植物的生长生理

这是一篇关于植物的生长生理的思维导图，详细的讲述了植物生长的相关性、植物的运动、植物的营养器官的生长、种子的萌芽等知识内容。

植物的生长生理

• 植物生长的相关性
  • 根冠比（根重/茎、叶重）
    • 土壤缺水、缺氮---根冠比增加“旱长根，水长苗”、“碳长根，氮长苗”
    • 根冠比之间有信号转导，当根系受干旱胁迫时，根尖科通过合成脱落酸（ABA）来感知土壤中缺乏科利用的水分，并把ABA运到地上部，是气孔关闭，减少蒸腾，降低生长速率，适应干旱胁迫
  • 主茎和侧枝的相关性
    • 顶端优势
      • 顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象
      • 茎尖，生长素在通过PIN蛋白向下极性运输时，一方面抑制细胞分裂素合成酶IPT和促进细胞分裂素氧化酶而降低侧芽位置的细胞分裂素含量
      • 细胞分裂素对生长素有拮抗作用，接触侧芽抑制而使之萌发
    • 根尖附近不发生侧根的区域，有较高的IAA和CTK水平
  • 营养器官和生殖生长的相关性
    • 调节、经验
• 植物的运动
  • 向性运动
    • 向光性
      • 植物随光照入社的方向二弯曲的反应（蓝光是诱导相关弯曲最有效的光谱）
      • IAA较多分布于背光一侧
    • 向重力性
      • 根的正向重力性（顺着重力方向向下生长）
      • 茎的负向重力性（背离重力方向向上生长）
      • 平衡石（感受重力的细胞器）---由4~12个淀粉体，每个淀粉体有1~8个淀粉粒组成，下沉在细胞底部
      • 根水平生长时，根管淀粉体沉降到细胞底部，钙离子也分布于底部，吸引IAA到根的下侧，根对IAA敏感，下侧被抑制，上侧比上侧长得快------向下弯曲
      • 茎水平生长时，淀粉体沉降到下侧，下侧同时积累较多的生长素、赤霉素和乙烯，生长快，节间向上弯曲生长----茎向上弯曲
    • 向化性
      • 有某些化学物质在植物周围分布不平均引起的定向生长
      • 朝向肥料较多的土壤生长等
  • 感性运动
    • 偏上性和偏下性
    • 感夜性
    • 感热性
    • 感震性
  • 生物钟
    • 生物对昼夜的适应而产生生理上有周期性波动的内在节奏
    • 菜豆叶的感夜性反应、气孔开闭、蒸腾速率、细胞分裂、代谢和酶活性变化等
    • 三个组分
      • 输入途径
      • 中心振荡器：由一系列生物钟基因组成了不同的转录/翻译反馈环，通过节奏性控制某些关键因子构建不同的输出途径，从而实现对生理反应和形态变化的调控作用
      • 输出途径
• 种子萌发
  • 条件
    • 足够的水分、充足的氧和适宜的温度
  • 种子萌发的生理生化变化
    • 吸水
      • 急剧吸水→停止吸水→重新迅速吸水
    • 呼吸作用
      • 急剧上升→滞缓→再急剧上升→显著下降
    • 酶系统
      • 脂酶、蛋白酶、磷酸酶、水解酶
    • 有机物
      • 淀粉→葡萄糖、脂肪→甘油和脂肪酸、蛋白质→氨基酸
  • 种子萌发的调节
    • 低温与光照
• 植物营养器官生长
  • 合子细胞的第一次细胞分裂就产生了极性，上部的丁细胞和下部的基细胞将分别发育为陪和胚柄
  • 根尖
    • 根尖顶端分生组织（RAM）
    • 静止中心（QC）：与分生组织相比，细胞分裂交缓慢（也不是不分裂）
    • QC周围的各种根结构其实干细胞最终呈现为表皮、皮层、内皮层和中柱等结构
    • CLE-WOX负反馈环维系了RAM干细胞微环境的大小和活性
  • 茎尖
    • 茎尖分生组织（SAM）
    • 静止中心（OC）
    • OC正上方存在干细胞中心区，分为L1、L2和L3三层，分化为茎的表皮、亚表皮以及内部组织 与OC 相邻的周缘区干细胞将分化为叶原基
    • CLV-WUS负反馈环维系了SAM干细胞微环境的大小和活性
  • 营养器官的生长特性
    • 茎整个生长过程中，生长速率表现为“慢-快-慢”的基本规律
  • 影响营养器官生长的条件
    • 温度
      • 根生长的土壤最适温度是在20℃~30℃
    • 光
    • 水分
    • 矿质营养
• 细胞生长生理
  • 细胞分裂
    • 增加细胞数目
    • 细胞周期受到生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸以及油菜素内酯等的影响
    • 呼吸速率也会发生变化（分裂期对氧的需求很低，而G1和G2期后期氧吸收量都较高）
  • 细胞伸展
    • 增加细胞体积
    • 过程
      • 1. 细胞内渗透势的下降，导致细胞吸水膨大
      • 2.细胞壁松弛，填充新的壁物质而发生重构
    • 细胞壁纤维素的沉积方向决定了细胞伸展的方向
    • 生长素的酸-生长假说
      • 区别
        • 伸展蛋白（伸展素）是细胞壁结构蛋白
        • 膨胀素（扩展素）是作用于细胞壁中的 纤维和半纤维之间的界面，打断细胞壁多糖之间的H键
      • 证据
        • 正在生产的黄化黄瓜下胚轴切断经冻融后置于中性缓冲液中，细胞伸长不能产生，而加入酸性的缓冲液后发生了显著的细胞伸长
        • 下胚轴切断热激后蛋白失活，加入膨胀素后细胞伸长
      • 表明
        • 可能生长素诱导细胞壁内的氢离子浓度增加，是的扩展素更易打断多糖之间的H键，促进植物生长
  • 细胞分化的生理
    • 定义：指分身组织的幼嫩细胞发育成为具有各种形态结构和生理代谢功能的成形细胞的过程
    • 细胞全能性和组织培养
    • 极性
      • 植物分化和形态建成中的一个基本现象，指器官、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
      • 一旦建立，难以逆转，最终将形成根和茎