植物生理学-第七章.ppt
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受 体 存 在 部 位：（1）质膜上；（2）细胞核；（3）内质 网、叶绿体、液泡膜；（4）多元位点
作用机理
IAA +
IAA
H+ 未 知 因 子
可
壁
塑 性 增
伸 长
强
RNA聚合酶
因子
核 mRNA合成
新蛋白质
生长素作用机理
第二节 赤霉素（GA）
• GA 的发现 水稻恶苗病 • 化 学 本 质 类萜 • 共 同 结 构 赤霉烷环
第七章 植物的生长物质 (Plant growth )
植 物 激 素：植物代谢过程中产生的，并经常从产 (plant hormones) 生部位输送到其它部位，对生长发育
产生显著作用的一类微量有机物质。
植物生长调节剂：人工合成的具有植物激素活性的一类 (plant growth regulators) 有机物质。
乙烯的生理效应
• 三重反应（抑制茎伸长，使茎加粗，失去负向地性） • 促进果实成熟 • 促进脱落与衰老 • 促进菠萝开花 • 促进花芽分化（促进黄瓜多开雌花） • 促进次生物排泌
乙烯的作用机理
• ETH调控着编码细胞壁消化酶的基因转录
ETH
PG mRNA积累 新的纤维素酶
分解细胞壁 离层 脱落
CH2—CH—COOH NH2
CO2
CH2—CH— NH2
CH2—C—COOH O
O
CH2—C H
O
CH2—C
OH
IAA 的 生 物 合成
黄化麦苗中生长素的分布
分解代谢：
IAA氧化酶：含铁血红素蛋白 + 辅基（Mn2+ +单元酚）
Leabharlann Baidu
IAA氧化酶
IAA
吲哚醛 或 羟基吲哚的衍生物
IAA氧化酶的作用：调节植物体内IAA水平
质子泵
钝化
H+
IAA ATP ADP
活化
木葡聚糖
氢键 其它细胞壁多糖 共价键
细胞质 细胞膜
细胞壁
基因活化学说(gene activation theory)
生长素
组蛋白
DNA
mRNA
蛋白质
DNA
受体学说(acceptor theory)
IAA（或激素）受体： 能与IAA（或其它激素）结合的特异性 物质（蛋白质）,叫IAA（或激素）受 体。
分布：集中与生长强烈、代谢旺盛的部位 运输：极性运输
生长素的生物鉴定法 生长素的存在形式与代谢
存在形式：游离型、结合型（IAA的贮藏和运输形式）
生长素的发现及其生物鉴定法
吲 哚 乙 酸(IAA)
几种生长素类化合物的结构式
生长素的代谢：
生物合成：
合成部位：代谢强烈、生长旺盛的部 位合成途径：色氨酸途径（主要）
激动素的保鲜作用及对物质运输的影响
第四节 脱落酸（ABA）
• ABA的发现：
• ABA的化学本质：萜类化合物
• ABA的分布： 成熟、衰老、休眠器官
• 合成部位：
根冠；叶绿体
• ABA的合成前体：MVA
• 合成途径：
• 生物鉴定法： 气孔开度
脱落酸的生理效应
• 抑制生长（整株或离体器官） • 促进脱落 • 促进休眠 • 加速衰老 • 促进气孔关闭 • 促进马铃薯块茎形成
高 IAA/GA 低
中
木质部 韧皮部 木质部 + 韧皮部
GA的作用机理
• 调节IAA水平
促进IAA合成：促进色氨酸转变为IAA； 提高蛋白酶的活性
抑制IAA氧化酶和过氧化物酶活性 使束缚型IAA转变为自由型IAA
• 诱导酶的合成
GA诱导大麦糊粉层形成—淀粉酶示意图
第三节 细胞分裂素
• 细胞分裂素的发现 • 化学本质 • 分布 • 合成部位 • 合成前体 • 生物鉴定法 • 存在形式
激 素 的 特 点：1.内生性 2.可运性 3.调节性
激素的种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯
第一节 生长素（IAA）
生长素的发现与化学本质
发现：达尔文（1880） Went (温特,1928） Kogl (郭葛,1934） 化学本质：吲哚乙酸（IAA）
生长素在植物体内的分布与运输
6 — 氨基腺嘌呤衍生物 处于细胞分裂的部位 根尖 A ； tRNA; 甲瓦龙酸 萝卜子叶增重法
游离型；束缚型
几种玉米素的结构
细胞分裂素的生理效应
• 促进细胞分裂（细胞质）与扩大（横向） • 促进侧芽发育（消除顶端优势） • 延迟叶片衰老（特有） • 刺激块茎形成 • 促进叶绿素合成 • 促进组织、器官分化（IAA/CTK） • 促进花芽分化（） • 促进气孔开放 • 打破休眠，促进发芽（光种子）
IAA / CTK
比值高
比值低 比值中等 比值适宜
IAA / GA
比值高 比值低 比值中等 比值适宜
根 芽 愈伤组织 根+芽
木质部 韧皮部 形成层 木质部 + 韧皮部
生长素的作用机理
酸生长学说(Acid-growth theory): Rayle 和 Cleland ( 1970 )
纤维素微纤丝
受光氧化：蓝光作用最强
生长素的生理效应
+
1 促进伸长生长（纵向）
促
2 促进细胞分裂
进
（细胞核分裂） 3 促进生根
0
抑 制
根
芽
茎
4 促进器官和组织分化 5 形成无籽果实 6 促进菠萝开花
- 10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1
生长素浓度（M）
7 影响性别分化：促进黄瓜多开雌花
脱落酸的作用机理
• 阻止RNA合成 • ABA改变某些酶的活性（RUBP羧化酶、
PEP羧化酶）
第五节 乙烯（ETH）
• 乙烯的发现： • 乙烯的分布： • 生物鉴定法：三重反应 • 合 成 前 体： 蛋氨酸 • 直 接 前 体：ACC（1-氨基环丙烷-1羧酸） • 合 成 途 径：
乙烯的生物合成
• GA的分布与运输 • 生 物 鉴 定 法 : 大麦试验法 • GA 的存 在形式: 游离型、结合型 • 生 物 合 成：
合成部位：幼叶、幼根、幼果、发育的种子
合成前体：甲瓦龙酸（甲羟戊酸）（MVA） 直接前体：贝壳杉烯
GA的生理效应
• 促进茎伸长 • 打破休眠 • 促进抽薹开花 • 促进座果 • 促进单性结实 • 影响性别分化 • 促进组织分化
• ETH改变细胞膜的透性
第六节 植物激素间的相互关系
• IAA与GA：IAA+GA
促进生长（增效） IAA/GA
• IAA与CTK：协同：CTK加强IAA的生理效应
IAA/CTK 相 反： CTK 促进侧芽生长，消除顶端优势 IAA抑制侧芽生长，保持顶端优势
• IAA与ETH： IAA促进ETH生物合成
作用机理
IAA +
IAA
H+ 未 知 因 子
可
壁
塑 性 增
伸 长
强
RNA聚合酶
因子
核 mRNA合成
新蛋白质
生长素作用机理
第二节 赤霉素（GA）
• GA 的发现 水稻恶苗病 • 化 学 本 质 类萜 • 共 同 结 构 赤霉烷环
第七章 植物的生长物质 (Plant growth )
植 物 激 素：植物代谢过程中产生的，并经常从产 (plant hormones) 生部位输送到其它部位，对生长发育
产生显著作用的一类微量有机物质。
植物生长调节剂：人工合成的具有植物激素活性的一类 (plant growth regulators) 有机物质。
乙烯的生理效应
• 三重反应（抑制茎伸长，使茎加粗，失去负向地性） • 促进果实成熟 • 促进脱落与衰老 • 促进菠萝开花 • 促进花芽分化（促进黄瓜多开雌花） • 促进次生物排泌
乙烯的作用机理
• ETH调控着编码细胞壁消化酶的基因转录
ETH
PG mRNA积累 新的纤维素酶
分解细胞壁 离层 脱落
CH2—CH—COOH NH2
CO2
CH2—CH— NH2
CH2—C—COOH O
O
CH2—C H
O
CH2—C
OH
IAA 的 生 物 合成
黄化麦苗中生长素的分布
分解代谢：
IAA氧化酶：含铁血红素蛋白 + 辅基（Mn2+ +单元酚）
Leabharlann Baidu
IAA氧化酶
IAA
吲哚醛 或 羟基吲哚的衍生物
IAA氧化酶的作用：调节植物体内IAA水平
质子泵
钝化
H+
IAA ATP ADP
活化
木葡聚糖
氢键 其它细胞壁多糖 共价键
细胞质 细胞膜
细胞壁
基因活化学说(gene activation theory)
生长素
组蛋白
DNA
mRNA
蛋白质
DNA
受体学说(acceptor theory)
IAA（或激素）受体： 能与IAA（或其它激素）结合的特异性 物质（蛋白质）,叫IAA（或激素）受 体。
分布：集中与生长强烈、代谢旺盛的部位 运输：极性运输
生长素的生物鉴定法 生长素的存在形式与代谢
存在形式：游离型、结合型（IAA的贮藏和运输形式）
生长素的发现及其生物鉴定法
吲 哚 乙 酸(IAA)
几种生长素类化合物的结构式
生长素的代谢：
生物合成：
合成部位：代谢强烈、生长旺盛的部 位合成途径：色氨酸途径（主要）
激动素的保鲜作用及对物质运输的影响
第四节 脱落酸（ABA）
• ABA的发现：
• ABA的化学本质：萜类化合物
• ABA的分布： 成熟、衰老、休眠器官
• 合成部位：
根冠；叶绿体
• ABA的合成前体：MVA
• 合成途径：
• 生物鉴定法： 气孔开度
脱落酸的生理效应
• 抑制生长（整株或离体器官） • 促进脱落 • 促进休眠 • 加速衰老 • 促进气孔关闭 • 促进马铃薯块茎形成
高 IAA/GA 低
中
木质部 韧皮部 木质部 + 韧皮部
GA的作用机理
• 调节IAA水平
促进IAA合成：促进色氨酸转变为IAA； 提高蛋白酶的活性
抑制IAA氧化酶和过氧化物酶活性 使束缚型IAA转变为自由型IAA
• 诱导酶的合成
GA诱导大麦糊粉层形成—淀粉酶示意图
第三节 细胞分裂素
• 细胞分裂素的发现 • 化学本质 • 分布 • 合成部位 • 合成前体 • 生物鉴定法 • 存在形式
激 素 的 特 点：1.内生性 2.可运性 3.调节性
激素的种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯
第一节 生长素（IAA）
生长素的发现与化学本质
发现：达尔文（1880） Went (温特,1928） Kogl (郭葛,1934） 化学本质：吲哚乙酸（IAA）
生长素在植物体内的分布与运输
6 — 氨基腺嘌呤衍生物 处于细胞分裂的部位 根尖 A ； tRNA; 甲瓦龙酸 萝卜子叶增重法
游离型；束缚型
几种玉米素的结构
细胞分裂素的生理效应
• 促进细胞分裂（细胞质）与扩大（横向） • 促进侧芽发育（消除顶端优势） • 延迟叶片衰老（特有） • 刺激块茎形成 • 促进叶绿素合成 • 促进组织、器官分化（IAA/CTK） • 促进花芽分化（） • 促进气孔开放 • 打破休眠，促进发芽（光种子）
IAA / CTK
比值高
比值低 比值中等 比值适宜
IAA / GA
比值高 比值低 比值中等 比值适宜
根 芽 愈伤组织 根+芽
木质部 韧皮部 形成层 木质部 + 韧皮部
生长素的作用机理
酸生长学说(Acid-growth theory): Rayle 和 Cleland ( 1970 )
纤维素微纤丝
受光氧化：蓝光作用最强
生长素的生理效应
+
1 促进伸长生长（纵向）
促
2 促进细胞分裂
进
（细胞核分裂） 3 促进生根
0
抑 制
根
芽
茎
4 促进器官和组织分化 5 形成无籽果实 6 促进菠萝开花
- 10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1
生长素浓度（M）
7 影响性别分化：促进黄瓜多开雌花
脱落酸的作用机理
• 阻止RNA合成 • ABA改变某些酶的活性（RUBP羧化酶、
PEP羧化酶）
第五节 乙烯（ETH）
• 乙烯的发现： • 乙烯的分布： • 生物鉴定法：三重反应 • 合 成 前 体： 蛋氨酸 • 直 接 前 体：ACC（1-氨基环丙烷-1羧酸） • 合 成 途 径：
乙烯的生物合成
• GA的分布与运输 • 生 物 鉴 定 法 : 大麦试验法 • GA 的存 在形式: 游离型、结合型 • 生 物 合 成：
合成部位：幼叶、幼根、幼果、发育的种子
合成前体：甲瓦龙酸（甲羟戊酸）（MVA） 直接前体：贝壳杉烯
GA的生理效应
• 促进茎伸长 • 打破休眠 • 促进抽薹开花 • 促进座果 • 促进单性结实 • 影响性别分化 • 促进组织分化
• ETH改变细胞膜的透性
第六节 植物激素间的相互关系
• IAA与GA：IAA+GA
促进生长（增效） IAA/GA
• IAA与CTK：协同：CTK加强IAA的生理效应
IAA/CTK 相 反： CTK 促进侧芽生长，消除顶端优势 IAA抑制侧芽生长，保持顶端优势
• IAA与ETH： IAA促进ETH生物合成