第七章植物生长物质

合集下载

植物生长调节剂

Pix（缩节安，助壮素）
二、植物生长抑剂
1．三碘苯甲酸三碘苯甲酸（TIBA）是一种阻止生长素运输的物质，抑制顶端分生组织，促使植株矮化，增加分枝，提高结荚率。
2．马来酰肼马来酰肼（MH），又叫青鲜素，化学名称是顺丁烯二酰肼。其作用正好和IAA相反，MH进入植物体内可替代尿嘧啶的位置，但不能起代谢作用，破坏了RNA的生物合成，从而抑制了生长。 3．整形素化学名称为9-羟芴-9-羧酸。它抑制茎的伸长，腋芽滋生，使植株发育成矮小灌木形状。
最初，MH常用于马铃薯和洋葱的贮藏，抑制发芽。MH还能抑制烟草腋芽生长。
据报告MH可能致癌和使动物染色体畸变，应慎用。
三、植物生长延缓剂
作用于植物的亚顶端分生组织，使节间缩短，叶数和节数不变，株型紧凑，矮小，生殖器官不受影响或影响不大。
通过抑制GA的生物合成延缓生长。使用GA后，可以恢复。称抗赤霉素类。
抗寒锻炼过程中GA含量的下降，植株矮化，同时增加叶组织的紧密程度和细胞膜的耐脱水性。
在低温和高温逆境下，多效唑能够减轻膜
2．PP333 氯丁唑，俗称多效唑
（4）抗病性施用多效唑可使植株变得矮、壮、健，
从而提高抗病性。据报道多效唑对植物病原真菌有一定抑制作用，其机理是抑制病原真菌细胞膜的重要成分—麦角固醇等固醇类物质的合成。
三碘苯甲酸三碘苯甲酸（TIBA）是一种阻止生长素运输的
物质，抑制顶端分生组织，促使植株矮化，增加分枝，提高结荚率。农业生产上多用于大豆。
整形素化学名称为9-羟芴-9-羧酸常用于木本植物。它抑制茎的伸长，腋芽滋生，使植株发育成矮小灌木形状。
马来酰肼(MH)
马来酰肼，又叫青鲜素，化学名称是顺丁烯二酰肼。其作用正好和IAA相反。

第七章植物生长物质复习思考题与答案

第七章植物生长物质复习思考题与答案(一) 名词解释?植物生长物质(plant growth substance) 能够调节植物生长发育的微量化学物质，包括植物激素和植物生长调节剂。

植物激素(plant hormone，phytohormone) 在植物体内合成的、能从合成部位运往作用部位、对植物生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机物。

目前国际上公认的植物激素有五大类：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸、乙烯。

另外有人建议将油菜素甾体类、茉莉酸类也列为植物激素。

植物生长调节剂(plant growth regulator) 一些具有类似于植物激素活性的人工合成的物质。

如：2，4-D、萘乙酸、乙烯利等。

极性运输(polar transport) 物质只能从植物形态学的一端向另一端运输而不能倒过来运输的现象，如植物体内生长素的向基性运输。

乙烯的"三重反应"(triple response) 乙烯对植物生长具有的抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长（即使茎失去负向地性生长）的三方面效应。

偏上生长（epinasty growth）指器官的上部生长速度快于下部的现象。

乙烯对茎和叶柄都有偏上生长的作用，从而造成茎的横向生长和叶片下垂。

生长延缓剂(growth retardant) 抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂，它能抑制节间伸长而不抑制顶芽生长，其效应可被活性GA所解除。

生产中广泛使用的生长延缓剂有矮壮素、烯效唑、缩节安等。

生长抑制剂(growth inhibitor) 抑制顶端分生组织生长的生长调节剂，它能干扰顶端细胞分裂，引起茎伸长的停顿和破坏顶端优势，其作用不能被赤霉素所恢复，常见的有脱落酸、青鲜素、水杨酸、整形素等。

激素受体(hormone receptor) 能与激素特异结合并引起特殊生理效应的物质，一般是属于蛋白质。

?（二）写出下列符号的中文名称，并简述其主要功能或作用IAA 吲哚乙酸(indole-3-acetic acid)，最早发现的一种生长素类植物激素，能显著影响植物的生长，在低浓度下促进生长（主要促进细胞伸长）；中等浓度抑制生长；高浓度可导致植物死亡。

第七章植物生长物质单元自测

第七章植物生长物质单元自测单元自测(一)填充题1．大家公认的植物激素有、、、和等五大类。

（生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯）2．生长素有两种存在形式。

型生长素的生物活性较高，而成熟种子里的生长素则以型存在。

生长素降解可通过两个方面：氧化和氧化。

(游离，束缚，光，酶)3．生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯的合成前体分别是、甲瓦龙酸（甲羟戊酸）、、和。

（色氨酸，异戊烯基焦磷酸和AMP，甲瓦龙酸，蛋氨酸）4．赤霉素可部分代替和而诱导某些植物开花。

(低温，长日照)5．促进插条生根的植物激素是；促进气孔关闭的是；保持离体叶片绿色的是；促进离层形成及脱落的是；防止器官脱落的是；使木本植物枝条休眠的是；促进小麦、燕麦胚芽鞘切段伸长的是；促进无核葡萄果粒增大的是；促进菠菜、白菜提早抽苔的是；破坏茎的负向地性的是。

（生长素，脱落酸，细胞分裂素，乙烯，生长素，脱落酸，生长素，赤霉酸，赤霉酸，乙烯)6．诱导α-淀粉酶形成的植物激素是；延缓叶片衰老的是；促进休眠的是；打破芽和种子休眠的是；促进种子萌发的是；促进瓜类植物多开雌花的是；能使子房膨大，发育成无籽果实的是。

(赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，赤霉素，细胞分裂素，乙烯或生长素，生长素)7．促进果实成熟的植物激素是；打破土豆休眠的是；促进菠萝开花的是；促进大麦籽粒淀粉酶形成的是；促进细胞壁松驰的是；促进愈伤组织芽的分化的是。

(乙烯，赤霉素，乙烯或生长素，赤霉素，生长素，细胞分裂素)8．促进侧芽生长、削弱顶端优势的植物激素是；加速橡胶分泌乳汁的是；促进矮生玉米节间伸长的是；降低蒸腾作用的是；促进马铃署块茎发芽的是。

(细胞分裂素，乙烯，赤霉素，脱落酸，青鲜素或萘乙酸盐或萘乙酸甲酯) 9．组织培养研究表明：当培养基中CTK/IAA比值高时，诱导分化；比值低时，诱导分化。

(芽，根)10．赤霉素的基本结构是。

激动素是的衍生物。

脱落酸是一种以异戊二烯为基本结构单位的含有个碳原子的化合物。

[农学]8植物生理学课件第七章植物生长物质和细胞信号转导

人工合成的细胞分裂素
人工合成的细胞分裂素,常用的有：激动素(KN) 、 6-苄基腺嘌呤（6-BA) 、四氢吡喃苄基腺嘌呤(PBA)。
二苯脲不具腺嘌呤的结构，但具有细胞分裂素的生理功能。
细胞分裂素的分布和运输
• 细胞分裂素主要存在于可进行细胞分裂的部位，如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子和生长着的果实等。
1. 促进麦芽糖化(应用于啤酒生产) 2. 促进营养器官(茎、叶)生长 3. 促进抽苔和开花 4. 打破芽及种子的休眠 5. 促进雄花分化 6. 诱导单性结实 7. 防止花果脱落
细胞分裂素类
• 把激动素以及具有与激动素相同生理活性的天然的和人工合成的化合物，都称为细胞分裂素（cytokinin, CTK)。
生长素的运输
• 在茎中，生长素极性运输(polar transport) 是指生长素只能从植物的形态学上端向下端运输，而不能倒转运输。主要是通过薄壁细胞间进行。
• 生长素的极性运输是主要的运输方式。
• 在根中，根尖生成的生长素向顶运输。
• 成熟叶片合成的生长素可通过韧皮部进行非极性运输，即可向上或向下运输到其他器官或组织中。
吲哚乙酸(indole acid , IAA)是最早发现的生长素(auxin)。
生长素类物质：把吲哚乙酸以及具有与吲哚乙酸同样生理作用的化合物称为生长素类物质。
天然存在的生长素类物质
• 吲哚乙酸(IAA) • 吲哚丁酸(I BA) • 苯乙酸 • 4-氯吲哚乙酸 • 苯乙酸胺 • 对羟基苯乙酸 • 吲哚乙腈
2、GA诱导一些酶 (如α-淀粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶、β-1，3-葡萄糖苷酶)的合成。
大麦种子在萌发时，贮藏在胚中的束缚型
GA解离出游离的 GA(也有新合成的GA )，通过胚乳扩散到糊粉层，并诱导糊粉层细胞合成ɑ-淀粉酶和蛋白酶等水解酶，这些水解酶扩散到胚乳

第七章.植物生理课件植物的生长生理

2、呼吸作用的变化
在吸水的第一和第二阶段，CO2的产生大大超过O2的消耗 — 无氧呼吸；吸水的第三阶段，O2的消耗大于CO2 的释放 — 有氧呼吸。
3、酶的变化
酶原的活化：种子吸胀后立即出现，如：β-淀粉E
重新合成：如α-淀粉E 其mRNA 可能由DNA转录而来已经存在于干燥种子— —长命mRNA
低糖（蔗糖）浓度（< 2.5%），有利于木质部形成；高糖浓度（> 3.5%），有利于韧皮部形成；中糖浓度(2.5%~3.5%)，木质部、韧皮部形成，且中间有形成层。
2、植物激素
CTK/IAA比值
生长素诱导愈伤组织分化出木质部。
3、光对植物组织分化也有影响
黄化苗分化差，输导、机械组织不发达。
四、组织培养
（1）水分 — “旱长根，水长苗”
缺水，根冠比（R/T）增加；水分充足，根冠比减小
（1）由于根和胚芽鞘的生长所要求的含氧量不同所致。
根的生长细胞的伸长和扩大细胞分裂—需有氧呼吸
提供能量和重要的中间产物
胚芽鞘的生长细胞的伸长和扩大
（2）与生长素含量有关水少、供氧充足，IAA氧化酶活性升
不同作物种子萌发时需要温度高低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子，如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 ※ （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水吸水停顿阶段胚根出现大量吸水阶段 — 渗透性吸水
2、种子生活力种子生活力（seed viability）：指种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。

《植物生理学》第七章植物的生长生理复习题及答案

《植物生理学》第七章植物的生长生理复习题及答案一、名词解释1.生长(growth)：在生命周期中，植物的细胞、组织和器官的数目、体积或干重的不可逆增加过程称为生长。

例如根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干重增加都是典型的生长现象。

2.分化：从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程称为分化。

它可在细胞、组织、器官的不同水平上表现出来。

3.种子寿命：种子从完全成熟到丧失生活力所经过的时间。

4．种子活力：种子在田间条件下萌发的速度，整齐度以及幼苗健壮生长的潜在能力，它包括种子萌发成苗和对不良环境的忍受力两个方面。

5. 组织培养（plant tissure culture）：植物组织培养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。

根据外植体的种类，又可将组织培养分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。

6.植细胞全能性：植物体每一个细胞都具有分化成一个完整植株的潜在能力，即具有形成完整生物个体的全套基因。

7.愈伤组织：愈伤组织是指具有分生能力的细胞团。

8.光敏色素(phytochrome，Phy) ：一种对红光和远红光的吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。

9.脱分化(dedifferentiation) ：植物已经分化的细胞在切割损伤或在适宜的培养基上诱导形成失去分化状态的、结构均一的愈伤组织或细胞团的过程。

10.再分化（redifferentiation）：由处于脱分化状态的愈伤组织或细胞再度分化形成不同类型细胞、组织、器官乃至最终再生成植株的过程。

11.生长最适温度：使植物生长最快的温度，叫植物生长最适温度。

生产上为培育健壮的植株，常常要求在比最适温度（生理最适温）略低的温度，即所谓协调的最适温度。

12. 胚状体（embryoid）：在特定条件下，由植物体细胞分化形成的类似于合子胚的结构。

植物激素1 IAA

吲哚丙酮酸
吲哚乙醛
芸苔葡糖硫苷
吲哚乙醇
吲哚乙酸
吲哚乙腈
吲哚丁酸
(二）生长素的降解
1. 酶促降解
1) 脱羧降解：被IAA氧化酶氧化为3－亚甲基氧吲哚，放出二氧化碳。 2) 不脱羧降解：IAA被氧化为羟-3-吲哚乙酸、二羟 -3-吲哚乙酸，仍保留吲哚环侧链上的两个C。
2. 光氧化
植物体外的IAA在核黄素的催化下，被光氧化为吲哚醛和亚甲基羟吲哚。
AUXIN CONJUGATION
3. 运输方式
1)韧皮部运输：速度1~2.4cm/h 2)极性运输：
– 存在于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞间做短距离运输。 – 极性运输只能从形态学上端运往形态学下端。
–
运输机理：化学渗透学说 chemiosmosis theory
质膜H+-ATPase保持CW 酸性环境，pH5 b) IAA的pKa=4.75，在酸性条件下不解离，以 IAAH存在，较亲脂，可以被动扩散透过质膜进入胞质；而IAA－通过与2个H＋共转运的方式也可进入胞质。 c) IAAH在胞质中解离为 IAA－和H＋。 d) IAA－不亲脂，被位于细胞基部的生长素输出载体（auxin efflux carrier）运到细胞外。 a)
Concentrations of IAA in different regions of the shoot of a wild-type tobacco plant.
ARABIDOPSIS PIN MUTANT (DEFECTIVE IN POLAR TRANSPORT)
6. 延迟叶片的脱落(retards leaf abscission)。
胶块中的生长素含量为1个燕麦单位

植物油菜素内酯

BR-d可efici以ent增mu加tant木s sh质ow 部比例。
abnormal patterns of
vascular tissue development,
with an overproliferation of
p
p
phloem cells (p) and an
underproliferation of xylem
P BSU1
BIN2
P BSKs
Transcription
Without BR, the receptor (BRI1) is bound to an inhibitor (BKI1). The active BIN2 kinase phosphorylates and inactivates transcription factors.
植物体内的所有固醇类物质如菜油固醇都是以环阿屯醇经过氧化或者其他修饰反应形成的。
异戊烯基焦磷酸→法尼基焦磷酸→角鲨烯→环阿屯醇 →菜油固醇
菜油固醇
油菜素内酯的合成从菜油固醇开始，经过早期 C6氧化途径和晚期C6氧化途径。这两条途径在许多位置相互交叉。
两条途径在拟南芥、水稻和豌豆等植物中同时存在。
细胞伸长花粉管的伸长种子萌发维管组织和根毛的分化
耐逆性
1、促进细胞伸长和分裂
用10ng·L-1的油菜素内酯处理菜豆幼苗第二节间，便可引起该节间显著伸长弯曲，细胞分裂加快，节间膨大甚至开裂，这一综合反应被用作油菜素内酯的生物鉴定法（bean bioassay）。
2、促进光合作用
BR对植物光合作用的调节途径主要有： ①促进小麦叶等RuBP羧化酶的活性，从而
Filament elongation

植物生长物质

7.3 赤霉素类(Gibberellins )
❖ 赤霉素的发现及其种类 ❖ 赤霉素的分布和运输 ❖ 赤霉素的生理效应﹡ ❖ 赤霉素的作用机理﹡
一、赤霉素的发现及其种类
1.赤霉素的发现
赤霉素（Gibberellins GA）
异常生长的稻苗—“笨苗”/“恶苗病
2.赤霉素的种类
赤霉菌
和化学结构
水稻赤霉菌
3. 五大激素合成途径(不记过程)及前体物质，乙烯生物合成的调节
7.1 植物生长物质的概念和种类
植物生长物质（plant growth substances）：指具有调节植物生长发育的一些生理活性物质，包括植物激素和生长调节剂。
植物激素(plant hormones或phytohormones)：指在植物体内合成的，可移动的，对生长发育产生显著作用的微量(<1µmol/L)有机物。
一、细胞分裂素的发现和种类
1.细胞分裂素的发现、种类和结构特点
细胞分裂素的发现
❖ Skoog等 (1955):
久置的鲱鱼精子DNA
细胞分裂加快
培养烟草髓部组织
新鲜的鲱鱼精子DNA
新鲜的鲱鱼精子DNA 高压灭菌
不促进细胞分裂促进细胞分裂
• 1956年，Miller等从灭菌的鲱鱼精子DNA中分离到一种促进细胞分裂的活性物质--N6-呋喃甲基腺嘌吟(N6furfurylaminopurine)。
Cl CH2COOH
N
H
4-chloroindole-3-acetic acid (IAA) 4-氯吲哚-3-乙酸
(CH2)3-COOH
N
H
Indole-3-butyric acid (IBA) 吲哚-3-丁酸

第七章植物激素和生长调节物质

第七章植物激素和生长调节物质一、名词解释1．植物激素3．植物生长调节剂4．植物生长物质5．生长抑制剂6．生长延缓剂7．极性运输8．激素受体9．寡糖素二、填空题1．下表列出22项生理效应。

试将显著具有某项效应的某种内源植物激素的名称填在相应项破折号右方，每项只填一种。

(1)保持离体叶片绿色(2)促进瓜类多开雄花(3)促进离层形成及脱落(4)防止器官脱落(5)使木本植物枝条休眠(6)打破马钤薯块茎体眠(7)引起气孔关闭(8)促进气孔张开(9)维持顶端扰势(10)促进侧芽生长(11)促进无核葡萄果粒增大(12)促进小麦、燕麦芽鞘切段伸长(13)促进菠菜、白菜提早抽苔(14)加快橡胶树泌乳(15)促进矮生玉米节间伸长(16)破坏茎的负向地性(17)增加瓜类植物雌花比例(18)促进棉铃、水果成熟(19)促进菠萝开花（20）促进大麦籽粒淀粉酶形成（22）促进细胞壁松弛2．在下列生理过程中，哪两种激素相互拮抗（1）气孔运动；（2）叶片脱落；（3）种子休眠；（4）顶端优势；（5）α-淀粉酶的生物合成。

3．近年来发展起来的快速、灵敏、简便的植物激素测定方法是。

4．在组织培养中证明，当CTK/IAA比值高时，诱导诱导分化；如二者的浓度相等，则。

5．一般认为在细胞分裂过程中，生长素主要影响期的DNA合成，而细胞分裂素则是调节的分裂。

6．IAA贮藏时必须避光是因为。

7．细胞分裂素主要是在中合成的。

8．对生长有促进作用的植物激素有（）；对生长有抑制作用的植物激素有（）。

9．最早发现的植物激素是；化学结构最简单的植物激素是；已知种数最多的植物激素是；具有极性运输的植物激素是。

10．生长素和乙烯的生物合成前体都为。

GA和ABA的生物合成前体相同，都为，它在条件下形成GA，在条件下形成ABA。

11．植物激素也影响植物的性别分化，以黄瓜为例，用生长素处理，则促进的增多，用GA处理，则促进的增多。

12．六十年代初，实验技术的应用使乙烯的研究出现飞跃，近年来美籍华裔学者在乙烯生物合成的研究中作出了杰出贡献，乙烯生物合成的调节酶是。

植物激素之间的相互关系

促进
细胞分裂，地上部分侧芽生长，叶片扩大气孔开张，偏上性，伤口愈合，种子萌发形成层活动，根瘤形成，果实生长，某些植物坐果等
抑制
不定根形成，侧根形成，叶片衰老（延缓）等
ABA的生理效应
促进
1.休眠
2.气孔关闭
3.侧芽休眠 4.脱落
5.衰老
6.块茎形成与膨大
7.脱落
8.乙烯产生
光合产物运向发育着的种子，
抑制：
15.侧枝生长 16.块根形成
生长素的生理效应
促进: 增进雌花、单性结实、子房壁生长细胞分裂、维管束分化、光合产物分配叶片扩大、茎伸长生长、偏上性生长乙烯产生、叶片脱落、形成层的活性伤口愈合、不定根形成、种子发芽、侧根形成根瘤形成、种子和果实生长、坐果、顶端优势
抑制：花朵脱落、侧枝生长、块根形成、叶片衰老
果实成熟等
抑制
核酸和蛋白质的生物合成，
种子萌发
IAA运输，
植株生长等
ABA的生理效应
促进：
叶、花、果的脱落，气孔关闭，侧芽、块根休眠，叶片衰老，光合产物运向发育着的种子，果实产生乙烯，果实成熟等
抑制：
核酸和蛋白质的生物合成，种子萌发，IAA运输，植株生长等
乙烯的生理效应
促进 1.雌性器官/雄性器官，
－
ETH （+）（+）（+）（+）（+）（+）（+）
++ +++ +
（+）
二、植物激素在体内的生理效应的比较
促进:
1. 增进雌花 2.单性结实 3. 子房壁生长 4.细胞分裂 5. 维管束分化 6.乙烯产生

植物生理学理论课件第七章植物生长生理

• 极性是分化的前提。 • 胚的发育：
受精卵
胚芽
胚根
胚柄
• 根毛发育
根表皮细胞分化。
表皮细胞气孔发育——叶表皮细胞分化
根毛
不均等分裂导致许多组织或器官发生
• 图 7 － 11 拟南芥幼苗的胚胎发育图
图 7-12 墨角藻受精卵极性建立的过程
A 未极化的合子， B 极性尚未稳定的合子， C 极化的合子， D 胚胎
图 7 － 23 种子萌发过程 IAA 、 GA 等植物激素的变化
• 4.4 生长大周期
• 1 、植物生长动力学（ growth kinetics ）—— S
型曲线
生长停滞期
生长总量
生
对数生长期 ( 直线生长期 )
长
生长滞后期（缓慢生长）
生长速率
生长时间
• 植物生长大周期 (grand period of growth): 植物整体、器官或组织在一生中，生长表现出 “慢一快一慢”的基本规律，总体表现为 S 型曲线（生长速率表现为抛物线）的生长过程称植物生长大周期。
图 7-18 胚根突破种皮和种子萌发及 ABA 对萌发的抑制
• 4.2 环境条件对种子萌发的影响
• 1 、水 : 种皮变软——胚根突破种皮
，
•
氧气透入——胚的呼吸上升
，
•
凝胶变溶胶——酶活性提高
，
•
大分子水解为可溶性小分子 ,
• 2 、温度
• 萌发温度三基点：最低、最适和最高。发芽最适温度是指种子发芽率最高、发芽时间最短的温度。
野生型
cuc1/cuc2
16-cell
WUS 表达
诱导表达
Late heart

植物赤霉素类

GA
Embryo
sugars
Endosperm
amylase starch
Aleurone
赤霉素的其他生理效应促进座果
诱导单性结实与IAA相同，GA促
进子房膨大，发育成无籽果实。
四、赤霉素的作用机制
GA has been described as “an inhibitor of an inhibitor”
Stage 3 - cytoplasm
GA12
GA 13hydroxylase
GA 20oxidase
GA53
GA9 GA 3-oxidase GA20
GA4
Active GAs
GA1
GGPP CPP
oscps-1 osks-1
GGPP CPP
CPS
entkaurene
KS
WT
Loss-of-function mutants of CPS
or KS are severely dwarfed
Genes controlling GA synthesis are important “green revolution” genes
Tremendous increases in crop yields (the Green Revolution) during the 20th century occurred because of increased use of fertilizer and the introduction of semidwarf varieties of grains. The semidwarf varieties put more energy into seed production than stem growth, and are sturdier and less likely to fall over.

第七章植物生长物质改(IAA作用机理-GA-CTK生理作用)

Indole-3-butyric acid (IBA) 吲哚-3-丁酸
CH2 COOH O-CH 2COOH 人工合成生长素类 Cl
Naphthalene acetic acid (NAA) 萘乙酸
Cl
2,4-dichlorophenoacetic acid (2,4-D) 2,4-二氯苯氧乙酸
二、生长素在植物体内的分布与运输
质子泵
钝化
H+ IAA ATP ADP
木葡聚糖氢键其它细胞壁多糖共价键
活化
细胞质
细胞膜
细胞壁
问题----酸生长理论尚有不足：
生长素诱导的细胞伸长生长是一个需能过程，呼吸抑制剂存在时，呼吸代谢受抑制，生长素诱导的生长也受抑制。但对H＋诱导的伸长无影响。生长素对某些双子叶植物(如豌豆茎)诱导的质子外流不很明显。
1、酸生长理论(Acid-growth theory)-快速反应
IAA
激活H＋-ATPase 胞外[H＋] 胞间介质酸化细胞扩大
激活纤维素酶等多种壁水解酶
壁组分降解
壁伸展性加大
酸生长理论(Acid-growth theory):
Rayle & Cleland ( 1970 )雷利和克莱兰
纤维素微纤丝
三、生长素的生理效应
2.促进插条不定根的形成
IAA
CK
三、生长素的生理效应
3. 对营养的调运作用
48h后放射自显影
IAA
IAA对草莓“果实”的影响
4.生长素的其他效应
引起顶端优势；
促进形成层细胞向木质部细胞分化；
促进叶片的扩大，光合产物的运输等；
促进菠萝开花；
以及生长素还可延迟花的脱落和叶子脱落。

植物生理学第七章植物生长物质

金丝雀虉草胚芽鞘为材料，进行植物向光性研究。
论文发表于1880年，题目：“植物的运动本领” 。
要点：
当胚芽鞘暴露于单侧光时，某种影响由上部传到下部，引起后者发生向光弯曲。只有顶端能接受单侧光的刺激，而引起胚芽鞘的向光运动。
2. 1913年，Boysen-Jensen（丹麦，波耶森）
证明达尔文父子所说的“影响”不可透过
图7－12 生长素释放合成mRNA的DNA模板
mRNA
蛋白质
3. 生长素作用的受体学说（acceptor theory）激素受体：指能特异地识别激素，并能与激素高
度结合，进一步引起一系列生理生化变化的物质。不
同激素各有其不同受体。
生长素受体有两种：第一种：位于膜（质膜、内质网膜等）上的生长素结合蛋白，主要起活化质子泵的作用，将膜内的H+泵到膜外。第二种：位于细胞质或细胞核中的可溶性生长素结合蛋白，主要活化基因促进原生质物质的合成
云母片，但可透过明胶片。
3. 1918年，Paal（匈牙利，拜耳）
证明达尔文父子所说的“影响”可以传递，
并具有促进生长的作用。
4. 1928年，F．W．Went（荷兰，温
特）的燕麦胚芽鞘弯曲生长试验。
结论：胚芽鞘尖端的“影响”是一种促进细胞生长的物质。 Went将其命名为“生长素”。
gl（荷兰，郭葛） 3. 1934年，K．Kö 等人从燕麦胚芽鞘中分离和纯化出了生长素，经鉴定为：吲哚乙酸（indole acetic acid，IAA）
H C HC HC C C C CH CH2COOH
C H
N H
Байду номын сангаас
几种内源生长素的结构图
二、生长素在植物体内分布和运输 1.生长素的分布

第7章.植物的生长和分化

二、生长大周期与生长曲线
1、概念：图1，图2

生长大周期（grand period of growth）：在个别器官或整株植物的整个生长过程中，生长速度都表现出“慢-快-慢” 的基本规律，即开始时生长缓慢，随后逐渐加快，达到最高点，然后生长速度又减慢以至停止的过程。生长曲线：整个生长过程测定其生长量，以生长总量对生长时间作图，得到一条曲线，叫生长曲线，典型生长曲线呈S-型。

1.生长：指细胞、组织、器官或植物整体在发育过程中，由于原生质的增加所发生的体积和重量不可逆的增加过程（量的变化）。
2.分化：指来自同一合子或遗传上同质的细胞转变为形态上，机能上，化学构成上异质的细胞称为分化。由于细胞与组织的分化通常是在生长过程中发生的，因此，分化又称为“变异生长”。 3.发育：在生命周期中，生物的组织、器官或整体在形态结构和功能上的有序变化过程称为发育。（质的变化）
3．应用
利用顶端优势：麻，用材树木，烟草，玉米，高梁，向日葵等需要控制侧枝生长，而使主茎强壮。打破顶端优势：棉花打顶，花卉，果树修剪，CCC用于大豆生产；茶树弯下主枝多长侧枝等。基因工程：编码色氨酸单加氧酶基因转入烟草，植株IAA增加 10倍，侧芽生长完全抑制。
三、营养生长与生殖生长的相关性
生长。
酶的来源
1.从已存在的束缚态释放或活化（支链淀粉酶） 2.通过核酸诱导下合成的蛋白质形成新的酶（a－淀粉酶）△
二、影响种子萌发的外界条件
1.水分充足的水分是种子萌发的必要条件
1.使种皮膨胀软化，O2容易透入，呼吸↑，胚根易于突破种皮；细胞吸涨以后产生的压力，为胚芽突破种皮提供了机械作用； 2.种子吸水后，原生质从凝胶状→溶胶状，内部的酶和植物激素

7. 植物的生长生理

种子萌发
鉴定种子生活力的方法：（1）利用组织还原能力（TTC染色法）。（2）利用原生质的着色能力。（染料染色法）（3）利用细胞中的荧光物质。
种子生理
种子萌发
2、种子活力：
种子在田间状态下迅速而整齐地萌发并形成健壮幼苗的能力。
种子生理
种子萌发
3、种子寿命种子寿命：从种子成熟到失去发芽力的时间。顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿命很短，如：热带的可可、芒果种子正常性种子：耐脱水和低温，寿命较长，如：水稻、花生
负向重力性：茎背离重力方向向上生长。
横向重力性：地下茎以垂直于重力的方向水平生长。
植物（三）向化性的由于某些化学物质在植物体内外分布不采用的深耕施肥，使根向深处生长
（四）向水性
指当土壤中水分分布不均匀时，根总是趋向较湿润的地方生长的特性。
植物的运动
植物生长的特性
3、植物生长的季节周期性
季节周期性：
植物生长在一年四季中发生的有规律的变化。
植物生长的特性
二、植物生长的相关性
相关性：植物各种器官之间既相互依赖又相
互制约的现象。
地下部与地上部的相关
主茎生长与侧枝生长的相关
营养生长与生殖生长的相关
植物生长的特性
植物组织培养
快繁增殖生根移栽
离体器官培养
继代培养
1、组织培养的原理
（1）植物细胞的全能性和再生
（2）细胞的脱分化和再分化
2.植物组织培养的技术条件
（1）培养基的配制
（2）无菌条件
（3）培养条件
3、组织培养的应用
（1）快速无性繁殖（2）获得无病毒植株（3）新品种的选育（4）人工种子和种质保存

第七章植物生长物质改(ABA-Eth)-ABA作用机理

四、ABA的作用机理
2. ABA诱导气孔关闭信号转导
液泡
钙
胞质
证明钙信号参与ABA….
分子生物学证据
遗传学证据
气孔运动？
螯合剂-EGTA (乙二醇双乙胺醚-四乙酸 )
间接证据直接证据
质膜Ca2+通道阻断剂-LaCl3 ……
液泡Ca2+释放抑制剂-钌红……
钙的荧光探针：Fluo-3 结合激光共聚焦显微技术
(二) 乙烯的运输
一般情况下，乙烯就在合成部位起作用。乙烯的前体ACC可溶于水溶液，因而推测ACC 可能是乙烯在植物体内远距离运输的形式。
SAM-扩散运输的形式
Ethylene responses in Arabidopsis
Light-grown seedlings Inhibition of leaf cell expansion
二. 乙烯生物合成与运输
生物合成前体：蛋氨酸（ Met.） Met. → SAM → ACC → CH2＝CH2
蛋氨酸
S－腺苷蛋氨酸合成酶
S－腺苷蛋氨酸
1-氨基环丙烷基羧酸
ACC合成酶
乙烯
ACC氧化酶
MET
②
③
IAA 果实成熟伤害逆境
SAM
促进 ACC合成酶
抑制 AVG (氨基乙氧基乙烯基甘氨酸) AOA（氨基氧乙酸）
组成型三重反应突变体：ctr1
5个乙烯的受体
ETR1是第一个被鉴定的植物激素受体 (Science, 1993)
乙烯的作用机理
Cu
Joseph Ecker 美国Salk研究所没有乙烯 ETR1和其他乙烯受体激活 CTR1激酶，通过MAPK级联抑制乙烯反应。有乙烯乙烯与ETR1结合，使其失活，导致CTR1失活；激活了跨膜蛋白EIN2 活化了转录因子EIN3家族诱导ERF1表达生理改变细胞功能。 RAN1 ETR1 CTR1 CTR1

植物生理学第7章

第七章植物的生长物质一、练习题目(一)填空1．植物生长延缓剂的主要作用部位是______。

2．以MET为合成前体物质的内源生长物质有______、______。

3．IAA氧化酶的辅助因子有______、______。

4．植物生长抑制剂的主要作用部位是______和______的分生组织。

5．IAA氧化酶是一种含______的蛋白。

6．在CTK研究与应用中曾做出一定贡献的我国学者是______。

7．人工合成的ABA有两个旋光异构体，其中具生物活性的是______。

8．以MVA为合成前体的内源激素有______、______、______。

9．促进植物生长与H+作用有关的内源生长物质有______、______。

10．与细胞分裂有关的内源激素有______、______。

11．生产上应用最多的人工合成的IAA类物质有______、______、______。

12．抑制侧芽生长的激素是______，促进侧芽生长的激素是______。

15．所有的GA在化学结构上均有相同的骨架，即______。

16。

1982年发现的非IAA类的，但具IAA活性的物质是______。

17．内源激素在植物体内存在的形式有两种：______、______。

18．植物体内IAA合成的前体物质是______，而十字花科植物还可由______合成IAA。

19．植物部位不同对IAA反应的敏感性不同，最敏感的是______，最不敏感的是______，居中的是______。

20．在植物体内，乙烯利释放出乙烯的条件是______。

21．玉米矮化品种之所以茎秆变矮，是因为缺乏将______转变为______的酶。

22。

指出调节下列过程的两种激素，而且它们的作用是相互对抗的；(1)顶端优势：______、______；(2)种子休眠______、______；(3)黄瓜性别表现：______、______；(4)植株生长：______、______；(5)器官脱落：______、______；(6)衰老：______、______；(7)气孔运动：______、______；(8)种于萌发：______、______、(9)花芽分化：______、______；(10)组培时器官分化：______、______。