细胞分裂素类
细胞分裂素结构
细胞分裂素结构1. 引言细胞分裂素是一类重要的生物活性物质，它在细胞分裂过程中起着关键的调控作用。
细胞分裂素的结构决定了其在细胞中的功能和作用机制。
本文将对细胞分裂素的结构进行全面详细、完整且深入地探讨。
2. 细胞分裂素分类根据化学结构和功能特点，细胞分裂素可以分为多种类型，包括植物激素、动物激素等。
以下是一些常见的细胞分裂素分类：2.1 植物激素•赤霉素（Gibberellins）：赤霉素是一类具有生长调节作用的植物激素，能够促进植物茎的伸长和芽的形成。
•生长素（Auxins）：生长素是一类能够促进植物细胞伸长和增加生长速度的激素。
•脱落酸（Abscisic acid）：脱落酸在植物中起到抑制生长和促进休眠等作用。
2.2 动物激素•胰岛素（Insulin）：胰岛素是一种由胰腺分泌的激素，能够调节血糖水平和促进葡萄糖的吸收和利用。
•生长激素（Growth hormone）：生长激素在人体中起到促进骨骼和肌肉生长、调节脂肪代谢等作用。
3. 细胞分裂素的结构与功能细胞分裂素的结构决定了其在细胞中的功能和作用机制。
以下是一些常见细胞分裂素的结构及其功能：3.1 赤霉素赤霉素具有类似于植物雄性激素的作用，能够促进芽的形成和茎的伸长。
赤霉素的结构包含一个环戊酮环以及多个侧链。
这些侧链可以影响赤霉素与受体结合的亲和力，从而调控其生物活性。
3.2 生长素生长素是一种含有吲哚基团的化合物，它能够促进植物细胞伸长和增加生长速度。
生长素的结构包含一个吲哚环和一个脂肪酸侧链。
吲哚环与受体结合后，通过活化生长相关基因的转录来调控细胞生长和分裂。
3.3 胰岛素胰岛素是一种由胰腺分泌的激素，它在调节血糖水平和促进葡萄糖的吸收和利用中起着重要作用。
胰岛素是由两个多肽链组成的，在结构上包含两个互相连接的多肽链以及两个二硫键。
这些结构特点使得胰岛素能够与细胞表面上的受体结合，并启动一系列信号转导途径，最终达到调节血糖水平的效果。
植物生理学：细胞分裂素类
4.延延缓缓叶叶片片衰衰老老
CTK inhibits senescence
原因原：因：
1)CTK抑1制) C蛋TK白抑制水蛋解白酶水解与酶核与核酸酸酶酶的的合合成成 2)CTK吸2引) C物TK质吸引到物该质处到该(在处(在该该处处形形成成库库) )
3) 阻止自由基的合成并加速其分解，防止膜脂过氧化。
– 后来又发现玉米素核苷、二氢玉米素、异戊烯基腺苷等天然细 胞分裂素等20多种
人工合成的细胞分裂素有KT， N6-BA，四氢吡喃 苄基腺嘌呤PBA等
二二、CCTKT的K的结构结、构分、布分、布存、在存形式在与形运式输与运输
(一(一)结)结构构：：CCTTKK几几乎乎都都是是腺腺嘌嘌呤呤的衍生物(二苯脲例外) (二)分布：的衍生物(二苯脲例外)
§§3 细细胞胞分分裂裂素素类类cycytotokkininininss
一一细、胞细分胞裂分素的裂发素现的发现
– 1941年，Overbeek 发现可可奶刺激曼陀萝胚的生长，并刺激离 －194体1年胡，萝O卜v细erb胞ee的k发增现殖可。可奶刺激曼陀萝胚的生长，并刺激离体胡 萝卜–细胞19的54增年殖，。Skoog, Miller 在培养烟草茎髓细胞时发现： －195茎4年髓，+培Sk养oo基g,+IMAAiller 在培养烟草茎髓伸细长胞；时发现：茎髓+培养基 +IAA →茎伸髓长+；培茎养髓基++培IA养A基+酵+I母AA提+取酵液母提取液伸→长伸+长分+裂分；裂； 裂是的DN－–物A1质的91胞性59，降5)分5年说5而解裂年，明新产的，他该鲜物物他们物的。质们从质D他，从N放是们A而放置D并提新置N了无取A鲜了4的此了年的4年降活该的D的解性物N鲱A鲱产(质鱼高并鱼物，精压无精。证子灭此子明的菌活的是D后性DNN又(NA6高-A中有呋压中发活喃灭发现性甲菌现有)基说后有刺腺明又刺激嘌该有激细呤物活细胞，质分 胞定分名－裂为19的激6他素3物动年们K质素，i提ne，KLt取iien定nt，了he名tai简该mn为，从称物玉简甜质K米称T玉，素。K米证zTe灌明。at浆是in期NZ6T的-呋,其种喃活子甲性中基高首腺于次嘌K提呤T取。，了定天名然为的激促动进细 裂素－–等后2来1进09多又细63种发胞年现分，玉裂Le米的tha素物m核质从苷，甜、定玉二名米氢为灌玉玉浆米米期素素的、z种ea异子tin戊中Z烯首T,基次其腺提活苷取性等了高天天于然然KT细的。胞促分
植物生长生长物质
IAA Polar transport：胚芽鞘合成的IAA只能从植物 体的形态学上端向形态学下端运输，而不能倒过来运 输。地上部--向基运输。
2．生长素的生理作用
生长素对植物生长的作用具有两重性，有正作用和负作用。即在低浓 度下促进生长，在中浓度下抑制生长，在高浓度下导致植物死亡。不同 器官对生长素的敏感程度不同，根对生长素最敏感，促进生长的最适浓 度为10－10mol/L左右；芽敏感程度次之，最适浓度是10－8mol/L左右；茎 最不敏感，最适浓度是10－4mol/L左右。
细胞分裂素促进细胞分裂的机理是细胞分裂素能调节基因活 性，促进RNA合成和促进蛋白质合成。
细胞分裂素的促进作用有：细胞分裂，地上部分化，侧芽生 长，叶片扩大(使细胞扩大，而不是伸长)，气孔张开，伤口愈合， 形成层活动，种子发芽，果实；生长等。 细胞分裂素的抑制作用有：不定恨形成，侧根形成，叶片衰老。
四、脱落酸
脱落酸是一种以异戊二烯为基本结构的倍半萜类化合 物，含15个碳原子，分子式为C15H2Ｏ40。
脱落酸抑制生长、促进衰老的生理机制是抑制核酸 和蛋白质合成。脱落酸在植物生长发育中的调节作用有 促进叶、花、果脱落，促进气孔关闭，促进侧芽、块茎、 种子休眠，促进叶片衰老，促进果实、种子成熟。抑制 种子萌发、IAA运输和植株生长。
IAA促进生长机理： A.IAA活化基因，促进RNA和蛋白质的合成--慢反应。
B. 酸生长理论： IAA活化质膜ATP酶，细胞壁酶活化， 细胞壁水解，松驰，吸水--快反应。
二、赤霉素类
植物中赤霉索的种类达100多种，它们的基本结构相 同，都为含4个环的赤霉烷异戊二烯化合物，其结构差 别主要是碳原子总数不同和双键、羟基数目和位置的 不同。生理活性强的赤霉素有GA１，GA3，GA7，GA32， GA38等。
细胞分裂素具体介绍
三、细胞分裂素的发现和种类一、细胞分裂素的发现和种类生长素和赤霉素的主要作用都是促进细胞的伸长，虽然它们也能促进细胞分裂，但是次要的，而细胞分裂素类则是以促进细胞分裂为主的一类植物激素。
(一)细胞分裂素的发现斯库格和崔氵山王攵(1948)等在寻找促进组织培养中细胞分裂的物质时，发现生长素存在时腺嘌呤具有促进细胞分裂的活性。
1954年，雅布隆斯基和斯库格发现烟草髓组织在只含有生长素的培养基中细胞不分裂而只长大，如将髓组织与维管束接触，则细胞分裂。
后来他们发现维管组织、椰子乳汁或麦芽提取液中都含有诱导细胞分裂的物质。
1955年米勒和斯库格等偶然将存放了4年的鲱鱼精细胞DNA加入到烟草髓组织的培养基中，发现也能诱导细胞的分裂，且其效果优于腺嘌呤，但用新提取的DNA却无促进细胞分裂的活性，如将其在pH＜4的条件下进行高压灭菌处理，则又可表现出促进细胞分裂的活性。
他们分离出了这种活性物质，并命名为激动素(kinetin,KT)。
1956年，米勒等从高压灭菌处理的鲱鱼精细胞DNA分解产物中纯化出了激动素结晶，并鉴定出其化学结构(图7-15)为6-呋喃氨基嘌呤(N6-furfurylaminopurine)，分子式为C10H9N50，分子量为，接着又人工合成了这种物质。
激动素并非DNA的组成部分，它是DNA在高压灭菌处理过程中发生降解后的重排分子。
激动素只存在于动物体内，在植物体内迄今为止还未发现。
尽管植物体内不存在激动素，但实验发现植物体内广泛分布着能促进细胞分裂的物质。
1963年，莱撒姆从未成熟的玉米籽粒中分离出了一种类似于激动素的细胞分裂促进物质，命名为玉米素(zeatin,Z，ZT)，1964年确定其化学结构为6-(4-羟基-3-甲基 -反式-2-丁烯基氨基)嘌呤〔6-(4-hydroxyl-3-methy-trans-2-butenylamino)purine〕,分子式为C10H13N50，分子量为(图7-15)。
植物细胞分裂素类
Plants overexpressing CKX have
enhanced root and reduced shoot growth
但如果这种降低超过 了极限，便会产生抑 制。
3、促进侧芽和不定芽生长分化
在进行组织培养时，愈伤组织产生根或产生芽，取决于 IAA和激动素浓度的比值。
IAA/CTK 高，促进根的分化; IAA/CTK 低，促进芽的分化. IAA/CTK 中间水平，愈伤组 织只生长，不分化. 在果树上，促进雌花的分化.
而且生长素和赤霉素都不会促进双子叶 植物的子叶扩大生长，所以细胞分裂素 对子叶扩大生长促进的作用机制可能是 独特的。
用带有产生CTK类物质 的菌针，对番茄茎刺伤 后一个月产生的冠瘿瘤
2、调节茎尖和根的生长
CTK虽然促进子叶或叶片的细 胞扩大生长，但却抑制植物茎和 根细胞的伸长生长。
CTK主要发生在茎尖、根尖等 分生组织细胞，CTK参与了对顶 端分生组织发育的调控。
前体： IPP（DMAPP）
IPP来源
甲羟戊酸 (美籍华人陈政茂发现) 丙酮酸与 3-PGA
细胞分裂素的代谢
细胞分裂素生物合成是以从头合成为主要途径的。
细胞分裂素的核心结构腺嘌呤环在植物体内大量存在（如 ATP、ADP、AMP）。 细胞分裂素的生物合成是由底物异戊二烯基焦磷酸（IPP）和 AMP开始，在异戊烯基转移酶（isopentenyl-transferase，IPT） 的催化下，腺苷酸（AMP）和IPP转化成有活性的细胞分裂 素—素—异戊烯基腺苷-5’-磷酸（iPMP），进而在水解酶作用 下形成异戊烯基腺嘌呤，异戊烯基腺嘌呤如进一步氧化，就能 形成玉米素。
促进菜豆和萝卜的子叶或叶圆片扩大
四、细胞分裂素的作用机制
植物生长物质与细胞信号转导(细胞分裂素类)
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（二）脱落酸的代谢和运输
脱落酸的生物合成
脱落酸的合成部位：合成器官是根尖、成熟的花、 果实与种子等，细胞内合成ABA的主要部位是质体。 ABA的合成前体：甲羟戊酸(mevalonic acid， MVA)--直接途径，或叶黄素（xanthophyll）--间接 途径。 ABA的生物合成主要有两条途径： （1）15个碳原子的直接途径，由MVA合成而来 （2）40个碳原子的间接途径，由叶黄素 （xanthophyll）(一种加氧类胡萝卜素)裂解而来。
（4）增强植物的抗逆性 ABA常被称为胁迫激素，在各种逆境下，植物内源ABA水平 都会急剧地上升。 最典型的例子是叶片受干旱胁迫时，ABA迅速增加，引起气 孔关闭，减少水分散失，抗旱能力增强。 （5）促进脱落和休眠：促进叶柄、果实等器官的脱落。
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四、脱落酸的作用机制及信号转导
• 作用机制 • 在植物体内，ABA不仅存在多种抑制效应，还有多种促进 效应。在各种实验系统中，它的最适浓度可跨4个数量级(0.1～ 200μ mol·L-1)。对于不同组织，它可以产生相反的效应。例如， 它可促进保卫细胞的胞液Ca2+水平上升，却诱导糊粉层细胞的胞 液Ca2+水平下降。通常把这些差异归因于各种组织与细胞的ABA 受体的性质与数量的不同。ABA及其受体的复合物一方面可通过 第二信使系统诱导某些基因的表达，另一方面也可直接改变膜 系统的性状，干预某些离子的跨膜运动 。 • 脱落酸结合蛋白 • ABA含有α 与β 不饱和酮结构，能接受光的剌激而成为高度 活跃状态，容易与蛋白质中氨基酸的氢原子结合。 ABA结合蛋 白包含3个亚基，其分子量分别为19 300、20 200及24 300。在 高pH环境下，ABA与20 200多肽结合；在低pH环境下，ABA与其 他两种多肽结合。这种特性与ABA在碱性及酸性条件下都能引起 气孔关闭的生理作用吻合 。
五大植物内源激素
一、生长素类增加雌花，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，偏上性，乙烯产生，叶片脱落，形成层活性，伤口愈合，不定根的形成，种子发芽，侧根形成，根瘤形成，种子和果实生长，座果，顶端优势。
但是必须指出，生长素对细胞伸长的促进作用，与生长素浓度、细胞年龄和植物器官种类有关。
一般生长素在低浓度时可以促进生长，浓度较高则会抑制生长，如果浓度更高则会使植物受伤。
细胞年龄不同对生长素的敏感程度不同。
一般来说，幼嫩细胞对生长素反应非常敏感，老细胞则比较迟钝。
不同器官对生长素的反应敏感也不一样，根最敏感，其最适浓度是10-10mol/L左右；茎最不敏感，最适浓度是10-4mol/L左右；芽居中，最适浓度是10-8mol/L左右。
二、赤霉素类（一）促进茎的生长1、促进整株植物的生长尤其是对矮生突变品种的效果特别明显，但GA对离体茎切段的伸长没有明显的促进作用，而IAA对整株植物的生长影响较小，却对离体茎切段的伸长有明显的促进作用。
GA促进矮生植株伸长的原因是由于矮生种内源GA生物合成受阻，使得体内GA含量比正常品种低的缘故。
2、促进节间的伸长GA主要作用于已有的节间伸长，而不是促进节数的增加。
3、不存在超最适浓度的抑制作用即使GA浓度很高，仍可表现出最大的促进效应，这与生长素促进植物生长具有最适浓度显著不同。
（二）诱导开花某些高等植物化芽的分化是受日照长度（即光周期）和温度影响的。
例如，对于二年生植物，需要一定日数的低温处理（即春化）才能开花，否则表现出莲座状生长而不能抽薹开花。
若对这些未经春化的植物施用GA，则不经低温过程也能诱导开花，且效果很明显。
此外，GA也能代替长日照诱导某些长日植物开花，但GA对短日植物的化芽分化无促进作用。
对于花芽已经分化的植物，GA对其花的开放具有显著的促进效应。
（三）打破休眠GA可以代替光照和低温打破休眠，这是因为GA可诱导α-淀粉酶、蛋白酶和其他水解酶的合成，催化种子内贮藏物质的降解，以供胚的生长发育所需。
植物生长素 细胞分裂素 本质区别
植物生长素细胞分裂素本质区别植物生长素和细胞分裂素是两种重要的植物激素，它们在植物生长和发育中起着至关重要的作用。
虽然它们都是植物内源性物质，但它们的本质区别在于它们的功能和作用机制。
植物生长素，也被称为植物激素，是植物体内一类具有调节植物生长和发育的化合物。
它主要由植物的顶端和侧芽产生，并通过细胞间传递来调控植物生长。
植物生长素能够促进植物茎的伸长和根的发育，使植物能够适应环境的变化。
此外，植物生长素还可以调节植物的开花、果实的发育和落叶等生理过程。
它的作用机制主要是通过调节细胞的伸长和分裂，促进植物器官的生长。
细胞分裂素，又称为细胞分裂激素，是一类促进细胞分裂和增殖的植物激素。
它主要由植物的根尖和茎尖产生，并通过植物体内的细胞间传递来调控细胞的分裂。
细胞分裂素能够促进植物细胞的分裂和生长，从而增加细胞数量和植物的体积。
它的作用机制主要是通过激活细胞分裂相关的基因表达和蛋白质合成，从而促进细胞的分裂和增殖。
植物生长素和细胞分裂素在植物生长和发育中具有不同的功能和作用机制。
植物生长素主要调节植物器官的生长和发育，包括茎的伸长、根的发育、开花和果实的发育等。
而细胞分裂素则主要促进细胞的分裂和增殖，从而增加细胞数量和植物的体积。
两者在植物的生长和发育过程中密切配合，共同调控植物的生长。
植物生长素和细胞分裂素是两种重要的植物激素，它们在植物生长和发育中起着至关重要的作用。
植物生长素主要调节植物器官的生长和发育，而细胞分裂素则主要促进细胞的分裂和增殖。
它们的功能和作用机制不同，但在植物的生长和发育过程中相互配合，共同调控植物的生长。
通过研究和了解植物生长素和细胞分裂素的本质区别，可以更好地理解和掌握植物的生长和发育规律，为植物的栽培和种植提供科学依据。
高中生物 植物激素的种类及作用特点
植物激素---植物生长调节剂的种类及特点•植物生长调节剂(plant growth regulator)是指人工合成(或从微生物中提取)的，由外部施用于植物，可以调节植物生长发育的非营养的化学物质。
植物生长调节剂的种类很多，但根据其来源、作用方式、应用效果等大体分为以下几类：1．生长素类生长素类是农业上应用最早的生长调节剂。
最早应用的是吲哚丙酸(indole propionic acid，IPA)和吲哚丁酸(indole butyric acid，IBA)，它们和吲哚乙酸(indole-3-acetic acid，IAA)一样都具有吲哚环，只是侧链的长度不同。
以后又发现没有吲哚环而具有萘环的化合物，如α-萘乙酸(α-naphthalene acetic acid，NAA)以及具有苯环的化合物，如2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-dichlorophenoxyacetic acid，2，4-D)也都有与吲哚乙酸相似的生理活性。
另外，萘氧乙酸(naphthoxyacetic acid，NOA)、2，4，5一三氯苯氧乙酸(2，4，5-trichlorophenoxyacetic acid，2，4，5-T)、4-碘苯氧乙酸(4-iodophenoxyacetie acid，商品名增产灵)等及其衍生物(包括盐、酯、酰胺，如萘乙酸钠、2，4-D丁酯、萘乙酰胺等)都有生理效应。
目前生产上应用最多的是IBA、NAA、2，4-D，它们不溶于水，易溶解于醇类、酮类、醚类等有机溶剂。
生长素类的主要生理作用为促进植物器官生长、防止器官脱落、促进坐果、诱导花芽分化。
在园艺植物上主要用于插枝生根、防止落花落果、促进结实、控制性别分化、改变枝条角度、促进菠萝开花等。
2．赤霉素类赤霉素种类很多，已发现有121种，都是以赤霉烷(gibberellane)为骨架的衍生物。
商品赤霉素主要是通过大规模培养遗传上不同的赤霉菌的无性世代而获得的，其产品有赤霉酸(GA3)及GA4和GA7的混合物。
第十一章第四节 细胞分裂素
异戊烯基腺嘌 呤核苷单磷酸
Zeatin ribosideMP 玉米素核苷单磷酸
iPMP 以iPMP为中间产 物的合成途径称 为iPMP依赖途径
ZMP
Zeatin riboside 玉米素核苷
异戊烯基腺嘌呤
葡萄糖苷 酶
细胞分裂素的合成部位和运输：
细胞分裂素的合成部位: 根尖分生组织。幼胚和幼小发育中的叶、 有效果实等也可合成。
生长素/细胞分裂素比例控制根芽发育
农杆菌Ti质粒
tms基因突变或删除 tmr基因突变或删除
与IAA生物合成有关的 两个基因发生了变异
（较体高多内 水具 平枝有 的突相CT对变K于）体IAA
与玉米素生物合成有关 的ipt基因发生了变异
（ 较多体 高内 水根具 平有 的突I相A变A对）于体CTK
不分化的巨大瘤
Increasing CTK conc.
Increasing IAA conc.
Interaction of CTK with auxin dictates root and shoot development in cell culture
细胞分裂素促进芽的分化：
在培养基中所加的细胞分裂 素和生长素的量影响组织块 的分化方向：
细胞分裂素氧化酶 (cytokinin oxidase， CKX) 的作用下, 玉米素、玉米素核苷和 异戊烯基腺嘌呤等可转变为腺嘌呤及其 衍生物。 但双氢玉米素及其结合态对此 酶不敏感。
CKX可能对细胞分裂素起钝化作用, 防 止细胞分裂素积累过多, 产生毒害。 事 实上, 该氧化酶的活性可被高浓度的细 胞分裂素诱导。
目前在高等植物中已鉴定出有30 多种细胞分裂素。
细胞分裂素的定义
细胞分裂素被定义为具有与反式玉米素 具有相同生物活性的物质，即
细胞分裂素
• 果实膨大
细胞分裂素增大果实体积 是通过促进果肉细胞分裂 实现的。经常使用的两种 分裂素6一BA和氯吡苯脲 （CPPU）这两种细胞分 裂素能增大果实的体积而 不会改变果实的形状和种 子数， 也不影响来年的座 果和产量。
• 提高坐果率
在许多植物的生殖生长中，花的败育及落花落果是普遍现 象。许多环境因子能够影响花的发育程度，而落花落果则 导致作物产量下降，造成较大的经济损失，因此这方面的 研究受到了广泛的重视。
分子中一般均有腺嘌呤和异戊烯侧链。 玉米素 二氢玉米素 游离态细胞分裂素 玉米素核苷 异戊烯基腺苷 异戊烯基腺苷(iPA) 结合态细胞分裂素 甲硫基异戊烯基腺苷 甲硫基玉米素
1 2
6 1
二氢玉米素[diH]Z
9
玉米素Z
常见的人工合成的细胞分裂素有： 激动素(KT) 6-苄基腺嘌呤(6-BA)
二、CTK的分布与代谢
四、CTK的作用机理
1. CTK对蛋白质生物合成的调节
例如：CTK可以促进α-淀粉酶、PEPC、PuBPC等 酶蛋白的合成。 CTK的受体可能是位于细胞膜上的二聚体蛋白。
2. CTK 具 有 保
护tRAN的作用 CTK 阻 止 核 酸 酶 对 tRAN 上 iP 侧链的水解作 用。
五、CTK的应用
• 2.促进细胞扩大
细胞分裂素可促进一些双子叶植物的子叶或叶圆片扩大，这 种扩大主要是因为促进了细胞的横向增粗。
T0：实验开始之前萌发的萝卜幼苗 T3：离体的子叶在加玉米素的情况下 在暗中或光下培养三天
• 3. 诱导器官和组织分化
CTK 能诱导愈伤组织分化出 芽，促进维管束发育。生长素和 细胞分裂素共同调控着植物器官 的分化。 CTK/IAA比值较大时，主要诱导 芽的形成； CTK/IAA比值适中时，促进愈伤 组织生长； CTK/IAA比值较小时，则有利于 根的形成。
五大植物内源激素
一、生长素类增加雌花,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,偏上性,乙烯产生,叶片脱落,形成层活性,伤口愈合,不定根的形成,种子发芽,侧根形成,根瘤形成,种子与果实生长,座果,顶端优势。
但就是必须指出,生长素对细胞伸长的促进作用,与生长素浓度、细胞年龄与植物器官种类有关。
一般生长素在低浓度时可以促进生长,浓度较高则会抑制生长,如果浓度更高则会使植物受伤。
细胞年龄不同对生长素的敏感程度不同。
一般来说,幼嫩细胞对生长素反应非常敏感,老细胞则比较迟钝。
不同器官对生长素的反应敏感也不一样,根最敏感,其最适浓度就是10-10mol/L左右;茎最不敏感,最适浓度就是10-4mol/L左右;芽居中,最适浓度就是10-8mol/L 左右。
二、赤霉素类(一)促进茎的生长1、促进整株植物的生长尤其就是对矮生突变品种的效果特别明显,但GA对离体茎切段的伸长没有明显的促进作用,而IAA对整株植物的生长影响较小,却对离体茎切段的伸长有明显的促进作用。
GA促进矮生植株伸长的原因就是由于矮生种内源GA生物合成受阻,使得体内GA含量比正常品种低的缘故。
2、促进节间的伸长GA主要作用于已有的节间伸长,而不就是促进节数的增加。
3、不存在超最适浓度的抑制作用即使GA浓度很高,仍可表现出最大的促进效应,这与生长素促进植物生长具有最适浓度显著不同。
(二)诱导开花某些高等植物化芽的分化就是受日照长度(即光周期)与温度影响的。
例如,对于二年生植物,需要一定日数的低温处理(即春化)才能开花,否则表现出莲座状生长而不能抽薹开花。
若对这些未经春化的植物施用GA,则不经低温过程也能诱导开花,且效果很明显。
此外,GA也能代替长日照诱导某些长日植物开花,但GA对短日植物的化芽分化无促进作用。
对于花芽已经分化的植物,GA对其花的开放具有显著的促进效应。
(三)打破休眠GA可以代替光照与低温打破休眠,这就是因为GA可诱导α-淀粉酶、蛋白酶与其她水解酶的合成,催化种子内贮藏物质的降解,以供胚的生长发育所需。
细胞分裂素PPT课件
赤霉素促进种子萌发，脱落酸则抑制种 子萌发，两者的作用是互相对抗的。 乙烯促进成熟
乙烯
植物激素的应用： 1）生产无籽果实（无籽蕃茄与无籽 西瓜的区别） 2）促进扦插枝条生根 3）防止落花落果 4）除草剂（萘乙酸、 2、4－D） 植物体产生的生长素的量是很少的，无法在生产上大 规模应用。人们能够用化学合成的方法合成一些生长素 的类似物，如萘乙酸、2，4-D等。能取得相同的效果。
第2课时
植物激素-----生长素、细胞分裂素、赤霉素、 脱落酸和乙烯。
植物激素： 由植物体内某一部位产生（内生性） ，运输 到另一部位起作用（可移动性） ，对植物体的 生长发育有显著的调节作用的微量有机物（微量 高效性） 。
调节植物生长发育的五大类激素
名称 生长素类 细胞分裂素 类 赤霉素类 作用 促进茎伸长；影响根的生长；抑制侧芽 生长；使植物产生向光性等 影响根的生长和分化；促进细胞分裂； 促进萌发；延迟衰老 存在或产生部位 顶芽；幼叶；胚 根、胚、果实中形成， 由根运至其他器官 顶芽和根的分生组织； 幼叶；胚 叶；茎；根；绿色果实
促进植物生长
促进种子萌发、茎伸长和叶的生长；促 进开花和果实发育；影响根的生长和分 化 抑制生长；失水时使气孔关闭；保持休 眠
脱落酸
乙烯
与植物的衰老、成熟、 促进果实成熟；对抗生长素的作用；因 对不良环境发生响应有关 物种而异，促进或抑制根、叶、花的生
长和发育
成熟中的果实；茎的节； 衰老的叶子
生长素的生理作用
低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用，具有双重性。
低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用，具有双重性。 同一浓度对不同器官的影响不同。 茎
促 进 生 长 0 抑 制 生 长 根 A 芽 B C
细胞分裂素
研究历史
1913年德国植物学家 G.Haberlandt从马铃薯韧皮部渗出液中分离物质可诱导马铃薯细胞分裂和愈伤组织的 生成。
1940年Folke Skoog从椰奶和酵母抽出液中分离出一些可促进细胞分裂的嘌呤类的化学物质。
1942年，J·van·奥弗贝克等在培养曼陀罗幼胚和未受精的卵细胞的实验中，发现椰子乳明显促进生长，因 此设想椰子乳含有能促进细胞分裂的物质。
细胞分裂素来源于嘌呤与在N6位置上取代物的结合。N6上取代物异戊间二烯的生物合成前体，与赤霉素和脱 落酸的一样，都是甲羟戊酸。
合成Biblioteka 一般认为，细胞分裂素在根尖、萌发着的种子和发育着的果实、种子处合成，但随着研究的深入，发现茎端 也能合成细胞分裂素。细胞分裂素生物合成是在细胞的微粒体中进行的。
1、前体：甲羟戊酸和AMP
除了天然的促进细胞分裂的物质外，还用化学方法人工合成了一些类似激动素的物质。通常也统称细胞分裂 素。其中活性较强，也最常用的是6-苄氨基嘌呤。
作用
1.细胞质分裂、细胞横向伸长 2.解除顶端优势 3.芽分化 4.抑制茎伸长 5.抑制叶绿素分解 6.气孔开放 7.解除休眠 8.叶绿体发育 9.叶片扩大 10.抗寒
1、细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂。细胞分裂素不仅能促进细胞分裂，也可以使细胞体积扩大。但和 生长素不同的是，细胞分裂素是通过细胞横向扩大增粗，而不是促进细胞纵向伸长来增大细胞体积的，它对细胞 的伸长有一定的抑制效应。
2、延缓植物衰老延缓衰老是细胞分裂素特有的效应。
3、诱导组织和器官的分化生长素和细胞分裂素共同调控着植物器官的分化。试验证明，细胞分裂素有利于芽 的分化，而生长素则促进根的分化，当CTK/IAA的比值较大时，主要诱导芽的形成；当CTK/IAA的比值较小时，则 有利于根的形成。
第十一章第四节 细胞分裂素
细胞分裂素氧化酶 (cytokinin oxidase， CKX) 的作用下, 玉米素、玉米素核苷和 异戊烯基腺嘌呤等可转变为腺嘌呤及其 衍生物。 但双氢玉米素及其结合态对此 酶不敏感。
CKX可能对细胞分裂素起钝化作用, 防 止细胞分裂素积累过多, 产生毒害。 事 实上, 该氧化酶的活性可被高浓度的细 胞分裂素诱导。
CTK/IAA 比值=1时, 愈伤组织生长而无分化 CTK/IAA 比值低时, 诱导根的形成； CTK/IAA 比值高时, 诱导芽的分化。
CTK/IAA >1
CTK/IAA<1
CTK和IAA的量影响组织块的分化方向
促进侧芽发育、消除顶端优势
顶端优势：主茎顶端对侧枝侧芽萌发和生 长的抑制作用。
顶端优势主要是生长素决定的。但生理研究 显示CTK在诱导侧芽生长中起作用。
细胞分裂素结合物—N-葡萄糖苷
糖基化
细胞分裂素结合物—氨基酸结合物
休眠的种子中结合态细胞分裂素浓度高而 游离态很低; 种子萌发时游离形式浓度很快 增加, 结合态形式相应地降低。
细胞分裂素的生理功能
较大的茎尖
分生组织，
4片子叶
较多叶片
WT
超量表达细胞分裂素的突变体
突变体， 分支多
细胞分裂素的生理功能：
延缓衰老的原因:
1.CTK 阻止核酸酶、蛋白酶等水解酶的合成 或使酶活性降低，使核酸、蛋白质等活性 物质及叶绿素等不受破坏或破坏的速率减 缓；
2.促进营养物质向 CTK 所在部位运输的作用 3.促进物质的积累。
农业应用: controlled IPT expression 增加光合产量。
细胞分裂素的受体：
细胞分裂素的种类和化学结构:
化学结构都是腺嘌呤衍生物
植物激素的种类及作用特点
植物激素---植物生长调节剂的种类及特点•植物生长调节剂(plant growth regulator)是指人工合成(或从微生物中提取)的，由外部施用于植物，可以调节植物生长发育的非营养的化学物质。
植物生长调节剂的种类很多，但根据其来源、作用方式、应用效果等大体分为以下几类：1．生长素类生长素类是农业上应用最早的生长调节剂。
最早应用的是吲哚丙酸(indole propionic acid，IPA)和吲哚丁酸(indole butyric acid，IBA)，它们和吲哚乙酸(indole-3-acetic acid，IAA)一样都具有吲哚环，只是侧链的长度不同。
以后又发现没有吲哚环而具有萘环的化合物，如α-萘乙酸(α-naphthalene acetic acid，NAA)以及具有苯环的化合物，如2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-dichlorophenoxyacetic acid，2，4-D)也都有与吲哚乙酸相似的生理活性。
另外，萘氧乙酸(naphthoxyacetic acid，NOA)、2，4，5一三氯苯氧乙酸(2，4，5-trichlorophenoxyacetic acid，2，4，5-T)、4-碘苯氧乙酸(4-iodophenoxyacetie acid，商品名增产灵)等及其衍生物(包括盐、酯、酰胺，如萘乙酸钠、2，4-D 丁酯、萘乙酰胺等)都有生理效应。
目前生产上应用最多的是IBA、NAA、2，4-D，它们不溶于水，易溶解于醇类、酮类、醚类等有机溶剂。
生长素类的主要生理作用为促进植物器官生长、防止器官脱落、促进坐果、诱导花芽分化。
在园艺植物上主要用于插枝生根、防止落花落果、促进结实、控制性别分化、改变枝条角度、促进菠萝开花等。
2．赤霉素类赤霉素种类很多，已发现有121种，都是以赤霉烷(gibberellane)为骨架的衍生物。
商品赤霉素主要是通过大规模培养遗传上不同的赤霉菌的无性世代而获得的，其产品有赤霉酸(GA3)及GA4和GA7的混合物。
植物的生长物质(知识点汇总)
植物的生长物质班级姓名植物生长物质：植物体内或体外存在的调控植物的基因表达、生长、发育以及植物对环境刺激的反应等的多种微量有机物。
植物生长物质,包括:植物激素、其他内源植物生长调节物质和一些具有生理活性的植物生长调节剂。
1．植物激素（1）概念：在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育起着调节作用的微量生理活性物质。
（2）种类：七大类生长素（IAA）、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)、脱落酸(ABA)、油菜素内酯（BR）、茉莉酸类物质（JA）。
（3）各种激素的分布及主要生理作用①生长素（吲哚乙酸、IAA）a.分布：主要集中在根、茎、胚芽鞘尖端，正在展开的叶尖，生长的果实和种子内。
b.生理作用：生长素在较低浓度下可促进生长，而高浓度时则抑制生长；促进插条生根；生长素具有很强的吸引与调运养分的效应；诱导雌花分化，促进光合产物的运输、叶片扩大和气孔开放，抑制花朵脱落、叶片老化和块根形成。
②赤霉素（GA）a.分布：含量最多的部位以及可能合成的部位是果实、种子、芽、幼叶及根部。
b.生理作用：最显著的作用是促进植物生长，主要是促进茎、叶伸长，增加株高；诱导开花，许多长日照植物经赤霉素处理，可在短日照条件下开花；打破休眠，促进发芽；促进雄花分化；加强IAA对养分的动员效应，促进某些植物坐果和单性结实，延缓叶片衰老等。
③细胞分裂素（CTK）a.分布：存在于茎尖、根尖、未成熟的种子和生长着的果实。
b.生理作用：促进细胞分裂和扩大；促进芽的分化，诱导愈伤组织形成完整的植株；促进侧芽发育，消除顶端优势；打破种子休眠；延缓叶片衰老。
④乙烯（ETH）a.分布：植物所有组织。
b.生理作用：抑制茎的伸长生长，促进茎或根的横向增粗及茎的横向生长；对果实成熟、棉铃开裂、水稻的灌浆与成熟都有显著效果；控制叶片脱落的主要激素；促进开花和雌花分化；可诱导插枝不定根的形成，促进根的生长和分化，打破种子和芽的休眠，诱导次生物质的分泌等。
细胞分裂素结构
细胞分裂素结构I. 引言- 简介细胞分裂素- 重要性II. 细胞分裂素的结构- 化学成分- 分子结构- 功能区域III. 细胞分裂素的分类- 根据来源分类1. 植物细胞分裂素（auxin）2. 赤霉素（gibberellin）3. 生长素（cytokinin）4. 脱落酸（abscisic acid）5. 去叶酸（ethylene）- 根据作用分类1. 生长调节剂2. 抗逆性激素IV. 细胞分裂素的合成和代谢途径- 合成途径- 代谢途径V. 细胞分裂素在植物生长发育中的作用机制- 植物生长发育过程简介- 不同类型细胞分裂素在植物生长发育中的作用机制VI. 细胞分裂素在农业上的应用前景和意义- 提高农作物产量和品质- 减少农药使用量- 节约资源保护环境VII. 结论I. 引言细胞分裂素是一类重要的植物激素，广泛存在于植物体内，对植物生长发育具有重要的调节作用。
本文将从细胞分裂素的结构、分类、合成和代谢途径、在植物生长发育中的作用机制以及在农业上的应用前景和意义等方面进行详细介绍。
II. 细胞分裂素的结构1. 化学成分细胞分裂素是一类天然存在于植物体内的化合物，主要由芳香族酸和氨基酸组成。
其中，最常见的是由吲哚乙酸（IAA）和天冬氨酸（Asp）组成的吲哚-3-乙酸。
2. 分子结构各种细胞分裂素分子结构不同，但它们都有一个共同点：具有芳香族环和侧链。
其中，芳香族环上带有羧基和甲基或羟基等官能团，侧链则包括苯丙氨基、异戊二烯基等不同种类。
这些官能团赋予了细胞分裂素特定的生理功能。
3. 功能区域根据分子结构的不同，细胞分裂素可分为两个功能区域：活性区和辅助区。
其中，活性区是细胞分裂素的生物活性部位，主要负责维持植物生长发育的正常进行；而辅助区则是细胞分裂素的非生物活性部位，主要负责与其他化合物相互作用。
III. 细胞分裂素的分类1. 根据来源分类根据来源不同，细胞分裂素可分为植物细胞分裂素（auxin）、赤霉素（gibberellin）、生长素（cytokinin）、脱落酸（abscisic acid）和去叶酸（ethylene）等五类。
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促进侧芽发育，消除顶端优势
解除由生长素所引起 的顶端优势，促进侧 芽生长发育。
香脂冷杉上的众生枝
转ipt基因的烟草
保绿及延缓衰老等作用。
含有细胞分裂素生物合成基因ipt 的转基因的烟草植株中，叶片的 衰老延迟了。Ipt基因表达相对于 诱导衰老的信号的反应。
（二）促进芽的分化 组织培养.
图 21.13 烟草在不同浓度生长素与激幼素的培养下器官的形成的调整 与生长。在低生长素与高的激动素浓度（下左）下形成芽。在高生长素 与低的激动素浓度（上右）下形成根。在这两种激素的中间的或高浓度 下（中间与下右），形成未分化的胼胝质。
将拟南芥组织置于含生长素IBA和细胞分裂素的环境中诱导愈 伤组织的产生。当愈伤组织被放在只有生长素的环境中培养时， 诱导根产生（左图）；当被放在细胞分裂素与生长素之比比较 高的环境中培养时，芽激增（右图）。
第三节、细胞分裂素类
一、细胞分裂素的发现、种类和结构特点
植物组织培养过程中发现,腺嘌呤的衍生物.
激动素(KT) ;玉米素(ZT).
基本结构：腺嘌呤, 如根尖.
（二）细胞分裂素的代谢
合成前体：甲瓦龙酸和AMP.
三、细胞分裂素的生理效应
生长素只促进核的分裂,而CTK主要促进质的分 裂.