植物生理学教案第七章 植物生长物质

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1、第七章植物生长物质(plantgrowthsubstance)教学时数：8学时左右。教学目的与要求：使学生了解五大类植物激素的发现、作用及作用机理；掌握植物生长物质的研究和应用现状及应用方法；达到理论联系实际，能应用植物生长物质解决农、林、果、蔬及花卉生产中实际问题的目的。教学重点：植物生长物质的发现、作用、作用机理及应用。五大类植物激素的生物合成。教学难点：生长素极性运输的机理；五大类植物激素的作用机理。本章主要阅读文献资料：1.王镜岩主编：《生物化学》（第三版），高等教育出版社。2.宋叔文、汤章城主编：《植物生理与分子生物学》（第二版），科学出版社。3.王宝山主编

2、：《植物生理学》，科学出版社，2004年版。本章讲授内容：植物生长物质（plantgrowthsubstance）：是指一些能够调节和控制植物生长发育的物质。植物激素（planthormone）：天然的、内源的、含量低、作用明显。植物生长物质植物生长调节剂（plantgrowthregulator）：人工合成的、外源的、分子结构多样，其中一部分是模拟植物激素的结构而合成的。20世纪30年代至今，人们在高等植物体内陆续发现多种具有植物激素作用的物质，但被国际植物生长物质大会公布，即国际公认的仍为30～60年代（1934～1967）的5大类：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素

3、类、乙烯、脱落酸。第一节生长素类一、生长素的发现与化学本质生长素（auxin）是发现最早，研究最多的一类植物激素。1.1880年，CharlesDarwin（英国，达尔文）父子的植物向光性试验论文发表于1880年，题目：植物的运动本领。P.168图8-1：⑴正常完整胚芽鞘的向光弯曲；⑵和⑶.切去鞘尖或鞘尖遮光，胚芽鞘不发生向光弯曲；⑷.鞘尖戴透明小帽，胚芽鞘发生向光弯曲；⑸.鞘尖暴露单侧光，下部遮光，胚芽鞘发生向光弯曲。结论：只有胚芽鞘顶端能接受光的刺激，而引起胚芽鞘的向光运动。达尔文父子论文的要点：当胚芽鞘暴露于单侧光时，某些影响由上部传到下部，因而引起后者发生弯曲

4、。只有幼苗的顶端能接受光的刺激，当把幼苗遮光时，则不发生向光弯曲。2.1928年，F．W．Went（荷兰，温特）的试验P168图8-1：⑴.切下鞘尖置于琼脂块上，约1h后移去鞘尖；11⑵.琼脂切成小块，置于去顶胚芽鞘残桩的一侧，黑暗处。⑶.一段时间后，胚芽鞘向放琼脂小块的对侧弯曲。结论：胚芽鞘尖端的“影响”是一种促进细胞生长的物质，可通过琼脂块传递给胚芽鞘残桩。Went称其为“生长素”。Went创立的燕麦实验法，用来定量测定生长素（P170图）：在弯曲角度为0～200的范围内，燕麦胚芽鞘的弯曲度与琼脂块中生长素的含量成正比。生长素在琼脂块中的含量以燕麦单位表示。一个燕

5、麦单位——在黑暗处，22～23℃和相对湿度92%的条件下，使燕麦胚芽鞘弯曲10度时，2mm3琼脂小块中生长素的含量。3.1934年，K．Kögl（荷兰，郭葛）等人郭葛首先从人尿中分离提取出生长素从玉米油、燕麦胚芽鞘、麦芽等分离和纯化了生长素，经鉴定为：吲哚乙酸（indoleaceticacid，IAA）；后来证明植物体内还存在其他生长素类物质：苯乙酸（phenylaceticacid，PAA）、4-氯-3-吲哚乙酸（4-chloro-3-indoleaceticacid，4-Cl-IAA）、吲哚丁酸（indolebutyricacid，IBA）二、生长素在植物体内的分

6、布和传导1.分布生长素广泛分布于高等植物的各个组织和器官，一般在幼嫩的部位、生长发育旺盛的部位含量较高，而衰老的部位生长素含量较少。2.传导（运输）⑴运输特点：主要是极性运输；⑵运输通道为：韧皮部；⑶运输性质：是一种主动运输的过程（A.速度比扩散大10倍；B.缺氧呼吸受阻时运输也受阻；C.可逆浓度运输）；⑷运输机理：1997年，Goldsmith提出的化学渗透极性扩散假说。要点：由于韧皮部筛管细胞形态学上下两端膜上的组成不同（下端膜上有生长素阴离子运输蛋白，而上端无），以及细胞内外pH值的不同（外低内高），从而引起了IAA在筛管中的极性运输。具体内容（P170图8-5

7、）：①韧皮部筛管细胞膜具有ATP酶－H+泵，水解ATP释放能量将H+泵到膜外，造成膜外pH值低（pH=5）和膜内pH值高（pH=7）；②IAA（酸性）在膜外（酸性）呈分子态（不解离），亲脂的IAA分子易透过细胞膜而进入细胞；③膜内（pH值高）IAA分子解离（－和H+），IAA－不易透过细胞膜；④IAA－在细胞中移动到底部（下部）时，通过生长素阴离子（IAA－）运输蛋白被动到达下部膜外。⑤IAA－在膜外与H+结合为分子态，进入下一个筛管细胞。三、生长素的存在形式与代谢1.生长素的存在形式11游离型、结合型2.生长素的代谢1）生长素的生物合成植物体的幼嫩