当前课程知识点:普通生物学 >  第三章 高等植物体的结构与功能 >  第五节 植物生长发育的调控 >  3.5.10 光敏色素

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3.5.10 光敏色素在线视频

3.5.10 光敏色素

下一节:3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

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3.5.10 光敏色素课程教案、知识点、字幕

20世纪40年代

有两位学者呢

用不同波长的单色光

照射短日照植物和长日照植物

得到了不同的结果

他们的实验是这样做的

请看这张示意图

这幅图的上方

代表的是短日长夜植物

下方代表的是长日短夜植物

黄色代表的是光照期的长度

黑色代表的是暗期的长度

中间这条虚线代表的是临界暗期

对于长夜植物来讲

只有暗期

比临界暗期更长的情况下

植物才会开花

而对于短夜植物来讲

只有在满足暗期的时间

比临界暗期更短的条件下

植物才会开花

但是如果在暗期

植物被红光照射之后呢

长夜植物就不开花了

而短夜植物却开花了

这是为什么呢

因为暗期被红光照射打断了

变短了

尽管暗期总的时长

比临界暗期要长

但是最后的结果呢

却与短夜处理的效果是一样的

如果改变照射条件

先用红光照射

再用远红光照射

结果就与长夜处理的效果一样了

仿佛暗期没有被打断似的

长夜植物开花

短夜植物不开花

如果第一次用红光

第二次用远红光

第三次再用红光照射

结果与单独用红光照射的效果是一样的

如果先后用红光、

远红光、红光、远红光照射4次

结果与第四种处理的结果是一样的

通过对比

就可以发现一个规律

在其他条件相同的情况下

不管照射几次

最终植物是否开花

取决于最后一次光照的类型

如果最后一次是用红光照射

那么

长夜植物就不开花

短夜植物会开花

如果最后一次用远红光照射

结果正好相反

长夜植物开花

短夜植物不开花

仿佛远红光

可以消除红光照射的影响

由此推测

红光

远红光

对光周期反应的影响是可逆的

于是他们就推测

在植物体内存在一种

可以感知光周期变化的分子

这个分子可能有两种存在形式

而且两者之间是可以相互转换的

这种分子就是光敏色素

光敏色素

是一种接收光周期信号的色素蛋白

可以看做是光的受体

它传递的是信息

感受红光和远红光区域的光

它不是植物激素

光敏色素是由两个亚基组成的二聚体

每个亚基都有两个组成成分

包括生色团和脱辅基蛋白

生色团是由

排成直链的4个吡咯环构成

具有独特的吸光特性

通过共价键与蛋白质部分相连

脱辅基蛋白包括了泛素结合位点

蛋白结合位点

蛋白激酶结构域

当生色基团对光做出反应的时候

蛋白的构象会发生改变

从而影响

光敏色素与其它蛋白结合的能力

从而启动不同的信号转导过程

脱辅基蛋白是由多基因家族编码的

比如说拟南芥

至少就存在有5个基因

它们所编码的产物

与生色团结合

形成了5种光敏色素

这五种光敏色素

分别执行不同的生理功能

脱辅基蛋白的作用就是

启动光敏感基因的表达

植物是如何测知

昼夜的长短的呢

已经知道

光敏色素有两种存在形式

一种是PFR形式

一种是PR形式

推测

光敏色素这两种形式的互相转换

正是植物

感知

白日或黑夜的机制

这是光敏色素的吸收光谱

可以看到

Pfr的最大吸收峰是在730nm

Pr的最大吸收峰是660nm

在白天

当红光和红外光

两种光波同时存在时

红光的效应压倒了红外光的效应

光敏色素就吸收红光

从Pr形式转变成Pfr形式

所以呢

白天主要是Pfr形式

这是一种有活性的形式

到夜晚呢

Pfr或者是被破坏

或者又转变成Pr形式

又恢复到非活性状态

所以

植物的生物钟

感知的时间就是从

Pfr转变为Pr

也就是日落

到Pr转变成Pfr也就是日出

之间的这个时间

恰好与一天的昼夜变化同步

已有的研究表明

光敏色素对成花的作用呢

与Pr和Pfr型之间的

相互转变有关系

Pfr与Pr比值比较低

有利于

短日植物开花刺激物的形成

Pfr与Pr比值比较高呢

有利于

长日植物开花刺激物的形成

如果黑夜过长

Pfr转变为Pr或者是衰败

那么开花刺激物的形成就会受阻

就不能够开花

关于光敏色素与成花之间的关系呢

详细的机制还不是特别清楚

依然是处于研究当中

这里还需要说明一点

光周期诱导

所需要的光周期处理天数

会因为植物种类不同

而有所差异

也会随着植物的年龄

以及环境条件

特别是温度

光强度以及

日照的长度而有所不同

那么光敏色素作用的机制是什么呢

它是通过

启动光敏感基因的表达

来发挥作用的

有两种方式

第一种呢

Pr形式是主要存在于细胞质中

当Pr接受红光转变成Pfr之后呢

会进入细胞核内

与光敏感基因的转录因子结合

形成转录复合体

从而启动光敏感的基因的表达

辅基蛋白上的结合位点呢

与转录因子相互作用

是非常重要的

第二种方式呢

当Pr吸收红光转变为Pfr之后

辅基蛋白的激酶域

自磷酸化

脱辅基蛋白的Ser

或者是蛋白的N端

然后入核

这个磷酸化启动了

信号的级联反应

通过经典的信号转导通路

激活转录因子

导致光调节基因的转录

总之

Pfr是通过启动不同基因的转录

翻译形成了特殊的蛋白质

从而发挥不同的生理功能

光敏色素呢

几乎存在于高等植物的所有部分

根、茎、叶、花

果实和种子中

都存在有光敏色素

只不过呢

在分生组织中含量比较高

光敏色素的作用

是接收光信号

并将这个信息传递到胞内

启动特定基因的转录

翻译产生不同的蛋白质

发挥不同的生理功能

Pr与Pfr型之间的转换

不仅会影响植物的开花

还会影响种子的萌发

茎的伸长生长

块茎和块根的形成等等

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

3.5.10 光敏色素笔记与讨论

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