幼儿园植物课件

2024-04-17

幼儿园植物课件(共6篇)

篇1:幼儿园植物课件

植物基因工程课件

植物基因工程课件

(1)植物基因转化受体系统的条件

(2)植物基因转化受体系统的类型和特性。

(3)植物基因工程载体的种类和特性

(4)根癌农杆菌Ti质粒的结构与功能:T-DNA、Vir区操纵子的基因结构与功能。

(5)农杆菌Ti质粒基因转化机理

(6)农杆菌Ti质粒的改造及载体构建

(7)载体构建中常用的选择标记及报告基因

(8)根癌农杆菌的转化程序及操作原理

(9)外源基因在植物中的表达

了解植物基因转化受体系统的类型、特性掌握Ti质粒的结构与功能,植物载体构建原理,植物基因工程常用的载体类型。

重点

根癌农杆菌Ti质粒介导的基因转化的原理和方法

难点

植物载体构建原理

关键点

转基因植物的获取和检测

教学目的和要求

教材分析

主要教具和设备材料

投影仪、电脑、常规教学设备板书与多媒体授课相结合

教法 思考题

1. 植物基因工程载体种类?

2. 根癌农杆菌转化程序?

心得

在自然界的许多双子叶植物中,常常发生一种严重危害植物生长的病害——冠瘿。已知90多科,600多种双子叶植物都能感染这种病。一般认为单子叶植物和裸子植物对此病不敏感。70年代中期,世界上几个实验室发现诱发肿瘤的根癌农杆菌中含有大量的诱瘤质粒Ti(tumor-inducing plasmid),且证实了肿瘤的形成正是由于pTi中的特定片段——T-DNA转移并稳定地整合进植物细胞核基因组中的结果;由于其上载着的冠瘿碱合成基因和激素合成基因表达,因此分泌冠瘿碱并形成肿瘤。人们就把这种冠瘿的形成过程称作天然的植物细胞转化系统。

农杆菌将自身的DNA插入植物细胞诱发肿瘤只对其本身是有益的,重要原因之一是因为农杆菌诱发植物细胞合成冠瘿碱为自己提供食物。植物自身不能利用这种物质,只能为它的合成付出代价,别的细菌也不能利用它,在自然条件下,只有农杆菌能分泌分解冠瘿碱的酶,将这些特异产物作为唯一的碳源和氮源来利用。

肿瘤的产生是由于T-DNA上的激素合成基因所致,刺激细胞生长而产生肿瘤,这是T-DNA转入的一个副产品。

Ti质粒给自己设计出一套为其自身存活的非常优秀的进化格局:它感染植物细胞,使之出现愈伤组织增生,后者便产生出供带有Ti质粒的细菌用作能源、碳源和氮源的冠瘿碱;而冠瘿碱的产生又可激发Ti质粒转移到原先没有存在这种质粒的土壤农杆菌中去,如此周而复始得到不断发展。

Ti质粒是一类理想的植物基因工程载体,通过它们可以将外源DNA转移到植物细胞,并再生出能够表达外源基因的转基因植物。 Ti质粒还具有若干其他载体所不具备的优点:

(1)T-DNA能够进行高频的转移,而且这种转移的DNA通常是以未发生变化的完整形式整合到植物的核基因组上。

(2)Ti质粒不存在包装限制问题,大到50kb的外源DNA也能顺利地包装与转移。

一、植物基因工程载体种类

据载体的功能和构建过程,可把有关载体分为四大类型(九种载体)。 克隆载体、中间载体、卸甲载体、转化载体

据载体的功能和构建过程,可把有关载体分为四大类型,九种载体。

1、克隆载体(目的基因的克隆载体)

通常由多拷贝的E.coli小质粒为载体 功能:保存和克隆目的基因。

2、中间载体又分为中间克隆载体和中间表达载体。

中间克隆载体:由大肠杆菌质粒插入T-DN段及目的基因、标记基因等构建而成。

功能:构建中间表达载体的基础。

分为:中间粘粒载体、质粒粘粒愈合载体、基因标记载体。 中间表达载体:含有植物特异启动子的中间载体

功能:作为构建转化载体的质粒。

3、卸甲载体

解除武装的Ti质粒或Ri质粒。(onc+ -------- onc-) 功能:作为转化载体的受体质粒

4、转化载体

最后用于目的基因导入植物细胞的载体,亦称工程载体。 它是由中间表达载体和卸甲载体构建而成。

分为一元载体系统(顺式载体)和双元转化载体系统(反式载体)。 一元载体系统包括共整合载体和拼接末端载体(SEV)。

二、根癌农杆菌Ti质粒

1、Ti质粒的类型、结构与功能

(1)类型

Ti质粒是根癌农杆菌染色体以外的遗传物质,为双股共价闭合的环状DNA分子,分子量为95~156 x 106D,约150 ~ 200 Kb长。根据其诱导的冠瘿碱种类不同,Ti质粒可分为三类: 章鱼碱型(octopine):pTiAch5, pTiA6NC, pTiB653, pTiAg162 胭脂碱型(nopaline):pTiT37, pTiT38, pTiC58

农杆碱型(agropine)和农杆碱素型(agrocinopine)或琥珀碱型(succinamopine)

(2)结构和功能

各种Ti质粒都可分为四个区:

①T-DNA区(transferred-DNA regions):是农杆菌侵染植物细胞时,从Ti质粒上切割下来转移到植物细胞的一段DNA。该DN段上的基因与肿瘤的形成有关。

②Vir区(Virulence region):该区段上的基因能激活T-DNA转移,使农杆菌表现出毒性,故称之为毒性区。T-DNA区与vir区在质粒上彼此相邻,合起来约占Ti质粒DNA的1/3。

③Con区(region of replication):质粒结合转移位点编码区,该区段上存在着与细菌间接合转移的有关基因(tra),调控Ti质粒在农杆菌之间的转移。冠瘿碱能激活tra基因,诱导Ti质粒转移,因此,称之为接合转移编码区。

④Ori区(origin of replication):该区段基因调控Ti质粒的自我复制,称之为复制起始区。

3种成分与Ti质粒肿瘤诱导有关:

T-DNA:它可转移至宿主细胞,是一种可移动因子。

毒性区:vir基因可产生转移活动蛋白,对增强植物细胞的转化是必须的。 土壤农癌杆菌染色体基因:间接参与转化,负责将细菌细胞接合于植物上。

2、T-DNA的基因结构和功能

(1)T-DNA的结构特点 长约23Kb

在T-DNA的5’和3’端都有真核表达信号,如TATAbox,AATAAbox及polyA等。

T-DNA的两端左右边界各为25bp的重复序列,即边界序列,分别称之为左边界(BL或TL)和右边界(BR或TR)。该25bp边界序列属保守序列(TGACACGATATAT TGGCGGGTAAAC)。通常右边界序列更为保守,左边界在某些情况下有所变化。左边界的缺失突变仍能致瘤,但右边界缺失则不致瘤,这时几乎完全没有T-DNA的转移,这说明右边界在T-DNA的转移中的重要性。

胭脂碱型肿瘤,为一连续的一段序列,长约23.4Kb,有肿瘤系,仅一个拷贝,有的T-DNA是多拷贝的。

章鱼碱型肿瘤:T-DNA分左右两部分(TL-DNA和TR-DNA),各自带有左右边界序列。左区的顺序变化不大,长度约13Kb,通常一个拷贝,但也有几个拷贝首尾相连排列。含章鱼碱合成酶基因和致瘤基因。TR-DNA较短,长约6-7Kb,拷贝数达数个 或数十个,有的肿瘤系中没有TR-DNA。TR-DNA编码5个基因,如甘露碱和冠瘿碱合成酶基因。

(2)T-DNA上的编码基因及功能

章鱼碱型和胭脂碱型T-DNA的转录有下述共同特点: T-DNA的两条链都是有意义链;

T-DNA上每个基因都有各自的启动子; 基因的转录由植物细胞RNA聚合酶II完成;

T-DNA具典型的真核生物RNA合成起始和终止的调节信号,在其5’端转录起始处有TATA和CAAT盒。另外,至少在5个T-DNA基因中发现有一个8bp的相同顺序(TTTCAA GA),同时AATAAA加尾信号也在同一条链上发现。

植物或农杆菌中可能有甲基化或去甲基化的调节基因活性。 3、Vir区操纵子的基因结构与功能

毒性区的大多数基因产物都控制T-DNA的转移,这个区域的突变往往导致农杆菌感染植物能力的下降。

(1)Vir区操纵子的基因结构

章鱼碱型Ti质粒:Vir区大小为40kb,含有VirA、B、C、D、E、F、G、H(PinF)等8个操纵子,共24个基因。大多数操纵子含有多个基因VirA(1)、VirB(11)、VirC(2)、VirD(4)VirE(2)、VirF(1)、VirH(2)。

胭脂碱型Ti:有7个操纵子,少一个VirF,它们的第一个操纵子也不同,章鱼碱型Ti是VirH,而胭脂碱型Ti是Tzs,其功能也不同。 Vir区基因的表达有两种方式:

组成型表达;在无植物诱导分子存在下依然保持一定的表达水平,virA,virG、virH 诱导型表达:这些基因的表达必须在土壤农杆菌感染植物时,在植物受伤组织分泌的信号分子作用下才能启动表达,如virB、C、D、E

virG虽属于组成型表达,但有植物信号分子存在下表达量提高10倍,也具诱导表达特性。

(2)Vir区操纵子的基因的功能

①Vir A 单个基因,2.4kb,仅编码一条多肽。Vir A编码一种结合在膜上的化学受体蛋白(92KD),可直接对植物产生的酚类化合物感应,是一种感应蛋白。

Vir A的活化:当AS与Vir A的受体部分结合后,会使整个Vir A蛋白构象发生变化,其C端活化。Vir A蛋白的胞质区有自激酶的功能,可在保守的组氨酸残基上磷酸化,从而Vir A蛋白被激活。激活后的Vir A具有转移其磷酸基至Vir G蛋白的一个宿存的天冬氨酸残基的能力,使Vir G蛋白激活。

②Vir G Vir G ,只有1Kb,单基因,编码DNA结合蛋白,其C端有DNA结合活性,N端具有磷酸化的酸性结构。

从总体效应讲,Vir G基因是属于组成型表达的,这对于细菌迅速地将外部环境信号传递到细胞内十分有利。

当磷酸化的A蛋白将其磷酸基转到Vir G保守的天冬氨酸残基上时,使Vir G蛋白活化,活化Vir G蛋白可以二体或多体形式结合到Vir启动子的特定区,从而成为其它Vir 基因转录的激活因 子,打开Vir B、C、D、E、H等几个基因。Vir A或G突变后会减弱或完全失去对其他Vir 位点活化的诱导,VirA及 Vir G 的这种调控作用被称为双因子调控体系。 ?Vir H、Vir F及Tzs

这些基因对质粒是特异的,在章鱼碱型中有Vir F、Vir H,在胭脂碱型中有Tzs。

Vir H:对植物产生的某些杀菌或抑菌化合物起解毒作用,从而使自身生不受抑制,可增强致瘤能力。

Vir F:编码一个23KD蛋白,通过Vir 系统传递到植物细胞中,对T-DNA起运输作用。

Tzs:大部分胭脂碱型菌株的Ti质粒上均有Tzs基因,转运玉米素合成酶基因,在细菌中表达后将玉米素分泌到细胞外。该细胞分裂素被植物吸收后,能促进农杆菌感染部位的植物组织脱分化和细胞分裂,提高植物对农杆菌转化的感受性。

三、农杆菌Ti质粒基因转化机理

1. T-DNA的加工及转移

首先在下链25bp重复序列的右边界左起第3和第4碱基间剪切,从缺口的3’端开始合成新的DNA链,并一直延伸到左边界第22bp处。置换出原来的下链,形成ssDNA,即T链。

VirD蛋白的功能:VirD1及 VirD2分别编码16KD和47KD蛋白,与T-DNA的加工有关,决定在边界重复序列的特定位点上形成切口,产生T链断裂。 VirD2蛋白的功能:①特异剪切,并与T链的5’端共价结合。②导向功能;

2.T链蛋白复合体的形成及VirE的功能

T链必须横向跨越细菌细胞膜、细菌细胞壁、植物细胞壁、植物细胞膜及核膜才能整合进植物基因组。

T链以一种DNA-蛋白复合体(T复合体)的形式存在。

目前已知至少两种Vir特异蛋白即VirE2和VirD2与T链蛋白复合体的形成有关。

VirE2的功能:编码ssDNA结合蛋白,该蛋白可非特异地一与任何ssDNA结合,通过与T链非共价结合,VirE2可包被T链形成细长的核-蛋白丝,使ssDNA抗3’和5’外切核酸酶和内切核酸酶。

3、T链复合体通过细菌细胞膜的转运及VirB的功能

(1)VirB的功能

VirB启动子有11个基因,大多数编码跨膜蛋白或膜结合蛋白,能在膜上形成一种类似细菌接合转移时从供体菌转至受体菌所必须的结构——接合孔或性毛。T-DNA通过这种孔由细菌进入植物细胞。同时,VirB也可能起运输和提供能量的作用。 按功能,可将VirB蛋白分成五类:

R:在内膜上或内膜内的某些蛋白,可能作为T复合体的受体;

A:此类蛋白可能作为能源,作为一种ATP酶促进T复合体被泵出细菌细胞,VirB11可能是这种A类蛋白。

C:形成通道的作用,如:VirB4是一种富集蛋白,无疏水区,无信号肽,可能在T链转运中起一种结构作用,形成至少一部分特殊的通道结构。

S:载体蛋白,起运载T 复合体穿过通道的作用,这类蛋白可能与所有膜成分(内膜、外膜及周膜)有关。

P:位于外膜上,可能作为结合植物细胞膜的一种受体。

(2)T复合体向植物细胞核的转运

VirD2可能以一种极性方向,将T复合体定向至核孔,而VirE2则作为一种促进因子,保证很长的T复合体在进入核孔时不受干扰。 在T-DNA转移过程中,VirD2具有火车头的作用,牵制T复合体以5’端到3’端的方向向核迁移,而VirE2则只助推器的角色,帮助未折叠的长形T复合物不被打断,并方便其向核运动。 已知VirE2-ssDNA可以抗拒内切酶的作用,如核酸外切酶VII对VirE2-ssDNA降解能力将相当于对ssDNA的6%,对S1核酸酶的效果也相似。

4、细菌染色体上与T-DNA转移有关的基因

目前已知农杆菌染色体上有10个基因与T-DNA转移有关,它们主要涉及细菌与植物细胞的接触和细菌向植物伤口的趋化性。

chvE——编码一个葡萄糖和半乳糖结合蛋白,主要结合组成植物细胞壁的单糖;可能由于识别植物受伤产生的糖单体,导致细菌向植物伤口的趋化性;在低pH值、磷酸饥饿条件下启动VirG表达。

chvD——编码一种细菌ATP结合蛋白,在低pH值、磷酸饥饿条件下诱导VirG蛋白含量升高,然后VirA接受AS信号,刺激VirG转化成活性形式,启动其他VirG 基因表达。

chvA 、chvB、chvC——与环状?-1,2-葡聚糖的合成和运输有关; chvB产物催化合成葡聚糖, chvA产物将多糖从胞质运到胞外,影响农杆菌对植物细胞的附着能力。

pscA和Exoc——与多糖的合成有关,并影响农杆菌对植物细胞的附着能力。

四、农杆菌Ti质粒的改造及载体构建

1、野生型Ti质粒直接作为基因工程载体的障碍:

(1)分子量大,160~240Kb;

(2)有各种限制性内切酶的多个切点;

(3)T-DNA区中含有许多编码基因与基因转移无关,如致瘤基因,其存在还会导致植物体丧失形态发生能力;

(4)Ti质粒不能在大肠杆菌中复制。

2、Ti质粒构建的几个重要因素

(1)右边界序列;

(2)完整的Vir基因群;

(3)有独特的酶切点;

(4)有在植物中可表达的选择性基因;

(5)有在细菌中可表达的选择性基因;

(6)章鱼碱型农杆菌品系需要独特的增强子。

3、载体构建

先将T-DN段克隆到大肠杆菌质粒中,并插入外源基因,最后通过三亲交配或接合转

移把外源基因引入农杆菌Ti质粒上。

Ti质粒的载体系统分两类:一元载体和双元载体

例:双元载体的构建

双元载体系统由两个分别含T-DNA和Vir区的相容质粒构成。

(1)构建原理

Ti质粒上的Vir基因可以反式激活T-DNA的转移,T-DNA和Vir区处于不同的Ti质粒上同样能起到转移T-DNA的作用。

双元载体含有广泛寄主范围质粒的复制起点(oriv),从而代替了在共整合载体中用以重组的同源区,它们能在任何农杆菌寄主里自发复制。所以寄主仅需一套完整的vir质粒就可。主要的转移区载在小重组Ti质粒上。

(2)微型Ti质粒(mini-Ti plasmid)

含有T-DNA边界,缺失Vir基因的质粒;含广谱质粒的复制位点OriV及选择标记基因。

(3)辅助Ti质粒

含Vir区段的Ti质粒,helper Ti,是T-DNA缺失的突变型Ti(卸甲Ti),提供Vir基因功能,反式激活T-DNA的转移。

LBA4404中含有pAL4404(pTiAch5的衍生质粒),野生型Ti也可做Helper Ti,有更强的毒性。

五、根癌农杆菌侵染植物细胞的机理

1、根癌农杆菌的生物学特性

分类

农杆菌属,也称土壤杆菌属和根瘤菌属,是同属于根瘤科的革兰氏阴性菌。

土壤杆菌属有4 个种:根癌农杆菌、放射形农杆菌、毛根农杆菌和悬钩子农杆菌。

根癌农杆菌,根据其诱导植物细胞产生的冠瘿碱种类不同可分为三种类型即章鱼碱型、胭脂碱型和农杆碱型。

生活习性

土壤杆菌属都是土壤习居菌,主要生活在曾被多种植物生活过的土壤中,好氧,但也能在低氧压的植物组织中生长,最适温25~30℃,pH4.0~12.0,最适pH6.0~9.0。 形态结构

农杆菌细胞呈杆形,0.8x1.5~3.0μm,以1~4根周生鞭毛运动,不形成芽孢,菌落无色,随菌龄增加,光滑的菌落逐渐变成有条纹,但也有许多菌株生成的菌落呈粗糙型。 寄主范围

根癌农杆菌广泛存在于双子叶植物中,根据不完全统计,约有93属643种双子叶植物对根癌农杆菌敏感。裸子植物对该菌同样具敏感性,能诱发肿瘤,对绝大多数单子叶植物无侵染能力。

2、根癌农杆菌侵染的诱导信号及作用机理

(1)酚类化合物

酚类物质——农杆菌浸染植物细胞所必需的诱导物,同时将其作为趋化物来识别。 实验证明,一些植物中常见的酚类化合物的混合物都可激活Vir区基因。如:儿茶酚、没食子酸、焦性没食子酸、β-羟基苯甲酸、原儿茶酸、香草醛。

Stachel等在烟草叶片的伤口诱出液中确认了两种主要的Vir区基因诱导物:乙酰丁香酮AS和羟基乙酰丁香酮OH-AS。AS效果最好,0.5~1.0μmol/L即可诱导Vir活化。

(2)中性糖和酸性糖

中性糖在Vir基因诱导和致病毒力中也起重要作用。Shimoda等人,在限定AS诱导条件下,

发现许多中性糖(L-阿拉伯糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-甘露糖、D-艾杜糖、D-半乳糖、D-塔罗糖、2-脱氧-D-葡萄糖)都可增强一些Vir区基因的诱导。这些中性糖是通过chvE和VirA起作用,chvE编码葡萄糖和半乳糖结合蛋白,识别伤口产生的糖单体,导致农杆菌的趋化作用。

酸性多糖是组成植物细胞壁中果胶质的主要成分。最近的实验证明,酸性糖(胡萝卜根提取物中蒸馏出来)可改变农杆菌基因的表达。蛋白质标记实验表明,至少有10种蛋白质合成被其诱导,一种被阻遏。

(3)pH值

5.0~5.5的低pH值。诱导物对pH的要求是<.6.0, 在农杆菌培养在含有酚类化合物(AS)的培养基中时,pH5.0 ~5.8Vir的诱导达到一个最高水平

3、根癌农杆菌的侵染能力及其特异性

(1)常用的根癌农杆菌

胭脂碱型(Nop)菌株:染色体背景为C58,生长快,不结球,转化中容易操作,常用的菌株有C58、pGV3850、A208SE等。

章鱼碱型(Oct)菌株:染色体背景为Ach5,生长慢,结球,转化中难操作,培养后不易洗掉,常用的菌株有LBA4404,LBA1010,GV2260,GV3111SE,K61等。

农杆碱型(Agr)菌株,也称琥珀碱型(Suc):染色体背景为A281或A136,具有胭脂碱型菌株的特点,以A136为染色体背景的常用菌株是EHA101,生长快,不结球,侵染能力强,常用的菌株有A281、EHA101、EHA105等。

(2)、根癌农杆菌的侵染能力差异

根据侵染能力大小将农杆菌分为:

广宿主菌株:大多数双子叶、若干裸子植物、少量单子叶植物;如:pTiB0542、pTiA6; 窄宿主菌株:有限的几种植物上诱发肿瘤,如pTiAg162,仅能在葡萄的几个品种上诱发肿瘤。 不同植物对农杆菌侵染的敏感性不同,在转化中,二者的选配十分重要,要选农杆菌与植物之间有高侵染力的配合。如:杨树茎,用C58优于LBA4404;苹果,6种基因型比较,叶:EHA101(pEHA101)优于LBA4404,C58;茎:A281优于C58,ACH5,A348。

农杆菌的染色体背景对宿主范围同样有着重要作用。因为除Vir区功能外,农杆菌对植物表面识别与结合有关的功能还取决于农杆菌染色体上基因位点。农杆菌所展示出不同的生长速率、多糖产生和对植物细胞的毒力都会影响转化率和宿主范围。

六、根癌农杆菌转化程序及操作原理

1、根癌农杆菌Ti质粒转化的基本程序

(1) 选择适宜的培养基,使创伤部位能产生尽可能多的再生植株。

(2) 确定供体植物最适的培养条件。

(3) 确定最佳外植体类型、大小、部位等:再生途径,愈伤组织起源(细胞类型、层次),

保证转化愈伤组织和芽原基由创伤部位的浅层细胞发育而来。

(4) 确定适宜的抗生素水平:抑菌抗生素Cef ,Cb ,能抑制细菌生长,还能保证愈伤组

织正常生长和分化。

(5) 确定选择压力的最低水平。

(6) 优化农杆菌接种和共培养条件改进筛选条件,促进抗性细胞恢复再生能力:采用无毒的生化物质。

2、根癌农杆菌的培养、纯化、保存及工程菌液的制备

(1)农杆菌的培养

常用的农杆菌培养基有 LB、YEM、YEB、TY、523、PA及 MinA等培养基。

这些培养基中,LB、YEB、YEM及523属富集培养基,其营养成分丰富,包括有各种有机成分。在这些培养基中农杆菌生长快,分裂旺盛,它们是常用 制备工程菌液的培养基。 ? PA和 TY培养基是属营养较好的培养基,氨基酸及碳源、氮源都很丰富。农杆菌在这些培养基上生长也很快,是常用的农杆菌选择培养时的培养基。

MinA培养基与前几种培养基有明显差异:只提供必要的无机盐,并用葡萄糖和(NH4)2SO4 提供碳源和氮源。

Minimal只用相应的冠瘿碱如 NOpaline、Octopine等取代蔗糖、氨基酸和无机氮作为农杆菌的碳源和氮源。

农杆菌在MinA和Minimal培养基上生长较慢。在进行三亲杂交时通常用这两种培养基,并加相应的抗生素选择转化的农杆菌。含重组质粒的大肠杆菌及含辅助质粒 pRK20 13的HB101因不能利用冠瘿碱作为碳源和氮源而不能生长,同时还存在抗生素的选择,因此有利于选择转化的农杆菌的`生长。

农杆菌的生长周期

农杆菌培养方式:分为固体平板培养和液体振荡培养,

固体培养一般需2~3d,液体培养生长更快,一般需1~2d。

农杆菌接种在培养液后,并不立即开始增殖。一般在25~30℃时,需1~2 h细菌才开始分裂。

当生长开始后,细菌数目以一恒定的指数速率倍增,直至培养基成分改变和供氧缺乏时才停止增殖。当细菌增长速率达到对数指数时称之为对数生长状态。

当细菌密度达到 177/ml时,空气中的氧气便难以很快地扩散到细胞内。在振荡或通气条件下培养,细菌浓度也很少超过 2~3 X 109/ml。

测定农杆菌浓度的方法:最简单的方法是光密度测定法。将菌液装入比色杯汽在分光光度计上选用600nm波长测定其OD值。光密度与浓度换算公式是1OD约等于 8 X 108/ml。

(2)工程菌的纯化

纯化菌种的方法主要采用常规的微生物纯化方法,即划线法。用接种针划线,然后用石蜡膜封口,将平皿倒置放恒温箱内,在25~28℃条件下培养过夜,次日或即日看到分离的单菌落。挑取单菌落接种在液体培养基内进行液体振荡培养。

(3)工程菌侵染悬浮液的制备

液体振荡培养的工程菌,通常培养 12~24 h后即可达到对数生长期。用离心管取一定数量的菌液进行4000r/min离心,倒掉上清液,再加入植物外值体诱导愈伤组织或分芽的液体培养基,使其光密度OD值达到0.5,即可用作接种外植体的工程菌液。

注意:因为农杆菌培养基中通常含有抗生素,它对外植体的生长、脱分化或分化有不良影响,放需通过离心除去细菌培养基,加入植物培养基。也有的做法是,将农杆菌加入植物培养基后再振荡培养 12 h,当细菌生长达到对数生长期后再离心,倒掉上清液,用新的植物液体培养基稀释至一定OD值,再作为工程菌液使用。

(4)工程菌的保存

菌种的保存的目的是创造一个适合细菌休眠的环境(低温、干燥、缺氧),使其得以长期保存。其功能在于尽量减少菌株的传代次数;使菌种经保存后不死亡、不污染杂菌,并保持其原有性状,降低菌种的变异率;最终目的是的基因不能丢失。

菌种保存的方法根据其保存时间长短可分为三种方法:

短期保存〔数月):采用斜面或平板保存法。斜面菌种置于4℃可保存数月,平板用石蜡膜密封后也可在低温0~4℃下放置数月。

中长期保存(数年):中长期保存采用穿刺法,这是一种菌种接入柱状培养基的方法。经常应用的是半固体柱状培养基,用接种针沾取少量问后直接插入柱状培养基中。需注意的是,要从培养基中间插入,直插到接近管底,但不要穿透培养基,再慢慢按原途径拔出接种针,切勿搅动,以免使接种线不整齐而影响观察,甚至会因用力搅动造成空隙太大进入空气,而影响保存效果。穿刺培养的菌种用蜡封口,在室温下可保存数年。

长期保存菌种:主要采用甘油保存法。在7%二甲基亚(DMSO)或 15%甘油中,菌种可于- 70℃冰箱或液氮中长期保存。当甘油含量增加40~ 50%时,细菌可在- 20℃或- 70℃条件下,保存若干年而不失活。将冰冻菌种从冰柜中取出时,应当放在冰浴上慢慢融化,不可直接将其放室温下,否则会导致菌体失活,更不能直接接种至液体培养基内28℃振荡培养。

3、Vir基因活化诱导物的使用

(1)诱导物:

常用诱导物是乙酰丁香酮(AS)和羟基乙酰丁香酮(OH-AS),其中效果优是AS。但最近又有新的发现,有两种特殊化合物比AS的诱导活性高10~100倍。

(2)诱导物的使用方法

在农杆菌液体培养时加 AS,加入时间-般在制备工程菌浸染液使用前4~6 h加入。使农杆菌既处于对数生长期,又处于vir基因高度活化状态,从而提高侵染能力。也有的在农杆菌悬浮液离心后用植物外植体培养基稀释成侵染液时加入。

AS加在农杆菌和外植体共培养的培养基中。共培养的过程是Ti质粒实现 T-DNA转化时期。一般农杆菌附着 16 h后才能进行转化,这时需要vir基因的高度活化。因此,许多科学家赞成这种使用方法。

在农杆菌液体培养基中及共培养基中都加入AS。这种方法似乎最牢靠,只不过是使用的AS诱导剂太多了。

(3)诱导物使用的pH值

pH值对vir区的活化有着明显的影响,从理论上讲含AS的培养基pH值为5.0~5.6时, Vir区基因的诱导达到最高水平。

pH值改变 0.3,即对多种植物的转化率有明显影响。

章鱼碱型和农杆碱型菌系比胭脂碱型和琥珀碱型需要更低的pH值。

通常农杆菌培养时pH值为7.2。这种生长旺盛的菌株的vir基因均处于不活化状态。而组织培养基中的pH值常为5.8,有利于vir基因的活化。在vir基因活化诱导中应调整培养基的pH值。

4、外植体的选择

Mayer等指出,转化只发生在细胞分裂的一个较短的时期内,可能只有处于细胞分裂周期的S期才具有外源基因的转化能力,因为核基因组DNA正在复制时才能使外源DNA整合。因此细胞具有分裂能力是转化的基本条件。

(1)外植体的种类

叶片、叶柄、子叶、子叶柄、下胚轴、茎、花茎、匍匐茎、块;茎尖分生组织、芽、根、合子胚或体细胞胚,以至成熟的种子等都可作为外植体转化。但各种外植体材料的转化率有明显差异。

最佳共培养的时间:

农杆菌转化时,并不“侵入”到植物细胞中去,而是把T-DNA转移到植物细胞。农杆菌附着后不能立即转化,只有在创伤部位生存16h之后的菌株才能诱发肿瘤,这一段时间称为“细胞调节期”。因此,共培养时间必须长于 16h。共培养时间太长,由于农杆菌的过度生长,植物细胞因受到毒害而死亡。共培养时间对转化率有着很大影响,而且不同物种、外植体种类、农杆菌菌株的最佳共培养时间不同。

确定最佳共培养时间的方法主要采用gus基因瞬时表达测定法,即共培养后定时测定外植体的gus基因颜色反应,统计瞬时表达率及表达面积,以表达率高,表达面积大为优。同时还要考虑外植体的受损害程度,以保证外植体的旺盛生长为直。最后还要以获得的转化愈伤组织频率或转化不定芽频率为最终依据。

农杆菌的增殖适度

在共培养时农杆菌增殖生长不良,外植体切口边缘只有很少的农杆菌生长,则转化的机率很小。反之,农杆菌在外值体四周过度增殖,可引起对外植体的毒害,致使其褐化死亡。 控制农杆菌增殖适度的原则是既要使菌株在外植体边缘特别是切口面旺盛增殖生长,又不应过度,一般以覆盖切口面为适度。 控制农杆菌增殖的方法有以下几种:

1)调整工程菌液的浓度,生长太快则应降低菌液浓度。

2)控制共培养时间,农杆菌的增殖生长适度也是确定共培养最佳时间的指标,共培养时间太长可造成农杆菌过度生长。

3)使用抗生素调控农杆菌的增殖生长。一种方法是在共培养基中加入适量的抗生素如羧苄青霉素或头孢霉素。另一种方法是共培养2~3d后的外植体需用含抗生素的液体共培养基充分洗涤,以除去过量的农杆菌,然后转到新鲜的共培养基上继续共培养。共培养结束时若仍存在农杆菌过度增殖,则可再用上述洗涤培养基充分洗涤后进行愈伤组织诱导或不定芽分化培养 。 共培养中激素的影响

共培养时培养基中是否加激素,文献报道不一,有的不加激素,有的则认为加激素后促进外植体细胞分裂,保持细胞活力,也有利于转化后细胞的生长,从而提高转化率。

如 Mansur等(1993)用 A281菌株与花生叶片外植体共培养时,加激素比不加激素的肿瘤诱导率提高约 30%。

目前大多数研究者采用加激素的方法,而且共培养基与愈伤组织诱导或不定芽诱导培养基相同。

(4)外植体脱菌及选择培养 外植体的脱菌培养 脱菌培养,即把共培养外植体转移到含有抗生素的培养基上。常用的脱菌抗生素有羧苄青霉素(Carb)、头孢霉素(Cef) 等。这些抗生素不仅对农杆菌有杀伤或抑菌作用,而且对植物细胞同样有一定的生物效但对不同植物的不同外植体产生的影响不同。

Holford 等(1 992 )指出,Carb 的分解物为生长素及苯乙酸,因此 Carb 可刺激愈伤组织的增殖。Howe 等( 1994 )观察到对杨树的愈伤组织诱导有抑制作用。在甘蓝研究中发现,Carb 抑制根分化,Cef 抑制芽分化,因此芽分化阶段需用Carb, 生根阶段则用Cef。 抗生素的使用浓度一般为500mg/L 左右。其使用原则是在达到抑制农杆菌生长的目的后,尽量降低其浓度。

脱菌培养的时间:脱菌培养的时间,一般需5~6次继代培养,但仍然不能把残留的农杆菌杀死,特别是共生在维管束和细胞间隙中的农杆菌。如果停止使用抗生素后的外植体又有农杆菌可再使用抗生素脱菌。也有的植物一直使用抗生素,直到试管苗形成。

(5)转化体的选择培养

?选择压: 选择抗生素如 Km,加入选择培养基后,对细胞的生长产生一种选择作用,

称之为选择压。加入的抗生素浓度愈大,选择压也愈大。选择培养基中抗生素的浓度,即选择压的强度,也要根据植物的特性而定,较敏感的植物要用较低的 Km浓度。一般浓度范围是 Km 50~ 100mg/L, hpt 10~20mg/L, ppt 5~20mg/L。

?选择的方法:前期选择、延迟选择和后期选择。

前期选择:就是外植体共培养后,在转入愈伤组织或不定芽诱导的一开始就加入选择压,相当于前面讲到的先选择后再生。

延迟选择:当愈伤组织和不定芽诱导培养时开始不加选择压,过一周或一定时间后再加入选择压,这样既有利于转化细胞生长又不会产生更多的嵌合体 后期选择:即相当于前面说的先再生后选择,有利于提高转化率。

选择培养过程中转化和再生细胞的一致性

在选择培养条件下再生细胞和转化细胞是否一致,关系到能否得到真正的转化,只有同时具有再生和转化潜力的细胞才有可能分化成转基因植株。因此再生部位和可被转化的细胞部位应该发源一致,反之得到的可能是假转化体。假转化体在继代选择培养基上生长不良而死亡,或呈白化。

七、根癌农杆菌Ti质粒转化的方法

1、整体植株接种共感染法

该途径是模仿农杆菌天然的感染过程,人为地在整体植株成创伤部位,然后把农杆菌接种在创伤面上,或用针头把农杆菌注射到植株体内,杆菌在植株体内进行侵染实现转化,获得转化的植物细胞,因此也称之为体内转化。为了获得更高的转化频率,一般采用无菌的种子实生苗或试管苗。它是最简便的转化法。

优点:

实验周期短;

充分利用了这些无菌实生苗的生长潜力;避免在转化中其他细菌的污染;菌株接种的伤口与培养基分离,以免农杆菌在培养基上过度生长,允许在无抗生素的培养基上进行;

具有较高的转化成功率。

缺点:

转化组织中常混有较多未转化的正常细胞,即形成严重的嵌合体; 需要大量的无菌苗材料; 转化细胞的筛选比较困难。

2、叶盘转化法

(1)叶盘法转化的操作

打孔器从消毒叶片上取得叶圆片

叶盘在过夜培养的对数生长期的农杆菌的菌液中浸数秒种后,置于培养基上共培养 待菌株在叶盘周围生长至肉眼可见菌落时再转移到含有抑菌剂的培养基中除去农杆菌。

同时在该培养基中加入抗生素进行转化体选择,3~4周培养可获得转化的再生植株。

优点:操作简单、重复性高、适用性广 (2)转化苗的保持与繁殖

主要采用两条途径实现转化苗的保持与繁殖。

营养繁殖途径,它包括试管苗的无性快速繁殖及嫁接、扦插等田间的无性繁殖方式。 该途径保持繁殖转化苗时应注意如下:

①正确使用激素浓度,低水平的激素能有利于保持外植体活力,并刺激休眠侧生分生组织的发育及侧枝形成。适当提高分裂素浓度有利于芽的分化,形成原始转化苗的无性系克隆。因此可根据实验目的选择细胞分裂的浓度。

②为消除残留的农杆菌在繁殖培养基中加入抑菌抗生素是明智的种子繁殖:

这对于转基因植株的正常表达、遗传特性及向生产化过渡具有重要作用。该途径的主要操作是将转化试管苗在小花盆中移栽成活,然后转入田间,开花时套袋隔离防止杂交授粉及向环境中释放转化的花粉。结种后注意收割种子,保存。

3、原生质体共培养转化方法

(1)操作步骤:

①从叶片分离原生质体,在26t下暗培养24 h,然后转移到lX下继续培养48h;

②在细胞即将分裂,新的细胞壁物质已经形成时,加入活化的农杆菌悬浮液。农杆部原生质体的比例以1:1000左右为宜。共培养约2~3 d;

③再加入选择标记的抗生素对转化体进行选择培养约3~4周后可产生肉眼可见的小块转化愈伤组织;

④将小块愈伤组织转移到固体培养基上再生愈伤组织,此时继续保持选择压力,以便保证只有转化愈伤组织才能不断生长;

⑤将转化愈伤组织转入固体分化培养基,获得转化再生植株。其他步骤与叶盘法相同。

(2)原生质体共培养法的优点及一些技术问题原生质体的密度一般以105~106个/ml为宜。

在农杆菌和原生质体共培养期民农杆菌附着在原生质体上,超过32小时之后方可除菌洗涤,也就是要有一定的附着时间。

原生质体出现新形成的细胞壁物质是农杆菌转化的基本条件,这是因为细胞壁物质与农杆菌的附着有关。未形成新细胞壁物质的原生质体没有农杆菌的附着,也没有转化进行。 在共培养过程中,某些二价阳离子(Mg2+)为农杆菌的附着和转化所必需。二价离子的整合物EDTA可以抑制农杆菌对植物细胞壁的吸附及转化作用,因为上述 Mg2+(不是 Ca2+)与农杆菌附着到植物细胞壁有关。 共培养转化似乎是在单细胞或二细胞阶段发生,因此获得的转化愈伤组织大部分是来自一个细胞。

八、癌农杆菌转化系统的评述

优点:

成功率高,效果好。该转化系统是模仿或称之为利用天然的转化载体系统,不管是用菌株接种整体植物的伤口,还是直接侵染离体培养细胞,通常都可以获得满意的转化频率。

在所有的转化系统中,Ti质粒转化系统是机理研究得最清楚的,方法最成熟,应用也最广泛。

Ti质粒的T-DNA区可以容纳相当大的DN段插入,目前已把长达50kb的异源DNA序列通过T-DNA完整地转移到植物细胞中。

T-DNA上含有引导DNA转移和整合的序列,以及能够被高等植物细胞转录系统识别的功能启动子和转录信号,使插入到T-DNA区的外源基因能够随同T-DNA一道在植物细胞中表达。

可根据人们的需要连接不同的启动子,使外源基因能够在再生植株的各种测器官中特异性表达,例如在果实中表达,在叶中表达,甚至仅在根中表达,即可进行人为地控制。

农杆菌Ti质粒转化系统转化的外源基因以单拷贝为多数,遗传稳定性好,并且多数符合孟德尔遗传规律,因此转基因植株能较好地为育种提供了中间选育材料。

缺点:根癌农杆菌Ti质粒载体系统作为一个植物基因转化载体系统的不足之处是它主要用于双子叶植物,如何扩大其应用范围如禾谷类、裸子植物等,一直是人们所关心问题。

篇2:幼儿园植物课件

活动目的:

1.植物分为种子植物和孢子植物,我们最常见的植物一般为种子植物。而大多数的种子植物都有相同的基本结构:根、茎、叶、花、种子。

2.让幼儿识别种子植物所具有的结构及其相应的功能,并在最后完成一幅植物画。

活动准备:

1.室外活动时让幼儿多观察植物的样子,对植物的身体有相应的认识。

2.准备2—3盆不同的植物;植物的图片及其生长过程的视频(从种子发芽到开花结果);为每个孩子准备绘画工具;一张向日葵的拟人画。

活动过程:

1.激趣导入,引发思考

师:你们刚刚在外面看了那么多的植物,有没有发现它们和夏天还有春天的时候,有什么不一样呢?(让幼儿起来发言回答)

师:对的,我们都看到秋天到了,树上的叶子掉下来了。那我们小朋友有手、有脚丫、身体、还有嘴巴那么多部位,才构成了我们一个完整的人,你们说,植物是不是也有很多部位呢?(邀请幼儿起来回答,描述自己看到的,并引导其说出正确的名字:根、茎、叶、花、种子。)

2.主动探究,自主建构

师:看来大家都还是十分了解植物的组成的,今天老师也请到了一位小朋友,它也是一种植物,它就是向日葵小朋友。(将事先准备好的向日葵画拿出。)

师:我们小朋友吃了饭才能长大,那向日葵是不是也应该吃东西呢?有没有人知道向日葵小朋友是用什么吃饭的呢?都吃些什么的呢?(请小朋友回答,用根来吃饭,水、各种营养)

师:除了根的功能,向日葵小朋友的其他部位又有什么用呢?也请小朋友认真观察老师接下来给你们看的图片。(引导幼儿;叶子是植物的鼻子,有呼吸作用;茎是输送养分,是植物的手和身体;花能够形成果实,果实里就有种子了)

师:所以,一般的.植物都是由根、茎、叶、花、种子组成,有些植物还能结果。那向日葵小朋友和其他的植物是怎么样变成现在的样子,让我们先看看视频,记得要好好观察,小小种子是怎么变出大大的植物的。(播放视频,请幼儿回答)

3.操作实践,加深认识

师:看来大家非常了解植物的身体了,那就请大家根据自己对植物的了解,来画一种自己喜欢的植物吧。然后再上来和大家一起分享介绍自己的植物。(画完后,请幼儿介绍指出画上植物根茎叶等部分。)

4.拓展延伸

师:刚刚那棵生病的小树,因为被坏人破坏了,还在挂点滴,你们挂盐水的时候,是不是也很疼啊?植物是我们的好朋友,它们不单单能在烈日下给我们送来阴凉,还能给我们带来新鲜的氧气,所以我们一定要保护好植物,不要故意去摘它的叶子、花儿,用石头扔他。我也带来了自己的好朋友,给你们认识。(拿出自己带的植物给幼儿看,并轻轻触摸)植物是老师的好朋友,老师也希望你们能和它们成为好朋友,希望你们像老师一样,要像对待我们自己的好朋友一样对待它们,好吗?

篇3:幼儿园植物课件

一、课件制作

1. 前期工作

(1) 软硬件环境

硬件:电脑两台, 配置包括:CPU:Pentium4/1.6G, 内存:256MB,硬盘:40G/7200转,光驱:华硕52X,刻录机:华硕52X32X,声卡:使用真32位双工声卡;1236U型清华紫光扫描仪;P72型SONY数码相机;HC15E型SONY数码摄像机等。

软件:虽然近年来可用于多媒体制作的软件众多,有Authorware, FrontPage, PowerPoint, Director, 方正奥思、课件大师等等,但是我们目前开发的课件是以单机版形式为主, 网络版为辅, 因此决定先以简单实用的PowerPoint2000为制作平台,既可以满足单机版的教学需要,又可以HTML格式放到网上供参考;图形图像处理使用Photoshop6.0和ACDSee5.0;动画用Flash5.0;音频用Cool Edit和Sound Forge;视频处理用Ulead5.0和超级解霸3000;文字处理使用Word2000。

(2) 教材

我们以许文渊主编的《药用植物学》(第一版)[1]为基本教材,并参考了王兴顺主编的《天然药物学》[2]及郑汉臣主编的《药用植物学与生药学》(第四版)[3]的部分内容,原植物图片除自己拍照外,采用了莱斯利·布伦尼斯编著的《药用植物》[4]上的一些图片,还参考了其他专著及网上资料。

2. 脚本设计

脚本相当于一个剧本,内容包括课件的总体思路、风格及采用的技巧、方法,是课件制作成败的关键,既要有宏观的整体把握,又要有细节的具体处理,大到课程内容的取舍,小到每个页面的安排,都是脚本设计所要涉及的。也有人认为脚本设计是多媒体课件作品中各个屏幕的版面结构、动态创意、视图设计、文字编排等与设计该课件所需软件的有机结合[5]。根据《药用植物学》课程的特点,我们强调尽量用图来表现内容,这一理念贯穿于脚本设计和课件制作的全过程。美国图论学者哈拉里有句名言:“千言万语不及一张图”[6],对于《药用植物学》来说更是非常恰当的。当然应用中不能过于追求画面华丽,而失去专业性和教学性。在脚本设计中我们遵循的原则是:内容丰富,重点突出;界面友好,美观清晰。

3. 素材搜集与处理

(1) 图片

图片文件的搜集和处理是本课件制作的重要工作,因为图片是素材的主要部分。图片的来源主要是莱斯利·布伦尼斯的著作扫描和自己拍摄,另外一些是在互联网上下载得到的。图片的处理是非常耗时的工作,首先要将这些图片进行必要的剪裁和修改,适当调整亮度、对比度、色饱和度等,必要时还要使用滤镜等一些专用工具进行处理,从而得到所需要的特殊效果;有时为便于比较,还要把多张图片合并处理到一张图片上;最后还要把BMP等格式的图片转换为JPEG或GIF格式,因为JPEG或GIF格式压缩比较高,文件较小,便于储存和播放,且图像效果完全能满足课堂演示的需要,还有利于单机版课件转化为网络版课件;一般图片文件大小控制在几十KB左右,少量重要图片为100KB左右,最大不超过150KB。

(2) 音频

声音在本课件的制作中使用并不很多,主要是担心课堂上太多的声音出现会干扰老师和学生的思路,但是在思考题和背景音乐等部分还是有安排。音频文件主要使用Windows和PowerPoint中所配备的,部分采用了互联网上下载的音频文件,还有少量的是通过Windows录音机自己录制和采集的。音频文件大多可以直接应用,但有些也要经过处理,比如裁剪、格式转换等,为了减小文件体积,配合动作的音频文件一般采用MIDI格式,背景音乐等使用WMA或RA格式,播放质量和速度都有保证,其他格式如WAV、CDA或MP3因体积较大,应尽量避免直接应用,可转换成WMA或RA格式再应用。

(3) 视频

视频素材主要是植物在自然界生长状态和生长环境的描述,也包括植物构造和解剖的视频。一般来源有三个,一个是从VCD或DVD上截取,另外是从互联网上下载,还有自己用DV录制。无论是哪种情况,搜集到的视频素材都必须经过剪辑和修改,以便更好地服务于教学内容,而且视频文件格式应尽量转换成RM等流媒体格式,避免使用AVI格式,以减小文件体积,便于保存和播放,也为将来课件升级为网络版打好基础。

4. 制作要点

根据脚本设计要求,对课件的总体结构和布局安排参见图。以课件的基本单位“页面”为设计对象,分为四个层次三个级别,外加辅助(附加)页面系统。主页面也是课件的总菜单,上面安排了主要章节和思考题单元,点击后均可进入各具体单元,每章节单元中又设计成三个级别,分别为主题页面、内容页面和小节页面,其核心是内容页面,上述三级页面均可随意跳转,根据需要灵活组织授课内容。附加页作为内容页面的补充,通过超连接等方式将更多的补充信息如文字、图像和视频信息展示出来,以充实教学内容。思考题单元是相对独立的单元,可以从主页面或小节页面利用超连接进入,实时进行所学知识点的测试,思考题全部是选择题,还设计了简单的交互应答控制系统,回答正确和错误分别有不同的声音和画面出现以便确认。

为适应教师课堂讲授的灵活性,课件采用非线性的方式制作,在每个页面中设置有若干个“按钮”、“热字”或“热区”,可以方便地前进、后退、返回,打开新窗口以及链接到其他附加页或思考题单元等,最大限度地利用动画设置和超链接,将文字、图片、音频和视频等各种页面内容有机组合,形成课件的“内部网”,既可以使教师根据课堂情况对教学内容进行适当取舍,又能够发挥出多媒体课件的天然优势。

为弥补PowerPoint平台动画制作的局限,改善课件动态内容的教学效果,根据教学内容和学科特点,我们一方面适当引入必要的视频资料,例如药用植物园、药材种植基地和野外考察的药用植物录像,另一方面利用PowerPoint本身具有的一些简单功能,巧妙地制成一些具有动态效果的“动画”,例如,将一朵花的图片背景去除,然后插入页面中,并将图片设置成自定义动画,使之按圆形向外慢速扩展,点击后这朵花就像在慢慢开放一样,具有很好的动画效果。

尽管文字内容只要服从教学需要即可,不是多媒体课件制作的难点,但是有些地方还是要适当注意,以求达到最佳效果。例如,每个页面上不能安排太多文字,字体大小要适中,太大浪费页面,太小又看不清楚,除标题外一般以32~40号字(PowerPoint所用)为宜;字体颜色不能过多,一般不超过三种,且同类内容前后要一致,与背景色应具有明显反差,本课件采用的搭配主要是白色-黑色、白色-红色、黄色-蓝色,其他具有良好效果的颜色搭配方案还有白色-蓝色、白色-紫色、黄色-黑色、黄色-红色等[7],不宜使用的搭配有蓝色-黑色、黄色-白色、蓝色-绿色等。另外,与文字内容相关的背景颜色和形式,本课件主要采用两种:第一种是灰白色纹理,主要用于基本内容的文字阐述以及各种图片素材的衬托,画面简洁干净,主题突出;第二种是直接引入植物图片,使画面更加真实,具有一定现场感,学生印象深刻。

5. 调试与修改

课件制作完成后必须进行试运行和调试,这是课件制作后期极为重要的工作,如果调试进行得不好,会严重影响课件的正式发布和使用。调试内容包括系统运行是否顺畅和合理、各种热字和按钮反应是否正确、各种链接是否能正常工作、音视频是否正常播放、文字内容是否科学准确、所有页面质量是否符合要求等等。对有问题的地方进行调整和修改,然后再试运行,有问题再调整,反复多次,直到一切正常为止。

6. 打包与发布

经过调试后,可以进入打包和发布程序,只有将课件打包成可以完整运行的文件,课件制作才算全部完成。打包要注意的问题有两个,其一,要将所有课件使用的素材文件一并打包,否则课件将难以正常运行;其二,课件文件的打包格式较多,一般采用演示文稿(PPT)或放映(PPS)格式打包,为了安全,可以在打包时设置密码加以保护,课件可以刻录成光盘,或者保存在U盘等移动存储设备上。需要时还可以采用网页(HTML)格式打包,便于放在网上供学生学习和参考。

二、体会

在本课件的制作和使用过程中,对于利用多媒体课件教授药用植物学的长处和优势有了充分体会,主要有三点:

1. 增加信息量

多媒体课件教学与传统的板书教学的主要区别之一就是信息量大,可以调动的教学资源丰富,除文字外,图片、音频、视频可随意插入。本课件即根据教学要求,引入了大量的植物图片素材,例如,在叶和花的部分别介绍了几十种叶和花,并配备了相关的图片,既能使学生更好地进行比较,又开阔了学生的视野。

2. 活跃课堂气氛

对于一些相对枯燥的内容,则利用多媒体的优势,适当引入有特色的素材,激发学生的学习兴趣,从而达到活跃课堂气氛的作用。例如,在变态叶的部分,引入猪笼草的系列图片,在讲授其食虫的过程和特点之余,引导到其“叶特化成捕虫器”的变态叶的实质,从而使学生在轻松的气氛中掌握知识要点。

3. 注意内容更新

课件的制作不能一劳永逸,正像电脑软件需要升级一样,课件的内容也应不定期更新。《药用植物学》虽然不像其他学科那样发展的较快,但还是不断有新理论、新技术的出现,应及时将有关内容加入到课件中,此外对于新搜集到的更有价值的各种素材资料也应及时补充到课件中,保证《药用植物学》课件内容的新颖性,进而达到最佳教学效果。

摘要:为更方便地利用多媒体技术开展教学工作, 使用基本的多媒体制作软件, 以Photoshop、ACDSee等为辅助工具, 制作了《药用植物学》多媒体课件, 在实际应用中取得了很好的效果。

关键词:药用植物学,课件,制作

参考文献

[1]许文渊.药用植物学 (第一版) [M].北京:中国医药科技出版社, 2001

[2]王兴顺.天然药物学[M].北京:人民卫生出版社, 2003

[3]郑汉臣.药用植物学与生药学 (第四版) [M].北京:人民卫生出版社, 2003

[4]莱斯利·布伦尼斯.药用植物[M].北京:中国友谊出版公司, 2000

[5]周巍, 况颐, 周颖, 等.药用植物学MCAI课件的制作[J].信阳农业高等专科学校学报, 2003, 1

[6]王高武.让幽默走进医学教育多媒体教学课件[J].中国医学教育技术, 1999, 4

篇4:幼儿园植物课件

关键词:多媒体课件;植物病虫害防治;制作;教学效果;应用型

中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2014)02-0064-03

《园林植物病虫害防治》是园林本科专业植物生产类重要的专业基础课,如何提高课堂教学质量,培养学生园林植物病虫害的识别诊断能力、危害程度和发生规律的调查能力以及植物病虫害的防治能力等,一直是该课程教学改革研究的重点。随着信息技术在教育领域的普及和应用,多媒体课件被广泛用于各门学科的教学中,多媒体课件的制作质量和科学合理的应用成为提高课堂教学质量的关键。为进一步提高《园林植物病虫害防治》课程课堂教学质量,并将其建设成校级优秀课程,精心制作该课程的多媒体课件和提高课件课堂应用技术是重要途径和方法。笔者依据金陵科技学院园林本科应用型人才的培养目标,在明确了《园林植物病虫害防治》课程教学目标、重点、难点的基础上,选择适合的课件开发软件及课件类型——课堂演示型课件,[1]精心收集、制作课件所需文字、图形、视频等材料,课件设计坚持直观生动、易操作、可创新并具科学性的原则,制作出《园林植物病虫害防治》课程教学多媒体课件1套。该套多媒体课件已在园林本科专业《园林植物病虫害防治》课程课堂教学中连续使用超过3届,较好激发了学生对该门课程的学习兴趣。以教师为主体的《园林植物病虫害防治》课程课堂教学中,课件的应用与传统教学方法有机结合,提高了该门课程的教学质量,获得了较好的教学效果。

一、课件内容素材的准备

培养应用型本科人才就是培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向基层、面向生产、面向服务和面向管理第一线职业岗位的高级技术应用型人才。该类人才应具有较宽厚的理论基础、较广泛的知识面、较强的终身学习能力和独立处事能力、较强的创新意识和创新能力、较强的社会适应能力和较高专业素质和综合素质。根据应用型园林本科人才的培养目标,《园林植物病虫害防治》课程课件内容应更强调实践性、应用性和技术性。课件内容应紧紧围绕生产第一线的实际需要,强调基础知识的应用和成熟技能的实践,必须充分考虑当地经济发展水平、产业结构、经济类型等实际情况,以确保培育出来的人才能满足当地的经济发展和人才市场需求。因此,该课程的课堂教学重点放在对学生该门学科学习方法和专业技能应用的指导上,以及知识转化能力的培养上。文字、图形、图像、音频、视频、动画等课件内容素材的准备成为实现该课程教学目的的关键。

1.文字

《园林植物病虫害防治》课程主要由昆虫学、植物病理学和有害生物治理等3门学科的内容组成,专业术语多较难掌握,植物病虫害种类的识别诊断方法、病虫害发生发展的调查方法以及病虫害防治理论和措施等较复杂难于理解。课件文字内容主要包括有关专业术语、技术方法、防治理论及措施等陈述性文字,对专业术语和技术、理论等的解释性文字,以及生物学名等几大部分。专业术语、技术方法和防治理论及措施是文字内容的主要组成部分,例如触角、口器、藏卵器、昆虫分类方法、植物病害病原的镜检方法、综合防治理论、物理防治等术语。其次是对专业术语、理论的解释性文字,如利用柯赫氏法则对植物病害致病性病原的验证过程等。这些文字应尽量简练并是必须使用的。课件中常涉及的大量生物学名也是文字内容的重要组成部分,中文学名一定要准确无误,并附有正确的拉丁学名,如桑天牛(Apriona germari)。此外,根据课时安排,每节课件中可适当对该节重点、难点进行阐述,给出课后复习题等。课件中文字性内容尽量做到少而精,尽量避免将教材或讲义内容大段使用,使课件教学变成课堂上大家一起阅读浏览教材,导致课堂教学枯燥乏味。

2.图形、图像

图形、图像给予《园林植物病虫害防治》课程中许多专业术语、技术方法、理论等更为清晰明了的解释,非常直观,便于理解。课件中应用的图形、图像主要包括:虫体和器官形态结构图、病原形态图、昆虫虫体及危害照片、植物病害照片、植物病原显微图片、防治器械结构图及防治现场照片等。虫体和器官形态结构图和植物病原形态图可在大量相关专业资料中选出,或人工手绘获得。昆虫虫体及危害照片、植物病害照片、植物病原显微图片、防治器械结构图及防治现场照片等图片材料可通过互联网、各类相关专业性图谱资料获取部分,但更多的则需在较长实验教学和生产实践中不断地制作积累。昆虫形态识别的细微特征、植物病原形态特征等必须通过显微摄影技术来获取图片,如瓢虫科昆虫后足跗节的假3节、紫薇白粉病无性态病原形态图等,再经图像软件加工后用到课件中。

植物病虫害的发生因气候、植被、地形等因素的变化而不同,各地区植物生产和销售状况也会影响病虫害发生的种类和程度。因此,植物病虫害种类的相关图片应以收集当地园林植物上常发的重要种类为主,如江苏省常见园林植物病害、虫害主要有日本龟蜡蚧、星天牛、月季黑斑病、紫薇白粉病等等。

3.动画、视频

针对某一过程或现象,可使用动画、视频等举例说明,更加生动。这些内容主要包括孵化、羽化、蜕皮、变态、担孢子的形成、锈菌生活史、杀虫病毒的杀虫机理等等。此类材料部分来自互联网上的视频资源,部分自行录制编辑而成。

4.声音材料

适当选用些背景音乐,配合教师的音色特点,可突出教师的讲解。

二、课件的制作

1.制作软件的选择

近年来,随着多媒体教学课件系统开发需求的增加,多媒体课件制作软件不断推出,这些软件可分为多媒体素材采集与制作软件和多媒体素材编辑合成软件两大类。其中,多媒体素材采集与制作软件包括:WPS和Microsolft Word等文本素材软件,Adobe Ⅱ Illustrator、Firework、AutoCAD、CorelDRAW等图片素材软件,Potostudio和Photoshop等图像采集和制作软件,还有音频素材、动画素材、视频素材软件等等。多媒体素材编辑合成软件主要有PowerPoint、Flash、Authorware、FrontPage、课件大师、几何画板等。[2,3]这些软件又可分为单机课件制作软件和网络课件制作软件,如Authorware是一个单机课件的制作软件,而FrontPage是一个网络课件制作软件。一套课程教学课件的制作往往需使用多种制作软件才能达到预期效果,可根据对课件制作软件功能的了解程度及教学科目、教学内容、教学形式、教学资源等,合理地选择制作软件,使制作的课件达到最佳效果。课堂演示型课件目前使用较广泛的素材编辑合成软件为PowerPoint,它是一种操作简便,界面友好,配套模板、素材丰富的电子幻灯片制作软件,主要用于以讲授为主的课堂教学活动。[3]《园林植物病虫害防治》课件即采用该软件制作生成。此外,Authorware也是植物保护类课程课件制作中常用的多媒体软件。[4]endprint

2.课件的制作

根据《园林植物病虫害防治》课程的教学目的要求,依据各章节教学内容的不同,《园林植物病虫害防治》课程课件主要由6章组成:园林植物虫害基础、园林植物害虫识别、园林植物病害基础、园林植物病害病原诊断、园林植物病虫害防治原理与方法、重要园林植物病虫害种类等。课件设计制作包括对课件封面和各章节内容界面进行版面设计、显示方式设计、颜色搭配设计、字体形象设计和修饰等。每一界面均含有相应章、节的标题信息,并使教学内容、标题、按钮等固定在某些区域,便于操作与观看,逻辑严谨,条理清楚。每一界面文字内容尽量简明扼要,重点突出,文字字号尽量大,多采用宋体。对于关键性的标题、结论、总结等,用不同的字体、字号、字形和颜色加以区别。文字颜色以暗色为主,背景颜色以亮色为主。界面中图形、图像内容应准确、清晰,亮度、对比度恰当,重点观察内容可采用箭头或其他图形突出显示,并逐级放大,每张图形、图像都附有简洁的文字说明、图标及出处。视频、声音等均使用动作按钮,连接到相应术语、原理的文字处。整套课件各章、节、标题的字体大小、颜色、位置统一,音乐的节奏与教学内容相符, 返回方式统一, 按钮风格及背景颜色等也基本一致,浑然一体。

课件以教学大纲、教学进度为依据,编排各课时课件。每课时课件列出重点内容,每次课结束时给出小结。课件封面包含课件名称、课件作者、制作时间、版权等基本信息。封面下及各章标题后均设有导航界面,给出章节的内容标题和学时数,并使用超链接分别与各章节内容相连接。

制作课件时应避免出现“单一化”、“文字化”、“过量化”等现象,也不可过于追求“系统性”,集板书、过程、练习为一体,形式单一。界面还应避免过于花哨,影响学生对主要知识点的关注。

三、课件的应用

多媒体教学课件虽有助于扩大课堂信息量、激发学生的学习兴趣、减轻教师的体力负担、提高教学效率,但若应用不当,就难以达到预期的教学效果。课堂教学中,教师作为教学活动的组织者、引导者,仍是教学的主体,而多媒体课件应是教学活动的重要工具。所以,多媒体课件的使用不应淡化教师的作用,应尽量避免教师成为简单的传播员、解说员。

在课堂教学过程中,教师可根据教学进度调整课件的相应课时。针对重点、难点等不易掌握的知识点,可根据学生课堂掌握情况,利用超链接对教学内容进行反复讲解或适当取舍。多媒体课件的使用也不可一味追求真实再现,使之成为现场观摩课,而应适当引导,给学生足够的思考时间。总之,只有科学合理应用多媒体课件,并与传统的教学模式有机结合,[5]才能相得益彰,充分地调动学生的学习积极性,达到培养学生创新思维能力的目的,才能提高教学质量。

四、结束语

《园林植物病虫害防治》课程教学多媒体课件在连续多年的教学中能得到教师和学生的认可,该课程教学质量不断提高,一方面与该课件内容的精心选择和制作息息相关,另一方面就决定于教师对植保类课程的特点是否掌握,是否具有丰富的专业知识及技能,是否掌握教学规律能科学合理运用该课件。多媒体辅助教学虽然优点很多,但一旦使用不当,如忽视了传统教学手段的应用、重点难点不突出、多媒体教学课件的设计存在误区等,课堂教学未必能达到预期效果。所以,精美的、带有艺术性的课件制作,再加以科学、合理的讲解,才是提高课堂教学效果的关键。

参考文献:

[1]笵小彬.多媒体课件软件的对比与选用[J].中国现代教育装备, 2010(21): 32-33.

[2]穆强,刘宪.多媒体课件制作软件的特点与分类[J].实验室科学, 2006(5): 78-79.

[3]郑阳梅.多媒体课件制作软件的比较与选择[J].广西青年干部学院学报, 2006(6): 51-54.

[4]陈宇飞,胡振邦,刘斌.现代多媒体技术在植物保护教学中的应用[J].东北农业大学学报(社会科学版), 2008(6): 73-75.

篇5:园林植物保护学课件资料

一、名词解释

1、病原:引起园林植物病害发病的直接原因。

2、病原菌:在生物性病原中,真菌和细菌称为病原菌

3、非侵染性病害 :由非生物性病原所引起不具传染性的园林植物病害。

4、侵染性病害:由生物性病原所引起的具传染性的园林植物病害。

5、症状:寄主植物受病原侵染后所表现出的形式,是病症和病状的总称。

6、病症 :病原物在受害植物上所表现出的结构特征

7、生物性病原 :指以园林植物为寄生对象的一些有害生物。

8、子实体:着生真菌孢子的组织和结构

9、锁状联合:担子菌菌丝为保持双核性而形成的一种钩状结构

10、病毒:为一类不具细胞结构、由蛋白质和核酸为主成份的体积极小的专性寄生物。

11、病害流行:植物病害在一定地区或一定时间内发生普遍而严重称为病害流行;

12、致病性:病原物使寄主植物致病受害的能力;

13、侵染过程 :从病原物同寄主接触开始,到寄主呈现症状的整个过程;

14、侵染循环:指从前一个生长季节发病,到下个生长季节再度发病的过程。

15、隐症现象 : 病原物侵入寄主后,由于环境条件的限制,可以长期或永远不表现症状

16、潜伏侵染:当病原物侵入寄主植物后,由于寄主和环境条件的限制,暂时停止生长活动,寄主植物不表现症状,这称为潜伏侵染。

17、诱发抗病性:寄主受侵染后所诱导出的限制病菌扩展的特性;

18、下口式 :指头部纵轴与身体纵轴近似于直角关系的一种昆虫头式如蝗虫的形状。

19、昆虫年生活史:昆虫在一年内的发育史,确定地说由当年的越冬虫态开始活动起,到第二年越冬结束止的发育经过叫年生活史。20、跗

肢:昆虫体成对分节的外长物。

21、多胚生殖:昆虫的一个卵形成多个胚胎,发育为个体新的生殖方式。

22、补充营养:成虫期为性细胞发育成熟进行的取食。

23、龄期 :幼虫两次脱皮之间所经历的时间。

24、单寄生:指在一个寄主体上只寄生1头寄生昆虫的现象。

25、植物检疫:一个国家或地区用法律或法令形式,禁止某些危险的病虫、杂草人为地传入 1 或传出,或对已发生及传入的危险病虫、杂草,采取限制其继续扩展所采取的一系列措施。

26、孤雌生殖:又称单性生殖,是指卵不经受精,也能发育新个体的生殖方式

27、耐害性:指植物受害后,有很强的增殖或恢复能力,可以显著减轻被害的损失。

28、生物防治:利用一切生物手段防治病虫害;

29、长日照型昆虫:长日照下不滞育的昆虫;

30、纵

脉:由翅的基部伸向翅的边缘的翅脉如径肪,中脉等。

31、后口式:口器向后,头部和体躯纵轴成锐角的一种口式;

32、昆虫的世代:昆虫自卵期的胚胎发育开始,经过幼虫、蛹直至成虫性成熟的整个阶段,称为 1个世代。

33、滞育:主要受光周期的控制,在一定的光照条件下,同种昆虫的大部或全部个体中止发育的现象。

34、恢复营养 :有些成虫期很长的昆虫,多次反复进行补充营养,每一次补充营养之后,就有一批卵发育成熟,这种取食,称为恢复营养。

三、简要回答

1.简述杀虫烟剂的施放条件

答:存在逆温现象时,林分郁闭度﹥0。7,无风或微风,安全。

因为逆温存在时气温随高度增加而增加,林冠层是温度最低的地方,因此烟雾在上升至林冠时即被封锁,烟可在林内滞留才能达到好的效果,而逆温只在晴天的日落之后到第二天日出之前,所以烟只能在夜晚至日出前放(晴天时),郁闭度不够封锁效果不好,烟可以林窗逸出,风大会将烟吹散,微风可帮助烟的扩散,但要注意放烟的方向,安全检查是所有防治工作中都要注意的问题,放烟亦不例外,造成人畜伤亡之事在林业病虫防治中已属有发生)2.简述天牛类害虫的防治方法

答:(1)加强抚育管理,使植株生长健壮,增强抗虫能力。

(2)物理防治(成、幼虫的人工捕杀)(3)化学防治(4)树干涂白

3.幼苗立枯病大发生的条件及其防治措施

答:(1)苗木出土后一个月内,幼苗未木质化;苗颈幼嫩,易造成侵染

(2)高温高湿的环境因素:有利于病菌的生长繁殖,不利于种芽和幼苗的呼吸和生长;

(3)病菌繁殖体的积累:由于该病的病程短,每次病程后残体中的病菌能大量积累作 为爆发性病害的侵染来源。

(4)圃地管理:包括苗圃选择(考虑前作物)、细至整地,合理施肥,目的在于,不利于病菌的生长 繁殖,有利于幼苗的生长,增强其抗病性;

(5)土壤消毒:消灭侵染来源;

(6)及时播种:种子发芽顺利,在苗木木质化前错过高温高湿的气候;

(7)药剂防治:幼苗发病后,病程短,来势快,阻止其蔓延及病菌积累。常作药剂有:70%敌克松、波尔多液

4.影响园林植物病害流行的因素主要包括哪些方面? 答:(1)病原物:涉及病原物毒力小种出现、病原物数量;

(2)寄主:易感病寄主植物存在、并且集中成片;

(3)环境条件:出现有利于病原的环境,特别是温度、湿度降水是影响病害流行的主要环境条件。5.害虫生物防治的途径

答:(1)以虫治虫(2)以菌治虫

(3)以鸟治虫

(4)以激素治虫 6.比较昆虫真菌病、细菌病、病毒病的症状:

答:(1)真菌病:虫尸僵硬,可见病症(各种颜色的菌丝成孢子);(2)细菌病:虫尸软化,体液浑浊,恶臭;

(3)病毒病:虫尸软化,体液清泽无臭。7.松疱锈病为例说明锈菌的生活史

答:引起松疱锈病的锈菌需顺序经历5个不同的发育阶段,产生5种类型的孢子,并需转主寄主才能完成全部发育过程。

(1)性孢子和性孢子器阶段(0):单核单倍体阶段(2)锈孢子和锈孢子器阶段(Ⅰ):双核(3)夏孢子和夏孢子堆阶段(Ⅱ):双核

(4)冬孢子和冬孢子堆阶段(Ⅲ):双核→单核双倍体(5)担孢子和担子阶段(Ⅳ):单核单倍体

0、Ⅰ阶段在松上,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、在茶 子成马先蒿上

8.幼苗立枯病症状的主要类型

答:(1)种芽烂型:种芽出土前,病菌侵入,破坏种芽的组织引起腐烂,地面表现缺苗。

(2)茎叶腐烂型:幼苗出土前,病菌侵染,茎叶腐烂。

(3)幼菌猝倒型:幼菌出土后,扎根叶期,茎部未木质化,病菌白根茎侵入,破坏苗颈组织,幼菌迅速倒状,引起典型的猝倒症状。

(4)苗木立枯病:苗木茎部木质化后,病菌难从根茎侵入,而从根部侵染。根不腐烂,病苗枯死,但不倒状,故称立枯病。

9、比较全变态和不完全变态昆虫的特征

答:(1)不完全变态:三个虫期,卵期,幼虫期,成虫期,幼虫与成虫外表相似;(2)全变态:四个虫期, 卵期,幼虫期,蛹期,成虫期,幼虫与成虫外表差异大.10、有效积温法则的应用

答::(1)推测一种昆虫在不同地区可能发生的世代,N= K1/K ;(2)预测昆虫地理分布的界限;(3)预测昆虫的发生期;(4)控制昆虫发育进度;(5)推算昆虫发育起点温度和有效积温数值.11、锈菌的侵染特点及其所致病害的防治途径

答:(1)重叠侵染:一是锈菌的生活史期,锈菌每年都产生,二是夏孢子的重复侵染;

(2)转主寄生:松疱锈病的侵染循环需在两个寄主上才能完成。

以上两个侵染循环特点导致松疱锈病防治难度大,需采取相应的策略才能预防和控制其病害的发生发展。

(3)检疫:由疫区输出苗木要检疫,在病区附近不设松类苗辅。

(4)铲除中间寄主:切断侵染循环链。

(5)营林措施:修枝、间伐、抚育。

(6)化学治疗:松蕉油原液和不脱酚洗油于或300ppm内疗素注射皮部.12、真菌病害的侵染循环与病害防治的关系 答:(1)越冬结构、场所——消灭侵染原

(2)传播距离和方式——防治范围、防治方法

(3)初次侵染时间——防治时机

(4)再次侵染有或无——防治次数

13、苗木紫纹羽病的症状及防治方法

答:症状:(1)根系:---紫红色丝网状物---;(2)地上部分:叶形短小、发黄、皱缩卷曲。防治方法:(1)选用健康苗木栽植(2)可凝苗木进行消毒处理;(3)肥水适宜,促进苗木健康生长;(4)清除病残体,土壤消毒;(4)贵重观赏树木实行外科治疗。

14、园林植物病毒病的防治方法

答:(1)铲除一切侵染源;(2)防止介体传染;(3)茎尖组织培养脱毒

(四)热处理和冷处理;

(五)弱毒疫苗的应用;(6)药物处理。

15、袋蛾类的防治方法

答:

1、物理机械防治(人工摘除护囊):

2、化学防治:

3、生物防治:

16、苗圃害虫蝼蛄类的防治方法

答:(1)园林技术:施用厩肥、堆肥等有机肥料要充分腐熟,可以减少蝼蛄产卵;(2)灯光诱杀成虫。(3)毒饵诱杀;(4)鲜马粪或鲜草诱杀。

17、园林植物白粉病菌的特点及所致病害的防治方法

答:特点:(1)专性寄生菌;(2)分生孢子产生、萌发较快,再侵染次数多;(3)耐干旱。

防治方法:(1)清除病残株;(2)防止苗木贪青徒长,合理密植。(3)化学防治。

18、园林植物细菌病害的侵染循环特点及防治途径

答:侵染循环:(1)侵入途径(伤口,自然孔口);(2)传播途径和侵染来源

防治途径:(1)园林技术防治;(2)抗生素治疗;(3)防止造成伤口和及时保护伤口。

19、园林植物食叶害虫的发生特点

答:(1)具有咀嚼式口器,往往以幼虫(膜翅目、鳞翅目)或成虫、幼虫(鞘翅目、直翅目)为害健康的植株,从而使植株生长衰弱,为天牛、小蠹等蛀干害虫侵入提供适宜条件。(2)这类害虫大多数营裸露生活(少数卷叶、营巢),因此受环境因子影响较大,表现为虫口消长明显。

(3)繁殖量大,且往往具主动迁移、迅速扩大危害能力。(4)某些害虫发生具周期性。20、刺蛾类的防治方法

答:(1)园林技术防治:(2)物理防治:(3)化学防治:(4)生物防治

21、锈菌的特点及其所致病害的防治途径

(1)专性寄生菌;(2)多态型现象;(3)转主寄生现象;(4)植物检疫;(5)铲除中间寄主;(6)化学防治;(7)抗病育种。

22、比较昆虫咀嚼式口器、刺吸式口器结构及危害特点

(1)咀嚼式口器:原始口器类型,由上鹗、下鹗、上唇、下唇,舌组成;造成植物各种形 式的机械损伤;

(2)刺吸式口器:与咀嚼式口器相比,有很大的特化,其不同点在于:一唇很短,下唇延伸成分节的喙,有保护口器的作用,上、下鹗变成细长的口针。能刺入植物组织吸取汁液,常使植株呈现褪色的斑点,卷曲、皱缩、枯萎或变为畸形。

23、比较全变态和不完全变态昆虫的特征

全变态:卵---幼虫---蛹---成虫四个时期,幼虫与成虫差别大; 不完全变态:卵--幼虫----成虫三个时期,幼虫与成虫差别小;

24、病原菌致病机制与园林植物的抗病机理

致病机制:(1)酶,(2)毒素;(3)生长调节物质 抗病机理:(1)固有抗病性;(2)诱发抗病性

25、生理病变、组织病变、形态病变的关系

答:生理病变是动力,组织病变是基础,形态病变是外在表现。

26、细菌病害的防治方法

答:(1)消灭侵染来源;(2)防止造成伤口和及时保护伤口;(3)抗生素治疗

27、全变态昆虫的幼虫类型

答:(1)不完全变态昆虫;(2)完全变态昆虫

28、食叶害虫的发生特点

答:(1)食叶害虫具咀嚼式口器,往往以幼虫(膜翅目、鳞翅目)或成虫、幼虫(鞘翅目、直翅目)为害健康植株,从而使植株生长衰弱,为蛀干害虫(天牛、小蠹虫)侵入提供适宜条件,因此,常称为初期性害虫。

(2)食叶害虫大多营裸露生活(少数卷叶、营巢),因此受环境影响较大,表现为虫口消长明显

(3)食叶害虫繁殖量大,往往具主动迁移、迅速扩大危害的能力。

(4)某些种类大发生常呈现阶段性(初始阶段、增殖阶段、猖獗阶段、衰退阶段)及周期性(上述阶段性发生过程,往往“重复”出现且呈现一定的周期性,这种周期性出现的间隔期及每一“重复”持续的时间,因虫种及当时的有关因素而异)。

29、半知菌亚门的特点

答:(1)营养体:有隔菌丝,常产生变态体;

(2)无性繁殖:分生孢子,分生孢子梗,分生孢子座,分生孢子盘,分生孢子器。(3)有性繁殖无或尚未发现。30、病毒病的主要特点

答:(1)症状类型(无病症表现);(2)隐症现象和潜伏侵染;(3)交叉保护;(4)系统侵染(全株性病害,种子和花粉带毒)

31、刺吸式害虫的发生特点

答:(1)除少数蚜虫、螨类等形成虫瘿在植物组织中危害外,多聚集为害树木或花卉的嫩梢、枝、叶、果等部位;

(2)成虫或若虫以刺吸式口器吸取植物营养,造成幼叶卷叶、枝叶丛生,枝叶枯萎,甚至整株枯死。

(3)刺吸类害虫首先点片发生、虫口密集、繁殖迅速,扩展蔓延快,但多因个体小,发生初期往往被害状不明显,在防治时如果不抓住有利时机,采取综合防治的方法,很难达到满意效果。

(4)刺吸类害虫可给某些蛀干害虫的侵害创造有利条件,可诱发煤烟病,并是病毒病的传播媒介。

三、论述题

1、举例说明如何根据害虫的生物学特性制定防治措施

答:(1)制定害虫的防治措施,必须以害虫的生物特性为依据,才能有敌放矢,事半功倍;(2)举例说明:应举出4组“生物学特性→防治措施”的对应关系(可以是一种害虫的,亦可分别从不同害虫中列举)、(上一题是最好的例证:①产卵场所选择性→人工挖卵;②喜食尿味食物→毒饵诱杀;③雌成虫产卵前行动迟缓→人工捕杀;④1、2龄 跳蝻在小竹杂草上取食→撒粉防治;⑤3-4龄在大竹为害→烟剂熏杀)。

2、举例说明园林植物症状表现的特点及其在诊断上的应用

答:(1)特异性(2)阶段性(3)相似性(4)差异性

3、真菌病害的侵染循环与病害防治的关系 答:(1)越冬结构、场所——消灭侵染原

(2)传播距离和方式——防治范围、防治方法

(3)初次侵染时间——防治时机

(4)再次侵染有或无——防治次数

4、举例说明蚜虫的防治方法

(1)园林技术防治:注意检疫虫情,抓紧早期防治。盆栽花卉上零星发生时,可用毛笔蘸水刷掉,并及时处理干净,以防蔓延;木本花卉上的蚜虫,可在早春刮除老树皮及剪除枝条,消灭越冬卵。

(2)生物防治(保护和利用天敌):常见的有瓢虫、草蛉、食蚜蝇、蚜茧蜂、蚜小蜂等。(3)化学防治:蚜虫发生量大时,可喷40%氧化乐果、乐果、50%马拉硫磷乳剂或40%乙酰甲胺磷1000-1500倍液。或喷鱼藤精1000-2000倍液。

发生在球茎上(郁金香、百合、唐菖蒲、番红花)的蚜虫,可在栽培前,将受害球茎浸泡在含有湿润剂的林丹(25g/L)药液中15分钟;或用尼古丁或林丹作烟雾剂,进行熏蒸防治。(4)物理机械防治:利用色板诱杀,在花卉栽培地或温室内,可放置黄色粘胶板,诱粘有翅蚜虫。还可采用银白锡纸反光,拒栖迁飞蚜虫。

5、举例说明害虫生物防治的途径

答:(1)以菌治虫;(2)以虫治虫;(3)以激素治虫;(4)以鸟治虫

6、病原菌的致病机理和园林植物的抗病机制。

答:致病机理:(1)酶的作用;(2)毒素的作用;(3)激素

抗病机制:(1)固有抗病性;(2)诱发抗病性

7、举例说明病害流行的因素。

答:(1)病原因素;(2)寄主因素;(3)环境因素。

8、概述蚧壳虫的防治方法:

(1)检疫措施:在自然情况下,蚧虫是不活泼或不活动的种类,其自身传播扩散能力有限,但由于其本身特点,极易随苗木、果品、花卉的调运与交换传播各地,因此,必须加强植物检疫,消灭或封锁在局部地区发生严重的蚧虫,对国内或国际间调运的花木要严格检疫手续,如发现有严重的蚧虫,要及时采取有效措施,经过认真防治后,才能调运。否则,要集中烧毁。

(2)园艺防治:主要通过园林技术措施来改变和创造不利于蚧虫发生的环境条件不仅有直接防治的作用,还有积极预防的作用。如;(1)选育抗虫品种;(2)实行轮作;(3)合理施肥,清洁花圃,合理确定植株密度。

(3)化学防治:(1)消灭越冬代雌虫:冬季可喷施1次10-15倍的松脂合剂或40-50倍的机油乳剂。(2)消灭越冬代若虫:冬季和春季发芽前,喷波美3-5度石硫合剂或3-5%柴油 乳剂。(3)若虫期防治:对出土的初孵若虫,早春可在树根周围土面喷撒杀虫剂,可用50%西维因可湿性粉剂500倍液,或50%辛硫磷乳油1000倍液。对植株上的若虫,抓住孵化盛期喷药,此时介壳未增厚,药剂容易渗透。(4)生物防治(保护和利用天敌):

(1)瓢虫的利用:澳洲瓢虫可捕食吹绵蚧;大红瓢虫和红缘黑瓢虫可捕食草履蚧;红点唇瓢虫可捕食褐叶圆蚧、紫薇绒蚧等多种蚧虫。(2)小蜂的利用:蚜小蜂、跳小蜂、缨小蜂----寄生盾蚧;(3)鸟:一些鸟能啄食体型较大、活动性较强的蚧虫。

9、举例说明真菌病害的侵染循环 答:(1)侵染循环的概念

(2)实例:如松疱锈病或杨树烂皮病

10、举例说明以菌治虫的生物防治在生产实践中的应用 答:(1)以菌治虫的概念

(2)白僵菌的应用(3)病毒的应用(4)细菌的应用

11、举例说明如何根据园林植物害虫的生物防治的途径

(1)以菌治虫:白僵菌防治松毛虫;核型多角体病毒防治鳞翅目害虫(2)以虫治虫:肿腿蜂防治天牛;赤眼蜂防治松毛虫;瓢虫防治吹绵蚧

12、举例分析园林植物病害流行的因素

(1)病原因素:新的小种出现或病原物的大量积累,如幼苗猝倒病(2)寄主因素:苗木未木质化前(幼苗猝倒病)(3)环境因素:高温高湿(幼苗猝倒病)

13、举例说明柯赫假定(人工诱发试验)答:(1)分离:从病植株分离纯化可疑病原物;

(2)接种:将可疑病菌接种到健康植株上,观察发病情况,并与原发病株比较;(3)再分离:从接种后发病植株上分离的病原物,是否为接种病原。

14、举例说明侵染过程

答:(1)接触期;(2)侵入期;(3)潜育期;(4)发病期

15、举例说明园林植物苗圃害虫的防治方法 答:以蝼蛄为例:

(1)园林技术防治;(2)灯光诱杀成虫;(3)毒饵诱杀;(4)鲜马粪或鲜草诱杀。

篇6:幼儿园植物课件

植物界的定义:含有叶绿素能够进行光合作用的陆生多细胞真核生物。包括以下类群:苔藓植物,蕨类植物,裸子植物,被子植物 初级生产者;

植物在自然界和人类生活中的作用:物质、能量循环;为其他生物提供赖以生存的栖息和繁衍后代的场所;调节气温、水土保持;净化大气和水质

一、植物细胞的基本结构

1、形状、大小——球状体、多面体、纺锤体、锥形体等;种子植物细胞:10-100 µm

2、基本结构——细胞壁 原生质体 原生质(原生质体是由生命物质原生质所构成,是细胞各类代谢活动的主要场所,是植物细胞最重要的部分))

3、结构特征(1)细胞壁

A.细胞壁的化学组成:多糖和蛋白质(最重要)

木质素等酚类化合物(增加机械强度)

脂类化合物(角质、栓质、蜡)(防止水分蒸发、机械损伤、抗病菌感染)

矿物质(草酸钙、碳酸钙和硅的氧化物)(增加硬度

细胞壁成分的变化:植物种类和细胞类型而有别;随细胞的发育和分化而变化(初生壁、次生壁成分不同)

B.细胞壁层次:(依形成的时间和化学成分划分)胞间层:又称中层或中胶层,果胶 初生壁:a.形成:细胞生长过程中由原生质体分泌形成的细胞壁层。b.特点:薄,约1-3nm,质地较柔软,有较大的可塑性,能随细胞的生长而延展。c.组成:纤维素、半纤维素和果胶(纤维素约占1/4,基质多糖相对较多,很少有木质素)次生壁:a.形成:细胞停止生长后,在初生壁内侧继续积累的细胞壁层。b.特点:较厚,约5-10nm,质地较坚硬,有增强细胞壁机械强度的作用,没有伸缩性。c.组成:纤维素、半纤维素和木质素

(纤维素含量多,约占1/2,基质多糖相对较少,较多木质素,可能有栓质等。)

C.与细胞壁相关的结构

初生纹孔场:初生壁的厚度往往是不均匀的,常有一些凹陷的区域,其内有胞间连丝通过,这个区域称为初生纹孔场。

纹孔:次生壁形成时,有一些中断的区域,只有中胶层和初生壁,这种比较薄的区域称为纹孔。

(注意:纹孔也可在没有初生纹孔场的初生壁上产生)胞间连丝: 是连接相邻两个植物细胞的跨细胞的细胞器,是植物细胞间物质和信息交流的直接通道。胞间连丝将相邻的细胞连成一个生活的连续体

(胞间连丝是贯穿细胞壁的管状结构,周围衬有质膜,与两侧细胞的质膜相连。中间有连丝微管,连丝微管与质膜之间为细胞质通道,一般认为连丝微管中间没有腔,物质通过胞间连丝主要经由细胞质通道。)共质体:胞间连丝把所有生活细胞的原生质体连接成一个整体 质外体:细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔。

D.细胞壁在生命活动中的作用——机械支持,细胞生长的调控,物质运输,细胞识别,细胞分化,防御功能(主动抵御、木质化;寡糖诱导植物抗毒素)

(2)质体

植物细胞特有的细胞器,与碳水化合物的合成与贮藏密切相关 叶绿体

植物绿色细胞中

(叶绿素、叶黄素和类胡萝卜素)有色体

果实、花瓣或植物其他部分

(叶黄素和类胡萝卜素)白色体

植物体各部分储藏细胞中,淀粉和脂肪合成中心,不含色素,呈无色,颗粒状。【eg.造粉质体(淀粉体),蛋白质体(糊粉粒),造油体】

(3)液泡

细胞质中由单层膜包围的充满水液的泡。功能:调节细胞水势和膨压——压力渗透剂

参与细胞内物质的积累与移动(糖、脂肪、蛋白质的储藏场所)

隔离有害物质,防御作用

提高抗旱抗寒能力

参与新陈代谢

二、植物的组织与组织系统

组织:在个体发育中,具有相同来源的(即由同一个或同一群分生细胞生长、分化而来的)同一类型、或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位。

1.分生组织

由具有持续分裂机能的细胞组成,位于植物体生长部位。按来源、性质分:

原分生组织:位于根、茎生长锥的最顶端部分,是直接由胚细胞保留下来的一群原始细胞。细胞体积小,细胞核大,分裂能力强,连续分裂

初生分生组织:细胞在形态上出现了最初的分化,仍具有很强的分裂能力,但是不及原分生组织旺盛。是一种边分裂、边分化的组织,可看作是由分生组织向成熟组织过渡的组织。次生分生组织:由已经成熟的薄壁细胞,经过生理上和结构上的变化,又重新恢复分裂能力的组织,与根茎的加粗生长和重新形成保护组织有关。按位置分

顶端分生组织 使根、茎不断伸长,在茎上形成侧枝和叶 侧生分生组织 维管形成层

木栓形成层

居间分生组织 位于成熟组织之间,是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。位于单子叶植物茎的节间和叶鞘的基部。与居间生长有关,如拔节、抽穗。2.成熟组织or永久组织

按功能分类:(1)保护组织 A.初生保护结构——表皮

细胞类型:表皮细胞

气孔器(保卫细胞)毛状体

表皮毛状体为表皮上的附属物 作用:保护、分泌、吸收 等。表皮的作用:吸收、分泌、防御,气体交换、调节水分蒸发

B.次生保护结构——周皮 位于裸子植物和双子叶植物的老根老茎的外表 木栓层,木栓形成层,栓内层(2)薄壁组织(基本组织)

特点:具有薄的初生壁,较大,富含细胞间隙,具有生活的原生质体,细胞分化程度较低,在一定条件下可以转化为次生分生组织。(3)机械组织 厚角组织:分布于器官的外围,不均匀初生壁加厚,活细胞器官尚在伸长或经常摆动的部位,幼茎、叶柄、叶脉、花梗

厚壁组织:死细胞,均匀增厚的次生壁,常木质化。eg.纤维、石细胞(4)维管组织(疏导组织)

木质部 导管 导管在发育过程中伴随着细胞壁的次生加厚与原生质体的解体,导管两端的细胞初生壁被溶解,形成穿孔。成熟的导管分子为长管状的死细胞

管胞(长管状、运输水分和无机盐的死细胞)通过纹孔对运输水分 绝大多数裸子植物和蕨类唯一输导水分和矿物质的结构。绝大多数被子植物中导管和管胞同在,且以导管为主。

韧皮部 筛管:运输有机物的结构。筛管分子长成后,细胞核退化,细胞质仍保留,其末端的细胞壁称筛板,其上有筛孔,联络索

伴胞 筛胞

供营养(5)分泌组织

A.外分泌结构常分布于植物体的外表,将分泌物排于体外。E.G.蜜腺 腺毛 盐腺

B.内分泌结构是将分泌物滞留在植物体内的分泌结构 3.组织系统

1.皮组织系统,简称皮系统 表皮 周皮

2.维管组织系统,简称维管系统 韧皮部

木质部

3.基本组织系统,简称基本系统

薄壁组织

厚角组织

厚壁组织

第二部分

一、植物细胞的生长发育与分化

1、植物细胞的生长

2、植物细胞的发育

细胞生长过程伴随着发育过程(体积、形态、生理变化)生长发育的结果:细胞发生分化,组织器官发育成熟,衰老、死亡 植物的个体发育的过程就是细胞分裂与分化的过程

3、植物细胞的分化

在个体发育过程中,细胞间在形态、结构和生理功能上发生稳定差异的过程称为细胞分化。

细胞分化的实质:细胞分化是基因有选择地表达的结果,不同类型细胞合成不同种类的特异性蛋白质(部分特定基因被激活)

4.植物细胞的全能性

植物的体细胞含有母体细胞的全部遗传信息,具有发育成完整植株个体的潜能。

5.种子的结构;出土萌发;留土萌发

6.a.植物的营养生长 苗和根系的伸长,叶子的展开,茎的分枝和成熟植株形态的确立 b.植物的生殖生长

c.植物的初生生长

由于顶端分生组织细胞的分裂和分化导致的生长。伸长生长

二、根的生长及其结构

(1)根尖及其分区

指从根的顶端到着生根毛的部分,是根中生命活动最旺盛、最重要的部分。根尖分为四个区

根冠

分生区 伸长区

成熟区(2)根的初生结构

A.表皮:细胞排列整齐,紧密,细胞壁薄,有根毛 B.皮层:内皮层

(凯氏带)外皮层

C.维管柱(中柱): 中柱鞘:细胞有潜在的分裂能力,形成侧根

初生木质部:导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞;初生韧皮部:筛管、伴胞、韧皮纤维、韧薄壁细胞;幼根中初生组织结构(单子叶植物与双子叶植物根的初生结构比较)单子叶(空)

根的初生结构的特点(双子叶):

a.初生木质部位于中心,辐射状或星芒状木质部束,木质部束数目稳定,二原型、三原型、多原型

b.初生韧皮部与木质部相间排列,数目相等;c.根的木质部与韧皮部之间由薄壁组织隔开;d.根的木质部与韧皮部的发育都是外始式;(3)侧根的发生

起源:中柱鞘,内皮层可以不同程度参与侧根的形成 发生位置:侧根原基在根毛区产生,在根毛区后方形成。侧根在母根组织中的位置:在同一种植物中常常是稳定的二原型:木质部与韧皮部之间;

三、四原型: 木质部脊的位置;多原型:正对着韧皮部(4)根的次生生长与次生结构

A.根的次生生长是由根的侧生分生组织——维管形成层和木栓形成层的活动的结果。维管形成层活动(维管形成层进行平周分裂的同时也进行垂周分裂)

使根加粗; 木栓形成层活动

形成新的保护组织——周皮。B.维管形成层(形成层)的产生与活动 来源:原形成层细胞

中柱鞘细胞

结构:次生木质部 导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞(垂直系统)木射线(水平系统)

次生韧皮部 筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞 韧皮射线(水平系统)木射线和韧皮射线合称维管射线 C.木栓形成层的产生与活动: 来源:中柱鞘细胞(早期)、次生韧皮部细胞(后期)产生:周皮(木栓层 木栓形成层 栓内层)D.根的次生结构

次生木质部

次生韧皮部

维管形成层

周皮

维管射线

三、茎的生长及其结构

(一)茎的基本形态

1、茎的外形

茎: 是植物地上部分的轴,其上着生叶、花和果实.起源于种子内幼胚的胚芽,有时还加上部分下胚轴。

枝条: 着生叶和芽的的茎称为枝或枝条 节:茎上着生叶和芽的位置.节间:两节之间的部分叫节间

叶痕:茎上的叶子脱落后留下的痕迹.皮孔:植物老茎木栓层表面形状各异的裂缝。这是老茎与外界进行气体交换的通道.2、茎的生长习性和分枝

生长方向与根相反;茎、根都是顶端生长,由顶端分生组织细胞分裂、伸长的结果;在少数如禾本科植物还有居间生长

(二)茎的初生生长与初生结构

1、茎尖及其发展

茎尖:茎的主干或分枝顶端叫茎尖。

茎尖的组成:生长锥

伸长区

成熟区

与根尖不同:无帽状结构,而是埋藏在顶芽内,被许多幼小的叶片紧紧包裹保护。

茎尖的分生组织

是茎本身生长延长的细胞源泉,分化形成叶、花、侧枝等。

2、芽的类型及构造

芽:是幼态未伸展的枝,花或花序。包括茎尖分生组织及其外围附属物,将来可发育形成枝或花。

由种子萌发所生长的植物,胚芽是第一个芽。胚芽发育成主茎、叶及腋芽;腋芽发育成分枝,庞大的分枝系统

顶芽的结构:生长锥(分生组织)、叶原基、小叶、腋芽原基

3、双子叶植物茎的初生结构 A.表皮:茎的初生保护组织,有表皮毛和气孔器分布。

B.皮层: 主要由薄壁细胞组成,外围分化出厚角组织,有些植物茎的周围存在厚壁组织一般无内皮层。C.维管柱(中柱):初生维管束、髓、髓射线。

a.初生维管束包括:

(是无限维管束,维管束在茎中成环形排列)

初生木质部:导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞。分化发育的顺序:内始式 初生韧皮部:筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞。分化发育的顺序:外始式 束中形成层:原形成层细胞保留下来,形成新的木质部和韧皮部

b.髓: 茎的中心部分,由薄壁细胞组成。贮藏各种内含物,丹宁、晶体、和淀粉等。

c.髓射线:维管束之间的薄壁组织,位于皮层和髓之间,在茎的横切面上呈放射状排列,有横向运输的作用

单子叶植物茎的特点

1、大多数单子叶植物只有伸长生长和初生结构

2、单子叶植物表皮细胞为终身保护组织,没有周皮形成

3、维管束分散在基本组织之中或呈二轮分布在基本组织外侧周围(水稻)

4、有限维管束,没有束中形成层

5、皮层、髓、髓射线之间分界不清楚或不存在

(三)茎的次生生长与次生结构

茎的次生生长是由茎的侧生分生组织——维管形成层和木栓形成层细胞分裂、生长和分化,产生次生结构的过程。由此产生的结构叫次生结构。1.维管形成层的产生与活动

束中形成层和束间形成层形成维管形成层(纺锤状原始细胞和射线原始细胞)产生的结构:次生木质部 次生韧皮部 维管形成层的细胞组成

纺锤状原始细胞:细胞分裂产生纤维、导管、管胞和伴胞等,构成茎的轴向系统平周分裂为主,产生次生木质部和次生韧皮部原始细胞。

射线原始细胞:等径,细胞小,分裂产生射线细胞,构成植物的径向系统

2、木栓形成层的产生与活动: 来源:皮层薄壁细胞(多数),表皮(柳树、苹果),初生韧皮部薄壁细胞(少数)(葡萄、石榴)

产生:周皮(次生性保护组织 木栓层 木栓形成层 栓内层)

3、茎的次生结构

次生木质部 次生韧皮部

维管形成层

周皮

4、年轮、年轮线

边材、心材 树皮

维管形成层以外的所有部分 年轮 夏材 春材 第三部分

一、繁殖的类型

当生物生长发育到一定阶段时,就要繁衍与自己相似的后代,以延续其种族,这种现象叫生殖

繁殖:植物产生新个体的现象。生殖:以生殖细胞发育成为下一代新个体的方式

1、营养繁殖: 植物营养体的一部分直接形成新个体的繁殖方式。

2、无性生殖:生殖细胞不经两性的 结合可直接发育成新个体的繁殖方式。这种具有生殖能力的细胞称为孢子。无性生殖也称为孢子生殖。

eg.孢子植物:苔类、蕨类的孢子生殖发达且不产生种子,称为孢子植物(多数孢子植物也有有性生殖)。种子植物:通过有性过程产生种子,但也会产生孢子,也具有无性过程。

无性繁殖的利弊:利:有利于保持亲代的遗传特性;繁殖速度快,有利于大量快速的繁衍种族。弊:后代来自于同一基因型的亲本,生活力往往会有一定程度的衰退。

3、有性生殖:通过两性细胞的结合形成新个体的繁殖方式。最常见的方式: 配子交配。配子:单倍体的有性生殖细胞

植物的有性生殖类型:同配生殖.异配生殖.卵式生殖(高等植物均行卵式生殖)由精子和卵融合称为受精作用, 受精后的合子称为受精卵

有性生殖的意义:配子变异多,后代的变异自然也多;由异性核配形成的合子发育形成的后代较亲代的适应性更强;为选择提供了更广泛的物质基础,丰富的材料,使物质在结构和功能上更得到改善,有利于进化。

不利:弥补了无性生殖的缺点,又失去了无性生殖快速繁衍的优点。植物的生长分为两个阶段:营养生长 生殖生长 花芽分化是植物由营养生长转入生殖生长的标志

二、被子植物花的结构

(一)花的组成与基本结构 花被 雄蕊 雌蕊 花托 花柄

花是适应于繁殖功能的变态枝,花是不分枝的变态的短枝。花是被子植物的繁殖器官,通过开花传粉、受精后形成果实。花是果实和种子的先导,花、果实种子成为一体,但出现的先后和发展的性质及结构互有不同。

1、花柄和花托

花柄:着生花的小枝,也称花梗,支持花,又是茎和花相连的通道

花托:花柄或小梗的顶端部分,一般略成膨大,花的各部分按一定的 方式排列在它上面。花托的形状也随植物种类而异。

2、花冠的类型

花冠的作用: 招引昆虫传粉;保护雌蕊和雄蕊

花瓣也有分离和连合之分 eg.离瓣花

桃花、毛茛花

合瓣花 牵牛花

3、雄蕊的变化——各种方式的连合

A.单体雄蕊——花丝成1束 B.多体雄蕊——花丝连合成多束 C.聚药雄蕊 D.二体雄蕊

4、雌蕊的结构与类型

A.单雌蕊——一朵花中的雌蕊只由一个心皮组成(蚕豆、大豆)B.复雌蕊——一朵花中的雌蕊由几个心皮组成C.离生雌蕊——组成复雌蕊的心皮彼此分离D.合生雌蕊——组成复雌蕊的心皮相互连接成一个雌蕊

雌蕊群: 一朵花中雌蕊的总称,可有1或多枚雌蕊。

雌蕊是被子植物的雌性生殖器官,由一个或多个包围胚珠的心皮组成。构成雌蕊的单位是心皮, 是具有生殖作用的变态叶。

柱头 花柱 子房(子房壁

胎座(胚珠以珠柄着生在胎座上)胚珠(种子的前身))柱头:柱头的表皮细胞呈乳突状、毛状或其它类型,分两类

A.湿型柱头:表面有柱头分泌液,含有水分、糖类、脂类、酚类、激素和酶等,可粘附花粉,并为花粉萌发提供水分和其它物质。

B.干型柱头:表面无分泌液,其表面的亲水蛋白质表膜能从膜下的角质层中断处吸收水分,如小麦、水稻等植物的柱头。

花柱

空心花柱

花柱道

通道细胞

实心花柱

引导组织

胞间隙充满果胶

成熟胚珠的结构

珠被(内、外)珠孔 珠心 胚囊(雌配子体)

(二)花各部分结构的多样性及其演化

1、花部数目的变化

从多而无定数到少而有定数

多数被子植物,花被、雌蕊、雄蕊数目稳定在3数(多为单子叶植物)、4数和5数(多为双子叶植物)或3、4、5的倍花部的数目在演化中趋于退化减少,如紫丁香

2、排列方式的变化

原始种类花部呈螺旋状,多数植物中花部呈轮状排列

3、对称性的变化

两侧对称

辐射对称

4、子房位置的变化

(三)花序

花按一定的排列格式生长在共同的花轴上, 这种簇生的形式称为花序

1.无限花序:在开花期间其花序轴可继续生长,不断产生新的苞片与花芽;开花的顺序是花序轴基部的花或边缘的花先开,顶部花或中间花后开。

2.有限花序(聚伞花序):花序轴顶部花先开,花序轴顶端不再向上产生新的花芽,而是由顶花下部分化形成新的花芽,因而有限花序的花开放的顺序是从上向下或从内到外。

三、被子植物的生殖过程

(一)花药的发育和花粉粒的产生

雄蕊原基-花药原始体-孢原细胞-周缘细胞-花药壁

-造孢细胞-花粉母细胞=-=-4个花粉粒(小孢子)

花粉粒(小孢子)====成熟花粉粒(雄配子体)包含营养细胞和生殖细胞精子(1或2)(成熟的花粉粒,具有两个核,一个生殖核,一个营养核)

(二)胚珠发育和胚囊的形成

胚珠由内外珠被、珠心、胚囊组成,将来发育形成种子。胚珠原基-珠心组织-孢原细胞-造孢细胞-胚囊母细胞

大孢子母细胞(胚囊母细胞)一次减数分裂,三个子细胞退化,形成一个功能性大孢子,经过三次核分裂形成一个七胞八核的胚囊(雌配子体)双受精作用发生,胚乳和胚开始发育

(三)开花及传粉

开花:当雄蕊中花粉和雌蕊中的胚囊达到成熟时期或二者之一已经成熟,这时,原来由花被包住的花张开,露出雌蕊和雄蕊,为下一步的传粉作准备,这一现象称为开花(anthesis).开花习性:开花季节、年龄、和花期长短。与它们原产地的生活条件有关(长期适应,遗传决定的)。

传粉: 由花粉囊散出的成熟花粉,借助一定的媒介力量,被传送到 同一花或另一花的雌蕊柱头上的过程。

1、自花传粉 和异花传粉

自花传粉:雄蕊的花粉落到同一花的雌蕊的柱头上 小麦、大麦、豌豆、大豆、芝麻是自花传粉

异花传粉:一朵花的花粉传送到另一朵花的柱头上,或者是同一植株上各花之间的相互传粉,即同株异花或异株异花传粉异花传粉在自然界普遍存在,与自花传粉相比是一种进化的方式。

避免自花传粉① 雌雄异株,单性花、②雌雄蕊异熟,两性花③雌雄蕊异长或异位④自花不育(自交不亲和性)由于柱头的生理特性,花粉落到本花柱头上不能萌发,或萌发不良

2、虫媒花和风媒花

(四)花粉萌发和受精

只有同种植物的花粉才能发育,异种植物的花粉不能发育。花粉与柱头的相互识别机制保证了物种的稳定性.1.花粉粒在柱头上的萌发

花粉管的生长仅局限于花粉管的顶端区 花粉和柱头的识别机制,花粉壁蛋白质和柱头乳突细胞表面的蛋白质表膜之间的关系。2.花粉管在雌蕊组织中的生长 3.花粉管到达胚珠进入胚囊

4.双受精

5、双受精的意义:是被子植物所特有的,在植物界是有性生殖过程中最进化、最高级的形式。

四、胚胎发育及果实和种子的形成

1、种子的形成种子是种子植物特有的繁殖器官.被子植物和裸子植物的区别 受精卵-胚

受精极核-胚乳

珠被-种皮(1)被子植物胚(荠菜)的发育

(2)胚乳的发育

a.核型胚乳

b.细胞型胚乳 不形成游离核,分裂伴随着细胞壁的形成,合瓣花类植物多是这类胚乳,如烟草、番茄、芝麻。

2、果实的形成

3、果实和种子的散布:果实和种子都是有性生殖的产物,用以延续后代。种子的散布方式:借风力、动物、水力、果实裂开时所产生的弹力

五、被子植物的生活史

1.世代交替

植物的生活史中有两种个体:A.配子体:产生配子,行有性生殖(由孢子萌发形成)B.孢子体:产生孢子、行无性生殖(合子发育形成); 在具有这两种个体的生活史中,有性世代和无性世代有规律地交互进行着,这种现象称为世代交替

2.植物的生活史

植物从生长发育的某一阶段开始,经一系列生长发育生殖过程,产生下一代后又重现了该阶段的现象称为生活周期或生活史 受精卵-胚孢子体-孢子母细胞 孢子体世代(无性世代)-大孢子-雌配子体-卵

配子体世代(有性世代)

-小孢子-雄配子体-精子 3.世代交替对植物个体生存和种族繁衍的重要意义

借孢子生殖大量繁衍后代;通过有性生殖丰富孢子体的遗传基础,加强其适应性;保证了植物种族的繁衍和发展。

4.被子植物的生活史包括二倍体的孢子体和单性的配子体两个世代,孢子体发达,配子体不发达。

5.自交不亲和性机制阻止自交

配子体型自交不亲和性:由一个等位基因出现差异即能表现出亲和性。

孢子体型自交不亲和性:需要两个等位基因同时出现差异才能表现出亲和性。(十字花科植物的孢子体自交不亲和性是由雌蕊的受体类蛋白激酶所介导的)第四部分

一、碳素营养——二氧化碳的摄取

1.碳素营养是植物的生命基础 碳素是植物体内含量较多的一种元素 碳原子是组成所有有机化合物的主要骨架 2.来源 无机碳化合物(CO2是制造有机物的唯一碳源);CO2 是限制植物生长的最主要因素。3.植物体的结构适应性:宽大、扁平的叶片;海绵组织细胞间隙很大(有利于叶吸收CO2 及CO2, O2和水气的内外交换);表皮有很多气孔(几乎使一切进行光合作用的叶肉细胞都能通到叶片外部的大气)

4.CO2的吸收与水分散失的调节

A.气孔开关的机制与调节

影响气孔开关的因素 ①水量

水量充足,气孔开;干旱缺水,气孔闭。②CO2的浓度

浓度高,闭;浓度低,开; ③保卫细胞中K+的浓度 气孔张开,K+浓度400-800mM;

气孔关闭时,K+浓度100mM ④保卫细胞中淀粉水解(淀粉-糖转换)的机制;白天(合成糖)气孔开放,夜晚气孔关闭 ⑤苹果酸生成平衡K+ ⑥植物激素脱落酸(ABA)使K+离开保卫细胞,使气孔关闭。

归纳起来,糖、K+、Cl-离子、苹果酸等进入液泡,使保卫细胞液泡的水势下降,吸水膨胀,气孔就开放。

B.气孔开闭可能不只是保卫细胞单独作用,而是受到整体的调节。气孔白天开,夜晚关

(不利于体内水分保持,保证光合作用)

二、植物的矿质营养

研究矿物质营养的方法——水培法 沙基培养法

如何判断某种元素是植物生长必需元素?

①该元素对植物正常生长和发育是不可缺少的,若缺乏植物则不能完成生活史;

②植物对该元素的需要是专一的,不可替代的,如缺乏该元素会使植物表现专一病症,而且加入该元素时,病症又会消失;

③该元素对于植物营养上的需要是直接的效果。

高等植物的必需的元素:N、P、K、S、Ca、Fe、Mg、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、C、H、O、Si、Na、Ni 三、植物对水和矿质元素的吸收 1.根对水分和矿质元素的吸收(1)根毛区的吸收

A.水分吸收——被动过程(蒸腾作用)B.矿物质吸收——主动吸收过程(消耗代谢能量)矿物质只有溶于水中成离子状态时才能被根所吸收。

离子出入细胞膜的影响因素:① 膜内外的离子浓度

② 膜的电位差

(阳离子容易进入)2.植物细胞吸收溶质的方式:

1.离子通道:被动地、单向运输,K+, Ca2+ Cl-和NO3-离子通道 2.载体运输:被动运输、主动运输

104~105个离子/秒 A.单向运输载体: Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+

B.同向运输器: 与质膜外H+离子结合的同时又与另一个分子或离子(Cl-、K+ NO3-, NH4+ , PO43-, SO42-等)结合,同一方向运输。

C.反向运输器:与质膜外H+离子结合的同时又与质膜内侧的分子或离子(Na+)结合,两者朝相反的方向运输。(协同运输B与C)3.泵运输

ATP酶催化ATP水解,释放能量,驱动离子转运。质子泵和钙泵 4.胞饮作用:非选择性吸收

四、营养物质在植物体内的运输

运输途径

运输动力

运输的机制

(一)水分的运输

1、水进入根的途径① 共质体途径 ② 质外体途径

2、根系吸水的动力a.根压

主动吸水b.蒸腾拉力

被动吸水 根压产生的机理——渗透论,代谢论

3.实现水分从根部到叶端这一长途运输的前提条件

从根直到叶肉细胞这一水柱必须是连续的,中间不可断开,如果断开,上段水柱将随蒸腾作用而消失,下水柱将因本身的重力而下降至根。水柱何以能够保持连续呢?

水分子有内聚力——水分子以氢键互相连接,分子之间相互吸引的力量称为内聚力——内聚力学说

(二)矿物质的运输

矿物质或无机离子在植物体内溶于水中,由导管和管胞运输到植物各部分。有些离子也可以由韧皮部运输,如磷可以随水流经木质部而到叶,然后可经韧皮部而下到植物其它部分。施肥时,磷肥需要量低,原因之一就是磷可被植物反复使用之故。

(三)有机物质的运输

1.运输途径——由韧皮部担任

2.运输的方向

双向的,随生长发育时期不同而发生变化

3.运输的速度和溶质的种类

速率:平均100cm/h, 范围:30-150cm/h 同化产物如何从“源”细胞转载入筛管分子? 4.韧皮部装载的途径

共质体途径

糖从共质体经胞间连丝到达韧皮部;

质外体途径

在某些点进入质外体(细胞壁)到达韧皮部.筛管的“装卸”机制——主动运输(蔗糖-质子同向转运,质子泵),筛管的装和卸的机制相同,糖类物质等都是通过耗能的主动运输而转移到其它器官中,只是方向相反 5.同化物运输的动力——压力流假说

压力流学说是解释筛管长距离运输同化产物的一种学说。

A.筛管液流是靠源端和库端的膨压差建立起来的压力梯度来推动的 B.韧皮部液体的流动是靠产糖端的压力“推”向另一端的。

C.按照压力流假说,韧皮部液体的流动是靠产糖端的压力“推”向另一端的

D.保证筛管中液体流动的条件:叶不断供应糖;根等组织器官随时收存糖;筛管随时从周围组织中获得所需要的水分(4)营养物的储存

A.合成贮藏化合物

淀粉是主要贮藏物,高等植物制造的糖类大多转化为淀粉而储存于细胞中,二年生多年生植物营养物质可储存在多种器官,根、茎、果实和种子中。B.代谢利用

为细胞生长提供能量或为细胞合成其他化合物提供碳架。

五、植物的营养适应

1.食虫植物 2.根瘤

A.根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤的专一性很强,只有三类细菌能侵染豆科植物形成根瘤。B.生物固氮就是通过微生物的作用,把空气中的游离氮素(N2)固定转变成含氮化合物(NH3)的过程。固氮菌体内的固氮酶具有还原分子氮为氨的功能。C.根瘤形成的三个阶段:根毛弯曲

侵染线形成根瘤形成3.寄生植物

4.菌根

真菌的菌丝深入根的皮层中,与根形成特定的结构,即是菌根。真菌和根的共生形成(互利)菌根可以促进根对矿物质的吸收 第五部分

一、植物激素对生长发育的调控

植物激素:指一类在植物体内合成,并从产生之处运送到别处,对生长发育产生显著作用的微量有机物(<1μmol/L)。

生长素类

赤霉素类 细胞分裂素 乙烯 脱落酸

其他天然的植物生长物质:油菜素内酯、多胺、茉莉酸和水杨酸等,对植物的生长发育有促进或抑制作用。

(一)生长素(IAA)

1、生长素的研究历史和化学性质

吲哚乙酸(IAA)

2、生长素在植物体内的分布和作用

生长素合成部位: 叶原基、嫩叶和发育中的种子。合成的前体是色氨酸。分布:生长旺盛的部分(胚芽鞘、芽、根尖分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子)

运输方式:(1)韧皮部运输:有机物浓度差等因素决定(2)极性运输: 局限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间短距离、单方向的极性运输(从植物体的形态学上端向下端运输)。3.生长素的生理作用:

a.影响细胞的伸长、分裂和分化(细胞水平);

b.影响营养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老(器官水平)。促进作用

细胞分裂、茎伸长、雌花增加等。

抑制作用

抑制花朵脱落、侧枝形成、叶片衰老等。最基本的作用:促进细胞伸长生长。

影响因素:生长素的浓度、植物种类、器官、细胞的年龄。其他生理作用:向性、顶芽优势、果实发育

在农业生产中的应用:促进插枝生根,阻止器官脱落,促进菠萝开花等。4.生长素的作用原理:[① 活化质膜ATP酶,细胞壁酸化,增加可塑性,细胞体积加大② 促进mRNA和蛋白质的合成,提供原生质体/细胞壁合成原料] 1)生长素受体——生长素结合蛋白(生长素的受体—生长素结合蛋白, 位于质膜、内质网或液泡膜上。少数生长素受体是位于细胞质/细胞核的可溶性生长素结合蛋白,促进mRNA合成)生长素受体的功能主要是使质膜上的质子泵将H+泵到膜外,引起质膜的超级化,胞壁松弛 2)信号转导途经

IP3,DAG,Ca、CaM组成生长素信号转导系统。3)细胞壁酸化

可塑性增大

细胞伸长

酸生长学说: 细胞壁酸化-激活酶-H键断裂-细胞壁松弛-膨压增加-细胞伸长 4)促进核酸、蛋白质的合成

(二)赤霉素类(GA)

1、赤霉素的研究历史和化学性质

水稻恶苗病 2.赤霉素在植物体内的分布

合成位置:发育着的果实(种子),伸长着的茎端和根部。

分布:植株生长旺盛的部分,如茎尖、嫩叶、根尖和果实种子中。高等植物的GA含量1-1000ng/g鲜重

运输:没有极性,根尖合成赤霉素沿导管向上运输,嫩叶产生的赤霉素沿筛管向下运输。

3、赤霉素的生理作用

促进作用

细胞分裂、抽苔、茎延长、侧枝生长、种子发芽,果实生长; 抑制作用

抑制成熟、侧芽休眠、衰老.赤霉素最突出的作用是刺激细胞延长,赤霉素还能促进花粉萌发和花粉管的生长,抑制种子的生成

赤霉素在生产中的应用:促进麦芽糖化,促进营养生长,防止脱落和打破休眠。

eg.激素对幼苗生长的调节:赤霉酸诱导胚乳外层(糊粉层)产生α-淀粉酶。α-淀粉酶将淀粉水解成葡萄糖,为胚的生长提供能量。脱落酸(ABA)对形成种子休眠非常重要,当有过量的ABA存在时,GA诱发的α-淀粉酶的产生将被抑制。赤霉酸诱导α-淀粉酶产生的发现,已应用于啤酒生产。

4、赤霉素的作用机理

A.受体位于质膜的外表面,信号通过某种信息传递途径到达细胞核,调节细胞延长和形成蛋白质。B.促进茎的延长

与细胞壁伸展性有关;

C.促进RNA和蛋白质的合成,促进植物生长,包括细胞分裂和细胞扩大。

(三)细胞分裂素类(CK)是一类促进细胞分裂的植物激素,最早被发现的是激动素。具有和激动素相同生理活性的天然和人工合成的化合物,都称为CK。

1、细胞分裂素在植物体内的分布和运输

分布:进行细胞分裂的部位,如根尖、茎尖、未成熟的种子,萌发的种子和生长着的果实,含量1-1000ng/g干重。运输:主要从根部合成处经木质部运送到地上部分,少数在叶片合成的细胞分裂素也可从韧皮部运走。

2、细胞分裂素的生理作用

促进作用:促进细胞分裂,侧芽生长(生长素和细胞分裂素相拮抗),种子发芽、萌发,果实生长、发育,开花

作用机理:促进转录和蛋白质的生物合成。

抑制作用: 抑制不定根形成、侧根形成、叶片衰老等。

生长素与细胞分裂素共同作用诱导愈伤组织生根和出芽,生长素有利于愈伤组织中根的分化,细胞分裂素则有利于芽的形成。

3、细胞分裂素的应用

组织培养,防止落花落果,延长蔬菜的贮蒇时间。

(四)乙烯 Ethylene

1、乙烯的研究历史和化学性质

2、乙烯的分布:分生组织、种子萌发和果实成熟时产生乙烯最多。

3、乙烯的生理作用和应用

主要生理功能:促进细胞扩大;促进果实成熟;促进器官脱落 抑制作用:某些植物开花;生长素的转运;茎和根的伸长生长 应用:果实催熟,促进次生物质(橡胶树中乳胶)排出,促进开花 eg.离层的形成:环境因素引起乙烯和生长素浓度变化,离层产生。

3、乙烯的作用机理:

乙烯与金属离子(可能是一价的铜)蛋白质结合,进一步通过代谢后才能起生理作用。乙烯受体是多基因编码,信号转导可能有多条途径。乙烯可促进核酸与蛋白质的合成。

(五)脱落酸类(ABA)

1、脱落酸在植物体内的分布和运输

分布:维管植物的各器官和组织中,即将脱落或休眠的种子中较多。运输:主要以游离型的形式运输,也有以脱落酸糖苷形式运输。2.脱落酸的主要生理功能:抑制发芽;促进气孔的关闭;抑制生长 脱落酸是植物体中最重要的生长抑制剂

(六)植物激素间的相互作用

激素间相互作用类型 拮抗 反馈 连锁(几类激素在植物生长发育过程中相继起着特定的作用,共同调节植物性状的表现)(七)植物激素作用机理研究

二、植物的营养生长及其调控(本部分未讲)

三、植物的生殖生长及其调控

1、光周期现象

低温和适宜的光周期是诱导成花的主要环境条件。植物对昼夜相对长短变化发生反应的现象称为光周期现象。

2、光周期反应的类型

根据植物在光周期现象中对每天昼夜长度的要求不同,将植物分为若干类型 长日植物 短日植物 日中性植物

植物开花对光周期的要求,是其祖先长期对环境适应而形成的一种特性。判断一种植物是长日或短日植物,必须以临界日长来判断。临界日长:昼夜周期中诱导短日植物开花所必需的最长日照或诱导长日植物开花的最短日照。3.光周期刺激的感受和传导

A.叶片是感知光周期刺激的部位,诱导开花部位是茎尖的生长点 B.光暗交替的对开花的影响

光周期诱导: 植物需要一定时间适宜的光周期处理,以后即使处于不适宜的光周期下,仍然可以长期保持刺激的效果,这种现象称为光周期诱导。

C.植物光周期的反应不是对光照期长短,而是对黑暗期的长短发生的反应。决定开花的关键因素是临界暗期的长短,而不是白日的长短。

植物光周期的反应非常灵敏,黑暗期的小小改变,植物也能“测”出来。

由此推测,植物体内必然存在着对光照有高灵敏度的物质或光检分子——光敏色素 D.光敏色素

植物接受光周期信号的色素蛋白

感受红光和远红光区域的光

组成:蛋白质,生色团

E.红光、远红光对光周期反应的可逆影响:开花或不开花总是取决于最后一次光照 光敏色素主要以两种形式存在(两者可以相互转变): Pr

吸收红光,吸收高峰位于660nm红光区,比较稳定; Pfr

吸收红外光,吸收高峰位于730nm的红外光区,不稳定;

光敏色素两种形式的互相转化正是植物感知白日或黑夜的机制.当红光和红外光两种光波同时存在时,红光效应压倒红外光效应,光敏色素吸收红光而转变为Pfr形式.白天: 主要是Pfr形式;夜间: 或被破坏或转变为Pr F.光敏色素对成花的作用与Pf 型和Pfr型之间的相互转变有关

短日植物开花刺激物的形成要求Pfr/Pr比值比较低;长日植物开花刺激物的形成要求Pfr/Pr比值比较高。

如果黑夜过长,Pfr转变为 Pr或衰败,开花刺激物形成受阻,不能开花。G.光敏色素的生理功能

a专一性的感光特性,与开花有关;b与种子萌发,茎、叶生长,气孔分化,休眠有关;c与多种生物合成的实现有关d光敏色素影响植物一生的形态建成,从种子萌发到开花、结果及衰老。

H.光敏色素在植物体内的分布

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