18 19 植物的营养运输 植物激素调控系统

植物的形态与功能第三篇GeneralBiologyTianjinNormalUniversity植物的结构.生殖和发育17植物的调控系统199第三篇植物的形态与功能18植物的营养GeneralBiologyTianjinNormalUniversity18.1植物对养分的吸收18.2植物对养分的运输18植物的营养GeneralBiologyTianjinNormalUniversity18.1植物对养分的吸收GeneralBiologyTianjinNormalUniversity空气营养土壤营养GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversity根细胞控制养分的吸收进入根的所有物质都是溶于水的，根实际吸收的是可溶性矿质元素和水分组成的稀溶液。木质部是水分在植物体内运输的“管道”。水分进入根的木质部的一般通路是：表皮皮层内皮层木质部GeneralBiologyTianjinNormalUniversity水分进入根木质部的一般通路：溶液表皮皮层内皮层木质部GeneralBiologyTianjinNormalUniversity胞外途径：溶液→细胞壁（表皮）→细胞壁（皮层）→内皮层凯氏带阻断→穿过内皮层细胞质膜→进入内皮层细胞→木质部胞内途径：溶液→穿过质膜进入表皮细胞→胞间连丝→皮层细胞→内皮层细胞→木质部水分进入木质部有2条路径：凯氏带是高等植物内皮层细胞径向壁和横向壁的栓化和木质化的带状增厚部分，主要功能是阻止水份向组织渗透，控制着皮层和维管柱之间的物质运输。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity水分进入根木质部的两条途径GeneralBiologyTianjinNormalUniversity溶质至少必须有一次通过质膜。质膜允许水分自由通过，但对离子或分子等溶质的透过有选择性，只有某些溶质能进入木质部。根细胞何以能够控制养分的吸收？GeneralBiologyTianjinNormalUniversity18.2植物对养分的运输GeneralBiologyTianjinNormalUniversity1.水分和矿物质在木质部中的运输木质部的两种细胞——导管和管胞植物根系从土壤中吸收的水分首先通过根部的皮层进入到中柱的木质部，然后通过根与茎相互连通的木质部中的导管与管胞，向上输送，经过叶柄到达叶片。水分进入叶肉细胞后在细胞表面蒸发，通过叶片的气孔逸出。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity促使大量水分长距离向上运输的动力：根部的压力（根压）、木质部的毛细管作用力、叶片的蒸腾拉力（作用最大）。渗透压力使土壤中的水分流入根部，水在根中向木质部的渗透性扩散产生的静水压力就是根压。植物叶片蒸腾失水后，便向导管吸水,而水本身又有重量，会受到向下的重力影响，这样，一个上拉的力量和一个下拖的力量共同作用于导管水柱上就会产生张力。但由于水分子内聚力（氢键）远大于水柱张力。同时，水分子与导管（或管胞）壁的纤维素分子间还有强大的黏附力，因而维持了输导组织中水柱的连续性,使得水分不断上升。蒸腾作用使水分和矿物质在木质部中上运GeneralBiologyTianjinNormalUniversity气孔控制水分平衡保卫细胞仅两端相连，气孔内侧细胞壁较厚，外侧壁较薄。当保卫细胞吸水膨胀时，气孔便张开；相反失水时，气孔关闭。保卫细胞的吸水与失水和钾离子通过主动运输进出保卫细胞有关。植物汁液的上运不需要消耗自身能量GeneralBiologyTianjinNormalUniversity2.糖分在韧皮部中的运输糖源：能产生可溶性糖的部位。如：绿叶或绿色的茎。糖壑：接受糖的部位，即贮存或消耗糖的部位。如：根尖，茎尖，非绿色组织。运输机制：压流模型GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversity韧皮部和木质部的比较韧皮部木质部细胞组成筛管和伴胞活细胞导管和管胞死细胞功能运输糖分等有机物运输水分和矿物质汁液运输方向各种方向只能自下而上运输机制压流或集流模型蒸腾作用－内聚力－张力机制GeneralBiologyTianjinNormalUniversity19.1植物激素19.2植物的生长响应和生物节律植物的调控系统19GeneralBiologyTianjinNormalUniversity19.1植物激素GeneralBiologyTianjinNormalUniversity1.向光性的研究导致植物激素的发现很早以前，植物学家就观察到，室内培育的植物具有向光性。对向光弯曲的燕麦苗解剖观察发现，燕麦苗的胚芽鞘背光一侧细胞的生长要快于向光的一侧。是什么引起了向光性？GeneralBiologyTianjinNormalUniversity19世纪末，Darwin父子的实验Darwin父子提出了一种假说：胚芽鞘顶端受光后产生的某种化学信号被从顶端传送到下面弯曲的部位，导致胚芽鞘下部细胞向光的一侧与背光的一侧细胞生长不均匀。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity几十年后，丹麦科学家Boysen-Jensen用实验验证了Darwin父子提出的假说。实验证明了：Darwin父子提出的某种信号是一种可传输的化学物质。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity1926年，年轻的荷兰植物生理学家Went终于从植物胚芽鞘中发现了这种化学物质。他将这种物质定名生长素。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity向光性是由于生长素在背光面堆积，刺激那里的细胞伸长产生的。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity2.植物激素的种类和作用植物激素对植物体的生长、细胞分化、器官发生成熟和脱落等多方面具有调节作用，植物激素对于植物的生长发育是必不可少的微量化合物。公认的5大类植物激素包括：生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity生长素（Auxins）吲哚乙酸（IAA）主要产生部位：茎尖分生组织。主要生理效应：使细胞伸长，促进生长。“双重作用”－低浓度促进生长，高浓度则抑制生长。不同器官对生长素的敏感性不同。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity生长素促进幼茎伸长GeneralBiologyTianjinNormalUniversity植物的向光性与生长素相关GeneralBiologyTianjinNormalUniversity细胞分裂素（Cytokinin，CTK）存在部位：根，胚，果实主要生理效应－促进细胞分裂－促进侧芽发育，消除顶端优势GeneralBiologyTianjinNormalUniversity细胞分裂素能提高座果率。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity赤霉素（Gibberellin，GA）是一类双萜化合物主要产生部位：根尖、茎尖生理效应：－促进茎和叶的生长－促进单性结实（子房不经过受精作用而形成不含种子的果实）－打破休眠GeneralBiologyTianjinNormalUniversity赤霉素诱导茎伸长和开花GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversity赤霉素打破种子休眠GeneralBiologyTianjinNormalUniversity脱落酸（ABA）倍半萜结构生理效应－维持种子休眠－促进气孔关闭－抑制生长GeneralBiologyTianjinNormalUniversityInthepresenceoftheplanthormoneABA,youngArabidopsisplantswillholdoffongrowthuntiloutsideconditionsbecomefavorable.ABA抑制生长，促进休眠ABA处理对照GeneralBiologyTianjinNormalUniversityA.培养在缓冲液中的蚕豆表皮B.缓冲液中加入ABA后几分钟内气孔就关闭ABA促进气孔的关闭GeneralBiologyTianjinNormalUniversity乙烯（ethylene）生理效应－加速果实成熟－促进落叶－引发其它衰老过程GeneralBiologyTianjinNormalUniversity把乙烯利用水按比例稀释后，将没有成熟的青葡萄放入稀释液中浸湿，过一两天青葡萄就变成紫葡萄。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity乙烯促进落叶GeneralBiologyTianjinNormalUniversity19.2植物的生长响应和生物节律GeneralBiologyTianjinNormalUniversity向光性向重力性向触性1.植物的向性运动植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动,称为向性运动。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity向光性：植物随光的方向而弯曲的能力称为向光性。向光性是植物为捕获更多光能而建立起来的对不良光照条件的适应机制之一。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity向重力性：植物在重力影响下，保持一定方向生长的特性。根的正向重力性茎的负向重力性GeneralBiologyTianjinNormalUniversity向触性：如卷须向支柱快速弯曲运动。食虫植物。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity2.植物有生物钟近似昼夜节律如：叶子昼张夜闭（菜豆和酢浆草叶片的生物钟运动）气孔昼开夜合特点：*近似昼夜节律不能立即与外界变化同步。（植物的睡眠运动，即使在连续光照或黑暗下也照常发生）*很少受温度影响。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity开花与光周期短日植物：指在24h昼夜周期中，日照长度短于一定时数，才能开花的植物。如：菊花。长日植物：指在24h昼夜周期中，日照长度长于一定时数，才能开花的植物。如：冬小麦。光间断实验证明了夜长才是控制植物开花的关键。光周期：植物对一年之中昼夜长短变化的感知。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity短日照植物长日照植物光间断实验证明了夜长才是控制植物开花的关键GeneralBiologyTianjinNormalUniversity植物生物钟与光敏素有关缓慢转变Email:[e-mail]:[e-mail]