贵州大学：《植物生理学》课程教学资源（课件讲稿）第九章 植物的光形态建成

第九章植物的光形态建成第一节光受体第二节光形态建成反应第三节光形态建成的反应机理

第一节 光受体 第二节 光形态建成反应 第三节 光形态建成的反应机理 第九章 植物的光形态建成

光是影响植物生长发育的重要环境因子。参与绿色植物光合作用调节植物整个生长发育

2 光是影响植物生长发育的重要环境因子。 参与绿色植物光合作用 调节植物整个生长发育

√植物通过光合作用把光能转化成为化学能贴存起来。√光还能以环境信息的形式作用于植物，调节植物的分化、生长和发育使其更好地适应外界环境光作为环境信号，调节许多生命活动，如：种子萌发、黄化苗转绿茎叶发育、向光性生长、气孔运动、花芽分化以及器官衰老等。光形态建成（photomorphogenesis）：光控制细胞分裂分化，引起细胞结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官，这种调节通过信号转导，改变生理代谢或诱发基因表达，即光控发育的过程

✓ 植物通过光合作用把光能转化成为化学能贮存起来。 ✓ 光还能以环境信息的形式作用于植物，调节植物的分化、生长和发育， 使其更好地适应外界环境。 光作为环境信号，调节许多生命活动，如：种子萌发、黄化苗转绿、 茎叶发育、向光性生长、气孔运动、花芽分化以及器官衰老等。 光形态建成(photomorphogenesis)：光控制细胞分裂分化，引起 细胞结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官，这种调节通过信号转 导，改变生理代谢或诱发基因表达，即光控发育的过程。 3

光形态建成(photomorphogenesis光控制细胞的生长分化、结构和功能的改变最终汇集成组织和器官的形态建成暗形态建成（skotomorphogenesis）黑暗中或弱光下生长的幼苗，机械组织不发达、顶端呈弯钩状，叶片不能展开，叶绿素合成受阻。黄花幼苗含有全部遗传信息，但是大部分基因不表达。光黑暗

光形态建成（photomorphogenesis） 光控制细胞的生长分化、结构和功能的改变， 最终汇集成组织和器官的形态建成。 暗形态建成(skotomorphogenesis) 黑暗中或弱光下生长的幼苗，机械组织不 发达、顶端呈弯钩状，叶片不能展开，叶 绿素合成受阻。黄花幼苗含有全部遗传信 息，但是大部分基因不表达。 4

phy00光合作用：光能转变为化学能蒸伸长抑制phy.cry,phy,cry,UVRsZTLUVRS种子萌发弯钩张开phy子叶扩大phy,cry叶绿体发育phy抗病抗递幼苗去黄化cry,phy叶绿素合成phy光形态建成：光作为信号激发phy.ry.UVRs微弱光OHHO衰老脱落受体，传递光信号，推动细胞黑暗蓝光O一糖photOH花色素苷合成内一系列反应，最终形态结构phy.cry.UVR8细胞核定位植物生长发育发生变化。phot避阴反应黑暗光形态建成反应贯穿始终光照phy,ery,黑暗ZTL,UVR8聚光反应避光反应生物钟叶绿体运动photphy,cry.ZTL红光红光+蓝光A开花诱导叶片延展和定位phot,cryphot,cry气孔运动向光反应

5 微弱光 光形态建成反应贯穿始终 光合作用：光能转变为化学能 光形态建成：光作为信号激发 受体，传递光信号，推动细胞 内一系列反应，最终形态结构 发生变化

光形态建成是光控制植物生长、发育和分化的过程。光形态建成是低能反应，只需光补偿点能量的1/30~1/40光在植物形态建成过程中主要起什么作用？能量/信号？植物体内的光受体：光敏色素隐花色素和紫外线-B受体

6 光形态建成是光控制植物生长、发育和分化的过程。 光形态建成是低能反应，只需光补偿点能量的1/30~1/40 光在植物形态建成过程中主要起什么作用？ 能量/信号？ 植物体内的光受体:光敏色素、隐花色素和紫外线-B受体

·在光合作用过程中：光是以能量的方式影响植物的生长发育；·在光形态建成过程中：光是作为一种信号在起作用·光信号通过光受体激活一系列生理生化代谢过程最终引起植物形态结构的建成

• 在光合作用过程中：光是以能量的方式影响植物的 生长发育； • 在光形态建成过程中：光是作为一种信号在起作用。 • 光信号通过光受体激活一系列生理生化代谢过程， 最终引起植物形态结构的建成。 7

光合作用光形态建成光的作用光只作为信号光能转变为化学能光的影响光对代谢过程影响光对形态变化影响低能高能对光的要求光的受体向光素、隐花色素、光敏色素叶绿素及类胡萝下素ADP.PATP(B)NADPHCFNADP*.H"nREphototropinsphytochromescryptochromesNCF,Mb102-28H,O28phototropiLumee

8 光合作用 光形态建成 光的作用 光能转变为化学能 光只作为信号 光的影响 光对代谢过程影响 光对形态变化影响 对光的要求 高能 低能 光的受体 叶绿素及类胡萝卜素 向光素、隐花色素、光敏色素

第一节光受体植物在长期的进化中，形成了完善的光受体系统由于光的波长、方向和强度不同，需要不同的光受体：光敏色素：感受红光（redlight）和远红光（far-redlight）；蓝光受体：感受蓝光和近紫外光A(UV-A)：隐花色素、向光素、ZTL等受体光受体紫外光受体：感受近紫外光B(UV-A）。UV-A：320~400nm，可穿过大气层到达地面UV-B：280~320nm，臭氧层变薄可使到达地面量增加UV-C：280nm以下，被臭氧层吸收，不能到达地面

第一节 光受体 9 植物在长期的进化中，形成了完善的光受体系统。 由于光的波长、方向和强度不同，需要不同的光受体： 光敏色素：感受红光（red light）和远红光（far-red light） ； 蓝光受体：感受蓝光和近紫外光A(UV-A)：隐花色素、向光素、ZTL等受体； 紫外光受体：感受近紫外光B(UV-A) 。 UV-A：320～400nm，可穿过大气层到达地面 UV-B：280～320nm，臭氧层变薄可使到达地面量增加 UV-C：280nm以下,被臭氧层吸收，不能到达地面 光受体

光敏色素的发现是植物光形态建成发展的里程碑自二十世纪50年代未发现光敏色素以后，研究迅速开展和深入，从分子水平阐明其作用机理已有很大进展。生色团：POB生色团：POBHOOCCOOHHOOCCOOHProProHisHis远红光SerSerNH+HNNH:+HNCyCys红光C14C14JHHisHisHNC15C15RHHVC9LeuLeuH.CH.CH顺式异构体反式异构体HHCHHH,CGinGinPrPfr10

10 光敏色素的发现是植物光形态建成发展的里程碑， 自二十世纪50年代末发现光敏色素以后，研究迅速 开展和深入，从分子水平阐明其作用机理已有很大进 展