植物生长物质 PPT课件
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6
植物生长物质
第六章 植物生长物质
第一节 植物生长物质的概念和种类※
第二节 植物激素的发现和化学结构
第三节 植物激素的代谢和运输※ 第四节 植物激素的生理作用 ※
第五节 植物激素的作用机制 ※
第六节 植物抑制物质 第七节 其他天然的植物生长物质
第一节 植物生长物质的概念和种类
一、植物生长物质 植物生长物质（ plant growth substances） 指调节植物生长发育的生理活性物质，包括 植物激素和植物生长调节剂。 二、植物激素（phytohormones） 植物激素:植物体内产生的、能移动的、对生 长发育起显著作用的微量有机物。
pH5
ATP
顶端
ATP H+ ADP+Pi
H+
pH7
ADP+PiIAA-
化 学 渗 透 极 性 扩 散 假 说
H++IAApH5 H+ H++ IAAATP pH7
IAAH
IAA载体
细胞壁
IAAH ATP H+
ADP+Pi
IAA-
ADP+Pi
细胞质
H++IAA-
基部
IAAH
二、GAS的代谢和运输
基本结构：赤霉烷环
B
两类：19C和20C
各种GA的区别：
（1）羟基的数目和位置
（2）有无内酯
（3）A环的饱和程度
三、细胞分裂素（ CTK）的发现和化学结 构 1955年，Skoog等培养烟草髓部组织时，
偶然在培养基中加入了变质的鲱鱼精子DNA， 髓部细胞分裂加快。后来从高温灭菌过的 DNA降解物中分离出一种促进细胞分裂的物 质，鉴定为N6 呋喃氨基嘌呤，命名为激动 素(kinetin,KT)。KT不存在植物体中，1963 年Miller等从幼嫩玉米种子中提取出类似KT 活性的物质，经鉴定为玉米素。此后，类似 物相继发现，目前把这类物质统称为细胞分 裂素（cytokinin,CTK)。
吲哚乙醇途径
合成前体
色氨酸脱羧E 色胺 胺氧化E
色氨酸
NH3
色氨酸转氨E 吲哚乙醇 吲哚乙醇 氧化E
吲哚丙酮酸 CO2
NH3 CO2
吲哚丙酮 酸脱羧E
直接前体
色胺途径
吲哚乙醛
吲哚乙醛脱氢E
吲哚乙酸 吲哚丙酮酸途径 吲哚乙醇途径
（二）IAA的氧化
二种方式：
1. 酶氧化：IAA氧化E （含Fe的血红蛋白，Mn2+ 和一元酚为 辅助因子） 2. 光氧化：核黄素催化
ABA为单一的化合物，是一种倍 半帖结构，有两种旋光异构体：右旋 型（以+或S表示）与左旋型（以－或 R表示）。又有两种几何异构体：顺 式和反式。植体内的主要是顺式右旋 型，只有S-ABA才具有促进气孔关闭 的效应。人工合成的S和R相等。 目前已能用葡萄灰孢霉菌发酵产生 ABA。
五、乙烯（ ETH）的发现和化学结构 十九世纪，人们发现煤气街灯下树叶 脱落较多。 1901年确定其活性物质为乙烯。
基本结构：腺嘌呤+侧链（R1、R2、R3）
※ ※
※ ※
四、脱落酸（ ABA）的发现和化学结构 1963年，美国科学家Addicott等从将要 脱落的棉花幼铃中提取出一种促进脱落的 物质，命名为脱落素Ⅱ。 1963年，英国科学家Wareing等从槭树 将要脱落的叶子中提取一种促进休眠的物 质，命名为休眠素。 后来证明二者为同一种物质。 1967年 命名为脱落酸（abscisic acid ，ABA）。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1910年认识到植物组织能产生乙烯。 （成熟苹果对青香蕉有催熟作用） 1934年确定乙烯为植物的天然产物。有 人提出乙烯为植物激素的概念。
60年代末确定乙烯是一种植物激素。
第三节 植物激素的代谢和运输
一、IAA的代谢和运输 （一）IAA的生物合成
合成部位：茎端分生组织、嫩叶、发育 中的种子 合成途径：吲哚丙酮酸途径、色胺途径、
（四）IAA的运输
1、极性运输（仅IAA具有）
极性运输（polar transport）：只能从形 态学的上端向形态学的下端运输。 自由IAA具极性运输特点。但局限在 胚芽鞘、幼茎及幼根薄壁细胞之间的短 距离运输。速度仅约5~20mm/h。 2、非极性运输：被动的，通过韧皮部的， 长距离运输。主要形式是IAA—肌醇。
（三）结合态IAA IAA 自由IAA：可自由移动
结合态IAA（IAA的钝化形式）： 与其它物质共价结合的IAA。如吲 哚乙酰葡萄糖、吲哚乙酰肌醇、吲哚 乙酰天冬氨酸等。只能采取溶剂抽提 或碱水解获得。
结合态生长素的作用：
1、贮藏形式
2、运输形式（玉米子粒中IAA-肌醇 的运输速度比IAA快1000倍） 3、解毒作用 4、防止氧化 5、调节自由生长素含量
第二节 植物激素的发现和化学结构
一、生长素的发现和化学结构 1880年，英国的Darwin在进行植物向光 性实验时，发现胚芽鞘产生向光弯曲是由于 尖端产生了某种影响向下传递的结果。 1926年，荷兰人Went証实了这种影响是 化学物质，他称之为生长素（auxin ,AUX)。 并建立了定量分析方法——燕麦试法 1934年， 荷兰人Kö gl等从植物中分离、 纯化出这种物质，经鉴定是吲哚乙酸(indole acetic acid , IAA).
1、特征 （1）内生的—植物体内合成的 （2）能移动的 — 从产生部位到作用部位
（3）低浓度（1μmol/L以下）有调节作用
2、种类—五大类 生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类 、 脱落酸 、乙烯
三、植物生长调节剂 植物生长调节剂（plant growth regulators）：人工合成的具有类似植 物激素生理活性的化合物。 包括生长促进剂、生长抑制剂和生 长延缓剂。如吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘 乙酸、2.4-D、矮壮素、三碘苯甲酸、 乙烯利等
天然生长素类
※
※
※
※
人工合成生长素类
※
※
※
二、赤霉素类（ GAS ）的发现和化学结构 1926年，日本人黑泽英一从水稻恶苗病的 研究中发现的。患恶苗病的水稻植株之所以 发生徒长，是由赤霉菌分泌物引起的。 1938年，日本人薮田等从水稻赤霉菌中分 离出赤霉素结晶。称为赤霉素A(gibberellin A) 。由于二次世界大战，研究被迫停止。 1958年，高等植物的第一个赤霉素被分离 鉴定（GA1），确定其化学结构。目前已发 现120多种，其中GA1与GA20活性最高。
植物生长物质
第六章 植物生长物质
第一节 植物生长物质的概念和种类※
第二节 植物激素的发现和化学结构
第三节 植物激素的代谢和运输※ 第四节 植物激素的生理作用 ※
第五节 植物激素的作用机制 ※
第六节 植物抑制物质 第七节 其他天然的植物生长物质
第一节 植物生长物质的概念和种类
一、植物生长物质 植物生长物质（ plant growth substances） 指调节植物生长发育的生理活性物质，包括 植物激素和植物生长调节剂。 二、植物激素（phytohormones） 植物激素:植物体内产生的、能移动的、对生 长发育起显著作用的微量有机物。
pH5
ATP
顶端
ATP H+ ADP+Pi
H+
pH7
ADP+PiIAA-
化 学 渗 透 极 性 扩 散 假 说
H++IAApH5 H+ H++ IAAATP pH7
IAAH
IAA载体
细胞壁
IAAH ATP H+
ADP+Pi
IAA-
ADP+Pi
细胞质
H++IAA-
基部
IAAH
二、GAS的代谢和运输
基本结构：赤霉烷环
B
两类：19C和20C
各种GA的区别：
（1）羟基的数目和位置
（2）有无内酯
（3）A环的饱和程度
三、细胞分裂素（ CTK）的发现和化学结 构 1955年，Skoog等培养烟草髓部组织时，
偶然在培养基中加入了变质的鲱鱼精子DNA， 髓部细胞分裂加快。后来从高温灭菌过的 DNA降解物中分离出一种促进细胞分裂的物 质，鉴定为N6 呋喃氨基嘌呤，命名为激动 素(kinetin,KT)。KT不存在植物体中，1963 年Miller等从幼嫩玉米种子中提取出类似KT 活性的物质，经鉴定为玉米素。此后，类似 物相继发现，目前把这类物质统称为细胞分 裂素（cytokinin,CTK)。
吲哚乙醇途径
合成前体
色氨酸脱羧E 色胺 胺氧化E
色氨酸
NH3
色氨酸转氨E 吲哚乙醇 吲哚乙醇 氧化E
吲哚丙酮酸 CO2
NH3 CO2
吲哚丙酮 酸脱羧E
直接前体
色胺途径
吲哚乙醛
吲哚乙醛脱氢E
吲哚乙酸 吲哚丙酮酸途径 吲哚乙醇途径
（二）IAA的氧化
二种方式：
1. 酶氧化：IAA氧化E （含Fe的血红蛋白，Mn2+ 和一元酚为 辅助因子） 2. 光氧化：核黄素催化
ABA为单一的化合物，是一种倍 半帖结构，有两种旋光异构体：右旋 型（以+或S表示）与左旋型（以－或 R表示）。又有两种几何异构体：顺 式和反式。植体内的主要是顺式右旋 型，只有S-ABA才具有促进气孔关闭 的效应。人工合成的S和R相等。 目前已能用葡萄灰孢霉菌发酵产生 ABA。
五、乙烯（ ETH）的发现和化学结构 十九世纪，人们发现煤气街灯下树叶 脱落较多。 1901年确定其活性物质为乙烯。
基本结构：腺嘌呤+侧链（R1、R2、R3）
※ ※
※ ※
四、脱落酸（ ABA）的发现和化学结构 1963年，美国科学家Addicott等从将要 脱落的棉花幼铃中提取出一种促进脱落的 物质，命名为脱落素Ⅱ。 1963年，英国科学家Wareing等从槭树 将要脱落的叶子中提取一种促进休眠的物 质，命名为休眠素。 后来证明二者为同一种物质。 1967年 命名为脱落酸（abscisic acid ，ABA）。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1910年认识到植物组织能产生乙烯。 （成熟苹果对青香蕉有催熟作用） 1934年确定乙烯为植物的天然产物。有 人提出乙烯为植物激素的概念。
60年代末确定乙烯是一种植物激素。
第三节 植物激素的代谢和运输
一、IAA的代谢和运输 （一）IAA的生物合成
合成部位：茎端分生组织、嫩叶、发育 中的种子 合成途径：吲哚丙酮酸途径、色胺途径、
（四）IAA的运输
1、极性运输（仅IAA具有）
极性运输（polar transport）：只能从形 态学的上端向形态学的下端运输。 自由IAA具极性运输特点。但局限在 胚芽鞘、幼茎及幼根薄壁细胞之间的短 距离运输。速度仅约5~20mm/h。 2、非极性运输：被动的，通过韧皮部的， 长距离运输。主要形式是IAA—肌醇。
（三）结合态IAA IAA 自由IAA：可自由移动
结合态IAA（IAA的钝化形式）： 与其它物质共价结合的IAA。如吲 哚乙酰葡萄糖、吲哚乙酰肌醇、吲哚 乙酰天冬氨酸等。只能采取溶剂抽提 或碱水解获得。
结合态生长素的作用：
1、贮藏形式
2、运输形式（玉米子粒中IAA-肌醇 的运输速度比IAA快1000倍） 3、解毒作用 4、防止氧化 5、调节自由生长素含量
第二节 植物激素的发现和化学结构
一、生长素的发现和化学结构 1880年，英国的Darwin在进行植物向光 性实验时，发现胚芽鞘产生向光弯曲是由于 尖端产生了某种影响向下传递的结果。 1926年，荷兰人Went証实了这种影响是 化学物质，他称之为生长素（auxin ,AUX)。 并建立了定量分析方法——燕麦试法 1934年， 荷兰人Kö gl等从植物中分离、 纯化出这种物质，经鉴定是吲哚乙酸(indole acetic acid , IAA).
1、特征 （1）内生的—植物体内合成的 （2）能移动的 — 从产生部位到作用部位
（3）低浓度（1μmol/L以下）有调节作用
2、种类—五大类 生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类 、 脱落酸 、乙烯
三、植物生长调节剂 植物生长调节剂（plant growth regulators）：人工合成的具有类似植 物激素生理活性的化合物。 包括生长促进剂、生长抑制剂和生 长延缓剂。如吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘 乙酸、2.4-D、矮壮素、三碘苯甲酸、 乙烯利等
天然生长素类
※
※
※
※
人工合成生长素类
※
※
※
二、赤霉素类（ GAS ）的发现和化学结构 1926年，日本人黑泽英一从水稻恶苗病的 研究中发现的。患恶苗病的水稻植株之所以 发生徒长，是由赤霉菌分泌物引起的。 1938年，日本人薮田等从水稻赤霉菌中分 离出赤霉素结晶。称为赤霉素A(gibberellin A) 。由于二次世界大战，研究被迫停止。 1958年，高等植物的第一个赤霉素被分离 鉴定（GA1），确定其化学结构。目前已发 现120多种，其中GA1与GA20活性最高。