999植物生长生理.ppt

第九章 植物的生长生理 教学目的、要求： 理解种子萌发的外界条件和生理生化变化。 理解细胞分裂的生理、细胞伸长的生理和 细胞分化的生理。 了解植物细胞程序性死亡。 了解植物营养器官的生长特性和影响营养 器官生长的条件。 理解植物生长的向性运动和感性运动。 引言Introduction 种子植物的生活周期从胚胎形成开始，经过种子萌发，幼苗生长，营养体形成，生殖体形成，开花结实，最后衰老死亡。 植物的整个生活过程，就是植物的生长发育过程。因此，我们一般把植物在整体水平上的变化称为生长发育。 第一节 种子的萌发Germination of seeds 严格讲，种子植物个体生长开始于合子（受精卵）的第一次分裂，但人们习惯上把种子萌发看成植物生长发育的第一步。 本节重点 一、种子萌发过程的生理生化变化 在种子萌发过程中发生许多生理生化变化，这些变化是萌发的基础。 呼吸作用的变化 呼吸速率也表现为三个阶段： （1）迅速升高 （2）平稳阶段 （3）再次迅速增加阶段 从种子吸水开始至胚根突破阶段，种子以无氧呼吸为主，这时种子释放的CO2数量大于吸收的O2数量，当胚根长出后，氧的吸收量迅速增大，呼吸作用以有氧呼吸为主。 (三)酶的变化 随着种子吸水，酶活性逐渐增强，原因二个： （1）原有酶的活化。由束缚态转化而来的，束缚态酶是在种子形成过程中合成的。在种子成熟时转化为束缚态贮存起来，当种子吸水后，这些酶又转化为游离态，这些酶包括β—淀粉酶、磷酸酯酶、支链淀粉酶、葡萄糖苷酶等。 （2）新酶的合成。以mRNA为模板合成的，有些mRNA是在种子形成过程中合成的，称为长命mRNA。在种子萌发的早期阶段出现的mRNA，大多属于长命mRNA；另一部分mRNA是在种子萌发过程中新合成的，如α—淀粉酶mRNA。 贮存物质的变化 根据种子中含量最多的贮存物质的种类，种子可分为三类： 含淀粉较多的淀粉种子，主要是禾谷类作物种子，如玉米、高粱、水稻、小麦、大麦等； 含脂肪较多的油料种子，如花生、油菜、棉花种子； 含蛋白质较多的豆科种子，（豆科也有含淀粉较多的种子）。 在种子萌发过程中，各种贮存物质都要经过水解、转运和重组过程。 （1）淀粉的转化 催化淀粉磷酸解的酶是淀粉磷酸化酶，它在高浓度的磷酸存在时，催化淀粉磷酸解，生成1-磷酸葡萄糖。 淀粉磷酸化酶 淀粉十nPi n 1—磷酸葡萄糖 淀粉分解产生的葡萄糖，再转化为蔗糖，运输到胚，水解为单糖，再转化为纤维素、脂肪、蛋白质，或直接作为呼吸底物。 葡萄糖转化为蔗糖的途径是磷酸蔗糖合成酶途径和蔗糖合成酶途径，在这两个途径中，首先葡萄糖活化形成二磷酸葡萄糖尿苷（UDPG）。 UDPG焦磷酸化酶 UTP+G-1-P UDPG +PPi 磷酸蔗糖合成酶 UTPG+F-1-P 磷酸蔗糖+UDP 磷酸蔗糖磷酸酯酶 磷酸蔗糖 蔗糖+磷酸 蔗糖合成酶 UDPG+果糖 蔗糖 蔗糖在蔗糖酶（转化酶）作用下水解。 蔗糖酶 蔗糖+H2O D-葡萄糖+D-果糖 （2）脂肪的转化 油料作物种子的主要贮存物质是脂肪，在种子萌发过程中，脂肪在脂肪酶的作用下，分解为脂肪酸和甘油，脂肪酸经β –氧化产生乙酰-CoA，乙酰辅酶A经乙醛酸循环和逆糖酵解途径转化为葡萄糖，然后再转化为蔗糖，运输到需要有机物质的部位。脂肪水解产生的甘油，逆糖酵解途径，转化为葡萄糖。 （3）蛋白质的转化 以蛋白质为主要贮存物质的豆科作物种子，在萌发过程中，蛋白质在蛋白酶的作用下水解为氨基酸，转移到需要有机物质的部位，在那里，氨基酸可经过转氨基作用合成为新的氨基酸，或经过脱氨作用形成有机酸，进入呼吸途径，彻底氧化分解，释放能量，