植物生理学课件光敏色素.docVIP

第8章光形态建成 光控制植物生长、发育和分化的过程, 称为光形态建成. 1 光敏色素的发现和分布 发现： 顺次暴露在红光（R）和远红光（FR）后，莴苣种子的发芽情况： 光照处理 发芽率% 黑暗（对照） 8 R 98 R+FR 54 R+FR+R 100 R+FR+R+FR 43 R+FR+R+FR+R 99 R+FR+R+FR+R+FR 54 R+FR+R+FR+R+FR+R 98 分布： 光敏色素在植物体内的分布不均匀。 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含光敏色素较多。 黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗多20~100倍。 2 光敏色素的化学性质和光化学转换 2.1 化学性质 光敏色素是由两个亚基构成的二聚体，其单体是由一个发色团和一个脱辅基蛋白所组成的易溶于水的色素蛋白质。 生色团由排列成直链的四个吡咯环构成 发色团紧密地连接在蛋白质(脱辅基蛋白)上,当Pr变为Pfr时,蛋白质的结构也发生相应改变。 类型: Phy(：黄化组织光敏色素或光不稳定光敏色素或类型(光敏色素——在黄化幼苗中含量高,在光下不稳定; PhyⅡ：绿色组织光敏色素或光稳定光敏色素或类型Ⅱ光敏色素。在绿色组织中为主,光下相对稳定。 2.2 光化学转换 活体中,在一定的波长下,具生理活性的Pfr浓度和光敏色素的总浓度(Cp=Cpr+Cpfr)的比例被称为光稳定平衡Ф=[Pfr] / [Ptot] 不同波长的红光和远红光可以组合成不同的混合光, 能得到各种Ф值。 3 光敏色素的生理作用和反应类型 3.1 光敏色素的生理作用 已知有200多个反应受光敏色素的调节。 3.2 光敏色素调节的反应类型 根据反应的速度,可将光敏色素在光形态建成过程中参与调节的反应分为快反应和慢反应。 根据对光量的需求，可将光敏色素反应分为极低辐照反应、低辐照反应和高辐照反应。 4 光敏色素的作用机制 4.1 信号转导 4.2 膜假说 光敏色素的活跃形式Pfr直接与膜发生物理作用, 通过改变膜的一种或多种特性或功能而参与光形态建成。 棚田效应 信号转导： 红光(Pfr (跨膜Ca2+流动 (胞质 Ca2+增加( CaM活化 (激活肌动球蛋白轻链激酶 (肌动球蛋白收缩 (叶绿体转动 4.3 基因调节假说 光敏色素通过调节基因的表达而参与光形态建成。 光敏色素可以调节许多酶的活性。 5 蓝光和紫外光-B反应 5.1 蓝光反应 蓝光和近紫外光受体是吸收蓝光和近紫外光而调节形态建成、新陈代谢和向光性的一类光敏受体。 隐花色素 向光素 5.2 紫外光-B反应 UV-B受体是细胞内吸收280~320nm紫外光引起光形态建成反应的物质。 UV-B对植物生长发育和代谢都有影响。对细胞有一定程度的伤害作用。 思考题： 名词解释：光形态建成 黄化现象 光敏色素 类型I光敏色素 类型II光敏色素 隐花色素 向光素 紫外光-B受体 光稳定平衡 棚田效应 简答： 1 概述光敏色素的结构特点以及其产生、代谢与引起生理反应的可能途径。 2 归纳光敏色素的生理作用 3 根据对光量的需求和反应速度，光敏色素的反应可分为哪几种类型？ 4 光敏色素的作用机理主要有哪两种假说？它们怎样解释快反应和慢反应？ 5 蓝光受体和紫外光B区光受体分别对哪些区域的光起反应？ 6. 就“植物生长”而言,光起什么作用? 参与光合作用的光与参与光形态建成的光有何区别? 7 蓝光和紫外光对植物生长有哪些调节作用？