植物生理学第7章--植物生长物质
植物生理学教案--第七章生长生理
3、影响细胞分化的因素
1、糖浓度
低糖浓度（< 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、
韧皮部都形成，且中间有形成层。
2、植物激素
CTK/IAA比值：高，芽；低，根； 中等，不分化。
乙烯也能促进根的形成，高浓度的 GA则抑制根的形成。 IAA/GA比值高—木质部；低—韧 皮部。
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。大量产生ATP，如 小麦吸水30分钟，ATP增加5倍。
吸水
CO2 O2
3、酶的变化
1、酶原的活化：种子吸胀后立即出现， 如：β-淀粉E
2、重新合成：如α-淀粉E 两种途径： （1）活化长寿的mRNA （2）新合成的mRNA 新蛋白质 新蛋白质 新酶 新酶
直接作作用： （1）、光抑制茎的生长
原因：
a、光照使自由IAA转变为结合态IAA。
b、光照提高IAA氧化E 活性，加速IAA
的分解。
（2）、光抑制多种作物根的生长
光可能促进根内形成ABA，或增加ABA 活性。 （3）、光形态建成 (光控制植物生长、 发育与分化的过程)
包括种子萌发成苗的能力和对不良环境 的忍受力两个方面。 种子活力与种子的大小、成熟度和 贮藏条件有关。
4、种子寿命 种子寿命（seed longevity）：从种子 成熟到失去发芽力的时间。 顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿 命很短，如：热带的 可可、芒果种子 正常性种子：耐脱水和低温，寿命 较长，如：水稻、花生 种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。
植物生理学试题集与题解
植物生理学试题集与题解第七章细胞信号转导三、名词解释1.信号转导：主要研究植物感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应。
2.受体：受体是存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子，可特异地识别并结合化学信号物质——配体，并在细胞内放大、传递信号，启动一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。
四、是非题（对的打“√”，错的打“×”）(True or false)1、土壤干旱时，植物根尖合成ABA引起保卫细胞内的胞质钙离子等一系列信号转导，其中ABA是第二信使。
（）2、植物细胞中不具有G 蛋白连接受体。
（）3、G 蛋白具有放大信号作用。
（）4、受刺激后胞质的钙离子浓度会出现短暂的、明显的下降。
（）5、少数植物具有双信使系统。
（）6、钙调素是一种不耐热的球蛋白。
（）7、蛋白质的可逆磷酸化是生物体内一种普遍的翻译后修饰方式。
（）8、植物细胞壁中的CaM促进细胞增殖、花粉管萌发和细胞长壁。
（）1、×2、×3、√4、×5、√6、×7、√8、√六、填空题(Put the best word in the blanks)1、信号传导的过程包括___信号分子与细胞表面受体结合___、__跨膜信号转换_____、____胞内信号转导网络的信号传递______和生理生化变化等 4 个步骤。
2、__信号____是信息的物质体现形式和物理过程。
3、土壤干旱时，植物根尖合成ABA，引起保卫细胞内的胞质钙离子等一系列信号转导，其中_干旱__是信号转导过程的初级信使。
4、膜信号转换通过______细胞表面受体______与____配体_____结合实现。
5、蛋白由__a _、__B __、__r _三种亚基组成。
6、白质磷酸化与脱磷酸化分别由________蛋白激酶____和_____蛋白磷酸酶______催化完成。
7、据胞外结构区的不同，将类受体蛋白激酶分为3 类：1）_ S 受体激酶___,2)___ 富含亮氨酸受体激酶___，3）___类表皮生长因子受体激酶_____。
植物生理学 7.植物生长物质
二 生长素的分布和传导（运输）
（一）分布：广，主要集中在生长旺盛的部分（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）。
（二）存在状态：自由型和束缚型 （三）运输方式： 1 极性运输：生长素只能从植物形态学的上端向下端输。
抑制解除
DNA RNA a-淀粉酶形成
三 应用 1 促进营养生长 2 促进麦芽糖化
3 防止脱落 4 打破休眠
第三节 细胞分裂素类
一 发现：1955年F.Skoog在研究烟草髓部的组织培养。 N6-呋喃甲基腺嘌呤------具有促进细胞分裂-激动素（KN） 细胞分裂素：把具有和激动素相同生理活性的天然的 和
（2）赤霉素能提高木葡聚糖内转糖基酶（XET)活性，该酶可使 木 葡聚糖产生内转基作用，把木葡聚糖切开，形成新的木葡聚糖子， 由于木葡聚糖是初生壁的主要组成，从而再排列为木葡聚-纤维素
网，（使二细胞）延促长进。RNA和蛋白质的合成 （诱导a-淀粉酶的形成）
在一粒完整的种子（具有胚乳的糊粉层）
细胞核中（存在有处于抑制状态的a-淀粉酶基因） 赤霉素（参与RNA的合成）
2 抑制作用：抑制成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成。
（二）作用机理 1 促进茎的延长
（1）细胞壁中有Ga2+， Ga2+具有降低细胞壁伸长的作用（ Ga2+ 能和细胞壁聚合物交叉点的非共价离子结合在一起，不易伸展）。
当赤霉素存在时，它能使细胞壁里的Ga2+移开并进入细胞质 中，使细胞壁里的Ga2+水平下降，细胞壁的伸展性加大，生长 加快。
1 酶促降解：脱酸降解和不脱酸降解
第 7 章 植物的生长生理
第7 章植物的生长生理本章内容提要：植物生长（plant growth）是指植物在体积和重量（干重）上的不可逆增加，是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长而引起。
严格地讲，植物的个体发育是从形成合子开始，但由于农业生产往往是从播种开始，因此，一般将植物从种子萌发到形成新种子的整个过程称为植物的发育周期。
种子的生活力和活力是决定种子正常萌发和形成健壮、整齐幼苗的内部因素，而充足的水分、适宜的温度和足够的氧气是所有种子正常萌发所需的外界条件，有些种子的萌发则对光照还有一定的要求。
组织培养是依据细胞的全能性发展起来的一项技术。
在研究植物生长发育规律以及生产实践领域中以得到广泛的运用。
植物机及其器官的生长都表现出生长大周期和昼夜周期性以及季节周期性。
植物的生长既相互依赖又相互制约，即具有相关性，体现在地下部和地上部的相关、主茎和侧枝的相关以及营养生长和生殖生长的相关等。
植物的生长除受到内部因素（包括基因、激素、营养等）的影响外，还受外界环境条件温度、水分和光照的影响。
光还影响植物的形态建成。
植物体内有三种光受体：光敏色素、隐花色素、紫外光B受体。
植物器官可在空间位置上有限度地移动。
植物的运动可分为向性运动、感性运动和近似昼夜节奏的生物钟运动。
根据引起运动的原因又可以分为生长性运动和膨胀性运动，生长性运动是由于生长的不均匀而造成的，而膨胀性运动是由于细胞膨压的改变造成的。
植物的运动大多数属于生长性运动。
自测题一、名词解释：1.植物生长2. 分化3. 脱分化4. 再分化5. 发育6. 极性7. 种子寿命8. 种子生活力9.种子活力 11. 需光种子 12. 细胞全能性 13. 植物组织培养 15.人工种子 16. 温周期现象 17.协调最适温度 18. 顶端优势 19. 生长的相关性. 20.向光性 22. 生长大周期 23. 根冠比 24. 黄化现象 25. 光形态建成 26. 光敏色素 27. 光受体 29. 感性运动 30. 生物钟二、缩写符号翻译：1. TTC2. R/T3. Pr、Pfr4. PhyⅠ5. PhyⅡ6.R7.FR8. UV－B9. BL 10. AGR 11. RGR 12. LAR 13. LAI 14.GI 15. RH三、填空题：1. 按种子吸水的速度变化，可将种子吸水分为三个阶段，、、。
2012版 张继树《植物生理》 课后习题与解答
张继树《植物生理学》各章问题与解答第一章植物细胞的结构与功能1．原核细胞与真核细胞各有何特点？○1.真核细胞核原核细胞最大的特点就是，原核细胞没有细胞核，而只有一条裸露的DNA组成的拟核。
真核细胞有严密的细胞核结构。
○2.真核细胞的DNA较为复杂，DNA除了编码区和非编码区之外，编码区内还存在外显子和内含子。
原核细胞就是编码区和非编码区之分。
○3.原核细胞细胞质中没有什么复杂的细胞器，一般只有核糖体之类。
而真核细胞具有多种细胞器，如：线粒体，高尔基体，内质网等等。
○4.原核细胞中含有一些游离在细胞质中的环状DNA分子（质粒），而真核细胞的细胞质基因存在于线粒体和叶绿体之中。
2．典型的植物细胞与动物细胞在结构上的差异是什么？这些差异对植物生理活动有什么影响？答：典型的植物细胞中存在大液泡和质体，细胞膜外还有细胞壁，这些都是动物细胞所没有的，这些结构特点对植物的生理活动以及适应外界环境具有重要的作用。
例如大液泡的存在使植物细胞与外界环境构成一个渗透系统，调节细胞的吸水机能，维持细胞的挺度，另外液泡也是吸收和积累各种物质的场所。
质体中的叶绿体使植物能进行光合作用；而淀粉体能合成并贮藏淀粉。
细胞壁不仅使植物细胞维持了固有的形态，而且在物质运输、信息传递、抗逆防病等方面起重要作用。
3．原生质的胶体状态与其生理代谢有什么联系？答：原生质胶体有溶胶与凝胶两种状态，当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱。
当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。
在植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。
4．高等植物细胞有哪些主要细胞器？这些细胞器的结构特点与生理功能有何联系？答：高等植物细胞内含有叶绿体、线粒体、微管和微丝、内质网、高尔基体、液泡等细胞器。
这些细胞器在结构与功能上有密切的联系。
(1)叶绿体具有双层被膜，其中内膜为选择透性膜，这对控制光合作用的底物与产物输出叶绿体以及维持光合作用的环境起重要作用。
植物生理学第七章：植物体内细胞信号转导
植物生理学教研室
细胞信号转导
• G 蛋 白 全 称 为 GTP 结 合 调 节 蛋 白 (GTP binding regulatory protein)，此类蛋白由 于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的 结合以及具有GTP水解酶的活性而得名。 20世纪70年代初在动物细胞中发现了G蛋 白的存在，进华而南农业证大学明植物了生理G教研蛋室 白是细胞膜受 体与其所调节的相应生理过程之间的主 要信号转导者。
植物生理学教研室
细胞信号转导
华南农业大学植物生理教研室 植物生理学教研室
细胞信号转导
第一节 信号与受体结合
一、信号（理解）
• 信号是信息的物质体现形式和物理过程。 • 刺激就是信号 华南农业大学植物生理教研室 • 化学信号和物理信号，化学信号也称为配体 • 胞内信号和胞间信号 • 植物通过接受环境刺激信号而获得外界环境的
细胞信号转导
第七章 细胞信号转导
• 植物细胞信号转导: 是指细胞耦联 各种刺激信号（包括各种内外源刺 激信号）与华南其农业大引学植物起生理特教研室定生理效应之 间的一系列分子反应机制。
植物生理学教研室
细胞信号转导
分为4个步骤： 1、信号分子与细胞表面受体结合 2、跨膜信号转换 3、在细胞内华南通农业大过学植物信生理教号研室 转导网络进 行信号传递、放大与整合 4、导致生理生化变化
细胞信号转导
二、受体在信号转导中的作用（理解）
➢ 受体(receptor)是存在于细胞表面或亚细胞组分中 的天然分子，可特异地识别并结合化学信号物 质——配体，并在细胞内放大、传递信号，启动 一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。
版 张继树《植物生理》 课后习题与解答
张继树《植物生理学》各章问题与解答第一章植物细胞的结构与功能1．原核细胞与真核细胞各有何特点？○1.真核细胞核原核细胞最大的特点就是，原核细胞没有细胞核，而只有一条裸露的DNA组成的拟核。
真核细胞有严密的细胞核结构。
○2.真核细胞的DNA较为复杂，DNA除了编码区和非编码区之外，编码区内还存在外显子和内含子。
原核细胞就是编码区和非编码区之分。
○3.原核细胞细胞质中没有什么复杂的细胞器，一般只有核糖体之类。
而真核细胞具有多种细胞器，如：线粒体，高尔基体，内质网等等。
○4.原核细胞中含有一些游离在细胞质中的环状DNA分子（质粒），而真核细胞的细胞质基因存在于线粒体和叶绿体之中。
2．典型的植物细胞与动物细胞在结构上的差异是什么？这些差异对植物生理活动有什么影响？答：典型的植物细胞中存在大液泡和质体，细胞膜外还有细胞壁，这些都是动物细胞所没有的，这些结构特点对植物的生理活动以及适应外界环境具有重要的作用。
例如大液泡的存在使植物细胞与外界环境构成一个渗透系统，调节细胞的吸水机能，维持细胞的挺度，另外液泡也是吸收和积累各种物质的场所。
质体中的叶绿体使植物能进行光合作用；而淀粉体能合成并贮藏淀粉。
细胞壁不仅使植物细胞维持了固有的形态，而且在物质运输、信息传递、抗逆防病等方面起重要作用。
3．原生质的胶体状态与其生理代谢有什么联系？ 答：原生质胶体有溶胶与凝胶两种状态，当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱。
当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。
在植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。
4．高等植物细胞有哪些主要细胞器？这些细胞器的结构特点与生理功能有何联系？ 答：高等植物细胞内含有叶绿体、线粒体、微管和微丝、内质网、高尔基体、液泡等细胞器。
这些细胞器在结构与功能上有密切的联系。
(1)叶绿体具有双层被膜，其中内膜为选择透性膜，这对控制光合作用的底物与产物输出叶绿体以及维持光合作用的环境起重要作用。
《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。
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（2）束缚型生长素
与其它有机物质结合成复合物的生长 素，没有生物活性。
如与天冬氨酸结合为吲哚乙酰天冬氨 酸，与肌醇结合为吲哚乙酰肌醇，与葡萄 糖结合为吲哚乙酰葡萄糖等；与大分子共 价结合的有IAA-葡聚糖和IAA-糖蛋白等。
束缚型生长素在植物体内的作用 1）作为IAA的贮藏形式； 2）作为IAA的运输形式； 3）解毒作用； 4）防止氧化； 5）调节游离IAA的含量
人工合成的生长素有类似生长素的生理 效应，甚至有的活性还比生长素大几百倍。 如吲哚丙酸和吲哚丁酸。
生长上最常用的人工合成的生长素是α萘乙酸（α-naphthalene acetic acid, NAA） 和 2,4- 二 氯 苯 氧 乙 酸 （ 2,4dichlorophenoxyacetic acid，2,4-D） 。
几种人工合成的生长素类化合物
三、生长素在植物体内分布和运输
1、生长素的分布 生长素大多集中在生长强烈、代谢
旺盛的部位。 生长素在植物体中的含量很低，
IAA 的含量一般为1—100 ng / gFW。
2、生长素的存在形式 生长素在植物组织内以两种形式
存在：游离型和束缚型。
（1）游离型生长素 不与任何物质结合，生物活性很
2 生长素的降解
（1）酶促降解
生长素的酶氧化降解是IAA的主要降解 过程，可分为脱羧降解和非脱羧降解。
催化IAA侧链脱羧降解的酶是IAA氧化 酶或过氧化物酶。将IAA分解为CO2和其他 产物，如3-亚甲基氧吲哚、吲哚醛等，称为 脱羧降解。
生 长 素 的 化 学 渗 透 极 性 扩 散 假 说
（2）非极性运输
生长素可以像光合产物一样通过韧皮部 运输，也可以通过木质部的蒸腾流向上运输。 在这些维管系统中，生长素的运输与其他营 养物质的运输并没有区别。
四、生长素的生物合成和降解
1 生长素的合成 （1）合成部位：主要是茎尖分生组织、嫩 叶及发育中的种子。
一些十字花科植物中存在着吲哚乙腈，在体内 腈水解酶作用下，将吲哚乙腈转化为吲哚乙酸。 (4)吲哚乙酰胺途径
存在于形成根瘤和冠缨瘤的植物组织中。
非色氨酸途径：
用拟南芥的营养缺陷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进行的试验表明， IAA可以由吲哚直接转化而来。
此外，IAA在玉米组织内可由邻氨基苯 甲酸经中间产物吲哚甘油磷酸而合成。
以上结果说明色氨酸前体也能合成IAA。
Charles Darwin (1809-1882)
Boysen-Jensen (1913) Paal (1918)
荷兰的F. W. Went（1928）第一次成功地从燕 麦胚芽鞘中分离到这种物质，称该物质为生长素。
Went创立了生长素生物鉴定法—燕麦试法。
1934年荷兰的F.Kögl（科戈）等从人尿 中提取并分离到了这种物质，经鉴定为吲哚3-乙酸（indole-3-acetic acid，IAA），其分 子式为C10H9O2N，分子量为175.19。
1942 年 Haagen-Smit 等 从 碱 性 水 解 的 玉 米粉和未成熟的玉米籽粒中分别提取到了 IAA。
二、生长素类的种类及其化学结构
1 天然生长素类
植物体中的生长素类物质以吲哚乙 酸（IAA）发现最早，存在最普遍，习 惯上常把生长素与IAA两个名词混用。
天然生长素类化合物
2 人工合成生长素类
3、生长素的运输
一是经由维管束鞘薄壁组织细胞的单 方向极性运输；二是经由维管系统中的非 极性运输。
（1）极性运输
极性运输(polar transport)是指生长素 只能从植物体的形态学上端向下端运输， 是生长素特有的运输方式。
IAA的极性运输是某种载体介导的 主动运输过程：
1、IAA的运输要消耗能量； 2、IAA能逆浓度梯度运输； 3、IAA的极性运输比普通扩散快； 4、某些化合物能抑制IAA的极性运输；
（1）分子结构和生理效应都与植物激素类 似，如吲哚丙酸、吲哚丁酸等；
（2）分子结构与植物激素结构不同，但具 有植物激素类似生理效应，如奈乙酸、矮壮 素、三碘苯甲酸、乙烯利、多效唑等。
第一节 生长素类（IAA）
一、生长素的发现
生长素(auxin)是最早 发现的植物激素。是由英 国 著 名 科 学 家 Charles Darwin（1880）和他的儿 子Francis Darwin从金丝 雀虉草胚芽鞘向光性试验 中发现的。
1977 年 Goldsmith 提 出 了 IAA 的 化 学 渗 透极性扩散假说：
在细胞基端质膜中存在有专一性的生长素 阴离子运输蛋白，能从细胞内单向输出IAA-； 当 IAA- 进 入 细 胞 壁 空 间 时 ， 立 即 被 质 子 化 为 IAAH；后者通过扩散作用，顺着浓度梯度由 细胞壁进入其下部相邻细胞内，由于质子泵将 H+泵出细胞，细胞质pH接近中性，IAAH解离， 又产生IAA-，并扩散下移至细胞基部。
植物激素具有以下特点：
☆内生性 ☆可运性 ☆调节性 ☆微量
目前公认的植物激素有五类：生长素类、 赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。
近年来，人们在植物体内陆续又发现了 一些能对植物生长发育起调节作用的物质， 如油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水扬酸等。
植 物 生 长 调 节 剂 (plant growth regulator)：人工合成的具有类似植物激素生 理活性的化合物。可分为两类：
第六章 植物生长物质
植 物 生 长 物 质 (plant growth substance)：具有调节植物生长发育的 一些生理活性物质。
植物生长物质包括植物激素和植物 生长调节剂。
植物激素(plant hormones)：在植物体内 合成的，可以移动的，对生长发育产生 显著作用的微量有机物（1uM以下）。
（2）生物合成途径：色氨酸途径和非色氨 酸途径。
色氨酸途径是植物体内生长素主要的生 物合成途径，其生物合成前体是色氨酸。
生长素的生物合成
色氨酸途径包括以下4条支路。
(1)吲哚丙酮酸途径 本途径在高等植物中占优势。
(2)色胺途径： 在大麦、燕麦、烟草和番茄枝条中同时存在吲
哚丙酮酸途径和色胺途径。 (3)吲哚乙腈途径