《植物生理》課件2

課程簡(jiǎn)介本課程將帶領(lǐng)大家深入了解植物生理學(xué)領(lǐng)域，探索植物的生命奧秘。從細(xì)胞結(jié)構(gòu)到器官功能，從物質(zhì)代謝到生長(zhǎng)發(fā)育，我們將逐步揭示植物生長(zhǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，并探討植物與環(huán)境之間的相互關(guān)系。ppbypptppt植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁細(xì)胞壁是植物細(xì)胞最外層的結(jié)構(gòu)，主要由纖維素、半纖維素和果膠組成，具有保護(hù)和支持細(xì)胞的作用。細(xì)胞膜細(xì)胞膜是控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的屏障，具有選擇透過(guò)性，參與細(xì)胞間的信息傳遞。細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜與細(xì)胞核之間的物質(zhì)，包含各種細(xì)胞器，是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的場(chǎng)所。細(xì)胞核細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，儲(chǔ)存著遺傳物質(zhì)，控制著細(xì)胞的生命活動(dòng)。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能1磷脂雙分子層細(xì)胞膜的主要結(jié)構(gòu)是磷脂雙分子層，它形成一個(gè)疏水性屏障，阻止極性分子自由通過(guò)。2膜蛋白嵌入磷脂雙分子層中的蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)物質(zhì)運(yùn)輸、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞識(shí)別等功能。3選擇透過(guò)性細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不同，這使得細(xì)胞可以控制進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)，維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。細(xì)胞器的種類和作用葉綠體葉綠體是植物細(xì)胞中進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它含有葉綠素，可以吸收光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧氣。線粒體線粒體是植物細(xì)胞的“能量工廠”，通過(guò)呼吸作用將葡萄糖分解，釋放能量，供細(xì)胞生命活動(dòng)所需。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)重要的膜結(jié)構(gòu)，它參與蛋白質(zhì)的合成、加工和運(yùn)輸，以及脂類和糖類的合成。高爾基體高爾基體是細(xì)胞內(nèi)的“加工廠”，它負(fù)責(zé)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的修飾、包裝和運(yùn)輸，并分泌到細(xì)胞外。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能1核膜雙層膜結(jié)構(gòu)，控制物質(zhì)進(jìn)出。2染色質(zhì)DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，儲(chǔ)存遺傳信息。3核仁合成核糖體RNA，參與蛋白質(zhì)合成。細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，控制細(xì)胞的生命活動(dòng)。細(xì)胞分裂的類型細(xì)胞分裂是生物體生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)，主要分為有絲分裂和減數(shù)分裂兩種類型。1有絲分裂維持染色體數(shù)目，用于生長(zhǎng)和修復(fù)。2減數(shù)分裂將染色體數(shù)目減半，用于配子形成。細(xì)胞分裂的過(guò)程間期細(xì)胞進(jìn)行正常的生理活動(dòng)，復(fù)制DNA，為分裂準(zhǔn)備。前期染色質(zhì)凝集形成染色體，核膜解體，紡錘體形成。中期染色體排列在赤道板，紡錘絲連接著動(dòng)粒。后期染色體分離，由紡錘絲牽引到兩極，形成兩個(gè)染色體組。末期染色體解螺旋，形成染色質(zhì)，核膜重建，細(xì)胞質(zhì)分裂。細(xì)胞分裂的調(diào)控機(jī)制1細(xì)胞周期蛋白細(xì)胞周期蛋白是調(diào)控細(xì)胞周期的關(guān)鍵蛋白。它們的濃度在細(xì)胞周期中發(fā)生周期性變化，與特定激酶結(jié)合，控制細(xì)胞周期進(jìn)程。2細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）是一類蛋白質(zhì)激酶，它們?cè)诩?xì)胞周期中被細(xì)胞周期蛋白激活，磷酸化下游蛋白，從而控制細(xì)胞周期的各個(gè)階段。3生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子是一類能刺激細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的蛋白質(zhì)，它們通過(guò)激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白和CDK的活性，促進(jìn)細(xì)胞分裂。植物營(yíng)養(yǎng)作用必需元素植物生長(zhǎng)必需的元素，主要分為大量元素和微量元素，分別參與不同生理功能。營(yíng)養(yǎng)元素吸收植物主要通過(guò)根系吸收土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素，并進(jìn)行轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸，供植物生長(zhǎng)發(fā)育所需。營(yíng)養(yǎng)元素缺乏當(dāng)植物缺少某種必需元素時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出特定的缺素癥狀，影響植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量。合理施肥根據(jù)植物的生長(zhǎng)需求，合理施用各種肥料，以滿足植物對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)元素的需求。根系的結(jié)構(gòu)和功能根系是植物的地下部分，由主根、側(cè)根和不定根組成。1主根從胚根發(fā)育而來(lái)，一般比較粗壯，向下生長(zhǎng)。2側(cè)根從主根或側(cè)根上長(zhǎng)出，一般比較細(xì)，向四周生長(zhǎng)。3不定根從莖或葉上長(zhǎng)出，一般比較細(xì)，向四周生長(zhǎng)。4根冠根尖最前端的保護(hù)組織，保護(hù)根尖。5分生區(qū)根尖的生長(zhǎng)點(diǎn)，進(jìn)行細(xì)胞分裂。根系的功能主要包括吸收水分和無(wú)機(jī)鹽，固定植物，以及儲(chǔ)藏養(yǎng)分。根系的吸收作用根系是植物吸收水分和無(wú)機(jī)鹽的主要器官。根尖的根毛細(xì)胞具有很大的表面積，可以有效地吸收土壤中的水分和無(wú)機(jī)鹽。1根毛增加吸收面積2細(xì)胞膜選擇性透過(guò)3根壓推動(dòng)水分上升4蒸騰作用拉動(dòng)水分上升根系的運(yùn)輸作用水分運(yùn)輸根系吸收的水分通過(guò)木質(zhì)部向上運(yùn)輸，供應(yīng)植物地上部分生長(zhǎng)所需。無(wú)機(jī)鹽運(yùn)輸根系吸收的無(wú)機(jī)鹽也通過(guò)木質(zhì)部向上運(yùn)輸，參與植物的代謝活動(dòng)。有機(jī)物運(yùn)輸葉片光合作用制造的有機(jī)物通過(guò)韌皮部向下運(yùn)輸，供植物生長(zhǎng)發(fā)育所需。運(yùn)輸方向水分和無(wú)機(jī)鹽主要向上運(yùn)輸，有機(jī)物主要向下運(yùn)輸，但也有橫向運(yùn)輸。運(yùn)輸動(dòng)力水分運(yùn)輸主要依靠蒸騰拉力，有機(jī)物運(yùn)輸主要依靠壓力流。根系的儲(chǔ)藏作用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累根系可以儲(chǔ)存植物光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)，如淀粉、糖類等，為植物度過(guò)不良環(huán)境提供能量。水分儲(chǔ)備某些植物的根系可以儲(chǔ)藏大量水分，以適應(yīng)干旱環(huán)境，例如仙人掌、多肉植物等。根系膨大一些植物的根系會(huì)膨大，形成塊根，如蘿卜、胡蘿卜等，用于儲(chǔ)藏大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。葉片的結(jié)構(gòu)和功能葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官，也是植物進(jìn)行蒸騰作用的重要部位。1葉片結(jié)構(gòu)葉片由葉柄、葉片、葉脈組成。2葉肉含有葉綠體，進(jìn)行光合作用。3葉脈運(yùn)輸水分和養(yǎng)分。4表皮保護(hù)葉片，控制氣體交換。葉片的光合作用光合作用是植物利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并釋放氧氣的過(guò)程。它是地球上幾乎所有生物賴以生存的基礎(chǔ)，也是維持大氣中氧氣含量的重要途徑。1光能吸收葉綠素吸收光能2二氧化碳固定二氧化碳被固定成有機(jī)物3有機(jī)物合成合成葡萄糖等有機(jī)物4氧氣釋放氧氣作為副產(chǎn)物釋放葉片的蒸騰作用1水分蒸發(fā)葉片表面的水分通過(guò)氣孔蒸發(fā)到空氣中。2拉動(dòng)水分上升蒸騰作用產(chǎn)生的負(fù)壓會(huì)拉動(dòng)根系吸收的水分向上運(yùn)輸。3降溫作用蒸騰作用可以帶走葉片表面的熱量，幫助植物降低溫度。4調(diào)節(jié)水分平衡蒸騰作用可以調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的水分平衡，防止植物因水分過(guò)多而枯萎。植物激素的種類和作用生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，促進(jìn)根系發(fā)育，促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)。赤霉素促進(jìn)莖稈伸長(zhǎng)，促進(jìn)種子萌發(fā)，促進(jìn)果實(shí)發(fā)育。細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂，延緩葉片衰老，促進(jìn)側(cè)芽生長(zhǎng)。乙烯促進(jìn)果實(shí)成熟，促進(jìn)葉片脫落，促進(jìn)休眠解除。植物激素的調(diào)控機(jī)制內(nèi)源激素植物體內(nèi)自身合成的激素，如生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯等。外源激素人工合成的植物激素，如萘乙酸、2,4-D、赤霉酸等，可用于促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量。環(huán)境因素光照、溫度、水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等環(huán)境因素會(huì)影響植物激素的合成和代謝，進(jìn)而影響植物生長(zhǎng)發(fā)育。相互作用不同激素之間存在相互作用，例如生長(zhǎng)素和赤霉素協(xié)同促進(jìn)莖稈伸長(zhǎng)，脫落酸和乙烯拮抗生長(zhǎng)素，抑制果實(shí)脫落。反饋調(diào)節(jié)植物激素的合成和代謝受其自身濃度的反饋調(diào)節(jié)，當(dāng)某一種激素濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)抑制其自身合成，反之亦然。植物生長(zhǎng)和發(fā)育的過(guò)程植物的生長(zhǎng)和發(fā)育是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及細(xì)胞分裂、細(xì)胞伸長(zhǎng)、細(xì)胞分化等一系列生理活動(dòng)。從種子萌發(fā)開始，植物經(jīng)歷幼苗期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、生殖生長(zhǎng)、衰老等階段。1種子萌發(fā)種子吸收水分，胚根突破種皮，胚芽伸出地面。2幼苗期根系和地上部分快速生長(zhǎng)，建立營(yíng)養(yǎng)器官。3營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)根系和莖葉迅速生長(zhǎng)，積累營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。4生殖生長(zhǎng)植物開花結(jié)果，完成繁殖任務(wù)。5衰老植物生長(zhǎng)緩慢，生理機(jī)能下降，最終死亡。植物生長(zhǎng)和發(fā)育的調(diào)控植物生長(zhǎng)和發(fā)育是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，受多種因素的影響。植物激素、環(huán)境因素、遺傳因素等共同作用，調(diào)節(jié)著植物的生長(zhǎng)發(fā)育。1遺傳因素基因控制著植物生長(zhǎng)發(fā)育的藍(lán)圖。2植物激素激素調(diào)節(jié)著植物細(xì)胞的生長(zhǎng)分裂。3環(huán)境因素光照、溫度、水分等影響植物生長(zhǎng)。植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)1光照植物通過(guò)調(diào)節(jié)葉片角度、葉綠素含量和光合作用效率來(lái)適應(yīng)不同光照強(qiáng)度。2溫度植物通過(guò)調(diào)節(jié)呼吸速率、水分蒸騰和生長(zhǎng)速度來(lái)適應(yīng)不同溫度環(huán)境。3水分植物通過(guò)調(diào)節(jié)根系吸收水分、葉片蒸騰水分和細(xì)胞含水量來(lái)適應(yīng)干旱或潮濕的環(huán)境。4重力植物通過(guò)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素分布和細(xì)胞伸長(zhǎng)速度來(lái)適應(yīng)重力，使得根系向下生長(zhǎng)，莖葉向上生長(zhǎng)。5化學(xué)物質(zhì)植物通過(guò)合成防御物質(zhì)或改變生長(zhǎng)模式來(lái)適應(yīng)土壤中的重金屬、鹽分等化學(xué)物質(zhì)。植物對(duì)光照的反應(yīng)光照是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因素之一，植物對(duì)光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、光質(zhì)等都有著復(fù)雜的反應(yīng)。1光合作用光照為光合作用提供能量，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。2光形態(tài)建成影響植物的生長(zhǎng)方向、葉片形態(tài)等。3光周期現(xiàn)象控制植物開花、休眠等生理過(guò)程。植物對(duì)溫度的反應(yīng)1最適溫度每個(gè)植物物種都有其最適生長(zhǎng)溫度范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，植物代謝活躍，生長(zhǎng)速度最快。2低溫脅迫當(dāng)溫度低于植物的耐受范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致植物代謝減緩，甚至造成凍害。3高溫脅迫當(dāng)溫度高于植物的耐受范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致植物蛋白質(zhì)變性，光合作用受阻，甚至造成熱害。植物對(duì)水分的反應(yīng)水分是植物生命活動(dòng)的重要組成部分，植物對(duì)水分的吸收、運(yùn)輸和利用是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。植物通過(guò)各種生理機(jī)制來(lái)適應(yīng)不同水分環(huán)境，以維持自身正常生長(zhǎng)發(fā)育。1水分脅迫土壤水分不足或空氣濕度過(guò)低2水分過(guò)剩土壤水分過(guò)多或空氣濕度過(guò)高3生理反應(yīng)植物會(huì)做出相應(yīng)的生理反應(yīng)植物對(duì)水分的反應(yīng)主要包括水分脅迫和水分過(guò)剩兩種情況。當(dāng)植物受到水分脅迫時(shí)，會(huì)通過(guò)關(guān)閉氣孔、降低蒸騰速率等方式減少水分損失，同時(shí)增強(qiáng)根系對(duì)水分的吸收能力。當(dāng)植物受到水分過(guò)剩時(shí)，會(huì)導(dǎo)致根系呼吸受阻，甚至發(fā)生爛根現(xiàn)象。植物對(duì)重力的反應(yīng)根系向下生長(zhǎng)根系受到重力影響，生長(zhǎng)素分布不均勻，根尖下側(cè)生長(zhǎng)素濃度高，促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，導(dǎo)致根系向下生長(zhǎng)。莖葉向上生長(zhǎng)莖葉受到重力影響，生長(zhǎng)素分布不均勻，莖尖上側(cè)生長(zhǎng)素濃度高，促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，導(dǎo)致莖葉向上生長(zhǎng)。重力感應(yīng)機(jī)制植物體內(nèi)存在重力感應(yīng)細(xì)胞，能夠感知重力方向，并傳遞信號(hào)，調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素分布。適應(yīng)性意義重力反應(yīng)幫助植物根系扎根土壤，吸收水分和養(yǎng)分，莖葉向上生長(zhǎng)，進(jìn)行光合作用。植物對(duì)化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)植物對(duì)土壤和環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生各種反應(yīng)。這些反應(yīng)包括吸收、代謝、解毒以及防御機(jī)制，以適應(yīng)不同的化學(xué)環(huán)境。1營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收植物從土壤中吸收所需的礦物質(zhì)，如氮、磷、鉀等。2有害物質(zhì)解毒植物會(huì)將一些有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，例如重金屬解毒。3防御機(jī)制植物會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)物質(zhì)來(lái)抵御病蟲害，例如抗生素和毒素。植物對(duì)化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)對(duì)于其生存至關(guān)重要。通過(guò)這些反應(yīng)，植物能夠適應(yīng)環(huán)境變化，維持正常生長(zhǎng)發(fā)育。植物病害的種類和預(yù)防病害種類植物病害主要包括真菌病、細(xì)菌病、病毒病和線蟲病等。每種病害都有其獨(dú)特的癥狀和傳播方式。病害預(yù)防選擇抗病品種，加強(qiáng)田間管理，合理施肥，及時(shí)防治病蟲害，這些都是預(yù)防植物病害的重要措施?；瘜W(xué)防治在發(fā)病初期，可以使用化