时生长缓慢，以后逐渐加快，达到最高点，然后生长速度又减慢以至停止。把生长的这三个阶段总和起来叫生长大周期。S型生长曲线

第31页：玉米株高生长曲线

株160高120(cm)80400生6.0长4.0速2.0度0(cm·d-1)0102030405060708090种植后时间（d）图10-8玉米株高生长曲线

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第33页：生长部位的局限性

• 划线试验
• 细胞学观察⒉顶端优势顶端生长完全或部分抑制侧芽或侧根生长的现象。⒊相关性植物各部分间的相互制约与协调的现象。

第34页：生长的相关性

• 根与地上部生长的相关性
• 生理基础
• 地上部所需要的水分和矿物质主要是由根系供应的。
• 根部是全株的CTK合成中心，然后运输到地上部。
• 根系还能合成植物碱等含氮化合物。
• 地上部为根系提供有机物。
• 根冠比：根系与地上部的干重或鲜重之比。旱长根，水长苗
• 影响因素水分、N、P、K

第35页：“根深叶茂”“本固枝荣”A水分土壤缺水

“根深叶茂”“本固枝荣”A水分土壤缺水，R/T；水分充足，R/TB矿物质N多，R/T；缺N，R/TP、K充足，R/TC温度较低温度时，R/TD光强强光照，加速蒸腾，地上部生长受抑制，R/T在农业生产上，可用水肥措施、修剪、生长调节剂等来调控作物的根冠比，促进收获器官的生长。

第36页：主茎和侧枝、侧芽生长的相关性

• 主茎和侧枝、侧芽生长的相关性
• 顶端优势现象(Apicaldorminance)
• 生长素梯度学说主根和侧根也表现生长的相关性
• 营养生长和生殖生长的相关性
• 统一方面营养生长是生殖生长的物质基础；生殖过程中产生的激素类物质又作用于营养生长。

第37页：矛盾方面a.营养器官生长过旺，消耗较多养

（2）矛盾方面a.营养器官生长过旺，消耗较多养分，影响生殖器官的生长。b.生殖器官的生长抑制营养器官的生长。如:一次性开花植物—水稻、竹子“果树的大小年、隔年果”应用：整枝、修剪；疏花疏果

第38页：第四节 植物的运动高等

第四节植物的运动高等植物的运动可分为向性生长和感性运动一、向性生长(Tropicgrowth)外界因素单方向刺激引起植物的定向生长。感受传导反应向性运动是生长引起的，不可逆的运动。⒈向光性(Phototropism)⒉正向重力性和负向重力性⒊向化性(Chemotropism)⒋向水性(Hydrotropism)

第39页：向光性

• 生长素分布不均匀，
• 抑制物质分布不均匀蓝紫光最有效

第40页：++

++

第41页：正向重力性和负向重力性感受重力部位

• 生长素分布不均匀（茎尖）
• 脱落酸分布不均匀（根尖）
• 综合

第42页：

第43页：向重力性机理

图10-3向重力性机理钙泵造粉体内质网生长素泵Ca2+

第44页：向化性

⒊向化性(Chemotropism)⒋向水性(Hydrotropism)

第45页：感性运动

• 偏上性和偏下性
• 感热性⒉紧张性运动
• 感夜性
• 感震运动含羞草、捕虫草

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第49页：生理钟生物钟

三、生理钟生物钟(Biologicalclock)生命活动中有内源性节奏的周期变化现象。由于这种内源性节奏的周期接近24小时，因此又称为近似昼夜节奏。近似昼夜节奏（22-28h）

第50页：第五节 外界条件对植物生长的影响

第五节外界条件对植物生长的影响1、温度(Temperature)：三基点温度（1）生理最适温度（2）协调的最适温度温周期现象(Thermoperiodicity)2、光照(Light)（1）间接影响（2）直接影响3、水分(Water)4、矿质营养5、植物激素

第51页：光照对植物生长的影响间接影响

• 影响种子萌发。
• 黄化苗的转绿。
• 控制植物的形态:叶的厚度和大小,茎的高矮,分枝的多少、长度、根冠比等。
• 日照时数影响植物生长与休眠。
• 与植物的运动有关。