高中生物竞赛复习课件植物生理――第八章-植物的生长生理2

§8-1种子生理§8-2植物生长的细胞学基础§8-3植物生长的基本特性§8-4影响植物生长的环境条件§8-5植物的运动种子萌发时的生理生化变化植物生长相关性影响植物生长的因素重点和难点§8-1种子生理1.什么叫种子休眠？2.种子休眠的原因有哪些？3.影响种子萌发的外界条件有哪些？4.种子萌发时发生哪些生理生化变化？1.种皮障碍(机械、化学)2.后熟作用(1)形态后熟型种胚发育不全(2)生理后熟型种胚发育完全但生理上尚未完全成熟3.抑制物的存在种子休眠的原因影响种子萌发的外界条件有哪些?1.水分2.温度原产北方需温低，原产南方需温高。变温处理有利3.氧气4.光中性种子需光种子嫌光种子按种子萌发吸水速度的变化，可将种子吸水分为三个阶段，即（）物理过程（）和（）代谢相关。死种子和休眠种子的吸水不出现（）阶段。急剧吸水阶段滞缓吸水阶段重新迅速吸水阶段重新迅速吸水阶段种子萌发时，贮藏的生物大分子经历（）、（）和（）三个步骤的变化。分解运输再合成淀粉酶麦芽糖酶淀粉→蓝糊精→红糊精→消色糊精→麦芽糖→葡萄糖不溶溶于热水溶于水溶于水于水于碘蓝色于碘红色于碘无色种子萌发时，植酸钙镁在植酸酶催化下水解产生（），同时释放出（）、（）和（）。肌醇PCaMg赤霉素和生长素促进细胞伸长脱落酸抑制细胞伸长细胞分裂素和乙烯促进细胞扩大种子的寿命检查种子生活力的方法1.利用组织还原力：三苯基氯化四唑（TTC）结果：胚呈红色2.利用原生质的着色能力：原理：活种子的细胞质不易着色，死种子的细胞质易着色方法：靛蓝洋红或苯胺红结果：活的不着色或少量，死的全部染色。3.利用细胞中的荧光物质原理：蛋白质、核酸和核苷酸等有荧光性质。§2植物生长的细胞学基础组织培养(planttissueculture)是指在无菌条件下，将外植体(植物器官、组织、花药、花粉、体细胞甚至原生质体)接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术。概念试述植物组织培养的意义，以及组织培养的一般步骤。作业细胞全能性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。概念1.组织培养的原理植物体分离外植体脱分化愈伤组织再分化根,芽脱分化：是指在人工培养基上外植体经过多次细胞分裂而失去原来的分化状态，形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程。再分化：是指脱分化形成的愈伤组织在适宜的培养条件下又分化为胚状体，或直接分化出根和芽等器官形成完整植株的过程。植株概念2.组织培养的技术条件（1）培养基的配制①无机营养包括大量元素和微量元素②碳源蔗糖(1%~4%)。③维生素B1(硫胺素)，烟酸、B6(吡哆醇)、肌醇④激素2,4-D，NAA；KT，6-BA等⑤有机附加物，如甘氨酸、酵母汁、椰子乳等，以促进细胞的分化。琼脂，0.6％～1％（2）无菌条件外植体：氯化汞、H2O2、次氯酸钙、70％酒精等培养基：高温高压灭菌，超净工作台（3）培养条件光照，25～27℃3.组织培养的应用（1）培育作物新品种（2）快速无性繁殖植物（3）获得无病毒植株（4）药用植物的工厂化生产§3植物生长的基本特性一.植物的生长曲线和生长大周期二.植物生长的周期性1.生长速率的昼夜周期性2.营养生长的季节周期性三.植物生长的相关性1.地上部和地下部的相关2.主茎生长和侧枝生长的相关3.营养生长与生殖生长的相关四.植物生长的独立性生长的四大基本特性：慢—快—慢特性，时间上的周期性，空间上的相关性，生理上的异质性。一.植物的生长曲线和生长大周期植物器官或整株植物的生长速度表现出“慢一快一慢”的基本规律，即开始时生长缓慢，以后逐渐加快，达到最高速度后又减慢以至最后停止，这一生长全过程称为生长大周期。概念返回生长曲线S形玉米二.植物生长的周期性1.生长速率的昼夜周期性夏季，白天较慢，夜晚较快。(冬季相反)2.营养生长的季节周期性返回1.恒定的昼夜温度条件下2.在日温（26℃（16h光照）和不同的夜温（如横坐标所示）条件下番茄夜温三.植物生长的相关性1.地上部和地下部的相关(1)相互协调地上部分地下部分糖类、维生素等水、矿物质、少量有机物、CTK等“根深叶茂”、“本固枝荣”根冠比(root/topratio，R/T)：地下部分的重量与地上部分的重量的比值。(2)相互制约①土壤水分缺水——R/T增加较多——下降“旱长根、水长苗”②土壤通气状况良好——③土壤营养状况缺氮——增加充足——下降增加不良——下降④光照强光——增加⑤温度气温较低——增加2.主茎生长和侧枝生长的相关顶端优势？营养学说(1900):认为顶芽构成营养库，垄断了营养物质，而侧芽因缺乏营养而生长受到抑制。IAA学说(1934):顶芽合成IAA并极性运输到侧芽，抑制侧芽的生长。顶端优势的生理解释IAA3.营养生长与生殖生长的相关（1）依存关系营养器官→生殖器官(养料)生殖器官→激素类，影响营养器官（2）制约关系营养生长过旺，影响生殖器官的生长发育。生殖器官的生长也会抑制营养器官的生长。去花去果对番茄植株生长的影响返回四.植物生长的独立性极性(polarity):是指植物的器官、组织或细胞的形态学两端在生理上所具有的差异性（即异质性）再生(regeneration):是指植物体的离体部分具有恢复植物体其他部分的能力。概念返回§4影响植物生长的环境条件一.温度生长最适温度：生长最快的温度，这个温度对于植物健壮生长来说，往往不是最适宜的。协调最适温度：健壮的植物，比最适温度略低的温度生长的温周期：植物对昼夜温度周期性变化的反应植物叶片的最适温度高于根的最适温度：水稻叶片最适温度：32℃土温30～32℃二.水分原生质——水分饱和状态缺水——细胞分裂、伸长受影响（细胞伸长更敏感）充足的水分：叶片大而薄水分不足：叶小而厚三.光照间接作用：光合作用→光合产物(高能反应)直接作用：对形态建成的作用(低能反应)①种子萌发②黄花苗的转绿③对茎生长有抑制作用(蓝紫光抑制生长，紫外光的抑制作用更显著)光破坏IAA，自由型→束缚型，促进IAA氧化酶活性∴抑制生长。应用：浅蓝色塑料薄膜育秧④日照时数影响生长与休眠⑤植物运动，气孔运动黑暗光下§8-5植物的运动一.向性运动二.感性运动三.近似昼夜节奏——生物钟一.向性运动是指外界因素对植物单方向刺激所产生的运动。运动方向取决于外界刺激的方向向光性向重力性向化性向水性因生长不均匀引起概念植物向光性与光能有关，而光能又与光照强度和时间有关黄花燕麦芽鞘在低光能量时呈正向光性（第一次正弯曲）光能量增加后呈负向光性（第一次负弯曲）光能量再增加呈正向光性（第二次正弯曲）向光性的光受体：核黄素（最初光受体）β-胡萝卜素植物为什么会产生向光性呢?光受体接受光刺激→向光、背光面生长不均等→弯曲②生长抑制物质向光侧＞背光侧，向光侧生长受抑→向光弯曲。“太阳追踪”：叶片与光垂直，即横向光性。原因是溶质（包括K+)控制叶枕的运动细胞而引起的。①IAA顶端→背光侧1928，Went燕麦胚芽鞘尖的一侧受光时IAA重新分布-+2.向重力性正向重力性负向重力性横向重力性（地下茎侧水平方向生长）感受重力的物质？平衡石淀粉体IAA机理：根横放时，平衡石下沉在细胞下侧的内质网上，产生压力，诱发内质网释放Ca2+到细胞质内，Ca2+和钙调素结合，激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，于是细胞下侧积累过多钙和生长素，影响该侧细胞的生长。重力造粉体向化性：是某些化学物质在植物周围分布不平均引起的生长。向水性：当土壤中水分分布不均匀时，根趋向较湿的地方的特性。3.向化性和向水性二.感性运动是指由没有一定方向性的外界刺激所引起的运动。运动方向与刺激方向无关。有两类：生长运动和紧张性运动。1、生长运动：偏上性和偏下性生长素和乙烯可引起番茄叶片偏上性生长赤霉素引起偏下性生长概念2、感夜性对光暗有反应，由光敏色素起作用白天高挺张开、晚上合拢或下垂假说：叶片在白天合成生长素，集中叶柄下半侧，k+和CL-也在此，水分进入，细胞膨胀。晚上，生长素量少，相反反应。由生物钟控制原来，含羞草的叶子和叶柄具有特殊的结构。在叶柄基部和复叶的小叶基部，都有一个比较膨大的部分，叫做叶枕。叶枕对刺激的反应最为敏感。一旦碰到叶子，刺激立即传到叶柄基部的叶枕，引起两个小叶片闭合起来，触动力大一些，不仅传到小叶的叶枕，而且很快传到叶柄基部的叶枕，整个叶柄就下垂了。为什么会这样呢？这是因为，在叶枕的中心有一个大的维管束，维管束四周充满着具有许多细胞间隙的薄壁组织。当震动传到叶枕时，叶枕的上半部薄壁细胞里的细胞液，被排出到细胞间隙中，使叶枕上半部细胞的膨压降低，而下半部薄壁细胞间隙仍然保持原来的膨压，结果引起小叶片的直立而两个小叶片闭合起来，甚至于整个叶子垂下来。有人做过研究，含羞草在受到刺激后的0.08秒钟内，叶子就会闭合。受刺激后，传导的速度也是很快的，最高速度每秒钟达10厘米。刺激之后，稍过一段时间，一切又慢慢恢复正常，小叶又展开了，叶柄也竖立起来了。恢复的时间一般为5—10分钟。但是，如果我们继续逗弄，接连不断地刺激它的叶子，它就产生“厌烦”之感，不再发生任何反应。这是因为连续的刺激使得叶枕细胞内的细胞液流失了，不能及时得到补充的缘故。含羞草的这种特殊的本领，是有它的一定历史根源的。它的老家在热带南美洲的巴西，那里常有大风大雨。每当第一滴雨打着叶子时，它立即叶片闭合，叶柄下垂，以躲避狂风暴雨对它的伤害。这是它适应外界环境条件变化的一种适应。另外，含羞草的运动也可以看作是一种自卫方式，动物稍一碰它，它就合拢叶子，动物也就不敢再吃它了。含羞草的反应机理A.具叶褥的叶柄基部B.通过叶褥的切面叶褥叶柄茎4.疲软细胞区域5.维管束6.保持紧张状态的细胞区域返回三.近似昼夜节奏——生物钟生命活动中有内源性节奏的周期变化现象，叫生物钟或生理钟。由于这种内源性节奏的周期接近24小时，因此又称为近似昼夜节奏。概念测时机制对温度不敏感菜豆27h返回就眠运动