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10 生长发育.ppt

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本课件讲第十二章植物的生长发育,介绍五大类植物激素与常用植物生长调节剂,分析种子休眠的原因与打破方法、萌发所需的水分温度氧气光照条件,说明细胞生长分化与组织培养,并讲解植物生长规律与向性运动。

第十二章篇章页,标示本章围绕种子生理生长分化与生长物质展开
第十二章内容导航页,列出种子生理、生长分化与生长物质三个板块
第一节概述页,说明植物生长物质分植物激素与生长调节剂两大类
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第1页:第十二章 植物的生长发育

第三篇植物的生长发育和繁殖,第十二章植物的生长发育。

第2页:第十二章内容导航

  • 种子生理
  • 生长分化
  • 生长物质

第3页:植物的生长物质概述

植物生长物质
调节和控制植物生长发育的物质,包括植物自身代谢产生的植物激素和人工合成的植物生长调节剂。

国际公认的植物激素有五大类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。常用生长调节剂有矮壮素、缩节安、多效唑、三碘苯甲酸、整形素和马来酰肼等。

第4页:植物激素

植物激素
植物体内产生的、由产生部位运往作用部位、在低浓度时调节植物生理进程的有机物质。
  • 特点:内生性、调节性、可移动性
  • 种类:生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)、脱落酸(ABA)

第5页:生长素 IAA

化学本质
吲哚乙酸。
  • 促进伸长生长(低浓度促进、中浓度抑制、高浓度伤害)
  • 促使细胞分化(根、维管束)
  • 刺激果实生长(单性结实)

第6页:赤霉素 GA

化学本质
赤霉酸。
  • 促进伸长生长
  • 解除休眠(诱导α-淀粉酶)
  • 促使开花(雄花分化)
  • 诱导单性结实

第7页:细胞分裂素 CTK

化学本质
异戊烯基腺苷(iPA)。
  • 促进细胞分裂
  • 诱导器官分化
  • 促使侧芽生长
  • 延缓叶片衰老

第8页:乙烯 ETH

化学本质
乙烯。
  • 抑制伸长生长、促进加粗生长
  • 诱导偏上生长
  • 加速果实成熟
  • 促使器官脱落

第9页:脱落酸 ABA

化学本质:3-甲基-5(1′-羧基-4′-氧-2′,6′,6′-三甲基-2′-环己烯-1′基)-2,4-戊二烯酸。

生理作用:诱导休眠、促进脱落。

第10页:植物生长调节剂

植物生长调节剂
人工合成的具有相应生理活性的有机物,亦称激素类似物。
  • 吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、萘乙酸钠、2,4-D
  • 九二零(GA3)、激动素(KT)、6-苄基氨基嘌呤(6-BA)
  • 乙烯利(CEBA)、青鲜素(马来酰肼MH)、茉莉酸(JA)
  • 矮壮素(CCC)、多效唑(PP333)、缩节安(Pix)、比久(B9)
  • 2,3,5-三碘苯甲酸(TIBA)、整形素(形态素)

第11页:种子生理概述

高等植物都要经历种子萌发、幼苗成长、开花结实和衰老死亡的过程,种子萌发是植物生长的开始。有些种子即使条件适宜也不萌发,须经过一段时期后才萌发,这种生长暂时停滞的现象称休眠。

休眠是长期进化中形成的对不良环境的适应,休眠种子抗性增强,利于种族延续。生产上为保存种子要延长休眠,为抢季节又要打破休眠。

第12页:种子的休眠

休眠
植物整体或某一部分停止生长的现象,意义在于适应不良环境、维持生命存在。
  • 季节休眠:冬眠(温带地区)、夏眠
  • 生理休眠:强迫休眠、熟休眠

第13页:种子休眠的原因

  • 种皮透性差(桃、杏、李)
  • 胚未发育成熟
  • 胚生长发育未结束(银杏、人参)
  • 胚生理过程未完成(苹果、梨、桃)
  • 抑制物质存在(氢氰酸、酚、有机酸)

第14页:打破休眠的方法

  • 机械破伤
  • 硫酸腐蚀、脂溶处理
  • 低温处理(层积)
  • 激素处理(赤霉素)

第15页:种子的萌发

  • 种子萌发的过程
  • 种子萌发的条件
  • 种子萌发时的物质转化

第16页:种子萌发的过程

  • 吸水:急剧吸水—吸水缓慢—急剧吸水
  • 萌动:束缚酶活化、诱导酶合成,呼吸增强,有机物分解,激素量增加
  • 发芽:胚根突破种皮

第17页:种子萌发的条件

在种子寿命期限内,具有生活力的种子给予适当条件即会正常萌发;种子萌发要求足够的水分、适宜的温度和充足的氧气,有些种子还受光照影响。

第18页:种子寿命

种子寿命
种子从完全成熟到丧失生活力所经历的时间,即种子保持发芽力的年限,不同植物种子寿命长短不同。

种子贮藏期间生长虽停止,但生命活动并未停止,呼吸照常进行,只是处于很微弱的状态。

第19页:水分与种子萌发

水分作用:使原生质由凝胶转变为溶胶,使激素由束缚态转为活化态。

  • 吸水量:大豆约120%,小麦约60%,水稻30%—40%
  • 土壤含水量以饱和含水量的60%—70%为宜

第20页:温度与种子萌发

温度作用:增强酶活性。不同作物种子萌发的最高、最适与最低温度如下:

主要作物种子萌发的温度三基点
作物种类最高温度最适温度最低温度
大麦、小麦类30—38℃20—28℃0—4℃
大麻50—51℃37—40℃0—2℃
高粱、谷子40—45℃30—33℃6—7℃
大豆39—40℃25—30℃6—8℃
玉米40—45℃32—35℃5—10℃
水稻38—42℃30—35℃8—12℃
烟草35—40℃25—28℃10—12℃
棉花40℃25—32℃10—12℃

第21页:氧气与种子萌发

  • 氧气增加呼吸供能,种子萌发需空气含氧量≥10%,<5%影响萌发;土壤空气含氧量常在20%以上
  • 土壤CO2浓度>0.03%抑制萌发;乙烯能促进种子萌发

水分、温度和氧气的作用并不孤立:吸水期间水分是主要条件,胚根突破种皮后氧气占主导地位。

第22页:光照与种子萌发

  • 需光种子:萌发需要光照,如莴苣、烟草
  • 需暗种子:光照抑制萌发,如茄子、番茄

红光(690nm)促进萌发,远红光(730nm)抑制萌发,二者效应可相互抵消。

第23页:种子萌发时的物质转化

种子萌发时,贮藏的淀粉、脂肪和蛋白质在酶的作用下分解转化,为胚的生长提供物质和能量。

第24页:植物生长与分化概述

生长
由于原生质增加而引起植物体体积或重量的不可逆增加,是量的变化。
分化
分生细胞转变为具有专化稳定结构和功能的成熟细胞的过程。
发育
个体生命周期中植物体构造和机能从简单到复杂的质变过程。

生长是量变和基础,分化是局部质变,发育是整体内在质变。高等植物生长发育经历种子萌发、幼苗成长、开花结实和衰老死亡四个阶段。

第25页:植物生长发育的细胞学基础

  • 细胞生长
  • 细胞分化
  • 植物生长
  • 组织培养

第26页:细胞学基础

与根尖分生区、伸长区、成熟区相对应,细胞生长经历三个阶段:

  • 分生期:细胞分裂
  • 伸长期:细胞体积增大
  • 分化期:细胞转化为组织

第27页:细胞分化

细胞分化是植物形态建成的基础,控制因子包括:

  • 基因:程序
  • 极性:诱导,胚上端生芽下端生根
  • 激素:CTK/IAA比值高生芽、低生根
  • 营养:糖含量高利于韧皮部、低利于木质部
  • 细胞群:原基诱导形成器官

第28页:植物生长的类型

按生长发生的部位,植物生长可分为顶生、侧生、间生和基生四种类型。

第29页:组织培养

组织培养
在含有营养物质和植物生长物质的培养基中培养离体植物组织(器官或细胞)的技术。

理论基础:植物细胞全能性。

第30页:植物生长发育的基本规律

  • 生长大周期
  • 生长的周期性
  • 生长的相关性
  • 生长的极性
  • 再生性与无限性

第31页:

第32页:植物生长的周期性

季节周期性
植物生长随季节变化表现快慢节奏:春发、夏长、秋止、冬眠。
昼夜周期性
植物生长随昼夜变化表现快慢节奏:夏季昼慢夜快。

意义:植物在昼夜温差较大的条件下生长较好。

第33页:

第34页:植物生长的极性

现象:生态学上端发芽、下端生根。原因:生长素的极性运输。

意义:扦插繁殖时注意不可将极性颠倒。

第35页:

第36页:

第37页:植物生长发育的影响因素

  • 遗传特性:表现形式
  • 营养状况:能量基础
  • 植物激素:调控物质
  • 温度:以有一定昼夜温差的变温(日高夜低)为宜,即温周期现象
  • 光照:短波光抑制生长(光范型作用、黄化现象)
  • 水分:需充足

第38页:植物运动

向性运动
生长性运动:向地性(根向下生长)、向光性(幼茎顶端向光弯曲)、向水性(根趋向潮湿处)、向化性(根趋向土壤肥沃处)。
感性运动
由膨压变化引起的运动。

第39页:本章小结

植物生长物质分植物激素(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯)和植物生长调节剂(人工合成的激素类似物)两大类。

休眠分熟休眠和强迫休眠,原因有种皮影响、胚的影响和抑制物质存在等;充足的水分、适宜的温度和足够的氧气是种子萌发形成幼苗的必要条件。

植物生长以细胞生长为基础,表现出生长大周期、周期性、相关性、极性和再生等基本规律。

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