19.植物的调控系统

19植物的调控系统19.1植物激素1.向光性的研究导致植物激素的发现激素:在植物体内由特定组织或细胞合成，从产生部位输送到其他部位，对生理过程产生显著影响的微量有机物。作用力很强很低浓度就能引起很强反应半寿期短在细胞内不能积累，很快被分解破坏特异性对某种或某几种细胞有效靶细胞上有相应受体2.生长素、细胞分裂素和赤霉素趋促进作用⑴生长素促进幼苗中细胞的伸长生长素的主要功能是促进发育中的幼茎伸长。从植物体中分离得到的生长素是吲哚乙酸(indoleacetjacid，IAA)。生长素不仅能促进根和茎的伸长，也能促进茎长粗，因为它能引起维管分生组织中细胞的分裂从而引发维管组织的发育。喷洒人工合成的类似生长素物质，可以不经过受精作用而形成果实。用这种办法可以获得番茄、黄瓜、茄子等的无子果实。⑵细胞分裂素促进细胞分裂细胞分裂素(cytokinin)是促进细胞分裂的激素，生长活跃的组织，特别是根、胚和果实，都产生细胞分裂素。在进行组织培养时，细胞分裂素会促进细胞的分裂、生长和发育。细胞分裂素能延迟花和果实的衰老，给切花喷洒细胞分裂素有利于其保鲜。⑶赤霉素促使茎伸长，还有别的作用赤霉素是促进茎和叶的生长，加强生长素的作用.赤霉素和生长素在一起，能影响果实的发育，可以形成无子果实。用赤霉素溶液喷洒葡萄，可以得到无子葡萄，而且果实也长得特别大。赤霉素对许多植物的种子萌发也很重要。3.脱落酸和乙烯起抑制作用⑴脱落酸抑制植物体内许多过程脱落酸(abscisicacid，ABA)是最重要的，它是生长抑制剂。植物的种子在土壤中处于休眠状态，只有在大雨将其中的ABA洗净后才开始萌发。⑵乙烯引发果实的成熟和其他衰老过程乙烯是在果实中形成的，因为它是气体，所以很容易在细胞之间扩散，也能通过空气在果实之间扩散。如将未成熟果实放在一个塑料袋中，它们很快就会成熟，因为乙烯会在袋中积累，加速果实的成熟。4.植物激素在农业上有许多用途植物激素有多种用途，果实成熟的控制和无籽果实的生产就是两项应用。也可用激素控制果实的脱落时期，如喷洒生长素就可以控制柑橘和葡萄柚的落果，使之在未采摘时不脱落。19.2植物的生长响应和生物节律1.向性改变植物生长的方向植物对于环境中的物理刺激有多种响应。最明显和最灵敏的响应就是含羞草的响应。只要轻轻一碰，所有的小叶都向上合拢，4个小叶柄也合起来。植物的运动—向性向重性向光性感夜性感震性-含羞草植物的运动—感性2.植物有生物钟人体的脉博、血压、体温、细胞分裂速率、血细胞数目和代谢速率等等，都有昼夜节律。植物也是一样，许多豆科植物的叶子昼张夜闭，气孔昼开夜合等，都是一种与生俱来的昼夜节律。这种节律大概以24h为一周期，所以称为近似昼夜节律。植物的开花、种子的萌发以及休眠的开始和结束，都是在一年之中某个季节或时刻发生的。植物靠什么去感觉一年中的时间变化呢?环境给植物的这方面的信号是光周期，即昼夜的长短。春季昼长夜短，秋季昼短夜长，正是这种昼夜长短的变化影响着植物的许多过程.开花与光周期的关系，可将植物分为两大类，⑴短日植物:一般在夏末或秋冬季开花，即需要短的日照时间，菊花就是典型的短日植物。⑵长日植物:则在春末或夏初开花，要求长的日照时间。菠菜、莴苣、冬小麦等都是长日植物，例如，菠菜必须日照时间超过14h才开花。3.植物光敏素与生物钟有关夜间的长短决定着植物对季节的响应，那么植物又如何测量夜间的长短呢?这个问题还远未完全阐明，但已经肯定的是，有一类称为植物光敏素(phytochrome)的色素与此有关。红光和远红光的照射为什么会有这种可逆的效应呢?原因就在光敏色素。光敏色素是一种蛋白质，有：2种形式，彼此之间结构上稍有差异。一种形式吸收兰光，称为Pr，另一种形式吸收远红光，称为Pfr.Pr吸收红光后转变为Pfr，Pfr吸收远红光后又会变为Pr，Pfr在黑暗中也会慢慢地转变为Pr.19.3植物对植食动物和病菌植物在自然环境中也会遇到生物胁迫,主要是植食动物和各种病原微生物的侵害。因此，在进化过程中，植物也发展了许多种防御机制。植物防御动物的方法有：①物理方法:长刺.②化学方法:合成有恶臭或有毒的化学物质。如，有些植物产生一种异常的氨基酸，即刀豆氨酸，动物吃的刀豆氨酸太多，它能鱼目混珠，代替精氨酸掺入蛋白质中。由于刀豆氨酸与精氨酸的结构不同，所形成的蛋白质形状不正常，其功能也不正常，于是会引起动物死去。有些植物引诱一种动物帮助防御植食动物。如:有趣的例子：当毛毛虫咬食植物时，其物理的伤害以及毛毛虫唾液中的一种化学物质就会引发细胞内的一个信号转导过程，导致细胞产生一种专一的响应，即产生一种挥发性物质，而这种物质会引诱胡蜂。胡蜂将卵产在毛毛虫体内。胡蜂的幼虫吃尽毛毛虫，将其杀死。植物防御致病微生物的办法有两类：①阻止或避免侵害:植物的表皮就是阻止病原体入侵的屏障。②对抗入侵的病原体:受侵害的细胞会释放杀死微生物的分子，并向附近的细胞传递化学信号进行类似的防御。病原体的侵害也会引起植物细胞中的化学变化，使壁变得较坚固，从而延缓微生物的传布。植物有许多抗性基因，每种病原体有一组无毒性基因，所谓无毒性即对寄主为害相对较小。R基因的产物是植物细胞中的一种蛋白质—R蛋白，病原体的Avr基因产物则为另一种蛋白质—Avr蛋白。R蛋白与Avr蛋白之间能够发生专一的结合，这时植物就不会得病。