示頂端分生組織（m），中軸（c）與外圍細胞

1、www.themegallery.com,,《植物物生理學(xué)》,教師：李俠學(xué)院：生命科學(xué)學(xué)院,第十章 植物生長生理,www.themegallery.com,第一節(jié) 種子萌發(fā)的生理（自學(xué)）,一、種子萌發(fā)的生理生化變化二、種子的壽命,www.themegallery.com,一、細胞分裂的生理（一）細胞周期1.概念：新生的持續(xù)分裂的細胞從第一次分裂形成的細胞至下一次再分裂成為兩個子細胞為止所經(jīng)歷的過程。2.包括：分裂間期和分裂

2、期,第二節(jié) 細胞生長的生理,www.themegallery.com,www.themegallery.com,（二）細胞周期控制,蛋白激酶,www.themegallery.com,,（三）細胞分裂的生化變化1.核酸含量，尤其是DNA含量變化2.呼吸速度變化分裂期對氧的需求很低，而G1期和G2期后期氧吸收量增多,www.themegallery.com,,（四）影響細胞分裂周期的因素1.植物激素生長素,細胞分裂素,赤霉素

3、2.溫度3.養(yǎng)分4.核酸、蛋白質(zhì)抑制劑都能阻斷細胞分裂,www.themegallery.com,,二、細胞伸長的生理細胞生長受多種因素的影響：（一）受核質(zhì)遺傳基因的控制細胞核與細胞質(zhì)的數(shù)量比只能維持在一定的范圍內(nèi)；（二）受細胞壁以及周圍細胞作用力的影響,www.themegallery.com,1.細胞生長方向受微纖絲取向的影響植株細胞中最常見的是圓柱形細胞，它的伸長程度要遠大于加粗的程度，這是由于細胞圓柱面中所沉積的微

4、纖絲通常與伸長軸的方向垂直，成圈狀排列，因而限制了細胞的加粗生長，而對伸長生長的限制較小。,www.themegallery.com,葉肉細胞原先是柱狀細胞，細胞空隙少，在生長過程中，由于微纖絲在壁中成帶狀沉積，局部地限制了生長，導(dǎo)致葉肉細胞成為多突起的細胞,葉肉細胞的形態(tài)建成過程 a.纖維素微纖絲的沉積變化。初期葉肉細胞相互緊密排列，纖維素微纖絲均勻沉積，不久成帶狀局部沉積。帶狀成束的微纖絲局部限制細胞擴大生長。 b.表層微管的排列

5、變化。初期表層微管在同一方向上均勻排列，不久表層微管呈帶狀成束排列，隨著細胞的生長，表層微管非帶區(qū)也有表層微管，最后在細胞停止生長前，表層微管消失,www.themegallery.com,細胞壁的存在阻礙著細胞體積的增長。克服這種阻礙有兩 種方式：增加膨壓 細胞壁松弛,www.themegallery.com,,2.微纖絲的取向由微管控制纖維素是在原生質(zhì)膜中合成并沉積在細胞壁的內(nèi)側(cè)；質(zhì)膜中有末端復(fù)合體，其中含纖維素合

6、成酶。復(fù)合體一邊在膜中移動，一邊合成纖維素，其移動的方向決定了微纖絲沉積的方向；微管排列在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)，象軌道一樣引導(dǎo)著末端復(fù)合體在膜中移動，從而控制了微纖絲的沉積方向。,www.themegallery.com,激素和一些外界因素因能影響微管在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的排列方向，從而影響微纖維在細胞壁中的沉積方向，進而影響到細胞的伸長和植株的形態(tài)。（三）受環(huán)境因素的制約在水分少，溫度低，光照強時，細胞體積會變小……。,A.乙烯處理后的豌豆幼苗形態(tài)；

7、B.乙烯處理表層細胞中微管排列的方向； C.赤霉素處理表層細胞中微管排列的方向； D.赤霉素處理后的豌豆幼苗形態(tài)?？招募^表示細胞伸展的方向,www.themegallery.com,三、細胞分化的生理細胞分化：指分生組織的幼嫩細胞發(fā)育成為具有各種形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理代謝功能的成形細胞的過程細胞的形態(tài)建成：植物細胞通過生長和分化形成一定的形態(tài)的過程。,www.themegallery.com,（一）細胞全能性Haberlandt（1902

8、）1.概念：植物體的每個細胞攜帶著一套完整的基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。2.細胞全能性的實現(xiàn)過程： 脫分化：已有高度分化能力的細胞和組織，在培養(yǎng)條件下逐漸喪失其特有的分化能力的過程。 再分化：脫分化的細胞在一定條件下，又可經(jīng)過愈傷組織或胚狀體，再分化出根和芽，形成完整植株的過程。,www.themegallery.com,,,,www.themegallery.com,3.組織培養(yǎng)：概念：在控制的環(huán)境條

9、件下，在人工配置的培養(yǎng)基中，將離體的植物細胞、組織或器官進行培養(yǎng)的技術(shù)。外植體：用于離體培養(yǎng)的各種植物材料。類型：器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體培養(yǎng)等。,www.themegallery.com,大致過程：外植體（待培養(yǎng)的器官、組織、細胞等）的選擇；培養(yǎng)基的配制（營養(yǎng)物與激素）和滅菌；培養(yǎng)條件的控制。理論基礎(chǔ)：植物細胞全能性。,www.themegallery.com,www.themegallery.co

10、m,,（二）控制細胞分化的因素1.細胞基因表達的差別細胞分化的本質(zhì)就是不同類型的細胞專一地激活了某些特定基因，再使它轉(zhuǎn)錄成特定的mRNA的過程。,www.themegallery.com,原基發(fā)育過程中具有6個主要的階段。不同的組織類型用不同的顏色標出，到第6階段，存在于初生根中所有的組織在分支根中是以典型的放射型模式出現(xiàn)的。,擬南芥?zhèn)雀纬傻哪Ｐ?www.themegallery.com,（A）通過根中央的縱切面，原生組織中包含了

11、能夠形成根的所有組織的中心細胞以淺色標出。（B）在A中標出的原生分生組織的示意圖。這其中只描述了四個靜止細胞中的兩個。黑線表示的是發(fā)生在莖細胞中的細胞分裂平面。白線表示皮層—內(nèi)皮層以及側(cè)生根冠—表皮莖細胞中發(fā)生的次級細胞分裂。,擬南芥根中的所有組織都是從根尖分生組織中的中心細胞衍生而來的,www.themegallery.com,枝條頂端分生組織產(chǎn)生了植物的不同器官（A）枝條頂端中央的縱切面，示頂端的分生組織的分層的形態(tài)。在外部L1

12、和L2層的細胞分裂都是垂周的，而在L3層中細胞分裂的細胞板是隨機的。L1層產(chǎn)生枝條的表皮，而L2和L3層產(chǎn)生內(nèi)部組織（B）枝條頂端分生組織也具有細胞組織的區(qū)域，它表示了具有不同特征與功能的區(qū)域。中央?yún)^(qū)域包含了莖細胞，這些莖細胞分裂的很慢，但是組織形成的最終來源。外周區(qū)域的細胞分裂很快，圍繞著中央?yún)^(qū)域并產(chǎn)生了葉原基。中央?yún)^(qū)域下的肋部區(qū)域產(chǎn)生了莖的中央組織。,www.themegallery.com,葉片在枝條頂端的起源以及它們在莖桿上的

13、排列（A）枝條頂端分生組織側(cè)向的葉原基。（B）沿著不同的軸發(fā)生枝條的示意圖。,www.themegallery.com,概念：細胞內(nèi)的一端與另一端在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上存在差異的現(xiàn)象。,竹筍即使倒置，總是在莖基部產(chǎn)生根。,蒲公英根置于潮濕環(huán)境中，總是在其上部長出芽。,2. 極性,www.themegallery.com,www.themegallery.com,3.植物激素：IAA/CTK高，有利根分化，IAA/CTK低，有利芽分

14、化。4.環(huán)境條件：光、溫、營養(yǎng)、pH、離子、電勢、地球引力等。,,www.themegallery.com,根據(jù)生長量是否有上限，把生長分為：有限生長(determinate growth) 葉、花、果和莖的節(jié)間等器官的生長屬于有限生長類型；無限生長(indeterminate growth) 營養(yǎng)生長中的莖尖和根尖生長，以及莖和根中形成層的生長屬于無限生長類型。,在整個生活過程中，植物繼續(xù)不斷地產(chǎn)生新的器官，而且，莖和根尖的組

15、織始終保持胚胎狀態(tài)。,第三節(jié) 植物營養(yǎng)器官生長,www.themegallery.com,,一、營養(yǎng)器官生長特性（一）莖生長特性生長速率：“慢—快—慢”規(guī)律玉米株高：控制莖生長的組織：頂端分生組織和近頂端分生組織莖伸長部位：節(jié)間（有均勻、有中部、有基部）頂端優(yōu)勢,www.themegallery.com,www.themegallery.com,（二）根生長特性生長速率：“慢—快—慢”規(guī)律控制生長的組織：頂端分生組織;

16、頂端優(yōu)勢,www.themegallery.com,（三）葉生長特性不同植物生長方式不同： 雙子葉植物的葉子是全葉均勻生長，到一定時間即停止； 單子葉植物葉片基部保持生長能力。例如稻、麥、韭、蔥等葉被切斷后，很快就能生長起來。,www.themegallery.com,二、影響營養(yǎng)器官生長的條件（一）溫度1.植物生長的溫度三基點：最高——最適——最低溫度。生長的最適溫度是指植物生長最快的溫度，但并不是植物生長最健壯的溫

17、度。協(xié)調(diào)最適溫：比最適溫度略低，生長比最適溫度略慢，但植物生長最健壯的溫度。溫周期現(xiàn)象：指晝夜變溫對植物生長發(fā)育的效應(yīng)。晝夜溫差大促進植物生長。,,www.themegallery.com,,2.不同種類植物生長所需溫度不同：原產(chǎn)熱帶或亞熱帶的植物 溫度三基點較高，分別為10℃、30～35℃和45℃左右；原產(chǎn)溫帶的植物 生長溫度三基點稍低，分別為5℃、25～30℃、35～40℃左右；原產(chǎn)寒帶的植物 生長溫度三基點更低，如北極

18、的植物在0℃以下仍能生長，最適溫度一般不超過10℃。,www.themegallery.com,（二）光1.光對莖伸長有抑制作用 黑暗條件下，黃化幼苗； 高山植物生長矮小。2.蔬菜生產(chǎn)上應(yīng)用：如豆芽、蒜黃、蔥白等；大田生產(chǎn)防止過密。（三）水分（四）礦質(zhì)元素 （五）植物激素,,www.themegallery.com,,概念：植物各部分之間的相互協(xié)調(diào)與相互制約的現(xiàn)象。具體：地上部分與地下部分相關(guān)

19、 主莖與側(cè)枝的相關(guān) 主根與側(cè)根的相關(guān) 營養(yǎng)生長與生殖生長的相關(guān),第四節(jié) 植物生長的相關(guān)性 （correlation）,www.themegallery.com,一、地上部分與地下部分相關(guān)（一）相互協(xié)調(diào)：根系向地上部提供水分、礦質(zhì)元素，以及細胞分裂素、植物堿等地上部向根系提供光合作用產(chǎn)物，及維生素等根和地上部之間信號傳導(dǎo)應(yīng)用：根深葉茂，育秧先育根,www.themegallery.com,

20、（二）相互制約：用根/冠（R/T）反映影響因素：水分 養(yǎng)分 通氣 光照 溫度,www.themegallery.com,二、主莖與側(cè)枝的相關(guān)（一）頂端優(yōu)勢：主莖頂芽生長抑制側(cè)芽生長的現(xiàn)象。（二）特點：不同植物頂端優(yōu)勢程度不同 同一植物不同生育期頂端優(yōu)勢也有變化,www.themegallery.com,www.themegallery.c

21、om,,www.themegallery.com,www.themegallery.com,（三）產(chǎn)生的機理（激素學(xué)說）： IAA CTK（四）應(yīng)用：果樹修剪整形，棉花整枝,,www.themegallery.com,三、主根與側(cè)根的相關(guān)（一）頂端優(yōu)勢：側(cè)根在離根尖一定距離部位才能發(fā)生，受主根生長的抑制。（二）機制：側(cè)根生長決定于IAA/CTK比例（三）應(yīng)用：蔬菜、棉花育面時切除主根，促進側(cè)根生

22、長分化,,www.themegallery.com,www.themegallery.com,四、營養(yǎng)生長與生殖生長的相關(guān)（一）相互依存：生殖器官生長所需養(yǎng)料大部分由營養(yǎng)器官供應(yīng)（營養(yǎng)生長不良，生殖器官少而?。ǘ┫嗷ブ萍s：1.營養(yǎng)器官生長過旺會影響生殖器官生長作物貪青遲熟，秕粒增加；果樹徒長，落花落果。2.生殖器官生長也影響營養(yǎng)器官生長茶樹開花，少年結(jié)果，易導(dǎo)致樹勢早衰；果樹大小年等。（三）應(yīng)用：打頂，疏花疏果,w

23、ww.themegallery.com,概念：植物體的器官在空間產(chǎn)生位置移動。分類：向性運動 感性運動,第五節(jié) 植物的運動,www.themegallery.com,,一、向性運動概念：由光，重力等外界刺激而產(chǎn)生的,它的運動方向取決于外界刺激。 步驟：感受------轉(zhuǎn)導(dǎo)------反應(yīng)特點：由器官不均等生長引起的，不可逆分類：向光性、向重力性、向化性、向水性等,www.themegallery.com,（一）向光

24、性phototropism1.概念：植物隨光照入射的方向而彎曲的反應(yīng)2.有效光譜：藍光3.感受部位：莖尖、芽鞘尖端、根尖、某些葉片、生長中的莖4.分為：正向光性：器官生長方向朝向射來的光（地上部器官） 負向光性：器官生長方向與射來光相反（根） 橫向光性：器官生長方向與射來光垂直（葉片）,www.themegallery.com,,www.themegallery.com,,5.機制：溫特(19

25、28)用生物測定法顯示生長素活性的分布比率為向光面32%，背光面68%(相對比值為27∶57)。這是喬羅尼-溫特(Cholodny-Went,1928)假說的主要依據(jù)。這個假說認為，植物向光性是由于光照下生長素自頂端向背光側(cè)運輸，使背光側(cè)的生長素濃度高于向光側(cè)而生長較快，導(dǎo)致莖葉向光彎曲。,www.themegallery.com,1.概念：以重力線為標準，向一定方向生長的特性，這 種特性稱為向重力性。2.分類：正向重力性

26、 負向重力性,（二）向重力性（gravitropism）,www.themegallery.com,錦紫蘇,www.themegallery.com,3.向重力性的機理：根中感受重力最敏感的部位是根冠，去除根冠，橫放的根就失去向重性反應(yīng)。根冠的柱細胞中含有淀粉體(amyloplast)，有人將此淀粉體稱為“平衡石”(statolith)，柱細胞被稱為平衡細胞(statocyles)。平衡石學(xué)說認為柱細胞中的淀粉體(密度為

27、1.3)具有感受與傳遞重力信息的功能。,www.themegallery.com,（A）根尖的電子顯微照片，示頂端分生組織（M），中軸（C）與外圍細胞（P）。（B）中軸細胞的放大的圖象，顯示了位于細胞底部內(nèi)質(zhì)網(wǎng)頂部的淀粉體。（C）由豎直到水平放置過程中所發(fā)生的變化的示意圖。,擬南芥中平衡細胞對重力的感受作用,www.themegallery.com,,www.themegallery.com,許多實驗指出Ca2+對IAA運輸及分布起