10植物的生长生理

不会感知外界的剌激，而含羞草与一般植物不同，
向日葵 Helianthus annuus Linn.
植物的向性运动可分为向光性、 向地性和向触性，向日葵花的向 阳是典型的向光性运动。
分化和衰老起着互补与平衡的作用 。 凋亡是细胞死亡的机制之一，细胞凋亡是一种主 动的过程，就像树叶或花的自然凋落一样。
PCD与细胞坏死的 区别(动物体）
坏死指是极端的物理、化学因素或严重的病理性 刺激引起的细胞损伤和死亡。细胞膜发生渗漏，
细胞内容物释放到胞外，导致炎症反应。
细胞凋亡时细胞膜的整合性保持良好，整个细胞
种子丧失活力的原因
①酶的破坏； ② 营养物的消耗； ③ 有害代谢物的积累。
种子的贮藏条件
正常种子：低温、干燥、乏氧 顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿命很短， 如热带植物种子
§10-2 植物细胞的生长
植物的生长是以细胞的生长为基础 —
生长（growth)：指植物细胞体积、重量及长度等不 可逆的增加过程。是通过细胞分裂和细胞伸长来实现
4、测定种子活力常用的方法
利用种子的还原力法（TTC法）
呼吸作用使某些物质还原，如使兰色的TTC（ 三苯基氯 化四唑 ）还原为红色物质
利用种子的呼吸作用法（Bห้องสมุดไป่ตู้B染色法）
活种子质膜有选择透性，胚不被染色，死种子全被染色。
利用细胞中的荧光物质
种子纵切后，活种子的蛋白质、核酸等在在紫外光下发出 荧光。
根与地上部分 主茎与侧枝 营养生长与生殖生长
1、顶端优势（apical dominance）主茎与侧枝的
相关 顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象，称为顶 端优势（apical dominance）
原因：茎产生生长素，对侧芽生长有抑制作用 。 •顶端优势现象很明显： •针叶树、玉米、棉花、向日葵、一些瓜类植物如南瓜等 •没有顶端优势或顶端优势作用不明显 •如水稻、小麦、和一些灌木。 •应用： 通过去顶促进侧芽发育（瓜类、棉花等），或去除侧芽促进顶 芽生长（玉米，高粱、和向日葵）。
3、营养生长和生殖生长的相关
（1）相互依赖 营养生长是生殖生长的物质基础，良好的营养生长
会促进生殖生长；而生殖过程中产生的激素类物质
又作用于营养生长。 （2）相互制约 营养器官生长过旺，消耗较多养分，影响生殖器官的 生长；
生殖器官的生长抑制营养器官的生长，甚至加快营养
体衰老死亡。
二、影响营养器官生长的条件
生长大周期（grand period growth）
植物在不同生育时期的生 长速率表现出慢—快—慢 的变化规律，呈现“S”型 的生长曲线。
应用
在缓慢生长期，以促为 主，以满足植物对水肥
的需求。
在快速生长期，应适当 控制，防止徒长 在快速生长末期，延迟 衰老.
（二）根生长特性
具生长大周期 有顶端优势，主根控制侧根的生长
2、种子萌发时发生的生理生化变化
吸水过程的变化 快-----慢----快 呼吸作用的变化
快速吸水阶段（吸胀） 物质准备阶段 形态变化阶段（露白） 上升阶段：在吸水的第2阶段， 急剧上升：在吸水的第3阶段，无氧呼吸 大分子转变为小分子 不溶性物质转变为可溶性物质 从贮藏部位（胚乳、子叶） 转移到生长部位（胚）
干旱
多水
（2）营养状况
N、P肥的影响：当N肥供应较多时，叶片光合产
物多，减少根系的碳素供应，抑制根的生长，使 根冠比变小。反之，当N肥不足时，叶片的扩大 肥到抑制，光合产物大量供给根系，促进根系生 长长，使根冠比变大。磷素促进光合产物的运输， 而且根系 对磷素的需求量较大，因此，当磷素 充足时，根冠比较大。
（4）代谢旺盛（呼吸作用）、干物质积累。
呼吸作用的加强和蛋白质的积累是细胞 生长的基础。
3、细胞分化的生理
细胞分化（cell differentiation）
机能上、化学构成上异质的细胞群的过程。
指来自同一合子或遗传上同质的细胞，转变为形态上、
（1）转录因子基因控制发育 分生组织细胞分化成不同的组织，是植物 基因在时间和空间顺序表达的结果。
growth)
种子萌发 种 子 植 物 的 生 长 发 育 过 程 幼苗生长 营养体形成 生殖体形成 开花结实 衰老生理 衰老死亡
生长生理
生殖生理
本 章 内 容
§10-1 种子萌发生理 §10-2 植物生长的细胞学基础 §10-3 程序性细胞死亡
§10-4 植物生长的基本特性
§10-5 植物的运动
效应阶段（effector stage）
中心环节caspase的活化和线粒体通透性改变 （半胱氨酸蛋白酶）
降解清除阶段（degradation stage）
caspase对死亡底物的酶解，染色体DNA片段化， 被吸收转变为细胞的组成部分
§10-4 植物的生长
一、营养器官的生长特性 （一）茎生长特性
种子植物的生长发育过程
种子植物的生长发育过程
胚胎形成 种子萌发 幼苗生长 营养体 形成 生殖体形成 开花结实 衰老死亡
植物生长（ plant growth）
植物在体积和重量上的不可逆增加过程。是由 细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长 引起的。是一个量变过程。
营养器官(根、茎、叶)的生长称为营养生长(vegetative growth)， 繁殖器官(花、果实、种子)的生长称为生殖生长(reproductive
§10-1 种子萌发生理
种子萌发 (seed germination)
在适宜的外界环境条件下，种子的胚由休眠状态 转变为活动状态，进而形成幼苗的过程。见图
种子的寿命
种 子 萌 发 的 条 件
内在因素
种子的成熟度
种子的休眠 抑制萌发的物质 水分
温度
外部条件
氧气 光照
1、影响种子萌发的外界条件
水分 温度 氧气
根系与地上部分干重的比例。
影响根冠比的环境因素
（1）水分
水分过多时，土壤通气状况不好，氧气不足，抑制根的发育，而 地上部分则由于水分供应充足，生长较好，因此，水分过多时， 使根冠比变小。 当土壤缺水时，根系吸收的水分，首先满足自身的需要，近水楼 台先得月，很少向上运输，生长受到的影响相对较小，而地上部 分由于水分不足，生长抑制，因此缺水时，根冠比增大。 俗语说“水长苗，旱长根”，就是这个道理。蹲苗，也是利用这 个道理，来促进根系的发育，以增强植物后期的抗旱能力。
高糖 韧皮部 低糖 木质部
中等糖
韧皮部和木质部
光：光强，组织分化程度强 植物激素
适量IAA促进根的分化，适量BA促进芽的分化 过高IAA和BA只长愈伤组织
§10-3 程序性细胞死亡
一、程序性细胞死亡的概念与作用
为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主 有序的死亡过程为细胞程序性死亡
（programmed cell death, PCD） ，细胞凋亡 PCD是一种高度有序的细胞死亡，在这个过程中细胞 将自己分割成由膜包被的小体而自杀 ,与细胞增殖、
（一）温度
（二）光
（三）水分
（四）矿质营养
（五）植物激素
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随着太阳落下花朵会渐渐关闭，仿 佛花晚上也要睡觉，睡莲也因此而 得名。
睡莲 Nymphaea alba Linn.
含羞草 Mimosa pudica Linn.
植物与动物不同，没有神经系统，没有肌肉，它 它在受到外界触动时，叶会下垂，小叶片合闭， 此动作被人们理解为“害羞”，故称为含羞草。
一次细胞分裂到下次细胞分裂所经历的时间。
细胞分裂周期分为二个大的阶段 分裂期（mitotic stage,M期）
指细胞进行有丝分裂，形成两个子细胞的过程
分裂间期（interphase）：分裂期以外的时间
G1期： DNA合成前的准备期 S期： DNA合成期，受GA促进 G2期：为细胞分裂的准备期
DNA合成前的准备期
细胞分化的理论基础--------细胞全能性
（2）植物细胞全能性
概念
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。 植物组织培养（plant tissue culture） 指在无菌条件下，在培养基中培养外植体 (组织、器官或细胞)成植株的技术。
理论基础：植物细胞具有全能性
足够的水分：种皮膨胀软化，增加胚的呼吸，
胚根易突破种皮；使原生质从凝胶态转变为溶 胶态;参与贮藏物质的降解与运输
适宜的温度:酶促反应，温度为20-25℃ 充足的氧气 :要求含氧量高于10%，低于5%
多数种子不能萌发,含脂肪较多的种子萌发时需 更多的氧气
光
中性种子；有光无光都可萌发， 大多数作物种子 需光种子：莴苣、烟草、多数杂草 需暗种子：如西瓜属 嫌光种子：光抑制种子萌发，如茄子、番茄、瓜等
凋亡过程中内含物不泄露，不引发炎症反应。凋
亡小体被邻近的细胞所吞噬并消化 。
死亡植物细胞的部分清除是通过液泡的自吞噬
PCD的生物学作用：
① 清除没有用的细胞：这种细胞大多在发育早期阶
段死亡；
② 清除多余细胞： ③ 清除发育不正常的细胞； ④ 清除已完成任务的细胞； ⑤ 清除有害的细胞
二、细胞程序性死亡发生的种类
IAA和CTK协同作用
DNA合成期 受GA促进 细胞分裂的准备期 细胞周期一般为10~30小时
2、细胞伸长的生理
细胞的伸长和扩大是由于原生质的增加和水分的吸收
特点
（1）细胞体积显著增加 ，形成液泡（小→大）， （2）细胞壁物质增加 ，细胞核、细胞质被挤到边缘 （3）DNA、RNA、蛋白质含量增加。
贮藏物质的变化 （主要有机物）
淀粉 —— 糖，脂肪 —— 甘油、脂肪酸，蛋白质 —— 氨基酸
3、种子的寿命（seed longevity)和种子 活力