第19章.植物的調(diào)控系統(tǒng).ppt

第3篇植物的形態(tài)與功能共分為3章 17 植物的結構 生殖和發(fā)育18 植物的營養(yǎng)19 植物的調(diào)控系統(tǒng) 第19章植物的調(diào)控系統(tǒng) 第一節(jié)植物激素第二節(jié)植物的生長響應和生物節(jié)律第三節(jié)植物對植食動物和病菌的防御 19 1 1向光性的研究導致植物激素的發(fā)現(xiàn) 向光性現(xiàn)象植物的枝葉向著光生長 向光性是植物的一種適應特征 它使植物能獲得最大量的光 有效進行光合作用 玉米幼苗的向光性生長 向光性研究的歷史 1880Darwin1913P Boysen Jensen1919A Pa l1926F W Went20世紀30年代鑒定生長素的化學結構 吲哚乙酸 IAA 19 1 2 19 1 4目前已發(fā)現(xiàn)的5種植物激素及其在農(nóng)業(yè)上的用途 促進 作用 生長素細胞分裂素赤霉素 抑制 作用 脫落酸乙烯 生長素 IAA 主要產(chǎn)生部位 莖尖分生組織主要生理效應 促進生長 雙重作用 低濃度促進生長 高濃度則抑制生長 不同器官對生長素的敏感性不同 細胞分裂素 Cytokinin 存在部位 根 胚 果實主要生理效應 促進細胞分裂 促進芽的分化 CTK IAA 比值高 愈傷組織形成芽 CTK IAA 比值低 愈傷組織形成根 二者濃度相等 愈傷組織保持生長而不分化 促進側(cè)芽發(fā)育 消除頂端優(yōu)勢 延緩葉片衰老 促進細胞擴大 打破種子休眠 赤霉素 Gibberellin 生理效應 促進莖的伸長生長 誘導開花 促進單性結實 打破休眠 Figure8 15 2 脫落酸 ABA 生理效應 促進休眠 促進氣孔關閉 促進脫落 抑制生長 ABA促進氣孔的關閉A 培養(yǎng)在緩沖液中的蠶豆表皮B 緩沖液中加入ABA后幾分鐘內(nèi)氣孔就關閉 乙烯 ethylene 乙烯 CH2 CH2 是各種植物激素中分子結構最簡單的一種 生理效應 催熟是乙烯最主要和最顯著的效應 三重反應 tripleresponse 抑制莖的伸長生長 促進莖或根的橫向增粗 使莖失去負向重力性 發(fā)生橫向生長 A C 不同乙烯濃度下黃化豌豆幼苗生長的狀態(tài) D 用10 l L 1乙烯處理4小時后蕃茄苗的形態(tài) 由于葉柄上側(cè)的細胞伸長大于下側(cè) 使葉片下垂 19 2 1向性改變植物生長的方向 膨脹運動 快速 明顯 靈敏 如 含羞草向光性玉米幼根的正向重性向性運動向重力性 擬南芥幼莖的負向重性向觸性 牽牛觸須 19 2 2植物有生物鐘 近似晝夜節(jié)律如 葉子晝張夜閉 菜豆和酢漿草葉片的生物鐘運動 氣孔晝開夜合特點 近似晝夜節(jié)律不能立即與外界變化同步植物的睡眠運動 即使在連續(xù)光照或黑暗下也照常發(fā)生 暗中天鵝絨葉片的生物鐘運動 很少受溫度影響光周期 植物對一年之中晝夜長短變化的感知 自然界一晝夜間的光暗交替稱為光周期 植物對晝夜長度發(fā)生反應的現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象 開花與光周期 短日植物 指在24h晝夜周期中 日照長度長于一定時數(shù) 才能成花的植物 如菊花長日植物 指在24h晝夜周期中 日照長度長于一定時數(shù) 才能成花的植物 如冬小麥光間斷實驗證明夜長才是控制植物開花的關鍵p224圖19 5 19 2 3植物光敏素與生物鐘有關 現(xiàn)象 紅光R 660nm 遠紅光FR 730nm短日植物必須在長于一定時間的黑暗下才會開花 以R和FR反復照射處于黑暗中的短日植物 無論R和FR以什么樣的順序出現(xiàn) 決定短日植物是否開花的是最后一次的照射 最后一次用R照射的都不開花最后一次用FR照射的都開花光敏素 植物測量日夜長短的尺 光敏色素是一種蛋白質(zhì) 有Pr和Pfr兩種形式 Pr吸收紅光R轉(zhuǎn)變?yōu)镻fr Pfr吸收遠紅光Fr后轉(zhuǎn)變成Pr 光敏素PrPfr轉(zhuǎn)變植物的生物鐘 白天紅光R 遠紅光FR光敏素以Pfr形式存在夜間紅光R 遠紅光FR光敏素由Pfr轉(zhuǎn)變?yōu)镻r光敏素幫助植物建立生物鐘植物能感知光敏素兩種形式的轉(zhuǎn)變 獲得它們處于白天或黑夜的信號 建立生物鐘 植物體內(nèi)的光敏素為Pfr時對植物意味著 天亮了 而Pr形式的光敏素則帶植物進入夜晚 撥動 植物對植食動物和病菌的防御 生物脅迫 植食動物 病原微生物 病毒 細菌 真菌 右圖 100多種不同的致病微生物襲擊西紅柿類植物 植物防御動物的方法 物理方法 長刺化學方法 合成有惡臭或有毒的化學物質(zhì) 使動物敬而遠之或食用后死去特殊方法 引誘另一種動物來幫助防御植食動物 植物防御病原微生物的方法 阻止或避免侵害第一道防線 表皮第二道防線 受侵害細胞釋放殺死微生物的分子和防御信號分子對抗入侵病原體植物可能具有某種化學防御系統(tǒng) 使得植物對某些病原體有抗性 即病原體入侵植物體并在其中生存 但植物仍能存活 植物對抗入侵病原體的可能機制 植物有抗性基因R病原體有無毒性基因Avr一方面 R蛋白與Avr蛋白結合 引起一系列信號轉(zhuǎn)導 促進局部的響應 產(chǎn)生壞死斑塊 并將病原體封閉起來 植物體仍可存活 另一方面 全身獲得性抗性的獲得 在這一系列信號轉(zhuǎn)導途徑中 可能產(chǎn)生一些激素 傳至植物全身 引起進一步的信號轉(zhuǎn)導 產(chǎn)生更多有防御作用的化學物質(zhì) 這是一種沒有專一性的防御響應 能使植物在相當長時期內(nèi)對多種病原體都有抗性 第19章復習題 試析生長素對植物生長的雙重作用