植物生理学 第八章 植物的营养生长.ppt
《植物生理学》PPT课件

五、学习植物生理学的意义
为国民经济建设服务 六、学习植物生理学的要求和方法-怎么学?
兴趣是最好的老师 1、相关的基础课程:
植物学、化学(有机无机、分析)生物化学、细胞生物学。
2.注重理解基础上的记忆
植3物.加生强理动是一手门能实力验,性积很极强的参科予学实,验所有的规律都是从实
验得来的。 实验课有6-9个实验,是大家从事科研工作的第一步。 学会科学精神,从实际中发现问题,以实验数据说明问题, 解决问题。
1859年J.Von Sacks、W.Knop和W.Pfeffer等植物无土栽培技术 等,同时使植物生理学形成为一个完整的科学体系。
1864年,德国Julius Sachs:叶片照光时,叶绿体中淀粉 粒增大。
19世纪自然科学三大发现-细胞学说、进化论、能量守恒 定律
(四)、飞跃发展时期 20世纪 1920年,美国W.W.Garner和H.A.Allard: 光周期现象(促进了发育生理学的发展)
JULIUS v. SACHS (1832-1897)
W. Pfeffer
(二)动荡与分化阶段
1910年农业化学从植物生理学中分化出来。
1930年微生物、病毒学从植物生理学中分化出来。
特别是生物化学的分离,这个阶段植物生理学的发展处于
低潮。
(三)更新与深入阶段
二十世纪初 —— 现在
1845年,J.R.Mayer:光合作用也遵守能量守恒定律
50年代,美国M.Calvin等: 光合碳循环(C3途径)。 60年代, M.D.Hatch和C.R.Slack: C4-双羧酸途径(C4途径)。
此外,光呼吸和景天酸代谢途径以及光 敏色素、钙调素等的发现;植物组织培养 技术的广泛应用;基因理论的揭示。
植物生理学 植物生长物质

H (OH)
IAA + O2 (二)光氧化
CH2COOH
NO
羟吲哚乙酸和 二羟吲哚乙酸
H
光 IAA 核黄素 吲哚醛 一)促进细胞伸长生长 图
1 特点:
敏感部位 幼茎、胚芽鞘等;最适浓度 10-5-10-6 mol;不可逆
2 原理:酸性生长理论
主要观点:
IAA 到 达 靶 细 胞 后 , 使 靶 细 胞 质 膜 上 的 H+-ATP 酶活化,该酶水解ATP同时将H+泵出质膜,使胞壁酸 化。胞壁pH下降可使氢键断裂、与壁松弛有关的酶活 化。 如β-半乳糖苷 酶在pH4-5时比pH7时活性高3 -10倍而β-(1,4)葡聚糖酶的活性可提高约100倍, 结果造成细胞壁松弛可塑性增大,细胞吸水,体积扩大。
迁移分析法证明: 赤霉素诱导淀粉酶基因表达的原因可能是:GA诱 导产生一种能结合到该酶基因5’上游调节序列上的一 种蛋白质。结合后启动基因表达。
图
六、赤霉素应用
(一)促进麦芽糖化。 (二)促进营养生长。对茎叶作用显著,对根伸长不 起作用。 (三)防止脱落:葡萄开花后10天,200mg/L喷花 序,增产无核。 (四)打破休眠:马铃薯切块,1ppm 泡5-10分钟, 凉干种。整薯,5ppm泡30分钟。
GGPP 环化
CDP
内根-贝壳杉烯
内根-贝壳杉烯合成酶A
内根-贝壳杉烯合成酶B
内质网
加氧酶
GA12或GA53
GA12-醛
内根-贝壳杉烯酸
图
细胞质
GA12或GA53
GAs
GA20-氧化酶 GA3-氧化酶 GA2-氧化酶
四、GA的生理作用
(一)GA1促进茎的伸长
图
GA1促进茎伸长的证明实验
《植物生理学》第八章 植物生长生理ppt课件

采用组织培养可以直接诱变和筛选出具抗病、抗盐、
高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。
4、保存种质资源,避免基因的丢失和毁灭。
5、提供加工原材料,生产次生代谢物。
如抗癌首选药物--紫杉醇等,可以用大规模培养植物细
胞来直接生产。
6、基因工程。
基因工程主要研究DNA的转导,而基因转导后必须通过
组织培养途径才能实现植株再生。
v 细胞数目增加。最显著的生化变化是核酸含量, 尤其是DNA变化,因为DNA是染色体的主要成分。 v 细胞分裂素起作用。
二、细胞伸长的生理
v 细胞壁的可塑性增加;增加细胞壁及原生质的 物质成分;细胞吸水,体积增大。 v 赤霉素和生长素促进细胞伸长。
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三、细胞分化的生理
细胞分化是指形成不同形态和不同功能细胞的 过程。
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第四节 种子萌发
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一、概念
1、种子萌发 种子萌发(seed germination):种子吸水到胚根 突破种皮(或播种到幼苗出土)之间所 发生的一系列生理生化变化过程。
2、种子生活力 种子生活力(seed viability):指种子能够萌发 的潜在能力或种胚具有的生命力。
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鉴定种子生活力的方法:
由体细胞分化来的类似胚胎结构的细胞或细
胞群。
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4、小苗移栽 当试管苗具有4~5条根后,即可移栽。 苗床土:泥炭土、珍珠岩、蛭石、砻糠灰等混合 培养土。 用塑料薄膜覆盖。
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(四) 组织培养的应用
1、 快速繁殖优良品种、优良类型和珍贵种质资源。
2、 脱除各类病毒,幼化复壮植物。
3、 有效的培养新品种,创造新型植物种类。
由分生细胞可分化成薄壁组织、输导组织、机 械组织、保护组织和分泌组织,进而形成营养器官 和生殖器官。
植物生理学—第八章 植物的生长物质

• 第一节 生长素类
• • • • • • • 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 小结 赤霉素类 细胞分裂素类 乙烯 脱落酸 其他天然的植物生长物质 植物生长调节剂
教学目标
★掌握植物激素和生长调节剂的概念
★掌握植物五大类激素的特点、生理作用
★理解植物五大类激素的作用机理及其应用
化学渗透极性扩散学说:
IAA在酸性环境中不易解离, 主要呈非解离型(IAAH)较 亲脂,易通过质膜;在碱性环 境中呈离子型(IAA-)较难透 过质膜。 质膜的质子泵把ATP水解,提 供能量,同时把H+释放到细 胞壁,所以细胞壁的pH较低 (pH5),此处的IAA主要呈 IAAH,易透过细胞膜而进入 细胞质;细胞质的pH较高 (pH7),所以大部分IAA呈 IAA-较难透过质膜而积累在细 胞底部,因而呈极性运输。 后来发现,质膜上有特殊的生 长素-阴离子运输蛋白,大部 分集中于细胞底部,可使IAA被动地流到细胞壁,继而进入 下一个细胞。
复习
什么是信号?什么是受体? 什么是细胞信号转导? 细胞接受信号进行信号转导几个步骤? 什么是生长素的极性运输? 生长素的生理作用有哪些?
第二节 赤霉素类
一、赤霉素类的结构和种类
1.赤霉素的发现
赤霉素(Gibberellins GA) 异常生长的稻苗—“笨苗”/“恶苗病
2.赤霉素化学结 构
目前,大家公认的植物激素有五类,即生长素类、 赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。前三类都 是促进生长发育的物质,脱落酸是一种抑制生长发育 的物质,而乙烯则主要是一种促进器官成熟的物质。
有些生长调节剂的生理效能比植物激素的还好,在低浓
生理学第8-11章

第八章植物的生长生理一、名词解释1、种子活力2、组织培养3、分化4、脱分化5. 顶端优势6. 生长大周期 7.细胞的全能性二、是非题1、营养器官长得越旺盛,生殖器官就发育得越好。
()2、生物钟是植物(生物)内源节律调控的近似24h的周期性反应。
()3、生长的最适温度是指生长最快的温度,对健壮生长来说,也是最适宜的。
()4、光对植物茎的伸长有促进作用。
()5、当土壤水分含量降低时,植物的根/冠比会降低。
()6、向光性的光受体是存在于质膜上的花色素。
()7、许多学者提出,向光性的产生是由于抑制物质分布不均匀的缘故。
()8、在植物生长的昼夜周期中,一般由于白天光照充足,同化产物多,所以生长速度最快。
9、在细胞分裂时,当细胞核体积增到最大体积时,DNA含量才急剧增加。
()三、选择题1、由外部环境中有一定方向的刺激所引起的运动叫()运动。
A、向性B、感性C、趋性D、生物钟2、花生、大豆等植物的小叶片夜间闭合、白天张开,含羞草叶片受到机械刺激时成对合拢。
外部的无定向刺激引起植物的运动称为()运动。
A、向性B、感性C、趋性D、生物钟3、根和茎的生长都与重力的方向相关,所以这类生长被称为()生长。
A、向光性B、向化性C、向重力性D、向地性4、向日葵的向性运动属于()。
A、趋光性B、感光性 C 、向光性D、向日性5、曼陀罗的花夜开昼闭,南瓜的花昼开夜闭,这种现象属于()。
A、光周期现象 B、感性运动 C、睡眠运动 D、向性运动6、某些侧根、侧枝或地下茎生长时,其生长方向的纵轴与地心引力的方向成直角。
这种现象称为()A、横向重力性B、偏上生长C、向化性 D、极性7、愈伤组织在适宜的培养条件下形成根、芽、胚状或完整植株的过程称为()。
A、分化 B、脱分化 C、再分化D、再生8、()是通过组织培养的方法得到证实的。
A、植物能吸收和运输环境中的营养物质 B、植物细胞的全能性C、植物细胞能够进行有丝分裂 D、植物激素调控植物的生长和发育9、风干种子的萌发吸水主要靠:()。
A47-植物生理学-7版第8章植物生长物质

(四)促进雄花分化
对于雌雄异花同株的植物,用GA处理后, 雄花的比例增加;对于雌雄异株植物的雌 株,如用GA处理,也会开出雄花。GA在这 方面的效应与生长素和乙烯相反。
(五)其它生理效应
GA还可加强IAA对养分 的动员效应,促进某些植 物坐果和单性结实、延缓 叶片衰老等。
此外,GA也可促进细 胞的分裂和分化,主要是 缩短了G1期和S期。
从图中可以看出,14C 标 记 的 葡 萄 糖 向 着 IAA 浓 度高的地方移动。
IAA对草莓“果实”的影响 A.草莓的“果实”实际是一个膨大的花柱,其膨大是由其内 的
“种子”生成的生长素调节的。 B.当将瘦果去除时,花柱就不能正常发育。 C.用IAA喷施没有瘦果的花柱时,其又能膨大。
(四)生长素的其它效应
生长素还与植物向光性和向重力性有关,引 起单性结实、促进菠萝(凤梨)开花、引起顶端优 势、诱导雌花分化和促进形成层细胞向木质部细 胞分化。此外,生长素还与器官的脱落有一定的 关系。
引起顶端优势
图 生长素抑制了菜豆植物株中腋芽的生长 A.完整植株中的腋芽由于顶端优势的影响而被抑制; B.去除顶芽后腋芽生长; C.对顶芽切面用含IAA的羊毛脂凝胶处理,从而抑制了腋芽的生长。
2.运输抑制剂响应1蛋白 (transport inhibitor response 1,TIR1) 这类蛋白位于细胞中, 是负责蛋白质降解的SCF (SKP1/cullin/F-box)蛋 白复合体的组分之一。
转录因子:Aux/IAA蛋白 响应因子:ARF
(二)生长素的作用机理 生长素最明显的生理效应之一就是促进细胞
蛋白降解复合体 阻遏蛋白
第三节 细胞分裂素类
一、细胞分裂素的发现和化学结构
氨
《植物生理学》课件第八章PPT课件

一、芽休眠
二、种子休眠原因及破除
1、种皮限制 打破方法:物理方法、化学方法
2、种子未完成后熟 后熟:种子休眠期内发生的生理生化变化。
(层积处理)
3、胚未发育完全
4、存在萌发抑制物 ABA、酚类物质等 打破方法:GA处理
三、休眠期间的生理生化变化
(一)呼吸作用的变化 (二)贮藏物质的变化 (三) 核酸与蛋白质合成的变化
相对生长速率(RGR):单位时间内植 物材料的绝对增加量占原来生长量的相对比例。
2、生长大周期
根、茎、叶、种子和果实等器官以及一年生植 物的整株植物,在生长过程中,其生长速率都表现 出“慢一快一慢”的特点,即开始时生长缓慢,以 后逐渐加快,达到最高速度后又减慢以至最后停止。 植物体或器官所经历的“慢一快一慢”的整个生长 过程,被称为生长大周期。(见下图)
4、植物生长的季节周期性
植物的生长在一年四季中也会发生有规 律性的变化,称为植物生长的季节周期性。
春发、夏茂、秋落、冬眠
二、植物生长的相关性
1、地上部与地下部生长关系
➊相互协调 ❷相互制约
❸根/冠比
2、主茎与侧枝生长关系
◆顶端优势:主茎生长占优势,侧芽生长被抑制 的现象。
产生原因: 营养学说 激素学说
种子萌发可分为吸胀、萌动、发芽三个阶段。
二、影响种子萌发的因素
(一)内部因素
●种子生活力 ●种子活力 ●是否通过休眠期
(二)外界因素
1、水分 2、氧气 3、温度 4、光照
三、种子萌发的生理生化变化
1、种子吸水 2、呼吸作用的变化 3、核酸与酶的变化 4、贮藏物质的转化与利用 5、激素的变化
四、促进种子萌发的措施
3、主根和侧根生长的相关性 4、营养生长与生殖生长关系
植物生理学 植物生长物质PPT课件

自由态、结合态,结合态无活性,是储藏和运 输形式。
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二 赤霉素的分布与运输
分布广:GA普遍存在于高等植物、蕨类、藻类、真菌、 细菌。
分布: 含量最高部位是植株生长旺盛部位。
运输方向: 双向运输。沿木质部向上,沿韧皮部向下。
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GA表达 的荧光染 色,在根 尖,茎尖, 花等部位 含量多
前言
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2
植物生长素错当农药 晚稻疯长比人高
图2
图1
因用错农药而疯长的晚稻鹤立“稻”群,
十分醒目
3
利用生长物质调控石斛兰春节开花
图3 中国生产
图4 日本生产
4
❖ 植物生长物质(plant growth substances) 分为两类:植物激素和植物生长调节剂。
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四 生长素的作用
1 促进营养器官的伸长。 促进伸长的最适浓度:茎>芽>根; 器官对IAA的敏感性,根>芽>茎。 促进效应以伸长区最为明显。
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两面性:低浓 度的生长素促 进根、茎、芽 的生长,高浓 度则抑制其生 长。高浓度 2·4D(1000ppm) 杀死双子叶杂 草。 对IAA敏感性: 根>芽>茎
1 促进细胞分裂 细胞分裂素的主要生理功能就是促进细胞的分
裂。产生愈伤组织,使叶用蔬菜增产。 生长素、赤霉素和细胞分裂素都有促进细胞分
裂的效应,但它们各自所起的作用不同:
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生长素只促进核的分裂(因促进了DNA的合成), 而与细胞质的分裂无关。 而细胞分裂素主要是对 细胞质的分裂起作用,所以,细胞分裂素促进细 胞分裂的效应只有在生长素存在的前提下才能表 现出来。
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2. 种子萌发时的生理生化变化 1)种子的吸水过程变化 Ⅰ 种子的吸胀阶段; Ⅱ 种子吸水的停滞期; Ⅲ 种子渗透性吸水阶段
2)呼吸作用的变化
呼吸作用 的变化
第一阶段呼吸作用迅速增加 第二阶段呼吸停滞在一定水平 第三阶段呼吸作用迅速增加
3)酶的活化与合成 种子萌发时酶的来源有两种:
①由已存在束缚态的酶释放或活化而来; 如:β-淀粉酶、磷酸酯酶、支链淀粉糖苷酶(R-酶)等 ②通过核酸控制的蛋白质的重新合成 如:α-淀粉酶、脂肪酶、硝酸还原酶等
植株或器官的生长速率随昼夜和季节发生有规律变化 的现象。
1. 生长速率的昼夜周期性 植物的生长随着昼夜交替变化而呈现有规律的周期性
变化叫做植物生长的昼夜周期性。
2. 植物生长的季节周期性 植物的生长在一年四季中发生有规律性的变化,称为
植物生长的季节周期性。
三、植物生长的相关性 1. 地下部分与地上部分的相关 1)相互协调 2)相互制约 根冠比(root/top):植物地下部分与地上部分干重或鲜
第一节 种子生理
一、种子的休眠 1. 种子休眠的概念与意义
休眠(dormancy)是植物的整体或某一部分生长暂时 停顿的现象,是植物抵制和适应不良自然环境的一种保 护性的生物学特性。
被迫休眠
生理休眠
2. 种子休眠的原因 1)种皮(果皮)的限制作用 2)种子未完成后熟作用 形态后熟型--胚未完全发育 生理后熟型--种子内部的有机物质和植物激素尚未
完成转化。 3)抑制物质的存在
3. 种子休眠的解除方法 1)机械破损
2)层积处理 3)温度处理 4)化学处理 5)清水冲洗 6)物理因素
二、种子的寿命 种子从发育成熟到丧失生活力所经历的时间为种子的
寿命(seed longevity)。
短命种子 中命种子 长命种子
2. 种子寿 命与贮 藏条件 的关系
来生长量的相对比例。
2. 生长大周期和生长曲线
植物细胞、组织、器官、个体乃至群体,在整个生 长过程中,生长速率表现出“ 慢-快-慢 ”的基本规律, 即开始时生长缓慢,以后逐渐加快,到最高速度后又减 慢以至停止 的整个生长过程称为生长大周期(grand period growth)
二、植物生长的周期性
4)贮藏物质的变化 种子萌发时,贮藏的有机物必须在胚乳或子叶中分解
为小分子化合物,才能运输到胚根和胚芽中被利用。 5)核酸的变化 6)激素的变化 7)菲丁的变化
第三节 植物的基本特性
一、植物生长量上的“慢-快-慢”特性 1. 生长量的表示法 1)生长积量 意指生长积累的数量,即实验材料在测定 时的实际数量,可用面积、体积、重量等表示。 2)生长速率, 一般有两种表示方法: 绝对生长速率:单位时间内植物材料生长的绝对增加量。 相对生长速率:单位时间内植物材料生长绝对增加量占原
1. 影响种子萌发的外界条件 有生活力并已破除休眠的种子在适宜的外界环境条件
中即可萌发。 1)水分 水分的作用: a. 使种皮变软,氧气易于通过种皮,胚根易于突破种皮 b. 使原生质由凝胶转化为溶胶状态 c. 保证细胞分裂和伸长正常进行
2)温度 温度对种子萌发的影响存在三基点,即最适、最低
和最高温度。最适温度指种子在最短时间内获得最高发 芽率的温度;最低和最高温度指种子能够萌发的最低和 最高温度。
养分失调,影响花芽分化率 种子中GA影响花芽分化
一次性开花植物结实后导致营养体死亡的原因:
营
光合产物分配不均
养竞争能力不同来自亏缺营养物质征调
论
遗传因素和秋季的不适环境植物
叶片缺乏CTK 花和种子中形成促进衰老的激素
四、植物的独立性
植物的独立性主要表现植物的极性和再生作用
极性(polarity):是指植物的器官、组织或细胞的形态学 两端在生理上所具有的差异性。极性是分化的前提 ,极性 的产生与IAA的极性运输有关。
3)氧气 一般种子正常萌发要求空气含氧量在10%以上。不同
作物种子萌发时的需氧量不同,含脂肪较多的种子比淀粉 种子萌发时的需氧量高 。
4)光
需光种子(light seed) 嫌光种子(dark seed) 中性种子
光敏色素Pfr/Prot高时,促进需光种子萌发;Pfr/Prot 低时,促进需暗种子萌发; GA和CTK可代替光照或红光 相应,促进需光种子在暗处萌发,该效应不能被远红光逆 转。
温度 水分 氧气 仓虫 微生物
一般来说,种子宜贮藏于低温、干燥的环境中。
三、种子的萌发 种子萌发(seed germination)是指种子从吸水到胚
根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化的过程 。 一般以种子的胚根突破种皮作为种子萌发的标志。
种子的生活力与活力
种子生活力(seed viability)是指种子能够萌发的潜 在 能力或胚具有的生命力。 种子活力(seed vigor)是指种子在田间状态下迅速 而整齐地萌发并形成健壮幼苗的能力。
3. 营养生长和生殖生长的相关性 1)营养生长和生殖生长 营养生长(vegetative growth)是指植物的根、茎、叶等营 养器官的生长。 生殖生长(reproductive growth)是指植物的花、果实和种 子等生殖器官的形成与生长。 花芽分化是生殖生长的标志 。 2)营养生长和生殖生长的关系 ①依存关系 ②制约关系
重的比值。 “旱长根,水长苗”
影响根冠比的因素有:
土壤水分状况(土壤水分充足R/T减小) 土壤通气状况(土壤通气不足R/T减小) 土壤营养状况(N肥充足R/T减小) 光照(光照不足R/T减小) 温度(气温高R/T减小) 修剪整枝(R/T减小)
2. 主茎与分枝的相关性 1)顶端优势(apical dominance):植物主茎的顶芽 生长占优势,抑制侧芽或侧枝生长的现象。 顶端优势产生的机理: ①营养学说 ②激素学说 ③营养物质定向学说
植物的再生作用(regeneration):是指与植物分离的部分 具有恢复植物其余部分的能力,植物的再生作用是以植物 细胞的全能性为基础的。
第五节 影响植物生长的环境条件
一、温度
温度对植物生长的影响有三基点,即生长的最高温、 最适温、和最低温。
最低 冷死点