植物的生长生理

植物的生长

一、植物生长的周期性

（一）生长大周期

植物器官或整株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。

（二）植物生长的温周期性

植物的生长按温度的昼夜周期性发生有规律的变化。

夏季：植物的生长速率白天慢，夜晚快

冬季：则相反。

（三）植物生长的季节周期性

植物的生长在一年四季中发生规律性的变化。

二、植物生长的相关性

（一）地下部与地上部的相关

1、相互依赖 有机营养物质和植物激素的交流

2、相互制约 — 对水分、营养的争夺

（2）矿物质

（3）温度

（1）水分

（4）光强

（二）顶端优势植物顶端在生长上占优势并抑制侧枝或侧根生长的现象

1、营养学说

2、生长素学说

（三）营养生长与生殖生长的相关

1、相互依赖

2、相互制约

（2）生殖器官的生长抑制营养器官的生长

（1）营养器官生长过旺，消耗较多养分，影响生殖器官的生长。

三、外界条件对植物生长的影响

（一）温度对植物生长的影响

（二）水分对植物生长的影响

（三）光对植物生长的影响

间接作用

直接作用

（1）光合作用合成的有机物是植物生长的物质基础。

（2）光合作用转化的化学能是植物生长的能量来源。

（3）加速蒸腾，促进有机物运输。

（1）、光抑制茎的生长

（2）、光抑制多种作物根的生长

（3）、光形态建成

光形态建成与光受体

一、光敏色素

（一）光敏色素的发现

（二）光敏色素的性质

莴苣种子萌发受到促进或抑制只与最后一次照射的光质有关，红光促进，远红光抑制。

前体 Pr Pfr [Pfr · x] 生理反应

光敏色素的两种类型

（1）PhyⅠ:黄化组织光敏色素

(2)PhyⅡ ：绿色组织光敏色素

（三）光敏色素与光形态建成

快反应：指从吸收光量子到诱导出形态变化的反应迅速，以分秒计。

慢反应：指光敏色素吸收光量子后，对植物生长发育的调节速度缓慢，以小时或天计。

（四）光敏色素的生理作用

（五）光敏色素的作用机理

1、膜假说——解释快反应

2、基因调节假说—解释慢反应

植物的运动：指植物器官在空间位置上有限度地移动

感性运动

近似昼夜节奏的生物钟运动

向性运动

指植物的某些器官由于受到外界环境的单向刺激而产生的运动 。 向性运动是生长的不均匀而引起的。

感性运动：指由没有一定方向性的外界刺激所引起的运动，运动的方向与外界刺激的方向无关

指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律。

生殖生理

幼年期与花熟状态

花熟状态：开花前必须达到的生理状态。

幼年期：植物在达到花熟状态之前的生长阶段。

成花诱导生理

一、春化作用：低温促进植物开花的作用

我国北方农民采用的“闷麦法”就是利用这个原理。

（一）春化作用的概念及类型

1、相对低温型：低温处理促进植物开花，如冬性一年生植物，种子吸涨后即可感受低温。

2、绝对低温型：若不经低温处理，植物绝对不能开花。一般二年生植物和多年生植物属此类。

（二）春化作用的条件

1、低温和时间

去春化作用：在春化过程结束之前，如置入高温条件下，春化效果消失的现象。去春化的有效温度一般为25℃-40 ℃ 。重返低温，可再度春化。

2、需要充足的氧气、适量的水分和作为呼吸底物的糖分。

3、光照 充足的阳光可缩短幼年期，有利贮备充足的营养。

（三）时期、部位和刺激传导

1、时期

3、刺激传导

2、部位

春化过程中的生理生化变化

1、 末端氧化酶

细胞色素氧化酶→抗坏血酸氧化酶

3、核酸含量增加，有新 mRNA合成。

2、 游离氨基酸和可溶性蛋白质含量增加

4、GA含量增加

但GA不是春化素！？①有些植物（紫罗兰）经低温处理后体内GA含量并不增加。
②低温诱导抽薹时就出现花芽；GA处理茎伸长或抽薹，但不一定开花。③SDP，GA不能代替低温


二、光周期 一天之中白天和黑夜的相对长度。（植物对白天和黑夜相对长度的反应。）

（一）光周期的发现

（二）光周期的反应类型

加纳和阿拉德

1、短日植物 SDP：指在昼夜周期中日照长度短于临界日长值才能开花的植物。

适当地缩短光照或延长黑暗可提早开花。

2、长日植物LDP：指在昼夜周期中日照长度大于临界日长才能开花的植物。

适当延长日照长度可促进开花。

3、日中性植物DNP：指在任何日照条件下都能开花的植物。

临界日长（ critical daylength）：诱导SDP开花所需的最长日照时数，或诱导LDP开花所需的最短日照时数。

光周期的诱导在光周期诱导中三个最主要的因素是：临界日长、诱导周期数、光的性质

1、诱导周期数——植物达到开花适宜的光周期数

3、光质—红光对花诱导最有效

2、光强

（五）临界暗期与暗期间断

临界暗期：指昼夜周期中LDP能够开花的最长暗期长度或SDP开花所需的最短暗期长度。SDP实际上是长夜植物，LDP是短夜植物

SDP的成花反应需要长暗期，但光期过短亦不能成花。

暗期间断的效果取决于最后一次照射的是红光还是远红光。

（六）、光敏色素与成花诱导

光敏色素控制植物开花取决于Pfr/Pr的相对比值，而不取决于其绝对量。

光周期刺激的感受和传导

1、感受光周期的部位—叶片

2、开花刺激物的传导—嫁接

（八）温度和光周期的关系

温度不但影响光周期通过的迟早，还改变植物对光周期的要求。

光周期诱导开花的机理

1、成花素假说 —— 柴拉轩

适宜的光周期诱导下，叶片产生开花刺激物 — 成花素。

2、开花抑制物假说

（三）碳氮比假说—Krebs

C/N较大时，植物开花； C/N较小时，则延迟开花或不开花。

三、春化和光周期理论在生产实际中的应用

（一）加速世代繁育，缩短育种进程

1、人工春化，加速成花

1）“闷麦法” — 春天补种冬小麦

（2）春小麦低温处理 — 早熟，躲开干热风

（3）冬性作物的育种 — 加速育种过程

（ 二）、指导引种

2、利用光周期特性，南繁北育

SDP，南种北引，生育期延迟，宜引早熟种；北种南引则相反。

LDP，南种北引，生育期缩短，应引迟熟种；北种南引则相反。

（三）、控制开花

（1）人工控制光周期，促进或延迟开花

（2）抑制开花，促进营养生长，提高产量

花器官形成生理

一. 花芽分化

二、花器官形成所需的条件

3、水分

4、有机和无机营养

2、温度 — 高温，有利于花器官的形成

5、植物激素—GA可代替SD促进花器生长，IAA促进柑橘、抑制菊花花器发育。

1、光 — 时间长，强度大，有利花的形成

6、适宜的栽培密度

三、植物性别的分化

（一）多样性

（二）雌雄个体的生理差异

（三）外界条件对植物性别形成的影响

1、光周期 短日照使SDP多开雌花，LDP多开雄花；长日照使LDP多开雌花，SDP多开雄花。

2、温周期较低的夜温有利多数植物雌性表现；反之，有利雄性表现。

3、营养条件C/N 比值低，提高雌花分化的百分数。反之，促进雄花分化。


4、受伤 促进雌花分化

5、化学调控

第四节 受精生理

一、花粉和柱头的生命力

（一）花粉的生活力

（二） 花粉的贮存条件 — 降低呼吸作用

2、温度 — 贮存最适温度：1~5℃

3、空气中CO2和O2含量

1、湿度 — 较干燥的环境（相对湿度为30%~40%）

4、光线 — 以遮阴或黑暗处贮存较好

二、花粉的生物化学特性

1、壁物质：

2、含氮化合物：

3、碳水化合物和脂类：

4、色素和酶

5、激素与维生素

6、矿质和水分

三、柱头的生物化学特性

3、寿命比花粉长

4、比花粉耐高温

2、分泌粘性很强的物质

5、pH 5.5~6.5

1、有乳头状突起

四、受精过程

1、识别

克服不亲和性的可能途径

1、花粉蒙导法

2、蕾期授粉法

3、物理化学处理法

4、组织培养

5、细胞杂交

2、花粉的萌发和花粉管的伸长

群体效应：单位面积内花粉的数量越多，花粉的萌发和花粉管的生长越好

3、受精—双受精作用

花粉落在柱头上，受到柱头分泌物的刺激，开始吸水萌发。花粉中含有淀粉和脂肪，水势较低，从柱头吸水，花粉内壁通过萌发孔向外突出形成花粉管

五、受精过程中雌蕊的生理生化变化

3、吸水和吸收无机盐的能力增加

4、有机物和蛋白质代谢加快

2、生长素含量大大增加

5、营养物质向生殖器官输送增强

1、呼吸速率增加 — 增加0.5~1倍

（1）花粉的IAA扩散到雌蕊组织

（2）花粉中含有使Trp转变为IAA的E

六. 影响受精的因素

  1. 柱头的活力
  1. 环境条件
  1. 花粉的活力

（2）相对湿度 70％～80％

（3）其他: 土壤水肥条件、通风、透光、硼

（1）温度 25～30℃

七. 无融合生殖和单性结实

1．无融合生殖(无配子生殖)：
是指被子植物中由未受精的卵或胚珠内某些细胞直接发育成胚，产生有籽果实的现象。

  1. 单性结实不经过受精作用，子房直接发育成果实（无籽果实）的现象。