第七章植物生长物质
植物生长调节剂
二、植物生长抑剂
1．三碘苯甲酸 三碘苯甲酸（TIBA）是一种阻止生长 素运输的物质，抑制顶端分生组织，促使植株矮化， 增加分枝，提高结荚率。
2．马来酰肼 马来酰肼（MH），又叫青鲜素，化学 名称是顺丁烯二酰肼。其作用正好和IAA相反，MH进 入植物体内可替代尿嘧啶的位置，但不能起代谢作用 ，破坏了RNA的生物合成，从而抑制了生长。 3．整形素 化学名称为9-羟芴-9-羧酸。它抑制茎的伸 长，腋芽滋生，使植株发育成矮小灌木形状。
最初，MH常用于马铃薯和洋 葱的贮藏，抑制发芽。MH还能 抑制烟草腋芽生长。
据报告MH可能致癌和使动物 染色体畸变，应慎用。
三、植物生长延缓剂
作用于植物的亚顶端分生组织，使节间缩短，叶数和节 数不变，株型紧凑，矮小，生殖器官不受影响或影响不大。
通过抑制GA的生物合成延缓生长。使用GA后，可以恢 复。称抗赤霉素类。
抗寒锻炼过程中GA含量的下降，植株矮化， 同时增加叶组织的紧密程度和细胞膜的耐脱 水性。
在低温和高温逆境下，多效唑能够减轻膜
2．PP333 氯丁唑，俗称多效唑
（4）抗病性 施用多效唑可使植株变得矮、壮、健，
从而提高抗病性。据报道多效唑对植物病原 真菌有一定抑制作用，其机理是抑制病原真 菌细胞膜的重要成分—麦角固醇等固醇类物 质的合成。
三碘苯甲酸 三碘苯甲酸（TIBA）是一种阻止生长素运输的
物质，抑制顶端分生组织，促使植株矮化，增加分枝，提高结 荚率。 农业生产上多用于大豆。
整形素 化学名称为9-羟芴-9-羧酸 常用于木本植物。它抑制茎的伸长，腋芽滋生，使植株 发育成矮小灌木形状。
马来酰肼(MH)
马来酰肼，又叫青鲜素，化学名称是顺丁烯二酰 肼。其作用正好和IAA相反。
第七章 植物生长物质复习思考题与答案
第七章植物生长物质复习思考题与答案(一) 名词解释?植物生长物质(plant growth substance) 能够调节植物生长发育的微量化学物质，包括植物激素和植物生长调节剂。
植物激素(plant hormone，phytohormone) 在植物体内合成的、能从合成部位运往作用部位、对植物生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机物。
目前国际上公认的植物激素有五大类：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸、乙烯。
另外有人建议将油菜素甾体类、茉莉酸类也列为植物激素。
植物生长调节剂(plant growth regulator) 一些具有类似于植物激素活性的人工合成的物质。
如：2，4-D、萘乙酸、乙烯利等。
极性运输(polar transport) 物质只能从植物形态学的一端向另一端运输而不能倒过来运输的现象，如植物体内生长素的向基性运输。
乙烯的"三重反应"(triple response) 乙烯对植物生长具有的抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长（即使茎失去负向地性生长）的三方面效应。
偏上生长（epinasty growth）指器官的上部生长速度快于下部的现象。
乙烯对茎和叶柄都有偏上生长的作用，从而造成茎的横向生长和叶片下垂。
生长延缓剂(growth retardant) 抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂，它能抑制节间伸长而不抑制顶芽生长，其效应可被活性GA所解除。
生产中广泛使用的生长延缓剂有矮壮素、烯效唑、缩节安等。
生长抑制剂(growth inhibitor) 抑制顶端分生组织生长的生长调节剂，它能干扰顶端细胞分裂，引起茎伸长的停顿和破坏顶端优势，其作用不能被赤霉素所恢复，常见的有脱落酸、青鲜素、水杨酸、整形素等。
激素受体(hormone receptor) 能与激素特异结合并引起特殊生理效应的物质，一般是属于蛋白质。
?（二）写出下列符号的中文名称，并简述其主要功能或作用IAA 吲哚乙酸(indole-3-acetic acid)，最早发现的一种生长素类植物激素，能显著影响植物的生长，在低浓度下促进生长（主要促进细胞伸长）；中等浓度抑制生长；高浓度可导致植物死亡。
第七章植物生长物质 单元自测
第七章植物生长物质单元自测单元自测(一)填充题1．大家公认的植物激素有、、、和等五大类。
（生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯）2．生长素有两种存在形式。
型生长素的生物活性较高，而成熟种子里的生长素则以型存在。
生长素降解可通过两个方面：氧化和氧化。
(游离，束缚，光，酶)3．生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯的合成前体分别是、甲瓦龙酸（甲羟戊酸）、、和。
（色氨酸，异戊烯基焦磷酸和AMP，甲瓦龙酸，蛋氨酸）4．赤霉素可部分代替和而诱导某些植物开花。
(低温，长日照)5．促进插条生根的植物激素是；促进气孔关闭的是；保持离体叶片绿色的是；促进离层形成及脱落的是；防止器官脱落的是；使木本植物枝条休眠的是；促进小麦、燕麦胚芽鞘切段伸长的是；促进无核葡萄果粒增大的是；促进菠菜、白菜提早抽苔的是；破坏茎的负向地性的是。
（生长素，脱落酸，细胞分裂素，乙烯，生长素，脱落酸，生长素，赤霉酸，赤霉酸，乙烯)6．诱导α-淀粉酶形成的植物激素是；延缓叶片衰老的是；促进休眠的是；打破芽和种子休眠的是；促进种子萌发的是；促进瓜类植物多开雌花的是；能使子房膨大，发育成无籽果实的是。
(赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，赤霉素，细胞分裂素，乙烯或生长素，生长素)7．促进果实成熟的植物激素是；打破土豆休眠的是；促进菠萝开花的是；促进大麦籽粒淀粉酶形成的是；促进细胞壁松驰的是；促进愈伤组织芽的分化的是。
(乙烯，赤霉素，乙烯或生长素，赤霉素，生长素，细胞分裂素)8．促进侧芽生长、削弱顶端优势的植物激素是；加速橡胶分泌乳汁的是；促进矮生玉米节间伸长的是；降低蒸腾作用的是；促进马铃署块茎发芽的是。
(细胞分裂素，乙烯，赤霉素，脱落酸，青鲜素或萘乙酸盐或萘乙酸甲酯) 9．组织培养研究表明：当培养基中CTK/IAA比值高时，诱导分化；比值低时，诱导分化。
(芽，根)10．赤霉素的基本结构是。
激动素是的衍生物。
脱落酸是一种以异戊二烯为基本结构单位的含有个碳原子的化合物。
[农学]8植物生理学课件 第七章 植物生长物质和细胞信号转导
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人工合成的细胞分裂素
人工合成的细胞分裂素,常用的有： 激动素(KN) 、 6-苄基腺嘌呤（6-BA) 、 四氢吡喃苄基腺嘌呤(PBA)。
二苯脲不具腺嘌呤的结构，但具有细 胞分裂素的生理功能。
细胞分裂素的分布和运输
• 细胞分裂素主要存在于可进行细胞分裂 的部位，如茎尖、根尖、未成熟的种子、 萌发的种子和生长着的果实等。
1. 促进麦芽糖化(应用于啤酒生产) 2. 促进营养器官(茎、叶)生长 3. 促进抽苔和开花 4. 打破芽及种子的休眠 5. 促进雄花分化 6. 诱导单性结实 7. 防止花果脱落
细胞分裂素类
• 把激动素以及具有与激动素相同生理活 性的天然的和人工合成的化合物，都称 为细胞分裂素（cytokinin, CTK)。
生长素的运输
• 在茎中，生长素极性运输(polar transport) 是指生长素只能从植物的形态学上端向 下端运输，而不能倒转运输。主要是通 过薄壁细胞间进行。
• 生长素的极性运输是主要的运输方式。
• 在根中，根尖生成的生长素向顶运输。
• 成熟叶片合成的生长素可通过韧皮部进 行非极性运输，即可向上或向下运输到 其他器官或组织中。
吲哚乙酸(indole acid , IAA)是最早发现的生长 素(auxin)。
生长素类物质：把吲哚乙酸以及具有与吲哚乙 酸同样生理作用的化合物称为生长素类物质。
天然存在的生长素类物质
• 吲哚乙酸(IAA) • 吲哚丁酸(I BA) • 苯乙酸 • 4-氯吲哚乙酸 • 苯乙酸胺 • 对羟基苯乙酸 • 吲哚乙腈
2、GA诱导一些酶 (如α-淀粉酶、蛋白酶、 核糖核酸酶、β-1，3-葡萄糖苷酶)的合成。
大麦种子在萌发时，贮藏在胚中的束缚型
GA解离出游离的 GA(也有新合成的GA )，通过 胚乳扩散到糊粉层，并诱导糊粉层细胞合成ɑ-淀 粉酶和蛋白酶等水解酶，这些水解酶扩散到胚乳
第七章.植物生理课件 植物的生长生理
2、呼吸作用的变化
在吸水的第一和第二阶段，CO2的 产生大大超过O2的消耗 — 无氧呼吸； 吸水的第三阶段，O2的消耗大于CO2 的释放 — 有氧呼吸。
3、酶的变化
酶原的活化：种子吸胀后立即出现， 如：β-淀粉E
重新合成：如α-淀粉E 其mRNA 可能由DNA转录而来 已经存在于干燥种子— —长命mRNA
低糖（蔗糖）浓度（< 2.5%），有利 于木质部形成；高糖浓度（> 3.5%），有 利于韧皮部形成；中糖浓度(2.5%~3.5%)， 木质部、韧皮部形成，且中间有形成层。
2、植物激素
CTK/IAA比值
生长素诱导愈伤组织分化出木质部。
3、光对植物组织分化也有影响
黄化苗分化差，输导、机械组织不发达。
四、组织培养
（1）水分 — “旱长根，水长苗”
缺水，根冠比（R/T）增加；水分充 足，根冠比减小
（1）由于根和胚芽鞘的生长所要求的 含氧量不同所致。
根的生长 细胞的伸长和扩大 细胞分裂—需有氧呼吸
提供能量和重要的中间产物
胚芽鞘的生长 细胞的伸长和扩大
（2）与生长素含量有关 水少、供氧充足，IAA氧化酶活性升
不同作物种子萌发时需要温度高 低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 ※ （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
2、种子生活力 种子生活力（seed viability）：指种子 能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。
《植物生理学》第七章植物的生长生理复习题及答案
《植物生理学》第七章植物的生长生理复习题及答案一、名词解释1.生长(growth)：在生命周期中，植物的细胞、组织和器官的数目、体积或干重的不可逆增加过程称为生长。
例如根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干重增加都是典型的生长现象。
2.分化：从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程称为分化。
它可在细胞、组织、器官的不同水平上表现出来。
3.种子寿命：种子从完全成熟到丧失生活力所经过的时间。
4．种子活力：种子在田间条件下萌发的速度，整齐度以及幼苗健壮生长的潜在能力，它包括种子萌发成苗和对不良环境的忍受力两个方面。
5. 组织培养（plant tissure culture）：植物组织培养是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。
根据外植体的种类，又可将组织培养分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。
6.植细胞全能性：植物体每一个细胞都具有分化成一个完整植株的潜在能力，即具有形成完整生物个体的全套基因。
7.愈伤组织：愈伤组织是指具有分生能力的细胞团。
8.光敏色素(phytochrome，Phy) ：一种对红光和远红光的吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。
9.脱分化(dedifferentiation) ：植物已经分化的细胞在切割损伤或在适宜的培养基上诱导形成失去分化状态的、结构均一的愈伤组织或细胞团的过程。
10.再分化（redifferentiation）：由处于脱分化状态的愈伤组织或细胞再度分化形成不同类型细胞、组织、器官乃至最终再生成植株的过程。
11.生长最适温度：使植物生长最快的温度，叫植物生长最适温度。
生产上为培育健壮的植株，常常要求在比最适温度（生理最适温）略低的温度，即所谓协调的最适温度。
12. 胚状体（embryoid）：在特定条件下，由植物体细胞分化形成的类似于合子胚的结构。
植物激素1 IAA
吲哚丙酮酸
吲哚乙醛
芸苔葡糖硫苷
吲哚乙醇
吲哚乙酸
吲哚乙腈
吲哚丁酸
(二）生长素的降解
1. 酶促降解
1) 脱羧降解：被IAA氧化酶氧化为3－亚甲基氧吲 哚，放出二氧化碳。 2) 不脱羧降解：IAA被氧化为羟-3-吲哚乙酸、二羟 -3-吲哚乙酸，仍保留吲哚环侧链上的两个C。
2. 光氧化
植物体外的IAA在核黄素的催化下，被光氧化为吲 哚醛和亚甲基羟吲哚。
AUXIN CONJUGATION
3. 运输方式
1)韧皮部运输：速度1~2.4cm/h 2)极性运输：
– 存在于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞 间做短距离运输。 – 极性运输只能从形态学上端运往形态学 下端。
–
运输机理：化学渗透 学说 chemiosmosis theory
质膜H+-ATPase保持CW 酸性环境，pH5 b) IAA的pKa=4.75，在酸 性条件下不解离，以 IAAH存在，较亲脂， 可以被动扩散透过质膜 进入胞质；而IAA－通 过与2个H＋共转运的方 式也可进入胞质。 c) IAAH在胞质中解离为 IAA－和H＋。 d) IAA－不亲脂，被位于 细胞基部的生长素输出 载体（auxin efflux carrier）运到细胞外。 a)
Concentrations of IAA in different regions of the shoot of a wild-type tobacco plant.
ARABIDOPSIS PIN MUTANT (DEFECTIVE IN POLAR TRANSPORT)
6. 延迟叶片的脱落(retards leaf abscission)。
胶块中的生长素含量为1个燕麦单位
植物油菜素内酯
BR-d可efici以ent增mu加tant木s sh质ow 部比例。
abnormal patterns of
vascular tissue development,
with an overproliferation of
p
p
phloem cells (p) and an
underproliferation of xylem
P BSU1
BIN2
P BSKs
Transcription
Without BR, the receptor (BRI1) is bound to an inhibitor (BKI1). The active BIN2 kinase phosphorylates and inactivates transcription factors.
植物体内的所有固醇类物质如菜油固醇都是以环阿屯醇 经过氧化或者其他修饰反应形成的。
异戊烯基焦磷酸→法尼基焦磷酸→角鲨烯→环阿屯醇 →菜油固醇
菜油固醇
油菜素内酯的合成从菜 油固醇开始，经过早期 C6氧化途径和晚期C6氧 化途径。这两条途径在 许多位置相互交叉。
两条途径在拟南芥、水 稻和豌豆等植物中同时 存在。
细胞伸长 花粉管的伸长 种子萌发 维管组织和根毛的分化
耐逆性
1、促进细胞伸长和分裂
用10ng·L-1的油菜素内酯处理菜豆幼苗第二节间，便可引起该 节间显著伸长弯曲，细胞分裂加快，节间膨大甚至开裂，这一 综合反应被用作油菜素内酯的生物鉴定法（bean bioassay）。
2、促进光合作用
BR对植物光合作用的调节途径主要有： ①促进小麦叶等RuBP羧化酶的活性，从而
Filament elongation
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第七章植物生长物质
植物生长物质概述 1、概念：
植物生长物质（plant growth substances）：是一些调 节植物生长发育的物质。
2.分类：
（1）植物激素（plant hormones或phytohormones） （2）植物生长调节剂（plant growth regulators）
第七章植物生长物质
Chap.7.1 生长素（IAA）
一、生长素的发现：
1、生长素（auxin）是最早发现的一种植物激素
2、关键性试验： 1）植物向光性试验----生长素发现 2）燕麦试验法-----生长素被命名
二、生长素的种类与化学结构： 1、是吲哚乙酸（IAA），其分子式为C10H9O2N，相
对分子质量为175.19
也产生生长素，但数量很微。 2）合成前体：色氨酸 3）合成途径:(转氨、脱羧、氧化)
A、吲哚丙酮酸途径（主要途径） B、色胺途径（常与吲哚丙酮酸途径同时进行） C、吲哚乙酰胺途径（细菌途径） D、吲哚乙腈途径（某些十字花科植物）
第七章植物生长物质
2、降解
1）酶促降解 A. 脱羧降解 B. 不脱羧降解
D.防止氧化 E.调节自由生长素含量
第七章植物生长物质
3、运输方式
1）非极性运输：通过韧皮部进行的、与植物 形态学方向无明显关系的被动的运输方式。
2）极性运输：局限于胚芽鞘、幼茎、幼根的 薄壁细胞之间进行的短距离、仅能从植物体
形态学上端运输到下端的需能的、单方向运
输方式。主要特点：
A.为主动运输过程(与呼吸作用有关，速度快) B.可以进行逆浓度梯度运输。 C.受到2，3，5-三碘苯甲酸（TIBA）、萘基邻氨甲
根最敏感，茎最不敏感，芽居中
第七章植物生长物质
第七章植物生长物质
2、人工合成的生长素与应用
1）种类多样： IPA、NAA、NOA、2,4-D、2,4,5-T等
2）农业生产上的应用：
a）促使插枝生根 b）阻止器官脱落------防止离层激形成。 c）促进结实-----可形成无籽果实。 d）促进菠萝开花
第七章植物生长物质
Chap.7.2 赤霉素（GA）
一、赤霉素的结构与分类 1、结构：
是一种双萜，基本结构是赤霉素烷
2Байду номын сангаас分类：
1）按发现顺序：GA1、GA2、GA3、GA4等 2）按碳原子数： C19（活性高，种类多）
C20（GA12，13，25，27等） 3、存在形式：
第七章植物生长物质
酸-生长学说： 由于生长素和酸性溶液都可同样促进细胞伸长，生
长素促使H+分泌速度和细胞伸长速度一致，故此， 把生长素诱导细胞壁酸化并使其可塑性增大而导致 细胞伸长的理论，称为酸-生长学说（acid growth theory）。
细胞壁酸化作用：生长素和质膜上的受体质子泵 （ATP酶）结合，使质子泵活化，把细胞质内的质子 （H+）分沁到细胞壁去。当细胞壁环境酸化后，一 些在细胞壁中的酶被激活。在酸性环境中，对酸不 稳定键的键（H）易断裂。因此，细胞壁多糖分子间 结构交织点破裂，联系松弛，细胞壁可塑性增加。
2、生长素在植物中的存在形式
1）自由生长素：易于被提取，具有生物活性， 为生长素的作用形式。
2）束缚生长素：常与一些小分子结合，不易 于被提取，无生物活性。其功能有：
A.贮存形式: 如IAA与葡萄糖形成吲哚乙酰葡糖； B.运输形式：如IAA与肌醇形成吲哚乙酰肌醇
C.解毒作用：如IAA与天冬氨酸形成吲哚乙酰天冬氨酸
2）光氧化途径： 体外的吲哚乙酸在植物色素核黄素催化下，可被光 氧化，产物也是吲哚醛和亚甲基羟吲哚。
第七章植物生长物质
生长素水平的调节（小结）
运输
生物合成 结合态
自由生长素水平 生理作用
第七章植物生长物质
区域化 生物降解
五、生长素的作用机理(略）
1、生长素受体（激素受体的一种）
激素受体（hormone receptor）：具有与激素特异地结合 的物质，能识别激素信号，并能将信号转化为一系 列细胞内的生物化学变化，最终表现出生物效应。
生长素结合蛋白1(ABP1),位于内质网上。 2、转导途径----诱导基因
早期基因 晚期基因
第七章植物生长物质
3、作用方式：
促进细胞壁松弛-----细胞壁酸化作用
“酸-生长学说”
促进核酸和蛋白质的合成---RNA和蛋白质合成 生长素一方面活化质膜上的ATP酶，促使细胞壁酸化， 增加可塑性，使细胞体积变大；另一方面，生长素 促进核酸和蛋白质的合成，为原生质体和细胞壁的 合成提供原料，保持持久性生长。
酰苯甲酸（NPA）等物质的抑制。
第七章植物生长物质
4、极性运输机理（自学）
尚不完全清楚， 这里介绍化学渗 透学说
（chemiosmotic
theory）。 主要内容是：细
胞上部质膜比下 部质膜易于透过 生长素。
第七章植物生长物质
四、生长素的生物合成和降解
1、生物合成 1）合成部位： 叶原基、嫩叶和发育中的种子。成熟叶尖和根尖
第七章植物生长物质
六、生长素的生理作用与应用
1、生理作用 1）促进作用：细胞的分裂和延长等 2）抑制作用：侧枝的生长等
促进作用，与生长素浓度、细胞年龄和植物器官种类有关 a）一般在低浓度时可促进生长，浓度较高则会抑制生长，如
果浓度更高则会使植物受伤 b）细胞年龄不同对生长素的敏感程度不同。
幼嫩细胞对生长素反应非常敏感，老细胞则比较迟钝。 c）不同器官对生长素的反应敏感也不一样
第七章植物生长物质
植物激素：指一些在植物体内合成，并 从产生之处运送到别处，对生长发育起 显著作用的微量有机物。
目前公认的植物激素：生长素、赤霉素、 细胞分裂素、脱落酸、乙烯共5种
部分新型的植物激素：茉莉酸、多胺类、 水杨酸、油菜素甾醇类共4种。
第七章植物生长物质
植物生长调节剂：指一些具有植物激 素活性的人工合成的物质。 有些生长调节剂的生理效能比植物激 素的还好
第七章植物生长物质
2、种类：
苯乙酸（PAA），4-氯-3-吲哚乙酸（4-Cl-IAA），吲 哚丁酸（IBA） 植物体内的生长素类物质以吲哚乙酸最普遍。
三、生长素的分布与运输: 1、分布：
生长素主要集中在生长旺盛的部分（如胚芽鞘、芽和 根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩 种子等）
第七章植物生长物质