光形态概念学习.pptx
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1、第1页/共30页第2页/共30页光形态建成的概念(Introduction of photomorphogenesis)植物的光生物学(Photobiology)有两大分支:光合作用和光形态建成。光在植物正常的分化、生长、发育的各个进程中起调节控制作用,这些调节作用表现在分子、细胞、组织和器官四个水平层次的变化上,这就是光形态建成,亦即植物的光发育作用。第3页/共30页和光合作用转化并贮存大量的光能不同,光形态建成反应所需的能不是从光本身来的,而是靠植物细胞内贮存的能量转化而来。低能的光只是一个信号,引起光受体色素蛋白质的变化,又经过一系列中间过程并消耗体内许多能量之后,才在产物的积累和结构形
2、态上产生一个可见的变化。作为信号,只需要极弱的光。如果比较这两个过程所需要的光能,那么,光形态建成所需红闪光的能量和一般光合作用补偿点的能量相差约10个数量级。光形态建成的研究从20世纪二十年代开始,在五十年代末发现光敏素之后迅速增多起来,现在更是形成了与光合作用并列的一个分支学科。至今已在各种植物中发现几百个生理生化过程受光调控,其中有 些 过 程 是 其 他 基 因 顺 序 表 达 的 必 要 条 件。第4页/共30页第5页/共30页光控发育的事实毫无例外地存在于所有研究过的植物中。以藻类为例,可以看出,藻类的各个代谢过程,包括营养生长与生殖生长的各个时期,都受到各种不同波长的光(红、黄、
3、绿、兰等)所调节控制。第6页/共30页(a)Greening(i.e.chlorophyllChlorellaChl.bluesynthesis,chloroplastScenedessmus Chl.blueformation,etc)Euglena Eugl.variousDelesseriaRhod?(b)Pigment compositionChlorellaChl.blueScenedesmusChl.blueFremyellaCyan.green/redTolypothrix Cyan.green/redOchromonas Chry.bluegreen CryptomonasCr
4、yp.greenProrocentrum Pyrr.greenType of developmentGenusAlgal group Effective color(s)Types of metabolic development in algae controlled by light*Chl=Chlorophyta(绿藻门绿藻门);Chry=Chrysophyta(金藻门金藻门);Cryp=Cryptophyta(隐藻门隐藻门);Cyan=Cyanophyta(蓝藻门蓝藻门);Fugl=Fuglenophyta(裸藻裸藻门,眼虫藻门门,眼虫藻门);Pyrr=Pyrrophyta(甲藻门甲藻
5、门);Rhod=Rhodophyta(红藻门红藻门)。第7页/共30页(c)Enzyme synthesis Chlorella Chl.blue Chlorogonium Chl.blueAcetabularia Chl.blueAcrochaetium Rhod.blueCyanidium Rhod.blue(d)Stimulation of cell division Chlorella Chl.blue(e)Inhibition of cell division Chlamydomonas Chl.blue/Yellow Prototheca Chl.blue(f)Cell diffe
6、rentiation Volvox Chl.green(g)Osmoregulation Chlamydomonas Chl.blue*Chl=Chlorophyta(绿藻门绿藻门);Chry=Chrysophyta(金藻门金藻门);Cryp=Cryptophyta(隐藻门隐藻门);Cyan=Cyanophyta(蓝藻门蓝藻门);Fugl=Fuglenophyta(裸藻门,眼虫藻门裸藻门,眼虫藻门);Pyrr=Pyrrophyta(甲藻门甲藻门);Rhod=Rhodophyta(红藻门红藻门)。Types of metabolic development in algae controlled
7、 by light 第8页/共30页(a)Growth responses NostocCyan.red/greenFremyellaCyan.red/greenSpirogyraChl.red/farredCharaChar.red/farredNeueocystisPhae.red/farredVaucheria Chry.blue(b)Spore germinationAnabaenaCyan.red(/farred)CharaChar.red/farredNiteliaChar.redScrippsiellaPyrr.greenBangiaRhod.green Type of deve
8、lopmentGenus AlgalgroupEffective color(s)Types of vegetative development in algae under nonphotoperiodic control by light.Char=Charophyta(轮藻门轮藻门);Phae=phaeophyta(褐藻门褐藻门);other abbreviations as in Table52 第9页/共30页(c)Twodimensional developmentPetaloniaPhae.blueScytosiphon Phae.blue(d)Hair formationAce
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