[生物学]第10章 植物的生长生理.ppt

第十章 　植物的生长生理 第一节　　　种子的萌发 第二节　　　细胞的生长 第三节　　　程序性细胞死亡 第四节　　　植物的生长 第一节　种子的萌发 一．影响种子萌发的外界条件 （一）水分 1.种皮软化， 2.氧易透过，使胚易突破种皮； 3.使代谢加强； 4.促进物质运输。 （二）氧气 （三）温度 （四）光 需光种子（light seed）、需暗种子（dark seed）。 几种植物种子萌发的温度三基点 二、种子萌发的生理生化变化 （一）种子的吸水  种子的吸水可分为3个阶段，即急剧的吸水、吸水的停止和胚根长出后的重新迅速吸水。 （二）呼吸作用的变化和酶的形成 1.初期的呼吸主要是无氧呼吸，而随后是有氧呼吸。 2.在吸水的第二阶段，种子中各种酶亦在形成着。萌发种子酶的形成有两种来源： （1）从已存在的束缚态酶释放或活化而来； （2）通过核酸诱导下合成的蛋白质形成新的酶。 （三）有机物的转变 　　淀粉种子、油料种子和豆类种子 　　1.淀粉的转变 被淀粉酶水解为麦芽糖，再由麦芽糖酶分解为葡萄糖，供细胞代谢所利用，或转化为蔗糖。 2.脂肪的转变 脂肪酶的作用下水解为甘油和脂肪酸。甘油在酶的催化下变成磷酸甘油，再转变成磷酸二羟丙酮参加糖酵解反应，或转变为葡萄糖等。脂肪酸氧化分解为乙酰辅酶A，通过乙酸酸循环变为蔗糖。 3.蛋白质的转变 种子萌发经历从异养到自养的过程。 三、种子的寿命 1. 种子寿命（seed longevity）是指种子从采收至失去发芽力的时间。同种子贮存条件和类型有关。 短寿命： 柳树种子12h 长寿命： 莲子400年 稻麦种子：1-3年 贮存条件：低温、低湿保存时间长 2.影响种子寿命的因素：湿度、温度、生物污染 3.检查种子生活力的方法有三类： （1）利用组织还原力 活的种子一定有呼吸作用，而呼吸作用会使物质还原呈现特定的颜色，根据颜色反应，即可知种子的生活力。 （2）利用原生质的着色能力 活种子的细胞质不易着色，死种子的细胞质易着色。 （3）利用细胞中的萤光物质 蛋白质、核酸和核着酸等重要有机物，都有荧光性质。 第二节 细胞的生长 　　　植物的组织和器官，以至整体的生长，是以细胞的生长为基础的，即通过细胞分裂增加细胞数目和通过细胞伸长增加体积来实现的。 一、细胞分裂的生理 （一）细胞周期： 从母细胞分裂后形成的子细胞到下次再分裂成两个子细胞所需要的时间。 （二）细胞周期控制 控制细胞周期的关键酶两类 CDK：CDK2、CDK4(依赖于细胞周期蛋白的蛋白激酶) Cyclin: CylinA、Cylin B、CylinC、CylinD等 CDK： 催化单位，具有激酶活性，活化后可磷酸化后续 酶，利用信号转导途径调节细胞周期。 Cylin：调节单位，可以活化CDK，是触发因子，二者结合后CDK才有活性。 （三）细胞分裂的生化变化 DNA含量：S期最高(加倍)，M期下降（回复到原有水平） RNA和Protein含量：G1期开始增多，S期显著上升 ，G2期再升高。 呼吸速率：M期低，G1和G2后期高。G2后期吸氧多是为了贮存能量供分裂期使用 （四）细胞分裂与植物激素 植物激素的影响： （1）IAAs：促进间期DNA的合成。 （2）CTKs：有丝分裂期必需。 （3）GAs：促进DNA合成，缩短G1期和S期 （4）多胺 ：促进G1后期DNA合成，从而促进细胞分裂 二　细胞伸长的生理变化 　　顶端分生组织产生的细胞会迅速伸长，再进一步分化． 　　伸长的动力是液泡吸水． 　　激素的作用： GAs和IAAs: 促进细胞伸长。 ABA和ETH: 抑制细胞伸长。 CTKs: 促进细胞扩大。 三 细胞分化的生理 　　　细胞分化：指由分生组织细胞转变为形态结构和生理功能不同的细胞群的过程。 　典型分化过程： 　高等植物： 　受精卵→分裂→ 各种细胞（导管细胞、筛管细胞、叶肉细胞、薄壁细胞） →各种器官、组织→植物体 （一）转录因子基因控制发育 无论分化哪一种细胞，必须经过４个过程： （１）诱导信号和信号感受 （２）特殊细胞基因的表达 （３）分化细胞特殊活性或结构需要的基因的表达 （４）细胞分化功能需要的基因产物活性和细胞结构改变 （二）细胞全能性 　1902年，德国植物学家Haberlandt提出。 　　细胞全能性：指植物体的每一个细胞都有着一套完整的基因组，并且具有使之发育成完整植株的潜在能力。 细胞全能性是细胞分化的理论基础，细胞分化是全能性的具体表现。 （三）极性 　　极性（Polarity）：指在器官、组织甚至细胞中在不同轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。