植物生理第十一章-植物的生殖生理
中国科学院大学植物生理学：第十一章植物的生殖生理 ppt课件
温度低、春化天数长ppt。课件
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小麦
拟南芥
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植物通过春化的条件
• （一）低温 • 低温是春化作用的主要条件。 • -3～10℃范围内有效，对大多数植物来说：1-
2℃最有效。 • （二）低温处理持续的时间：低温处理的持续
时间，一般需要1-3个月
春化天数对冬黑 麦开花的影响
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• 3、减慢生长缩短幼年期：如，幼年苹果芽 嫁接到成熟矮化砧木上，提前开花。
• 4、GA的作用（延长幼年期）：GA在幼年 期→成年期中起作用。
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第二节 春化作用
• 春化作用研究历程：
• 早在19世纪人们就注意到低温对作物成花的 影响。如小麦和黑麦的有些品种需要秋播— —“冬性”品种；有些则适应春播——“春 性”品种。
• 花熟状态是植物从营养生长转入生殖生长 的标志。
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植物开花的程序
• 植物的开花通常被分为三个顺序过程 ： • 1、成花诱导，指经某种信号诱导后，特异
基因启动，使植物改变发育进程。
2、成花启动，指分生组织在 形成花原基前后发生的一系列 反应，以及分生组织辨认花原 基的过程。也成花原基发端。
• 在缺氧条件下，即使满足了低温和水分的要 求，仍不能完成春化；
• 此外还需要足够的营养物质，将小麦种子的 胚培养在富含蔗糖的培养基中，在低温下可 以通过春化，但若培养基中缺乏蔗糖，则不 能通过春化。
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去春化作用
• 在植物春化过程结束之前，如将植物放到较高的生长温 度下，低温的效果会被减弱或消除，这种现象称去春化 作用（devernalization）或解除春化。
植物生理学复习思考题答案
一、名词解释第一章植物的水分代谢1.水势：每偏摩尔体积的水的化学势称为水势。
2.渗透作用：溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。
对于水溶液而言，是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。
3.蒸腾作用：植物体内的水分以气态从植物体表散失到大气中去的过程。
4.蒸腾速率：又称蒸腾强度或蒸腾率，指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
第二章植物的矿质营养1.溶液培养：在含有全部或部分营养元素溶液中培养植物的方法2.载体运输学说：质膜上的载体蛋白属于内在蛋白，它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体－物质复合物，通过载体蛋白构象的变化，透过质膜，把分子或离子释放到质膜的另一侧。
第三章植物的光合作用5.光合作用：通常是指绿色细胞吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
从广义上讲，光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。
6.双光增益效应或爱默生增益效应：在用远红光照射时补红光(例如650nm的光)，则量子产额大增，比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。
这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应，因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的，故又叫爱默生效应。
7.光合磷酸化：光下在叶绿体把ADP与无机磷合成ATP，并形成高能磷酸键的过程。
8.光补偿点：同一叶片在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程释放的CO2等量时的光照强度。
9.光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程，由于这种反应仅在光下发生，需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称作为光呼吸。
因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸，以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物，因此光呼吸途径又称为C2循环。
第四章植物的呼吸作用1.呼吸商：简称RQ，指植物在一定时间内，呼吸作用所释放的CO2的量与吸收的O2的量的比值。
2.温度系数：是指在生理温度范围内，温度每升高10 ℃所引起呼吸速率增加的倍数。
植物生理学植物的生殖生理
植物生理学植物的生殖生理
植物的生殖生理是植物生理学的一个重要分支，主要研究植物的生殖过程和与之相关的生理机制。
以下是植物生殖生理的一些关键方面：
1. 花的发育和开花：植物的生殖过程始于花的发育。
植物通过一系列复杂的生理和分子事件，包括花芽的分化、花器官的形成和发育等，最终形成花。
2. 授粉和受精：在花开后，植物通过授粉过程将花粉从雄蕊传递到雌蕊上。
受精是指花粉与雌蕊中的卵细胞结合，形成受精卵的过程。
3. 种子和果实的发育：受精后，受精卵会发育成胚胎，同时子房会发育成果实，包裹并保护种子。
植物的生殖生理还涉及种子的成熟、休眠和萌发等过程。
4. 性别决定和性别表达：植物的性别可以是雌雄同体或雌雄异体。
性别决定的机制可以涉及遗传因素、激素调节和环境因素等。
性别表达涉及花的形态、雄蕊和雌蕊的发育以及花粉和柱头的特征。
5. 自交不亲和和杂交优势：一些植物具有自交不亲和的机制，即同一植株的花粉在自花授粉时无法受精。
而杂交优势是指杂交后代在生长、发育和适应性方面表现出优于亲本的现象。
6. 植物繁殖策略：不同植物种类采取不同的繁殖策略，如有性生殖、无性生殖（如营养繁殖）或二者的结合。
植物的生殖生理与它们的生活史和环境适应性密切相关。
植物的生殖生理是一个复杂而多样化的领域，涉及许多不同的过程和机制。
对植物生殖生理的研究有助于我们理解植物的繁殖、遗传多样性和进化，并为农业和园艺等领域提供实际应用。
1。
11 植物的生殖生理作业及答案
第十一章植物的生殖生理一、名词解释1.花熟状态：植物经过一定阶段的生长发育后，所达到的能感受环境条件诱导而开花的生理状态称为花熟状态。
2.花发端：分生组织形成花原基之前所进行的一系列反应及其分化成可辨认的花原基的全过程，称为花发端。
3.芽分化：指花原基的形成、花芽各部分的分化与成熟的全过程，即花器官形成。
4.春化作用：低温促进植物开花的作用。
5.春化处理：对萌动的种子或幼苗进行人为的低温处理，使之完成春化作用促进成花的措施称为6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.两极光周期植物：与中日性植物相反，这类植物在中等日照条件下保持营养生长状态，而在较长或较短日照条件下才能开花，如狗尾草等。
21.同源异型：分生组织系列产物中的一类成员转变为该系列中形态或性质不同的另一类成员。
22.同源异型突变：有时植物的某一重要器官位置发生了被另一起源相同的器官替代的突变，如花瓣部位被雄蕊替代，这种遗传变异现象成为同源异型突变。
23.同源异型基因：控制同源异型化的基因称为同源异型基因。
24.单性结实：子房不经过受精作用而形成不含种子果实的现象，称为单性结实25.双受精现象：在精核与卵细胞互相融合形成合子的同时，另一个精核与胚囊中的极核细胞融合形成具有3n的胚乳核，这种现象叫双受精现象。
26.花粉识别蛋白：能够感受柱头上感受蛋白的刺激而决定花粉是否萌发，存在于花粉外壁上的一种膜蛋白。
识别蛋白是一种糖蛋白。
27.花粉的群体效应：在人工培养花粉时，单位面积上花粉越多，花粉的萌发和花粉管的伸长越好。
二、填空题1.植物在到达花熟状态之前的阶段称为期，一般以作为植物生殖生长开始的标志。
幼年；花芽分化2.植物能感受环境条件的刺激而诱导开花时所必需达到的生理状态称为。
花熟状态3.影响植物成花诱导的外界条件主要是和。
低温；光周期4.1918年，加斯纳（Gassner）发现，冬黑麦在萌发期或苗期必须经历一个阶段才能开花。
第十一章 植物的生殖生理(2011)
第三节 光周期现象
光周期：在一天之中，白天和黑夜的相
对长度。
光周期现象：植物对白天和黑夜的相对
长度的反应。
一、植物光周期现象的发现和光周期类型 （一）、光周期的发现
1、Julien Touvmens（法国，1912）将蛇麻春天持续遮 光6h，提早开花，断定蛇麻提早开花是由短日照引起的， 因其不幸在战争中死亡，其观点没有进一步发展。 2、美国的Garner和allard发现佛罗里达的烟草在华盛顿 夏季旺盛生长，不开花，冬季温室内的烟草却开了花， 这个现象促使了光周期现象的发现，提出了烟草的花诱 导决定于日照长度的理论。
1、温度：低温是春化作用的主要条件。 有效温度是0－10℃之间，适宜温度1－7℃， 由此将小麦分为冬性、半冬性和春性。冬性愈 强，所需要的春化温度愈低，需要春化天数愈 长 各种植物春化所要求的温度范围及持续时间不 同，这与原产地有密切关系，是该种植物在系 统发育中形成的，对大多数植物而言，1—7℃ 是最有效的温度范围，一般认为低温上限是 9—17℃，持续时间一般为1—3个月。
⑤短-长日植物（short-long day plant， S－LDP ） 这类植物的开花要求有先短日后长日的双重日照 条件，如风铃草、鸭茅、瓦松、白三叶草等，如风 铃草。 ⑥长-短日植物（long-short day plant，L－SDP） 这类植物的开花要求有先长日后短日的双重日照 条件，如大叶落地生根、芦荟、夜香树等。 ⑦两端（极）日照植物：也叫两极光周期植物 （amphophotoperiodism plant） 与中日照植物相反，这类植物在中等日照条件下 保持营养生长状态，而在较长或较短日照下才开花， 如狗尾草等。
（二）、调种引种：
不同纬度温度有明显差异，在南北方之 间引种，必须了解品种对温度的要求。
植物的生殖生理
生理特征:生长快，呼吸旺盛，核酸和蛋白质合成快，切段易发根 。 形态特征：
由于植株从幼 年期转变为成 年期是由茎基 向顶端转变， 所以植株不同 部位的成熟度 不一样。树木 的基部通常是 幼年期，顶端 是成年期，中 部则是中间型。
从常春藤茎基取材插植，繁殖出的植株呈幼年 期特征；如从顶端取材插植，则长出的植株呈成 年期特征；如从中部取材，长出的植株呈成年期 和幼年期混合特征。冬季，落叶植物顶端叶片脱 落而基部叶片不脱落，这就是幼年期的特征。以 基部或顶端为接穗嫁接，则前者一两年后仍不开 花，而后者一两年则开花。
光周期（photoperiod）：在一天之中，白天和黑 夜的相对长度
光周期现象（photoperiodism）：植物对白天和黑 夜的相对长度的反应
一、植物对光周期反应的类型
1. 长日植物（long-day plant, LDP）：
指日照长度必须长于一定时数才能开花的植物。延长光 照，则加速开花；缩短光照，则延迟开花或不能开花。如小 麦、黑麦、胡萝卜、甘蓝、天仙子、洋葱、燕麦、甜菜、油 菜等。
后来的大量实验也证明，许多植物的开花与昼夜的相对长 度即光周期有关，即这些植物必须经过一定时间的适宜光周 期后才能开花，否则就一直处于营养生长状态。
烟草的马里兰猛犸 （Maryland Mammoth） 突变体（右）与野生型 烟草（左）的对比。这 两个植株在夏天都是在 温室中生长的。
光周期的发现，使人们认识到光不但为植物光合作用 提供能量，而且还作为环境信号调节着植物的发育过程， 尤其是对成花诱导起着重要的作用。
典型的长日植物天仙子必须满足一定天数的8.5～11.5h 日照才能开花，如果日照长度短于8.5h它就不能开花。
2. 短日植物（short-day plant, SDP）：
植物的生殖生理作业及答案
第十一章植物的生殖生理一、名词解释1.花熟状态：植物经过一定阶段的生长发育后，所达到的能感受环境条件诱导而开花的生理状态称为花熟状态。
2.花发端：分生组织形成花原基之前所进行的一系列反应及其分化成可辨认的花原基的全过程，称为花发端。
3.芽分化：指花原基的形成、花芽各部分的分化与成熟的全过程，即花器官形成。
4.春化作用：低温促进植物开花的作用。
5.春化处理：对萌动的种子或幼苗进行人为的低温处理，使之完成春化作用促进成花的措施称为春化处理。
6.去春化作用：已春化的植物或萌动种子，在春化过程结束之前，如置于高温条件下，春化效果即行消失，这种现象叫去春化作用。
7.再春化作用：大多数去春化的植物返回到低温条件下，又可重新进行春化，而且低温的效应是可以累加的，这种去春化的植物再度被低温恢复春化的现象称为再春化作用。
8.春化素：植物在春化过程中形成的某种开花刺激物质，称为春化素，但至今尚未能从植物中分离鉴定出来。
9.短日春化现象：在黑麦等某些禾谷类作物中，短日照处理可以部分或全部代替春化处理，这种现象称为短日春化现象。
10.光周期与光周期现象：在一天中，白天和黑夜的相对长度叫光周期。
植物对光周期的反应叫光周期现象。
11.光周期诱导：植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果，这种现象称为光周期诱导。
12.诱导周期数：植物达到开花所需要的适宜光周期数。
不同植物所需的诱导周期数不同。
13.光周期效应：植物经过适宜的光周期诱导后的效果可以在植物体内保留而不消失的现象称为光周期效应。
14.临界日长：诱导短日植物开花所需的最长日照时数，或诱导长日植物开花所需的最短日照时数。
15.临界暗期：昼夜周期中短日植物能够开花所必需的最短暗期长度，或长日植物能够开花所必需的最长暗期长度。
16.长日植物：在昼夜周期中，日照长度必须长于临界日长才能开花的植物。
如小麦、天仙子等17.短日植物：在昼夜周期中，日照长度必须小于临界日长才能开花的植物。
福建师范大学网络教育生物科学专业科目三《植物生理学》考试大纲
福建师范大学申请成人高考教育学士学位考试生物科学专业《植物生理学》课程考试大纲本《植物生理学》考试大纲适用于福建师范大学成人高等教育专业学士学位考试。
植物生理学是一门研究植物生命现象运动规律的基础科学。
要求考生掌握植物体内主要代谢活动及机理，植物与环境进行物质和能量交换的基本原理，植物形态建成的生理基础以及植物生长发育的基本规律，环境对植物生命活动的影响和植物对逆境的反应，并且能够运用所学的植物生理学的基本原理和方法综合分析、判断、解决有关理论和实际问题。
一、考核知识点第一章植物的水分生理植物细胞对水分吸收，植物根系对水分吸收，气孔运动的机理，合理灌溉与节水农业,植物细胞水势的概念及其组成。
第二章植物的矿质营养植物必需元素的生理作用及其缺素症，植物细胞对矿质元素的吸收，植物根系吸收矿质元素的特点，植物对氮素的同化。
第三章植物的光合作用叶绿体的结构和叶绿素的性质，光合作用的机理，影响光合作用的外界因素，植物的光能利用率。
第四章植物的呼吸作用植物呼吸代谢途径的多样性及其生理意义，呼吸链电子传递系统和末端氧化系统的多样性，抗氰呼吸及其意义，影响呼吸作用的因素，呼吸作用与农业生产。
第五章植物体内有机物的代谢萜类、酚类、生物碱等次生代谢产物的生物合成，植物体内主要有机物之间的联系。
第六章植物体内有机物的运输有机物运输的途径和方向，韧皮部运输的机制，有机物分配规律及其特点。
第七章细胞信号转导植物体内的信号转导系统和基本途径。
第八章植物生长物质植物激素的代谢、生理作用和作用机理，植物生长调节剂在生产上的应用。
第九章光形态建成光敏色素的化学性质，光化学转换和生理作用。
第十章植物的生长生理种子萌发过程的生理生化变化, 细胞发育三个时期的生理特点，植物生长的大周期及植物生长的相关性，影响植物生长的因素。
第十一章植物的生殖生理春化作用和光周期理论及其在生产上的应用，受精生理，花器官形成的基因调控。
第十二章植物的成熟和衰老生理种子和果实成熟时的生理生化变化，外界条件对种子形成的影响，种子休眠的原因和破除，植物衰老过程中的生理生化变化，内外因对衰老的影响。
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❖干燥的种子不能通过春化。冬小麦、冬黑 麦吸胀萌动的种子即可感受低温完成春 化——种子春化。而有些植物，萌动种子 不能进行春化，只有当绿色植株长到一定 大小后，才能通过春化——绿体春化, 如 甘兰、月见草等。
❖一般，春化以后还要在较高温度和长日照 条件下才能开花。由此可见，春化对花芽 分化起了诱导作用。
胞旺盛分裂的部 位。
❖ 效应的传递：天 仙子春化叶片嫁 接到未春化叶片， 引起后者开花， 说明有春化信息 传递。
喷GA3
甘蓝
对照
春化效果在不同枝条和砧木接穗间的可传导性-春化素
低温春化
低温春化 未低温春化 接穗
未低温春化 接穗
未低温春化 砧木
低温春化 砧木
三、春化作用的生理、生化变化
❖ 春化作用是一个复杂的代谢过程，低温是在mRNA 的水平上进行调节的。 1. 呼吸速率增高；旺盛的糖类氧化及氧化磷酸化为 主的过程； 2. 核酸（特别是RNA）含量增加、且RNA性质发生 改变（主要合成沉降系数大于20S的mRNA，而常温 下，主要合成9～20S的mRNA）；可溶性蛋白质含 量增加、特异蛋白质出现。 3. 赤霉素、玉米赤霉烯酮含量增加。
➢把吸胀萌动的种子进行低温处理后春播， 结果当年抽穗开花。把这一措施称之为 “春化”。
➢后来‘春化’一词扩展到除种子以外的 其它生育期植物对低温的反应。
➢脱春化作用（de-vernalization） 由另一条件消除春化的现象。
冬性一年生植物(冬小麦、黑麦、燕麦等)，第 一年秋末播种，以幼苗过冬完成春化，第二年 进行营养生长和生殖生长！
FLC--- 开花阻抑物基因（去甲基对其起负调 控作用）
春小麦：
Ver17，ver69, ver203
• 近来提出春化与DNA去甲基化有关
Burn等（1993；1996）认为，DNA的甲基化 程度与春化作用有密切关系。他们用去甲基化试剂 5-氮胞苷（5-azacytidine）处理冬小麦、拟南芥萌发 的种子，均可诱导这些植物在非春化处理条件下比 对照开花明显提前。同时发现，低温处理或5-氮胞 苷处理后，DNA链上的5-甲基化胞嘧啶水平大大降 低。由此可见，DNA的甲基化阻止了某些与春化相 关基因的表达，春化作用通过去甲基化使这些特异 的基因活化、转录和翻译，从而导致一系列生理生 化过程的改变，最终进入花芽分化和开花结实。近 年 来 利 用 分 子 生 物 学 技 术 已 得 到 Ver17、Verc69 和 Ver203等与春化相关的基因。
❖ 二年生植物（萝卜、甜菜、胡萝卜、 甘蓝、大白菜、芹菜等），在第一 年秋冬季进行营养生长，经过冬季 低温，第二年春夏季抽薹开花
❖ 二年生植物 开花对低温 的要求是绝 对的。
一、春化作用的条件
春化作用的温度和时间 ➢ 温度：0℃—10℃。最有效的春化温度是1～7℃。因植
物种和品种不同而异。 ➢ 时间：在可以通过春化的温度下，温度越低，所需时
第十一章 植物的生殖生理
* 成花诱导 (Floral Induction )：春化作用， 光周期
* 成花启动 (Floral Evocation )：形成花原 基
* 花发育 (Floral Development )：花器官 形成及发育
第二节 春化作用Vernalization
低温对成花(floral induction)的促进作用称 春化作用。
麦、油菜、菠 菜、甜菜、甘 蓝、萝卜、天 仙子、白芥、 山茶花、杜鹃 等
植物代表：
长日照植物(LDP)
短日照植物(LDP) 日中性植物(DNP)
四、春化作用的机理
1. 春化素假说 春化后形成形成春化素，它可转移，并促进开花。
• Ⅰ（低温）
Ⅱ（低温）
前体
→ 中间产物 → 最终产物
•
↓Ⅲ（高温）
分解产物(脱春化)
与春化作用有关的基因
拟南芥：
▪ fca——迟花， ▪ ver——对春化无应答，
▪ ver1,ver2——低温应答基因，
▪ fy，fpa，fve，fca，fe——对春化敏感基因，
二、春化作用的时间、部位和刺激传导
植株感受低温的主要部位是 茎尖生长点和嫩叶 早期芹菜试验： ▪ 植株常温——茎顶端低温——开花。 ▪ 植株低温——茎顶端常温——不开花 新的资料表明： ❖凡是分生组织和细胞分裂的组织都能通过春
化。
❖ 时期：种子萌发 至营养生长的任 何时期。
5℃，6周
❖期 Photoperiodism
一、植物光周期现象的发现
一天之中白天和黑夜的相对长度称为光周期（photoperiod）。 植物对白天和黑夜相对长度的反应，称为光周期现象 （photoperiodism）。
美国园艺学家Garner和Allard(1920):
美洲烟草在夏季长日照下，株高达3～5m时仍不开花；但 在冬季温室中栽培时，株高不到1m即可开花，而在冬季温 室内补充人工光照延长光照时间后，则烟草保持营养生长状 态而不开花。
间越短。就植物而言，通过春化作用所需温度越低的 植物，春化作用所需时间越长。
➢氧气、水分和糖分：氧气有利于呼吸作用的 加强，在春化期间为具有分生能力的细胞提 供必要的物质与能量。
体内糖分耗尽的小麦胚不能感受春化；如 果添加2%的蔗糖后，则可感受低温而接受春 化。
➢光照：充足的光照下，储备足够营养物质。
2. 春化作用与赤霉素
低温春化和GA3对 胡萝卜开花的影响
GA参与春化效应的 传递
对多数二年生和冬 性一年生植物，GA 可代替低温诱导开 花。
常温对照 GA3 低温处理
春化作用后 – 膜透性变大 – HMP途径加强、NADPH产生增多 – RNA与新蛋白合成增多 – 呼吸作用、光合作用、蒸腾作用加强 – 抗寒性减弱 – 某些作物体内GB合成增多
不同植物的开花对日照长度有不同的反应。
二、光周期反应类型
短日植物 (SDP)：在昼 夜24h中，日 照长度必须 低于一定的 时间（临界 日长）才能 成花。稻、 大豆、玉米、 烟草、菊花、 牵牛、苍耳、 紫苏大麻等
≤14h
日本牵牛(SDP)
≥11.5h 天仙子(LDP)
长日植物 (LDP)：在昼 夜24h中，日 照长度必须超 过一定的时间 （临界日长） 才能成花。