植物生理学》课件第八章植物生长物质

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1、第一篇植物的物质生产和光能利用第二篇植物体内物质能量的转变第三篇植物的生长和发育第三篇植物的生长和发育新陈代谢是植物生长和发育的基础。生长（growth）是植物体积的增大，它是通过细胞分裂和伸长来完成的；发育（development）则指在整个生活史中，植物体的构造和机能从简单到复杂的变化过程，它的表现就是细胞、组织和器官的分化（differentiation）。在植物体的发育过程中，由于部分细胞逐渐丧失了分裂和伸长的能力，向不同方向分化，从而形成了具有各种特殊构造和机能的细胞、组织和器官。第六章植物生长物质植物在整个生长发育过程

2、中，除了需要大量的水分、矿质元素和有机物质作为细胞生命的结构物质和营养物质外，还需要一类微量的生长活性物质来调节与控制各种代谢过程，以适应外界环境条件的变化，这类物质称为植物生长物质。1.植物生长物质（plantgrowthsubstances）：是一些调节植物生长发育的物质。2.分类：（1）植物激素（planthormones或phytohormones）；（2）植物生长调节剂（plantgrowthregulators）。3.植物激素是指一些在植物体内合成，并从产生部位运送到作用部位，对生长发育产生显著作用的微量有机物；4.植物生

3、长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。目前，大家公认的植物激素有五类，即生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。前三类都是促进生长发育的物质，脱落酸是一种抑制生长发育的物质，而乙烯则主要是一种促进器官成熟的物质。有些生长调节剂的生理效能比植物激素的还好,在低浓度（1mmol/L）下对植物生长发育表现出明显的促进或抑制作用，包括生长促进剂、生长抑制剂、生长延缓剂等，其中有一些分子结构和生理效应与植物激素类似的有机化合物，如吲哚丙酸、吲哚丁酸等；还有一些结构与植物激素完全不同，但具有类似生理效应的有机化合物，如萘乙酸、

4、矮壮素、三碘苯甲酸、乙烯利、多效唑、烯效唑等。第一节生长素类一、生长素的发现1.生长素（auxin）是最早发现的一种植物激素。2.生长素发现的一些关键性试验：（1）英国的CharlesDarwin和他的儿子FrancisDarwin：胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光照下，产生某种影响，从上部传到下都，造成背光面和向光面生长快慢不同。（P168图8-1）P168图8-1（2）荷兰的F．W．Went（1928）实验图示用琼脂收集自燕麦胚芽鞘尖端输出的生长物质，然后把琼脂切成小块，放在去顶胚芽鞘的一侧，该胚芽鞘即使在黑暗中也会向没有琼脂

5、块的一侧弯曲，其弯曲程度在一定限度内与收集的生长物质的量呈正相关。证明促进生长的影响可从鞘尖传到琼胶，再传到去顶胚芽鞘，这种影响确是化学本质，Went称之为生长素。根据这个原理，他创立了植物激素的一种生物测定法-------燕麦试法，(胚芽鞘段伸长法)。定量测定生长素含量，推动了植物激素的研究。实验图示3.生长素的分离：荷兰的F．Kogl（1934）等从玉米油、根霉、麦芽等分离和纯化刺激生长的物质，经鉴定是IAA。这个工作大大推动了植物激素研究向前发展。4.生长素种类:植物体内的生长素类物质以IAA最普遍，植物体内还有其它几类.二、生

6、长素在植物体内的分布和传导1.分布：生长素在高等植物中分布很广，根、茎、叶、花、果实、种子及胚芽鞘中都有。但大多集中在生长旺盛的部分，而在趋向衰老的组织和器官中则甚少。2.含量：每克鲜重植物材料，一般含10～100ng生长素。3.生长素运输：（1）生长素运输方式：①通过韧皮部，运输方向则由两端有机物的浓度差决定.②极性运输(polartransport)：只能从形态学的上端向下端运输。仅限于胚芽鞘、幼茎幼根的薄壁细胞之间短距离运输。（P169图8-3）P169图8-3（2）运输的速度大约为1~2.4cm/h。（3）生长素的极性运输是主

7、动的运输过程：A.其运输速度比物理的扩散约大10倍；B.在缺氧的条件下会严重地阻碍生长素的运输；C.生长素可以逆浓度陡度运输。（4）极性运输机理尚不完全清楚，这里介绍化学渗透极性扩散学说（chemiosmotictheory）。化学渗透极性扩散学说：IAA在酸性环境中不易解离，主要呈非解离型（IAAH）较亲脂，易通过质膜；在碱性环境中呈离子型（IAA-）较难透过质膜。质膜的质子泵把ATP水解，提供能量，同时把H+释放到细胞壁，所以细胞壁的pH较低（pH5），此处的IAA主要呈IAAH，易透过细胞膜而进入细胞质；细胞质的pH较高(pH7

8、)，所以大部分IAA呈IAA-较难透过质膜而积累在细胞底部，因而呈极性运输。后来发现，质膜上有特殊的生长素－阴离子运输蛋白，大部分集中于细胞底部，可使IAA-被动地流到细胞壁，继而进入下一个细胞。（P170图8-5）P1