第十章 植物的营养生长课件

第十章植物的营养生长第十章植物的营养生长种子植物的生长发育过程第十章植物的营养生长第十章植物的营养生长

植物生长（plantgrowth）

植物在体积和重量上的不可逆增加过程。是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长引起的。是一个量变过程。

胚胎形成种子萌发幼苗生长营养体形成生殖体形成开花结实衰老死亡种子植物的生长发育过程营养器官(根、茎、叶)的生长称为营养生长(vegetativegrowth)，繁殖器官(花、果实、种子)的生长称为生殖生长(reproductivegrowth)第十章植物的营养生长种子萌发幼苗生长营养体形成生殖体形成开花结实衰老死亡种子植物的生长发育过程生长生理生殖生理衰老生理第十章植物的营养生长§10-1种子萌发生理§10-2植物生长的细胞学基础§10-3程序性细胞死亡§10-4植物生长的基本特性

§10-5植物的运动

本章内容第十章植物的营养生长§10-1种子萌发生理

种子萌发

(seedgermination)在适宜的外界环境条件下，种子的胚由休眠状态转变为活动状态，进而形成幼苗的过程。见图种子萌发的条件内在因素外部条件种子的寿命种子的成熟度种子的休眠抑制萌发的物质水分温度氧气光照第十章植物的营养生长第十章植物的营养生长1、影响种子萌发的外界条件

水分

温度

氧气

光中性种子；有光无光都可萌发，大多数作物种子需光种子：莴苣、烟草、多数杂草需暗种子：如西瓜属嫌光种子：光抑制种子萌发，如茄子、番茄、瓜等足够的水分：种皮膨胀软化，增加胚的呼吸，胚根易突破种皮；使原生质从凝胶态转变为溶胶态;参与贮藏物质的降解与运输充足的氧气:要求含氧量高于10%，低于5%多数种子不能萌发,含脂肪较多的种子萌发时需更多的氧气适宜的温度:酶促反应，温度为20-25℃第十章植物的营养生长吸水过程的变化快-----慢----快2、种子萌发时发生的生理生化变化快速吸水阶段（吸胀）物质准备阶段形态变化阶段（露白）呼吸作用的变化上升阶段：在吸水的第2阶段，急剧上升：在吸水的第3阶段，无氧呼吸贮藏物质的变化（主要有机物）大分子转变为小分子不溶性物质转变为可溶性物质从贮藏部位（胚乳、子叶）转移到生长部位（胚）淀粉——糖，脂肪——甘油、脂肪酸，蛋白质——氨基酸第十章植物的营养生长3、种子的寿命（seedlongevity)和种子活力种子从完全成熟到丧失生活力（或死亡）所经历的时间，称为种子的寿命。短命种子：几小时~几周。如，杨(几周)、柳（12h）中命种子：几年~几十年。多数栽培作物。如，小麦、水稻长命种子：百年~千年，莲花。种子发芽率/种子萌发力=（发芽的种子数/种子总数）*100%。种子活力：指种子的健壮度。是种子各种性状的综合体现，它决定种子在萌发和幼苗生长时的状态第十章植物的营养生长4、测定种子活力常用的方法利用种子的还原力法（TTC法）呼吸作用使某些物质还原，如使兰色的TTC（三苯基氯化四唑）还原为红色物质利用种子的呼吸作用法（BTB染色法）

活种子质膜有选择透性，胚不被染色，死种子全被染色。利用细胞中的荧光物质种子纵切后，活种子的蛋白质、核酸等在在紫外光下发出荧光。第十章植物的营养生长生长（growth)：指植物细胞体积、重量及长度等不可逆的增加过程。是通过细胞分裂和细胞伸长来实现的。§10-2植物细胞的生长

发育(development)：指伴随植物细胞生长发生的量变，植物在结构和功能上由简单到复杂的过程。分化(differentiation)：分生细胞发育成在结构和功能上特化的细胞的过程。通过分化形成不同的组织和器官。植物的生长是以细胞的生长为基础—第十章植物的营养生长种子丧失活力的原因①酶的破坏；②营养物的消耗；③有害代谢物的积累。种子的贮藏条件正常种子：低温、干燥、乏氧顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿命很短，如热带植物种子第十章植物的营养生长1、细胞分裂的生理（1）细胞周期（Cellcycleorcelldivisioncycle）一次细胞分裂到下次细胞分裂所经历的时间。细胞分裂周期分为二个大的阶段分裂期（mitoticstage,M期）指细胞进行有丝分裂，形成两个子细胞的过程分裂间期（interphase）：分裂期以外的时间G1期：

DNA合成前的准备期S期：

DNA合成期，受GA促进G2期：为细胞分裂的准备期第十章植物的营养生长IAA和CTK协同作用细胞分裂的准备期DNA合成期受GA促进DNA合成前的准备期细胞周期一般为10~30小时第十章植物的营养生长2、细胞伸长的生理

（1）细胞体积显著增加，形成液泡（小→大），（2）细胞壁物质增加，细胞核、细胞质被挤到边缘（3）DNA、RNA、蛋白质含量增加。（4）代谢旺盛（呼吸作用）、干物质积累。

呼吸作用的加强和蛋白质的积累是细胞生长的基础。细胞的伸长和扩大是由于原生质的增加和水分的吸收特点第十章植物的营养生长3、细胞分化的生理

细胞分化（celldifferentiation）指来自同一合子或遗传上同质的细胞，转变为形态上、机能上、化学构成上异质的细胞群的过程。

细胞分化的理论基础--------细胞全能性（1）转录因子基因控制发育分生组织细胞分化成不同的组织，是植物基因在时间和空间顺序表达的结果。第十章植物的营养生长

（2）植物细胞全能性

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。

概念植物组织培养（planttissueculture）指在无菌条件下，在培养基中培养外植体(组织、器官或细胞)成植株的技术。理论基础：植物细胞具有全能性

第十章植物的营养生长

柳树枝条的极性A.正放：上端出芽，下端生根B.倒置：下端出芽，芽朝上；上端长根，根朝下

（3）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）使形态学上端分化出芽，下端分化出根。(如柳条吊挂试验)第十章植物的营养生长（4）影响细胞分化的条件糖的浓度:木质部与韧皮部的分化

高糖韧皮部低糖木质部中等糖韧皮部和木质部光：光强，组织分化程度强植物激素适量IAA促进根的分化，适量BA促进芽的分化过高IAA和BA只长愈伤组织第十章植物的营养生长§10-3植物的生长

（一）茎生长特性生长大周期（grandperiodgrowth）植物在不同生育时期的生长速率表现出慢—快—慢的变化规律，呈现“S”型的生长曲线。一、营养器官的生长特性第十章植物的营养生长在缓慢生长期，以促为主，以满足植物对水肥的需求。在快速生长期，应适当控制，防止徒长在快速生长末期，延迟衰老.应用第十章植物的营养生长（二）根生长特性（三）叶生长特性具生长大周期有顶端优势，主根控制侧根的生长应用：蔬菜育苗移栽时切除主根，可促进侧根的生长。双子叶植物的叶子是全叶均匀生长单子叶植物叶片基部保持生长能力例如稻、麦、韭、葱等叶被切断后，叶片很快就能生长起来。第十章植物的营养生长植物体是各个部分的统一整体，因此，植物各部分间的生长互相有着极密切的关系。植物各部分间的相互制约与协调的现象，称为植物生长的相关性（correlation）。（四）植物生长的相关性根与地上部分主茎与侧枝营养生长与生殖生长第十章植物的营养生长1、顶端优势（apicaldominance）主茎与侧枝的相关

顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象，称为顶端优势（apicaldominance）原因：茎产生生长素，对侧芽生长有抑制作用。顶端优势现象很明显：针叶树、玉米、棉花、向日葵、一些瓜类植物如南瓜等没有顶端优势或顶端优势作用不明显如水稻、小麦、和一些灌木。应用：通过去顶促进侧芽发育（瓜类、棉花等），或去除侧芽促进顶芽生长（玉米，高粱、和向日葵）。第十章植物的营养生长2、根和地上部的相关性相互依赖—有机营养物质和植物激素的交流“根深叶茂”“本固枝荣”植物正常的生长发育需要根与地上部分保持一定的比例根冠比(root-topratio，R/T)根系与地上部分干重的比例。根供给地上部生长所需的水分、矿物质、少量有机物、CTK和生物碱等。地上部供给根生长所需的糖类、维生素、生长素等第十章植物的营养生长影响根冠比的环境因素（1）水分

水分过多时，土壤通气状况不好，氧气不足，抑制根的发育，而地上部分则由于水分供应充足，生长较好，因此，水分过多时，使根冠比变小。当土壤缺水时，根系吸收的水分，首先满足自身的需要，近水楼台先得月，很少向上运输，生长受到的影响相对较小，而地上部分由于水分不足，生长抑制，因此缺水时，根冠比增大。俗语说“水长苗，旱长根”，就是这个道理。蹲苗，也是利用这个道理，来促进根系的发育，以增强植物后期的抗旱能力。第十章植物的营养生长干旱多水第十章植物的营养生长

（2）营养状况

N、P肥的影响：当N肥供应较多时，叶片生长强，根系的营养供应少，抑制根的生长，使根冠比变小。

反之，当N肥不足时，叶片的扩大受到抑制，光合产物大量供给根系，促进根系生长，使根冠比变大。

磷素促进光合产物的运输，而且根系对磷素的需求量较大，因此，当磷素充足时，根冠比较大。第十章植物的营养生长3、营养生长和生殖生长的相关营养器官生长过旺，消耗较多养分，影响生殖器官的生长；生殖器官的生长抑制营养器官的生长，甚至加快营养体衰老死亡。（1）相互依赖营养生长是生殖生长的物质基础，良好的营养生长会促进生殖生长；而生殖过程中产生的激素类物质又作用于营养生长。（2）相互制约第十章植物的营养生长二、影响营养器官生长的条件（一）温度（二）光（三）水分（四）矿质营养（五）植物激素自学！！！！第十章植物的营养生长

一.向性运动

向性运动(tropicmovement)外界因素单方向刺激所引起的植物的生长性运动。向光性向重力性向化性向水性向触性因生长不均匀引起概念向性运动包括三个步骤感受（perception）：感受到外界刺激传导（transducion）：将感受到的信息传导到向性发生的细胞反应（response）：接受信息后，弯曲生长第十章植物的营养生长植物的茎向光生长，具有正向光性；根背光生长，具有负向光性；叶柄往往生长方向与光线垂直，为横向光性。植物向着光照射的方向弯曲生长的能力。包括正向光性、负向光性及横向光性。1、向光性

(phototropism)第十章植物的营养生长向光性产生的原因激素学说背光的一侧生长素增多，细胞伸长加快，使植物向光弯曲。抑制物的存在组织不均匀生长是由于生长抑制物质分布不匀造成的向光一侧的生长抑制物质含量高于背光一侧，使得植物向光弯曲.第十章植物的营养生长根顺着重力方向向下生长，称为正向重力性茎背离重力方向向上生长，称为负向重力性地下茎和叶则向水平方向生长，称为横向重力性2、向重力性

(gravitropism)向重力性(gravitropism)是植物对地心引力的定向生长反应；也称为向地性(geotropism)。只有正在生长的部位才能进行向重力性运动。第十章植物的营养生长平衡石

Statoliths根中感受重力最敏感的部位是根冠。根冠的柱细胞中含有淀粉体(amyloplast)，称为“平衡石”(statolith)，柱细胞被称为平衡细胞。A.根尖方向与重力方向平行

B.根尖方向与重力方向垂直(Hasenstein&Evans，1988)如：土中的种子、水稻倒伏后再生长第十章植物的营养生长向化性

(chemotropism)某些化学物质在植物周围分布不均匀引起的。植物根会朝向土壤中肥料较多的那个方向生长，就是向化性表现。向水性(hydrotropism)向水性是当土壤中水分分布不均匀时，根趋向较湿的地方的特性。感受湿度梯度引起正向水性反应的部位是根冠，钙离子也参与调控向水性的反应。向触性(thigmotropism)

向触性指有些植物的部分器官接触到固体物时，很快发生生长变化的反应，例如攀援植物的卷须与固体物一接触，就很快引起不均匀生长，将固体物缠绕。第十章植物的营养生长向觸性捲鬚纏繞物體捲鬚攀緣生長第十章植物的营养生长

二.感性运动

无一定方向的外界因素均匀作用于整株植物或某些器官所引起的运动，是由于细胞膨压改变或背腹面的生长速度差异引起的。

运动方向与刺激方向无关。概念

生长性运动：偏上性和偏下性

感夜性和感热性

膨胀性运动（紧张性运动）：感震性

第十章植物的营养生长（一）偏上性和偏下性（二）感夜性nyctinasty有些植物的叶片白天挺拔张开，夜间合拢或下垂，如大豆、花生、合欢。花白天开放，晚上闭合，如蒲公英花晚上开放白天闭合，如烟草、紫茉莉等偏上性：叶片或花瓣的上部生长比下部快，向下弯曲生长。偏下性：叶片或花瓣的下部生长比上部快，向上弯曲生长。感夜运动是由光暗的变化引起的不均匀生长。感受光暗信号的色素是光敏色素。第十章植物的营养生长白天

夜晚第十章植物的营养生长（三）感温性Thermonasty植物对温度变化起反应的运动。在温度升高时，花朵开放，温度低时，花瓣合拢。郁金香花的开放或关闭受温度变化的影响。（四）感震性是由植物受到震动后引起细胞膨压的改变造成的，是一种可逆性运动。如含羞草。第十章植物的营养生长含羞草当含羞草的叶片被触摸时，小叶在1～2秒