植物生理學(xué)_08植物的生長生理

1、 第八章 植物的生長生理1、概念：、概念：在無菌條件下，把離體的植物器官、組織、在無菌條件下，把離體的植物器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體等，在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)，使其生細(xì)胞或原生質(zhì)體等，在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)，使其生長、分化，形成完整植株的技術(shù)。長、分化，形成完整植株的技術(shù)。 第一節(jié)第一節(jié) 植物生長的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)植物生長的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)一、組織培養(yǎng)一、組織培養(yǎng)2、理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)：細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性 細(xì)胞全能性：細(xì)胞全能性：是指植物體的每個細(xì)胞攜帶著是指植物體的每個細(xì)胞攜帶著一套完整的基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛一套完整的基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。在能力。 脫分化：脫分化：是指已經(jīng)分化的

2、植物器官、組織或細(xì)是指已經(jīng)分化的植物器官、組織或細(xì)胞在離體培養(yǎng)時，又恢復(fù)細(xì)胞分裂的能力并形成與原胞在離體培養(yǎng)時，又恢復(fù)細(xì)胞分裂的能力并形成與原有狀態(tài)不同細(xì)胞的過程。有狀態(tài)不同細(xì)胞的過程。 再分化：再分化：是指脫分化形成的愈傷組織細(xì)胞在適是指脫分化形成的愈傷組織細(xì)胞在適宜的培養(yǎng)條件下又分化為胚狀體，或直接分化出根和宜的培養(yǎng)條件下又分化為胚狀體，或直接分化出根和芽等器官，從而形成完整植株的過程。芽等器官，從而形成完整植株的過程。 3、外植體：、外植體：從植物體上分離下來被培養(yǎng)的部分（組從植物體上分離下來被培養(yǎng)的部分（組織、器官或細(xì)胞）?？棥⑵鞴倩蚣?xì)胞）。4、培養(yǎng)形式：、培養(yǎng)形式：胚胎培養(yǎng)、器官培養(yǎng)

3、、組織培養(yǎng)、細(xì)胚胎培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)。胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)。6、培養(yǎng)基、培養(yǎng)基（1）礦質(zhì)元素）礦質(zhì)元素（2）碳源（蔗糖）碳源（蔗糖）（3）激素）激素（4）有機附加物）有機附加物7、應(yīng)用、應(yīng)用（1）培育新品種（單倍體育種）培育新品種（單倍體育種）（2）快速無性繁殖材料）快速無性繁殖材料（3）獲得脫毒植株）獲得脫毒植株 （4）生產(chǎn)人工種子）生產(chǎn)人工種子（5）藥用植物工廠化生產(chǎn)）藥用植物工廠化生產(chǎn)（6）創(chuàng)造新型種質(zhì)資源）創(chuàng)造新型種質(zhì)資源（ 7 ）用于理論研究）用于理論研究 第二節(jié)第二節(jié) 種子的萌發(fā)種子的萌發(fā)一、種子萌發(fā)的過程一、種子萌發(fā)的過程 在適宜

4、的環(huán)境條件下，度過休眠的種子吸水膨脹，代謝活在適宜的環(huán)境條件下，度過休眠的種子吸水膨脹，代謝活性加強，胚開始生長，胚根（很少情況下是胚芽）突破種皮性加強，胚開始生長，胚根（很少情況下是胚芽）突破種皮的現(xiàn)象，稱為的現(xiàn)象，稱為種子萌發(fā)種子萌發(fā)。 種子萌發(fā)可分為種子萌發(fā)可分為吸脹吸脹、萌動萌動、發(fā)芽發(fā)芽三個階段。三個階段。 二、影響種子萌發(fā)的因素二、影響種子萌發(fā)的因素（一）內(nèi)部因素（一）內(nèi)部因素種子生活力種子生活力種子活力種子活力是否通過休眠期是否通過休眠期（二）外界因素（二）外界因素1、水分、水分2、氧氣、氧氣3、溫度、溫度4、光照、光照三、種子萌發(fā)的生理生化變化三、種子萌發(fā)的生理生化變化1、種子

5、吸水、種子吸水2、呼吸作用的變化、呼吸作用的變化4、貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與利用、貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與利用 3、核酸與酶的變化、核酸與酶的變化 5、激素的變化、激素的變化 播種前的預(yù)處理播種前的預(yù)處理 浸種、拌種浸種、拌種四、促進種子萌發(fā)的措施四、促進種子萌發(fā)的措施 施用生理活性物質(zhì)施用生理活性物質(zhì) 種子包衣種子包衣 聚乙二醇聚乙二醇(PEG)處理處理 一、植物生長的規(guī)律與周期性一、植物生長的規(guī)律與周期性（一）生長規(guī)律（一）生長規(guī)律莖生長規(guī)律莖生長規(guī)律葉生長規(guī)律葉生長規(guī)律根生長規(guī)律根生長規(guī)律第三節(jié)第三節(jié) 植物的生長植物的生長（二）植物生長的周期性（二）植物生長的周期性 （1）生長量）生長量 絕對生長速率（

6、絕對生長速率（AGR）：）：單位時間內(nèi)植單位時間內(nèi)植物材料生長的絕對量。物材料生長的絕對量。 相對生長速率（相對生長速率（RGR）：）：單位時間內(nèi)植單位時間內(nèi)植物材料的絕對增加量占原來生長量的相對比例。物材料的絕對增加量占原來生長量的相對比例。 1、植物生長的指標(biāo)、植物生長的指標(biāo) （2）生長速率）生長速率 2、生長大周期、生長大周期 根、莖、葉、種子和果實等器官以及一年生植根、莖、葉、種子和果實等器官以及一年生植物的整株植物，在生長過程中，其生長速率都表現(xiàn)物的整株植物，在生長過程中，其生長速率都表現(xiàn)出出“慢一快一慢慢一快一慢”的特點，即開始時生長緩慢，以的特點，即開始時生長緩慢，以后逐漸加快，

7、達(dá)到最高速度后又減慢以至最后停止。后逐漸加快，達(dá)到最高速度后又減慢以至最后停止。植物體或器官所經(jīng)歷的植物體或器官所經(jīng)歷的“慢一快一慢慢一快一慢”的整個生長的整個生長過程，被稱為過程，被稱為生長大周期生長大周期。（見下圖）。（見下圖） 6.04.02.0010203040506070809004080120160種植后天數(shù)高度/cm生長速率/cm d-1停滯期對數(shù)期直線期衰老期圖圖86 玉米的生長曲線玉米的生長曲線 3、植物生長的晝夜周期性、植物生長的晝夜周期性 植物的生長按溫度的晝夜周期性發(fā)生有規(guī)律植物的生長按溫度的晝夜周期性發(fā)生有規(guī)律的變化，被稱為的變化，被稱為植物生長的溫周期性植物生長的溫

8、周期性，或，或植物生植物生長的晝夜周期性長的晝夜周期性。 4、植物生長的季節(jié)周期性、植物生長的季節(jié)周期性 植物的生長在一年四季中也會發(fā)生有規(guī)植物的生長在一年四季中也會發(fā)生有規(guī)律性的變化，稱為律性的變化，稱為植物生長的季節(jié)周期性植物生長的季節(jié)周期性。 春發(fā)、夏茂、秋落、冬眠春發(fā)、夏茂、秋落、冬眠二、植物生長的相關(guān)性二、植物生長的相關(guān)性1 1、地上部與地下部生長關(guān)系、地上部與地下部生長關(guān)系相互協(xié)調(diào)相互協(xié)調(diào)相互制約相互制約根根/冠比冠比2、主莖與側(cè)枝生長關(guān)系、主莖與側(cè)枝生長關(guān)系 頂端優(yōu)勢：頂端優(yōu)勢：主莖生長占優(yōu)勢，側(cè)芽生長被抑制主莖生長占優(yōu)勢，側(cè)芽生長被抑制的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： u

9、 營養(yǎng)學(xué)說營養(yǎng)學(xué)說u 激素學(xué)說激素學(xué)說u頂端控制頂端控制u先端優(yōu)勢與成層現(xiàn)象先端優(yōu)勢與成層現(xiàn)象4、營養(yǎng)生長與生殖生長關(guān)系、營養(yǎng)生長與生殖生長關(guān)系依存關(guān)系依存關(guān)系制約關(guān)系制約關(guān)系3、主根和側(cè)根生長的相關(guān)性、主根和側(cè)根生長的相關(guān)性 不斷摘除花芽對大豆植株生長的影響不斷摘除花芽對大豆植株生長的影響 三、植物的極性與再生三、植物的極性與再生 極性：極性：是指植物體或植物體的一部分是指植物體或植物體的一部分(如器官、組織或細(xì)如器官、組織或細(xì)胞胞)在形態(tài)學(xué)的兩端具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化特性的現(xiàn)在形態(tài)學(xué)的兩端具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化特性的現(xiàn)象。象。 再生：再生：是指植物體的離體部分具有恢復(fù)植物體其他部分

10、的是指植物體的離體部分具有恢復(fù)植物體其他部分的能力。能力。柳樹枝條的極性柳樹枝條的極性四、影響生長的環(huán)境條件四、影響生長的環(huán)境條件1、溫度、溫度2、水分、水分3、光照（光質(zhì)、光強）、光照（光質(zhì)、光強）78654321BA12356784123564光對馬鈴薯幼苗生長的影響光對馬鈴薯幼苗生長的影響休眠：休眠：植物生長極為緩慢或者暫時停止的現(xiàn)象。植物生長極為緩慢或者暫時停止的現(xiàn)象。強迫休眠強迫休眠生理休眠生理休眠or真正休眠真正休眠種子休眠種子休眠芽休眠（延存器官）芽休眠（延存器官） 第四節(jié)第四節(jié) 植物的休眠植物的休眠 按器官分： 按機理分：類型：類型：一、芽休眠一、芽休眠 后熟：種子休眠期內(nèi)發(fā)生

11、的生理生化變化。后熟：種子休眠期內(nèi)發(fā)生的生理生化變化。 （層積處理）（層積處理）二、種子休眠原因及破除二、種子休眠原因及破除1、種皮限制、種皮限制打破方法：打破方法：物理方法、化學(xué)方法物理方法、化學(xué)方法2、種子未完成后熟、種子未完成后熟 4、存在萌發(fā)抑制物、存在萌發(fā)抑制物 ABA、酚類物質(zhì)等、酚類物質(zhì)等 打破方法：打破方法：GA處理處理3、胚未發(fā)育完全、胚未發(fā)育完全三、休眠期間的生理生化變化三、休眠期間的生理生化變化 （一）呼吸作用的變化（一）呼吸作用的變化 （二）貯藏物質(zhì)的變化（二）貯藏物質(zhì)的變化 （三）（三） 核酸與蛋白質(zhì)合成的變化核酸與蛋白質(zhì)合成的變化 1、向光性、向光性2、向重力性、向

12、重力性3、向化性、向化性4、向水性、向水性第五節(jié)第五節(jié) 植物的運動植物的運動一、向性運動一、向性運動1、感夜性、感夜性2、感熱性、感熱性3、感震性、感震性二、感性運動二、感性運動三、近似晝夜節(jié)奏三、近似晝夜節(jié)奏生理鐘生理鐘 植物的一些生理活動具有周期性或節(jié)奏性，而植物的一些生理活動具有周期性或節(jié)奏性，而且這種周期性是一個不受環(huán)境條件的影響，以近且這種周期性是一個不受環(huán)境條件的影響，以近似晝夜周期的節(jié)奏似晝夜周期的節(jié)奏 (22 28h) 自由運行的過程，自由運行的過程，稱為稱為近似晝夜節(jié)奏近似晝夜節(jié)奏 。也被稱為。也被稱為生理鐘生理鐘 。 1、名詞、名詞 生長、發(fā)育、分化、脫分化、再分化、極性、細(xì)胞全能性、生長、發(fā)育、分化、脫分化、再分化、極性、細(xì)胞全能性、組織培養(yǎng)、外植