植物生理知識點

2021-03-04 09:58:44 字數 4865 閱讀 7131

第九章植物的生長生理知識點

第一節種子萌發生理

種子萌發的條件:氧氣、水分、溫度和光照(部分種子受光照影響)

1 種子的吸水,分3個階段:急劇吸水(細胞內容物的親水物質引起)、停止吸水(進行代謝)和再重新迅速吸水(細胞體積增大)

2 呼吸作用的變化,分4個階段:急劇上公升(可能與三羧酸迴圈有關)、滯緩(種皮限制氧氣進入,進行無氧呼吸)、再急劇上公升(種皮突破,氧氣充足)、顯著下降(儲存物質耗用)

3 酶系統的形成:舊酶活化,新酶合成

4 有機物質的轉化

①呼吸作用:是生命活動的中心、提供原材料、提供生命活動所需要的能量

②種子萌發時,首先啟動的是呼吸代謝

③以含量最多的有機物為依據,將種子分為澱粉種子(澱粉較多)、油料種子(脂質較多)、豆類種子(蛋白質較多)

④脂肪轉變為醣類的過程,通過乙醛酸迴圈進入呼吸作用

⑤游離氨的量稍多時,植物就會受到毒害。植物體內利用醯胺形式將氨儲存著,一方面解除氨的毒害作用,另一方面又可隨時釋放出氨,供植物形成新氨基酸的需要。

5種子壽命

正常性種子低溫乾燥,壽命延長。種子成熟過程中有個自然脫水的過程。

頑拗性種子 :

熱帶**帶多年生木本植物,如椰子、荔枝、龍眼、芒果、黃皮;水生植物或灘塗植物:鳳眼蓮,海欖雌

很多瀕臨滅種的植物;不耐脫水乾燥和零上低溫貯藏;壽命短,一般只有幾天時間

千粒重大,脫落時含水量高; 濕潤雨林、河流區域、灘塗或濱海

第二節細胞生長生理

細胞的**生理、延長生理和分化生理。

1 細胞伸長

呼吸作用的加強和蛋白質的積累是細胞伸長的基礎

2 細胞壁變化

初生壁的主要物質是多醣,細胞伸長過程中,首先需要鬆散細胞壁,並不斷將合成的細胞壁成分如纖維素、半纖維素、果膠等填充和沉澱到正在擴充套件的細胞壁中,保持細胞壁的厚度。

多醣物質果膠質和半纖維素:高爾基體中合成

纖維素和胼胝質:質膜中合成(纖維素酶複合體)

3 酸-生長假說

把生長素誘導細胞壁酸化並使其可塑性增大而導致細胞伸長的理論,稱為酸-生長理論。

4赤霉素促進細胞延長和細胞**;它對根的伸長無促進作用,但顯著促進莖葉生長。

5 全能性:植物體的每個細胞都攜帶一套完整的基因組,並具有發育成完整植株的潛在能力。

脫分化:已有高度分化能力的細胞和組織,在培養條件下逐漸喪失其特有的分化能力的過程。

愈傷組織:新形成的細胞群叫愈傷組織

再分化:已經脫分化的細胞在一定條件下,又可經過愈傷組織或胚狀體,再分化出根和芽,形成完整植株

極性:指在器官、組織甚至細胞中在不同的軸向是上存在某種形態結構和生理生化上的梯度差異。

6影響細胞分化的因子

糖、光照 sugar, light, iaa, ctk…

愈傷組織的分化芽,取決於生長素和激動素濃度的比值。

第三節植物營養器官生長

1 營養器官的生長特性

①根、莖生長具有生長大週期

②根莖生長具有頂端優勢

③葉從基部生長(由莖尖生長錐的葉原基發育),雙子葉植物的葉子全葉均勻生長;單子葉植物葉子是基生生長(所以葉片基部保持生長能力,如韭、蔥的葉被切斷後還能再長)

2 生長大週期:在莖(包括根和整株植物)的整個生長過程中,生長速率都表現出「慢-快-慢」的基本規律,即開始生長緩慢,以後逐漸加快,達到最高點,然後生長速率又減慢以至停止。我們把莖生長的這3個階段綜合起來稱為生長大週期。

3 影響營養器官生長的條件

①溫度最適溫度是指生長最快時的溫度,這個溫度對於植物健壯生長來說,往往不是最適宜的。在生產實踐上培育健壯的植株,常常要求在比生長的最適溫度略低的溫度,即所謂「協調的最適溫度」下進行。

在自然條件下,具有日溫較高和夜溫較低的週期性變化。植物這種對晝夜溫度週期性變化的反應,稱為生長的溫週期現象。

②光 ③水分 ④礦質營養 ⑤植物激素

第四節植物生長的相關性

1 根和地上部分的相關性(根深葉茂、育秧先育根)

①首先,地上部分生長所需的水分和礦物質,主要由根系**;其次,根部是全株的細胞**素合成中心,形成後運輸到地上部分去;此外,根系還能合成植物鹼等含氮化合物,如菸草中的菸鹼。

②地上部分對根的生長也有促進作用。根所需的糖和維生素需要地上部分**。

③根和地上部分也會相互抑制。這可從根冠比(根重/莖葉重)的變化中看到。

④根與冠之間不僅有各種物質的交流,而且有訊號轉導。乙醯膽鹼在根冠之間也起著訊號的作用。

2 主枝和側枝的相關性

頂芽優先生長,側芽生長受到抑制的現象,稱為頂端優勢。這和生長素有關。生長素不是調節頂端優勢的唯一因子,細胞**素對生長素有拮抗作用,細胞**素有解除側芽抑制的作用。

3 營養生長和生殖生長的相關性

營養器官和***官的生長之間,基本是是統一的。但是,兩者之間也是有矛盾的:營養器官生長過旺,消耗較多養分,便會影響到***官的生長;***官生長同樣也影響營養器官生長。

在生產中,通過以水、肥營養為中心,配合整枝、打頂等措施,控制營養生長不使過旺;在果樹生產中,通過疏花疏果等措施,使營養收支平衡,並有積餘,便能年年豐產。

第五節植物的光形態建成

1 光對植物的影響主要有兩個方面:①光是綠色植物光合作用所必需的;

②光調節植物整個生長發育,以便更好地適應外界環境。

這種依賴光控制細胞的分化、結構和功能的改變,最終匯集廳局級器官的建成,就稱為光形態建成,亦即光控制發育的過程。

2 目前已知至少3種光受體:①光敏色素,感受紅光及遠紅光區域的光;②隱花色素和向光色素,感受藍光和近紫外光區域的光;③uv-b受體,感受紫外線b區域的光

3 光敏色素的性質

光敏色素是一種極易溶於水的色素蛋白質,是由2個亞基組成的二聚體(每個亞基有兩個部分組成:生色團和脫輔基蛋白質,兩者合稱全蛋白)。是一種能吸收紅光遠紅光可逆轉換的光受體(色素蛋白質)。

4光敏色素的兩種型別:紅光吸收型pr和遠紅光吸收型pfr。pr的吸收高峰在660nm,而pfr的吸收高峰在730nm。

pr和pfr在不同光譜作用下可以相互轉換。當pr吸收660nm紅光後,就轉變為pfr,而pfr吸收730nm遠紅光後,就會逆轉為pr。pfr是生理啟用型,pr是生理失活型。

總光敏色素ptot = pr + pfr光穩定平衡 = [pfr] / [ptot]

若 =0.8,就是說,總光敏色素的80%是pfr,20%是pr

在自然條件下,植物光反應的為0.01~0.05時就可以引起很顯著的生理變化。

4 光敏色素的分布與生理作用

①分布:光敏色素分布在植物各個器官中。一般來說,蛋白質豐富的分生組織中含有較多的光敏色素。

對光敏色素的細胞中定位的研究表明,黑暗條件下phya~phye都位於細胞質基質中,一旦照光,在pr轉變為pfr過程中,核定位序列暴露出來,pfr就進入細胞核內,在那裡發揮調控基因表達的作用。

②作用:光敏色素接受光刺激到發生形態反應的時間有快有慢。快反應以分秒計,如棚田效應。

棚田效應指離體綠豆根尖在紅光下誘導膜產生少量正電荷,所以能黏附在負電荷的玻璃表面,而遠紅光則逆轉這種黏附現象。慢反應:光量子通過光敏色素調節生長發育速度,包括酶誘導和蛋白質合成,反應緩慢,以小時和天數計.。

例如,紅光促進萵苣種子萌發和誘導幼苗去黃化反應。

③基本原理:光敏色素可迅速改變膜的透性,紅光對膜電位的影響特別快

5 藍光和紫外光反應

藍光反應的有效波長是藍光和近紫外光,藍光受體也叫做藍光/近紫外光受體或隱花色素

第六節植物的運動

高等植物的運動可分向性運動和感性運動兩類。向性運動是由光、重力等外界刺激而產生的,它的運動方向取決於外界的刺激方向。感性運動是由外界刺激(如光暗轉變、觸控等)或內部時間機制而引起的,外界刺激方向不能決定運動方向。

一、向性運動

(一)向光性

植物隨光照入射的方向而彎曲的反應,稱為向光性,藍光是誘導向光彎曲最有效的光譜。植物各器官的向光性有正向光性(器官生長方向朝向射來的光)、負向光性(器官生長方向與射來的光相反)及橫向光性(器官生長方向朝向與射來的光垂直)之分。一般來說,地上部器官具有正向光性,根部為負向光性。

棉花、向日葵、花生等植物頂端在一天中隨陽光而轉動,呈所謂「太陽追蹤」,葉片與光垂直,既橫向光性,這種現象是溶質(包括k+)控制葉枕的運動細胞引起的。

(二)向重力性

根順著重力方面向下生長,稱為正向重力性;莖背離重力方向向上生長,稱為負向重力性;地下莖則水平方向生長,稱為橫向重力性。

人們將細胞感受重力的物質稱為平衡石。植物的平衡石是指澱粉體,植物體內平衡石的分布因器官而異,根部的平衡石在根冠中,莖部的平衡石分布在維管束周圍的1~2層細胞。平衡石受重力影響下,下沉在細胞底部,刺激內質網釋放出ca 2+。

均勻的外施45ca 2+於根上,水平放置,發現45ca 2+向根的下側移動。將含有鈣離子螯合劑(如edta)的瓊脂塊放在橫放玉公尺跟的根冠上,無向重力性反應,如改用含ca 2+的瓊脂塊,則恢復向重力性反應。

根冠分泌的生長抑制物是iaa,植物不同部分對iaa的敏感度不同,當外施10 -6mol/l iaa 於根部,就抑制它的正常生長,而該濃度的iaa卻促進芽鞘和地上部的伸長,這就是根和胚芽鞘橫放時,前者向下彎曲,而後者向上彎曲的緣故。雖然根尖能合成iaa,但根冠的iaa主要是在地上部合成後運輸下來。

當根垂直生長時,根冠的iaa均衡的分布在根的兩側,導致根垂直伸長。但當根水平生長時,根冠澱粉體(平衡石)沉降到細胞底部,內質網釋放的ca 2+也主要分布於細胞底部。

(三)向化行

向化性是由於某些化學物質在植物周圍分布不平引起的定向生長。在種植香蕉時,可以採用以肥引芽的方法,把肥料施在人們希望它長苗的空曠地方,以達到調整香蕉植株分布均勻的目的。此外還有向水性,向水性是當土壤中水分分布不均勻時,根趨向較溼的地方生長的特性。

控制性分根交替灌溉

隔溝交替灌溉系統、交替滴灌系統

原理:使部分根系處於土壤乾燥的區域(乾燥區)中,作物受到水分脅迫,根部形成大量aba,傳送到葉片,氣孔開度減少,降低蒸騰耗水量;另一方面,使部分根系處於灌水的區域(濕潤區)中,作物從土壤中吸收水分,滿足正常的生理活動需要。乾燥區和濕潤區交替灌溉。

生理知識點

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