第十九章 植物的调控系统2

不能立即调整适应外界条件的变化。
不受温度的影响
（二） 植物有生物钟
1.植物生长受季节变化的影响
①
光周期 ： 昼夜的长短
光周期现象： 植物对于光照和黑暗时间长短发 生反应的现象。
（二） 植物有生物钟
1.植物生长受季节变化的影响 根据开花与光周期的关系，将植物分为两大类： 短日植物、长日植物 短日植物(long-day (short-day plants) ：对日照的要求有一 长日植物 plants) ：对日照的要求有一 临界日长 ： 在昼夜周期中，引起长日植物开花的 临界暗期 ：在昼夜周期中，短日植物能够开花的 个最低极限，它们只 能在长于该极限 阈值，临 个最高极限，它们只 在短于该极限(( 阈值，临界 最小日 照长度或引起短日植物开花的最大日照长 最小暗期长度或长日植物能够开花的最大暗期长度。 界日长 的日照下开花。在春末夏初开花，如菠菜、 日长)) 的日照下开花，一般在夏末或秋冬季开花。 度。 如：菊花。 莴苣、冬小麦等
（三）脱落酸和乙烯起抑制作用
1.脱落酸抑制植物体内许多过程 维持种子的休眠，与赤霉素起对抗作用，而 这共同作用，控制种子的发芽。 胁迫激素 干旱 植物失水 ABA叶中积 累 气孔关闭 减少蒸腾作用。
2.乙烯引发果实的成熟和其他衰老过程
促进果实的成熟； 促进叶衰老； 促进落叶 秋天落叶时，叶柄的基部形成离层而与茎分离

引诱一种动物来帮助防御植食动物。
2.防御病源微生物（病毒、细菌和真菌
阻止或避免侵害 对抗入侵的病原体
植物有许多抗性基因R 每种病原体又有一组无毒性基因（Avr） 二者可以发生专一结合

（四）植物激素在农业上有许多用途



果实成熟的控制和无籽果实的生产 喷洒生长素控制柑桔和葡萄柚的落果； 大剂量的生长素进行疏果；（苹果、油橄榄） 赤霉素和生长素配合，生产无籽果实； 早期喷洒赤霉素可以促进某些作物结实 大剂量赤霉素可以使二年生植物在生长的第一年开花（胡萝卜、 甘蓝、甜菜） 除草 2.4－D人工合成的生长素类物质，广泛应用的除草剂，它破坏各种 激素的正常比例而使植物生长的正常调节受到干扰。除去禾谷类田间 的双子叶杂草； 大量使用人工合成药剂的弊端 造成环境的公害，影响人的健康。 合成2.4－D时的副产物二恶因对哺乳动物的毒性很大，造成实 验动物先天性缺陷、肝病和白血病。
CTK种类
CTK的合成：生长活跃的组织，如根尖、胚、果实等
的细胞。根合成的CTK经由木质部向地上部分运输。

细胞分裂素的作用：
组培中，促进细胞分裂，生长和发育； 延迟花和果实的衰老； 促进侧芽发育，在植物体内与生长素对抗来协 调顶芽和侧芽的生长；

2.细胞分裂素(cytokinin,CTK)促进细胞分裂
（二） 植物有生物钟
1.植物生长受昼夜变化的影响
②
生物钟实质 人和哺乳动物下丘脑 机理：基因编码一些转录因子，积 累到一定浓度之后使其自身基因失活。 浓度下降，转录又重新开始，这种变化 大约以24h为一周期。
（二） 植物有生物钟
1.植物生长受昼夜变化的影响
②
生物钟特点：
变化周期是24小时，但不一定是24小时。
① ②
③

GA的结构种类：已知的70多种 赤霉素的合成部位： 根尖和茎尖。 赤霉素的作用： 促进茎和叶的生长（加强生长素作用） 形成无籽果实 打破种子休眠
赤霉素的结构
3.赤霉素促使茎伸长，还有别的作用
① ②
③

GA的结构种类：已知的70多种 赤霉素的合成部位： 根尖和茎尖。 赤霉素的作用： 促进茎和叶的生长（加强生长素作用） 形成无籽果实 打破种子休眠
CTK种类
CTK的合成：生长活跃的组织，如根尖、胚、果实等
的细胞。根合成的CTK经由木质部向地上部分运输。

细胞分裂素的作用：
组培中，促进细胞分裂，生长和发育； 延迟花和果实的衰老； 促进侧芽发育，在植物体内与生长素对抗来协 调顶芽和侧芽的生长；

3.赤霉素促使茎伸长，还有别的作用
生物钟感知的时间就是从Pfr开始转 变为Pr（日落）到Pr迅速转变为Pfr的 时间，恰好与一天的昼夜变化同步。
三.植物对植食动物和病菌的防御
1.对动物防御： ① 物理方法：长刺 ② 化学方法： 合成有恶臭或有毒的物质；
如植物合成刀豆氨酸，代替精氨酸参入蛋白质 中。蛋白质形状不正常，功能不正常，动物死 亡
④生长素的功能：
A.促进细胞伸长
低浓度：促进伸长
高浓度：抑制伸长
（引起乙烯合成）
生长素促进细胞伸长的原理——(酸生长理论)：
IAA刺激质膜质子泵，质子泵入细胞壁，酶活化，打断细 胞壁中纤维素分子间氢键，壁松驰，渗透性吸水——细胞 伸长。 IAA
钝化酶 ATP H+ 活化酶 ADP， PPi H+
第十九章 植物的调控系统
植物激素
植物的生长响应和生物节律
植物对植食动物和病菌的防御
一.植物激素
（一）向光性的研究导致植物激素的发现
背光侧细胞大伸长快 向光侧细胞小伸长慢
生长素发现的早期实验
温特的实验(19微量的有机生理活性 物质，能从产生部位运送到作用部位，在低 浓度（ <1mmol/L ）时可明显改变植物体某 些靶细胞或靶器官的生长发育状态。
②
光间断 实验： 证明夜 长是控 制植物 开花的 关键性 实验。
（三）植物的光敏色素与生物钟有关
用红光（波长660nm）和远红光 （波长730nm）进行实验 R和FR照射具有可逆性的机理： 光敏色素是一种蛋白质，有两种形式， 彼此结构上稍有差异，一种形式吸收红 光，称为Pr，另一种吸收远红光，称为 Pfr。 白天照射的太阳光中，红光比远红光 多得多，所以Pr都转变为Pfr，在夜间 则Pfr全部转变为Pr。
纤维素微纤丝 木葡聚糖 连接纤维素微纤丝
与木葡聚糖的氢键

IAA作为细胞壁上质子泵效应剂的示意图。
生长素引起细胞壁松弛、细胞伸长生长
B.生长素的其他作用：
茎长粗（引起微管分生组织细胞分裂引发微管组织发育）；
促进果实的生长；
生产无籽果实如：番茄、黄瓜、茄子等
2.细胞分裂素(cytokinin,CTK)促进细胞分裂
一.植物激素
（一）向光性的研究导致植物激素的发现
2. 五大类植物激素的种类 生长素 细胞分裂素 赤霉素 脱落酸 乙烯
（二）生长素、细胞分裂素和赤霉素起促进作用
1.生长素促进幼苗中细胞的生长
① 生长素的结构：
② IAA的合成部位： 茎顶端分生组织 ③ IAA的运输： 单方向，极性运输——从上往下； 机理为：细胞底部细胞膜 上有携带IAA的载体蛋 白，顶部细胞膜上没有。
二.植物的生长响应和生物节律
（一）向性改变植物的生长方向
感震性运动
叶枕，细胞的膨胀度极易变化。
向性运动
是由外界因素单方向的刺激而产生的生长性运动。有向光性、 向重力性、向触性等。
（二） 植物有生物钟
1.植物生长受昼夜变化的影响 ① 生物钟：植物体内的一种计时装置, 其节 律以大概24小时为一个周期,且不受环境条 件影响而立即消失，因此称为近似昼夜节 奏 ,也叫生物钟。