光形态建成.doc

1基本概念光形态建成photomorphogenesis调节植物生长、分化与发育的过程称为植物的光形态建成，或称光控发育作用。暗形态建成skotomorphogenesis生长的植物表现出各种黄化特征，茎细而长，顶端呈钩状弯曲 ， 叶片小而呈黄白色 。黄化现象etiolation指植物在黑暗中生长时呈现黄色和形态结构变化的现象。如呈现茎叶淡黄、茎杆细长、叶小而不伸展、组织分化程度低、机械组织不发达、水分多而干物重少等现象。有时将因缺乏某些条件而影响叶绿素形成，使叶子发黄的现象也称黄化。光敏色素phytochrome，Phy对红光和远红光的吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。光敏色素有两种形式。Pr与Pfr。Pr型是吸收红光(最大吸收峰在红光区的660nm)的生理钝化型，Pfr型吸收远红光(最大吸收峰在远红光区的730nm)的生理活化型。这两种光敏色素被光照射后可以互相转化，照射白光或红光后，没有生理活性的Pr型可以转化为具有生理活性的Pfr型；相反，照射远红光后，Pfr型转化为Pr型。Pfr参与光形态建成、调节植物发育等过程。隐花色素cryptochrome蓝光受体(blue light receptor)或蓝光/紫外光A受体(BL/UVA receptor)。它是吸收蓝光(400500nm)和近紫外光(320400nm)而引起光形态建成反应的一类光敏受体。蓝光效应blue effect紫光抑制生长，促进分化，抑制黄化现象的产生，诱导向光性反应，这类由蓝光诱发的生长现象称为蓝光效应。能感受蓝光，引起蓝光效应的光受体是隐花色素。2基础知识2.1专业术语对照skotomorphogenesis暗形态建成photomorphogenesis光形态建成 membrane potential膜电位blue-light response蓝光反应far red light远红光red light红光apoprotein脱辅基蛋白质far-red light-absorbing form,Pfr远红光吸收型red light-absorbing form,Pr红光吸收型very low fluence response,VLFR极低辐照度反应8.high irradiance response,HIR高辐照度反应Tanada effect棚田效应hade avoidance respone避阴反应phytochrome光敏色素ceryplochrome隐花色素phototropin向光素chromophore or ytochromobilin生色团photostationaryequilibrium光稳定平衡2.2 常用符号及缩写UV-B紫外光-BPhy光敏色素Pr光敏色素的红光吸收形式Pfr光敏色素的远红光吸收形式2.3 基础知识自查（1）填空1、目前已知的 3 种光受体是：色素、 色素和 受体。这些微量色素因能接受光 、光 、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成，故被称为光敏受体。（光敏，隐花，UV-B，强，质） 2、光敏色素有两种可以互相转化的形式：吸收红光(R)的 型(最大吸收峰在红光区的660nm)和吸收远红光(FR)的 型(最大吸收峰在远红光区的730nm)。 型是生理钝化型， 型是生理活化型。（Pr，Pfr，Pr，Pfr）3、关于光敏色素作用于光形态建成的机理，主要有两种假说： 作用假说与 调节假说。（膜，基因）4、根据对光量的需求 ， 光敏色素调节的反应类型 ： 1 ）_ ， 2)_ ， 3)_。（极低辐射反应、低辐射反应、高辐射反应）5、植物的光形态建成的光受体是_。（光敏色素）6、植物界存在的第二类形态建成是受_光调节的反应，这种光受体叫_。（蓝、隐花色素）7、光敏色素有个组成部分，它们是_和_。（生色团、蛋白质）（2）选择题1、波长为 400-800nm 的光谱中，对于植物的生长和发育不大重要的波段是( )光区。DA、红 B、远红 C、蓝 D、绿2、光敏色素是在（ ）年被美国一个研究组发现的。CA、1930 B、1949 C、1959 D、1976 3、光敏色素的生理活性形式是（ ）。DA、 Pfr B、Pr C、x D、Pfrx 4、黄化植物幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗（ ）。BA、少 B、多许多倍 C、差不多 D、不确定 5、禾本科植物体内光敏色素含量较多的部位是（ ）。AA、胚芽鞘顶端 B、根 C、叶片 D、茎 6、光敏色素Pr 型的吸收高峰在（ ）nm。BA、730 B、660 C、540 D、450 7、光敏色素Pfr 型的吸收高峰在（ ）nm 。AA、730 B、660 C、540 D、450 8、促进莴苣种子萌发和诱导白芥幼苗弯钩张开的光是（ ）。CA、蓝光 B、绿光 C、红光 D、黄光 9、目前认为对蓝光效应负责的色素系统是（ ）。BA、光敏色素 B、隐花色素 C、紫花素 D、叶绿素 10、下列波长的光中，只有（ ）不能引起植物发生光化学反应。DA、 100-300nm B、 300-500nm C、 500-1000nm D、 1000-2000nm 11、促进莴苣种子萌发的光是： 。BA、蓝紫色 B、红光 C、远红光 D、绿光12、光敏色素有两个组成部分，它们是： 。BA、酚和蛋白质 B、生色团和蛋白质 C、吲哚和蛋白质 D、吡咯环与蛋白质13、目前认为蓝光效应是光受体是 BA、光敏色素 B、隐花色素 C、紫色素 D、叶绿素（3）判断（或）（）1、黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗低。（）2、Pr 比较稳定，Pfr 不稳定，在黑暗的时候 Pfr 浓度降低。（）3、种子经过光处理R-FR-R-FR-R的萌发率比经光处理R-FR-R-FR的低。（）4、光敏色素也具有酶的活性。（）5、一般来说，蛋白质丰富的分生组织中，含有较少的光敏色素。（）6、光敏色素是通过酶的活动，影响植物的生长和分化的。（）7、光量子通过光敏色素调节植物生长发育的速度，反应迅速。（）8、干种子也有光敏色素活性。（）9、光周期是受光敏色素调控的生理反应。（）10、光处理可以使植物体内的自由生长素增加。3问题解析1、光敏色素作用的模式主要有哪两类假说？各类假说的要点是什么？如何判断一生理过程是否与光敏色素有关？答：关于光敏色素作用于光形态建成的机理，主要有两种假说：膜作用假说与基因调节假说。(1)膜作用假说 认为光敏色素能改变细胞中一种或多种膜的特性或功能，从而引发一系列的反应。其依据是某些光敏色素调控的快速反应与膜性质的变化有关。(2)基因调节假说 认为光敏色素对光形态建成的作用，是通过调节基因表达来实现的。其依据是某些光敏色素调控的长期反应与基因表达有关。目前判断一个光调节的反应过程是否包含有光敏色素作为其中光敏受体的实验标准是：如果一个光反应可以被红闪光诱发，又可以被紧随红光之后的远红闪光所充分逆转，那么，这个反应的光敏受体就是光敏色素，即所进行的生理过程与光敏色素有关。2、如何用试验证明植物的某一生理过程与光敏色素有关？答：光敏色素有红光吸收型 Pr和远红光吸收型 Pfr 两种存在形式，这两种形式可在红光和远红光照射下发生可逆反应， 互相转化。 依据这一特征，可用红光与远红光交替照射的方法，观察其所引起的生理反应，从而判断某一生理过各是否有光敏色素参与。例如莴苣种子的萌发需要光，当用660nm的红光照射时促进种子萌发，而用 725nm的远红光照射时，则抑制萌发，当红光照射后再照以远红光，则红光的效果被消除，当用红光和远红光交替照射时，种子的萌发状况决定于最后照射的是红光还是远红光，前者促进萌发，后者抑制萌发。 3、光敏色素是如何调节基因表达的？ 答：红光分别使光敏色素 A 和光敏色素 B 由生理失活型转变为生理激活型 PfrA 和 PfrB，它们发生的磷酸化后，PfrA 可将胞质溶胶中的靶蛋白PSK1 磷