高中生物第二册第5章生物体对信息的传递和调节55植物生长发育的调节学案2沪科版文档格式.docx
《高中生物第二册第5章生物体对信息的传递和调节55植物生长发育的调节学案2沪科版文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物第二册第5章生物体对信息的传递和调节55植物生长发育的调节学案2沪科版文档格式.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
一般来说,幼嫩细胞对生长素反应非常敏感,老细胞则比较迟钝。
(3)不同器官对生长素的反应敏感也不一样,根最敏感,茎最不敏感,芽居中。
(三)作用机理
生长素作用于细胞时,首先与受体结合,经过一系列过程,使细胞壁介质酸化和蛋白质形成。
最终表现出细胞长大。
二、赤霉素
赤霉素(gibberellins)是日本人黑泽英一从水稻恶苗病的研究中发现的。
作用机理
(一)促进生长
1.赤霉素显著地促进植物生长,包括细胞分裂和细胞扩大两个方面。
2.GA显著促进燕麦节间初段伸长的同时,细胞壁可塑性也增加。
3.赤霉素促进细胞生长和生长素促进细胞生长的作用机理不完全相同,表现在:
(1)生长素促进细胞延长与渗透吸水有关,而赤霉素对高直下胚轴的延长与细胞液渗透压浓度无关,但增加细胞壁的伸展性;
(2)生长素引起细胞壁酸化而疏松,而赤霉素不引起细胞壁酸化;
(3)生长素对细胞廷长的影响有较短的停滞期,而赤霉素的停滞期长达45min。
4.赤霉素促进细胞延长的原因
(1)有人用赤霉素消除细胞壁中Ca的作用来解释赤霉素促进细胞延长的原因。
(2)有人认为赤霉素阻止细胞壁的硬化过程。
赤霉素能抑制细胞壁过氧化物酶的活性,所以细胞壁不硬化,有延展性,细胞就延长。
在诱发细胞延长的同时,赤霉素也加强细胞壁聚合物的生物合成。
(二)促进RNA和蛋白质合成
赤霉素对a-淀粉酶合成的影响是控制DNA转录为mRNA,能一定程度地增强翻译水平,产生a-淀粉酶。
(三)、赤霉素的生理作用及应用
1.生理作用
(1)促进:
两性花的雄花形成,单性结实,某些植物开花,细胞分裂,叶片扩大,抽首,茎延长,侧枝生长,胚轴弯钩变直,种子发芽,果实生长,某些植物座果。
(2)抑制:
成熟,侧芽休眠,衰老,块茎形成。
2.生产上的应用:
(1)促进麦芽糖化,赤霉素诱发a-淀粉酶的形成用于啤酒生产;
(2)促进营养生长;
赤霉素对根的伸长无促进作用,但显著促进茎叶生长;
(3)防止脱落,可阻止花柄和果辆离层的形成,防止花果脱落,提高座果率;
(4)打破休眠。
三、细胞分裂素
(一)细胞分裂素发现
1.细胞分裂素类是一类促进细胞分裂的植物激素。
此类物质中最早被发现的是激动素。
2.发现过程:
1955年F.Skoog等培养烟草髓部组织时,偶然在培养基中加入放置很久的鲜鱼精子DNA,髓部细胞分裂就加快;
如加入新鲜的DNA,则完全无效;
可是当新鲜的DNA与培养基一起高压灭菌后,又能促进细胞分裂。
从DNA降解物中分离出一种物质—6-呋喃氨基嘌呤,它能促进细胞分裂,被命名为激动素。
3.把具有和激动素相同生理活性的天然的和人工合成的化合物,都称为细胞分裂素(cytokinin)。
(二)作有机理
1.细胞分裂素的结合位点
专一性、高亲和性的CTK结合蛋白
2.细胞分裂素对转录和翻译的控制
.细胞分裂素促进转录作用,激动素能与豌豆芽染色质结合,调节基因活性,促进RNA合成;
.促进翻译,细胞分裂素可以促进蛋白质的生物合成。
因为细胞分裂素存在于核糖体上促进核糖体与mRNA结合,形成多核糖体,加速翻译速度,形成新的蛋白质。
(三)细胞分裂素的生理作用及应用
1.细胞分裂素的生理作用如下:
(1).促进:
细胞分裂,地上部分化,侧芽生长,叶片扩大,气孔张开,偏上性,伤口愈合,种子发芽,形成层活动,根瘤形成,果实生长,某些植物座果。
(2)抑制:
不定根形成,侧根形成,叶片衰老(延缓)。
2几种生理作用与应
(1).促进细胞分裂和扩大,细胞分裂素的生理作用也是多方面的,它主要的作用是促进细胞分裂;
细胞分裂素也可以使细胞体积加大,但和生长素不同的是它的作用主要是使细胞扩大,而不是伸长。
(2)诱导芽的分化:
愈伤组织产生根或产生芽,取决于生长素和激动素依次的比值。
当激动素/生长素的比值低时,诱导根的分化;
两者比值处于中间水平时,愈伤组织只生长而不分化;
两者比值较高时,则诱导芽的形成。
(3).延缓叶对衰老:
延缓叶片衰老是细胞分裂素特有的作用。
细胞分裂素可以显著延长保绿时间,推迟离休叶片衰老。
原因有两个:
细胞分裂素抑制核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶和蛋白酶等的活性,延缓了核酸、蛋白质和叶绿素等的降解;
细胞分裂素促使营养物质向其应用部位移动;
激动素诱发定向运输。
四、脱落酸
植物在它的生活周期中,如果生活条件不适宜,部分器官(如果实、叶片等)就会脱落:
或者到了生长季节终了,叶子就会脱落,生长停止,进人休眠。
在这些过程中,植物体内就会产生一类抑制生长发育的植物激素,即脱落酸(abscisicacid,简称ABA)。
(一)脱落酸的结合位点
两种不同的观点:
1.以蚕豆叶片保卫细胞原生质体为材料证明,脱落酸专一地与质膜受体结合。
2.用棉花子房细胞的质膜和核做材料,发现脱落酸只与细胞核专一结合,而与质膜结合不专一。
(二)脱落酸抑制核酸和蛋白质合成
1.脱落酸只在转录水平上起作用,而不在翻译水平上起作用。
2.然而,许多试验也证明脱落酸抑制蛋白质的合成
脱落酸的生理作用和应用
(一)生理作用
叶、花、果脱落,气孔关闭,侧芽、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。
种子发芽,IAA运输,植株生长。
(二)几种主要生理作用的应用
1.促进脱落;
2.促进休眠;
3.提高抗逆性,脱落酸在逆境条件下迅速形成,使植物的生理发生变化,以适应环境,所以脱落酸又称为“应激激素”。
五、乙烯
1901年,俄国植物生理学家Neljubow报道,照明气中的乙烯会引起黑暗中生长的豌豆幼苗,产生“三重反应”,他认为乙烯是生长调节剂。
英国Gane(1934)首先证明乙烯是植物的天然产物。
美国Crocker等认为乙烯是一种果实催熟激素,同时也有调节营养器官的作用。
Burg(1965)提出,乙烯是一种植物激素,以后得到公认。
乙烯形成以后,还需要与金属(可能是一价铜)蛋白质结合,进一步通过代谢后才起生理作用。
银离子抑制乙烯作用,其原因可能是银离子取代金属蛋白质中的金属,而使金属蛋白质无法与乙烯结合。
EDTA是一种与金属结合的螫合物,所以Fe-EDTA也抑制乙烯的作用;
二氧化碳也抑制乙烯的作用,因为二氧化碳与乙烯竞争一个作用部位。
一般来说,与乙烯结合的膜蛋白质对热敏感,乙烯可促进核酸和蛋白质的合成
生理作用和应用
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,果实成熟,茎增粗,萎蔫。
某些植物开花,生长素的转运,茎和根的伸长生长。
乙烯是气体,在合成部位起作用,不被转运,但是乙烯的前体ACC在植物体内是能被运输的。
所以有人认为ACC才是激素,因为它符合植物激素的定义。
不过,这仅是一些人的观点。
(二)乙烯的生理功能的主要表现
1.促进细胞扩大:
黄化豌豆幼苗对乙烯的生长反应是“三重反应”。
即矮化、加粗、偏上生长。
2.促进果实成熟:
乙烯促进果实成熟的原因可能是:
增强质膜的透性,加速呼吸,引起果肉有机物的强烈转化。
3.促进器官脱落:
在叶片脱落过程中,乙烯能促进离层中纤维素酶的合成,并促使该酶由原生质体释放到细胞壁中,引起细胞壁分解,同时也刺激寓居区近侧细胞膨胀,叶柄便分离开。
(三)乙烯利在农业生产上的应用
1.果实催熟和改善品质;
2.促进次生物质排出,乙烯也能增加漆树、松树和印度紫檀等重要木本经济植物的次生物质的产量;
3.促进开花:
用乙烯利对菠萝灌心催花,开花提早,花期一致;
4.化学杀雄。
一、种子的休眠与萌发
种子是种子植物特有的繁殖器官,是植物生活周期的开始。
(一)种子萌发过程及期控制
1、种子萌发
1)概念:
种子解除休眠后,在适宜的条件下,胚转入活动状态,开始生长,这个生长过程称为种子萌发。
2)生长的顺序
吸水→膨胀→酶活性增强→物质转运→胚根突破种→胚芽生长→幼苗
3)萌发需要的外界条件
充足的水分:
适宜的温度,足够的氧气。
①水分:
在植物体中水分占大部分。
当原生质失水到一定阶段,变成凝胶状,代谢很弱,消耗很小。
水分多多代谢加强。
水对种子萌发的作用:
a种皮吸水变软、膨胀、改善透气条件,如O2。
b使原生质由凝胶变成溶胶状态,酶活性增强。
c水为各种物质运输提供介质
d胚的生长和细胞分裂需要水分
植物种在萌发过程中需水量不同,一般25—50%。
大豆120%、豌豆186%、花生40—60%、油菜48%、水稻40%
一般蛋白质高需多,含油脂高的需水量少。
②温度:
种子在萌发过程中要求适应有温度,才能萌发。
温度影响酶的活动和呼吸作用。
不同的植物对温度有不同的要求,一般高纬度地区的植物,萌发时要求温度较低;
一般低纬度地区的植物,萌发时要求温度较高。
温度的三基点:
最低点(开始生长),最适点(生长最快),最高点(停止生长)。
温度过低萌发慢,易烂种,适时插种。
温度过高呼吸加快,养分消耗过多,不利于幼苗根。
③氧气:
种子萌发需要能量来自呼吸代谢,它需要O2,当空气中为O210%时,才能萌发,低5%不能萌发。
④其它条件:
以上三种条件是种子萌发必备的条件,除此之外,还有其它条件,如光照,激素等。
据对光的反应将种子萌发分为:
需光种子:
如:
烟草、莴苣、要求满足光照光条件才能萌发。
嫌光种子:
西红柿、茄子、瓜类、光会抑制萌发。
(二)、幼苗类型
种子萌发→胚根突破种皮→胚轴生长伸长→胚菜发育。
根据胚轴伸长的部位不同将幼苗分为:
1)子叶出萌发幼苗:
在种子萌发过程中下胚轴伸长,将子叶顶出地面。
大豆、瓜类等。
2)子叶留土萌发幼苗:
在种子萌发过程中,上胚轴伸长,子叶留到土中,如:
蚕豆、玉米、小麦。
3)中类型:
播种深子叶留土,播种浅子叶出土。
二、植物营养生长的过程及其控制
1、植物生长的大周期(S形生长曲线)
在植物生长过程中表示不