19 植物的调控系统-普通生物学课件PPT

3. 植物光敏素(phytochrome)与生物
钟有关
开花素（成花素）形成受一种感光因子 所调节。这因子是一种蛋白质、称为光敏 色素。它本身呈蓝色，吸收光谱高峰在红 光谱段。
光敏色素有二种可逆的存在状态，
吸收峰在橙红段的Pr（吸收红光）和吸收 峰在红外段的Pfr（吸收远红光）。白日 时波长660nm 的红光促使Pr转化为有生 理活性的Pfr态， Pfr态对短日照植物的开 花起抑制作用。落日时波长730 nm的远 红光可将Pfr 转化为不活跃的Pr态，从而 解除了对开花的抑制。 R代表红光，FR代表远红光
（2）乙烯(ethylene)
1）合成
在果实中形成（为气体）
2）生理作用
◆促进成熟
◆促进组织和器官老化，促进脱落
◆抑制生长，抑制茎的延长
◆影响开花
4. 植物激素在农业上有许多用途
果实成熟
无籽果实的生产
疏果：用大剂量的生长素促
使未成熟的果实脱落
除草（除草剂：2，4-D）
（二）植物的生长响应和生物节律 1. 向性改变植物生长的方向
（3） Frits Went实验
2. 生长素、细胞分裂素和赤霉素起促 进作用
（1）生长素(auxins)(IAA, indole acetic acid)
1）生长素在植物体内的分布和作用 ★IAA的合成：主要在顶端分生组织
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。
▶IAA的作用：
生长素刺激植物生长：
一定浓度的生长素
刺激细胞伸长生长；
刺激细胞分裂—愈伤组织
(callus) 不定根 扦插
超过一定浓度的生长素（根≈10-10 mol/L, 茎≈10-5 mol/L）反而抑制细胞延长。
生长素和向性：
向光性 (phototropism): 生长素在光下的不 对称运输，近光面含量低。 向地性(geotropism): 根对IAA的敏感性高于 茎。 高浓度IAA抑制细胞延长的作用可能来自乙 烯——植物的生长不是简单地取决于一种 激素，而有多种因素调节控制。
3）人工合成的生长素
萘乙酸（ NAA ）， 2,4-D （ 2 ， 4- 二氯 苯氧乙酸）
（2）细胞分裂素(cytokinins)
1）细胞分裂素的合成
生长旺盛的部分（根尖、胚、果实等）
2）细胞分裂素的作用
促进细胞分裂
与生长素共同作用诱导愈伤组织生根和 出芽，两者比例不同，结果不一样 促进种子萌发、果实发育、开花等
• 促进花粉萌发和花粉管的生长
• 可形成无子果实
3. 脱落酸和乙烯起抑制作用
（1）脱落酸(abscisic acid, ABA) 1）脱落酸的合成：叶绿体和其他 质体(成熟叶片内) 2）脱落酸的作用 ◆ 促进离层产生而与花、果实和叶的 脱落有关，但外施效果差 ◆ 抑制生长，促进休眠 ◆ 促进气孔关闭
十九、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
动物的调控系统：神经系统、激素 植物：激素（没有神经系统）
1. 向光性的研究导致植物激素的发现
（1） Charles Darwin 和 Francis Darwin 实验
（2） Paal 和 Boysen-Jensen实验
Pfr尚有促进叶子长大和促进种子萌发 的功能，说明光敏素参与了多种生理过 程并在其中起重要作用。
（三）植物对植食动物和病菌的防御 1. 植物防御动物的方法
（1）物理方法 长刺 （2）化学方法 合成恶臭化学物质 合成有毒化学物质 （3）引诱一种动物来防御植食动物 毛毛虫与胡蜂
பைடு நூலகம்
2. 植物防御致病微生物的办法
2)短日植物 (short-day plants)
对日照的要求有一个最高极限，它们只 能在短于该极限 ( 阈值，临界日长 ) 的日照 下开花。 3)日中性植物 (day-neutral plants) 长、短日都能开花的植物。 问题：开花是否直接与日照有关？
进一步研究了“长日照”和“短日照”
的性质，人们发现植物花芽分化是受连续 无光照的时数所决定的，日照时间的长短 倒不是决定性因素。因此，短日照植物实 质上是“长夜植物”，而长日照植物实质 上是“短夜”植物。 • 诱导开花起本质作用的是暗期的长短。
（1）光周期（photoperiodism）
植物的生殖生长决定于光照时间长短的 现象称为光周期。 光照周期长短对花芽分化有激发作用。 植物对光照的激发有三种反应类型。 1)长日植物 (long-day plants) 对日照的要求有一个最低极限，它们只 能在长于该极限(阈值，临界日长)的日照下 开花。
（1）阻止或避免侵害
表皮的屏障作用（但气孔是其
薄弱处） 释放杀死微生物的分子 化学变化：使壁变得较坚固 （2）对抗入侵的病原体 化学防御系统 抗性基因
防止和延缓器官衰老
参与顶端优势的产生
促进蛋白质的合成 （3）赤霉素(gibberellins)
1）赤霉素的性质
60 ~ 70 种类似化合物的总称。普遍存 在于植物各种器官和组织中，未成熟种子 中含量最高。
2）赤霉素的合成
胚、顶端分生组织、幼叶等。
3）赤霉素的作用
• 刺激细胞延长
• 刺激酶的合成
向性有3种： （1）向光性 （2）向重力性 芽朝上，根朝下生长 （3）向触性 豌豆卷须：一接触到支持物，相对 一面的生长就加快，于是卷曲起来。
2. 植物有生物钟
昼夜节律：
豆科植物的叶子：昼张夜闭
含羞草：昼张夜闭 生物体内控制这种节律的 计时装置——生物钟
光周期和开花：
开花是植物生活史中的转折点。花芽或 花原基的分化是其中的关键。花芽分化的 启动受多种因子所控制。在诸种因子中遗 传的内因带有决定性作用。但遗传性的实 现要有一定的条件。温度、雨水是外界条 件中最重要的。一般植物要有一定的温度 积累—称为积温，才能发动花芽分化。
生长素和顶端优势
生长素和果实发育
生长素的其他生物学效应：
促进植物休眠，抑制块茎、块根和鳞茎 的发芽，增加坐果率，诱导开花，促进形 成层细胞的分裂，并调节其分化。
2）生长素作用的机制
激素作用于细胞的首要条件是能够为 细胞所识别和接受。靶细胞具有能与激素 分子结合的特定受体蛋白是激素特异性的 根源。 酸 生 长 假 说