植物生理学课件11
合集下载
植物生理学 11逆境生理
图1 硫氢基假说
未结冰
SH SH
SH
SH
解冻
结冰
S S S S
S S
S S
（3）硫氢基假说 Levitt（1962）提出：原生质在冰冻脱水时，随着原生质收缩，蛋白质分 子逐渐相互接近；当接近到一定程度时蛋白质分子中相邻的硫氢基（ -SH） 氧化形成二硫键（-S-S） 。解冻时蛋白质再度吸水膨胀，肽链松散，氢键断 裂，二硫键（-S-S）还保存，使肽链的空间位置发生变化和蛋白质的天然结 构破坏，导致细胞伤害和死亡。
• 3、渗透调节与抗逆性 • 多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分胁迫时植物体内积累各种有机和 无机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物 就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 （osmotic adjustment）。 • 渗透调节物质的种类很多，大致可分为两大类。一类是由外界进入细胞 的无机离子，一类是在细胞内合成的有机物质, 有如下共同特点：分子量小、 容易溶解；有机调节物在生理pH范围内不带静电荷；能被细胞膜保持住； 引起酶结构变化的作用极小；在酶结构稍有变化时，能使酶构象稳定，而不 至溶解；生成迅速，并能累积到足以引起调节渗透势的量。 (1)无机离子。 (2)脯氨酸。脯氨酸（proline）是最重要和有效的渗透调节物质。脯氨酸 在抗逆中的作用有两点：一是作为渗透调节物质，保持原生质与环境的渗透 平衡；二是保持膜结构的完整性。脯氨酸与蛋白质相互作用能增加蛋白质的 可溶性和减少可溶性蛋白的沉淀，增强蛋白质的水合作用。 (3)甜菜碱。多种植物在逆境下都有甜菜碱（betaines）的积累。在水分亏 缺时，甜菜碱积累比脯氨酸慢，解除水分胁迫时，甜菜碱的降解也比脯氨酸 慢。甜菜碱也是细胞质渗透物质， • (4)可溶性糖。可溶性糖是另一类渗透调节物质，包括蔗糖、葡萄糖、果糖、 半乳糖等。可溶性糖的积累主要是由于淀粉等大分子碳水化合物的分解。
植物生理学ppt课件ppt
植物的生殖过程
植物的生殖过程包括配子形成、受精和 胚胎发育等阶段。在配子形成阶段，花 药和胚珠分别产生精子和卵细胞；在受 精阶段，精子和卵细胞结合形成受精卵 ；在胚胎发育阶段，受精卵经过一系列 细胞分裂和分化，最终形成成熟的种子 。
VS
植物的发育过程
植物的发育过程包括营养生长期、生殖生 长期和衰老期等阶段。在营养生长期，植 物主要进行细胞分裂和扩大，形成各种组 织和器官；在生殖生长期，植物进行开花 、结实等生殖过程；在衰老期，植物逐渐 失去生理功养的吸收与利用
矿质营养的种类
植物所需的矿质营养包括氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素和 铁、锰、锌、铜、硼、钼等微量元素。
矿质营养的吸收方式
植物通过根系吸收土壤中的矿质营养，主要通过质流和扩散作用进 入根部细胞。
矿质营养的运输和利用
吸收的矿质营养通过木质部导管向上运输到叶片和其他组织，参与 植物的光合作用、呼吸作用等生理过程。
植物在不同环境条件下，能够通过生理调节来适应水分和 矿质营养的变化，以保证正常的生长和发育。
05
植物的生长与发育
植物生长的概念与特点
植物生长的概念
植物生长是指植物通过吸收和利用环境中的水分、养分和光照等资源，实现细 胞分裂、扩大和组织分化等过程，从而增加其体积和质量的过程。
植物生长的特点
植物生长具有持续性和阶段性，不同生长阶段具有不同的生长特点。例如，在 营养生长期，植物主要进行细胞分裂和扩大，而在生殖生长期，植物则主要进 行开花、结实等生殖过程。
根部吸收的水分通过木质部导管向上运输到叶片，同时水分也在其他组
织间进行横向运输。
02
水分吸收的主要方式
被动吸水和主动吸水。被动吸水是指在蒸腾作用下，水分通过渗透作用
00绪论(植物生理学) ppt课件
植物生理学
主讲： 白音 石海英
2020/5/11
植物主要生命活动：
一、物质产生和光能利用
水分代谢——水分的吸收和散失； 矿质营养——矿质的吸收、同化和利用； 光合作用——碳水化合物的合成、光能→化学能。
二、物质和能量的转变
呼吸作用——有机物分解、能量释放； 有机物的代谢、运输。
三、生长和发育
细胞信号转导；植物生长物质；光形态建成；植物的生长生理、生殖生理； 植物的成熟和衰老生理、植物的抗性生理
植物激素类物质的研究和应用 使植物的生长发育进入“化控时代 ” 光合与光能利用研究---实现了“ 绿色革命”
培育矮化型植株品种（超高产育种） 优化株型结构（超密型栽培）
2020/5/11
种苗生理和生殖生理及其与环境的 关系研究---促成了作物栽培的“白 色革命”
（设施栽培、反季节栽培等）
组织培养技术研究 促进了名、优、新、稀、特花卉、果 树、林木等新品种无性快速繁殖、脱 毒或其特殊成分的生产
我国植物生理学的发展历程
起步晚、发展缓慢 钱崇澍（1883-1965）：《钡、锶及铈对水绵的特殊作用
》论文
我国植物生理学的奠基人：李继侗、罗宗洛、汤佩松
2020/5/11
3 植物生理学的展望
3.1 探究层次越来越宽广
2020/5/11
植物生理学的发展趋势
植物生理学正朝着微观和宏观两个方向发展
微观——把植物整体的各种生理活动，物质、能量、信
与植物分子生物学的渗透 与植物形态解剖学的渗透 与植物化学的渗透 等等、、、、、、
2020/5/11
3 植物生理学的展望
3.3 理论联系实际
虽是基础学科，但其任务是指导生产实践
2020/5/11
主讲： 白音 石海英
2020/5/11
植物主要生命活动：
一、物质产生和光能利用
水分代谢——水分的吸收和散失； 矿质营养——矿质的吸收、同化和利用； 光合作用——碳水化合物的合成、光能→化学能。
二、物质和能量的转变
呼吸作用——有机物分解、能量释放； 有机物的代谢、运输。
三、生长和发育
细胞信号转导；植物生长物质；光形态建成；植物的生长生理、生殖生理； 植物的成熟和衰老生理、植物的抗性生理
植物激素类物质的研究和应用 使植物的生长发育进入“化控时代 ” 光合与光能利用研究---实现了“ 绿色革命”
培育矮化型植株品种（超高产育种） 优化株型结构（超密型栽培）
2020/5/11
种苗生理和生殖生理及其与环境的 关系研究---促成了作物栽培的“白 色革命”
（设施栽培、反季节栽培等）
组织培养技术研究 促进了名、优、新、稀、特花卉、果 树、林木等新品种无性快速繁殖、脱 毒或其特殊成分的生产
我国植物生理学的发展历程
起步晚、发展缓慢 钱崇澍（1883-1965）：《钡、锶及铈对水绵的特殊作用
》论文
我国植物生理学的奠基人：李继侗、罗宗洛、汤佩松
2020/5/11
3 植物生理学的展望
3.1 探究层次越来越宽广
2020/5/11
植物生理学的发展趋势
植物生理学正朝着微观和宏观两个方向发展
微观——把植物整体的各种生理活动，物质、能量、信
与植物分子生物学的渗透 与植物形态解剖学的渗透 与植物化学的渗透 等等、、、、、、
2020/5/11
3 植物生理学的展望
3.3 理论联系实际
虽是基础学科，但其任务是指导生产实践
2020/5/11
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
12
小麦
拟南芥
ppt课件
13
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
ppt课件
14
• 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。
ppt课件
9
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。
ppt课件
2
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。
ppt课件
16
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。
植物生理学课件-PPT课件
产生与发展
农政全书
齐民要术
陈旉农书
Hale Waihona Puke 王祯农书农政全书齐民要术
陈旉农书
王祯农书
农政全书
齐民要术
陈旉农书
王祯农书
产生与发展
●植物生理学诞生的三大标志：
▲J.von.Liebig(1840）：创立矿质营养学说 ▲J.von.Sachs(1882) ：撰写《植物生理学讲义》 ▲W.Pfeffer(1904)：出版三卷本《植物生理学》巨著
研究内容
●生长发育生理
▲植物营养生长 ▲植物生殖生长 ▲植物衰老与脱落生理
研究内容
●逆境生理(stress Physiology)
▲抗旱机理 ▲抗涝机理 ▲抗寒机理 ▲抗热机理 ▲抗盐机理 ▲植物与生态环境保护
三、植物生理学的产生和发展
●植物生理学的奠基 ●植物生理学的诞生与成长 ●植物生理学的迅速发展
任务与展望
（二）植物生理学展望
(1)植物分子生理学(从生物大分子到复杂生命活动) (2)信号传递(实现生命整体性的重要环节) (3)代谢及其调节(生命活动的物质与能量基础) (4)植物环境生理(生命的协同进化与适应
五、学习植物生理学的方法
★充分认识本课程的重要性 ★重视基本概念、基本理论学习 ★理论联系实际 ★充分利用网络信息资源
产生与发展
●植物生理学的奠基
▲Van Helmont(1577－1644）：柳树生长实验 ▲J.Woodward(1699) ：发现植物对矿质营养的需求 ▲Priestley(1776)：发现植物可以改善空气 ▲Ingenhousz(1779) ：发现植物只有在光下才能净化空气 ▲T.de.Saussure(1767-1845)：植物在光下利用CO2进行光合 ▲voisier(18世纪80年代）:发现呼吸作用
《植物生理学》课件
CHAPTER 02
植物的水分生理
植物对水分的吸收与运
根部吸水
植物通过根部吸收水分，主要依赖于 根压和蒸腾拉力。
水分运输
水分在植物体内通过木质部导管进行 长距离运输，受到压力和扩散作用的 影响。
植物的水分平衡与调节
水分平衡
植物通过叶片蒸腾作用释放水分，保持体内水分平衡，调节 温度和盐分平衡。
水分调节机制
发。
细胞分素
促进细胞分裂和组织分 化，延缓植物衰老。
脱落酸
促进叶和果实的脱落， 调节植物休眠和种子成
熟。
植物生长与发育的过程
01
02
03
04
种子萌发
种子在适宜的条件下吸收水分 和氧气，突破种皮发芽。
营养生长
植物通过光合作用合成有机物 ，同时不断扩展根、茎、叶等
器官。
生殖生长
植物在适宜的条件下形成花芽 ，开花、结果，繁殖后代。
光合作用与呼吸作用的相互关系
• 总结词：阐述光合作用与呼吸作用的相互影响和制约关系。
• 详细描述：光合作用和呼吸作用是植物体内两个重要的代谢过程，它们之间存在相互影响和制约的关系。光合作用过程中产生的氧气和还原态的氢是呼吸作用所需的，而呼吸作用过程 中产生的二氧化碳和能量也是光合作用所需的。此外，光合作用和呼吸作用的酶的活性也受到彼此的影响。在光照充足时，光合作用的速率高于呼吸作用的速率，植物积累有机物；在 光照不足时，光合作用的速率降低，呼吸作用的速率相对较高，植物消耗有机物。因此，了解光合作用和呼吸作用的相互关系对于理解植物的生长和发育具有重要意义。
氮
合成蛋白质和其他重要有机物的主要元素，主要通过 根系吸收铵态氮和硝态氮。
磷
参与能量代谢和遗传信息的传递，主要以磷酸根的形 式被吸收。
11-第十一章-植物的抗逆生理-植物生理学
脯氨酸在抗逆中有两个作用：
一是作为渗透调节物质，用来保持原生质与环 境的渗透平衡。它可与胞内一些化合物形成聚 合物，类似亲水胶体，以防止水分散失； 二是保持膜结构的完整性。脯氨酸与蛋白质相 互作用能增加蛋白质的可溶性和减少可溶性蛋 白的沉淀，增强蛋白质的水合作用。
3.甜菜碱
甜菜碱(betaines) 是细胞质渗透物质，也是一类季铵化 合物，化学名称为N-甲基代氨基酸，通式为R4·N·X。 植 物 中 的 甜 菜 碱 主 要 有 12 种 ， 其 中 甘 氨 酸 甜 菜 碱 (glycinebetaine)是最简单也是最早发现、研究最多的 一种，丙氨酸甜菜碱(alaninebetaine)、脯氨酸甜菜碱 (prolinebetaine)也都是比较重要的甜菜碱。 植物在干旱、盐渍条件下会发生甜菜碱的累积，主要分 布于细胞质中。
热胁迫诱导热击蛋白mRNAs的合成
2. 低 温 诱 导 蛋 白 (low-temperature-induced protein)
不但高温处理可诱导新的蛋白成，低温下也会形成新的 蛋白，称冷响应蛋白(cold responsive protein)或冷 击蛋白(cold shock protein)。 约翰逊弗拉根等用低温锻炼方法使油菜细胞产生20 000 多肽。 科戈(Koga)等用5℃冷胁迫诱导稻叶离体翻译产生新的 14 000多肽。用低温处理水稻幼苗，也发现其可溶性蛋 白的凝胶图谱与常温下有别，其中有新的蛋白出现。 低温诱导蛋白的出现还与温度的高低及植物种类有关。 水稻用5℃，冬油菜用0℃处理均能形成新的蛋白。 一种茄科植物Solanum commerssonii的茎愈伤组织在 5℃下第一天就诱导三种蛋白合成，但若回到20℃，则 一天后便停止合成。
植物生理ppt课件
植物对盐碱环境的适应
植物对温度变化的适应
通过调节细胞膜流动性、增加热休克 蛋白合成等方式适应温度变化。
通过提高渗透压、积累有机酸、合成 抗盐蛋白等方式适应盐碱环境。
2023
PART 04
植物的光合作用与呼吸作 用
REPORTING
光合作用的过程与机理
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，它分为光反应和暗反 应两个阶段。
增加细胞内糖分和脂肪含量
在寒冷条件下，一些植物会增加细胞内的糖分和脂肪含量 ，以提高细胞的抗冻能力。
调节膜脂组成
植物通过调节膜脂的组成来适应低温环境，如增加不饱和 脂肪酸含量、降低膜流动性等。
产生抗冻蛋白
一些植物在低温条件下会产生抗冻蛋白，这些蛋白能够与 冰晶结合，防止细胞内冰晶形成，从而保护细胞结构不受 破坏。
2023
PART 05
植物的生长与发育
REPORTING
植物生长的调控机制
激素调节
植物激素如生长素、赤霉素、细 胞分裂素等对植物生长具有重要 调节作用，影响细胞分裂、伸长
和分化。
营养物质
植物通过吸收土壤中的水分、矿物 质等营养物质，调节自身生长和发 育。
环境因素
光照、温度、湿度等环境因素通过 影响植物激素的合成与代谢，进而 调控植物生长。
植物生理学的重要性
植物生理学是农业、林业、园艺等学 科的基础，对于解决粮食、环境、资 源等问题具有重要意义，同时对于人 类健康和生态平衡也有重要影响。
植物生理学的研究内容和方法
研究内容
植物生长发育与调控、光合作用 与呼吸作用、水分和营养吸收与 运输、植物激素与信号转导等。
研究方法
实验研究、数学建模、计算机模 拟、同位素标记等。
植物对温度变化的适应
通过调节细胞膜流动性、增加热休克 蛋白合成等方式适应温度变化。
通过提高渗透压、积累有机酸、合成 抗盐蛋白等方式适应盐碱环境。
2023
PART 04
植物的光合作用与呼吸作 用
REPORTING
光合作用的过程与机理
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，它分为光反应和暗反 应两个阶段。
增加细胞内糖分和脂肪含量
在寒冷条件下，一些植物会增加细胞内的糖分和脂肪含量 ，以提高细胞的抗冻能力。
调节膜脂组成
植物通过调节膜脂的组成来适应低温环境，如增加不饱和 脂肪酸含量、降低膜流动性等。
产生抗冻蛋白
一些植物在低温条件下会产生抗冻蛋白，这些蛋白能够与 冰晶结合，防止细胞内冰晶形成，从而保护细胞结构不受 破坏。
2023
PART 05
植物的生长与发育
REPORTING
植物生长的调控机制
激素调节
植物激素如生长素、赤霉素、细 胞分裂素等对植物生长具有重要 调节作用，影响细胞分裂、伸长
和分化。
营养物质
植物通过吸收土壤中的水分、矿物 质等营养物质，调节自身生长和发 育。
环境因素
光照、温度、湿度等环境因素通过 影响植物激素的合成与代谢，进而 调控植物生长。
植物生理学的重要性
植物生理学是农业、林业、园艺等学 科的基础，对于解决粮食、环境、资 源等问题具有重要意义，同时对于人 类健康和生态平衡也有重要影响。
植物生理学的研究内容和方法
研究内容
植物生长发育与调控、光合作用 与呼吸作用、水分和营养吸收与 运输、植物激素与信号转导等。
研究方法
实验研究、数学建模、计算机模 拟、同位素标记等。