第八章　植物的生长和运动

胚胎形成、种子萌发、幼苗生长、营养体形成、生殖体形成、开花结实、衰老和死亡等阶段。 植物的生长与发育 拟南芥 胚胎形成、种子萌发、幼苗生长、营养体形成、生殖体形成、开花结实、衰老和死亡等阶段。 （A）拟南芥的示意图。（B）表现花器官的花的示意图。（C）丛生叶的营养植株（D）成熟的植株。

第一节　细胞的生长 分为三个时期： 分裂期 数量增加 伸长期 体积增大 分化期 种类增多

一、细胞分裂生理 1 细胞周期：细胞分裂成两个新细胞所需要的时间。 G1期：DNA合成准备期 分裂间期 S期：DNA合成期 细胞周期 1　细胞周期：细胞分裂成两个新细胞所需要的时间。 G1期：DNA合成准备期 分裂间期 S期：DNA合成期 细胞周期 G2期：DNA合成终止期 　　　有丝分裂准备期 分裂期（M期）：有丝分裂

植物细胞的 有丝分裂

一、细胞分裂生理 1　细胞周期 三种去向： (1) 继续分裂:如分生组织的细胞。 (2) 分化:如大多数成熟组织的细胞。 (3) 休止状态:当需要时再重新进入分裂周期。例如休眠芽、成熟胚、形成层细胞等。

2 细胞分裂与植物激素 3 分裂期的特点： 1）GA缩短G1期和S期，促进生长 2）CTK促进质分裂 3）IAA促进核分裂 一、细胞分裂生理 2　细胞分裂与植物激素 1）GA缩短G1期和S期，促进生长 2）CTK促进质分裂 3）IAA促进核分裂 3　分裂期的特点： 1）体积小核大，原生质多，液泡小或无 2）核酸、蛋白质增加迅速 3）呼吸升高，有丝分裂需能量

二、细胞伸长期 1.特点： 1）液泡化，体积增大 2）细胞壁和原生质成分增加 3）呼吸加快 2.伸长与植物激素 1）IAA酸生长学说，基因活化学说 2）GA促进茎伸长，水稻“包穗”

三、细胞分化期 1. 细胞分化是基因按时空顺序表达的结果。 1.　细胞分化是基因按时空顺序表达的结果。 2.　极性：指器官和组织甚至细胞中，在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。 荠菜胚的形成

3 分化的条件 1）IAA/CTK 2）蔗糖浓度 3）光照：长日植物，短日植物 三、细胞分化期 高 韧皮部形成 低 木质部形成 适中 3　分化的条件 1）IAA/CTK 2）蔗糖浓度 3）光照：长日植物，短日植物 高 韧皮部形成 低 木质部形成 适中 同时发育

三、细胞分化期 4　细胞全能性 植物体的每一个细胞携带着一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。

三、细胞分化期 4　细胞全能性 组织培养 关白附 刺嫩芽 百合 马铃薯

植物组织培养（plant tissure culture)是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。 无机物：大量、微量 碳源：蔗糖 程序： 培养基 维生素：肌醇，VB6 植物生长物质：生长素、细胞分裂素 灭菌 接种 有机附加物 脱分化 诱导愈伤 继代 扩繁 再分化 大量小植株

三、组织培养的应用 (一)无性系的快速繁殖 (二)培育无病毒种苗 (三)新品种的选育 (四)人工种子和种质保存 (五) 次生物质工业化生产 兰花、甘蔗和名贵品种的无性繁殖 (二)培育无病毒种苗 马铃薯、香蕉、苹果、甘蔗、葡萄、桉树、毛白杨、草莓、甜瓜、花卉 (三)新品种的选育 1.花培和单倍体育种 2.体细胞诱变和突变体筛选 3.细胞融合 (四)人工种子和种质保存 (五) 次生物质工业化生产

第二节 种子的萌发 一、影响萌发的因素： 1 内部因素： 种子活力：在田间状态下，萌发迅速，形成齐苗、壮苗的能力。 2 外界条件： 第二节　种子的萌发 种子从吸水到胚根突破种皮的过程 一、影响萌发的因素： 1　内部因素： 种子活力：在田间状态下，萌发迅速，形成齐苗、壮苗的能力。 2　外界条件： 足够的水分、充足的氧气和适宜的温度

1）水分 吸水方式：吸胀吸水 A、软化种皮：通气好，胚根突破种皮 B、原生质从凝胶变为溶胶 C、加速物质流动，促进运输 一、影响萌发的因素： 2　外界条件： 1）水分 吸水方式：吸胀吸水 A、软化种皮：通气好，胚根突破种皮 B、原生质从凝胶变为溶胶 C、加速物质流动，促进运输 D、束缚态激素变为自由态激素

2）氧气 A、不同种子需氧量不同 B、播种过深、土壤积水、雨后板结，都会导致缺O2，抑制萌发。 一、影响萌发的因素： 2 外界条件： 2　外界条件： 2）氧气 A、不同种子需氧量不同 油料种子　 需氧量高 浅播 淀粉种子 需氧量低 深播 B、播种过深、土壤积水、雨后板结，都会导致缺O2，抑制萌发。

3）温度 种子的萌发是由酶催化的 最低温度、最适温度、最高温度 冬作物种子萌发的温度三基点较低，而夏作物较高。 一、影响萌发的因素： 2　外界条件： 种子的萌发是由酶催化的 最低温度、最适温度、最高温度 冬作物种子萌发的温度三基点较低，而夏作物较高。

需光种子 如莴苣、紫苏、胡萝卜、桦木以及多种杂草种子。 喜暗种子 如葱、韭菜、苋菜、番茄、茄子、南瓜等。 一、影响萌发的因素： 2　外界条件： 4）光照 根据种子萌发对光的反应，将种子分为： 需光种子 如莴苣、紫苏、胡萝卜、桦木以及多种杂草种子。 喜暗种子 如葱、韭菜、苋菜、番茄、茄子、南瓜等。

二、种子萌发的生理生化变化 1 种子的吸水 阶段Ⅰ 急剧吸水阶段 吸胀吸水 阶段Ⅱ 停滞吸水阶段 亲水物质饱和，为细胞生长做准备 1　种子的吸水 阶段Ⅰ　急剧吸水阶段 　吸胀吸水 阶段Ⅱ　停滞吸水阶段 　亲水物质饱和，为细胞生长做准备 阶段Ⅲ　重新迅速吸水阶段 　细胞分裂与生长，渗透吸水

ⅠⅡ阶段为无氧呼吸，第Ⅲ阶段为有氧呼吸，胚根突破种皮 二、种子萌发的生理生化变化 2　呼吸的变化 与吸水相同，三个阶段 ⅠⅡ阶段为无氧呼吸，第Ⅲ阶段为有氧呼吸，胚根突破种皮

3 有机物的转变（大分子-小分子） （1）淀粉 （2）脂肪 （3）蛋白质 蔗糖 运输 呼吸 乙醛酸循环 糖 氨基酸、酰胺 运输 合成新蛋白 二、种子萌发的生理生化变化 3　有机物的转变（大分子-小分子） （1）淀粉 （2）脂肪 （3）蛋白质 蔗糖 运输 呼吸 乙醛酸循环 糖 氨基酸、酰胺 运输 合成新蛋白

第三节 植物的生长 一、植物生长的周期性 四个时期：停滞期、对数生长期、直线生长期、衰老期 第三节　植物的生长 一、植物生长的周期性 1　生长大周期：植物整个生长过程中表现出慢－快－慢的规律。 　四个时期：停滞期、对数生长期、直线生长期、衰老期

2 昼夜周期性（温周期） 1）夏天： 白天：温度高、光强度高，抑制生长 晚上：温度低、呼吸下降，促进生长 2）冬天： 一、植物生长的周期性 2　昼夜周期性（温周期） 植株或器官的生长速率随昼夜温度变化而发生有规律变化的现象。 1）夏天： 　白天：温度高、光强度高，抑制生长 　晚上：温度低、呼吸下降，促进生长 2）冬天： 　白天：温度不低，缓慢生长 　晚上：温度过低，生长停止

3 季节周期性 农作物的生长发育进程： 春播、夏长、秋收、冬藏； 春播、夏收； 夏播、秋收； 秋播、幼苗(或营养体)越冬、春长和夏收。 一、植物生长的周期性 3　季节周期性 农作物的生长发育进程： 春播、夏长、秋收、冬藏； 春播、夏收； 夏播、秋收； 秋播、幼苗(或营养体)越冬、春长和夏收。 水稻、春播玉米、大豆 春小麦 夏播玉米 冬小麦

二、生长的相关性 1 根与地上部分的相关性（根/冠） 1）水分： 缺水 地上更敏感 根/冠增加 多水 根缺O2 根/冠下降 1　根与地上部分的相关性（根/冠） 1）水分： 缺水 地上更敏感 根/冠增加 多水 根缺O2 根/冠下降 “旱长根、水长苗” 2）N： 缺N 地上更敏感 根/冠增加 多N 地上合成蛋白质 根/冠下降 3）P： 缺P 抑制光合产物运输 根/冠下降 多P 促进光合产物运输 根/冠增加 4）光照： 强光 地上受抑制 根/冠增加

2 主茎与侧枝的相关性 顶端优势：植物的顶芽抑制侧芽生长的现象 十分明显： 顶端优势很强，一般不分枝； 较为明显： 形成宝塔形树冠； 二、生长的相关性 2　主茎与侧枝的相关性 顶端优势：植物的顶芽抑制侧芽生长的现象 十分明显： 顶端优势很强，一般不分枝； 较为明显： 形成宝塔形树冠； 不明显： 如柳树、灌木型和分蘖型植物等。

二、生长的相关性 3　营养生长与生殖生长的相关性 源库关系 1）依赖关系 2）对立关系

三、影响营养生长的环境因素 1 温度 生长（生理）最适温度：植物生长最快时的温度 协调最适温度：可以培育健壮植株，比生长最适温度略低的温度。 1　温度 生长（生理）最适温度：植物生长最快时的温度 协调最适温度：可以培育健壮植株，比生长最适温度略低的温度。 生长温度的三基点

2　光照 三、影响营养生长的环境因素 间接作用 即为光合作用。 直接作用 是指光对植物形态建成的作用。 3　水分 4　矿质元素

光对植物生长发育有两种作用 间接作用 直接作用 光合作用 光形态建成 产生有机物 控制形态变化 控制生长发育 控制生长发育 光敏色素 高能光 能量 低能光 信号 光受体 蓝光受体 产生有机物 控制形态变化 UV－B受体 控制生长发育 控制生长发育

第四节 光敏色素的发现、分布和性质 一、发现： 1 莴苣为需光种子。 2 单色光实验表明，促进的为660nm，抑制的为739nm 第四节　光敏色素的发现、分布和性质 一、发现： 1　莴苣为需光种子。 2　单色光实验表明，促进的为660nm，抑制的为739nm 3　与照射次数无关，只与最后一次光有关。 吸收红光－远红光，并发生可逆反应的色素，称为光敏色素

二、分布 1 黄化苗＞绿色组织 2 分生组织和幼嫩器官含量较高 3 各膜系统含量高 1　黄化苗＞绿色组织 2　分生组织和幼嫩器官含量较高 3　各膜系统含量高 在发育反应变化比较明显的上胚轴和根的顶端分生组织区域光敏色素含量高。

三、化学性质 光敏色素是一种易溶于水的浅蓝色的色素蛋白质 以二聚体形式存在。单体：脱辅基蛋白与生色团组成 合成与组装

四、两种转变形式 红光吸收型(Pr)，生理钝化型。照射白光或红光后Pr型转化Pfr型 远红光吸收型(Pfr)，生理活化型。照射远红光后Pfr型转化为Pr型。不稳定，暗下逆转为Pr 脱植基叶绿素

五、光敏色素的生理作用 母本叫做不育系，两个对象，一个叫做保持系，另一个叫做恢复系

转板藻叶绿体运动 避阴反应(Pr/Pfr)

七、光敏色素的作用机制 1.膜作用假说 红光→Pfr增多→Ca2+内流通道打开→细胞质Ca2+增加→钙调素活化→肌球蛋白轻链激酶活化→肌动球蛋白收缩运动→叶绿体转动。

2.基因调节假说 图 光敏色素调控基因表达图。

八、蓝光反应 蓝光（400-500nm）√ UV-C（200-280nm） 紫外光（UV） UV-B（280-320nm） 受蓝光和近紫外光调控的反应 蓝光（400-500nm）√ UV-C（200-280nm） 紫外光（UV） UV-B（280-320nm） UV-A（320-400nm） √

蓝光受体：隐花色素和向光素 隐花色素：抑制伸长生长，引起向光性反应等。生色团为FAD和蝶呤。 向光素：调节向光反应、气孔运动以及叶绿体运动等。 生色团为FMN

九、紫外光反应 UV－B受体（280-320nm） 作用： 抑制生长，气孔关闭，光合速率及叶绿素含量下降。 产生黄酮和花色素苷等抗紫外线的物质，是一种自我保护机制。

第五节 植物的运动 向性运动 感性运动 指植物器官对环境因素的单方向刺激所引起的定向运动。光、重力等 第五节　植物的运动 植物体的器官在空间上可以产生位置移动，称为植物的运动。 向性运动 指植物器官对环境因素的单方向刺激所引起的定向运动。光、重力等 感性运动 指无一定方向的外界因素均匀作用于植株或某些器官所引起的运动。温度、光周期等

一、向性运动 根据刺激因素的种类可将其分为 向光性、向重性、向水性、向化性 向性运动的基本步骤： (1)刺激感受(2)信号转导(3)运动反应

一、向性运动 1　向光性 正向光性：茎叶花 　蓝光作用最强，光受体为向光素。 负向光性：根

一、向性运动 向光运动的机制： 生长素分布不均匀 抑制物分布不均匀 抑制物质黄质醛向光侧含量高

2 向重力性 1）根的正向重性：初生根 2）茎的负向重性：主茎 3）横向重性：次生根、侧枝、叶柄、地下茎 一、向性运动 2　向重力性 植物在重力作用下向一定方向生长的现象。 1）根的正向重性：初生根 2）茎的负向重性：主茎 3）横向重性：次生根、侧枝、叶柄、地下茎

3 向化性：化学物质分布不均匀引起的生长反应。 如香蕉种植中的以肥引芽 一、向性运动 1）根的正向重力性 2　向重力性 感受重力的细胞器是平衡石，植物的平衡石为淀粉体。 2）茎的负向重力性 人为耳朵中的位觉斑感受平衡 3　向化性：化学物质分布不均匀引起的生长反应。 　　如香蕉种植中的以肥引芽

二、感性运动 1 感夜性：主要是由昼夜光暗变化引起的。 刺果毛茛 叶片白天挺拔张开，夜间合拢或下垂。 花白天开放，晚上闭合 1　感夜性：主要是由昼夜光暗变化引起的。 叶片白天挺拔张开，夜间合拢或下垂。 花白天开放，晚上闭合 感夜性是由不均匀生长引起的 刺果毛茛 生长素分布不均匀，引起K和Cl增加，吸水开放 相传昙花原是天上的一个小花仙， 后凡心私动喜欢上一个叫作韦陀的小神。 玉帝得知后大怒， 把昙花变做一朵小花， 让她在每天里只有一个时辰的开花期。 昙花非常痴情， 她算好韦陀每天晚饭后下山的时间， 并选此时盛开， 只希望能借此见心上人一面。 于是， 就有了“昙花一现，只为韦陀” 昙花

2　感震性 二、感性运动 小叶在1～2秒内便向下弯曲，这是叶枕中运动细胞中K+与Cl-大量运动的结果，同时也导致了膨压的改变。

3 感温性 这是由温度变化引起器官背腹两侧不均匀生长引起运动。 如郁金香，通常在温度升高时开放，温度降低时闭合。 二、感性运动 3　感温性 二、感性运动 这是由温度变化引起器官背腹两侧不均匀生长引起运动。 如郁金香，通常在温度升高时开放，温度降低时闭合。 耐寒不耐热，种球可耐零下35℃的低温。生长温度为15—18℃，花芽分化适宜温度为17—23℃，翅过35℃时分化受抑制。

生物对昼夜适应而产生生理上周期性波动的变化。 三、生物钟（生理钟） 生物对昼夜适应而产生生理上周期性波动的变化。 植物运动的每一个周期20-28H 特点 有持续性 长期改变条件，有可重拨性 对温度不敏感