17 植物的调控系统精.ppt

第十七章 植物的调控系统 § 17· 1 § 17· 2 § 17· 3 植物激素 植物的生长响应和生物节律 植物对植食性动物和病菌的防御 ? ? ? § 17· 1 植物激素 植物对生命活动的调控，目前了解得比较清楚的是 激素调控 植物激素一般是由生长旺盛的组织细胞合成的，如 根尖、茎尖、种子中的细胞， 植物不具有专门的分泌激 素的内分泌器官 目前，世界上公认的植物激素有五大类：生长素、 赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯，控制植物生长发 育是几种激素浓度的比例，而非单一一种激素在起作用 ? 一、生长素（ auxin ） ? 1 、生长素的研究历史和化学性质 生长素是人们在研究植物向光性过程中发现的一类激 素，是第一个被发现的植物激素 1880 年， Charles DarwinFrancis Darwin 通过实验证 明：只有胚芽鞘的顶端存在时，燕麦苗才具有向光性 Darwin 父子提出一个假说：胚芽鞘顶端受光照后， 产生某种化学信号从顶端被传送到下面弯曲的部位， 导致胚芽鞘下部向光一侧与背光一侧的细胞生长不均 匀 约 30 年后，丹麦人 Boysen-Jensen 的实验进一步 证实了 Darwin 父子的假说，且证实了化学信号是一 种可传输的物质 1926 年，年轻的荷兰植物学家 Frist Went 从植物 的胚芽鞘中发现了这一物质，发现它能促进植物细胞 生长，将其定名为生长素（ auxin ） Went 得出结论 —— 胚芽鞘两侧受光照的差异，造成生 长素的分布不均匀： ? 背光的一侧生长素浓度高 细胞生长快 ? 向光的一侧生长素浓度较低 细胞生长慢 导致植物向光弯曲 二十世纪四十年代，加州理工学院的 Thimann 纯化了生 长素，并测定其结构，为吲哚乙酸（ indole acetic acid, IAA ） ? 2 、生长素在植物体内的分布 IAA 在植物体内的含量极少，主要原因是 IAA 一般是 随时产生，随时就被 IAA 氧化酶降解 IAA 主要在 植物茎的顶端分生组织 中合成后，通过薄 壁细胞，向下运输 —— 单向运输 特殊结构： 负责运输生长素的薄壁细胞，其顶部的细胞膜上有 生长 素受体， 而底部的细胞膜上没有生长素受体 IAA 仅能从薄壁细胞的顶部进入细胞，穿过细胞，从 细胞的底部出来，进入下一个薄壁细胞的顶部 ? 3 、生长素的作用机理 生长素与细胞膜上的受体结合，大量的第二信使（ Ca 2+ ）激活 活化质子泵，向 高尔基体被刺激 分泌出更多的小 泡和细胞壁生成 相关成分 活化 DNA 结合 蛋白，诱导启 动特殊基因的 转录和翻译 细胞壁输出 H + 细胞壁酸化，结 保证细胞壁生长 并维持细胞壁的 厚度 表达出细胞生长 构变松散 所需要的蛋白 ? 4 、生长素的生理功能 ? A 、刺激植物生长 生长素在一定浓度范围内，能刺激植物细胞的延长和分 裂 —— 根为 10 -10 ～ 10 -5 mol / L ，茎为 10 -5 ～ 0.9 mol / L 高浓度的 IAA 反 而会抑制植物的生长 ? B 、使植物产生向性 向光性 —— IAA 在光的作用下不对称运输，近光一面 含量较低，导致植物能向光线强的方向弯曲生长，有利于增 加叶片的受光面积，增强光合作用 植物的极性 —— 茎尖向上生长，根尖向下生长， 主要 是由于根对生长素的敏感度是茎的 10 5 倍 C 、顶芽优势 植物的顶芽在生长上占优先权，顶芽的存在会抑制侧 芽的生长 原因： 顶芽和侧芽对生长素的敏感度不同，能促进