《光形态建成》课件.ppt
《《光形态建成》课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《光形态建成》课件.ppt(43页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第九章光形态建成第九章光形态建成 第一节第一节 光敏色素的发现和性质光敏色素的发现和性质第二节第二节光敏色素的分布、生理作用与反应类型光敏色素的分布、生理作用与反应类型第三节第三节 光敏色素的作用机理光敏色素的作用机理第四节第四节 蓝光和紫外光反应蓝光和紫外光反应第九章第九章 光形态建成光形态建成光对植物光对植物的影响的影响为光合作用为光合作用提供提供能量能量作为环境作为环境信号信号调节植物的生调节植物的生理过程理过程失绿失绿叶片小叶片小叶片叶片卷曲卷曲胚芽鞘胚芽鞘延长延长光下生长的玉米黑暗中生长的玉米光下生长的玉米黑暗中生长的玉米etiolation失绿叶片小胚轴延长顶端呈钩状不展开黄化黄化
2、光下生长的大豆黑暗中生长的大豆光下生长的大豆黑暗中生长的大豆光形态建成:光形态建成:依赖光控制细胞的分化、依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变,最终汇集成组织和结构和功能的改变,最终汇集成组织和器官的建成,称为器官的建成,称为光形态建成光形态建成。是是低能低能反应反应;作为一个作为一个信号信号影响植物的生长发育影响植物的生长发育;暗形态建成:暗形态建成:暗中生长的苗表现出各暗中生长的苗表现出各种黄化特征,这种现象称暗种黄化特征,这种现象称暗形态建成形态建成。能接受光质、光强、光照时间、光照方向能接受光质、光强、光照时间、光照方向等信号的变化,进而影响植物的光形态建等信号的变化,进而影响植物的
3、光形态建成的微量色素被称为成的微量色素被称为光受体光受体。光敏色素光敏色素:感受红光及远红光区域的光;:感受红光及远红光区域的光;隐花色素和向光素:感受蓝光和近紫外区隐花色素和向光素:感受蓝光和近紫外区域的光;域的光;紫外光紫外光-B-B受体:感受紫外光受体:感受紫外光B B区域的光;区域的光;第一节第一节 光敏色素的发现和性质光敏色素的发现和性质一、光敏色素的发现一、光敏色素的发现二、光敏色素的性质二、光敏色素的性质第一节光敏色素的发现和性质第一节光敏色素的发现和性质(一)莴苣种子的发芽实验(一)莴苣种子的发芽实验(1952年)年)一、光敏色素的发现一、光敏色素的发现莴莴苣苣种种子子在在红红
4、光光和和远远红红光光下下中中的的萌萌发发照光情况照光情况发芽率()发芽率()黑暗(对照)黑暗(对照)8R76R+FR6R+FR+R74R+FR+R+FR6R+FR+R+FR+R76R+FR+R+FR+R+FR7R+FR+R+FR+R+FR+R74交替地暴露在红光(交替地暴露在红光(R R)和远红光()和远红光(FRFR)下莴苣种子的发芽率)下莴苣种子的发芽率几点结论:几点结论:1、莴苣种子的萌发受光照促进;、莴苣种子的萌发受光照促进;2、莴苣种子的萌发可被红光(、莴苣种子的萌发可被红光(650-680nm)促进,被远红光)促进,被远红光(710-740nm)抑制;抑制;3、在红光和远红光交替照
5、射时,莴苣种、在红光和远红光交替照射时,莴苣种子的萌发率决定于最后一次照射的子的萌发率决定于最后一次照射的光质光质,与,与交替的交替的次数次数无关;无关;设想设想:植物中存在一种在红光和远红光作用下植物中存在一种在红光和远红光作用下能够能够可逆转变可逆转变的色素系统。的色素系统。(二二)黄化玉米幼苗的吸收光谱试验黄化玉米幼苗的吸收光谱试验(19591959年)年)幼苗经红光处理后,红光区域吸收减少,远红幼苗经红光处理后,红光区域吸收减少,远红光区域吸收增多;光区域吸收增多;如果用远红光处理,则红光区域吸收增多,远如果用远红光处理,则红光区域吸收增多,远红光区域吸收消失。红光区域吸收消失。红光和
6、远红光轮流照射后,这种吸收光谱可多红光和远红光轮流照射后,这种吸收光谱可多次地可逆变化。次地可逆变化。上述结果说明:这种红光上述结果说明:这种红光-远红光可逆反应的光受远红光可逆反应的光受体可能是具有两种存在形式的体可能是具有两种存在形式的单一色素单一色素。之后成功分离出这种吸收红光之后成功分离出这种吸收红光-远红光可逆转换的远红光可逆转换的光受体,称之为光受体,称之为光敏色素光敏色素。易溶于水易溶于水的浅蓝色的色素蛋白质的浅蓝色的色素蛋白质,以以二聚体二聚体形形式存在。式存在。每一个单体由每一个单体由一个线状的四吡咯环的一个线状的四吡咯环的生色团生色团和和脱辅基蛋白脱辅基蛋白组组成,成,二者
7、以二者以硫醚键硫醚键连接连接。二、光敏色素的性质二、光敏色素的性质(一一)光敏色素的化学性质光敏色素的化学性质多肽多肽硫醚键硫醚键红光红光PrPfr生色团与脱辅基蛋白的装配生色团与脱辅基蛋白的装配光敏色素有两种形式:光敏色素有两种形式:吸收红光吸收红光(R)(R)的的PrPr型:型:最大吸收峰在红光区最大吸收峰在红光区的的660nm,生理钝化型。,生理钝化型。吸收远红光吸收远红光(FR)(FR)的的PfrPfr型:型:最大吸收峰在远最大吸收峰在远红光区的红光区的730nm,生理活化型。,生理活化型。两种类型可以相互转换两种类型可以相互转换:PrPrPfrPfr红光红光远红光远红光(二二)光敏色
8、素的光学性质光敏色素的光学性质(三三)光敏色素的基因和分子多样性光敏色素的基因和分子多样性多基因家族,拟南芥中至少存在多基因家族,拟南芥中至少存在5个基因个基因PHYAPHYA,PHYBPHYB,PHYCPHYC,PHYDPHYD,PHYEPHYE。不同。不同基因编码的蛋白质有各自不同的时间、基因编码的蛋白质有各自不同的时间、空间分布,有不同的生理功能。空间分布,有不同的生理功能。(四四)光敏色素的光化学转换光敏色素的光化学转换PrPr和和PfrPfr的在可见光波段上有相当多的重叠,的在可见光波段上有相当多的重叠,因此在自然光照下植物体内同时存在着因此在自然光照下植物体内同时存在着PfrPfr
9、型型和和PrPr型两种形式。型两种形式。饱和饱和红光红光为为0.80.8饱和饱和远红光远红光0.0250.025自然条件下,决定植物光反应的自然条件下,决定植物光反应的值为时就值为时就可以引起很显著的生理变化。可以引起很显著的生理变化。PfrPfrPfr+Pfr+PrPrPr和和Pfr的转变包括的转变包括光化学光化学反应和反应和黑暗黑暗反应,反应,光化学光化学反反应局限于应局限于生色团生色团,黑暗黑暗反应只有反应只有在有在有水水的条件下才能发生。这就可以解释的条件下才能发生。这就可以解释为什么干种子没有光敏色素反应,而用水为什么干种子没有光敏色素反应,而用水浸泡后的种子有光敏色素反应。浸泡后的
10、种子有光敏色素反应。前体前体660nm730nmPfrXPfr.X生理生理反应反应Pr合成合成破坏破坏暗逆转暗逆转第二节第二节 光敏素的分布、生理作用和反应类型光敏素的分布、生理作用和反应类型二、光敏色素的生理作用二、光敏色素的生理作用一、光敏色素的分布一、光敏色素的分布三、光敏色素调节的反应类型三、光敏色素调节的反应类型 从藻类到被子植物;从藻类到被子植物;各种器官组织各种器官组织中;中;植物分生组织和幼嫩器官,植物分生组织和幼嫩器官,含量较高含量较高。通常通常黄化苗中黄化苗中光敏色素含量比光敏色素含量比绿色组织中高绿色组织中高出出5050100100倍。倍。主要部位:主要部位:质膜、线粒体
11、、质体和细胞质。质膜、线粒体、质体和细胞质。一、光敏色素的分布一、光敏色素的分布第二节第二节 光敏素的分布、生理作用和反应类型光敏素的分布、生理作用和反应类型黄化豌豆幼苗中光敏素的分布图黄化豌豆幼苗中光敏素的分布图 二、光敏色素的生理作用二、光敏色素的生理作用生理作用十分广泛,它影响植物的一生。生理作用十分广泛,它影响植物的一生。光敏色素的快反应(以分秒计):光敏色素的快反应(以分秒计):棚田效应:棚田效应:指离体绿豆根尖在红光下诱指离体绿豆根尖在红光下诱导膜产生少量正电荷,所以能粘附在带负电导膜产生少量正电荷,所以能粘附在带负电荷的玻璃表面,而远红光照射则逆转这种粘荷的玻璃表面,而远红光照射
12、则逆转这种粘附现象。附现象。光敏色素的慢反应(以小时和天数计):光敏色素的慢反应(以小时和天数计):如红光促进如红光促进莴苣种子莴苣种子的萌发。的萌发。三、光敏色素的反应类型三、光敏色素的反应类型根据对光量的需求,反应分为根据对光量的需求,反应分为3 3种类型:种类型:1.1.极低辐照度反应:极低辐照度反应:可被可被mol/mmol/m2 2的光诱导的光诱导;在在值仅为值仅为0.00020.0002时就满足反应条件;时就满足反应条件;遵守反比定律遵守反比定律,即反应的程度与光辐,即反应的程度与光辐照度和光照时间的乘积成正比;照度和光照时间的乘积成正比;由于远红光使由于远红光使97%97%的的P
13、frPfr正常地转化为正常地转化为PrPr,仍保,仍保留留3%3%的的PfrPfr,所以红光反应不能被远红光逆转所以红光反应不能被远红光逆转。黑暗中燕麦胚芽鞘的伸长,拟南芥种子的萌发黑暗中燕麦胚芽鞘的伸长,拟南芥种子的萌发2.2.低辐照度反应低辐照度反应所需的光能量为所需的光能量为1-1000mol/m1-1000mol/m2 2;典型的典型的红光红光-远红光可逆反应远红光可逆反应。反应可被。反应可被一个短暂的红闪光诱导,并可被随后的远一个短暂的红闪光诱导,并可被随后的远红光照射所逆转;红光照射所逆转;在未达到光饱和时,在未达到光饱和时,遵守反比定律遵守反比定律;莴苣种子需光萌发莴苣种子需光萌
14、发属于这一类型;属于这一类型;3.3.高辐照度反应高辐照度反应反应需要持续的强的光照,其饱和光照反应需要持续的强的光照,其饱和光照比低辐照度反应强比低辐照度反应强100100倍以上。倍以上。光照时间愈长,反应程度愈大,不遵守光照时间愈长,反应程度愈大,不遵守反比定律。反比定律。红光反应也不能被远红光逆转红光反应也不能被远红光逆转。花色素苷的形成,天仙子开花的诱导。花色素苷的形成,天仙子开花的诱导。第三节光敏色素的作用机理第三节光敏色素的作用机理一、膜假说一、膜假说二、基因调节假说二、基因调节假说第三节光敏色素的作用机理第三节光敏色素的作用机理光是如何引起植物的形态建成光是如何引起植物的形态建成
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 光形态建成 形态 建成 课件
限制150内