第一章：植物信号系统与植物激素
植物激素的合成和信号传导途径
植物激素的合成和信号传导途径植物激素是植物生长和发育过程中的关键调节因子，它们通过合成和信号传导途径发挥作用。
本文将探讨植物激素的合成和信号传导途径，以及它们对植物生长和发育的影响。
一、植物激素的合成途径植物合成激素的途径多样，下面主要介绍五种常见激素的合成途径。
1. 赤霉素（Gibberellins）赤霉素是促进植物伸长和籽粒发育的重要激素。
它的合成主要通过植物的内质网和高尔基体进行。
最初，赤霉素前体萜类化合物被合成成普鲁通酸。
随后，普鲁通酸经过一系列酶促反应，转化为赤霉素。
2. 生长素（Auxins）生长素是调节植物生长和发育的关键激素。
植物通过三种不同的途径合成生长素。
一种途径是通过茉莉酸的合成，该途径主要在植物的顶端和茎尖发生。
第二种途径是通过嘌呤核苷酸衍生物合成生长素。
最后，还有一种途径是从寡糖和多聚糖分解产生的。
3. 赤红素（Abscisic acid）赤红素是植物对逆境的响应物质，它调节植物的休眠、抗旱和抗逆能力。
赤红素主要在植物的贯通系统中合成。
合成过程涉及两个关键酶：角膜氧化酶和β-羟化酶。
4. 细胞分裂素（Cytokinins）细胞分裂素是促进细胞分裂和植物生长的激素。
细胞分裂素的合成主要发生在茎和根的顶端组织。
其合成途径类似于核苷酸的合成途径。
5. 乙烯（Ethylene）乙烯是参与植物日常生理活动的重要激素。
它的合成需要特定的酶，包括乙烯合成酶1（ACO1）和乙烯合成酶2（ACO2）。
这两个酶的活性受到多种调节因素的影响，如内源激素的浓度和外源压力的变化。
二、植物激素的信号传导途径植物激素在合成后需要通过信号传导途径来实现其功能。
下面将介绍植物激素的信号传导途径。
1. 核内信号传导途径许多植物激素，如赤霉素、生长素和赤红素，通过核内信号传导途径来调控基因的表达。
激素结合到胞质中的受体蛋白，然后激活蛋白激酶，最终改变某些基因的表达。
2. 细胞质信号传导途径一些植物激素，如生长素和细胞分裂素，通过细胞质信号传导途径发挥作用。
第一章：植物信号系统与植物激素
胞 环 受 G 效 间 蛋 应 体 白 器 信 境 号 刺 激
酪氨酸 蛋白激 酶
膜上信号 转换系统 第二信使 胞间信号传递 膜上信号转换 胞内信号转导 蛋白质可逆磷酸化8 初级信使
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 9 Ca2+· CaM. 依赖Ca2+· CaM的蛋白激酶
受伤西红柿植株蛋白 激酶特制物生物合成 快速诱导信导途径的 假定模式图
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植物激素是植物体主要的胞间化学信号
已知 1 ， 3-β-D- 葡聚 糖、寡聚半乳糖醛酸、富 含甘露糖的糖蛋白、聚氨 基葡萄糖等都是构成细胞 壁的主要成分，它们除了 具有支持细胞框架的功能 外，还起诱导抗性和控制 发育的信号作用，成为引 人注目的胞间信号分子。 此外，一些生长调节 物质如壳梭孢菌素、花生 四烯酸以及乙酰胆碱等也 都具有化学信号的功能。
信号
信号(signal)：
是信息的物质体现形
式和物理过程，刺激就是信号。 重力、病虫害等； 体内信号： 代谢物、激素、糖、多肽、
外界信号：机械刺激、温度、光照、水分、
细胞膨压、离子等。
包括胞间信号和胞内信号
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胞间信号，包括化学信号和 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 位引起生理反应的化学物质，主要是植 物激素。 如植物缺水时，根系细胞迅速合成ABA，再 通过木质部蒸腾运输到地上部分，诱导 一系列生理反应。
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在多数情况下信号分 子与细胞表面的受体分子 结合。许多亲水的分子如 肽、碳水化合物和渗透的 信号不易通过质膜，而与 细胞表面的受体相结合 一般认为受体存在于 质膜上。然而植物细胞具 有细胞壁，它可能使某些 胞间信号分子不能直达膜 外侧，而首先作用于细胞 壁。一些外界刺激有可能 通过细胞壁—质膜—细胞 骨架蛋白变构而引起生理 反应。
第一章--植物细胞的结构与功能--知识要点
第一章植物细胞的结构和功能知识要点一、教学大纲基本要求了解高等植物细胞的特点与主要结构；了解植物细胞原生质的主要特性；熟悉植物细胞壁的组成、结构和功能以及胞间丝的结构和功能；了解生物膜的化学组成、结构和主要功能；了解植物细胞主要的细胞器如细胞核、叶绿体和线粒体、细胞骨架、内质网、高尔基体、液泡以及微体、圆球体、核糖体等的结构和功能；熟悉植物细胞周期与细胞的阶段性和全能性，了解植物细胞的基因组和基因表达的特点。
二、本章知识要点（一）名词解释1．原核细胞(prokaryotic-cell) 无典型细胞核的细胞，其核质外面无核膜，细胞质中缺少复杂的内膜系统和细胞器。
由原核细胞构成的生物称原核生物（prokaryote）。
细菌、蓝藻等低等生物属原核生物。
2．真核细胞(eukaryotic-cell) 具有真正细胞核的细胞，其核质被两层核膜包裹，细胞内有结构与功能不同的细胞器，多种细胞器之间有内膜系统联络。
由真核细胞构成的生物称为真核生物（eukayote）。
高等动物与植物属真核生物。
3．原生质体(protoplast) 除细胞壁以外的细胞部分。
包括细胞核、细胞器、细胞质基质以及其外围的细胞质膜。
原生质体失去了细胞的固有形态，通常呈球状。
4．细胞壁(cell-wall) 细胞外围的一层壁，是植物细胞所特有的，具有一定弹性和硬度，界定细胞的形状和大小。
典型的细胞壁由胞间层、初生壁以及次生壁组成。
5．生物膜(biomembrane) 即构成细胞的所有膜的总称，它由脂类和蛋白质等组成，具有特定的结构和生理功能。
按其所处的位置可分为质膜和内膜。
6．共质体(symplast) 由胞间连丝把原生质（不含液泡）连成一体的体系，包含质膜。
7．质外体(apoplast) 由细胞壁及细胞间隙等空间（包含导管与管胞）组成的体系。
8．内膜系统(endomembrane-system) 是那些处在细胞质中，在结构上连续、功能上关联的，由膜组成的细胞器总称。
植物信号传导研究植物内外信号传导途径和调控网络
植物信号传导研究植物内外信号传导途径和调控网络植物信号传导研究：植物内外信号传导途径和调控网络植物是非常复杂的生物体系，为了适应环境的变化和对外界刺激做出适当的反应，植物细胞内外部署了一种高度复杂的信号传导系统。
这个系统包括了内外信号传导途径和调控网络，协调植物的生长和发育，以及对环境中的生物和非生物因素做出响应。
本文将探讨植物内外信号传导途径和调控网络。
一、植物内信号传导途径植物细胞内的信号传导途径主要包括激素信号传导、离子通道和蛋白质激酶级联反应。
其中，激素信号传导是植物内部调节的重要途径。
例如，植物生长素可以通过生长素受体诱导一系列转导级联反应，调控植物的生长和发育。
除此之外，植物还通过离子通道调节细胞内离子水平，维持细胞内环境的稳定。
蛋白质激酶级联反应则是植物细胞内部的一种重要信号传导机制，通过一系列的磷酸化酶级联反应来调控细胞内的生化过程。
二、植物外信号传导途径植物细胞还能够感知和响应外界刺激，主要通过表皮细胞、茎和叶等组织来实现。
植物通过化学物质介导的信号传导来感知外界刺激。
例如，植物叶片上的气孔通过感知二氧化碳浓度和声音等刺激来进行开闭调节。
另外，植物根部通过感知土壤中的水分、营养元素和有机物等外界信号来调节生长方向和根系发育。
三、植物信号传导调控网络植物信号传导调控网络是植物中复杂的调节系统，通过调控基因表达和蛋白质翻译来实现植物对内外界刺激的响应。
植物中的信号传导网络主要包括植物内分泌激素的信号途径、光合作用相关信号传导途径和气孔调控网络等。
这些网络通过传递和整合不同的内外信号，调控植物的生长、开花、抗逆等生理过程。
在植物信号传导调控网络中，激素信号通路是一个非常重要的部分。
激素通过结合特定的受体蛋白，触发下游级联反应，最终调控植物的生长和发育。
例如，赤霉素通路、生长素通路和乙烯通路等是植物生长和发育过程中重要的激素信号通路。
此外，植物的光合作用也是植物信号传导调控网络的一部分。
《植物生物学》课程笔记
《植物生物学》课程笔记第一章植物细胞与组织一、植物细胞的形态和大小植物细胞是植物体的基本单位，具有特定的形态和大小。
植物细胞的形态多种多样，有长形、球形、多角形等。
细胞大小也因种类和功能而异，一般在10-100微米之间。
二、植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体等。
1. 细胞壁：位于细胞膜外层，由纤维素、半纤维素和果胶等物质组成，具有支持和保护细胞的作用。
细胞壁的厚度和层数因植物种类和细胞类型而异。
初生细胞壁较薄，具有较大的伸展性，使细胞能够生长；次生细胞壁较厚，更加坚硬，起支撑和保护作用。
2. 细胞膜：紧贴细胞壁内侧，由磷脂双分子层和蛋白质组成，具有选择性通透性，调控物质进出细胞。
细胞膜还参与细胞间的信号传导和识别作用。
3. 细胞质：细胞膜与细胞核之间的区域，含有多种细胞器，如液泡、叶绿体、线粒体等。
细胞质中含有丰富的蛋白质、酶和营养物质，为细胞代谢提供场所。
4. 细胞核：内含遗传物质DNA，是细胞的控制中心，负责调控细胞的生长、分裂和遗传。
细胞核由核膜、核仁、染色质等组成。
核膜上有核孔，实现核质与细胞质之间的物质交换。
5. 液泡：贮存水分、营养物质和废物，维持细胞内渗透压和膨压。
成熟的植物细胞通常具有一个大液泡，占据细胞体积的大部分。
液泡还参与细胞内的物质转运和信号传导。
6. 叶绿体：进行光合作用，将光能转化为化学能，合成有机物质。
叶绿体含有叶绿素、类胡萝卜素等色素，以及光合作用所需的酶。
叶绿体的形态和数量因植物种类和生态环境而异。
7. 线粒体：进行细胞呼吸，产生能量供给细胞生命活动。
线粒体是细胞的能量工厂，含有呼吸链和三羧酸循环所需的酶。
线粒体的数量和活性与细胞的代谢强度密切相关。
三、细胞分裂与细胞分化1. 细胞分裂：植物细胞通过有丝分裂和无丝分裂方式进行繁殖。
有丝分裂包括前期、中期、后期和末期四个阶段，最终一个细胞分裂成两个细胞。
无丝分裂过程较为简单，细胞核先延长，然后从中部缢裂成两个细胞核，最后整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。
植物激素信号传导
植物激素信号传导植物激素是一类重要的化学物质，它们在调控植物生长发育、适应环境变化等方面发挥着重要作用。
植物激素的信号传导机制是植物研究的热点之一，深入了解植物激素的信号传导有助于揭示植物生长发育的调控机制，为农业生产和植物遗传改良提供理论依据。
一、植物激素信号传导的基本概念植物激素信号传导是指植物激素通过一系列的信号分子传递，最终在植物体内引发一系列生理反应的过程。
植物激素信号传导一般包括激素的合成、传导和响应三个环节。
植物激素的合成在植物体内是通过相应的合成酶来完成的，不同类型的激素合成途径也不尽相同。
例如，赤霉素的合成是通过赤霉素合成酶和其他辅助酶的作用来完成的。
植物激素的传导是通过信号分子在植物体内的传输来实现的。
这些信号分子可以通过细胞间隙或细胞内的信号传递路径传输，例如，植物激素赤霉素可以通过下胚轴传导通路传输到叶片。
植物激素的响应是指激素通过与植物细胞内的受体结合而引发一系列生理反应。
不同类型的激素在植物体内的响应机制也不尽相同。
例如，激素赤霉素可以通过与转录因子结合而调控基因的表达，进而调控植物生长发育。
二、植物激素信号传导的途径植物激素信号传导的途径主要包括细胞间隙传导、细胞内信号传递途径和细胞间连接通道传导等。
细胞间隙传导是指植物激素通过细胞间的空隙传输到目标细胞。
这种传导途径适用于一些不极性的激素，例如，植物激素乙烯可以通过这种方式传导。
乙烯在植物体内可以通过气孔、通道组织等途径传出。
细胞内信号传递途径是指植物激素通过细胞内的信号传递路径传输到目标细胞。
这种传导途径适用于一些极性的激素，例如，赤霉素可以通过经典的胞质核传递途径传输。
在这一途径中，激素分子首先通过细胞膜进入细胞质，然后与细胞核中的转录因子结合，最终调控基因的表达。
细胞间连接通道传导是指植物细胞之间通过直接细胞连接的通道传输激素。
这种传导途径适用于一些激素在植物体内的长距离传输，例如，激素赤霉素可以通过髓鞘束传导系统传输。
植物生理学第一章-第六章
植物生理学：研究植物生命活动规律的科学。
第一章：自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分。
水势Ψw：每偏摩尔体积水的化学势，单位Pa。
即水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得的商。
渗透势Ψs：由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值。
压力势Ψp：细胞壁阻止原生质体吸水膨胀的力量，是增加水势的值。
重力势Ψg：水分因重力下移而增加水势的值。
衬质势Ψm：细胞内胶体物质的亲水性而引发水势降低的值。
质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部份移动。
此途径速度快。
跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。
共质体途径：水分通过胞间连丝的吸收。
移动速度较慢。
根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
伤流：从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。
吐水：从未受伤叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象。
蒸腾拉力：植物因蒸腾失水而产生的吸水动力，内聚力学说：这种以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说，称为内聚力学说。
蒸腾作用：水分以气体状态，通过植物体的表面（主如果叶片），从体内散失到体外的现象。
蒸腾速度：植物在一按时间内单位叶面积蒸腾的水量，用g/m2*h表示。
蒸腾比率：植物光合作用产生的干物质与蒸腾失水量的比值，用g.kg-1表示。
蒸腾系数：植物制造1 g干物质所需水分的克数，用g.g-1表示。
水分临界期：植物对水分不足最敏感的时期。
第二章：矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化灰分元素：指以氧化物形式存在于灰分中的元素，又叫矿质元素。
大量元素：植物对其需要量相对较大的元素，碳、氢、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫九种。
微量元素：植物需要量极微，稍多即发生迫害的元素，氯、铁、锰、硼、锌、铜、镍、钼八种。
通道运输理论：细胞质膜上有内在蛋白组成的通道，横跨膜的双侧，离子顺着跨膜的电化学势梯度进入细胞。
植物科学基础第一章习题教材
植物科学基础第一章习题一、选择题1、（）是遗传物质贮存和复制的场所。
A、线粒体 B、核糖体 C、细胞核 D、染色体2、生物体的一切生命活动的重要化学反应都离不开。
（）A、糖类B、脂类C、无机盐D、水3、包含遗传物质的一组细胞器是。
（）A、高尔基体和染色体B、核糖体和内质网C、内质网和叶绿体D、叶绿体和线粒体4、下列哪种细胞器被称为细胞内供应能量的“动力工厂”（）A、线粒体B、核糖体C、叶绿体D、高尔基体5、绿色植物所特有的细胞器是（）A、质体B、中心体C、高尔基体D、液泡6、真核细胞进行有氧呼吸的场所是（）A、内质网B、线粒体C、质体D、中心体7、（）游离在细胞质中或附着在内质网上，是合成蛋白质的中心场所。
A、质体B、线粒体C、核糖体D、高尔基体8、某植物有丝分裂中期有42条染色体，则该植物体细胞染色体为（）A、42条B、21条C、84条D、126条9、某植物有丝分裂后期有42条染色体，则该植物体细胞染色体为（）A、42条B、21条C、84条D、126条10、以下化合物中都含有N元素的一组是（）A、蛋白质、核酸B、脂类、果糖C、纤维素、核酸D、淀粉、乳糖11、染色质的主要成分是（）A、蛋白质、核酸B、蛋白质、DNAC、蛋白质、RNAD、核酸、DNA12、减数分裂又称为（）A、直接分裂B、间接分裂C、成熟分裂D、成长分裂13、下列哪些说法说明了酶的本质。
（）A、都有催化作用B、催化效率高C、都有专一性D、绝大多数是蛋白质14、染色体和染色质的关系（）A、同一物质在不同时期的相同形态B、不同物质出现于不同的时期C、不同物质但都能染上颜色D、同一去物质在不同时期的不同形态15、有丝分裂中DNA进行复制是在细胞周期的（）进行的A、分裂间期B、前期C、中期D、后期16、在减数分裂中，每个二价体逐渐缩短变粗，称为四分体的时期是（）A、偶线期B、粗线期C、双线期D、细线期17、细胞有丝分裂过程中，DNA数目和染色体数目的增加分别发生在（）A、间期和前期B、前期和中期C、间期和后期18、植物细胞的细胞膜外面有（）A、细胞壁B、细胞质C、细胞核D、细胞器19、不存在中心体的细胞是（）A、人的肌肉细胞B、小麦叶肉细胞C、蛙卵D、线粒体20、下列生物中哪一种是自养型生物（）A、硝化细菌B、大肠杆菌C、乳酸菌D、蛔虫21、组成核酸的基本单位是（）22、真核细胞的“控制中心”是（）A、线粒体B、核糖体C、细胞核D、细胞液23、组成某一种蛋白质的氨基酸有（）A、4种B、20种C、21种D、不能确定24、未成熟的果实具有涩味是因为（）的缘故。
植物生理学教案第一章细胞信号转导
第一章细胞信号转导（signal transdution）教学时数：4学时左右。
教学目的与要求：使学生了解细胞信号转导的定义和内容；掌握受体和和跨膜信号转换的过程，植物细胞第二信使的种类及重要作用。
教学重点：细胞信号转导的定义、研究内容；受体和跨膜信号转换；细胞内的第二信使系统。
教学难点：细胞受体和跨膜信号转换。
本章主要阅读文献资料：1.翟中和编：《细胞生物学》，高等教育出版社。
2.王镜岩主编：《生物化学》（第三版），高等教育出版社。
3.宋叔文、汤章城主编：《植物生理与分子生物学》（第二版），科学出版社。
4.王宝山主编：《植物生理学》(2004年版)，科学出版社。
本章讲授内容：生长发育是基因在一定时间、空间上顺序表达的过程，而基因表达除受遗传信息支配外，还受环境的调控。
植物在整个生长发育过程中，受到各种内外因素的影响，这就需要植物体正确地辨别各种信息并作出相应的反应，以确保正常的生长和发育。
例如植物的向光性能促使植物向光线充足的方向生长，在这个过程中，首先植物体要能感受到光线，然后把相关的信息传递到有关的靶细胞，并诱发胞内信号转导，调节基因的表达或改变酶的活性例如：光质→光受体→信号转导组分→光调节基因→向光性反应对于植物来讲，在生命活动的各个阶段都受到周围环境中各种因素的影响，例如温度、湿度、光、重力、病原微生物等等。
有来自相邻细胞的刺激、细胞壁的刺激、激素等等刺激，连接环境刺激到植物反应的分子途径就是信号转导途径，细胞接受信号并整合、放大信号，最终引起细胞反应，这种信息在胞间传递和胞内转导过程称为植物体内的信号传导。
植物细胞信号转导（signal transdution）主要研究植物感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应，即细胞耦联各种（内部或外源）刺激信号与其引起的特定的细胞生理效应之间的一系列反应机制。
植物细胞信号转导的模式生物体在不同的生长发育阶段，自身也不断产生各种信号，以调节其本身的生命进程，如激素、营养物质等。
《植物生理学》课程笔记
《植物生理学》课程笔记第一章：植物细胞的结构、功能与信号转导一、植物细胞的结构1. 细胞壁细胞壁是植物细胞最外层的结构，它为细胞提供了机械支持和保护。
细胞壁的主要成分包括：- 纤维素：构成细胞壁的主要结构蛋白，赋予细胞壁强度和刚性。
- 半纤维素：填充纤维素微纤丝之间的空隙，增加细胞壁的弹性。
- 果胶：一种多糖，存在于细胞壁的中间层，具有亲水性，有助于细胞间的粘附。
- 伸展蛋白：一种富含羟脯氨酸的蛋白质，参与细胞壁的扩展和调节。
细胞壁的孔隙性和选择性透过性允许水分、气体和某些溶解物通过。
2. 细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁内侧的一层薄膜，主要由磷脂双分子层和嵌入其中的蛋白质组成。
细胞膜的功能包括：- 物质运输：通过载体蛋白和通道蛋白调控物质的进出。
- 能量转换：参与光合作用和呼吸作用中的能量转换过程。
- 信号传递：细胞膜上的受体蛋白可以识别外部信号并启动细胞内信号转导。
- 细胞识别：细胞膜上的糖蛋白参与细胞间的识别和通讯。
3. 细胞质细胞质是细胞膜与细胞核之间的物质，包括细胞器和细胞溶胶。
细胞质的功能包括：- 支撑和连接细胞器。
- 提供代谢反应的场所。
- 参与物质的运输和分配。
4. 细胞核细胞核是细胞的控制中心，包含以下结构：- 核膜：双层膜结构，上有核孔复合体，调控物质的进出。
- 核仁：参与核糖体RNA的合成和核糖体的组装。
- 染色质：由DNA和蛋白质组成，负责存储和传递遗传信息。
5. 细胞器植物细胞内含有多种细胞器，各自具有特定的功能：- 线粒体：细胞的“能量工厂”，参与氧化磷酸化和ATP的合成。
- 叶绿体：光合作用的场所，含有叶绿素，能将光能转化为化学能。
- 内质网：分为粗糙内质网和光滑内质网，参与蛋白质的合成和脂质代谢。
- 高尔基体：负责蛋白质的修饰、包装和运输。
- 液泡：储存水分、营养物质和废物，维持细胞渗透压和膨胀状态。
- 质体：储存淀粉、蛋白质等物质，是植物细胞特有的细胞器。
二、植物细胞的功能1. 物质代谢植物细胞通过以下途径进行物质代谢：- 光合作用：在叶绿体内将光能转化为化学能，合成有机物。
高中生物必修3 第一章 植物生命活动的调节——植物激素
。
（3）a与b曲线有差别的原因是 ） 与 曲线有差别的原因是
雌蕊受粉后，幼嫩种子在发育时能产生生长素，这是促进 雌蕊受粉后，幼嫩种子在发育时能产生生长素， 。 子房发育成果实的条件
外界 刺激
植物激素是植物体内信息的 植物激素是植物体内信息的 化学载体，起着信息传递 信息传递的 化学载体，起着信息传递的 作用。 作用。
植物特 定部位
激素浓度或 比例改变
植物发 生响应
每种激素的作用取决于植物的种类、 每种激素的作用取决于植物的种类、激 植物的种类 素的作用部位、激素的浓度等 素的作用部位、激素的浓度等
促 进 生 长 0 生 长 c/mol·L
-1
双 子 叶
单 子 叶
除草剂：2.4 D 除草剂：2.4—D
• 如图所示，如果茎a侧生长素在 点以下的浓度 如图所示，如果茎 侧生长素在 侧生长素在B点以下的浓度 范围内，下列对b侧生长素浓度范围的描述哪 范围内，下列对 侧生长素浓度范围的描述哪 项较为准确 C • A．在OA段范围内 ． 段范围内 • B．在BC段范围内 ． 段范围内 • C．在BD段范围内 ． 段范围内 • D．在BA段范围内 ． 段范围内
生命活动调节的基本形式： 生命活动调节的基本形式：
植物： 植物：激素调节
人和动物：神经调节和体液调节， 人和动物：神经调节和体液调节，其中 神经调节处于主导地位。 神经调节处于主导地位。
第一章
植物生命活动的调节
植物表现出的一些特性
尽管放置的方向不同， 尽管放置的方向不同，但在方向 长期放置在窗台上的植物， 长期放置在窗台上的植物，在窗 垂直向下的重力的作用下， 垂直向下的重力的作用下，萌发 外的光的作用下， 外的光的作用下，枝叶向窗外伸 的根表现为向地生长， 的根表现为向地生长，芽表现为 展，表现为向光性。 表现为向光性。 背地生长。 背地生长。
高等植物生理学-植物信号转导PPT课件
脱落酸在植物体内的运输方式与生长素、赤霉素和细胞分裂素类似，也是通过质流和扩散两种方式。
脱落酸的运输
脱落酸的主要生理作用是抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落、促进休眠等。
脱落酸的生理作用
脱落酸的信号转导
乙烯的运输
乙烯在植物体内的运输方式与生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸类似，也是通过质流和扩散两种方式。
盆栽与园艺疗法
03
通过研究植物与人类之间的生理和心理互动，开发具有舒缓压力、放松心情的盆栽和园艺疗法产品。
在园艺上的应用
生态恢复与重建
利用植物信号转导机制，促进受损生态系统的恢复和重建，提高生态系统的稳定性和可持续性。
生物多样性保护
通过研究植物与环境之间的相互作用和信号转导过程，保护和利用生物多样性资源，维护生态平衡。
植物信号转导的重要性
外在刺激信号转导
指植物通过感受外界物理、化学和生物刺激，将信号传递到效应部位的过程。
内分泌信号转导
指植物通过分泌化学物质来传递信号的过程。
细胞间信号转导
指植物细胞之间通过胞间连丝或细胞壁接触传递信号的过程。
植物信号转导的分类
02
CHAPTER
植物激素信号转导
生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成。色氨酸经过一系列的生化反应成为生长素。
高温胁迫反应
详细描述
总结词
总结词
光信号转导是指植物对光环境作出的反应。
详细描述
植物通过光感受器感知光信号，如光照强度、光质和光周期等，进而调节生长发育和生理代谢。这种反应有助于植物适应不同的光照环境，如光合作用、开花等。
光信号转导
总结词
氧化胁迫反应是指植物对氧化损伤作出的反应。
植物发育的信号传导途径
植物发育的信号传导途径植物是多细胞生物，和动物一样，需要通过多样化的信号传递机制来调节其生长发育。
植物发育的信号传导途径可以根据信号源、信号转换和信号传导方式分为不同的类型。
下面将对一些典型的信号传导途径进行讨论。
1. 植物激素信号传导植物激素是一类由植物内部合成或受到外界刺激后产生的小分子信号分子，影响植物的生长、发育和适应环境的能力。
植物激素根据化学性质和功能不同，可分为若干类。
其中，常见的激素有赤霉素、生长素、脱落酸、乙烯、脱落素、叶酸、腺苷酸、脱氢表雄酮和激动素等。
植物激素信号传导机制复杂，主要分为两类方式：一是通过定位在细胞质或细胞核内的受体蛋白感受到激素信号，触发下游信号通路；二是激素信号直接与靶基因和调节元件结合，进而剪切或修饰其转录水平。
2. 环境因素的信号转导环境因素对植物生长发育的影响也是通过信号传导途径来进行的。
其中，光信号是丰富且重要的信号来源之一。
植物的光感应和生长与许多分子和生化通路有关联，如光合作用抗氧化剂、叶绿素和类胡萝卜素合成、篮菊素和生长素合成等。
植物以响应全光谱的光线为能源来源，用巨量信息转换为合建物的光合产物和生长催化剂的来源，满足了其生存的需要。
另外，植物对温度、水分、盐度和化学刺激等方面的响应，也是通过一系列复杂的信号传导途径体现。
其中，蛋白激酶和磷酸化是重要的信号转导机制，在植物对环境刺激的响应中发挥着重要的作用。
3. 细胞周期信号传导细胞周期调控是植物发育的重要组成部分。
信号传导途径在细胞周期的调控中发挥着重要的作用。
细胞周期主要分为两个阶段：有丝分裂期和间期。
一些重要的信号通路参与这两个阶段的调控，如赤霉素、脱落素、生长素、环境表现激素以及一系列细胞周期蛋白激酶等。
植物细胞周期主要通过CDK和Cyclin表达水平来控制，其中CDK充当激酶，Cyclin作为激酶的底物，激活和抑制CDK的调节自给。
由此可以看出，植物细胞周期信号传导系统有其独特的特点，同时也是潜在的诊断和药理靶点。
植物的信号传导与植物生长
某些信号途径之间可能存在拮抗关系，即一种信号的激活会抑制另 一种信号的作用。
信号整合与决策
植物通过整合来自不同信号途径的信息，作出适当的生长和发育决 策。
复杂网络结构在植物生长中意义
适应性更强
复杂的信号网络使植物能 够更灵活地响应外部环境 的变化，提高适应能力。
调控更精细
信号网络中的多个节点和 途径相互作用，实现对植 物生长和发育的精细调控 。
随着基因组学、转录组学等技术 的发展，有望发现更多未知的调 节因子参与信号传导。
02
新型信号途径的揭 示
除了已知的信号途径外，还可能 存在其他新型信号途径等待揭示 。
03
调节因子和途径的 应用
发掘新型调节因子和途径有助于 为农业生产提供新的基因资源和 育种策略。
提高农作物抗逆性和产量策略
抗逆性信号的强化
遗传转化与基因编辑
将外源基因导入植物基因组中， 或利用CRISPR-Cas9等基因编辑 技术对植物基因组进行定点编辑 ，以研究基因功能和创制新种质 。
组学技术在研究中应用
转录组学
研究植物在特定条件下基因转录水平的变化，揭示基因表 达调控机制和信号传导途径。
蛋白质组学
分析植物细胞中蛋白质的种类、数量和功能，以及蛋白质 之间的相互作用，为解析植物生命活动提供重要信息。
02植物生长调节因子生长激素类调节因子生长素（Auxin）
01
促进细胞伸长和分裂，调控植物生长发育的多个方面。
赤霉素（Gibberellin）
02
促进茎的伸长、种子的萌发和果实的发育等。
细胞分裂素（Cytokinin）
03
促进细胞分裂和扩大，延缓叶片衰老等。
光合作用相关调节因子
化控
植物化学调控◆第一章植物信号系统和植物激素一、生长素类1.生长素是最早发现的一种植物的激素。
吲哚乙酸(IAA)在结构的上的特点是具有一个吲哚环和一个羧基，羧基亲水，是一个极性分子。
2.植物体中的生长素类物质以吲哚乙酸最普遍，除此之外还有其它生长素类物质。
3.1 生长素在植物体内的分布生长素在植物体内分布于各个器官，但是含量甚微，主要集中于生长旺盛的部位。
从细胞水平而言，细胞内约有2/3的生长素在叶绿体内，剩余部分则分布于胞质溶胶当中。
3.2 生长素在植物体内的存在形式生长素在植物组织内以两种形式存在：游离型和束缚型3.3 生长素在植物体内的运输植物体内的生长素运输方式有两种类型：韧皮部运输：运输方向取决于两端有机物的浓度差，是一种被动运输过程。
极性运输：生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输。
这种运输局限于胚芽鞘、幼芽、幼根的薄壁细胞之间短距离的运输。
是一种主动运输过程。
4. 生长素的生物合成和降解4.1 生长素的生物合成植物体内生长素合成的主要部位是叶原基、嫩叶和发育中的种子。
生长素合成的前体物质主要是色氨酸。
4.2 生长素的降解:主要有酶促降解和光氧化等两个方面。
4.2.1 酶促降解吲哚乙酸氧化酶(IAA oxidase)是一含铁的血红素蛋白，需要Mn2+和单元酚作辅基，一般酚类物质能抑制植物的生长4.2.2 光氧化强光下IAA被分解而失去活性，蓝光的破坏作用最强。
5. 生长素的信号转导途径5.1 生长素受体:生长素结合蛋白15.2 信号转导途径: 与受体结合以后，活化转录因子。
促进专一基因(早期基因和晚期基因)的表达。
6. 生长素的生理作用和应用生理作用:6.1 促进伸长生长生长素促进幼茎和胚芽鞘的伸长。
生长素对伸长生长的促进作用与浓度有关，一般低浓度的生长素促进伸长，高浓度则抑制伸长。
这称为生长素的双重效应。
❖生长素的作用也与器官的敏感性有关。
❖不同器官对生长素的敏感性不同❖根对生长素最敏感，较低浓度的生长素可促进伸长，促进根伸长的最适IAA浓度为10-10M（0.1nM），10-8M （10nM）就抑制伸长。
植物生理学理论（第一章到第三章）
植物生理学理论（第一章到第三章）植物生理学理论总结归纳第一篇植物的物质产生和光能利用第一章植物的水分生理水分生理包括水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排出等3个过程。
第一节植物对水分的需要一、植物的含水量1、不同植物的含水量不同；2、同一种植物生长在不同环境中，含水量也不同；3、在同一植株种，不同器官和不同组织的含水量的差异也甚大。
二、植物体内水分存在的状态1、水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态（1）束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分（不参与代谢作用，但与植物抗性大小有密切关系）（2）距离胶粒较远而可以自由流动的水分（参与各种代谢作用，自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛）①由于自由水含量多少不同，所以细胞质亲水胶体有两种不同的状态：一种是含水较多的溶胶（sol）;另一种含水较少的凝胶（gel）2、水分子距离胶粒越近，吸附力越强；相反，则吸附力越弱。
3、自由水/束缚水低→凝胶耐旱自由水/束缚水高→溶胶三、水分在植物生命活动中的作用1、水分是细胞质的主要成分2、水分是代谢作用过程中的反应物质3、水分的植物对物质吸收和运输的溶剂4、水分能保持植物的固有姿态第二节植物细胞对水分的吸收植物细胞吸水主要有3中方式：扩散、集流、和渗透作用一、扩散：这是一种自发过程，指由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动，扩散是物质顺着浓度梯度进行的。
二、集流：是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。
水分集流与溶质浓度梯度无关。
●水孔蛋白的作用：水分在细胞内的运输；水分长距离运输；调整细胞内的渗透压。
三、渗透作用：指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。
渗透作用水势梯度儿移动。
1、水势的公式：ΨW=μW-μ0W/V W=△μW/V W2、水势=水的化学势/水的偏摩尔体积=N·m·mol-1/m3·mol-1=N·m-2=Pa3、溶液越浓，水势越低。
植物激素信号传导机制
植物激素信号传导机制植物激素在调控生长发育过程中起着至关重要的作用。
植物激素通过特定的信号传导机制，调整细胞内的基因表达和蛋白质合成，最终影响植物的生长、开花、果实发育以及应对外界环境的适应性。
本文将探讨植物激素的主要类型及其信号传导机制。
一、赤霉素（gibberellin）信号传导机制赤霉素是一种重要的植物激素，参与了植物的茎长增长、种子萌发和果实发育等过程。
赤霉素信号的传导主要通过赤霉素受体和负调控子来实现。
赤霉素受体属于核受体超家族，当赤霉素结合到受体上时，受体会解离出负调控子并进入细胞核，与DNA结合，促进某些特定基因的转录。
此外，赤霉素信号还通过激活多种转录因子和底物的降解来调控细胞的代谢过程。
二、生长素（auxin）信号传导机制生长素是植物生长中重要的激素，参与了茎的伸展、根的生长以及植物对重力和光的感知。
生长素的信号传导主要通过TIR1/AFB（生长素信号感受机制的部分受体）介导的生长素介导降解途径实现。
当生长素结合到TIR1/AFB受体复合物上时，生长素与这个复合物一起结合到AUX/IAA蛋白上，导致AUX/IAA蛋白的降解。
AUX/IAA 蛋白降解后，转录因子ARF（auxin response factor）可以结合到基因的响应元件上，调控下游基因的转录。
三、脱落酸（abscisic acid）信号传导机制脱落酸是植物的重要激素，参与了植物对胁迫环境的响应、种子休眠和水分平衡等过程。
脱落酸信号传导主要通过PYR/PYL蛋白介导的抑制型拮抗机制实现。
脱落酸在存在的情况下，可以与PYR/PYL蛋白结合形成复合物。
复合物的形成使得PP2C蛋白（脱落酸信号的负调控子）失活，无法抑制SnRK2激酶的活性。
活化的SnRK2激酶可磷酸化并激活其靶标基因，从而调控脱落酸信号下游的适应性响应。
四、细胞分裂素（cytokinin）信号传导机制细胞分裂素是植物激素中的重要成员，参与了植物的细胞分裂和植物器官的形成。
植物的生理调控
植物的生理调控植物是一类自养生物，它们通过自身的生理过程实现对内外环境的适应和调控。
植物的生理调控是指植物通过内部信号和相关机制来调节其生长、开花、果实成熟等生理过程的能力。
在本文中，我们将探讨植物生理调控的一些重要机制。
第一章：光合作用及光周期调控光合作用是植物最基本的生理活动之一，它通过光能转化为化学能，为植物提供能量。
植物通过光合作用调控自身的生长和发育过程。
光周期是指植物在一定时间内受到光照的周期性变化，对植物的生理过程产生重要影响。
植物通过感知光质和光量的变化，调节自身的开花时间、休眠状态等。
第二章：植物激素调控植物激素是植物内部产生的一类化合物，它们能够通过低浓度的释放来调控植物生长和发育。
常见的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、植物内源性激素等。
植物激素通过调节细胞分裂、伸长、分化等过程，对植物的生长和发育产生重要影响。
第三章：温度和水分调控温度和水分是植物生长和发育的重要环境因素。
植物通过调节温度和水分吸收、传输和利用，实现对温度和水分变化的适应。
植物在遭受低温、高温等极端温度条件时，通过调节细胞膜的组成和脂肪酸的合成来维持正常的生理功能。
在干旱等水分胁迫条件下，植物通过闭合气孔限制水分蒸腾和调节根系吸水来维持水分平衡。
第四章：化学物质调控除了植物激素外，植物还对外界的化学物质产生敏感，并通过对其的调控来实现生理过程的调节。
例如，植物对于环境中的氮、磷等营养元素的吸收和利用能力受到其浓度的调控。
此外，植物还能够通过产生抗氧化剂和保护性化合物来应对环境中的毒性物质。
结论植物的生理调控是一个复杂的过程，涉及到多种因素和机制的相互作用。
光合作用、植物激素、温度和水分、化学物质等都是植物生理调控中的重要方面。
通过研究和了解植物的生理调控机制，有助于我们更好地理解自然界的生态系统，为农业生产和植物遗传改良提供科学依据。
同时，我们也希望能够加强对植物生理调控的研究，为保护生态环境和实现可持续发展作出贡献。
第一章 细胞生理复习题参考答案
第一章细胞生理复习题参考答案一、名词解释1、伸展蛋白(extensin)：植物细胞初生壁中一类富含羟脯氨酸的糖蛋白，其羟脯氨酸横向连接果胶。
2、经纬模型(warp weft model )：认为细胞初生壁是由微纤丝为”经”和伸展蛋白为”纬”相互交织而成的结构。
3、生物膜(biomembrane )：指细胞中主要由脂类和蛋白质组成的、具有一定结构和生理功能的膜状组分，即细胞内所有膜的总称。
包括质膜、核膜、各种细胞器被膜及其他内膜。
4、流动镶嵌模型(fluid mosaic model )：认为生物膜的骨架是由类脂双分子层构成，通常呈液晶态；膜蛋白非均匀的分布于膜脂的两侧或镶嵌在膜脂分子之间，使膜具有不对称性和流动性。
5、内膜系统（endomembrane system）：是指除了质膜以外，位于胞基质中的内质网、高尔基体、核膜等在结构上连续、功能上相关的膜网络体系。
6、细胞骨架（cytoskeleton）：狭义的细胞骨架仅指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维；广义的细胞骨架包括细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞壁。
7、胞间连丝(plasmodesma)：是指贯穿细胞壁、胞间层，连接相邻细胞原生质体的管状通道。
8、共质体(symplast)：由胞间连丝把相邻细胞的细胞质连成一体的体系。
9、质外体(apoplast)：由细胞壁、细胞间隙及导管、管胞等互相连结成的一个连续的整体。
10、细胞器（cell organelle）：细胞质中具有一定形态和特定生理功能的细微结构。
如：线粒体、叶绿体、微体、核糖体等。
11、细胞信号转导（signal transduction）：是指偶联各种胞外刺激信号（包括各种内、外源刺激信号）与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制。
12、第一信使(first messenger)：能引起胞内信号的胞间信号(包括化学信号和物理信号)和某些环境刺激信号。
又称初级信使(primary messenger )。
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1
第一节：
植物体内的信号系统
2
生长(growth)： 是植物体积的增大，通过细胞 分裂和伸长来实现。
发育(development)：
是指在整个生活史上，植 物体的构造和机能从简单到复杂的 变化过程，表现为细胞、组织和器 官的分化。
3
生长和发育是基因在一定时间、空 间上顺序表达的过程，而基因的表 达同时受到内外环境的调控。
与能受体结合的特殊信号物质称 配体 (Ligang) 。受体可以是蛋白质， 也可以是一个酶系。
23
(一)受体与信号的感受
受体的主要特性： ①能与配体特殊结合； ②高度的亲和力； ③饱和性。
特异性、高亲和力、可逆性特点
根据受体在细胞中的位 置，可将它分为细胞表 面受体和胞内受体。
24
受体位置
根据受体在细胞中的位置，可将它分为细胞表面受体和胞 内受体。
生长调节剂 激素 膨压 电信号 多肽
未知发育信号
温度
病原体(真菌、 细菌、病毒) 壁断片 壁的机械压力 矿质 伤害
糖、氨基酸
转播 放大
光
发散到多个目标
改变离 调节代 基因表 细胞骨 这种信息在胞 子流 谢途径 达调节 架改变 间传递和胞内转导 改变细胞生长和代谢 过程称为植物体内 的信号传导 18.2 各种内部信号影响植物细胞的代谢、生长和发育
6
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。
7
细胞外 细胞膜
细胞质
酶 蛋 细 PKCa2+ 白 胞 2+ 磷 Ca Ca2+ PKCa2+ · CaM 酸 调节蛋白 反 化 修 应 IP3 饰 CaM PKC DAG cAMP PKA
9大类植物激素
16
胞间信号(胞外信号)
包括化学信号和物理信号 2 物理信号(physical signal)：
指细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号 和水力学信号。 电信号传递是植物体内长距离传递信息的一种重要方式， 是植物体对外部刺激的最初反应。 植物的电波研究较多的为动作电波 (action potential,AP) ， 也叫动作电位，它是指细胞和组织中发生的相对于空间和 时间的快速变化的一类生物电位。 植物中动作电波的传递仅用短暂的冲击 (如机械震击、电脉 冲或局部温度的升降 )就可以激发出来，而且受刺激的植物 没有伤害，不久便恢复原状。 一些敏感植物或组织 ( 如含羞草的茎叶、攀缘植物的卷须 等 ) ，当受到外界刺激，发生运动反应 ( 如小叶闭合下垂、 卷须弯曲等见录像)时伴有电波的传递。
外部信号与细胞表面的或与细胞质或核内部的受 体结合。 许多亲水的分子如肽、碳水化合物和 渗透的信号不易通过质膜，因而在细胞表面被察 觉(如配体1)，两性的和疏水的分子，如生长调 节剂，能通过质膜，因而能被细胞表面受体或细 胞内部的受体察觉(如配体2)
26
受体种类：
细胞内受体，是指存在于亚细胞组分中的受体； 细胞表面受体(cell surface receptor)，可分三类：
受伤西红柿植株蛋白 激酶特制物生物合成 快速诱导信导途径的 假定模式图
15
植物激素是植物体主要的胞间化学信号
已知 1 ， 3-β-D- 葡聚 糖、寡聚半乳糖醛酸、富 含甘露糖的糖蛋白、聚氨 基葡萄糖等都是构成细胞 壁的主要成分，它们除了 具有支持细胞框架的功能 外，还起诱导抗性和控制 发育的信号作用，成为引 人注目的胞间信号分子。 此外，一些生长调节 物质如壳梭孢菌素、花生 四烯酸以及乙酰胆碱等也 都具有化学信号的功能。
植物细胞对水力学信号(压 力势的变化)很敏感。玉米叶片 木质部压力的微小变化就能迅速 影响叶片气孔的开度，即压力势 降低时气孔号和物理信号 2 物理信号(physical signal)：
植物感受外界物理刺激信号产生电 波即电信号，通过维管束、共质体 和质外体快速传递。这是长距离传 递信息的一种重要方式。
11
生长调节剂 激素 膨压 电信号 多肽
未知发育信号
温度
病原体(真菌、 细菌、病毒) 壁断片 壁的机械压力 矿质 伤害
糖、氨基酸
转播 放大
光
发散到多个目标 改变离 子流 调节代 谢途径 基因表 达调节 细胞骨 架改变
改变细胞生长和代谢
18.2 各种内部信号影响植物细胞的代谢、生长和发育
12
13
33
(二)G蛋白(G protein)
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。 二十世纪 70年代初在动物细胞中发现了 G蛋白的存在，进而 证明了 G蛋白是细胞膜受体与其所调节的相应生理过程之间的主 要信号转导者。 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。
35
1
2
4
3
G蛋白位于膜内侧， 并与质膜紧密结合。 1. 某种刺激信号与其 膜上的特异受体结合 后，激活的受体将信 号传递给G蛋白， 2. G蛋白的α亚基与 GTP结合而被活化。活 化的α亚基与β和γ 亚基复合体分离而呈 游离状态， 3. 活化的α亚基继而 触发效应器(如磷酸脂 酶C) 把胞外信号转换 成胞内信号。 4. 而当α亚基所具有 的GTP酶活性将与α亚 基相结合的GTP水解为 GDP后，α亚基恢复到 去活化状态并与β和 γ亚基相结合为复合 体。 这样完成一次循环。
① 离子通道偶联受体(ion-channel-linked receptor) ② G蛋白偶联受体 ③ 酶偶联受体
①
既有信号结合位点，又是离子通道，跨膜信号转导无需 中间步骤，又称配体门控离子通道，分布有组织特异性。
27
动物细胞中质 膜上的三种类 型的受体
(A)G蛋白偶连受体 活化时 G蛋白连接受体传递信息到G蛋白质，其上有GTP。 GTP复合体中的α-亚基能与β、γ亚基分开，进入细胞质激活其他酶。 (B)酶偶连受体 受体通常是蛋白激酶，与信号结合后，随受体活化，内部分子磷酸 化，传递信息 。 (C) 离子通道偶连受体 受体可能本身细胞表面重要的通道。接受信号时，通道开 放。也有些离子通道连接受体是在内部膜上。 28
植物细胞信号转导：是植物感受、 传导环境分子的刺激及其在发育过 程中调控基因的表达和生理生化反 应，包括信号、受体、信号转导网 络和反应等环节。
4
重力
光合作用的光 光形态建成的光 温度 风 乙烯 病原体 光周期 湿度 草食动物
寄生虫 土壤微生物 有毒物质 矿质营养
5
土壤质地 水分状况
对于植物细胞 来讲，有来自相邻 细胞的刺激、细胞 壁的刺激、激素、 温度、光照等等刺 激，连接环境刺激 到植物反应的分子 途径就是信号转导 途径，细胞接受信 号并整合、放大信 号，最终引起细胞 反应
17
受触及的含羞草小叶在 1至2 秒钟向下弯，这 是由于电波引发叶枕运 动细胞中大量的K+和 Ca+2转运，引起膨压改 变的结果
18
产生PIs
电信号通过后去子叶
伤害
怀尔登 (Wildon) 等用番茄做实验，指 出由子叶伤害而引起第一真叶产生蛋白酶 抑制物PIs的过程中，动作电位是传播的主 要方式。他们采取让电信号通过后马上就 除去子叶以及使子叶叶柄致冷以阻碍筛管 运输、排除化学物质传递的试验，其结果 都证明单有电信号就可以引起PIs反应，而 且他们也首次证明了电信号可引起包括基 因转录在内的生理生化变化。
胞 环 受 G 效 间 蛋 应 体 白 器 信 境 号 刺 激
酪氨酸 蛋白激 酶
膜上信号 转换系统 第二信使 胞间信号传递 膜上信号转换 胞内信号转导 蛋白质可逆磷酸化8 初级信使
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 9 Ca2+· CaM. 依赖Ca2+· CaM的蛋白激酶
信号
信号(signal)：
是信息的物质体现形
式和物理过程，刺激就是信号。 重力、病虫害等； 体内信号： 代谢物、激素、糖、多肽、
外界信号：机械刺激、温度、光照、水分、
细胞膨压、离子等。
包括胞间信号和胞内信号
10
胞间信号，包括化学信号和 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 位引起生理反应的化学物质，主要是植 物激素。 如植物缺水时，根系细胞迅速合成ABA，再 通过木质部蒸腾运输到地上部分，诱导 一系列生理反应。
当植物的一张叶片被虫咬伤后，会诱导 本叶和其它叶产生蛋白酶抑制物(PIs)等， 以阻碍病原菌或害虫进一步侵害。 如果伤害后立即除去受害叶，则其它叶 片不会产生PIs。
虫咬 不会产生PIs
虫咬
产生PIs
寡聚糖
产生PIs
但如果将受害叶的细 胞壁水解片段(主要是寡聚 糖)加到叶片中，又可模拟 伤害反应诱导PIs的产生， 从而认为寡聚糖是由受伤 叶片释放并经维管束转移， 继而诱导能使PIs基因活化 的化学信号物质。 14