植物生理 第七章 1課件

1、第三篇 植物的生長(zhǎng)和發(fā)育生長(zhǎng)（growth）： 植物體積的增大，通過細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)來完成；發(fā)育（development）： 在整個(gè)生活史中，植物體的構(gòu)造和機(jī)能從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的變化過程，它的表現(xiàn)就是細(xì)胞、組織和器官的分化。第七章 植物體內(nèi)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第八章 植物生長(zhǎng)物質(zhì)第九章 光形態(tài)建成第十章 植物的生長(zhǎng)生理第十一章 植物的生殖生理第十二章 植物的成熟和衰老生理第七章 植物體內(nèi)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)植物細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signal transduction）：是指細(xì)胞偶聯(lián)各種刺激信號(hào)與其引起的特定生理效應(yīng)之間的一系列分子反應(yīng)機(jī)制。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要分子途徑第一節(jié) 信號(hào)與受體結(jié)合第二節(jié) 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換第三節(jié)

2、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)形成網(wǎng)絡(luò)重力風(fēng)光形態(tài)建成的光溫度光合作用的光光周期水分狀況O2乙烯濕度寄生蟲CO2病原體有毒礦物質(zhì)和其它致病化學(xué)物質(zhì)土壤微生物土壤質(zhì)量礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)草食動(dòng)物二、胞間（外）信號(hào)胞間信號(hào)： 物理信號(hào)（電信號(hào)）:電信號(hào)和水力信號(hào)。 化學(xué)信號(hào)（激素、寡聚糖等）:細(xì)胞感受刺激后合成并傳遞到作用部位引起生理反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。主要是植物激素。胞間信號(hào)的傳遞1、易揮發(fā)性化學(xué)信號(hào)在體內(nèi)氣腔網(wǎng)絡(luò)傳遞。乙烯和茉莉酸甲酯(JA-Me)2、化學(xué)信號(hào)的韌皮部傳遞。如ABA、JA-Me、寡聚半乳糖、水楊酸等3、化學(xué)信號(hào)的木質(zhì)部傳遞。ABA。4、電信號(hào)的傳遞。短距離傳遞需要通過共質(zhì)體和質(zhì)外體途徑，而長(zhǎng)距離傳遞則是通過維

3、管束。5、水力學(xué)信號(hào)的傳遞。通過水連續(xù)體系中的壓力變化來傳遞。受體類型 細(xì)胞表面受體：離子通道連接受體、G蛋白連接受體、酶連受體細(xì)胞內(nèi)受體：細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞表面受體信號(hào)信號(hào) 第二節(jié) 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換配體與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，受體將信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)。二、G蛋白連接受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換G蛋白（ GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白）：發(fā)揮調(diào)節(jié)作用時(shí)需要結(jié)合GTP，具有GTP酶活性。偶聯(lián)細(xì)胞膜受體與其所調(diào)節(jié)的相應(yīng)生理過程，起信號(hào)轉(zhuǎn)換作用。有兩類G蛋白：異三聚體G蛋白（、 3種亞基），亞基具有GTP酶活性。小G蛋白（類似亞基）。G蛋白連接受體信號(hào)分子結(jié)合位點(diǎn)與G蛋白作用片斷7個(gè)跨膜螺旋 N端在外 C端在內(nèi)4、GTP水解

4、為GDP，G蛋白a亞基與其它亞基結(jié)合為G蛋白異三聚體，受體與配體分離1、配體與受體結(jié)合，受體構(gòu)象變化，與G蛋白結(jié)合13、 G蛋白a亞基與酶（如腺苷酸環(huán)化酶）結(jié)合，活化酶2、GTP取代GDP與G蛋白a亞基結(jié)合， G蛋白的亞基分離324跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換過程異三聚體G蛋白在植物中普遍存在，在擬南芥、水稻、蠶豆、燕麥等植物的葉片、根、培養(yǎng)細(xì)胞和黃化幼苗中檢測(cè)到植物G蛋白，并參與了光、植物激素以及病原菌等信號(hào)的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)，以及在質(zhì)膜K+離子通道、植物細(xì)胞分裂、氣孔運(yùn)動(dòng)和花粉管生長(zhǎng)等生理過程的調(diào)控。 三、二元組分系統(tǒng)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換如乙烯受體由組氨酸蛋白激酶（HPK）和應(yīng)答調(diào)控因子（RR）兩部分組成。組氨酸激酶活

5、性區(qū)域調(diào)節(jié)因子區(qū)域NC受體活性區(qū)域 組氨酸激酶區(qū) 應(yīng)答調(diào)控因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到其他調(diào)控蛋白跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換HPK胞外區(qū)域識(shí)別、結(jié)合配體受體二聚化，激酶活性被激活，自磷酸化將磷酸基團(tuán)傳遞給RR，RR被活化；RR激活下游組分。一、鈣信號(hào)系統(tǒng)二、肌醇磷酯信號(hào)系統(tǒng)三、其他信號(hào)分子四、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的蛋白質(zhì)可逆磷酸化一、鈣信號(hào)系統(tǒng)1.鈣離子分布特點(diǎn)：靜息態(tài)細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度0.1umol/L，細(xì)胞壁、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和液泡 Ca2+濃度可達(dá) 0.5-1m mol/L（鈣庫） 鈣穩(wěn)態(tài)。細(xì)胞受刺激后胞質(zhì)Ca2+濃度短暫、明顯升高，或在細(xì)胞內(nèi)的梯度分布和區(qū)域分布發(fā)生變化。3.鈣的信使作用胞質(zhì)中的Ca2+作為第二信使與鈣結(jié)合蛋白結(jié)合而起作用。鈣結(jié)合蛋白（鈣信號(hào)受體之一）鈣調(diào)素鈣依賴型蛋白激酶）鈣調(diào)素（ calmodulin ，CaM 鈣調(diào)蛋白）是一種耐熱的球蛋白，具有148個(gè)氨基酸的單鏈多肽。存在部位：細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器。結(jié)構(gòu)：?jiǎn)♀徯?，個(gè)Ca2+結(jié)合位點(diǎn)。外界信號(hào)引起鈣離子濃度上升到一定閾值時(shí)（10-6 mol L-1）， CaM與Ca2+結(jié)合被活化。CaM作用機(jī)理：胞外信號(hào)質(zhì)膜Ca2+通道打開Ca2