电大《植物生理学》期末复习指导 第6.7章

 

第6章  植物激素和生长调节物质

一、内容提要

植物激素和植物生长调节剂都属于植物生长物质，它们在植物的生长发育中起调节作用。现在被大家公认的植物激素有五大类：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯。

本章主要讨论五大植物激素在高等植物中的分布、运输、生物合成、主要生理功能和作用机理。

1．生长素类：生长素类中的吲哚乙酸是高等植物中发现最早分布很广的植物激素，主要产生于幼芽、幼叶、胚芽鞘、根和其它一些幼嫩的器官。吲哚乙酸是由色氨酸转变而来。现已发现植物体中IAA的合成存在非色氨酸途径。植物体中还含有4-氯吲哚乙酸、苯乙酸和吲哚丁酸等生长素类物质。生长素类可增加细胞壁的可塑性，促进细胞伸长，从而促进植物的生长，能促进生根，保持顶端优势，阻止器官脱落和影响花的性别分化等。生长素的作用机理目前流行的有酸生长学说和基因表达学说。属于生长素类的植物生长调节剂有萘乙酸，2,4-D等。

2．赤霉素类：赤霉素普遍存在于生物界。现在已发现126种。赤霉素是一种萜类化合物，由乙酰辅酶A经甲瓦龙酸途径合成。其合成场所主要在未成熟的种子、幼叶和根中。主要生理功能是促进整株植物的生长，打破休眠、促进抽薹开花、促进种子贮藏物质的转运、性别控制和单性结实等。促进整株植物生长的可能机制是促进顶芽分生组织的细胞分裂；刺激水解酶的活性，提供生长所需的能量和物质；提高细胞壁的可塑性。

3．细胞分类素类：天然存在的细胞分裂素有玉米、玉米素核苷、双氢玉米素和异戊烯基腺苷等。人工合成的主要有6-呋喃氨基嘌呤（激动素）和6-苄基氨基嘌呤，后者已在植物中发现，可能是一种天然激素。细胞分裂素的合成场所主要在根尖、未成熟果实和种子，其合成是由AMP和Δ-2-异戊烯焦磷酸经过一系列的酶促反应形成玉米素等，其主要的酶是异戊烯-AMP合酶。它们的主要生理功能是促进细胞分裂和细胞横向扩大；诱导芽的分化；抑制叶绿素降解和细胞衰老；拮抗顶端优势等。其作用机理是首先与受体蛋白结合引起一个原初反应，然后根据靶细胞的生理状况，引起一系列次级反应，最后导致一系列的生理生化变化。

4．脱落酸：脱落酸广泛存在于植物界。它的主要合成部位是老叶和根尖，其它如花、果实和种子也能合成。在高等植物中其合成途径主要为C₄₀的间接途径（类胡萝卜途径）。它主要以抑制方式调节植物的生长发育，它能抑制细胞分裂和伸长，还能促进脱落和衰老，促进休眠和气孔关闭及提高抗逆能力等。近来发现它也有许多促进作用。其作用机制可能是与受体蛋白结合后，引起一系列的反应，在多种水平上调节基因的表达，从而引起一系列生理生化过程的变化。

5．乙烯：乙烯在植物多种组织中都能被合成，在成熟的果实中含量相对较高。乙烯的直接前体是ACC，ACC的合成经过蛋氨酸循环，其主要的限速酶是ACC合酶。乙烯的主要生理功能是促进衰老和器官脱落，促进果实成熟，促进次生物质的排出和调节花器官的性别分化，促进开花等。人们认为乙烯在生物学系统中充当了一个信号分子的角色，具有“遇激而增，传息应变”的性质和作用。利用乙烯反应突变体对乙烯的受体及信号转导进行的研究已取得重大进展。

植物体中各种激素的相对水平和相互作用，调控着整个植物的生长发育过程。

6．其他植物生长调节物质：近年来，人们在植物中还发现了油菜素内酯、多胺、茉莉酸及其甲酯、水杨酸等多种生长调节物质，正受到人们的关注。

植物生长调节物质在农业生产中得到广泛的应用，并具有广泛的应用前景。

（一）基本内容

1.植物激素的发现

2.植物激素的代谢（生物合成、降解、钝化）

3.植物激素在植物体内的运输和分布

4.植物激素的生理作用

5.植物激素的作用机理

6.植物生长调节剂的种类及其在农业上的应用

（二）重点

1.五大植物激素主要的生理作用（注意它们之间的区别和联系）

2.生长素的作用机理、赤霉素对大麦种子α-淀粉酶的诱导，细胞分裂素延缓叶片衰老的机理，乙烯促进果实成熟的机理

3.五大激素合成途径（不记过程）及前体物质，乙烯生物合成的调节

4.生长调节剂在农业上的主要应用

（三）基本概念

植物激素  植物生长调节剂  植物生长物质  极性运输  激素受体