[PPT模板]第七章植物的生长生理.ppt
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1、第七章 植物的生长生理,植物的生长与分化是植物各种生理与代谢活动的整合表现。植物营养生长是十分重要的过程,如以营养器官为收获物,则营养器官的生长直接影响产量。如以生殖器官为收获物,由于生殖器官的形成和发育所需要的养料,绝大部分是营养器官供给的,所以,营养器官的生长对生殖器官生长影响极大。这就需要我们掌握植物的生长生理。,开花植物的生长周期,生命周期(life cycle):任何一种生物体,总是要有序地经历发生、发育和死亡等时期,人们把一生物体从发生到死亡所经历的过程。 包括:器官的发端、形态建成、营养生长、生殖生长,以及个体最终走向成熟、衰老与死亡的过程。 形态建成(morphogenesis
2、):习惯上把生命周期中呈现的个体及其器官的形态结构的形成过程。即种子萌发、生根、形成幼苗、茎叶生长,继而开花、结实、种子形成等植物体及其器官的结构形成过程。,主要内容 第一节 种子的萌发 第二节 细胞的生长和分化 第三节 植物的组织培养 第四节 植株的生长 第五节 植物生长的相关性 第六节 外界条件对生长的影响 第七节 植物的运动,第一节 种子的萌发,一、种子萌发的概念 种子的萌发是指种子吸水到胚根突破种皮种皮期间所发生的一系列的生理生化变化过程。一般以胚根突破种皮 作为萌发的标志。,二、种子的生活力与活力 1.种子的生活力 概念:种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。 种子生活力的测定方
3、法:TTC法,红墨水法等 2.种子活力 概念:种子在田间状态下迅速而整齐地萌发并形成健壮幼苗的能力,三、影响种子萌发的外界条件 1、水分 充足的水分是种子萌发的必要条件。种子吸水后, 内部的酶和植物激素才能由钝化的状态变为活化状态, 促进贮藏物质转化,加强呼吸作用与能量供给。同时, 细胞吸胀以后产生的压力,为胚芽突破种皮提供了机 械作用。 种皮变软-胚根突破种皮, 氧气透入-胚的呼吸上升, 凝胶变溶胶-酶活性提高, 大分子水解为可溶性小分子。 激素由束缚型转化为游离型。 * 水分过多,只长芽,不长根,根系不发达。,2、温度 种子萌发是一系列酶催化的生化反应引起的,因 而受温度的影响。温度对种子
4、的萌发的影响可分为三 个基点:最低温度、最适温度、最高温度。一般播种 期温度以稍高于最低温度为宜。 发芽最适温度是指种子发芽率最高、发芽时间最 短的温度。 变温比恒温更有利于种子萌发,而且提高幼苗的抗寒能力。一般变温幅度至少要相差10。,3、氧气 休眠种子的呼吸作用很弱,需氧量很少,但种子 萌发时,由于呼吸作用旺盛,就需要足够的氧气。一 般作物种子需要氧浓度大于10%,才能正常萌发;小 于5%,不能萌发。 若播种后遇雨,要及时松土排水,改善土壤通气条件, 否则会烂种。 充分氧气旺盛的代谢 活跃的生长种子萌发 供O2不足无氧呼吸贮藏物质消耗过多过快酒精引起中毒。无O2,只长芽鞘,不长根。 油料(
5、高脂肪或蛋白)种子(如大豆、花生、向日葵)比淀粉种子(如麦类、玉米)要求更多的O2 ,RQ1 。 实践中要浅播?,4.光照 需光种子(如莴苣)萌发。红光(660nm)促进萌发,远红光(730nm)可解除红光的促进效应。与光敏色素有关。它吸收了R或FR后,分子结构发生可逆变化,引起生理生化反应。 有些种子在光下才能萌发,称需光种子。如莴苣、 胡萝卜、桦树以及多种杂草种子等。 有些种子在光下萌发不好,而在暗处发芽很好,称 为嫌光种子,又称喜暗种子。如葱、韭菜、番茄、南 瓜等。 大多数种子对光没有要求,称为中光种子。如水稻、 小麦、大豆等,5.红光和远红光对需光种子萌发的影响,四、种子萌发的生理、生
6、化特点 1)种子吸水过程表现快-慢-快。 第一阶段:吸胀吸水 第二阶段:吸水停止期,此时活种子细胞代谢旺盛,分裂加速 第三阶段:迅速吸水阶段,种子萌发的三个阶段和生理转变过程示意图,2) 呼吸作用快-慢-快 第一阶段:活化的呼吸酶和线立体系统的完成 第二阶段:新的呼吸酶和线立体系统尚未形成 萌发初期RQ1,有无氧呼吸存在。 第三阶段:胚根突破种皮,氧气供应得到改善,新的呼吸酶和线立体系统已经形成,3)酶的活化与合成 种子萌发时酶的来源 4)种子中贮藏物质的动员 1.淀粉的动员 淀粉水解酶 2.脂肪的动员 甘油三酯在脂肪酶的作用下水解为甘油和脂肪酸 3.蛋白质的动员 蛋白酶的作用下分解为游离的氨
7、基酸,并主要以酰胺的形式运输 4.植酸的动员 是磷的主要贮藏形式,其常与钾、钙、镁等元素结合,干种子中酶的活化,种子吸水后重新合成,5) 新的核酸和蛋白质合成。 长命mRNA量在种子成熟时预先形成的供种子萌 发用的mRNA。萌发有新mRNA和蛋白质(水解酶) 的合成。萌发后阶段与合成DNA有关。 6)、贮藏有机物的转变。,第二节 生长和分化 一、生长 是指植物在体积或重量的不可逆的增加的过程。是量变的过程。通过原生质的增加、细胞分裂和细胞体积的扩大和细胞壁的增加来实现的。 二、分化 是指分生组织细胞转变为形态结构和功能上各不相同的细胞群的过程。是质变。 三、发育 在生命周期中,生植物的组织、器
8、官或整体在形态结构和功能上的有序变化过程称为发育。 例如,从叶原基的分化到长成一张成熟叶片的过程是叶的发育;从根原基的发生到形成完整根系的过程是根的发育;,芽分化,愈伤组织形成,根分化,2.植物激素与细胞的分化,1.蔗糖与维管的分化 低浓度的蔗糖有利于木质部分化,高浓度的蔗糖有利于韧皮部的分化,第三节 植物的组织培养 一、组织培养的概念及意义 1、概念和分类 植物组织培养(plant tissue culture):是指在无菌的条件下将外植体接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术。 外植体(explant):用于离体培养进行无性繁殖的各 种植物的细胞、组织或器官。 根据外植体类型,可将组织培
9、养分为:器官培养、 组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养。 2、意义 a研究外植体在不受植物体其他部分干扰的条件下生长和发育的规律 b可以改变外植体的培养条件去认为地影响他们的生长和分化,研究器官、组织和细胞的生长、分化规律,解决形态建成的理论问题,二、组织培养的原理 理论依据是植物细胞的全能性(totipotency) 。 植物细胞的全能性(totipotency):指植物体的每一个具有核的细胞(含有植物生长发育的全套基因),在适当条件下都具有分化成一个完整植株的潜在能力。 原理:利用植物细胞的全能性以及细胞极性和再生特性,将其从植物体中分离出来并给予一定的条件,使这些已分化的细胞脱
10、分化然后在一定条件下再分化。 脱分化:已经分化的植物器官、组织或细胞在离体培养时,又恢复细胞分裂能力并形成与原有状态不同细胞的过程。新形成的细胞群被成为愈伤组织 再分化:脱分化形成的愈伤组织细胞在适宜的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的植株,三、组织培养的基本过程,四、植物组织培养的技术条件 1、技术条件:培养基制备、无菌条件和培养条件 2、 培养基制备(关键步骤) 培养基的成分:一般是由无机营养物、碳源、维生素、 生长调节剂和有机附加物等五类组成。 1) 无机营养物:大量和微量元素。 2) 碳源。2-4%蔗糖(也用葡萄糖),还具有维持渗透压的作用。 3) 维生素:硫胺素
11、。 4) 有机附加物:氨基酸(甘氨酸)、水解酪蛋白、椰 子乳等。 5) 生长调节物质:常用2,4-D、NAA、KT、BA、GA、 玉米素等。 培养方式:固体培养和液体培养,3.无菌条件 外植体消毒 培养基及接种用的工具必须高温高压灭菌。 4.培养条件 水分、氧气较易满足,植物培养时的主要是光照、温度,五、组织培养的应用 1、无性快速繁殖及脱毒 培养出甘蔗试管苗,应用于生产;从马铃薯茎尖培育出无毒植株,得到无毒种薯。 2、花粉培养及单倍体育种 诱导出小麦、玉米和杨树等的花粉植株,并培育出小麦“花粉一号”、烟草“单育一号”等优良品种 3、人工种子 4、药用植物工业化生产 药用植物三分三茎诱导愈伤组
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