植物生理学植物生长生理
植物生理学之植物生长生理
1、 分裂期（分生期）
①G1期：进行DNA合成的准备
②S期：DNA合成时期，DNA含 量增加一倍
③G2期：有丝分裂准备时期，从 ④M期：有丝分裂开始到结束。 DNA合成完成到有丝分裂开始
分裂期特点：
a、DNA含量急剧增加. b、分生组织比成熟组织有较高 的呼吸速率。 c、各种激素可调节细胞分裂周期， 其影响顺序是GA→CTK→IAA。
分化 指遗传上同质的细胞转 化为形态、结构、化学组成 和功能异质的细胞。
是发育过程中质的变化
叶原基
生长点
花原基 韧皮部 形成层 木质部
§2 细胞生长与分化
一、 植物细胞生长 二、 细胞分化与形态建成 三、组织培养
§2 细胞生长与分化
分裂期（分生期） 细胞生长 伸长期（扩张期） 分化期（成熟期）
三、 组织培养
（一）组织培养的原理
组织培养（tissue culture）是指在无
菌条件下，将离体的植物器官、组织等， 在人工控制的培养基上培养，使其生长、 分化以及形成完整植株的技术。 组织培养的理论依据是Haberlandt提出 的细胞全能性。
（二）外植体
外植体（explant）:用于组织培养、进
2、 伸长期
特征：细胞体积增加，细胞液泡化。
激素也控制伸长期：GA促进伸长最明显（增加细 胞伸展性），IAA促进细胞壁松驰（增加细胞可 塑性），从而提高了细胞壁的可塑性，乙烯、
ABA抑制细胞伸长。
GA提高木葡聚糖内转糖基酶活性，使伸展素穿入细胞壁，并使木葡糖切 开，然后重新形成另一个木葡聚糖分子，再排列为木葡聚-纤维素网。 IAA细胞壁酸化后活化扩展素（一种蛋白质），打断细胞壁多糖之间的H 键，使细胞壁松驰，膨压推动细胞伸长。
考研农学门类联考《414植物生理学与生物化学》植物生理学-植物生长生理【圣才出品】
第9章植物生长生理一、单项选择题1．根和茎与重力的方向有关的生长是（）。
A．向光性B．向化性C．向重力性D．向地性【答案】C【解析】植物感受重力的刺激，在重力方向上发生生长反应的现象称为向重力性。
因此答案选C。
2．攀援植物如丝瓜、豌豆、葡萄等的卷须一边生长，一边回旋运动，这种运动被称为（）。
A．向光性B．向化性C．向重性D．向触性【答案】D【解析】向触性常见于许多攀援植物，如丝瓜、豌豆、葡萄等，它们的卷须一边生长，一边回旋运动，一旦触及物体，接触一侧生长较慢，而另一侧生长较快，则卷须在5～10min内发生弯曲，缠绕在物体上，这样使植物能更多地接受阳光进行光合作用。
这种由单方向机械刺激引起的植物回旋生长运动，被称为向触性。
因此答案选D。
3．光敏色素由两部分组成，它们是（）。
A．脂类和蛋白质B．发色团和蛋白质C．多肽和蛋白质D．发色团与吡咯环【答案】B【解析】光敏色素是一种易溶于水的浅蓝色的色素蛋白，由发色团和蛋白质（脱辅基蛋白）两部分组成。
其脱辅基蛋白由核基因编码，在胞质中合成，而发色团在质体中合成后，运出到胞质中，二者自动装配成光敏色素蛋白。
因此答案选B。
4．促进植物向光弯曲最有效的光是（）。
A．红光B．黄光C．蓝紫光D．远红光【答案】C【解析】目前所知植物的光受体包括三类：①光敏色素；②蓝光/紫外光-A受体；③紫外光-B受体。
植物对蓝光的反应包括植物的向光性反应。
因此答案选C。
5．植物形态学上端长芽，下端长根，这种现象称为（）现象。
A．再生B．脱分化C．再分化D．极性【答案】D【解析】极性是指植物器官、组织或细胞在形态结构、生化组成以及生理功能上的不对称性。
植物形态学的上端与下端的分化是两种不同的器官，因此称为极性现象。
因此答案选D。
6．花生、大豆等植物的小叶昼开夜闭，含羞草叶片受到机械刺激时成对合拢，这种由外部的无定向刺激引起的植物运动称为（）。
A．感性运动B．向性运动C．趋性运动D．生理钟【答案】A【解析】植物的运动按其与外界刺激的关系可分为向性运动和感性运动。
植物生理学之第七章植物的生长生理
第七章植物的生长生理一、名词解释1．植物生长2．分化3．种子寿命4．种子活力5．植物组织培养6．细胞全能性7．愈伤组织8．光敏色素9．脱分化l0．再分化11．生长最适温度12．胚状体13．外植体14．光形态建成15．光范型作用16．温周期现象17．细胞周期18．生长大周期19．植物生长的相关性20．顶端优势21．再生作用22．极性23．植物的昼夜周期性24．生物钟25．生长运动26．向性运动27．感性运动28．人工种子29．根冠比30．协调最适温度二、写出下列符号的中文名称1. R／T2. LAR3. AGR4. RH5. RGR6. UV-B7. NAR Pr、Pfr8. CaM9. R 10. FR三、填空题1.种子萌发适宜的外界条件是______、______、______及少部分种子萌发需要______。
2.植物生长的相关性主要表现在______、______、______。
3.种子保存在______ 条件下不易失去生活力。
4.快速检验种子死活的方法主要有三种，即______、______、______。
5.种子的吸水可分为三个阶段，即______、______和______。
6.植物的运动包括______、______、______。
向性运动类型有______、______、______、______。
感性运动包括______、______、______ 。
7.光敏色素有两种类型，即______和______，其中______吸收红光后转变为______。
8. 植物细胞的生长通常分为三个时期，即______、______和______。
9.种子后熟作用可分为______、______。
10. 细胞伸长期的生理特点是______、______、______、______。
11.光形态律成是由______控制的一种低能反应。
12.植物细胞壁是由______、______、______等物质组成。
第 7 章 植物的生长生理
第7 章植物的生长生理本章内容提要：植物生长（plant growth）是指植物在体积和重量（干重）上的不可逆增加，是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长而引起。
严格地讲，植物的个体发育是从形成合子开始，但由于农业生产往往是从播种开始，因此，一般将植物从种子萌发到形成新种子的整个过程称为植物的发育周期。
种子的生活力和活力是决定种子正常萌发和形成健壮、整齐幼苗的内部因素，而充足的水分、适宜的温度和足够的氧气是所有种子正常萌发所需的外界条件，有些种子的萌发则对光照还有一定的要求。
组织培养是依据细胞的全能性发展起来的一项技术。
在研究植物生长发育规律以及生产实践领域中以得到广泛的运用。
植物机及其器官的生长都表现出生长大周期和昼夜周期性以及季节周期性。
植物的生长既相互依赖又相互制约，即具有相关性，体现在地下部和地上部的相关、主茎和侧枝的相关以及营养生长和生殖生长的相关等。
植物的生长除受到内部因素（包括基因、激素、营养等）的影响外，还受外界环境条件温度、水分和光照的影响。
光还影响植物的形态建成。
植物体内有三种光受体：光敏色素、隐花色素、紫外光B受体。
植物器官可在空间位置上有限度地移动。
植物的运动可分为向性运动、感性运动和近似昼夜节奏的生物钟运动。
根据引起运动的原因又可以分为生长性运动和膨胀性运动，生长性运动是由于生长的不均匀而造成的，而膨胀性运动是由于细胞膨压的改变造成的。
植物的运动大多数属于生长性运动。
自测题一、名词解释：1.植物生长2. 分化3. 脱分化4. 再分化5. 发育6. 极性7. 种子寿命8. 种子生活力9.种子活力 11. 需光种子 12. 细胞全能性 13. 植物组织培养 15.人工种子 16. 温周期现象 17.协调最适温度 18. 顶端优势 19. 生长的相关性. 20.向光性 22. 生长大周期 23. 根冠比 24. 黄化现象 25. 光形态建成 26. 光敏色素 27. 光受体 29. 感性运动 30. 生物钟二、缩写符号翻译：1. TTC2. R/T3. Pr、Pfr4. PhyⅠ5. PhyⅡ6.R7.FR8. UV－B9. BL 10. AGR 11. RGR 12. LAR 13. LAI 14.GI 15. RH三、填空题：1. 按种子吸水的速度变化，可将种子吸水分为三个阶段，、、。
《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。
植物生理学第十章生长生理
⑴ 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。
⑵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。
2.特点
⑴取材少，培养材料经济。 ⑵人为控制培养条件，不受自然条件影响。 ⑶生长周期短，繁殖率高。 ⑷管理方便，利于自动化控制。
► 3. 培养条件：
（1）完全无菌：材料、培养基 （2）培养基成分：
丁香髓愈伤组织中加入适量生长素和细胞分裂素， 可以诱导分化出木质部。
低浓度2,4-D可促进胚胎原始细胞形成，抑制胚状 体进一步发育。
四、组织培养(tissue culture) 是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养
离体植物组织（器官或细胞）的技术。 组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性。
A、无机营养物：无机盐类 B、碳源：以蔗糖为主，带用浓度2-4% C、维生素：不同材料对vit种类、数量要求不同。硫胺素
是必需的，其他如烟酸、维生素B6和肌醇等。 D、生长调节剂：必须是人工合成、稳定、耐热物质。如
2,4-D和NAA等。 E、有机附加物：非必需物质，如氨基酸、椰子乳汁等。 （3）温度：25-27℃ （4）光：依不同培养而定。
经济树种（茶、桑）、大豆、棉花等则要去尖、 打顶，以促进分支，增加产量；
白菜移栽需抑制根的顶端优势，便于水分、矿 质吸收；
萝卜不能移栽，目的是维持根的顶端优势。
应用：
果树整形修剪、棉花整枝、植物生 长调节剂（如TIBA)消除大豆顶端优势 增加分枝，提高结荚率。
三、营养生长和生殖生长的相关性
1、统一方面 营养生长是生殖生长的物质基础。只有根深叶茂，
极性导致的不均等分裂是发育分化得以实现的重要途径
A
B
植物生理学-第十章 植物的生长生理
细胞分化的理论基础是：细胞全能性
（一）细胞分化的内部调控机理 1、通过极性控制分化 极性是分化产生的第一步，极性的存
在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。 极性产生的原因： 受精卵的第一次不均等分裂 IAA在茎中的极性传导
2、通过激素控制分化 IAA促进愈伤组织分化出根，CTK促 进分化出芽。 3、通过基因调控分化 如开花基因活化，可导致成花。 （二）外界条件对细胞分化的调节 1、糖浓度
4、种子寿命
种子寿命（seed longevity）：从种子 成熟到失去发芽力的时间。
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿 命很短，如：热带的 可可、芒果种子
正常性种子：耐脱水和低温，寿命 较长，如：水稻、花生
种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。
二、影响种子萌发的外界条件 1、足够的水分 吸水是种子萌发的第一步：
不同作物种子萌发时需要温度高 低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
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。
鉴定种子生活力的方法：
（1）利用组织还原能力（TTC染色法）
TTC
2H 脱氢E
氧化态 无色
三苯甲瓒
还原态 红色2、利用原生质来自着色能力 —（染料染 色法）活种子的原生质膜有选择透性，不选 择吸收染料，原生质（胚）不着色。
植物生理学 植物的生长生理
植物生理学植物的生长生理植物的生长生理一、植物生长和形态发生的细胞基础1.细胞的生长分化规律细胞周期:从亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束的时期称为细胞周期。
细胞生长的控制细胞生长受多种因素的影响：受核质遗传基因的控制，因为细胞核与细胞质的数量比只能维持在一定的范围内；受细胞壁以及周围细胞作用力的影响；受环境因素的制约。
2.细胞分化的控制因素细胞分化的分子机理细胞分化的分子基础是细胞基因表达的差别。
同一植物体中的细胞都具有相同的基因，因为它们都是由同一受精卵分裂而来的，而且其中的每一个细胞在适宜的条件下有可能发育成与母体相似的植株。
在个体的发育过程中，细胞内的基因不是同时表达的，而往往只表达基因库中的极小部分。
这就是个体发育过程中基因在时间和空间上的顺序表达。
细胞的基因是如何有选择性地进行表达，合成特定蛋白质的，即基因是如何调控的，这是细胞分化的关键。
从某种意义上讲，具有相同基因的细胞而有着不同蛋白质产物的表达，即为细胞分化。
细胞分化的控制因素：（1）极性是细胞分化的前提极性是指细胞（也可指器官和植株）内的一端与另一端在形态结构和生理生化上的差异。
主要表现在: 细胞质浓度的不一，细胞器数量的多少，核位置的偏向等方面。
极性的建立会引发不均等分裂，使两个子细胞的大小和内含物不等，由此引起分裂细胞的分化。
(2)植物激素在细胞分化中的作用；植物激素可以诱导细胞分化。
3.细胞全能性与组织培养技术植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都携带一个完整的基因组，具有发育成完整植物的潜力。
组织培养:指在无菌条件下，在培养基中离体分离培养植物组织(器官或细胞)的技术。
其理论基础是植物细胞的全能性。
（1）组织培养的概念与分类植物组织培养是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。
用于离体培养的各种植物材料称为外植体。
根据外植体的类型，又可将组织培养分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。
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三、细胞分化生理 细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代， 在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 现代生物学的观点认为:发育的过程表现为DNA链上不同基因按一 定的时间和空间顺序选择性地活化或阻遏。
1、细胞全能性
（1）细胞全能性：是指植物体的每个细胞携带着一套完整的基因 组，并具有发育成完整植株的潜在能力。
（2）组织培养：是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养离体 植物组织（器官或细胞）的技术。 组织培养的理论依据是：植物细胞具有全能性。
2、极性 极性：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。 如：合子在第一次分裂形成基细胞及顶端细胞就是极性现象。极 性一旦建立，即难于逆转。
（3）植物激素 CTK/IAA比值：高，芽；
低，根；中等，不分化。 乙烯：促进根的形成。
第三节 植物营养器官生长
一、营养器官的生长特性 （一）茎生长特性 1、茎的生长点： （1）顶端分生组织和近顶端分生组织——控制生长最重要的组织。 前者控制后者的活性，后者的细胞分裂和伸长决定茎的生长速度。 （2）居间分生组织：
数有较长的，如蚕豆、绿豆能达6～11年。 种子寿命长的可达百年以上。我国辽宁省普兰店的泥炭土
层中，发现莲的瘦果（莲子），至少120年，也可能达 200～400年之久，但仍能发芽和正常开花结果。
2、影响种子寿命的因素：
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿命很短，如：热带的可 可、荔枝、龙眼、 芒果种子。
（二）根生长特性 生长部位：顶端分生组织； 生长的规律性：具生长大周期。 根也有顶端优势：蔬菜育苗移栽时切除主根，可促进侧根的生长。
（三）叶生长特性 一般来说，双子叶植物 的叶子是全叶均匀生长； 单子叶植物叶片基部保 持生长能力。例如稻、 麦、韭、葱等叶被切断 后，叶片很快就能生长 起来。
2、茎生长的规律性： 生长大周期：植物器官或整株植物的生长速度会表现出“慢-快-慢” 的基本规律，即开始时生长缓慢，以后逐渐加快，然后又减慢以至 停止。这一生长全过程称为生长大周期 。
生长大周期：
S生长曲线：分成四个时期： ① 停滞期：(0～18d) ② 对数生长时期:(18～45d) ③ 直线生长期:(45～55d) ④ 衰退期：(55～90d )
根在柳 树枝条 的形态 学下端 发生
3、影响细胞分化的因素
（1）糖浓度
低糖浓度（< 2.5%），有利于木质部形成； 高糖浓度（> 3.5%），有利于韧皮部形成； 中糖浓度(2.5%～3.5%)，木质部、韧皮部都形成，中间有形成层。 （2）光照： 黄花幼苗的组织分化很差，薄壁组织较多，输导组织和纤维组织等 机械组织很不发达，植物柔嫩多汁
细胞分裂素通过活化 磷酸酶,削弱CDK酪氨 酸磷酸化的抑制作用 （CDK/CYCB），促进 进入M期。
脱落酸浓度增加，CDK-cyclin复合物抑制剂（ICK）表达，于是抑 制CDK/CycA，阻止进入S期。
二、细胞伸长的生理
葡萄糖 分子
纤维素 分子
微团
微纤丝 粗纤丝
细胞壁ห้องสมุดไป่ตู้
生长素的酸一生长假说
IAA IAA
植物生理学
章植物的生长生理
有收无收在于水
第一节
种子萌发: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。
种子萌发生理
一、影响种子萌发的外界条件 (一) 足够的水分 (二) 充足的氧气 — 有氧呼吸
（三）适宜的温度—酶促反应
无水脱脂棉上绿豆的萌发
含水脱脂棉上绿豆的萌发
正常性种子：耐脱水和低温，寿命较长，如：水稻、花生。
第二节 细胞生长生理
➢细胞生长是植物整体生长的基础。
细胞分裂 细胞伸长 细胞分化
增加细胞数目 增大细胞体积 形成不同细胞
植物生长
一、细胞分裂期的生理 1、细胞周期
细胞周期:从一次细胞分裂结束形成子细胞到下一次分裂结束形成 新的子细胞所经历的时期称细胞周期。
4、有机物的转变
新的器官
蛋白质
新的氨基酸
co2
细胞壁物质
膜
脂类
贮藏物质 脂肪
乙醛酸循环
N
酰胺等
有机酸 糖类
运输
重新合成
种子
淀粉
蛋白质
糖类 氨基酸
蔗糖 有机酸
N
分解 co2
酰胺、其它含氮 化合物
三、种子寿命
1、种子寿命：从种子成熟到失去生命力所经历的时间。
在自然条件下，种子的寿命可以由几个星期到很多年。 如柳树种子，成熟后只在12h内有发芽能力。 大多数农作物种子的寿命，也是比较短的，约1～3年。少
（四）光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子, 如莴苣、烟草、多数杂草种子。 需暗(喜暗或嫌光)种子：光抑制种子萌发，如葱、韭菜、苋菜、 番茄、茄子、瓜类种子。 对光不敏感种子：有光无光都可萌发，如大多数农作物种子。
二、种子萌发的生理生化变化
1、种子吸水 种子的吸水分为三个阶段： 急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停滞阶段 胚根出现，重新迅速吸水阶段 — 渗透性吸水
4、细胞伸长与赤霉素
（1）GA促进细胞伸长，也促进细胞分裂，且诱发细胞伸长是在诱 发细胞分裂之前。但GA没有刺激质子排除的现象。GA影响细胞伸 长可能依赖于IAA诱发细胞壁酸化。但GA刺激伸长的滞后期比IAA 长。可见GA和IAA刺激细胞生长机制是不同的，反而有相加机制。 （2）GA对根的伸长无促进作用。
细胞分裂 周期
分裂间期 分裂期（M期）
G1期(DNA合成前期) S期 (DNA合成期) G2期(DNA合成后期)
前期 中期 后期 末期
2、细胞周期的控制 控制细胞周期的关键酶是：依赖于细胞周期蛋白（cyclin）的蛋白 激酶(CDK)。
3、细胞分裂与植物激素
生长素和细胞分裂素 刺激G1 cyclin(CycD)的 积累，因此支持进入新 的细胞周期。
2、呼吸作用的变化 急剧上升：种子吸涨后，生化反应加强。 滞缓不变：因为种皮限制氧气供应，进行无氧呼吸。 再急剧上升：胚根突破种皮，增加氧气供应，进行有氧呼吸。 显著下降：随着贮存物质的消耗，呼吸作用逐渐降低。
3、酶系统的形成：萌发种子酶的形成有两种来源： ①原存在的束缚态酶释放和活化而来。如：β-淀粉酶，种子吸胀后 立即出现。 ②重新合成：通过核酸诱导下合成的蛋白质，形成新的酶，如α-淀 粉酶