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1、第8章光形态建成光控制 植物生长、发育和分化的过程, 称为光形态建成 . 高等植物中的光受体： 光敏素、蓝光受体和紫外光B受体1 光敏色素的发现和分布顺次暴露在红光（ R）和远红光（ FR）后，莴苣种子的发芽情况： 光照处理发芽率 % 黑暗（对照）8 R 98 R+FR 54 R+FR+R 100 R+FR+R+FR 43 R+FR+R+FR+R 99 R+FR+R+FR+R+FR 54 R+FR+R+FR+R+FR+R 98 分布： 光敏色素在植物体内的分布不均匀。 禾本科植物的胚芽鞘尖端、黄化豌豆幼苗的弯钩、各种植物 的分生组织含光敏色素较多。 黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗多20100
2、倍。2 光敏色素的化学性质和光化学转换2.1 化学性质 光敏色素是由两个亚基构成的二聚体，其单体是由一个发色 团和一个脱辅基蛋白所组成的易溶于水的色素蛋白质。 生色团由排列成直链的四个吡咯环构成有两种光吸收类型：Pr（660nm）; Pfr(730nm) 发色团紧密地连接在脱辅基蛋白上,当Pr-Pfr相互转变时 ,蛋白质的结 构也发生相应改变。类型 : Phy ：黄化组织光敏色素或光不稳定光敏色素或类型 光敏色素 在黄化幼苗中含量高 , 在光下不稳定 ; Phy：绿色组织光敏色素或光稳定光敏色素或类型光敏色素。在 绿色组织中为主 , 光下相对稳定。2.2 光化学转换 活体中 ,在一定的波长下
3、,具生理活性的 Pfr浓度和光敏色素的总 浓度 (Cp=Cpr+Cpfr) 的比例被称为光稳定平衡（photostationary equilibrium）=Pfr / Ptot 不同波长的红光和远红光可以组合成不同的混合光, 能得到各 种值。3 光敏色素的生理作用和反应类型3.1 光敏色素的生理作用(P231,表9-4) 已知有 200多个反应受光敏色素的调节。3.2 光敏色素调节的反应类型根据反应的速度 ,可将光敏色素在光形态建成过程中参与调节的反应分为： 快反应：光诱导的反应迅速，以分秒计 慢反应：反应缓慢，常以小时或天计根据对光量的需求，可将光敏色素反应分为: 极低辐照反应：被 10-
4、410-2 mol/m2的光诱导。低辐照反应：为典型的 R/FR诱导的可逆反应 (诱导反应 )，所需光量为 11000 mol/m2高辐照反应（高光照反应）：是需较强连续光照的反应；所需光强一般大于 10 mol/m24 光敏色素的作用机制 4.1信号转导Pr Pfr 靶蛋白调控基 磷酸化因表达（P232 图9-12）4.2 膜假说 光敏色素的活跃形式 Pfr直接与膜发生物理作用, 通过改变膜的一种或多种 特性或功能而参与光形态建成。棚田效应 :红光照射离体绿豆根尖后能诱导少量正电荷的产生,远红光可以逆转 . 光敏色素调节转板藻叶绿体运动的模型： 红光Pfr 跨膜 Ca2+流动 胞质 Ca2+
5、增加CaM 活化 激活肌动球蛋白轻链激酶 肌动球蛋白收缩 叶绿体转动4.3 基因调节假说 光敏色素通过调节基因的表达而参与光形态建成。 光敏色素可以调节许多酶的活性。光敏色 素 调节基 因表达 图解5 蓝光和紫外光 -B反应5.1 蓝光反应 蓝光和近紫外光受体是吸收蓝光和近紫外光而调节形态建 成、新陈代谢和向光性的一类光敏受体。 隐花色素(“ 三指” 峰) 向光素 5.2 紫外光 -B反应 UV-B受体是细胞内吸收 280320nm 紫外光引起光形态建成 反应的物质。 UV-B对植物生长发育和代谢都有影响。对细胞有一定程度的伤 害作用。 UV-B 诱导产生花青苷和黄酮类可能是植物的保护性反应. 思考题： 名词解释： 光形态建成黄化现象光敏色素类型 I光敏色素类型 II光敏色素隐花色素 紫外光 -B受体 光稳定平衡棚田效应 简答： 1 概述光敏色素的结构特点以及其产生、代谢与引起生理反应的可能途径。 2 归纳光敏色素的生理作用 3 根据对光量的需求和反应速度，光敏色素的反应可分为哪几种类型？ 4 光敏色素的作用机理主要有哪两种假说？它们怎样解释快反应和慢反应？ 5 蓝光受体和紫外光 B区光受体分别对哪些区域的光起反应？
