第19章.植物的调控系统

开花与光周期

短日植物：指在24 h昼夜周期中，日照
长度长于一定时数，才能成 花的植物。如菊花

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长日植物：指在24 h昼夜周期中，日照
长度长于一定时数，才能成 花的植物。如冬小麦

光间断实验
证明夜长才是控制植物开花的关键 p224 图19.5
19.2.3 植物光敏素与生物钟有关
现象
－红光 R：λ＝660 nm －远红光 FR：λ＝730 nm
Figure 8-15-2
脱落酸（ABA）
生理效应
－促进休眠 －促进气孔关闭 －促进脱落 －抑制生长
ABA促进气孔的关闭
A.培养在缓冲液中的蚕豆表皮 B.缓冲液中加入ABA后几分钟内气孔就关闭
乙烯（ethylene）

乙烯（CH2=CH2），是各种植物激素中分子 结构最简单的一种。 生理效应 －催熟是乙烯最主要和最显著的效应 －“三重反应”（triple response）
Pr
红光660nm 远红光730nm 黑暗
Pfr
生理效应
光敏素Pr

Pfr转变
植物的生物钟
白天 红光 R > 远红光 FR
光敏素以Pfr形式存在
夜间 红光 R < 远红光 FR
光敏素由Pfr转变为Pr
光敏素帮助植物建立生物钟
植物能感知光敏素两种形式的转变，获得它 们处于白天或黑夜的信号，建立生物钟。 植物体内的光敏素为Pfr时对植物意味着 “天亮了”，而Pr形式的光敏素则带植物进入夜 晚。
第3篇 植物的形态与功能 共分为3章——
17．植物的结构、生殖和发育
18．植物的营养 19．植物的调控系统
第19章 植物的调控系统

第一节 植物激素 第二节 植物的生长响应和生物节律 第三节 植物对植食动物和病菌的防御


19.1.1向光性的研究导致植物激素的发现

向光性现象
植物的枝叶向 着光生长。 向光性是植物 的一种适应特征， 它使植物能获得最 大量的光，有效进 行光合作用。

玉米幼苗的向光性 生长
向光性研究的历史




1880 Darwin 1913 P. Boysen-Jensen 1919 A. Paá l 1926 F.W.Went 20世纪30年代 鉴定生长素的化学 结构，吲哚乙酸（IAA）
19.1.2～19.1.4 目前已发现的5种植物激素
及其在农业上的用途
玉米幼根的正向重性

向性运动 向重力性： 拟南芥幼茎的负向重性 向触性： 牵牛触须
19.2.2 植物有生物钟
近似昼夜节律 如：叶子昼张夜闭（菜豆和酢浆草叶片的生物钟运动） 气孔昼开夜合 特点：*近似昼夜节律不能立即与外界变化同步 植物的睡眠运动，即使在连续光照或黑暗 下也照常发生 *很少受温度影响 光周期：植物对一年之中昼夜长短变化的感知 －自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期 －植物对昼夜长度发生反应的现象称为光周期现象
“促进”作用— —

“抑制”作用：
脱落酸 乙烯
生长素 细胞分裂素

赤霉素
生长素（IAA）

主要产生部位： 茎尖分生组织 主要生理效应： 促进生长
“双重作用”－低 浓度促进生长，高浓 度则抑制生长。 不同器官对生长素 的敏感性不同

细胞分裂素（Cytokinin）


存在部位：根，胚，果实 主要生理效应
① 抑制茎的伸长生长 ② 促进茎或根的横向增粗 ③ 使茎失去负向重力性，发生横向生长

A-C.不同乙烯浓度下黄化豌豆幼苗生长的状态；
D.用10μl· L-1乙烯处理4小时后蕃茄苗的形态， 由于叶柄上侧的细胞伸长大于下侧，使叶片下垂
19.2.1 向性改变植物生长的方向

膨胀运动：快速，明显，灵敏。如：含羞草 向光性

第19章复习题

试析生长素对植物生长的双重作用。 植物激素在农业上有何应用？ 植物界中生物钟的现象有哪些？ 用光敏素理论解释植物的生物钟现象。

植物体如何对抗入侵的病原体？
短日植物必须在长于一定时间的黑暗下才会开 花，以R和FR反复照射处于黑暗中的短日植物，无论R 和FR以什么样的顺序出现，决定短日植物是否开花的 是最后一次的照射——
最后一次用R照射的都不开花 最后一次用FR照射的都开花
光敏素——植物测量日夜长短的尺
光敏色素是一种蛋白质，有Pr和Pfr两种形式，Pr 吸收红光R转变为Pfr，Pfr吸收远红光Fr后转变成Pr
一方面，R蛋白与Avr蛋白结合，引起一 系列信号转导，促进局部的响应，产生坏死斑 块，并将病原体封闭起来，植物体仍可存活。 另一方面，全身获得性抗性的获得：在这 一系列信号转导途径中，可能产生一些激素， 传至植物全身，引起进一步的信号转导，产生 更多有防御作用的化学物质。这是一种没有专 一性的防御响应，能使植物在相当长时期内对 多种病原体都有抗性。

阻止 或 避免 侵害
第一道防线：表皮 第二道防线：受侵害细胞释放杀 死微生物的分子和 防御信号分子

对抗 入侵病原体
植物可能具有某种化学防御系统，使得植 物对某些病原体有抗性，即病原体入侵植物体 并在其中生存，但植物仍能存活。
植物对抗入侵病原体的可能机制

植物有抗性基因R
病原体有无毒性基因Avr
植物对植食动物和病菌的防御
生物胁迫： －植食动物 －病原微生物：
病毒、细菌、真菌
右图：100多种不同的致病微生 物袭击西红柿类植物。
植物防御动物的方法
物理方法：长刺 化学方法：合成有恶臭或有毒的化学物
质，使动物敬而远之或食用 后死去 特殊方法：引诱另一种动物来帮助防御 植食动物
植物防御病原微生物的方法
－促进细胞分裂 －促进芽的分化
［CTK］/［IAA］比值高，愈伤组织形成芽； ［CTK］/［IAA］比值低，愈伤组织形成根； 二者浓度相等，愈伤组织保持生长而不分化
－促进侧芽发育，消除顶端优势 －延缓叶片衰老 －促进细胞扩大 －打破种子休眠
赤霉素（Gibberellin）
生理效应
－促进茎的伸长生长 －诱导开花 －促进单性结实 －打破休眠