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第十九章植物的調(diào)控系統(tǒng)第1頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月植物生長(zhǎng)發(fā)育的特點(diǎn):
在植物生活史的各個(gè)階段總在不斷地形成新的器官;當(dāng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)到一定階段,光、溫條件調(diào)控其轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng);植物細(xì)胞具有高度的全能性;植物對(duì)復(fù)雜的環(huán)境變化可以作出多種反應(yīng)。第2頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月植物體的生長(zhǎng)和發(fā)育始終都受到一系列外部和內(nèi)部因素的控制.植物對(duì)自身的生命活動(dòng)也有一整套調(diào)控系統(tǒng),目前對(duì)于植物的調(diào)控系統(tǒng)了解比較清楚的只是其中的激素調(diào)控,其它方面如對(duì)各種外界刺激的響應(yīng)、生物鐘等也有所了解。第3頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月一、植物激素對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控低濃度(1μmol/L以下)有調(diào)節(jié)作用
內(nèi)生的能移動(dòng)的植物激素(phytohormones)植物體內(nèi)產(chǎn)生的、能移動(dòng)的、對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育起顯著作用的微量有機(jī)物。第4頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月植物激素對(duì)植物體的生長(zhǎng)、細(xì)胞分化、器官發(fā)生成熟和脫落等多方面具有調(diào)節(jié)作用,植物激素對(duì)于植物的生長(zhǎng)發(fā)育是必不可少的微量化合物大約有300多種由微生物和植物產(chǎn)生的次生代謝物對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)節(jié)活性植物激素的種類(lèi)和作用第5頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月公認(rèn)的5大類(lèi)植物激素包括:生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸和乙烯在植物體中,5大類(lèi)激素往往是相互協(xié)調(diào)地共同參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控人們根據(jù)植物激素的分子結(jié)構(gòu),人工合成出一些與其結(jié)構(gòu)相似或完全不同,但具植物激素生理功能的物質(zhì),如吲哚丁酸、矮壯素等,稱(chēng)為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑第6頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(一)、生長(zhǎng)素類(lèi)1、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn):生長(zhǎng)素是1880年CharlesDarwinandFrancisDarwin[E]發(fā)現(xiàn)的,1928年Went命名的。2、生長(zhǎng)素的種類(lèi):1)、植物體內(nèi)天然的生長(zhǎng)素類(lèi)有:IAA(吲哚乙酸)、
IBA(吲哚丁酸)、吲哚乙腈、4-氯吲哚乙酸、吲哚乙醛、吲哚乙醇等。2)、人工合成的生長(zhǎng)素類(lèi)有:NAA(奈乙酸)、IBA、2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)等。第7頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3、生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的合成和運(yùn)輸生長(zhǎng)素主要是在植物莖的頂端分生組織中合成。生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸具有極性,只能從形態(tài)學(xué)的上端向下端運(yùn)輸(類(lèi)生長(zhǎng)素?zé)o此特型)。第8頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月4、生長(zhǎng)素的生理作用生長(zhǎng)素促進(jìn)幼苗中細(xì)胞的伸長(zhǎng):促進(jìn)幼莖的伸長(zhǎng);影響根的生長(zhǎng)、分化和分枝以及果實(shí)的發(fā)育,頂端優(yōu)勢(shì),向光性和向重力性。第9頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月生長(zhǎng)素濃度對(duì)莖和根細(xì)胞伸長(zhǎng)的影響第10頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月5、生長(zhǎng)素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用
1)、促進(jìn)細(xì)胞和器官的伸長(zhǎng)生長(zhǎng);
2)、促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化,有利于插枝生根;
3)、促進(jìn)菠蘿開(kāi)花;
4)、促進(jìn)單性結(jié)實(shí),獲得無(wú)籽果實(shí);
5)、防止器官脫落。第11頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月生長(zhǎng)素的作用第12頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(二)、赤霉素和細(xì)胞分裂素1、赤霉素
1)、赤霉素的發(fā)現(xiàn)及化學(xué)結(jié)構(gòu)赤霉素的發(fā)現(xiàn):赤霉素是在研究水稻惡苗癥的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的赤霉素已有108種,在高等植物中有79種。赤霉素的化學(xué)結(jié)構(gòu):赤霉素是一種雙貼,由4個(gè)異戊二烯單位組成,基本結(jié)構(gòu)是赤霉素烷,以含碳數(shù)目的不同可分為C19、C20兩類(lèi)赤霉素。
第13頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2)、赤霉素在植物體內(nèi)的合成部位、存在形式赤霉素的合成部位:生長(zhǎng)中的種子、果實(shí)、幼莖和幼根中。赤霉素的存在形式:自由型赤霉素、束縛型赤霉素。第14頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3)、赤霉素的生理作用及應(yīng)用①赤霉素能促進(jìn)莖葉的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、增加植株高度;②赤霉素能促進(jìn)植物的抽苔開(kāi)花;③赤霉素能打破休眠、促進(jìn)發(fā)芽,促進(jìn)單性結(jié)實(shí);④赤霉素能促進(jìn)座果,防止脫落;⑤赤霉素能促進(jìn)麥芽糖化,主要是能誘發(fā)α-淀粉酶的形成。第15頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月生長(zhǎng)素和赤霉素對(duì)離體豌豆節(jié)間切段伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的效應(yīng)第16頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月UntreatedcabbageplantsSimilarcabbageplantsthathavebeentreatedwithgibberellins第17頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、細(xì)胞分裂素1)、細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)及化學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)源于煙草髓部的組織培養(yǎng),其化學(xué)結(jié)構(gòu)是腺嘌呤的衍生物。2)、細(xì)胞分裂素的種類(lèi)天然的細(xì)胞分裂素:玉米素(ZT)、玉米素核苷(ZR)、6-呋喃氨基嘌呤(KT)等。人工合成的細(xì)胞分裂素:6-芐基腺嘌呤(6-BA)、四氫吡喃芐基腺嘌呤等。第18頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3)、細(xì)胞分裂素的合成部位主要是在根尖合成的,另外在幼果、沒(méi)有成熟的種子中也有細(xì)胞分裂素的合成。4)、細(xì)胞分裂素的生理作用①促進(jìn)細(xì)胞的分裂和擴(kuò)大;②誘導(dǎo)芽的分化;③促進(jìn)側(cè)芽的發(fā)育;④延遲葉片的衰老。第19頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(三)、脫落酸和乙烯1、脫落酸1)、脫落酸的發(fā)現(xiàn):1963年Addicott從未成熟的將要脫落的棉桃中,提取的一種可以促使棉桃早熟脫落和最終脫落的物質(zhì),剛開(kāi)始命名為脫落素Ⅱ,1967年才統(tǒng)一稱(chēng)為脫落酸。2)、脫落酸的合成部位主要在根冠和衰老的葉片中合成;第20頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3)、脫落酸的生理功能①促進(jìn)休眠;②調(diào)節(jié)氣孔和抗逆性;③促進(jìn)脫落;④抑制生長(zhǎng)。第21頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、乙烯1)、乙烯的分布:主要分布在各個(gè)組織中,特別是快要成熟的組織和果實(shí)中含量最多。第22頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2)、乙烯的生理功能①抑制伸長(zhǎng)生長(zhǎng)乙烯的“三重反應(yīng)”:是指乙烯抑制莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、促進(jìn)橫向加粗、負(fù)向重力性消失的生物學(xué)效應(yīng)。②促進(jìn)果實(shí)的成熟;③促進(jìn)器官的脫落和衰老;④增加瓜類(lèi)的雌花數(shù)量;(使用液體的乙烯利)⑤促進(jìn)橡膠乳汁的分泌;⑥促進(jìn)菠蘿開(kāi)花。第23頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月乙烯的生理作用第24頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月乙烯的生理作用第25頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(四)、激素間的相互作用1、激素間的協(xié)同作用:指一類(lèi)激素的存在可以增強(qiáng)另一類(lèi)激素的生理效應(yīng)。如:生長(zhǎng)素與赤霉素。2、激素間的拮抗作用:指一類(lèi)激素的作用可以抵消另一類(lèi)激素的作用。如:脫落酸與細(xì)胞分裂素、乙烯與生長(zhǎng)素、生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素。第26頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3、激素間的反饋?zhàn)饔茫褐敢活?lèi)激素影響另一類(lèi)激素的水平后,反之影響原激素的作用。如:超適濃度的生長(zhǎng)素可以促進(jìn)乙烯的形成,而乙烯產(chǎn)生一定數(shù)量之后,又反而抑制生長(zhǎng)素的合成和運(yùn)輸。4、激素間的連鎖作用:幾類(lèi)植物激素在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中相繼起著特定的作用,共同協(xié)調(diào)著植物性狀的表現(xiàn)。第27頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(五)植物激素在農(nóng)業(yè)上的用途脫落未成熟果實(shí)的控制。無(wú)籽果實(shí)的生產(chǎn)。促進(jìn)結(jié)實(shí)。除草。第28頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、植物的生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)
1、周期性—生長(zhǎng)大周期、季節(jié)周期性和晝夜周期性(一)植物生長(zhǎng)的特性第29頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月1)在植物生長(zhǎng)過(guò)程中,無(wú)論是細(xì)胞、器官或整個(gè)植株的生長(zhǎng)速率都表現(xiàn)出慢—快—慢的規(guī)律。既開(kāi)始時(shí)生長(zhǎng)緩慢,以后逐漸加快,達(dá)到最高點(diǎn)后又減緩以至停止。生長(zhǎng)的這三個(gè)階段總合起來(lái)叫做生長(zhǎng)大周期。意義:根據(jù)生長(zhǎng)大周期,可以采取相應(yīng)的措施,促進(jìn)或抑制器官或整個(gè)植株的生長(zhǎng)。第30頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2)無(wú)論一年生、還是多年生植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),都或多或少地表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化,這種在一年中的生長(zhǎng)隨季節(jié)而發(fā)生的規(guī)律性變化,叫季節(jié)周期性3)植物的生長(zhǎng)速率按晝夜變化發(fā)生的有規(guī)律的變化,叫晝夜周期性第31頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、相關(guān)性1)地下部分和地上部分的相關(guān)相互依賴(lài)——根深葉茂、本固枝榮相互制約——資源有限,植物個(gè)體必須作出權(quán)衡,將有限的資源投向最需要的部位根冠比:地下部重/地上部重2)主莖和分枝的相關(guān)頂端優(yōu)勢(shì)——頂端生長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)象3)營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官的相關(guān)相互依賴(lài)相互制約第32頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月頂芽去除后的影響第33頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(二)植物的運(yùn)動(dòng)1、向性運(yùn)動(dòng):是指植物對(duì)外界環(huán)境中的單方向刺激而引起的定向生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)。它主要是由于不均勻生長(zhǎng)而引起的,根據(jù)刺激的種類(lèi)可以相應(yīng)地分為向光性、向重力性、向水性和向化性等第34頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月1)向光性:指植物器官因單向光照而發(fā)生的定向彎曲能力。正向光性、負(fù)向光性、橫向光性。原因:傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為是生長(zhǎng)素濃度的差異造成;現(xiàn)認(rèn)為是生長(zhǎng)抑制物質(zhì)蘿卜寧、蘿卜酰胺、黃質(zhì)醛等分布不均而引起的。2)向重力性:植物對(duì)地心引力的定向生長(zhǎng)反應(yīng)。正向重力性、負(fù)向重力性、橫向重力性3)向水性和向化性:植物的根系朝向水肥較多的區(qū)域生長(zhǎng)的現(xiàn)象第35頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月橫向光性第36頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月負(fù)向重力性第37頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月正向重力性第38頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2、感性運(yùn)動(dòng)(膨脹運(yùn)動(dòng))由沒(méi)有一定方向的外界刺激引起的運(yùn)動(dòng)感夜運(yùn)動(dòng):由于夜晚的到來(lái),光照和溫度改變而引起的運(yùn)動(dòng)感震運(yùn)動(dòng):由于機(jī)械刺激而引起的植物運(yùn)動(dòng)第39頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月感夜運(yùn)動(dòng)第40頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月含羞草的感震運(yùn)動(dòng)第41頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月雄蕊的感震運(yùn)動(dòng)第42頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、植物有生物鐘生物鐘:是指植物內(nèi)生的近似晝夜節(jié)奏,或植物對(duì)地球時(shí)間變化的適應(yīng)。植物近似晝夜節(jié)奏的表現(xiàn)在生物界中廣泛存在,從單細(xì)胞生物到多細(xì)胞生物,包括植物、動(dòng)物,如高等植物的氣孔運(yùn)動(dòng)、蒸騰作用、傷流液的流量,有些花的開(kāi)放。第43頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月光周期和花的誘導(dǎo)光周期現(xiàn)象:指植物對(duì)晝夜相對(duì)長(zhǎng)度變化發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象,或一天晝夜的長(zhǎng)度影響植物開(kāi)花的現(xiàn)象。第44頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月1、植物光周期反應(yīng)的類(lèi)型臨界日長(zhǎng):指每天中誘導(dǎo)長(zhǎng)日植物開(kāi)花所需的最短日照和誘導(dǎo)短日植物開(kāi)花所需的最長(zhǎng)日照時(shí)數(shù)。臨界夜長(zhǎng):是指光周期中長(zhǎng)日植物開(kāi)花的最大暗期或短日植物開(kāi)花的最小暗期長(zhǎng)度。第45頁(yè),課件共51頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)植物在光周期現(xiàn)象中對(duì)每天晝夜長(zhǎng)度的要求不同,可把植物分為:短日植物:指每天晝夜周期中的日照長(zhǎng)度短于一定臨界日長(zhǎng)才能開(kāi)花的植物。如:大豆、水稻、甘蔗、草莓等。長(zhǎng)日植物:指每天晝夜周期中的日照長(zhǎng)度長(zhǎng)于一定的臨界日長(zhǎng)才能開(kāi)花的植物。如:小麥、甘蘭、油菜、胡蘿卜等。日中性植物:指對(duì)日照要求范圍很廣,在任何日照下都能開(kāi)花的植物。如
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