植物地生长发育与形态建成

1、植物的生长发育与形态建成1. 植物生理学 是研究植物生命活动规律的科学。其内容大致可分为 生长发育与形态建成、 物质与能力量转换、信息传递与信号转导 3 个方面。2. 生长发育是植物生命活动的外在表现。 形态建成具体表现为种子萌发， 根、茎、叶生长， 开花、结果、衰老死亡等过程。3. 植物生长物质 是一些调节植物生长发育的物质， 可分为两类： 植物激素 和 植物生长调节 剂 。植物激素 是指一些在植物体内合成， 并从产生之处运送到别处， 对生长发育产生显 著作用的微量有机物； 植物生长调节剂 是指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。激素4. 生长素类 、赤霉素类 、细胞分裂素类 、乙烯、脱落

2、酸 一起被称为 5 大类激素。近来也 发现了油菜素内酯类、茉莉酸、水杨酸、多胺类与多肽等。5. 生长素类 的一些种类： 吲哚-3- 乙酸（ IAA ）、苯乙酸（PAA ）、4-氯-3- 吲哚乙酸（4-Cl-IAA ）、 吲哚丁酸（ IBA ）。其中 IAA 是生长素类中最主要的一种植物激素。6. 生长素极性运输的机制：化学渗透学说：IAA 以非解离型（ IAA ）被动的进入细胞或以阴离子型（ IAA -）主动协同进入细胞； 细胞壁因质膜 H +-ATP 酶活动而维持细胞 壁酸性； 胞质溶胶 pH 呈酸性，阴离子型（ IAA -）占优势； 阴离子型通过聚集于 长距离运输途径细胞基部的阴离子输出载

3、体运出细胞。 其关键是建立于细胞基部的质膜 上有专一的生长素输出载体。7. 细胞壁空间的生长素通过扩散或在输入载体 AUX1 蛋白的协助下 ,从细胞的顶端流入胞 质溶胶 ;胞质溶胶的生长素又在细胞基部质膜的输出载体PIN 和 PGP 蛋白的协助下 ,输出细胞。如此反复进行 ,就形成了生长速度极性运输。8. IAA 的生物合成：色胺途径：色氨酸 (Trp) 色胺(TAM) 吲哚-3-乙醛(IAld) 吲哚-3- 乙酸(IAA)吲哚丙酮酸途径： 色氨酸(Trp) 吲哚-3- 丙酮酸(IPA)吲哚-3-乙醛(IAld) 吲哚 -3- 乙酸 (IAA)吲哚乙氰途径： Trp 吲哚-3- 乙醛肟吲哚-3

4、- 乙腈(IAN) IAA 吲哚乙酰胺途径： Trp吲哚-3-乙酰胺 IAA9. IAA 的生物降解： 酶促降解：可分为脱羧降解和非脱羧降解 光氧化：在强光下体外的 IAA 在核黄素催化下可被光氧化，产物是吲哚醛等。10. IAA 的生理作用：a) 促进作用：促进雌花增加，单性结实，子房壁生长，细胞分裂，维管束分化，光合 产物分配，叶片扩大，茎伸长，偏上性生长，乙烯产生，叶片脱落，形成层活性， 伤口愈合， 不定根形成， 种子发芽， 侧根形成， 根瘤形成， 种子和果实生长， 坐果， 顶端优势。b) 抑制作用：抑制花朵脱落，侧枝生长，块根形成，叶片衰老。11. 赤霉素 (现已发现有 136 种，最

5、常见的是 GA3)的一些种类： C20 赤霉素(如： GA 12 ， 13,25,27等)和 C 19 (如： GA 1,2,3,7,9,22 等)；赤霉素也有自由赤霉素和结合赤霉素。12. 生理活性强的 GA 有GA1、GA3、GA7、GA30、GA32、GA38等，生理活性弱的 GA 有GA13 、 GA 17 、 GA 25 、 GA28 、 GA 39 等。市售的 GA 主要是赤霉酸( GA 3 )。13. 赤霉素在植物体内的运输没有极性， 根尖合成的赤霉素沿导管向上运输， 而嫩叶产生的 赤霉素沿筛管向下运输。14. GA 的生物合成：在质体内：牻牛儿牻牛儿焦磷酸( GGPP ) CD

6、P 内根 -贝壳杉希。在内质网中：内根 -贝壳杉希 内根-贝壳杉希酸 GA12-醛GA12或 GA53 在胞质溶胶中： GA 12 和 GA53 在 C20 处进行一系列氧化转变为其他 GA s15. GA 的生理作用： 促进作用：促进茎伸长，两性花的雄性花形成，单性结实，某些植物开花，花粉发 育，细胞分裂，叶片扩大，抽薹（ t i），侧枝生长，胚轴弯钩变直，种子发芽，果 实生长，某些植物坐果。抑制作用：抑制成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成。16. 细胞分裂素 （ CTK ）的一些种类： 天然存在的 CTK 可分为游离的细胞分裂素和在 tRNA中的细胞分裂素。细胞分裂素也有自由 CTK 和束缚

7、CTK 两种存在形式。17. CTK 在植物体内的运输，主要是从根部合成处通过木质部运到地上部，少数在叶片合成的 CTK 也可能从韧皮部运走。18. CTK 的生物合成（在细胞的微体中进行） ：主要有两种途径：由 tRNA 水解产生（次要的）和从头合成（主要的） 。高等植物的 CTK 是从头直接合成的。19. CTK 的生理作用：促进作用：促进细胞分裂，细胞膨大，地上部分化，侧芽生长，叶片扩大，叶绿体 发育，养分移动，气孔张开，偏上性生长，伤口愈合，种子发芽，形成层活动，根 瘤形成，果实生长，某些植物坐果。抑制作用：抑制不定根形成和侧根形成，延缓叶片衰老。20. 乙烯的生物合成：甲硫氨酸 S-

8、腺苷甲硫氨酸（SAM）1-氨基环丙烷 -1- 羧酸（ACC ）乙烯。各过程需要的酶分别是：甲硫氨酸腺苷转移酶、 ACC 合酶、有氧条件和 ACC 氧化酶。21. 乙烯的自我抑制的原因是抑制 ACC 合酶的合成或促进这种酶的降解；果实成熟、花衰老、 IAA 、物理伤害、寒害、干旱胁迫、水涝可引发乙烯的自我催化。22. 乙烯的生理作用（既促进营养器官的生长，又影响开花结实） ：促进作用： 促进解除休眠。地上部和根的生长和分化，不定根形成，叶片和果实脱 落，某些植物的花诱导形成，两性花中雌花形成，开花，花和果实衰老，呼吸跃变 型果实成熟，茎增粗，萎蔫。抑制作用：抑制某些植物开花，生长素的运转，茎和根

9、的伸长生长。23. 脱落酸（ABA ）的生物合成：异戊烯焦磷酸 （IPP）法尼焦磷酸 （C15）玉米黄质（C40）全反式堇菜黄素（ C40）9-顺-新黄素（ C40 ）黄质醛（ C15 ） ABA 醛 ABA24. ABA 的降解：氧化降解途径： ABA 红花菜豆酸（ PA）二氢红花菜豆酸（ DPA ） 结合失活途径： ABA 和糖或氨基酸结合形成没有活性的结合态 ABA ，其中主要是 ABA 葡糖酯（ ABA-GE ）和 ABA 葡糖苷。游离态 ABA 定位于胞质溶胶，结合态 ABA-GE 则累积于液泡。25. 赤霉素、细胞分裂素、和脱落酸三者之间的合成关系：甲瓦龙酸异戊烯焦磷酸（ IPP

10、）胡萝卜素脱落酸赤霉素 细胞分裂素26. ABA 的运输： ABA 运输不存在极性。 ABA 主要以游离态的形式运输，也有部分以脱落 酸糖苷形式运输。 ABA 既可在木质部运输，也可在韧皮部运输。27. ABA 的生理作用（与其他 4 种植物激素在植物发育过程中有拮抗作用） ： 促进作用：促进叶、花、果脱落，气孔关闭，侧芽生长，块茎休眠，叶片衰老，光 合产物运向发育着的种子，果实产生乙烯，果实成熟。 抑制作用：抑制种子发芽， IAA 运输，植株生长。28. 其他天然的植物生长物质：油菜素内酯（ BL）：促进细胞伸长和分裂。水杨酸（ SA）：诱导植物产热；在植物抗病过程中起重要作用；抑制ACC

11、转变为乙烯；诱导浮萍开花等等。茉莉酸（ JA）：促进乙烯合成，叶片衰老，叶片脱落，气孔关闭，呼吸作用，蛋白 质合成，块茎形成；抑制种子萌发， 营养生长，花芽形成，叶绿素形成， 光合作用。 多胺类 （腐胺、尸胺、精胺、亚精胺。鲱精胺 ）：促进生长，延迟衰老，适应逆境条 件。植物生长调节剂29. 植物生长调节剂可分为植物生长促进剂、植物生长抑制剂、植物生长延缓剂。30. 植物生长促进剂： 促进分生组织细胞分裂和伸长， 促进营养器官的生长和生殖器官的发 育，外施生长抑制剂可抑制其促进功能。种类有 4 类：生长素类、赤霉素类、细胞分 裂素、乙烯类。31. 植物生长抑制剂：抑制顶端分生组织生长，使植物丧失顶端优势，侧枝多，叶小，生殖 器官也受影响， 外施赤霉素类不能逆转这种抑制效应， 但外施生长素类可逆转其抑制效 应。分为 天然的植物生长抑制剂 （如：脱落酸、肉桂酸、香豆素、水杨酸、绿原酸、咖 啡酸和茉莉酸等） 和 人