第八章 植物生长物质
植物生长物质概述 生长素类 赤霉素类
重难点
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
植物激素间的相互作用
思考题
第七八章 植物生长物质
【重、难点提示】4学时讲授
植物激素和生长调节剂的概念 植物五大类激素的特点、生理作用 植物五大类激素的作用机理及其应用
返回
2
植物生长物质概述
❖植物生长物质：调节和控制植物生长发育的物质 ❖分类：主要有植物激素、植物生长调节剂
脱落酸—是一种以异戊二烯为基本单位组成的含15
个碳原子的倍半萜羧酸。
返回
58
二 ABA的分布与运输
❖ ABA存在被子植物、裸子植物、蕨类植 物中，而苔类和藻类中是半月苔酸
❖ ABA无极性运输，运输速度快，主以游 离态运输。
❖ 运输部位 ❖ 运输方向
返回
59
三 ABA的生物合成与代谢
➢ 甲瓦龙酸途径：经胡萝卜素转变而成*
（2）生长调节剂—人工合成的具有植物
激素活性的激素类物质
特点：很经济、不易受植物体酶的分解
种类：萘乙酸NAA、 2.4-D、IBA、6- BA
返回
5
第一节生长素类
生长素类：是和内源生长素（吲哚乙酸）具有相同
或相似作用的合成或天然物质的统称.
一、 生长素的发现
1880年 ,Darwin的向光性实验导致生长素最早发现。
N
H
吲哚乙酸
NH3
IAA也有非色 氨酸途径
（二）IAA的降解：两种 1、酶促降解：
不脱羧降解，脱羧降解： IAA氧化酶
需Mn+2、单元酚， 起氧化酶作用的
过氧化物酶
CH2COOH
N
HH
CH2COOH
CO2
CH2
O2
NO
H
3-亚甲基羟吲哚（脱羧降解）
NO
H 羟（二羟）吲哚-3-乙酸 （不脱羧降解）
2、光氧化
❖生长素极性运输的证据
(1) 运输速度是物理扩散的10倍 (2) 需能，依赖有氧呼吸，与温度有关 (3) 可逆浓度梯度运输 抑制剂：三碘苯甲酸TIBA、萘基邻氨甲酰苯甲酸NPA
❖ 生长素极性运输机理
1977，Goldsmith化学渗透极性扩散假说
三 生长素的代谢
（一）生长素的生物合成：
合成部位：主为叶原基、嫩叶、发育中的种子 IAA合成四条途径：前体物主要为色氨酸
3 加强壁物质的合成
返回
48
（三）GA3调节IAA的水平促进伸长
赤霉素与生长素形成的关系
可能GA依赖于IAA诱发细胞壁酸化
GA3
调节
（抑制）
IAA氧化酶 过氧化物酶
促进
降解
蛋白酶 蛋白质 色氨酸 IAA 生长
返回
49
140 下
长
130 胚
伸
120 轴
110 长
100 度
酶 100
0︹
活 90
与
性 80
强光
吲哚乙酸
核黄素
亚甲基羟吲哚 吲哚醛
返回
23
（三）IAA的转变： 自由型
束缚型IAA作用：
⑴ 作为贮藏形式 ⑵ 作为运输形式 ⑶ 解毒作用 ⑷ 防止氧化 ⑸ 调节自由型生长素的含量
束缚型
返回
24
生物合成 结合
运输
自由生长 素水平
区域化 （液泡？）
生物降解
自由生长素水平的调节途径
四 生长素生理作用
2 信号转导： 3 细胞分裂素调节蛋白质的合成：调控tRNA
作用于细胞分裂的质分裂
返回
56
细胞分裂素处理子叶成为营养库（黑斑表示放射自 显影法所显示的放射活性氨基酸分布
第四节 脱落酸
一 脱落酸（ABA）的发现与结构
8´ 9´
6`
5
3
5´ 1´
4
2
O 4´
OH 2´
1 COOH
3´ 7´
ABA 分子式：C15H20O4
游离态：定位于细胞质，正常时少 结合态：累积于液泡胁迫时，大量转为游离态。
返回
62
ABA降解：氧化作用
四 ABA的生理作用及应用
1 抑制细胞组织的伸长和分裂 2 促进芽和种子休眠 3 促进气孔关闭，提高抗逆性 4 抵消GA对水解酶的诱导(图） 5 对植物开花的作用 6 促进脱落、衰老与成熟（图）
证明它就是吲哚乙酸：C10H9O2N
吲哚乙酸（IAA）
天然生长素类
人工合成生长素
二、 生长素的分布和运输
运输
⑴ 极性运输：主动运输，局限于胚芽鞘
细胞和幼茎、幼根薄壁细胞间短距离、 单方向运输。
⑵无极性运输： 无极性，被动运输，通
过韧皮部
返回
16
极性运输：IAA只能从形态学上端向下端运输。
A
B
➢合成场所：老叶叶绿体、根尖质体为主 ➢PH比较：细胞质6.5，液泡4.5，叶绿体7.5 ；因
ABA是弱酸，故ABA以离子化状态大量积累在叶绿体。
叶肉细胞内ABA的分布
FPP
类萜途径
类胡萝卜素途径
➢代谢：
*氧化降解途径 *结合失活途径：与糖或氨基酸结合，主为ABA
葡糖酯ABA-GE、 ABA葡糖苷——运输形式
NH –R1
6
N1
5
2
4
R2 3
N
N
7
8
9 N R3
细胞分裂素通式及其他
（三）存在形式、分布与运输
➢ 存在形式：自由型、结合型（与G结合为贮存形式）
➢ 分布：细胞分裂旺盛部位
➢ 根部合成的通过木质部向上运输，少数在叶片合成的 通过韧皮部运输，另茎尖、发育的种子果实也可合成
返回
53
二、CTK生理作用及应用
特点 反应速度慢（生长速度在16小时内保
持恒定或缓慢下降
返回
33
生 长 素 的 基 因 激 活 假 说 图 解
六 人工合成的生长素及其应用
1、 种类：吲哚丙酸IPA，吲哚丁酸IBA，萘乙酸
NAA，2，4- D 2，4，5- T，萘氧乙酸NOA
抗生长素：与生长素竞争受体，对生长素有专一
抑制效应，如PCIB
❖ 生长素受体在内质网膜上：主要
——生长素结合蛋白1（ABP1），是糖蛋白
❖ 生长素受体在质膜外：少
原生质体膨胀，H+泵的活化 诱导质膜超极化促进胞壁松弛，IAA快速反应 促进蛋白质合成，IAA慢反应
返回
30
1、IAA快反应（酸生长学说）
*弹性：可逆的伸展能力
*塑性：不可逆的伸展能力
IAA增加细胞壁可塑性（伸展性）促进生长？
不同营养器官对不同浓度生长素的反应
五 生长素的作用机理
(一）生长素诱导生长的动力学
10
可 塑 性 的5 弯 曲 度
性 塑 可长 生
0
10-8
10-7
10-6
IAA的浓度(M)
4
生 长 2 (mm)
0 10-5
（二）生长素促进生长的机理
❖激素必须与靶细胞（或质膜上）的受体结合转变为胞 内信号才能启动特定的生化反应，调节特定基因的表达。
合成的化合物通称为CTK或CK
（二）细胞分裂素的种类
天然
游离型：玉 玉米 米素 素Z核、苷异[9戊R]烯Z、基二腺氢苷玉[9R米]素ip [diH]Z、
种
存在tRAN中
反式玉米素核苷、 [9R]Z、 甲硫基玉米素核苷、 [9R]ip
类
人工合成：KN、6-BA、PBA、二苯脲（无腺嘌呤结构）
返回
51
2 结构：腺嘌呤衍生物
调节GA生物合成的酶主要有两种：
GA20 – 氧化酶、GA3 – 氧化酶
调节GA代谢的酶有一种：
GA2 – 氧化酶（钝化）
返回
39
四 GA存在形式：
➢自由型、束缚型
返回
40
五 赤霉素生理作用及应用
（一）组织、器官水平的作用
1 促进茎、叶的伸长：显著，水稻“三系”制种，
喷施GA减少包穗程度，提高制种产量。
2、 结构与功能的关系 3、 农业上的应用
第二节 赤 霉 素 类 一 赤霉素类的发现：现发现有126种 1 GA3的结构：双萜，四个环，
O
H
A
C
CO B
HO
H
D
OH
最常见
GA3分子式 C19H22O6
CH3 COOH
CH2
GA3结构特点：C19 、C20 两类，前者多，活性高
有内酯环、B环上有羧基（故呈酸性）、D环具有亚甲基、具 一定的立体配位结构、由A、B、C、D四个环组成一个赤霉素 烷环。不同GA其双键、羟基数目和位置不同。
IAA和质膜上质子泵H+-ATPase结合使之活化，质子 泵将质子泵到细胞壁，使细胞壁酸化，PH降低
特点：反应速度快（其速率在30~60分钟达最高）
生长素酸生长理论图解
2、IAA慢反应（基因激活学说）
促进了核酸和蛋白质的合成
IAA 诱导RNA 胞外[H+] ↑ 细胞伸长
促进RNA和蛋白质合成 壁组分合成 持久性生长
返回
43
（三）分子水平的作用
GA增加细胞壁伸展性与它提高木葡聚糖内转糖 基酶XET活性有关。木葡聚糖是初生壁的主要成 分，XET把木葡聚糖切开，重新形成另一个木葡 聚糖分子，再排列为木葡聚-纤维素网。XET利 于伸展素穿入细胞壁，因此伸展素和XET是GA 促进细胞延长所必需的。
返回
44
1、增加核酸的含量
返回
36
赤霉素
二、 分布、运输 三、 GA3的生物合成：
合成部位：发育的种子果实、根尖、茎尖 细胞内的部位：质体、内质网、细胞质。