示頂端分生組織（m），中軸（c）與外圍細(xì)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(xì)胞分裂的生理（一）細(xì)胞周期1.概念：新生的持續(xù)分裂的細(xì)胞從第一次分裂形成的細(xì)胞至下一次再分裂成為兩個(gè)子細(xì)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(xì)胞生長的生理,www.themegallery.com,www.themegallery.com,（二）細(xì)胞周期控制,蛋白激酶,www.themegallery.com,,（三）細(xì)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(duì)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(xì)胞分裂周期的因素1.植物激素生長素,細(xì)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(xì)胞分裂,www.themegallery.com,,二、細(xì)胞伸長的生理細(xì)胞生長受多種因素的影響：（一）受核質(zhì)遺傳基因的控制細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的數(shù)量比只能維持在一定的范圍內(nèi)；（二）受細(xì)胞壁以及周圍細(xì)胞作用力的影響,www.themegallery.com,1.細(xì)胞生長方向受微纖絲取向的影響植株細(xì)胞中最常見的是圓柱形細(xì)胞，它的伸長程度要遠(yuǎn)大于加粗的程度，這是由于細(xì)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(xì)胞的加粗生長，而對(duì)伸長生長的限制較小。,www.themegallery.com,葉肉細(xì)胞原先是柱狀細(xì)胞，細(xì)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(xì)胞成為多突起的細(xì)胞,葉肉細(xì)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(xì)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(xì)胞擴(kuò)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(xì)胞的生長，表層微管非帶區(qū)也有表層微管，最后在細(xì)胞停止生長前，表層微管消失,www.themegallery.com,細(xì)胞壁的存在阻礙著細(xì)胞體積的增長。克服這種阻礙有兩 種方式：增加膨壓 細(xì)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(xì)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(dòng)，一邊合成纖維素，其移動(dòng)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(dòng)，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(xì)胞壁中的沉積方向，進(jìn)而影響到細(xì)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(qiáng)時(shí)，細(xì)胞體積會(huì)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(xì)胞中微管排列的方向； C.赤霉素處理表層細(xì)胞中微管排列的方向； D.赤霉素處理后的豌豆幼苗形態(tài)。空心箭頭表示細(xì)胞伸展的方向,www.themegallery.com,三、細(xì)胞分化的生理細(xì)胞分化：指分生組織的幼嫩細(xì)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(xì)胞的過程細(xì)胞的形態(tài)建成：植物細(xì)胞通過生長和分化形成一定的形態(tài)的過程。,www.themegallery.com,（一）細(xì)胞全能性Haberlandt（1902

8、）1.概念：植物體的每個(gè)細(xì)胞攜帶著一套完整的基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。2.細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)過程： 脫分化：已有高度分化能力的細(xì)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(xì)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(xì)胞、組織或器官進(jìn)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(xì)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(xì)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(xì)胞全能性。,www.themegallery.com,www.themegallery.co

10、m,,（二）控制細(xì)胞分化的因素1.細(xì)胞基因表達(dá)的差別細(xì)胞分化的本質(zhì)就是不同類型的細(xì)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(gè)主要的階段。不同的組織類型用不同的顏色標(biāo)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(xì)胞以淺色標(biāo)出。（B）在A中標(biāo)出的原生分生組織的示意圖。這其中只描述了四個(gè)靜止細(xì)胞中的兩個(gè)。黑線表示的是發(fā)生在莖細(xì)胞中的細(xì)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(xì)胞中發(fā)生的次級(jí)細(xì)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(xì)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(xì)胞分裂都是垂周的，而在L3層中細(xì)胞分裂的細(xì)胞板是隨機(jī)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(xì)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(xì)胞，這些莖細(xì)胞分裂的很慢，但是組織形成的最終來源。外周區(qū)域的細(xì)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?cè)谇o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(xì)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(gè)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(shí)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(diǎn)：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(duì)植物生長發(fā)育的效應(yīng)。晝夜溫差大促進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(duì)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(xì)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(hào)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(diǎn)：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(jī)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(jī)制：側(cè)根生長決定于IAA/CTK比例（三）應(yīng)用：蔬菜、棉花育面時(shí)切除主根，促進(jìn)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(huì)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(dòng)。分類：向性運(yùn)動(dòng) 感性運(yùn)動(dòng),第五節(jié) 植物的運(yùn)動(dòng),www.themegallery.com,,一、向性運(yùn)動(dòng)概念：由光，重力等外界刺激而產(chǎn)生的,它的運(yùn)動(dòng)方向取決于外界刺激。 步驟：感受------轉(zhuǎn)導(dǎo)------反應(yīng)特點(diǎn)：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(lán)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(fù)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(jī)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(duì)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(gè)假說認(rèn)為，植物向光性是由于光照下生長素自頂端向背光側(cè)運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)，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(fù)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(jī)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(xì)胞中含有淀粉體(amyloplast)，有人將此淀粉體稱為“平衡石”(statolith)，柱細(xì)胞被稱為平衡細(xì)胞(statocyles)。平衡石學(xué)說認(rèn)為柱細(xì)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(xì)胞（P）。（B）中軸細(xì)胞的放大的圖象，顯示了位于細(xì)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(xì)胞對(duì)重力的感受作用,www.themegallery.com,,www.themegallery.com,許多實(shí)驗(yàn)指出Ca2+對(duì)IAA運(yùn)輸及分布起