(完整版)植物生理学第八章

第八章植物生长物质

1植物生长物质：指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。

2植物激素：指在植物体内合成、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。

3植物生长调节剂：指一些具有类似于植物激素活性的人工合成的物质

4生物测定：指利用某些生物对某些物质的特殊需要，或对某些物质的特殊反应来定性、定量测定这些物质的方法。

5燕麦试法：生长素的燕麦胚芽鞘测定法，为生长素的定量测定法。

6极性运输：指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。

7三重反应：指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的三方面效应

8偏上生长：指植物器官的上部生长速度快于下部的现象。乙烯对茎和叶柄独有偏上生长的作用，从而造成茎的横向生长和叶片下垂。

9类生长素：指生理活性类似生长素的一类物质。分为吲哚类、萘羧酸类、苯氧羧酸类。10生长延缓剂：指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。

11生长抑制剂：指抑制顶端分生组织生长的调节剂，它能干扰顶端细胞分裂，引起茎伸长停顿和破坏顶端优势，其作用不能被赤霉素所恢复。

12激素受体：指能与激素特异结合的、并能引发特殊生理生化反应的蛋白质。激素受体可能存在于细胞质膜上，也可能存在于细胞质或细胞核中。激素受体亦称为受体蛋白。

13系统素：系统素是植物感受创伤的信号分子，在植物防御病虫侵染中期重要作用。

14植物多肽素:指具有调节生理过程或传递细胞信号功能的活性多肽。

IAA吲哚乙酸

NAA萘乙酸，人工合成的生长素类物质，促进植物插枝生根、防止器官脱落、促进雄花发育、诱导单性结实

GA赤霉素，促进茎的伸长、代替长日照和低温的诱导、打破延存器官休眠

GA3赤霉酸

CTK细胞分裂素，腺嘌呤的衍生物，促进细胞分裂、扩大、诱导芽的分化、延迟衰老、打破种子休眠等的生理作用

6-BA 6-苄基腺嘌呤，一种人工合成的细胞分裂素

ABA脱落酸，有诱导芽和种子的休眠、促进器官脱落、抑制生长和引起气孔关闭等生理作用ETH乙烯，促进果实成熟、促进植物器官的衰老和脱落等生理作用

JA茉莉酸，抑制植物生长、萌发、促进衰老、提高抗性等生理作用

JA-ME茉莉酸甲酯，抑制植物生长、促进衰老等作用

PA多胺，促进生长、延缓植物衰老、提高抗性等

SA水杨酸，有生热、诱导开花和作为抗病的化学信号等功能

BR油菜素内酯，促进细胞分裂和伸长、促进光合作用、提高植物抗逆性等生理功能

PP333氯丁唑，一种生长延缓剂，使植物根系发达，植物矮化，茎干粗壮，增穗增粒，增强抗逆性。

CCC 2-氯乙基三甲基氯化铵，矮壮素，一种常用的生长延缓剂，有节间缩短、植株矮壮、叶色加深、防止徒长和倒伏、增强抗性等作用

ACC 1-氨基环丙烷-1-羧酸，乙烯合成前体

IBA吲哚丁酸，人工合成，对植物发根有很好效应

TIBA2，3，5-三碘苯甲酸，一种生长抑制剂，有抑制生长素极性运输、使植物矮化、消除顶端优势、增加分枝的作用

2,4-D生长素类生长调节剂

B9阿拉，一种生长延缓剂

KT激动素

Pix缩节胺，生长延缓剂

MH青鲜素，一种生长抑制剂

1六大类植物激素各有哪些生理效应

生长素的生理效应：1促进生长2促进插条不定根的形成3对养分有调用作用，诱导无子果实的形成4其他生理作用，引起顶端优势、促进菠萝开花、诱导雌花分化

赤霉素的生理效应：1促进茎的伸长生长2诱导开花3打破休眠4促进雄花分化

细胞分裂素的生理效应：1促进细胞分裂2促进芽的分化3促进细胞扩大4促进侧芽发育，消除顶端优势5延缓器官衰老6打破种子休眠

脱落酸：1促进休眠2促进气孔关闭3抑制生长4促进脱落5增加抗逆性

乙烯：1改变生长习性2促进成熟3促进脱落4促进开花和雄花分化5诱导插枝不定根形成、打破种子和芽的休眠、诱导次生物质的分泌

油菜素内酯：1促进细胞伸长和分裂2促进光合作用3提高抗逆性4促进萌发、参与光形态建成。

2如何用实验证明生长素的极性运输？

取一段胚芽鞘，在其上端放一块含有一定来那个生长素的琼胶作为供体，下端放一块不含生长素琼胶作为接受体，过一段时间能测到表明下端接受体中含有生长素。如果把胚芽鞘倒过来放，则下端接受体中无生长素的出现。以上实验表明，生长素只能从形态学上端运到下端，而不能反方向运输，这即生长素的极性运输。

3植物体内有哪些因素决定了特定组织中生长素的含量

（1）与生长素生物合成有关酶的活性

（2）吲哚乙酸氧化酶、过氧化物酶、酚类物质、色素种类及水平氧化酶活性高，生长素含量低；酚类物质可能抑制生长素与氨基酸的结合，影响生长素的侧链氧化过程，并可抑制生长素的极性运输，使生长素在体内的分布受影响；在天然色素或合成色数存在的情况下，生长素的光氧化作用将大大加速，降低生长素的含量。

（3）矿质元素锌影响生长素前体色氨酸的合成，进而影响生长素含量

（4）形成束缚型生长素的量束缚型生长素可作为生长素的储藏和运输形式，调节游离生长素的含量。

（5）生长素的运输生长素的运输等决定了特定组织中的生长素的含量

4简要说明生长素的作用机理

（1）酸生长理论的要点是：1原生质膜上存在着非活化的质子泵，生长素作为泵的变构效应剂，与泵蛋白结合后使其活化2活化了的质子泵消耗能量，将细胞内的H+泵到细胞壁中，导致细胞壁基质溶液的pH下降3在酸性条件下，H+一方面使细胞壁中对酸不稳定的键断裂，另一方面使细胞壁中的某些多糖水解酶活化或增加，从而是连接木葡萄糖与纤维素纤丝之间的键断裂，细胞壁松弛4细胞壁松弛后，细胞的压力势下降，导致细胞水势下降，细胞吸水，体积增大而发生不可逆增长。

（2）基因活化学说1生长素与质膜上或细胞质中受体结合2生长素-受体复合物诱发三磷酸肌醇产生，三磷酸肌醇打开细胞器的钙通道，释放液泡中的Ca2+，提高细胞溶质Ca2+的水平。3 Ca2+进入液泡，置换出H+，刺激质膜ATP酶活性，是蛋白质磷酸化4活化的蛋白质因子与生长素结合，形成蛋白质-生长素复合物，移到细胞核，合成特殊mRNA，最后在核糖体形成蛋白质，合成组成蛋白质和细胞壁的物质，促进细胞生长。

5什么是生长素的双重作用？

在低浓度下，生长素可促进生长，高浓度时则抑制生长的生理效应。

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7各种赤霉素的结构、活性共同点及相互区别是什么？

（1）共同点：1各种赤霉素都具有赤霉烷结构

2所有有活性的赤霉素的C7为羧基

3 C17上要有双键

（2）不同点：1据赤霉素中的碳原子数的不同可分为20C赤霉素和19C赤霉素

2 19C赤霉素活性较高

3 A环内酯的赤霉素活性较高

4 C3上有羧基时活性较强

5 C2有羧基时丧失活性

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9证明细胞分裂素是在根尖合成的依据有哪些？

（1）许多植物的伤流中有细胞分裂素，可持续数天

（2）测定豌豆根各切段的细胞分裂素含量，在根尖0~1mm切段的细胞分裂素含量较远根尖切段的高。

（3）无菌培养水稻根尖，根可向培养基中分泌细胞分裂素

10为什么用生长素、赤霉素或细胞分裂素处理可获得无子果实？

一般情况下，只有在传粉受精后果实才能生长发育，否则营养物质不会向子房运输，子房将会很快脱落。由于生长素、赤霉素或细胞分裂素具有很强的调运养分的效应，用它们处理未经授粉受精的子房时，仍可使营养物质向其运输，从而引起果实膨大。因为这种果实未经授粉受精，所以没有种子，是无子果实。故用生长素、赤霉素或细胞分裂素处理可获得无子果实。

11植物的休眠与生长可能是由哪两种激素调节的？如何调节？

一般认为，植物的生长和休眠是由赤霉素和脱落酸两种激素调节的。它们的合成前体都是甲瓦龙酸，甲瓦龙酸在长日照条件下形成赤霉素，短日条件下形成脱落酸。因此，夏季日照长，产生赤霉素促进植物生长；而冬季来临，日照短，产生脱落酸使芽进入休眠。

12试述ETH的生物合成途径及调控因素

乙烯的生物合成气体为蛋氨酸（甲硫氨酸），其直接前体为1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）。蛋氨酸经过蛋氨酸循环（也称杨氏循环），转化为S-腺苷甲硫氨酸（SAM），再在ACC合酶的催化下形成5`-甲硫基腺苷（MTA）和ACC，MTA通过杨氏循环再生蛋氨酸，而ACC则在ACC

氧化酶的催化下氧化生产乙烯。生物合成途径为蛋氨酸----S-腺苷甲硫氨酸（SAM）---ACC----乙烯。

调控乙烯生物合成的因素有发育因素和环境因素

（1）发育因素：如在种子萌发、果实成熟、叶的脱落和花的衰老等阶段常会诱导乙烯的产生。

（2）环境因素：如缺氧、高温、Co2+、解偶联剂、自由基清除剂、AOA、AVG等阻碍乙烯的形成；而在极端温度、干旱、淹涝等环境中，或在受到切割、碰撞、射线、虫害等物理伤害时，或受到IAA、SO2和CO2等化学物质刺激时都会诱导乙烯的大量产生。13

14乙烯如何促进果实成熟

（1）促进呼吸，诱导呼吸跃变，加快果树成熟代谢

（2）乙烯增加果实细胞膜的透性，加速气体交换，使得膜的分室作用减弱，酶能与底物接触

（3）乙烯可诱导多种与果实成熟相关的基因表达

15多胺为什么能延缓衰老

一是多胺具有稳定核酸的作用，在生理pH下，多胺是以多聚阳离子状态存在，极易与带负电荷的核酸和蛋白质结合。这种结合稳定了DNA的二级结构，提高了热变性和DNA酶作用的抵抗力。多胺还有稳定核糖体的功能，促进氨酰tRNA的形成及其与核糖体的结合，有利于蛋白质的生物合成。二是多胺和乙烯有共同生物合成前体蛋氨酸，多胺通过竞争蛋氨酸而抑制乙烯的生成，从而起到延缓衰老的作用。

16IAA、GA、CTK的生理效应有什么异同？ABA、ETH的生理效应又有哪些异同？

IAA、GA、CTK

共同点：

都促进细胞分裂；在一定程度上能延缓器官衰老；调节基因表达，IAA、GA还能引起单性结实

不同点：

IAA能促进细胞核分裂、对促进细胞分化和伸长具有双重作用，在低浓度下促进生长，高浓度下抑制生长，对离体器官效应更明显，还能维持顶端优势，促进雌花分化，促进不定根的生长。GA促进分裂的作用主要是缩短了细胞周期中的G1期和S期，对整体植株伸长生长效应明显，无双重效应，还可促进雄花分化，抑制不定根的形成。细胞分裂素则主要促进细胞质的分裂和细胞的扩大，促进芽的分化，打破顶端优势，促进侧芽生长，还能延缓衰老。GA、CTK都能打破一些种子休眠，IAA能延长种子、块茎的休眠。

ABA、ETH

17茉莉酸类、水杨酸、多胺类等植物生长物质各有哪些生理效应？

茉莉酸类：

（1）抑制生长和萌发

（2）促进生根

（3）促进衰老

（4）抑制花芽分化

（5）提高抗性

（6）促进块茎形成，诱导气孔关闭

水杨酸：

（1）诱导某些植物产热

（2）诱导开花

（3）增强抗性

（4）抑制顶端优势

（5）促进种子萌发

多胺类：

（1）促进生长

（2）延缓衰老

（3）提高抗性

（4）参与光形态建成

（5）调节植物的开花过程

（6）促进根系对无机离子吸收

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19生长抑制剂与生长延缓剂在概念及作用方式上有何异同？

生长抑制剂和生长延缓剂都是抑制植物茎顶端分生组织生长的植物生长调节物质，但生长抑制剂是抑制植物茎顶端分生组织生长的生长调节物质，而生长延缓剂是抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节物质。

20应用生长调节剂有哪些注意事项？

（1）明确生长调节剂的性质

（2）要根据不同对象和不同目的选择合适的妖姬

（3）正确掌握药剂浓度和剂量

（4）先试验，再推广