任务五 植物的生殖、衰老与脱落

任务五植物的生殖、

衰老和脱落知识目标了解植物生殖、衰老和脱落的生理过程，认识植物各生长阶段对环境的要求。

认识温度、光周期、营养状态和环境条件对植物成花的影响，掌握春化作用和光周期现象在农业生产上的应用。内容一植物的成花生理

植物处于早期营养生长阶段，即使给予合适的条件，仍不能进行花芽分化。此时植物处于幼年期。幼年期的长短因不同植物而异：牵牛、油菜2－3天，木本树种5－20年，山毛榉40年；植物度过幼年期后，才能具有能感受环境条件而诱导开花的生理状态，即具备了开花的能力。开花是植物由营养生长进入生殖生长最明显的标志概念：低温促进作用植物开花的作用春化作用的主导因素：低温、氧气、水分、糖一、春化作用需要春化的植物

冬性一年生植物，冬小麦、冬黑麦等；北方小麦品种要求春化的温度比南方低，

大多数二年生植物：甜菜、芹菜等；

有些多年生植物：牧草、菊花只需春化一次，几年可以连续开花。春化作用是温带植物发育过程表现出来的特征。去春化作用高温和缺氧消除春化作用的现象在春化过程结束之前，把植物放到较高温度下,低温的效果被消除。这种作用即为去春化作用。解除春化作用的温度：40-50℃；缺O2

也可解除春化作用.

植物接受春化作用的主要是顶端分生组织，春化作用的诱导效应可以通过细胞分裂和嫁接进行传递二、光周期现象白天黑夜的相对长短，称为光周期。植物对于白天和黑夜相对长度的反应，或昼夜长短影响开花的现象称为光周期现象。根据植物对光周期的反应不同，可将植物分为4大类短日植物：日照时间需短于临界值才能开花。长日植物：日照时间需长于临界值才能开花日中性植物：不要求一定的昼夜长短，四季都可以开花短－长日植物和长－短日植物：开花要求双重条件

光周期的诱导当植物经过足够的光周期后，即使处于不适条件下，最初的诱导效应也不会消失，植物仍能正常开花。刚刚充分展开的叶片对光周期诱导最敏感，幼叶和老叶的敏感性降低。多数植物需要几天，十几天，到二十几天的光周期诱导，但有的植物所需时间较短，如苍耳、日本牵牛，只需一天。叶在光周期中的作用

实验结论

光周期的反应部位是芽，感受光周期的部位是叶片，在合适的条件下，叶片中合成促进植物开花的物质，运到顶端分生组织，诱导植物开花。嫁接实验

实验结论

只要其中的一片叶接受了适宜的短日光周期诱导，即使其它植株都在长日照条件下，最后所有植株也都能开花。这证明刺激开花的物质通过嫁接在植株间传递并发挥作用。植物光周期的特点

感受光周期反应的器官是叶片，它经诱导后产生成花刺激物；成花刺激物可向各方向运转，到达茎生长点后引起成花反应；不同植物的开花刺激物具有相似的性质

植物体内的营养状况可以影响成花过程。碳水化合物(糖类)与含氮化合物的比值高时开花，比值低时不开花。该学说仅是某些长日植物或日中性植物，对短日植物不适用。在农业生产上可以通过控制肥水的数量和施用时期来调节C/N比，控制营养生长和生殖生长。水稻生育后期，如果肥水过大，引起C/N比值过小，会导致徒长、晚熟。果树栽培时，可用环状剥皮的方法，使上部枝条积累较多的糖分，提高产量。三、碳氮比学说四、影响植物器官性别分化的因素雌雄同花

同一朵花内既有雌蕊又有雄蕊。大多数高等植物雌雄同株

同一植株上既有雌花也有雄花，如玉米，南瓜雌雄异株

同一植株上只有雌花或雄花，如银杏，杨树

光周期

短日照促使短日植物多开雌花，长日植物多开雄花，长日照促使长日植物多开雌花，短日植物多开雄花。

温周期

土壤营养

氮肥多，水分充足促进雌花分化植物激素增加雌花数量：生长素、细胞分裂素、乙烯增加雄花数量：赤霉素1春化处理

萌动的种子经过低温春化处理后，可以加速花的诱导，促进植物提前开花和成熟。

“闷麦法”，把萌发的冬小麦种子装在罐中，放在冬季的低温下40～50天，以便于春季播种时，获得较好的收成。五、在农业生产中的应用低纬度，一般分布短日植物，高纬度，多分布长日植物，中纬度，则长短日植物共存。同一纬度，长日照植物多在日照较长的春末和夏季开花，如小麦；短日照则多在日照较短的秋季开花，如菊花植物对光周期反应的类型是对该地区自然光周期长期适应的结果。2引种短日照植物短日照水稻和玉米可在南方加快繁育种子。

北方

↓

南方

↓提前开花

↓晚熟品种

南方

↓北方

↓推迟开花早熟品种

对以收获营养体为主的作物，可通过控制光周期来抑制其开花。原产热带或亚热带的烟草，引种至温带时，可提前播种，利用夏季的长日照及高温多雨的气候条件，促进营养生长，提高烟叶产量。对于短日照的麻类，南种北引可推迟开花，使麻秆生长较长，提高纤维产量和质量从外地引进优良品种时应注意的问题：（1）了解所引品种的光周期反应特性，是长日、短日植物，还是日中性；（2）了解原产地和引种地的光周期差异；（3）明确引种的目的，是为了收获生殖器官，还是为了收获营养器官。3育种

使花期提前，增加世代，缩短育种年限。异地育种：短日照植物（玉米、水稻）冬季到海南岛繁育，加快育种速度具有优良性状的作物品种间有时花期不遇，无法进行有性杂交育种。通过人工控制光周期，可使两亲本同时开花，便于进行杂交4维持营养生长

甘蔗是短日植物，临界日长为10小时，在短日照来临时，在午夜用闪光处理，延长光照时间，可维持营养生长，使甘蔗不开花，提高蔗糖产量。

利用人工控制光周期的办法来提前或推迟花卉植物开花。菊花是短日照植物，在自然条件下秋季开花，若给予遮光缩短光照处理，则可提前至夏季开花。而对于杜鹃、茶花等长日的花卉植物，进行人工延长光照处理，则可提早开花。5控制开花时期四影响植物器官性别分化的因素雌雄同花

同一朵花内既有雌蕊又有雄蕊。大多数高等植物雌雄同株

同一植株上既有雌花也有雄花，如玉米，南瓜雌雄异株

同一植株上只有雌花或雄花，如银杏，杨树雌雄同花(同一朵花内既有雌蕊又有雄蕊)

雌雄同株雌雄异花(同一朵花内只有雌蕊或有雄蕊)

雌雄异株同一植株既有雌花也有雄花同一植株只有雌花或雄花内容二植物的生殖生理

植物的生殖方式包括营养生殖、孢子生殖、有性生殖3种营养生殖

利用营养体的一部分产生新的个体的生殖方式孢子生殖(无性生殖)

利用孢子产生新个体的生殖方式(菌类、苔藓)

孢子：生物所产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞，能直接发育成新个体。孢子一般微小，单细胞有性生殖植物产生雌雄配子，二者结合形成合子，由合子发育成新个体的生殖方式(高等植物)一、开花与传粉开花

雄蕊的花粉粒和雌蕊中的胚囊（或二者之一）成熟时，花萼和花冠开放，露出雌蕊和雄蕊的现象。一株植物中，从第一朵花开放到最后一朵花开毕称为花期传粉成熟的花粉粒借助外地传到雌蕊柱头上的过程1花粉粒(1)花粉粒的结构与成分外壁：较厚，坚硬，有萌发孔，有识别蛋白内壁：有弹性可伸展，有大量的水解酶。(2)花粉粒的生活力和贮藏花粉寿命：

花粉离开母体后，维持能授粉能力的时间长短。不同种类植物的花粉生活力有很大的差异。影响花粉寿命的条件：

湿度：6％—40％温度：1－5℃

CO2和O2：增加CO2的含量光线：遮荫或在黑暗处贮存花粉贮存期生活力逐渐降低的原因

贮藏物质消耗、酶活性下降和水分缺乏集体效应：在一定面积内，花粉的数量越多，萌发和生长越好。

花粉萌发的条件：蔗糖、钙、硼、生长素(3)花粉粒的萌发与生长传粉方式

自花传粉和异花传粉2种(1)自花传粉成熟的花粉，落到同一朵花的柱头上的过程。自花传粉的植物必然是两性花,而且雌蕊与雄蕊必须同时成熟。自然界中自花传粉的植物比较少。豌豆和花生的花在尚未开放时，就完成了受精作用，这种现象称为闭花传粉。(2)异花传粉不同花的花粉通过传播到雌蕊的柱头上，进行受精的过程。异花传粉必须借助一定的外力作为媒介才能完成，包括风媒植物和虫媒植物。

虫媒花：借助昆虫传送花粉。虫媒花一般具有鲜艳的花被，芳香的气味和蜜汁。花粉体积较大，表面粗糙，利于昆虫携带。风媒花：借助风传送花粉。风媒花一般花被不发达，也不艳丽。花粉粒数量很大，小而干燥，表面光滑，重量极轻，便于远距离传播。

异花传粉是一种进化的传粉方式，生活力高，适应性强，因为异花传粉的花粉和雌蕊来自不同的植物，二者的遗传性差异较大，受精后发育成的后代往往具有较强的适应性。但受环境条件的影响较多自花传粉较为原始，是植物长期适应不具备异花传粉条件环境的结果。植物的传粉方式在一定条件下可以发生改变外界条件对授粉的影响温度：水稻抽穗开花期的最适温度是30～35℃。湿度：水稻开花的最适湿度是70一80％。风：对风媒花有较大影响，无风或大风都不利于授粉土壤中的肥料二、受精作用

雌配子(卵细胞)和雄配子(精子)互相融合形成合子(受精卵)的过程。被子植物的卵细胞位于胚囊中，精子必须依靠花粉粒在柱头上萌发形成的花粉管的传送，经过花柱，进入胚囊，受精作用才能进行1花粉粒的萌发

花粉落到雌蕊柱头后，吸水膨胀。花粉内壁萌发沟外突，伸出外壁形成花粉管。外壁蛋白释放，与柱头表面结合。如果花粉与柱头相互识别，花粉管前端产生溶解柱头表面角质的酶，柱头的角质被溶解，花粉管穿越柱头生长。如果不亲和，柱头乳突细胞也产生胼胝质，阻碍花粉管穿入，使受精失败．

2花粉管的生长

花粉管形成后，花粉粒的内容物进入花粉管，随着花粉管的生长向前移动，花粉管通过花柱到达胚囊。3双受精作用花粉管进入胚囊后，前端形成小孔，其中的内容物(包括精子)进入胚囊，1个精子与卵细胞结合，形成受精卵，1个精子与中央细胞(极核)结合形成受精极核。

受精卵——胚胚乳核——胚乳珠被——种皮胚珠——种子子房壁——果皮子房——果实三、种子与果实的形成1种子成熟时的生理生化变化可溶性糖-----转为不溶性糖（纤维素、淀粉）氨基酸或酰胺----合成蛋白质；脂肪变化：糖-----饱和脂肪酸-----不饱和脂肪酸；原生质：溶胶态——凝胶态呼吸作用先升高后降低；内源激素的变化：

细胞分裂素-赤霉素-生长素依次出现高峰，脱落酸在籽粒成熟期含量大大增加。

种子成熟过程中，以可溶性物质形式向种子运输的养分逐渐转化为不溶性的化合物，贮藏在种子中种子成熟过程的总趋势：含水量降低，干物质量增加为什么没有成熟

的水果又青又涩？甜味增加：淀粉转变为糖酸味减少：有机酸转变为糖，离子中和；涩味消失：单宁被过氧化物酶氧化或凝结成不溶性物质；香味产生：产生脂肪族和芳香族的酯以及醛类化合物果实由硬变软：原果胶水解为可溶性果胶、果胶酸等；色泽变艳：叶绿素降解，类胡萝卜素显现，花青素合成；2肉质果实成熟时的生理生化变化乙烯合成：乙烯含量增加，提高了果皮透性，加速了成熟呼吸强度变化：降低——升高——降低；3环境条件对果实和种子成熟的影响(1)对种子的影响干热风干旱缺水，光合作用降低，有机物合成受阻合成酶的活性降低，水解酶活性升高

由于干热风引起的种子灌浆不足，降低产量的现象称为风旱不实盐分

偏高的盐分有利于蛋白质积累温度

低温和较大温差有利于油脂的积累营养条件(2)对肉质果实的影响多雨——有机酸含量高，糖份含量少晴热——糖份含量高

降低温度和O2浓度可以延迟果实的成熟，延长贮藏期提高温度，提高O2浓度，使用乙烯，可以加速果实成熟内容三植物的衰老与脱落为什么树木秋天会落叶？

叶子不能永久生存而是有一定寿命的，叶片经过一定时期的生理活动，细胞内积累了大量的代谢产物，引起叶细胞功能衰退、死亡；天气寒冷时，植物吸收水分很困难，落叶能降低蒸腾，减少养料的消耗，让树木安全度过寒冷干燥的冬季。

松柏也会落叶，但是它们的针叶可以活3—5年，并且新叶出生以后，老叶才脱落，于是树木就保持了常绿的模样。衰老：由于植物本身和外界环境因素的影响，细胞结构破坏，功能丧失，营养物质转移而导致某一器官乃至整个植物体死亡的过程。衰老是植物生活的一种适应机制生长素，赤霉素，细胞分裂素，能抑制衰老与脱落乙烯和脱落酸能促进衰老与脱落一、植物的衰老植物的衰老指植物的器官或整个植株的生理功能的衰退。衰老总是先于一个器官或整株的死亡，是植物发育的正常过程。衰老可以发生在分子、细胞、组织、器官以及整体水平上。牵牛花花冠迅速衰老的过程根据植株与器官死亡的情况将植物衰老分为3种类型1.整体衰老如一年生或二年生植物，在开花结实后，整株植物就衰老死亡；

2.地上部衰老多年生草本植物，地上部每年死亡，而根系和其它地下系统仍然继续生存多年；

3.落叶衰老多年生落叶木本植物，发生季节性的叶片同步衰老脱落；1衰老的生理生化变化

蛋白质的变化

蛋白质含量降低，合成能力下降，分解加快光合速率变化

叶绿体结构被破坏，叶绿素丧失，光合作用下降呼吸作用变化呼吸速率下降，但下降速率比光合速率慢细胞结构的变化细胞器破坏，膜的选择透性功能丧失，细胞内的物质外流，细胞解体植物激素

促进生长的植物激素含量减少，而诱导衰老和成熟的激素含量增加

植物各部分在生长发育过程中争夺营养，果实，根，生长点是吸引营养物质较强的器官，较老的器官就处于缺乏营养的状态，如果将果实或生长点摘去，就可以推迟其他部分的衰老.

植物的根可以运送出细胞分裂素，阻止叶片的衰老。年轻的组织产生较多的生长素，使营养物质更多的运送到这些部分，导致较老的叶片衰老(2)衰老的内部原因

（3）衰老的调控

植物或其器官的衰老主要受遗传基因的支配，同时也受到环境因子的影响。因此可通过多种措施调控植物的衰老，以服务于农业生产。

光：红光能阻止蛋白质和叶绿素的减少

植物激素：不同植物激素对衰老作用不同日照：