植物生理学教案第七 植物生长物质.doc

第章 植物生长物质(plant growth substance) 教学时数：8学时左右。 教学目的与要求：使学生了解五大类植物激素的发现、作用及作用机理；掌握植物生长物质的研究和应用现状及应用方法；达到理论联系实际，能应用植物生长物质解决农、林、果、蔬及花卉生产中实际问题的目的。 教学重点：植物生长物质的发现、作用、作用机理及应用。五大类植物激素的生物合成。 教学难点：生长素极性运输的机理；五大类植物激素的作用机理。 本章主要阅读文献资料： 1.王镜岩主编：《生物化学》（第三版），高等教育出版社。 2.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。 3.王宝山主编：《植物生理学》，科学出版社，2004年版。 本章讲授内容： 植物生长物质（plant growth substance）：是指一些能够调节和控制植物生长发育的物质。 植物激素（plant hormone）：天然的、内源的、含量低、作用明显。 植物生长物质 植物生长调节剂（plant growth regulator）：人工合成的、外源的、分子结构多样，其中一部分是模拟植物激素的结构而合成的。 20世纪30年代至今，人们在高等植物体内陆续发现多种具有植物激素作用的物质，但被国际植物生长物质大会公布，即国际公认的仍为30～60年代（1934～1967）的5大类：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯、脱落酸。 生长素类 一生长素的发现生长素（auxin）是发现最早，研究最多的一类植物激素。 1.1880年，Charles Darwin（英国，达尔文）父子的植物向光性试验 论文发表于1880年，题目：植物的运动本领。 P.168图8-1：⑴正常完整胚芽鞘的向光弯曲； ⑵和⑶.切去鞘尖或鞘尖遮光，胚芽鞘不发生向光弯曲； ⑷.鞘尖戴透明小帽，胚芽鞘发生向光弯曲； ⑸.鞘尖暴露单侧光，下部遮光，胚芽鞘发生向光弯曲。 结论：只有胚芽鞘顶端能接受光的刺激，而引起胚芽鞘的向光运动。 达尔文父子论文的要点：当胚芽鞘暴露于单侧光时，某些影响由上部传到下部，因而引起后者发生弯曲。只有幼苗的顶端能接受光的刺激，当把幼苗遮光时，则不发生向光弯曲。 2.1928年，F．W．Went（荷兰，温特）的试验 P168图8-1：⑴.切下鞘尖置于琼脂块上，约1h后移去鞘尖； ⑵.琼脂切成小块，置于去顶胚芽鞘残桩的一侧，黑暗处。 ⑶.一段时间后，胚芽鞘向放琼脂小块的对侧弯曲。 结论：胚芽鞘尖端的“影响”是一种促进细胞生长的物质，可通过琼脂块传递给胚芽鞘残桩。Went称其为“生长素”。 Went创立的燕麦实验法，用来定量测定生长素（P170图）：在弯曲角度为0～200的范围内，燕麦胚芽鞘的弯曲度与琼脂块中生长素的含量成正比。 生长素在琼脂块中的含量以燕麦单位表示。 一个燕麦单位——在黑暗处，22～23℃和相对湿度92%的条件下，使燕麦胚芽鞘弯曲10度时，2mm3琼脂小块中生长素的含量。 3.1934年，K．K?gl（荷兰，郭葛）等人 从玉米油、燕麦胚芽鞘、麦芽等分离和纯化了生长素，经鉴定为：吲哚乙酸（indole acetic acid，IAA）； 后来证明植物体内还存在其他生长素类物质： 苯乙酸（phenylacetic acid，PAA）、4-氯-3-吲哚乙酸（4-chloro-3-indole acetic acid，4-Cl-IAA）、 吲哚丁酸（indole butyric acid，IBA） 二生长素在植物体内的分布和传导 1.分布 生长素广泛分布于高等植物的各个组织和器官，一般在幼嫩的部位、生长发育旺盛的部位含量较高，而衰老的部位生长素含量较少。 2.传导（运输） ⑴运输特点：主要是极性运输； ⑵运输通道为：韧皮部； ⑶运输性质：是一种主动运输的过程（A.速度比扩散大10倍；B.缺氧呼吸受阻时运输也受阻；C.可逆浓度运输）； ⑷运输机理：1997年，Goldsmith提出的化学渗透极性扩散假说。 要点：由于韧皮部筛管细胞形态学上下两端膜上的组成不同（下端膜上有生长素阴离子运输蛋白，而上端无），以及细胞内外pH值的不同（外低内高），从而引起了IAA在筛管中的极性运输。 具体内容（P170图8-5）： ①韧皮部筛管细胞膜具有ATP酶－H+泵，水解ATP释放能量将H+泵到膜外，造成膜外pH值低（pH=5）和膜内pH值高（pH=7）； ②IAA（酸性）在膜外（酸性）呈分子态（不解离），亲脂的IAA分子易透过细胞膜而进入细胞； ③膜内（pH值高）IAA分子解离（－ 和H+），IAA－不易透过细胞膜； ④IAA－在细胞中移动到底部（下部）时，通过生长素阴离子（IAA－）运输蛋白被动到达下部膜外。 ⑤IA