植物的生長發(fā)育及調(diào)控

1、會計學(xué)1植物的生長發(fā)育及調(diào)控植物的生長發(fā)育及調(diào)控 第一節(jié) 植物激素對生長發(fā)育的調(diào)控植物激素是一些在植物體內(nèi)合成的微量的有機(jī)生理活性物質(zhì)，它們能從產(chǎn)生部位 運(yùn) 送 到 作 用 部 位 ， 在 低 濃 度 （1mmol/L）時可明顯改變植物體某些靶細(xì)胞或靶器官的生長發(fā)育狀態(tài) 很早以前，植物學(xué)家就觀察到，室內(nèi)培育的植物具有向光性。對向光彎曲的燕麥苗解剖觀察發(fā)現(xiàn)，燕麥苗的胚芽鞘背光一側(cè)細(xì)胞的生長要快于向光的一側(cè)。是什么引起了向光性？如何通過實(shí)驗來發(fā)現(xiàn)？盆栽植物的向光生長 19世紀(jì)末，Darwin父子的實(shí)驗Darwin父子提出了一種假說：胚芽鞘頂端受光后產(chǎn)生的某種化學(xué)信號被從頂端傳送到下面彎曲的部位，導(dǎo)

2、致胚芽鞘下部細(xì)胞向光的一側(cè)與背光的一側(cè)細(xì)胞生長不均勻。 幾十年后，丹麥科學(xué)家Boysen-Jensen用實(shí)驗驗證了Darwin父子提出的假說。實(shí)驗證明了：Darwin父子提出的某種信號是一種可傳輸?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)。 1926年，年輕的荷蘭植物生理學(xué)家 Went終于從植物胚芽鞘中發(fā)現(xiàn)了這種化學(xué)物質(zhì)。Went結(jié)論：由胚芽鞘頂端受光產(chǎn)生的化學(xué)信號物質(zhì)可以刺激細(xì)胞生長。他將這種植物激素定名生長素。生長素引起向光生長 植物激素對植物體的生長、細(xì)胞分化、器官發(fā)生成熟和脫落等多方面具有調(diào)節(jié)作用，植物激素對于植物的生長發(fā)育是必不可少的微量化合物 大約有300多種由微生物和植物產(chǎn)生的次生代謝物對植物的生長發(fā)育具有調(diào)節(jié)

3、活性 公認(rèn)的5大類植物激素包括：生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸和乙烯 在植物體中，5大類激素往往是相互協(xié)調(diào)地共同參與植物生長發(fā)育的調(diào)控 人們根據(jù)植物激素的分子結(jié)構(gòu)，人工合成出一些與其結(jié)構(gòu)相似或完全不同，但具植物激素生理功能的物質(zhì)，如吲哚丁酸、矮壯素等，稱為植物生長調(diào)節(jié)劑生長素的作用生長素對雙子葉植物生長作用模式圖赤霉素的生理作用Untreated cabbage plants Similar cabbage plants that have been treated with gibberellins赤霉素的生理作用乙烯的生理作用乙烯的生理作用 種子的休眠：具有生活力的種子停留在不能發(fā)芽的

4、狀態(tài)強(qiáng)迫休眠：種子具發(fā)芽能力，但因得不到發(fā)芽所必需的基本條件，而被迫處于靜止?fàn)顟B(tài)生理休眠(深休眠)：種子本身還未完全通過生理成熟階段，即使供給合適的發(fā)芽條件仍不能萌發(fā)種子壽命：種子從成熟到喪失生活力所經(jīng)歷的時間種子萌發(fā)的條件和生理變化種子的休眠度過休眠且具有生活力的種子在足夠水分與氧氣、一定溫度條件下就開始萌發(fā)。有些種子的萌發(fā)還需要一定的光照條件。紅光紅光遠(yuǎn)紅光遠(yuǎn)紅光紅光紅光遠(yuǎn)紅光遠(yuǎn)紅光暗環(huán)境暗環(huán)境間斷照光后間斷照光后對種子萌發(fā)對種子萌發(fā)的影響的影響絕對生長速率：單位時間內(nèi)的絕對生長速率：單位時間內(nèi)的絕對增加量絕對增加量相對生長速率：單位時間內(nèi)的增加量占相對生長速率：單位時間內(nèi)的增加量占原量的

5、百分比原量的百分比無論一年生、還是多年生植物的營養(yǎng)生長，都或多或少地表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化，這種在一年中的生長隨季節(jié)而發(fā)生的規(guī)律性變化，叫季節(jié)周期性植物的生長速率按晝夜變化發(fā)生的有規(guī)律的變化，叫晝夜周期性營養(yǎng)壟斷激素分配頂芽去除后的影響橫 向 光 性負(fù)向重力性正 向 重 力 性生 長 運(yùn) 動感夜運(yùn)動感夜運(yùn)動含羞草的感震運(yùn)動雄蕊的感震運(yùn)動黑黑暗暗中中生生長長的的幼幼苗苗光光下下生生長長的的幼幼苗苗光的形態(tài)建成作用 光周期光周期：植物對晝夜相對長度的變化發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象：植物對晝夜相對長度的變化發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象（一）光周期反應(yīng)的類型（一）光周期反應(yīng)的類型長日照植物長日照植物：對一天中日照長度有最低極限

6、要求，日照：對一天中日照長度有最低極限要求，日照達(dá)不到此極限則不能開花，超過此極限可促進(jìn)開花達(dá)不到此極限則不能開花，超過此極限可促進(jìn)開花短日照植物短日照植物：對一天中日照長度有最高極限要求，日照：對一天中日照長度有最高極限要求，日照超過此極限則不能開花，適當(dāng)縮短可促進(jìn)開花超過此極限則不能開花，適當(dāng)縮短可促進(jìn)開花日中性植物：日中性植物：成花對日照長度不敏感，只要其他條件滿成花對日照長度不敏感，只要其他條件滿足，在任何日照長度下都能開花的植物足，在任何日照長度下都能開花的植物中日性植物中日性植物：只有在某一定中等長度的日照條件下才能：只有在某一定中等長度的日照條件下才能開花，而在較長或較短日照下均

7、保持營養(yǎng)生長狀態(tài)的開花，而在較長或較短日照下均保持營養(yǎng)生長狀態(tài)的植物植物長日植物長日植物長日植物長日植物短日植物 植物開花還同時受到誘導(dǎo)周期數(shù)的影響 誘導(dǎo)周期數(shù)就是光周期敏感植物開花誘導(dǎo)所需的光周期數(shù)（天數(shù)） 植物感受光周期刺激的部位是葉片 被誘導(dǎo)的葉片中形成了刺激開花的物質(zhì)光質(zhì)對開花誘導(dǎo)也有影響。紅光是誘導(dǎo)長日植物開花和抑制短日植物開花最有效的光質(zhì)，同時，紅光效應(yīng)可以被遠(yuǎn)紅光（紅外光）所逆轉(zhuǎn)紅光紅光遠(yuǎn)紅光遠(yuǎn)紅光光敏色素的性質(zhì)和特點(diǎn)光敏色素的作用機(jī)理光敏色素的作用機(jī)理捕光葉綠素蛋捕光葉綠素蛋白白Rubisco酶的酶的小亞單位小亞單位乙烯形成酶乙烯 “后基因組時代”將是“蛋白質(zhì)組學(xué)時代”，即從對

8、基因信息的研究轉(zhuǎn)向?qū)Φ鞍踪|(zhì)信息的研究，包括研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用及蛋白質(zhì)相互關(guān)系和作用。 蛋白質(zhì)工程就是在對蛋白質(zhì)的化學(xué)、晶體學(xué)、動力學(xué)等結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識的基礎(chǔ)上，對蛋白質(zhì)人工改造與合成，最終獲得商業(yè)化的產(chǎn)品。 在生命活動條件下，借助活細(xì)胞或其所產(chǎn)生的酶來催化，使一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)，以促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展n 酶工程(蛋白質(zhì)工程) 細(xì)胞工程是指通過細(xì)胞水平上的篩選或改造，獲得有商業(yè)價值的細(xì)胞株或細(xì)胞系，再通過規(guī)模培養(yǎng)，獲得特殊商品的技術(shù)與過程。 細(xì)胞工程包括動物細(xì)胞工程和植物細(xì)胞工程，它們分別以動物細(xì)胞和植物細(xì)胞為主要生產(chǎn)對象，以細(xì)胞培養(yǎng)為主要過程和內(nèi)容。n 細(xì)胞工程n 細(xì)胞工程 一些單細(xì)

9、胞低等植物如單細(xì)胞藻類的大規(guī)模培養(yǎng)成為細(xì)胞工程的重要組成部分 獲得蛋白質(zhì)資源、營養(yǎng)食品、精細(xì)化工產(chǎn)品等等n 細(xì)胞工程 高等植物細(xì)胞具有全能性。從高等植物的幼胚、根、莖、葉、花和果實(shí)等不同器官的組織中分離的單個細(xì)胞，經(jīng)過特殊培養(yǎng)形成愈傷組織，并可進(jìn)一步誘導(dǎo)生成完整的植株。n 細(xì)胞工程 細(xì)胞融合是將不同種類的兩種細(xì)胞經(jīng)過特殊處理后放在一起，在某些促融因子作用下發(fā)生融合，形成雜種細(xì)胞。 細(xì)胞重組是把不同種類的細(xì)胞的部件重新組合裝配，包括核的移植、葉綠體移植、核糖體重建及線粒體裝配等 基因工程是指在微觀領(lǐng)域（分子水平）中，根據(jù)分子生物學(xué)和遺傳學(xué)原理，設(shè)計并實(shí)施一項把一個生物體中有用的目的DNA(遺傳信

10、息)轉(zhuǎn)入另一個生物體中，使后者獲得新的需要的遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物，最終實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)價值?；蚬こ蘬 稀少珍貴的蛋白質(zhì)藥物 1982年，美國食品與藥物管理局批準(zhǔn)了首例基因工程產(chǎn)品人胰島素投放市場它標(biāo)志了基因工程產(chǎn)品正式進(jìn)入到商業(yè)化階段。 人生長激素、表皮生長因子、腫瘤壞死因子、a-干擾素、纖維素酶、抗血友病因子、紅細(xì)胞生成素、尿激酶原、白細(xì)胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等l 種植業(yè)中的應(yīng)用 用攜帶外源基因的農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化植物原生質(zhì)體，使外源DNA與植物染色體DNA整合，通過原生質(zhì)體的培養(yǎng)分化成愈傷組織，最后發(fā)育成具有新性狀的完整植株轉(zhuǎn)基因植物l 種植業(yè)中的應(yīng)用 抗化學(xué)除草劑基因 抗病蟲害基因 轉(zhuǎn)基因西紅柿 固氮酶基因 提高光合作用效率 增加種子營養(yǎng)價值 增加植物次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)率l 環(huán)境保護(hù)等等 植物激素對植物體的生長、細(xì)胞分化、器官發(fā)生成熟和脫落等多方面具有調(diào)節(jié)作用，植物激素對于植物的生長發(fā)育是必不可少的微量化合物 大約有300多種由微生物和植物產(chǎn)生的次生代謝物對植物的生長發(fā)育具有調(diào)節(jié)活性 公認(rèn)的5大類植物激素包括：生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸和乙烯 在植物體中，5大類激素往往是相互協(xié)調(diào)地共同參與植物生長