植物生长发育与形态建成

植物的生长发育与形态建成

1.植物生理学是研究植物生命活动规律的科学。其内容大致可分为生长发育与形态建成、

物质与能力量转换、信息传递与信号转导3个方面。

2.生长发育是植物生命活动的外在表现。形态建成具体表现为种子萌发，根、茎、叶生长，

开花、结果、衰老死亡等过程。

3.植物生长物质是一些调节植物生长发育的物质，可分为两类：植物激素和植物生长调节

剂。植物激素是指一些在植物体内合成，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；植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。

激素

4.生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯、脱落酸一起被称为5大类激素。近来也发

现了油菜素内酯类、茉莉酸、水杨酸、多胺类与多肽等。

5.生长素类的一些种类：吲哚-3-乙酸（IAA）、苯乙酸（PAA）、4-氯-3-吲哚乙酸（4-Cl-IAA）、

吲哚丁酸（IBA）。其中IAA是生长素类中最主要的一种植物激素。

6.生长素极性运输的机制：化学渗透学说：①IAA以非解离型（IAA）被动的进入细胞或

以阴离子型（IAA-）主动协同进入细胞；②细胞壁因质膜H+-ATP酶活动而维持细胞壁酸性；③胞质溶胶pH呈酸性，阴离子型（IAA-）占优势；④阴离子型通过聚集于长距离运输途径细胞基部的阴离子输出载体运出细胞。其关键是建立于细胞基部的质膜上有专一的生长素输出载体。

7.细胞壁空间的生长素通过扩散或在输入载体AUX1蛋白的协助下,从细胞的顶端流入胞

质溶胶;胞质溶胶的生长素又在细胞基部质膜的输出载体PIN和PGP蛋白的协助下,输出细胞。如此反复进行,就形成了生长速度极性运输。

8.IAA的生物合成：

●色胺途径：色氨酸(Trp)→色胺(TAM)→吲哚-3-乙醛(IAld)→吲哚-3-乙酸(IAA)

●吲哚丙酮酸途径：色氨酸(Trp)→吲哚-3-丙酮酸(IPA)→吲哚-3-乙醛(IAld)→吲哚-3-

乙酸(IAA)

●吲哚乙氰途径：Trp→吲哚-3-乙醛肟→吲哚-3-乙腈(IAN) →IAA

●吲哚乙酰胺途径：Trp→吲哚-3-乙酰胺→IAA

9.IAA的生物降解：

⏹酶促降解：可分为脱羧降解和非脱羧降解

⏹光氧化：在强光下体外的IAA在核黄素催化下可被光氧化，产物是吲哚醛等。

10.IAA的生理作用：

a)促进作用：促进雌花增加，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，偏上性生长，乙烯产生，叶片脱落，形成层活性，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。

b)抑制作用：抑制花朵脱落，侧枝生长，块根形成，叶片衰老。

11.赤霉素（现已发现有136种，最常见的是GA3）的一些种类：C20赤霉素（如：GA12，13,25,27等）

和C19（如：GA1,2,3,7,9,22等）；赤霉素也有自由赤霉素和结合赤霉素。

12.生理活性强的GA有GA1、GA3、GA7、GA30、GA32、GA38等，生理活性弱的GA有GA13、

GA17、GA25、GA28、GA39等。市售的GA主要是赤霉酸（GA3）。

13.赤霉素在植物体内的运输没有极性，根尖合成的赤霉素沿导管向上运输，而嫩叶产生的

赤霉素沿筛管向下运输。

14.GA的生物合成：

◆在质体内：牻牛儿牻牛儿焦磷酸（GGPP）→CDP→内根-贝壳杉希。

◆在内质网中：内根-贝壳杉希→内根-贝壳杉希酸→GA12-醛→GA12或GA53

◆在胞质溶胶中：GA12和GA53在C20处进行一系列氧化转变为其他GA s

15.GA的生理作用：

●促进作用：促进茎伸长，两性花的雄性花形成，单性结实，某些植物开花，花粉发

育，细胞分裂，叶片扩大，抽薹（tái），侧枝生长，胚轴弯钩变直，种子发芽，果

实生长，某些植物坐果。

●抑制作用：抑制成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成。

16.细胞分裂素（CTK）的一些种类：天然存在的CTK可分为游离的细胞分裂素和在tRNA

中的细胞分裂素。细胞分裂素也有自由CTK和束缚CTK两种存在形式。

17.CTK在植物体内的运输，主要是从根部合成处通过木质部运到地上部，少数在叶片合成

的CTK也可能从韧皮部运走。

18.CTK的生物合成（在细胞的微体中进行）：主要有两种途径：由tRNA水解产生（次要的）

和从头合成（主要的）。高等植物的CTK是从头直接合成的。

19.CTK的生理作用：

⏹促进作用：促进细胞分裂，细胞膨大，地上部分化，侧芽生长，叶片扩大，叶绿体

发育，养分移动，气孔张开，偏上性生长，伤口愈合，种子发芽，形成层活动，根

瘤形成，果实生长，某些植物坐果。

⏹抑制作用：抑制不定根形成和侧根形成，延缓叶片衰老。

20.乙烯的生物合成：甲硫氨酸→S-腺苷甲硫氨酸（SAM）→1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）

→乙烯。各过程需要的酶分别是：甲硫氨酸腺苷转移酶、ACC合酶、有氧条件和ACC

氧化酶。

21.乙烯的自我抑制的原因是抑制ACC合酶的合成或促进这种酶的降解；果实成熟、花衰老、

IAA、物理伤害、寒害、干旱胁迫、水涝可引发乙烯的自我催化。

22.乙烯的生理作用（既促进营养器官的生长，又影响开花结实）：

◆促进作用：促进解除休眠。地上部和根的生长和分化，不定根形成，叶片和果实脱

落，某些植物的花诱导形成，两性花中雌花形成，开花，花和果实衰老，呼吸跃变

型果实成熟，茎增粗，萎蔫。

◆抑制作用：抑制某些植物开花，生长素的运转，茎和根的伸长生长。

23.脱落酸（ABA）的生物合成：异戊烯焦磷酸（IPP）→法尼焦磷酸（C15）→玉米黄质（C40）

→全反式堇菜黄素（C40）→9＇-顺-新黄素（C40）→黄质醛（C15）→ABA醛→ABA

24.ABA的降解：

●氧化降解途径：ABA→红花菜豆酸（PA）→二氢红花菜豆酸（DPA）

●结合失活途径：ABA和糖或氨基酸结合形成没有活性的结合态ABA，其中主要是ABA