植物的生长生理

分化期（慢）
细胞分裂
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。细胞分裂素起作用。
细胞伸长
细胞壁的可塑性增加；增加细胞壁及原生质的物质成分； 吸水。赤霉素和生长素促进细胞伸长。
细胞分化
• 细胞分化是指形成不同形态和不同功能细胞的过程。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。
二、植物生长的区域性
• 主要表现： – 茎的顶端生长 – 根的顶端生长
二、植物生长的区域性
• 主要表现：
– 茎的顶端生长
– 根的顶端生长 • 成因：
– 分生区、伸长区、成熟区 – 细胞分裂、增大、分化
细胞的生长和分化
细胞分裂使细胞数目增多；生长使体积扩大。
分裂期（慢） 植物细胞的生长： 伸长期（快）
王衍安：植物生理学（2008级） 第七章 植物生长生理
各参数之间的关系：
若以干重（W）为单位计算RGR值，对公式进行 变换，并与NAR计算公式比较。
RGR
1 W
dW L 1 dW dt W L dt
L W
NAR
式中：L/W就是叶面积比，即LAR=L/W
所以，NAR、LAR与RGR三者之间的关系：
RGR=LAR×NAR
（1）概念：整株植物或其部分器官在整个生长过程 中生长速率所表现出的“慢—快—慢”的规律性叫做 生长大周期（grand period of growth）。
（2）特点 以时间为横坐标、以生长量为纵坐标，所绘出一条 曲线，叫生长曲线（growth curve） – 生长大周期的曲线则为S形曲线。 如以绝对生长量(或生长速率)表示，生长曲线则为 一抛物线。
一、植物生长的表示法
生长分析
相对生长速率、净同化率（net assimilation rate，NAR）与叶面积比（leaf area ratio， LAR）常用作植物生长分析的参数。
NAR
1 dW L dt
式中：L—叶面积
dW/dt —干物质增量 NAR的单位为：G=g.m-2.d-1
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所有生物的生长都符合生长曲线
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王衍安：植物生理学（2008级） 第七章 植物生长生理
1.植物生长大周期
（3）成因： 1）器官出现三个阶段与细胞生
长的三个时期（分生—膨 大—分化）有关 2）植株出现三个阶段与细胞的 三个时期和光合面积有关。
糖浓度中等，既有韧皮部，又有木质部，中间有形成层。
三、植物生长的周期性
• 概念：
植物的生长受环境条件的影响很大，所以植株或 器官的生长速率随昼夜和季节等而发生有规律的 变化，这种现象叫做植物生长的周期性（growth periodicity） 这是植物长期适应环境条件的结果。
三、植物生长的周期性
1.植物生长大周期
类型 1.地上部分与地下部分的相关性 2.顶芽与侧芽、主茎与分枝、主根与侧根的相关性 3.营养生长与生殖生长的相关性
（一）地上部分与地下部分的相关性
表现： 1.相互促进
水、无机盐、氨基酸、CTK等
地下部分
地上部分
（CH2O）、蛋白质等有机物 、IAA、GA等
2.相互抑制 指标：
根的质量
根冠比（R/T）= 冠的质量
消除顶端优势，以促进分枝生长， 如果树去顶，棉花摘心，移栽断根。
（三）营养生长与生殖生长的相关性
营养生长：营养器官的发生、形成和生长，主要集 中在出苗至整个生长发育过程的前期；
生殖生长：生殖器官的形成、成长和成熟，多集中 生长发育的中后期，花芽开始分化是生殖生长开 始的标志
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幼苗期光合面积小，光合产物积累少，生长慢
中期光合面积大，叶片功能强，光合产物积累多，生长快
后期衰老，叶片功能衰退，适时调控植物生长 2）预测生长量
控制某一器官生长时，应 注意对其它器官的影响（同 一植物不同器官的生长大周 期进程不一致）
2.昼夜周期性(daily periodicity)
二、主茎与分枝、主根与侧根的相关性
2.顶端优势产生的原因：
（2）激素学说（K.V.蒂曼和F.Skoog）
主茎顶端合成的IAA向下极性运输，在侧芽积 累，而侧芽对IAA的敏感性比茎强，因此侧芽生长受到 抑制。距顶芽愈近，IAA浓度愈高，抑制作用愈强。
研究表明，顶端优势的存在受多种内源激素的调控。
二、主茎与分枝、主根与侧根的相关性
4.先端优势与成层现象 先端优势：是指主茎顶芽不抑制侧枝生长，而
是所有枝条的顶芽（或新梢梢尖）抑制本枝条 下部芽生长的现象。
成层现象：由于一年生枝条只在尖端长出少数
生长旺盛的枝条，主枝自然显现出层状排列， 进而导致树冠表现出很强的层性。
（二）主茎与分枝、主根与侧根的相关性
5.应用：整形修剪等
利用和保持顶端优势， 如麻类、烟草、向日 葵、玉米、高粱等；
CCC、PP333等→R/T↑
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王衍安：植物生理学（2008级） 第七章 植物生长生理
（二）主茎与分枝、主根与侧根的相关性
1.植物的顶端优势现象 植物主茎的顶芽优先生 长，抑制侧芽或侧枝生 长的现象叫做顶端优势 （apical dominance）
2.顶端优势产生的原因：
（3）营养物质定向运转学说（F.W.Went1936）： IAA既能调节生长又能影响物质的运输方向，使养分向
产生IAA的顶端集中。因而主茎生长迅速，侧芽生长 受抑。 侧芽维管束发育差，与主茎维管束联系不好，营养物 质运输受阻——营养不良。 很多研究表明，顶端优势的存在受多种内源激素的调 控。
——植物生长速率的昼夜周期性变化 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 影响因子：
光照、温度（影响最明显）、水分 表现：
①在盛夏，植物的生长速率白天较慢，夜间较快 ②在秋冬季，植物的生长速率白天高于夜间 ③如果昼夜温差不大，则昼夜生长相似
3.季节周期性
3.季节周期性
—— 温 带 植 物 在 一 年 中 的 生 长 随 季 节 变 化 表 现 有 快 慢之别的周期性变化 成因：环境因子（温度、光照、水分） 内 因 （种、品种） 表现：
• 发育：在生命周期中，生物的组织、器官或整 体在形态结构和功能上的有序变化。
植物的生长生理
• 生长的表示方法 • 高等植物生长的基本特点
–生长的区域性 –生长的周期性 –生长的相关性 –生长的独立性 –生长的有限性和无限性
一、植物生长的表示方法
①生长积累 指生长积累的数量，可用长 度、面 积、体积、重量等来表示。
再生作用：与植物体分离的 部分具有恢复其它部分的 能力 如：扦插生根、组织培养
理论基础：植物细胞具有全能性 应用：组织培养、扦插、嫁接
六、生长的有限性和无限性
植物生长的有限性： 有限生长器官：叶片、花、果实 植物生长的无限性： 无限生长器官：根、茎
七、植物的一年生和多年生习性
一年生植物：一生开一次花，一年完成 二年生植物：第一年营养生长，第二年开花 多年生植物：生活多年，一年多次生长，一
二、主茎与分枝、主根与侧根的相关性
2.顶端优势产生的原因：
（4）原发优势（Primigenic dominance）假说（Bangerth
1989）
要点：器官发育的先后顺序可以决定各器官间的优势顺序，即 先发育器官的生长可抑制后发育器官的生长。
原因：先发育器官（如顶端）合成并且向外运出的生长素可抑 制后发育器官(如侧芽)中生长素的运出，从而抑制其生长。
生一次开花或多次开花
植物的组织培养
概念：
植物组织培养是指在无菌条件下，在人工控制 的培养基上将植物的离体器官、组织或细胞培养 发育再生成完整植株的技术。用于离体培养进行 无性繁殖的各种植物材料称为外植体。
（1）枝条生长：春梢、秋（夏）梢 （2）茎干加粗：年轮形成（春材、秋材） （3）根生长：2~3个生长高峰
四、 植物生长的相关性(correlation)
概念 指植物各部分之间相互制约和相互协调的现象。
原因 1.植物体内营养物质的供求关系； 2.植物体内激素等调节物质的作用。
表现 相互促进（依赖） 相互抑制（制约）
影响根冠比的因素：
土壤水分状况：增加土壤有效水分R/T减小；
干旱R/T增大。 “旱长根、湿长苗”
光照：抑制生长（原因：光促进IAA的合成）
稻苗遮荫，R/T减小；在自然光照下，R/T增大。
土壤通气状况： 土壤营养状况：供氮充足，R/T下降；供氮不足，R/T变大 温度：气温较低时，R/T变大；气温稍高时，R/T变小 修剪：果树修剪和棉花整枝，R/T↑→ R/T↓ 生长调节物质：喷GA、CTK、IAA→R/T↓
王衍安：植物生理学（2008级） 第七章 植物生长生理
第七章 植物的生长生理
基本要求：
主要了解植物的休眠机制、生长规律 及生长生理特点，影响植物生长的环 境条件及植物生长相关性，为分析植 物生长现象和调控作物生长发育提供 理论基础。
环境因素、遗传信息、功能代谢 和植物生长发育间的关系
遗传信息的表达
DNA è RNAè蛋白质
这种生长素运输的自动抑制作用发生在由各器官产生的生长 素流的汇合处。
由于此假说所提优势是通过不同器官所产生的生长素之间的 作用来实现的，也称为生长素的自动抑制（autoinhibition）假说 特点：不仅可以解释植物营养生长的顶端优势现象，且可解释 生殖生长中众多的相对优势现象。
二、主茎与分枝、主根与侧根的相关性
②生长速率 可用于表示植物生长的快慢。 分为两种：