植物生理学 植物复习要点十一章植物激素特点：1 内源 2 微量 3 可移动 4 多重生理效应，促进或抑制双重效应生长素：类型：天然 IAA PAA IBA 4-Cl-IAA 人工：IBA 2,4-D α-NAA合成部位：快速分裂的组织内——茎尖分生、嫩叶、发育中果实成熟叶片 根尖少量合成途径：色氨酸依赖途径 前体：色氨酸非色氨酸依赖途径 前体：非色氨酸色氨酸依赖途径：1 吲哚-3-丙酮酸途径（IPA 途径 大多植物）2 色胺途径（TAM 途径 少数植物）3 吲哚乙腈途径（IAN 途径 十字花 禾本 芭蕉）4 吲哚-3-乙酰胺途径（IAM 途径 病原菌 根癌农杆菌）5 非色氨酸依赖型合成途径生长素极性运输方向：单向 从形态学上端向下 唯一极性运输激素运输形式：细胞——细胞壁空间——细胞*极性运输是主动运输要消耗能量加入呼吸抑制剂 DNP 后将组织放于缺氧环境能抑制 IAA 运输IAA-流进——转化为 IAAH 向下运输——转化为 IAA-流出机理：细胞渗透学说：细胞上部质膜>下部质膜细胞壁 PH 低——IAAH（亲脂）容易进入——胞质（PH 高）IAA -不易流出，细胞底部沉积并向下运输进入下一个细胞生长素非极性运输茎尖根尖合成 IAA——维管束或非维管束薄壁细胞（草本胚芽鞘）——极性运输——向光性、向重力性成熟叶片合成 IAA——韧皮部长距离运输——非极性运输——形成层或侧根发生生长素代谢：游离态：生理活性（极性运输）结合态：活性低，贮藏形式（非极性运输）降解：酶氧化降解 光氧化降解生理功能：1 促进细胞伸长生长 向光性 向重力性2 诱导维管束分化3 促进侧根和不定芽发生4 影响花及果实发育促进细胞伸长特点：①双重作用②不同器官敏感性不同③对离体器官和植物植株生理效应不同其它效应：·引起顶端优势·促进叶片扩大，光合产物的运输·促进菠萝开花·延迟花和叶片脱落酸生长理论：生长素促进细胞伸长生长的效应是非常迅速的，从处理到发挥效应之间的之后时间大约是 10 分钟，同时伴随有细胞壁的酸化。
中性或碱性缓冲液，即使有生长素，生长也受抑制；酸性缓冲液促进植物伸长生长机理：IAA（生长素）诱导增加 H+-ATPase 和其稳定性，促进 H+分泌，是细胞壁酸化——扩张蛋白在酸性环境恢复细胞壁伸展性——细胞伸长赤霉素（GA）活性结构特点:1、C19>C20 2、7 位 C 原子的羧基 3、3β-羟基、3β,13-二羟基或 1,2 不饱和键 GA1 GA3 GA4 GA32无活性：2β 羟基 GA29生物合成前体：①双萜烯类②基本结构单元异戊二烯③生物中异戊烯基焦磷酸（IPP）来源：甲瓦龙酸途径：细胞质 丙酮酸途径：叶绿体和其他质体步骤：①环化生成贝壳杉烯（前质体内）②氧化生成 GA12 醛（内质网）③GA12 醛生成其他赤霉素（胞质内）关键酶基因：GA7ox GA3ox 表达后 GA 活性升高，植株变高GA20ox GA2ox 表达后 GA 活性降低，植株矮化生物合成器官特异性：GA1 营养生长阶段 营养器官 促进茎叶生长GA4 生殖生长阶段 生殖器官 促进花果发育和生长运输：非极性运输 合成部位：发育中的种子、果实、幼叶、上部茎叶调节：光周期调节：长日照：GA↑短日照 GA↓温度影响：低温春化 GA4↑反馈控制：GA 影响 GA 合成酶基因的调控生理效应：1 促进植物茎节的伸长生长（GA 特异性）2 调节植物幼态和成熟态的转换3 影响花芽分化和性别控制4 打破休眠促进种子发芽（GA 特异性）*DELLA 蛋白 赤霉素受体 控制赤霉素表达 （主要表现抑制）细胞分裂素（CTK）分类：腺嘌呤衍生物合成途径：ATP/ADP/AMP——IPT 催化(主要)tRNA-IPT 催化途径（次要）合成部位：根尖分生组织运输：通过导管液向上运输，以玉米素核苷或双氢玉米素核苷为运输形式代谢：水解（葡糖苷酶水解）降解（细胞分裂素氧化酶）生理功能：1 调节茎尖和根尖的长度2 对细胞周期的调节3 促进侧芽和不定芽分化（抑制顶端优势）4 抑制叶片衰老5 调节细胞生长脱落酸（ABA）来源：玉米黄质 IPP调节：NCED 促进生成黄氧素 黄氧素——ABA 醛——ABANCED 表达与 ABA 水平高度有关，是 ABA 合成关键步骤ABA 增强与 NCED 增强相一致逆境：NCED 基因收干旱诱导，在种子成熟期表达增强受干旱胁迫的根中合成的 ABA 通过木质部运输到叶中ABA 积累受合成、失活、结合和运输影响运输：ABA 可在植物内部运输，如从根到茎到叶片到保卫细胞ABA 可促进种子休眠 是一种逆境激素乙烯（CTK）功能：果实成熟·器官扩展·衰老·基因表达·胁迫反应三重反应：暗处萌发，被障碍物阻挡产生 1 生长伸长受抑制 2 下胚轴增粗 3 顶钩弯曲加剧意义：三重反应有助于幼苗绕过障碍物合成前体：蛋氨酸——氨基环丙烷羧酸（ACC）合成酶：ACC 合成酶（ACS） ACC 氧化酶（ACO）基因表达：产生受 ACS 表达控制乙烯在整株植物反应中的作用:·乙烯在暗处限制的根和茎的生长·乙烯促进花瓣衰老·果实成熟受乙烯诱导：1 乙烯在果实成熟过程中突然升高 2 乙烯在成熟果实内诱导 ACS 基因表达 3 可通过控制乙烯合成控制果实成熟十二章细胞分裂：细胞分裂周期细胞生长：XET 扩张蛋白细胞分化过程：1 产生信号并感受——信号2 分生细胞基因关闭 分化细胞特征基因表达——调控基因表达3 形成分化细胞 功能基因表达——结构和功能基因4 前述基因表达导致细胞结构和功能上分化成熟——形态：结构和功能调控因素：1 细胞极性造成不均等分裂2 胞间通讯协调有序分化3 细胞位置效应决定分化方向——位置效应如：抗病中的过敏反应（快速 PCD） 植物叶片衰老死亡（慢性PCD）·分生组织是植物生长分化的源泉。
植物生长分化的控制1 发育的基因控制：植物细胞全能性2 发育的环境控制3 发育的激素控制胚胎发育、植物生长发育基本模式：1 器官的径向构造模式：器官的各种组织呈心形排列2 植物的轴向发育模式：根茎两极模式（植物极性）3 初生分生组织发育模式根系生长分化：根尖构造：根管、分生组织区、伸长区、成熟区、静止中心侧根：内起源 侧枝：外起源茎的生长分化：茎尖的构造和分化构造：叶原基、顶端分生组织、隆起、腋芽分生组织分 3 层 L1、L2、L3植物生长相关性：1 地上部与地下部的相关性——根冠比（地下/地上）2 主茎与侧枝的关系：①顶端优势②产生的原因③应用：·有些作物需维持顶端优势，如麻类、烟草、向日葵、玉米、高粱·有些植物需消除顶端优势：棉花打顶修枝、瓜类摘蔓、果树修剪、花卉打顶去蕾、茶树栽培时弯曲主枝、苗木移栽时有意折断主枝3 营养生长于生殖生长相关性：相互依赖 相互对立4 植物相生相克现象：·根冠比及应用·顶端优势及应用环境因子对植物生长的影响1 温度 温度三基点：最适 最高 最低 昼夜周期性、季节周期性2 光照1、 植物光形态建成 光受体：光敏素 蓝光受体 紫外光-B-受体2、 光敏色素红光吸收型：Pr 660-665 远红光吸收型：Pfr725-730黑暗 Pr——光明 Pfr（不稳定）——大量降解Rfr 黑暗自发转化为 Pr光敏色素分为光敏色素Ⅰ和光敏色素ⅡPHYA 编码 1 PHYB、C、D、E 编码 2PHYA 红光 PHYB 远红光光敏色素对植物适应生态环境起重要作用，如种子萌发、叶运动、植株的避阴反应等。
植物的运动关系 向性运动——感性运动 运动机理：生长运动，膨压运动1 向性运动正向性 朝向刺激方向 负向性 背向刺激方向向光 向重力 向水 向化 向触向光性：隐花色素：黄素蛋白（含 FAS） 向光素:黄素蛋白（含FMN）向重力性：感受部位：根尖 根冠 根冠中的特殊淀粉体（平衡石）IAA 调控向化性、向触性、向水性2 感性运动对环境刺激的反应，与向性运动不同的是与刺激的方向有关感震性：含羞草 食虫植物感夜性：植物接受光暗变化信号，引起叶片开合的运动感温性：由温度变化引起器官两侧不均匀生长的运动细胞质流动和细胞器运动3 生物钟：特点：内源节奏 自由运动 周期和振幅 重拨和调相十三章诱导植物开花的因素1 基因：自主途径2 环境：春化途径3 激素：GA 途径春化作用类型：冬性 半冬性 春性条件：低温 适量水分 充足的氧气 作为呼吸底物的营养物质 长日照感受低温的时期：种子萌动后至苗期感受低温的部位：胚 、茎尖生长点、叶柄基部春化作用在农业生产的应用：1 人工春化处理2 调种引进3 控制花期光周期：长日照植物 短日照植物 日中性植物对光周期的不同定义光周期诱导作用：植物并不是一生中都要求日照长度，仅是在发育的某一阶段需要日照长度。
光周期与暗期的作用·短日照植物要求一定时间的连续暗期，光间断暗期则不能开花·在暗期中间给予连续闪光最有效·若给予超长的暗期，则对暗期间断最敏感时期与距暗期开始的时间有关温度和光周期反应的关系低温：短日获长日性，长日或短日性光周期诱导植物开花的生理机制光周期诱导感受部位：叶片（功能叶片最敏感）效应部位：茎尖（茎尖分生组织）信号传递：成花素假说光周期计时机理1 光敏色素与植物光周期反应 滴漏式测时假说2 内源生物钟节律和光周期计时 生物钟测时假说滴漏式测时假说短日植物 ·暗期 Pfr/Pr 降低到一范围（表现临界夜长），并保持稳定，短日植物成花反应的“暗反应”才能进行·红光间断 Pfr 迅速升高，导致后续暗期不足以使 Pfr/Pr 降低到该阈值，暗诱导短日植物成花效应被中断长日植物·对 Pfr/Pr 要求不如短日植物严格，全日照也能开花·成花要求高的 Pfr/Pr 值，光暗间断增高 Pfr/Pr，使植物开花·成化过程启动需在不同时段有一定 Pfr/Pr 值困境：有些短日照植物长时间远红光促进开花光周期在农业生产的应用1 植物的地理起源和分布与光周期特性低纬度短日 高纬度长日 中纬度共存 在同一纬度：春夏开花长日 秋开花短日2 引种育种 LDP 南方引种到北方 晚熟 北方引种到南方 早熟 SDP 相反3 调节营养生长于生殖生长十四章花遗传调控1 分生组织基因 2 花器官身份基因 3 地籍基因ABC 模型花萼：A 作用 花瓣：AB 共同作用 雄蕊：BC 共同作用 心皮：D 作用A 型外侧两轮表达，且抑制 C 型C 型内测两轮表达，且抑制 A 型花的性别调控机理：1 性别决定遗传（基因）2 植株年龄的性别表达3 环境条件对性别调控的影响（环境）4 性别表达的激素调控（激素）受精后生理变化:·呼吸强度明显增强·生长素含量增高：来自花粉和子房·大量物质运输影响受精的因素：1 花粉活力 2 柱头活力 3 亲和性：远缘不亲和、自交不亲和 4 环境条件：温度、湿度、PH 值不亲和性不亲和策略 1 授粉障碍受一系列 S 位点基因控制S 位点编码柱头识别蛋白若花粉与雌蕊表达的 S 位点相同则发生不亲和反应，反之发生亲和反应。
配子体自交不亲和：S 蛋白由小孢子产生（花粉粒）——花粉管在花柱中抑制不生长孢子体自交不亲和：S 蛋白衍生于小孢子母细胞——发生在柱头表面，S 基因在柱头乳突细胞表达糖蛋白，花粉管不能穿过柱头乳突细胞的角质层S 基因编码蛋白具核酸活性，称为 S-RNase，将花粉管内 RNA 降解，抑制花粉管生长推论：孢子体自交不亲和不仅可以避免自交，而且可以更大程度地避免近亲交配十五章种子成熟的变化物质变化：碳水化合物、脂肪、蛋白质、非丁基因的表达调控：胚/胚乳发育相关基因的表达LEA 蛋白：脱水干燥保护剂、渗透调节、胚发育内源激素的变化：细胞分裂素：先升高后降低（最早开始）生长素/赤霉素：先升高后降低（细胞分裂素升到最高点开始升高）脱落酸：先升高后降低（生长素/赤霉素升高到最高点开始升高）2012 植物生理学\演示文稿 1.pptx·除 LEA 蛋白参与种子的抗脱水过程外，成熟种子中积累的糖类物质是种子忍受干燥的关键·糖类所含的烃基结构可。