植物生理復(fù)習(xí)題_第1頁
植物生理復(fù)習(xí)題_第2頁
植物生理復(fù)習(xí)題_第3頁
植物生理復(fù)習(xí)題_第4頁
植物生理復(fù)習(xí)題_第5頁
已閱讀5頁,還剩3頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、高級(jí)植物生理復(fù)習(xí)題一、光合作用的氣孔與非氣孔限制,如何判斷?氣孔限制值的計(jì)算方法,優(yōu)缺點(diǎn)。氣孔限制:由于不良環(huán)境造成的氣孔關(guān)閉,使氣孔阻力增大,從而導(dǎo)致葉片光合速率下降非氣孔限制:不是由于氣孔關(guān)閉引起的,由于同化力不足,葉肉光合活性下降等原因引起的光合速率變化氣孔限制、非氣孔限制的判據(jù)Ci和Ls的變化方向:Ci下降和Ls上升表明氣孔導(dǎo)度降低是主要原因Ci上升和Ls下降表明主要原因是非氣孔因素氣孔限制值計(jì)算1、根據(jù)阻力值計(jì)算:測(cè)出CO2擴(kuò)散的總阻力、氣孔阻力和葉肉阻力,則可算LsLs=1-Ci/Ca(Ls變化在01之間)。缺點(diǎn):只適用于CO2供應(yīng)為限制因子的情況,即PnCO2曲線的直線上升階段。

2、2、根據(jù)光合值的計(jì)算:Ls=1-A/A0(A0為Ci=Ca)。優(yōu)點(diǎn):計(jì)算值可以避免對(duì)氣孔限制值的過分夸大。缺點(diǎn):必須測(cè)出Pn-Ca與Pn-Ci兩條曲線,手續(xù)麻煩;逆境下光合很弱,Pn值太小,計(jì)算誤差太大,甚至難以計(jì)算。二、葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線,可以測(cè)定哪些葉綠素?zé)晒鈪?shù)?有何意義?葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線是指:經(jīng)過暗適應(yīng)后的葉片從黑暗中轉(zhuǎn)入光下葉片的熒光產(chǎn)量隨時(shí)間而發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化稱Kautsky效應(yīng),熒光的這種動(dòng)態(tài)變化所描繪出的曲線即Kautsky曲線。暗適應(yīng)的植物葉片的熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線(A:快相動(dòng)力學(xué) B:慢相動(dòng)力學(xué))可以測(cè)定的參數(shù)有:Fo:最小熒光(基礎(chǔ)熒光或原始熒光),是PS反應(yīng)中

3、心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量。Fo:光適應(yīng)下初始熒光。Fs:穩(wěn)態(tài)熒光。Fm:最大熒光,是暗適應(yīng)的光合機(jī)構(gòu)全部PS中心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量。Fm:光適應(yīng)下最大熒光。Fv=Fm-Fo:可變熒光,暗適應(yīng)最大可變熒光,反映QA的還原情況。Fv=Fm-Fo:光適應(yīng)下可變熒光。Fv/Fm:暗適應(yīng)下PS最大光化學(xué)效率,反映PS反應(yīng)中心最大光能轉(zhuǎn)換效率。Fv/Fm:光適應(yīng)下PS最大光化學(xué)效率。反映有熱耗散存在時(shí)PS反應(yīng)中心完全開放時(shí)的化學(xué)效率。Fv/Fo:代表PS潛在的光化學(xué)活性,與有活性的反應(yīng)中心數(shù)量成正比關(guān)系PS:(Fm-Fs)/Fm:PS實(shí)際光化學(xué)效率。反映在照光條件下PS反應(yīng)中心部分關(guān)閉的情況下的實(shí)

4、際光化學(xué)效率。qP=(Fm-Fs)/(Fm-Fo):光化學(xué)猝滅系數(shù),反映了PS反應(yīng)中心的開放程度qN=(Fm-Fm)/(Fm-Fo):非光化學(xué)猝滅系數(shù),代表各種非光化學(xué)去激過程所耗散的能量。三、光合作用光抑制,衡量指標(biāo),植物的光保護(hù)機(jī)制。光合作用的光抑制是指植物在強(qiáng)光下光合效率下降的現(xiàn)象。植物光合機(jī)構(gòu)所接受的光能超過其光合作用所能利用的數(shù)量時(shí),光合效率和光合功能的下降的現(xiàn)象。表示光抑制的指標(biāo)有兩種:量子效率:弱光下Pn-PFD曲線的斜率PS的光化學(xué)效率(Fv/Fm)光破壞防御機(jī)制(一)減少光能的吸收:葉片變小,變厚,被毛,蠟質(zhì)層等。葉片、葉綠體的引動(dòng),天線的減少,CO2同化能力的提高(二)過剩

5、光能的耗散:光能被捕獲后主要有三條相互競(jìng)爭(zhēng)的出路:光化學(xué)電子傳遞、葉綠素?zé)晒獍l(fā)射和熱耗散。葉綠素?zé)晒庵幌暮苌僖徊糠止饽埽还饣瘜W(xué)途徑產(chǎn)生的化學(xué)能通過碳同化、光呼吸、Mehler反應(yīng)和N素還原來消耗;光能過剩時(shí),熱耗散就成為耗散過剩光能的主要途徑。1.狀態(tài)轉(zhuǎn)換與光能分配:通常當(dāng)吸收的光能在兩個(gè)光系統(tǒng)之間的分配處于平衡時(shí),光能轉(zhuǎn)換效率最高。遠(yuǎn)紅光下,PS吸收的光能大于PS,可誘導(dǎo)激發(fā)能向PS分配的比例增加,稱為“狀態(tài)”;紅光下,PS吸收的光能多于PS,激發(fā)能向PS分配的比例增加,稱為“狀態(tài)”。這就是狀態(tài)轉(zhuǎn)換,與PS復(fù)合體蛋白可逆磷酸化有關(guān)。2.PS反應(yīng)中心功能的下調(diào):光合機(jī)構(gòu)內(nèi)約20-30%的PS

6、反應(yīng)中心呈非活性狀態(tài),主要特征是QA氧化速率極低(Fo升高),幾乎不能進(jìn)行QA至QB的電子傳遞,稱為失活的反應(yīng)中心。這類失活的反應(yīng)中心仍能進(jìn)行電荷分離,但以失去放氧功能,主要進(jìn)行熱耗散以保護(hù)有活性的反應(yīng)中心。3.依賴葉黃素循環(huán)的非發(fā)射能量耗散所謂的葉黃素循環(huán)是指光能過剩時(shí),雙環(huán)氧的紫黃質(zhì)(V)在紫黃質(zhì)脫環(huán)氧化酶(VDE)的催化下,經(jīng)過中間物單環(huán)氧的玉米黃質(zhì)(A)轉(zhuǎn)化為無環(huán)氧的玉米黃質(zhì)(Z);在暗處,則反應(yīng)在環(huán)氧化酶的作用下朝反方向進(jìn)行,形成一個(gè)循環(huán)。()直接作用:Z或A直接猝滅了鋁塑的單線激發(fā)態(tài)()間接作用:類囊體膜的流動(dòng)性隨著玉米黃質(zhì)的增加而增加,通過膜的固化使PS復(fù)合體穩(wěn)定,有利于葉綠素分

7、子與玉米黃質(zhì)分子靠近聚集;Z或促進(jìn)LHC構(gòu)象改變,這二者都有利于熱耗散。4.光呼吸:干旱條件氣孔關(guān)閉、CO2供應(yīng)受阻、光呼吸可以消耗部分過剩激發(fā)能,保護(hù)光合機(jī)構(gòu)5.Mehler反應(yīng)與水水循環(huán):低溫抑制卡爾文循環(huán),弱光下有光能過剩們就進(jìn)行水水循環(huán),建立pH,啟動(dòng)葉黃素循環(huán)(D1蛋白很可能對(duì)依賴葉黃素循環(huán)的能量耗散有調(diào)控作用)6活性氧清除系統(tǒng)的保護(hù)作用:植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)主要分為酶促和非酶促兩種。他們的保護(hù)作用只有在保護(hù)酶及抗氧化物質(zhì)的協(xié)同作用下通過Halliwell-Asada途徑實(shí)現(xiàn)。7D1蛋白周轉(zhuǎn)的保護(hù)作用:D1蛋白的修復(fù)可被看作是反應(yīng)中心防御強(qiáng)光破壞的最后一道防線。光抑制對(duì)PS的破壞與

8、修復(fù)是同時(shí)發(fā)生的。光抑制程度取決于PS損傷與修復(fù)的速率,PS的修復(fù)必需D1蛋白的重新合成和插入。四、水孔蛋白種類功能。把一系列Mr為2500030000,選擇性地高效轉(zhuǎn)運(yùn)水分子的膜水通道蛋白成為水孔蛋白根據(jù)水孔蛋白序列同源性分為:液泡膜內(nèi)在蛋白TIP;質(zhì)膜內(nèi)在蛋白PIP; NLM蛋白水孔蛋白的生理意義:1、參與種子的萌發(fā)2、參與植物的滲透調(diào)節(jié)3、參與維管束水分運(yùn)輸:水分進(jìn)出導(dǎo)管4、水分共質(zhì)體運(yùn)輸?shù)睦碚撘罁?jù)5、氣孔調(diào)節(jié)6、參與葉肉內(nèi)CO2運(yùn)輸7、H2O2的運(yùn)輸8、調(diào)節(jié)植物對(duì)中性分子和營(yíng)養(yǎng)元素的吸收五、滲透調(diào)節(jié),植物相容性物質(zhì)的作用機(jī)理。滲透調(diào)節(jié)是指細(xì)胞滲透勢(shì)變化所表現(xiàn)出的調(diào)節(jié)作用。Osmoreg

9、ulation or Turgor regulation意為通過細(xì)胞增加或減少溶質(zhì)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透勢(shì)以期與細(xì)胞外滲透勢(shì)平衡。如微生物。Osmotic adjustment指高等植物對(duì)水分虧缺反應(yīng)時(shí)溶質(zhì)的積累。相容性物質(zhì)的作用機(jī)制兩種主要假說、表面結(jié)合假說:其主要思想是,相容性物質(zhì)與蛋白質(zhì)表面特別是疏水表面結(jié)合,提高蛋白質(zhì)表面水化程度。Schobert認(rèn)為,蛋白質(zhì)表面的疏水區(qū)域是非常脆弱或敏感的部分,因?yàn)榻Y(jié)合在這里的水分子結(jié)合能力非常弱,細(xì)胞在水分脅迫環(huán)境中將首先脫去這部分水。相容性物質(zhì)與蛋白質(zhì)疏水區(qū)域結(jié)合后,將其轉(zhuǎn)化為親水表面。、溶質(zhì)排除假說:這一假說認(rèn)為,在蛋白質(zhì)溶液中,相容性物質(zhì)將首先溶解在大

10、量的自由水中從而提高蛋白質(zhì)分子表面的水化程度,而不是溶在蛋白質(zhì)或其他生物大分子表面的結(jié)合水中,不參與生物大分子的直接作用六、簡(jiǎn)述植物激素的研究進(jìn)展,測(cè)定植物激素的方法,優(yōu)缺點(diǎn)。植物激素研究的某些進(jìn)展1研究方法上的突破:過去研究激素的生理作用及其作用機(jī)理,多采用外源施加或內(nèi)源水平的檢測(cè),有很大的局限性,會(huì)受到吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和內(nèi)外因素的干擾。此外,對(duì)于激素引起的生理效應(yīng)來說,僅僅在有激素受體分布的細(xì)胞內(nèi)的激素濃度才有效。近10年來,由于分子生物學(xué)和遺傳學(xué)手段的運(yùn)用,有較大發(fā)展:A通過在自然界篩選或化學(xué)誘變的方法,得到了適合不同研究目的的突變體和營(yíng)養(yǎng)缺陷型。B通過基因工程的方法,成功的從農(nóng)桿菌和假單胞中

11、克隆出IAA和CTK的代謝基因,獲得了轉(zhuǎn)基因植物,使人們有可能改變植物體內(nèi)IAA和CTK的濃度和分布,重新檢測(cè)各種生理現(xiàn)象。C在激素受體、激素感應(yīng)和信號(hào)傳導(dǎo)方面;在激素對(duì)基因的調(diào)控、激素確切的生理作用等方面都取得了重要進(jìn)展。原有的五大類激素的種類在增多。2激素生物合成的新進(jìn)展:現(xiàn)在已知IAA的生物合成不一定要經(jīng)過色氨酸,應(yīng)用擬南芥營(yíng)養(yǎng)缺陷型的試驗(yàn)表明:IAA可由吲哚直接轉(zhuǎn)化而來,色氨酸途徑和非色氨酸途徑并存。現(xiàn)在已查明108種GA中,許多都是相互轉(zhuǎn)化而來,只有幾種才控制生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵,如GA1,GA3,GA4,GA7等。類胡蘿卜素是ABA的前體。3激素受體的研究:激素首先必須與其受體相結(jié)合,引

12、起受體蛋白的激活,激活了的受體將引起某些特定的反應(yīng),IAA受體蛋白的研究較快,已分離出數(shù)種,其中三種位于質(zhì)膜上。4激素對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。5轉(zhuǎn)基因植物:如耐儲(chǔ)藏番茄等。6信號(hào)傳遞與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。植物激素的測(cè)定方法1生物鑒定法:確定某種物質(zhì)是否是植物生長(zhǎng)物質(zhì),最終仍然需要生物鑒定法。結(jié)合利用植物突變體。生物鑒定仍然有一定靈敏度。2物理化學(xué)方法(HPLC,氣-質(zhì)聯(lián)用)等。往往存在以下缺點(diǎn):A:進(jìn)過繁瑣的提取與純化步驟后,激素的損失頗大。B:靈敏度低,尤其是用于CTK和種類繁多的GA類C:不能用于準(zhǔn)確的定位分析。 D:需要使用昂貴的分析儀器和耗費(fèi)大量的有機(jī)溶劑。3免疫檢測(cè)技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):A:靈敏度高,所

13、需樣品極少。 B:專一性高。C:可對(duì)激素進(jìn)行組織化學(xué)定位。 D:能從初步純化的提取液中同時(shí)測(cè)定多種激素。E:耗時(shí)短,易于對(duì)大批量樣品進(jìn)行同步測(cè)定。 F:能有效測(cè)定激素載體、受體蛋白和有關(guān)酶的活性。七、根系化學(xué)信號(hào),植物感知土壤干旱信息并調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)。根系化學(xué)信號(hào):是指能夠感知和傳遞土壤干旱信息到地上部反應(yīng)部位,進(jìn)而影響植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程的某種激素或除水以外的某些化學(xué)物質(zhì)。干旱誘導(dǎo)葉片內(nèi)ABA積累并導(dǎo)致氣孔關(guān)閉的途徑(1)局部土壤變干接觸干旱的根系特別是根尖加快合成ABA木質(zhì)部上運(yùn)輸?shù)腁BA含量增加地上部接收到更多的ABA并重點(diǎn)分配于葉片的氣孔周圍使氣孔開度變小,準(zhǔn)備節(jié)約用水,此時(shí)葉片水勢(shì)尚未下降

14、,全葉ABA無明顯升高。(2)葉片開始失水但膨壓未下降到0葉片細(xì)胞的胞質(zhì)與質(zhì)外體之間的pH梯度下降胞質(zhì)由ABA庫變成ABA源ABA移向保衛(wèi)細(xì)胞外側(cè)ABA受體氣孔開度變小,此時(shí)ABA在細(xì)胞內(nèi)分配,全葉ABA含量未增加。(3)葉片失水較多,膨壓降至0葉肉細(xì)胞ABA合成急劇增加全葉ABA含量顯著上升。確認(rèn)根源逆境化學(xué)信號(hào),應(yīng)滿足下列條件:1、信號(hào)強(qiáng)度的變化是對(duì)根系周圍土壤環(huán)境變化做出的即時(shí)響應(yīng),并且能定量反映土壤環(huán)境的變化2、信號(hào)物質(zhì)濃度的變化能在數(shù)量和時(shí)間上解釋由其引發(fā)的地上部生理過程的變化3、地上部生理過程的改變只對(duì)信號(hào)物質(zhì)的濃度而不是通量的響應(yīng)4、地上部葉片具有快速代謝該物質(zhì)的能力根系產(chǎn)生的A

15、BA可能是根源逆境信號(hào)物質(zhì)1、ABA的來源:根源,葉源,保衛(wèi)細(xì)胞自身合成2、ABA的作用機(jī)理:快速響應(yīng)過程:數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘,如氣孔運(yùn)動(dòng)對(duì)ABA的響應(yīng)?;据喞篈BAGC質(zhì)膜上的受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)GC內(nèi)部信息即轉(zhuǎn)變成第二信使激活多種離子通道和酶類GC釋放質(zhì)子質(zhì)膜超極化增加膜的負(fù)電位抑制K+內(nèi)向通道氣孔關(guān)閉。慢速響應(yīng):與生理過程改變有關(guān)的基因表達(dá)。八、次生代謝物,合成途徑及生理功能。植物次生代謝物是指植物中一大類并非植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的小分子有機(jī)化合物,其產(chǎn)生和分布通常有種屬、器官組織和生長(zhǎng)發(fā)育期的特異性。次生代謝物的合成途徑1、類異戊二烯途徑產(chǎn)生萜類化合物:植物類異戊二烯的生物合成至少存在兩種生物

16、合成途徑。甲羥戊酸途徑(MVA):在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。并一糖酵解產(chǎn)物乙酰輔酶A作為原初供體,合成倍半萜、三萜和甾體類等。丙酮酸/磷酸甘油醛途徑(DXP),又稱非依賴甲羥戊酸途徑:在質(zhì)體中進(jìn)行。以丙酮酸和磷酸甘油醛為原料,合成胡蘿卜素、單萜和二萜等。2、苯丙烷代謝途徑產(chǎn)生酚類化合物:多種途徑產(chǎn)生。莽草酸途徑:高等植物合成酚類的主要方法。丙二酸途徑:真菌和細(xì)菌。3、氨基酸代謝途徑含N生物堿化合物是由氨基酸轉(zhuǎn)化而來。次生代謝物的功能1、生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控 2、提高抗逆性3、抗氧化作用 4、信號(hào)物質(zhì)5、低于天敵的侵襲 6、增強(qiáng)抗病性7、提高植物的種間競(jìng)爭(zhēng)能力 8、維系植物與其他生物之間的互惠關(guān)系九、植物熱激蛋

17、白,Lea蛋白質(zhì)。熱激蛋白:是一類在機(jī)體受到高溫逆境刺激后大量表達(dá)的蛋白。其中很大一部分屬于監(jiān)護(hù)蛋白。監(jiān)護(hù)蛋白是一類輔助蛋白分子,主要參與生物體內(nèi)新生肽的運(yùn)輸、折疊、組裝、定位以及變性蛋白的復(fù)性和降解。通過控制底物的結(jié)合與釋放來協(xié)助目標(biāo)蛋白的折疊與組裝,向亞細(xì)胞器的運(yùn)輸,或結(jié)合并穩(wěn)定目標(biāo)蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定構(gòu)型。但監(jiān)護(hù)蛋白本身不參與到目標(biāo)蛋白的最終結(jié)構(gòu)中。A:CPn60與CPn70的作用呈現(xiàn)接力性:新生肽一旦從核糖體上露出幾個(gè)氨基酸殘基片段CPn70就馬上與之結(jié)合,防止其發(fā)生聚集,形成二級(jí)結(jié)構(gòu)CPn 60三級(jí)結(jié)構(gòu)。B:有機(jī)體在受到熱激傷害,體內(nèi)變性蛋白急劇增加,CPn60和CPn70可與變性蛋白結(jié)合

18、,維持他們的可溶性狀態(tài),在有Mg+和ATP存在下使解折疊的蛋白質(zhì)從新折疊成有活性的構(gòu)象,或者降解。胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白:在已發(fā)現(xiàn)的低溫誘導(dǎo)蛋白中Lea占據(jù)多數(shù)。這是一種在種子胚胎發(fā)育晚期種子脫水時(shí)豐富表達(dá)的蛋白質(zhì)。它們多數(shù)是高度親水的,并且在沸水穩(wěn)定的可溶性戴白。脫水是細(xì)胞在胞內(nèi)結(jié)冰時(shí)必須忍受的次生脅迫,這類蛋白在低溫誘導(dǎo)下的出現(xiàn)有助于提高植物在冰凍時(shí)忍受脅迫的能力。多數(shù)也為干旱或外源ABA所誘導(dǎo)。十、鹽脅迫對(duì)植物的傷害主要表現(xiàn)在哪兩個(gè)方面?到目前為止參與植物耐鹽的基因總共有哪幾類?鹽脅迫對(duì)植物的傷害1鹽脅迫對(duì)植物形態(tài)發(fā)育的整體影響:鹽分抑制植物組織和器官的生長(zhǎng),加速發(fā)育進(jìn)程,縮短營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和

19、開花期,減少禾本科植物的分蘗數(shù)和籽粒數(shù)等。長(zhǎng)時(shí)間處于鹽脅迫下,植物的葉面積縮小,生長(zhǎng)受抑制光合下降,能耗增加,加速衰老,植物最終因饑餓和缺水而死亡。2從細(xì)胞水平上看,鹽脅迫對(duì)植物的傷害主要由于兩個(gè)方面:滲透?jìng)望}離子毒害滲透?jìng)Γ和寥乐宣}分降低植物吸水能力,植物生長(zhǎng)減慢。鹽離子毒害:鹽分隨蒸騰流進(jìn)入葉肉細(xì)胞,對(duì)細(xì)胞造成傷害,進(jìn)一步降低植物生長(zhǎng)。(1)土壤中較高的鹽離子濃度導(dǎo)致植物水分虧缺滲透脅迫(2)植物吸收較多的鹽離子所帶來的離子毒害鹽害鹽脅迫對(duì)植物的傷害主要有滲透脅迫和離子毒害兩個(gè)方面造成:植物生長(zhǎng)的受抑制最初由根系外部鹽分所引起的滲透脅迫造成。隨后生長(zhǎng)的進(jìn)一步降低是鹽分進(jìn)入植物細(xì)胞造成

20、傷害所致。參與植物耐鹽的基因根據(jù)功能分為三類:1 具有滲透或保護(hù)功能的基因;2 控制鹽分吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)的基因;3 使植物在鹽土中加快生長(zhǎng)的基因。antiporter 高等植物Na+的外排機(jī)制:主要與質(zhì)膜Na+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)器(antiporter)的活動(dòng)有關(guān)。所需能量主要來源于質(zhì)膜H+-ATPase水解ATP釋放的能量將H+從胞外泵入細(xì)胞,在質(zhì)膜兩側(cè)產(chǎn)生質(zhì)子電化學(xué)勢(shì)梯度,促使Na+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)器利用質(zhì)子從胞外沿電化學(xué)梯度運(yùn)往胞內(nèi)產(chǎn)生的能量將Na+逆著濃度梯度排出胞外。液泡的Na+區(qū)域化機(jī)制:由液泡膜上的Na+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)器介導(dǎo)。此過程由液泡膜上的H+-ATP ase 和H+-PPase產(chǎn)生的跨

21、膜電化學(xué)勢(shì)差驅(qū)動(dòng),促使Na+逆著電化學(xué)勢(shì)差區(qū)域化到液泡內(nèi)。十一、簡(jiǎn)述植物光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。光系統(tǒng)復(fù)合體的結(jié)構(gòu):它包括三部分1、近側(cè)天線系統(tǒng)CP43和CP47兩個(gè)色素蛋白復(fù)合體圍繞PS。遠(yuǎn)側(cè)天線系統(tǒng)主要由LHC捕光復(fù)合體。2、由兩個(gè)32kD多肽組成的D1D2蛋白,其中包括原初供體Yz;P680;Pheo;QA;QB。3、由33,23及17kD三種外周多肽以及與放氧有關(guān)的錳簇和CI與鈣離子組成的水氧化放氧系統(tǒng)。PS短波反應(yīng),主要特征是水的光解和放氧。PS反應(yīng)中心色素分子吸收光能把水分解,奪取水中的電子供給PS光系統(tǒng)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)由P700,電子受體和捕光天線三部分組成。他們都結(jié)合在蛋白亞基上。PS

22、A和PSB兩個(gè)大亞基,是由葉綠體基因編碼的分子量為83kD和82kD的兩條多肽,P700,原處電子受體A0,A1及Fx都存在在此大亞基中。小亞基PSC也是由葉綠體基因編碼的9kD多肽,它是鐵硫中心FA和FB的所在部位。三個(gè)小亞基PSD,PSE和PSF由核基因編碼PS:長(zhǎng)波反應(yīng),NADP+還原細(xì)胞色素b6/f復(fù)合體是一種多亞基膜蛋白,它由4個(gè)多肽,即細(xì)胞色素f,細(xì)胞色素b6,Rieske和一個(gè)17kD多肽。他們?cè)谀さ氖杷畢^(qū),分子結(jié)構(gòu)尚不清楚。磷酸化了的LHC在橫向運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)伴隨Cytb6/f從基粒到間質(zhì)類囊體的同步移動(dòng),由此參與光能在兩個(gè)光系統(tǒng)之間的均衡分配。主要催化PQH的氧化和PC的還原,并

23、把質(zhì)子從基質(zhì)外運(yùn)至類囊體內(nèi)十二、為什么說光敏素的發(fā)現(xiàn)是植物科學(xué)發(fā)展史中的重要事件十三、舉例說明PHY在植物個(gè)體發(fā)育中有哪些作用?植物個(gè)體發(fā)育的整個(gè)過程都離不開光敏色素的作用1、從調(diào)節(jié)種子萌發(fā)到幼苗胚芽鞘、中胚軸生長(zhǎng)、幼葉的展開,或下胚軸的生長(zhǎng)、彎鉤伸直、兩片子葉的展開和伸展。2、從葉片表面氣孔的形成和活動(dòng)到幼莖維管束的分化、表皮毛的形成3、從植株地上部發(fā)育形態(tài)到根的生長(zhǎng)和根冠比的調(diào)節(jié)。4、從葉綠體的發(fā)育到光合活性的調(diào)控。5、從貯藏淀粉、脂肪的降解到硝酸鹽的還原同化,蛋白質(zhì)、核酸的合成。6、從光周期控制花芽分化到葉片器官衰老的調(diào)節(jié)高等植物中一些由光敏色素控制的反應(yīng):1.種子萌發(fā)2.彎鉤張開3.節(jié)

24、間延長(zhǎng)4.根原基起始5.葉分化和擴(kuò)大6.小葉運(yùn)動(dòng)7.膜透性8.向光敏感性9.花色素形成10.質(zhì)體形成11.光周期12.花誘導(dǎo)13.子葉張開14.肉質(zhì)化15.偏上性16.葉脫落17.塊莖形成18.性別表現(xiàn)19.單子葉展葉20.節(jié)律現(xiàn)象十四、簡(jiǎn)述PHY的三種反應(yīng)類型;LFR、RLFR、HIR的作用特點(diǎn)LF(低輻射反應(yīng)):1mol/m2的光即可啟動(dòng)這類反應(yīng)。1000mol/m2時(shí)達(dá)到飽和,反應(yīng)可被一短暫的紅閃光有效誘導(dǎo)并可被隨后的遠(yuǎn)紅光照射逆轉(zhuǎn),多數(shù)光形態(tài)建成是LFRVLFR(極低輻射反應(yīng)):被10-4­10-2mol/m2的紅光或遠(yuǎn)紅光誘導(dǎo),氮紅光反應(yīng)不能被遠(yuǎn)紅光逆轉(zhuǎn)。VLFR僅種子吸漲

25、或幼苗完全生長(zhǎng)在黑暗中才能鑒別出來,即使實(shí)驗(yàn)室綠色安全光下也可發(fā)生反應(yīng):VLFR的作用光譜峰在紅光和藍(lán)光區(qū),說明其受體是光敏色素,而且可能是有藍(lán)光受體參與。HIR(高輻射反應(yīng)):需要相對(duì)強(qiáng)的連續(xù)光照的反應(yīng),激活反應(yīng)的光強(qiáng)需大于10mol/m2,達(dá)到飽和的光強(qiáng)度比LFR高100倍,是波長(zhǎng),輻照強(qiáng)度及光照時(shí)間的綜合作用。光照越強(qiáng),光照時(shí)間越長(zhǎng),則反應(yīng)越大。幼苗下胚軸伸長(zhǎng)的抑制,彎鉤伸直,去黃化,及一些植物花色素苷的合成都是HIR。此類反應(yīng)的作用光譜在紅光、遠(yuǎn)紅光、藍(lán)光/UV-A區(qū),其受體可能有PHY和藍(lán)光受體。十五、光敏色素的可能作用機(jī)理有哪些?舉例說明。三種假說:1、酶假說:PHY是一種酶,PF

26、R是有活性的形式。有人提出Phy可能是一種受光調(diào)節(jié)的蛋白激酶,即Phy既是光受體,又是蛋白激酶。相反的觀點(diǎn)認(rèn)為蛋白激酶污染了Phy制品或Phy與蛋白激酶相連造成。2、膜透性假說:Phy與細(xì)胞膜相互作用,轉(zhuǎn)型后影響膜的透性,進(jìn)而影響例子通透性和酶系活動(dòng)等各方面。Phy控制的快速反應(yīng)支持此假說。但缺乏直接的證據(jù)說明Phy和膜的作用能誘導(dǎo)某個(gè)反應(yīng)。3、基因調(diào)控假說:越來越多的科學(xué)家傾向于這種假說。這個(gè)假說能解釋Phy的慢反應(yīng)。需要較長(zhǎng)的停滯期,形成各種蛋白質(zhì)和酶。ü 簡(jiǎn)述光敏色素作為自磷酸化蛋白激酶的作用機(jī)制。已知光敏色素是具有自我磷酸化能力的蛋白激酶。然而高等植物的光敏色素并不具有組氨酸

27、激酶活性,而是光調(diào)節(jié)自磷酸化的蘇氨酸/絲氨酸激酶,照射紅光后,生色團(tuán)受光刺激,使C端的蛋白激酶活化,將ATP磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到N端的絲氨酸殘基,光敏色素分子因自身磷酸化而活化,而后再使下游的X因子發(fā)生磷酸化,同時(shí)也將紅光信號(hào)傳遞給下游的X組分。(蛋白激酶是一類催化ATP上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到自身或其他蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸上,調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性;蛋白磷酸酶是從蛋白質(zhì)上移去磷酸基團(tuán)的酶,可通過拮抗蛋白激酶而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活性。因此,蛋白激酶和蛋白磷酸酶在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起相反作用。)十六、植物的藍(lán)光效應(yīng)有哪些?高等植物中主要有4類藍(lán)光/UV-A反應(yīng):1、氣孔開啟 藍(lán)光通過激活保衛(wèi)細(xì)胞中K+通道開放導(dǎo)致K+內(nèi)流所致,

28、而K+內(nèi)流的動(dòng)力來自跨質(zhì)膜的質(zhì)子電化學(xué)勢(shì)梯度。2、基因調(diào)控 藍(lán)光可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞中多種核及葉綠體的基因表達(dá)。3、莖和胚軸的抑制 幼苗在暗中生長(zhǎng)具有伸長(zhǎng)的莖或胚軸,藍(lán)光可以抑制莖或胚軸的伸長(zhǎng),暗中或紅光下生長(zhǎng)的幼苗經(jīng)藍(lán)光處理后生長(zhǎng)速度減慢。4、向光彎曲 引起植物向光彎曲最有效的光為藍(lán)光和UV-A,向光彎曲反應(yīng)的光受體為藍(lán)光/UV-A受體。紅光雖然不能誘導(dǎo)向光彎曲,但有促進(jìn)作用。藍(lán)光效應(yīng):1、氣孔開啟:藍(lán)光通過激活保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜中的質(zhì)子泵和誘導(dǎo)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)來調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞的滲透勢(shì),保衛(wèi)細(xì)胞溶質(zhì)濃度提高,引起保衛(wèi)細(xì)胞吸水,從而導(dǎo)致氣孔開放。2、向光性反應(yīng):在高光強(qiáng)藍(lán)光時(shí),向光素和隱花色素協(xié)同作用使向光性反應(yīng)

29、減弱;而在低光強(qiáng)時(shí),向光素和隱花色素協(xié)同作用增強(qiáng)植物的向光性反應(yīng)。 3、莖和胚軸伸長(zhǎng)的抑制:光敏色素參與降低伸長(zhǎng)速率反應(yīng),而且也是紅光-遠(yuǎn)紅光可逆的。但是光生理學(xué)實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明它又是一種典型的藍(lán)光反應(yīng)。4、藍(lán)光誘導(dǎo)的葉綠體運(yùn)動(dòng):植物葉片的葉綠體會(huì)隨著照光方向和光強(qiáng)的變化而改變其在細(xì)胞中的位置,在細(xì)胞水平上轉(zhuǎn)動(dòng)的葉綠體可使其光合作用效率達(dá)到最優(yōu)。5、調(diào)控基因表達(dá):藍(lán)光可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞中多種核及葉綠體基因的表達(dá)。隱花色素通常以二聚體形式存在。藍(lán)光照射下,隱花色素分子的生色團(tuán)FAD發(fā)生分子內(nèi)電子傳遞,使二聚體發(fā)生變構(gòu),C端發(fā)生磷酸化,進(jìn)而激活下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,引發(fā)生理反應(yīng)。向光素脫輔基蛋白中有幾個(gè)重要的結(jié)構(gòu)域。一個(gè)是N端兩個(gè)結(jié)構(gòu)域,分別有一個(gè)生色團(tuán)FMN與之結(jié)合,感受光信號(hào);另一個(gè)是C端的蛋白激酶結(jié)構(gòu)域,它是進(jìn)行磷酸化的部位,是信號(hào)輸出區(qū)域。在藍(lán)光照射

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論