2022年医学专题—细胞分裂素(1).ppt

第四章：植物(zhw)的生殖與生長,第二節 影響植物(zhw)生長的因素,第一页，共三十八页。,光照(gungzho)對植物的影響,1.光是影響植物生長和發育的重要環境因子之一，對植物的影響包括：抑制節間延長、調節開花時間、向光性、引發日夜韻律性等。2.光照對植物的影響是透過光受器引起作用(zuyng)，以獲得最理想的能量以進行光合作用，並藉 以調整生長與發育。(1)光合色素。(2)光受體：可感應光的質(波長)、量(光強度)與持續的時間(光照與黑暗持續時間)。,第二页，共三十八页。,光照與光合作用(gungh-zuyng)速率,1.光強度增加，光合作用(gungh-zuyng)速率逐漸達最大值，稱為光的飽和點。2.不同植物光的飽和點的不同，若光強度繼續 增加，光合作用將因光照過度而受到抑制。如：C4植物飽和點比C3植物高。3.光照也會影響氣孔的 開閉，間接影響光合 作用的速率。,第三页，共三十八页。,光照(gungzho)對葉綠體分布的影響,1.植物的莖具有(jyu)向光性，以爭取較多的光照。2.光照影響細胞內葉綠體的分布與排列。在強光 照射下，葉綠體移到細胞邊緣，上下重疊以減 少對光線的吸收，避免葉綠素遭強光破壞。,黑暗(hi n),弱光,強光,第四页，共三十八页。,光照(gungzho)對葉片形態的影響,1.光照影響葉片的厚薄(hub)及大小：強光下-葉片較厚較小。2.光照影響葉肉組織的分化：強光下-葉肉中的柵狀組織細胞較長，海綿組織細胞層次較多。,第五页，共三十八页。,光照(gungzho)對植物生長發育的影響,1.光照(gungzho)下：幼苗胚軸短，葉發育良好並，有葉綠素。弱光（遠紅光）或黑暗中生長的幼苗胚軸較長，植株較纖細，葉不發育也不含葉綠素，呈黃化現象。2.紫外線也具有抑制莖延長、促使花青素合成等作用，所以高山植物一般都具有莖幹短矮、葉面狹小和花冠顏色鮮豔等特點。,韭菜(jici),韭黃,第六页，共三十八页。,光照(gungzho)與植物種子萌發,1.大豆、向日葵等種子萌芽則與光照(gungzho)無關，但某些種類與光照有關：(1)照光促進萌發：萵苣、菸草。(2)照光抑制萌發：青蔥、百合。2.萵苣種子實驗：在暗室內泡水後(1)以短暫的紅光處理：萌芽率高。(2)以遠紅光處理：萌芽明顯被抑制。(3)照紅光後，緊接著照遠紅光：抵消紅光促進種子萌芽的作用。,第七页，共三十八页。,最後一次的光照(gungzho)對萵苣種子萌發的影響最大,第八页，共三十八页。,溫度對植物(zhw)的影響,1.植物的生長與代謝作用皆有其最適宜溫度。溫帶地區的水稻、大麥等C3植物：25 亞熱帶或熱帶地區的玉米、甘蔗等C4植物：452.溫度超過適宜溫度範圍，對植物是一種逆境(njng)，酵素會被破壞，生長將受限制或甚至死亡。,A.四碳植物(zhw)；B.三碳植物。,第九页，共三十八页。,低溫對植物(zhw)的影響,1.植物暴露在低溫時常易受到 寒害。玉米、黃瓜、香蕉和 番茄等暴露在10左右的低溫 時就開始出現葉片凋萎(dio wi)和黃化，甚至褐化及組織壞死或代謝失常。2.耐寒植物細胞的細胞膜中含有較多的不飽和脂 肪酸，可保護細胞隔間及胞器不受損傷，維持 細胞功能(低溫下維持細胞膜的流動性)。3.低溫也能促進一些二年生植物的開花。,第十页，共三十八页。,水分(shufn)對植物的影響,1.當蒸散作用所耗損的水分超過所吸收的水分時，植物會發生凋萎現象。2.淹水時，土壤空隙充滿水分，造成(zo chn)通氣不良，會影響根的呼吸作用，根將因能量不足而爛死,第十一页，共三十八页。,水分(shufn)對植物的影響,南投縣 鹿谷鄉的忘憂森林。1999年的921集集大地震使此處形成堰塞湖，當地原有的柳杉因根部(n b)長期泡水而死亡。,第十二页，共三十八页。,植物(zhw)激素,1.極低濃度下具生理功能的有機物質。2.運送至目標細胞後，調節植物的生長與發育。3.同一種植物激素具有多種功能。4.相同激素，相同濃度，對不同的細胞作用不同（如：促進莖生長的生長素濃度會抑制根生長）5.激素彼此間可能(knng)具有加成促進或拮抗抑制效果,第十三页，共三十八页。,生長素(Auxin),1.天然生長素 吲哚乙酸（IAA）-能改變細胞壁結構，細胞 吸水產生膨壓，使細胞壁延長，體積增大(為不可逆的生長現象)。2.人工合成生長素：有些人工合成的化學物質，其結構與作用和天然植物激素(j s)相似，稱為植物生長調節劑。如：萘乙酸(NAA)、二氯苯氧乙酸(2,4-D),第十四页，共三十八页。,生長素促進細胞延長的機制,1.生長素活化細胞膜上的氫離子幫浦，利用主動運輸將 氫離子釋出至細胞壁中，活化胞壁擴張蛋白(dnbi)。2.細胞壁內的胞壁擴張蛋白，使細胞壁結構變得鬆軟，容易延伸、促進細胞壁的合成、促進細胞吸收水分，使體積增大。,第十五页，共三十八页。,生長素,1.分布(fnb)：主要集中在生長旺盛的部位，如：莖頂、根尖的分生組織、種子內的胚和嫩葉2.主要功能：促進細胞延長，使植物生長。3.促進莖生長的最適 生長素濃度，對根 反而造成抑制作用,第十六页，共三十八页。,生長素-造成(zo chn)頂芽優勢現象,1.頂芽存在時，會分泌生長素，抑制(yzh)側芽生長（距頂芽越近，受抑制越明顯）2.若去除頂芽，則側芽發育3.應用：摘掉頂芽，可增加茶葉產量,第十七页，共三十八页。,頂芽優勢實驗,第十八页，共三十八页。,生長素-促進發根,生長素可促進莖基部不定根的形成，以增加 扦插植物(zhw)的存活力。如：萘乙酸（NAA）能促進莖部不定根的形成,以NAA處理十天,第十九页，共三十八页。,生長素的功能(gngnng)(續),1.促進形成層細胞分裂，加速嫁接(jiji)傷口癒合。2.用於組織培養-搭配細胞分裂素使用。3.促進果實發育成熟-若移除發育中的草莓種子，則果實因缺少生長素而無法發育成熟 4.抑制離層的形成，以避免果實提早掉落。,第二十页，共三十八页。,生長素-抑制離層(防止(fngzh)落果),第二十一页，共三十八页。,吉貝素(gibberellins；GA),1.1926年黑澤英一抽取笨苗症水稻的濾出物，發現其具有(jyu)刺激莖延長並有抑制葉綠素形成 和抑制根生長的作用。2.1935年藪田貞治郎從感染水稻的真菌中分離 出一種化學物質，命名為吉貝素。3.1956年美國科學家從菜豆分離出綠色植物的 吉貝素。4,目前已發現的吉貝素超過130種。,第二十二页，共三十八页。,吉貝素的功能(gngnng),1.主要功能：可促進細胞分裂，使莖延長。2.蓮座型植物：缺乏合成吉貝素的酵素，葉子 正常(zhngchng)但節間小，植物體矮小。3.以吉貝素處理可使蓮座型植物增高，且植物 增長的高度與施加的吉貝素濃度有關。4.吉貝素對正常植株無促進生長的作用。,第二十三页，共三十八页。,吉貝素能促進莖的生長,A.未經處理而正常(zhngchng)生長的植株,B.以吉貝素處理正常(zhngchng)生長的植株,C.未經處理的蓮座型植株(zhzh),D.以吉貝素處理的蓮座型植株,第二十四页，共三十八页。,吉貝素的生物(shngw)分析法(bioassay),以標準曲線估算(sun)未知濃度的植株,第二十五页，共三十八页。,吉貝素的功能(gngnng)(續),1.吉貝素能破除芽及種子的休眠，促進萌發。例如：以吉貝素處理馬鈴薯塊莖，可以促進芽萌發。2.與離層素拮抗，促進單子葉植物(禾榖類)種子萌發。(1)胚合成(hchng)GA送到糊粉層。(2)GA使糊粉層產生澱粉水解酶。(3)酵素進入胚乳，分解澱粉產生葡萄糖，供幼苗發育,第二十六页，共三十八页。,吉貝素的功能(gngnng)(續),1.可誘導某些植物(葡萄、草莓、番茄和辣椒)單性結果，促進未受精的子房膨大，發育 成無籽果實。2.可阻止(zzh)花柄和果柄離層的形成，防止花、果脫落，此功能和生長素類似。,第二十七页，共三十八页。,想一想,正常(zhngchng)生長的葡萄果串，若用吉貝素處理，為什麼可使果粒變大、產量增加？吉貝素可使葡萄果串的節間延長，通風較佳，減少病蟲害，增加果實生長空間。,第二十八页，共三十八页。,細胞分裂(fnli)素,1.1957年史酷和米勒在進行菸草的組織培養時，發現細胞分裂素和生長素相互作用，可控制癒合組織(未分化(fnhu)的組織)根、芽的形成。2.細胞分裂素的作用較生長素高-芽或莖的分化 細胞分裂素的作用較生長素小-癒合組織會形成根。3.調整細胞分裂素和生長素濃度的比值，可誘導癒合組織形成完整的植株。,第二十九页，共三十八页。,生長素與細胞分裂素的比例，影響癒合組織的分化：1.切取一塊植物的組織消毒(xio d)後放入培養基中。2.培養基中生長素與細胞分裂素比例1：1時，則會形成 癒合組織。3.將癒合組織移入新的培養基，其生長素與細胞分裂素 之比值大於10：1時，則形成根。4.將已長根的癒合組織移入生長素與細胞分裂素之比值 小於10：1的培養基中，則長出莖和芽。,第三十页，共三十八页。,細胞分裂(fnli)素(cytokinin；CK),1.用於組織培養，可促進細胞分裂。2.可延緩細胞老化(抑制葉綠素及蛋白(dnbi)質的分解)噴灑於葉片上，可延長葉菜、花卉的保鮮時間3.能促進側芽生長，與生長素的頂芽優勢拮抗。4.代替光照，打破需光型種子(萵苣、菸草)的休眠,左：基因(jyn)轉殖菸草（能合成細胞分裂素）右：未轉殖菸草,第三十一页，共三十八页。,離層酸(abscisic acid；ABA),1.逆境激素：土壤缺水時，保衛細胞累積ABA，使其釋出K+，氣孔關閉，減少水分散失2.休眠素：(1)成熟的種子離層素多，吉貝素少，抑制種子 發芽。(2)頂芽與腋芽在秋冬休眠(氣溫，ABA)。3.拮抗作用：(1)抑制吉貝素促使(csh)單子葉種子萌發的作用。(2)消除生長素促進莖延長的作用。,第三十二页，共三十八页。,離層酸(離層素)與種子、芽的休眠(ximin),不能合成(hchng)離層素的種子在玉米穗上提早發芽長根,離層素促使芽休眠，以度過冬季(dngj)低溫逆境,第三十三页，共三十八页。,乙烯(y x)(Ethylene),1.分子最小的植物激素（氣態，分子式：C2H4）2.產生部位(bwi)：果實、花、種子、葉、根、受傷組織3.可促使果實成熟：又稱果實成熟激素，能 擴散到鄰近的果實間，使鄰近果實也產生乙烯,愈高濃度的乙烯(y x)愈快造成花朵枯萎,第三十四页，共三十八页。,乙烯促使離層形成(xngchng)導致落葉、落果,生長素，乙烯(y x)水解酶使離層細胞壁分解，導致花、果、葉片掉落,第三十五页，共三十八页。,乙烯(y x)-促進果實成熟,對照組,經乙烯(y x)處理的番茄,以乙烯催熟(cu sh),第三十六页，共三十八页。,乙烯(y x)研究的應用,將對乙烯不敏感的受體基因(jyn)轉殖到番茄，番茄在採收後100天仍可保持新鮮。,燃燒過程中產生乙烯(y x)，造成落葉,若乙烯濃度累積，果菜易腐爛,早期歐洲國家煤氣路燈附近的樹 幾乎都沒葉子，為什麼？,超市裝水果或蔬菜的塑膠袋為何要 打洞？,第三十七页，共三十八页。,内容(nirng)总结,第四章：植物的生殖與生長。以獲得最理想的能量(nngling)以進行光合作用，並藉。1.植物的莖具有向光性，以爭取較多的光照。RFRR。RFRRFR。RFRRFRR。最後一次的光照對萵苣種子萌發的影響最大。2.耐寒植物細胞的細胞膜中含有較多的不飽和脂。1.當蒸散作用所耗損的水分超過所吸收的水分時。2.細胞分裂素的作用較生長素高-芽或莖的分化。3.可促使果實成熟：又稱果實成熟激素，能。打洞,第三十八页，共三十八页。,