《光敏色素》PPT课件.ppt

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1、第九章光形态建成（photomorphogenesis）韭黄韭菜图外部信号对拟南芥植株生长和发育的影响自然界中的光黑暗中生长的幼苗光下生长的幼苗白化苗節間長,無葉綠素葉發育不良葉綠色節間短,枝葉發育茂盛外界条件光、温度、水分、矿物质等植物的生长发育遗传因素光以能量的方式影响植物的生长发育—光合作用间接作用,高能反应以信号的方式影响植物的生长发育—光形态建成直接作用,低能反应光敏色素的发现？光敏色素的性质？光敏色素的生理作用、作用机理？隐花色素的作用？紫外光-B受体的作用？主要内容Contents定义：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成

2、，就称为光形态建成(photomorphogenesis)。即光控制发育的过程。暗中生长的植物表现出各种黄化特征，茎细而长，顶端呈钩状弯曲，叶片小而呈黄白色，这种现象称为暗形态建成(skotomorphogenesis)。黑暗中生长的双子叶植物幼苗的下胚轴伸长、茎细长柔弱、顶端弯勾不伸直、叶片小且不扩展、缺乏叶绿素而呈白色或黄色，叶绿体发育不正常，许多酶的活性也低；黑暗中生长的单子叶植物上胚轴或第一节间特别长、叶片卷紧不伸展。暗形态建成(skotomorphogenesis），或称黄化现象（etiolation）环境光―――信号植物↓光受体―――接受信号↓↓―――信

3、号传导原初反应↓↓↓――选择调控发育反应植物的光形态建成过程示意图植物体中的光受体光敏色素，（phytochrome）感受红光及远红光区域的光(600-750nm)隐花色素（cryptochrome）和向光素（phototropin），感受蓝光和近紫外光区域的光(400-500nm)UV-B受体，感受紫外光B区域的光(280-320nm)光受体Lightreceptor在光形态建成过程中，光只作为一种信号去激发受体，推动细胞内一系列反应，最终表现为形态结构的变化。不同类型电磁波的波长、频率、能量关系植物的光受体光敏色素隐花色素UV-BR可见光谱红外紫外一、光敏色素的

4、发现1、莴苣种子萌发试验（1952）美国：红光（redlight）（波长650-680nm）促进莴苣种子发芽，而远红光（far-redlight）(波长710-740nm)逆转这个过程。莴苣种子萌发百分率的高低以最后一次曝光波长为准，在红光下萌发率高，在远红光下，萌发率低。9-1光敏色素结论：红光----远红光可逆反应的光受体可能是具有两种存在形式的单一色素。1983年成功分离出这种吸收红光-远红光可逆转换的光受体，称之为光敏色素（phytochrome）。2、黄化玉米幼苗的吸收光谱试验（1959）⑴幼苗经红光处理后，红光区域吸收减少，远红光区域吸收增多；⑵如果用远

5、红光处理，则红光区域吸收增多，远红光区域吸收消失。⑶红光和远红光轮流照射后，这种吸收光谱可多次地可逆变化。一、光敏色素的发现二、光敏色素的分布光敏色素分布在植物各个器官中。黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗多20100倍,各种植物的分生组织和根尖等部分的光敏色素含量较多。禾本科植物的胚芽鞘尖端，黄化豌豆幼苗的弯钩，各种植物的分生组织和根尖等部分的光敏色素含量较多。一般来说，蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏色素；在细胞中，膜系统、细胞溶胶和细胞核中都有光敏色素。光敏色素脱辅基蛋白（apoprotein）生色团（chromophore）三、光敏色素的化学性质光敏色素

6、是一种易溶于水的浅兰色的色素蛋白质，相对分子量为2.5×105。红光吸收型（redlight-absorbingform，Pr），吸收高峰在660nm远红光吸收型（far-redlight-absorbingform，Pfr），吸收高峰在730nmPr和Pfr的光学特性不同；Pr和Pfr在不同光谱作用下可以相互转换；Pfr是生理激活型，Pr是生理失活型。四、光敏色素的光化学转换Pr比较稳定，Pfr比较不稳定。在黑暗条件下，Pfr会逆转为Pr，降低Pfr浓度。在活体中，这两种类型的光敏色素是平衡的。这种平衡决定于光源的光波成分。总光敏色素Ptot=Pr+Pfr光稳定平

7、衡j:Pfr在光敏色素总量中所占的比例=[Pfr]/[Ptot]在自然条件下，决定植物光反应的值为0.01-0.05时就可以引起很显著的生理变化。如：莴苣幼苗达到平衡时，饱和红光的值是0.8，说明光敏色素的80%是远红光，20%是红光；如果说饱和远红光的值是0.025,说明光敏色素的2.5%是远红光，97.5%是红光.Pr与Pfr转变过程中，包括光反应和黑暗反应。光化学反应局限于生色团，黑暗反应只有在含水条件下才能发生。所以干燥种子没有光敏色素反应，而用水浸泡过的种子有光敏色素反应。前体合成Pr660nm730nmPfr[X]Pfr·X生理反应破坏暗逆转●