植物生理学讲义之激素
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的化学物质。如激素、植物生长活性物质，ABA、IAA、GA 、C2H4、水杨酸等 (2)物理信号(physical signal):
细胞感受到刺激后产生的能够传递信息作用的电信号 和水力信号。即物理因子。如含羞草受刺激。
植物激素是植物体主要的胞间化学信号
初级信号（第一信使）胞间和环境信号
受触及的含羞草小叶在1 至2 秒钟向下弯，这是由
6.1.3 胞内信号的转导
6.1.3.1 细胞内信号传递系统
细胞内信号传递系统
次级信号（第二信使 second messenger）： 由胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节
活性的细胞因子。 钙信号系统：Ca2+ CaM（受体） 转导信号 肌醇磷酸信号系统: 以肌醇磷脂代谢为基础，双信号系
统 环核苷酸信号系统: cyclic AMP cAMP
植物生理学之激素
精品
第六章 植物的生长物质 (Plant growth )
本章重点：
1.细胞信号转导 2.植物激素 的生理作用及作用机理 3.植物激素的生物合成及化学性质 4.植物生长调节剂及其运用。
6.1 细胞信 号 传 导 （signal transduction）
6.1.1、胞外信号刺激和胞间信号传递 6.1.2、跨膜信号转换 6.1.3、胞内信号转导 6.1.4、类受体激酶
1 钙信号系统 A. Ca2+:
植物细胞内的游离钙离子是细胞信号转导过程中重要的第二信使
➢ 平时处于稳态，浓度低
➢ 刺激后迅速增加。 植物细胞内Ca2+存储之间的关系是复杂的，Ca2+浓度在细胞器和细 胞壁中是高的，但在细胞质中是低的。当细胞发生信号反应时， 多种细胞器上或质膜上的通道都打开了，使得Ca2+能够沿着其化 学梯度扩散进入细胞质。
G蛋白的信号偶联功能是靠GTP的结合或水解产生的变构作用完成。当 G蛋白与受体结合而被激活时，继而触发效应器，把胞间信号转换成胞内 信号。而当GTP水解为GDP后，G蛋白就回到原初构象，失去转换信号的功 能。
G 蛋 白 的 发 现 是 生 物 学 一 大 成 就 。 吉 尔 曼 (Gilman) 与 罗 德 贝 尔 (Rodbell)因此获得1994年诺贝尔医学生理奖。
IP3.三磷酸肌醇； DG.二酰甘油； PKA.依赖cAMP的蛋白激 酶； PK Ca2+ 依赖Ca2+的蛋白激酶； PKC.依赖Ca2+与磷脂 的蛋白激酶； PK Ca2+·CaM. 依赖Ca2+·CaM的蛋白激酶
从而使细胞作出反应。
6.1.1、胞外刺激信号和胞间信号传递
6.1.1.1 环境刺激：
于电波引发叶枕运动细胞 中大量的K+和Ca+2转运， 引起膨压改变的结果
Albizia pulvini 背侧和腹侧的运动细胞之间的离子流调节了小 叶的开放与闭合。
胞间信号的传递
1.化学信号的传递 1) 气相中传递 易挥发性化学信号可通过植株体内的气腔网络扩散而迅速传递，
传递速度可达2mm·s-1左右。乙烯和茉莉酸甲酯均属此类信号。 2) 韧皮部传递 植物体内许多化学信号物质，如IAA、茉莉酸甲酯、寡聚半乳糖、
细胞信号传导的分子途径： ⑴胞外刺激信号和胞间信号传递； ⑵膜上信号转换； ⑶胞内信号传递 ⑷蛋白质可逆磷酸化。
植物的信号分子
按作用范围分 胞间信号分子
胞内信号分子
信号传导分子途径： ① 胞间信号传递 ② 膜上信号转换 ③ 胞内信号转导(蛋白
质可逆磷酸化) ④ 细胞反应。
图 6-25 细胞信号传导的主要分子途径
生长发育是基因在一定时间、F部空i g信.间1 号各上影种响外植 顺序表达的过程，而基因表达除受物遗的传生信长 发 育 息支配外，还受环境的调控。
物理信号：光、温、水、气
光合作用的光 光形态建成的光
温度 风
光做为主要因子－光照时间、光质做为信号 去激发受体引起细胞内一系列反应，最终 表现为形态结构变化－光形态 建成。
水杨酸等都可通过韧皮部途径传递。速度0.1-1mm/s 3) 木质部传递 化学信号可通过集流的方式在木质部内传递。土壤干旱胁迫时，
根系可迅速合成并输出ABA。合成的ABA可通过木质部蒸腾流进入叶片，并影 响叶片中的ABA浓度，从而抑制叶片的生长和气孔的开放。速度2-3mm/s。 3.电信号的传递 植物电波信号的短距离传递需要通过共质体和质外体途径，而 长距离传递则是通过维管束。 4.水力学信号的传递 水力学信号是通过植物体内水连续体系中的压力变化来传 递的。
植物： 信号转导系统
在多变的环境条件影响，植物为了生存把环境信号，转化 为细胞内信号产生适应环境的细胞反应，调节生长发育 进程，这称为：
（环境刺激－－细胞反应偶联信息系统）
细胞信号传导？
信号传导：是指偶联各种胞外刺激信号与其相应生理反 应之间的一系列分子反应机制。
信号分子 光、温度、水、伤害、病原菌、毒物、矿 物质、气体、重力等。
即能引起胞内信号的胞间信号和环境刺激称子为初级信 使，或第一信使。
6.1.2 膜上的信号转换
1.受体：指在细胞膜上能够特异地识别并结合信号、在细胞内 放大和传递信号的物质。
光受体
激素受体
质膜
激素 R.
受体
G蛋白
腺苷酸环化酶
γα β GTP
GDP ATP
cAMP+PPi
(二)G蛋白(G protein)
B. CaM(钙调素)：与钙结合的功能蛋白之一
当外界信号刺激引起胞内Ca2+浓度上升到一定阈值后(一般≥10-６ mol), Ca2+与CaM结合，引起CaM构象改变。而活化的CaM又与靶酶 结合，使靶酶活化而引起生理反应。
在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间，通常认为是通过 G蛋白将信号转换偶联起来，故G蛋白又称偶联蛋白或信号转换蛋白。
G蛋白全称为GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)， 此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具有GTP水解 酶的活性而得名。
化学信号：激素（第一信使度 草食动物
乙烯
寄生虫 土壤质地 水分状况 矿质营养
6.1.1.2 胞 间 信 号 传 递
植物体内的胞间信号可分为两类，即化学信号和物理信号。
(1)化学信号(chemical signal): 细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应
细胞感受到刺激后产生的能够传递信息作用的电信号 和水力信号。即物理因子。如含羞草受刺激。
植物激素是植物体主要的胞间化学信号
初级信号（第一信使）胞间和环境信号
受触及的含羞草小叶在1 至2 秒钟向下弯，这是由
6.1.3 胞内信号的转导
6.1.3.1 细胞内信号传递系统
细胞内信号传递系统
次级信号（第二信使 second messenger）： 由胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节
活性的细胞因子。 钙信号系统：Ca2+ CaM（受体） 转导信号 肌醇磷酸信号系统: 以肌醇磷脂代谢为基础，双信号系
统 环核苷酸信号系统: cyclic AMP cAMP
植物生理学之激素
精品
第六章 植物的生长物质 (Plant growth )
本章重点：
1.细胞信号转导 2.植物激素 的生理作用及作用机理 3.植物激素的生物合成及化学性质 4.植物生长调节剂及其运用。
6.1 细胞信 号 传 导 （signal transduction）
6.1.1、胞外信号刺激和胞间信号传递 6.1.2、跨膜信号转换 6.1.3、胞内信号转导 6.1.4、类受体激酶
1 钙信号系统 A. Ca2+:
植物细胞内的游离钙离子是细胞信号转导过程中重要的第二信使
➢ 平时处于稳态，浓度低
➢ 刺激后迅速增加。 植物细胞内Ca2+存储之间的关系是复杂的，Ca2+浓度在细胞器和细 胞壁中是高的，但在细胞质中是低的。当细胞发生信号反应时， 多种细胞器上或质膜上的通道都打开了，使得Ca2+能够沿着其化 学梯度扩散进入细胞质。
G蛋白的信号偶联功能是靠GTP的结合或水解产生的变构作用完成。当 G蛋白与受体结合而被激活时，继而触发效应器，把胞间信号转换成胞内 信号。而当GTP水解为GDP后，G蛋白就回到原初构象，失去转换信号的功 能。
G 蛋 白 的 发 现 是 生 物 学 一 大 成 就 。 吉 尔 曼 (Gilman) 与 罗 德 贝 尔 (Rodbell)因此获得1994年诺贝尔医学生理奖。
IP3.三磷酸肌醇； DG.二酰甘油； PKA.依赖cAMP的蛋白激 酶； PK Ca2+ 依赖Ca2+的蛋白激酶； PKC.依赖Ca2+与磷脂 的蛋白激酶； PK Ca2+·CaM. 依赖Ca2+·CaM的蛋白激酶
从而使细胞作出反应。
6.1.1、胞外刺激信号和胞间信号传递
6.1.1.1 环境刺激：
于电波引发叶枕运动细胞 中大量的K+和Ca+2转运， 引起膨压改变的结果
Albizia pulvini 背侧和腹侧的运动细胞之间的离子流调节了小 叶的开放与闭合。
胞间信号的传递
1.化学信号的传递 1) 气相中传递 易挥发性化学信号可通过植株体内的气腔网络扩散而迅速传递，
传递速度可达2mm·s-1左右。乙烯和茉莉酸甲酯均属此类信号。 2) 韧皮部传递 植物体内许多化学信号物质，如IAA、茉莉酸甲酯、寡聚半乳糖、
细胞信号传导的分子途径： ⑴胞外刺激信号和胞间信号传递； ⑵膜上信号转换； ⑶胞内信号传递 ⑷蛋白质可逆磷酸化。
植物的信号分子
按作用范围分 胞间信号分子
胞内信号分子
信号传导分子途径： ① 胞间信号传递 ② 膜上信号转换 ③ 胞内信号转导(蛋白
质可逆磷酸化) ④ 细胞反应。
图 6-25 细胞信号传导的主要分子途径
生长发育是基因在一定时间、F部空i g信.间1 号各上影种响外植 顺序表达的过程，而基因表达除受物遗的传生信长 发 育 息支配外，还受环境的调控。
物理信号：光、温、水、气
光合作用的光 光形态建成的光
温度 风
光做为主要因子－光照时间、光质做为信号 去激发受体引起细胞内一系列反应，最终 表现为形态结构变化－光形态 建成。
水杨酸等都可通过韧皮部途径传递。速度0.1-1mm/s 3) 木质部传递 化学信号可通过集流的方式在木质部内传递。土壤干旱胁迫时，
根系可迅速合成并输出ABA。合成的ABA可通过木质部蒸腾流进入叶片，并影 响叶片中的ABA浓度，从而抑制叶片的生长和气孔的开放。速度2-3mm/s。 3.电信号的传递 植物电波信号的短距离传递需要通过共质体和质外体途径，而 长距离传递则是通过维管束。 4.水力学信号的传递 水力学信号是通过植物体内水连续体系中的压力变化来传 递的。
植物： 信号转导系统
在多变的环境条件影响，植物为了生存把环境信号，转化 为细胞内信号产生适应环境的细胞反应，调节生长发育 进程，这称为：
（环境刺激－－细胞反应偶联信息系统）
细胞信号传导？
信号传导：是指偶联各种胞外刺激信号与其相应生理反 应之间的一系列分子反应机制。
信号分子 光、温度、水、伤害、病原菌、毒物、矿 物质、气体、重力等。
即能引起胞内信号的胞间信号和环境刺激称子为初级信 使，或第一信使。
6.1.2 膜上的信号转换
1.受体：指在细胞膜上能够特异地识别并结合信号、在细胞内 放大和传递信号的物质。
光受体
激素受体
质膜
激素 R.
受体
G蛋白
腺苷酸环化酶
γα β GTP
GDP ATP
cAMP+PPi
(二)G蛋白(G protein)
B. CaM(钙调素)：与钙结合的功能蛋白之一
当外界信号刺激引起胞内Ca2+浓度上升到一定阈值后(一般≥10-６ mol), Ca2+与CaM结合，引起CaM构象改变。而活化的CaM又与靶酶 结合，使靶酶活化而引起生理反应。
在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间，通常认为是通过 G蛋白将信号转换偶联起来，故G蛋白又称偶联蛋白或信号转换蛋白。
G蛋白全称为GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)， 此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具有GTP水解 酶的活性而得名。
化学信号：激素（第一信使度 草食动物
乙烯
寄生虫 土壤质地 水分状况 矿质营养
6.1.1.2 胞 间 信 号 传 递
植物体内的胞间信号可分为两类，即化学信号和物理信号。
(1)化学信号(chemical signal): 细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应