⑴ 核酸跟蛋白质的生物合成有什么关系
DNA转录形成RNA,RNA翻译生成肽链,肽链再经一系列变化形成具有一定空间结构的蛋白质。
⑵ iaa的生理作用
生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,英文简称IAA,国际通用,是吲哚乙酸(IAA)。1934年,郭葛等确定它为吲哚乙酸,因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。生长素在扩展的幼嫩叶片和顶端分生组织中合成,通过韧皮部的长距离运输,自上而下地向基部积累。根部也能生产生长素,自下而上运输。植物体内的生长素是由色氨酸通过一系列中间产物而形成的。其主要途径是通过吲哚乙醛。吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化脱氨成为吲哚丙酮酸后脱羧而成,也可以由色氨酸先脱羧成为色胺后氧化脱氨而形成。然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。另一条可能的合成途径是色氨酸通过吲哚乙腈转变为吲哚乙酸。在植物体内吲哚乙酸可与其它物质结合而失去活性,如与天冬氨酸结合为吲哚乙酰天冬氨酸,与肌醇结合成吲哚乙酸肌醇,与葡萄糖结合成葡萄糖苷,与蛋白质结合成吲哚乙酸-蛋白质络合物等。结合态吲哚乙酸常可占植物体内吲哚乙酸的50~90%,可能是生长素在植物组织中的一种储藏形式,它们经水解可以产生游离吲哚乙酸。植物组织中普遍存在的吲哚乙酸氧化酶可将吲哚乙酸氧化分解。生长素有多方面的生理效应,这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长,高浓度时则会抑制生长,甚至使植物死亡,这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关。生长素的生理效应表现在两个层次上。在细胞水平上,生长素可刺激形成层细胞分裂;刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长;促进木质部、韧皮部细胞分化,促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。在器官和整株水平上,生长素从幼苗到果实成熟都起作用。生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制;当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性;当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性;吲哚乙酸造成顶端优势;延缓叶片衰老;施于叶片的生长素抑制脱落,而施于离层近轴端的生长素促进脱落;生长素促进开花,诱导单性果实的发育,延迟果实成熟。近年来提出激素受体的概念。激素受体是一个大分子细胞组分,能与相应的激素特异地结合,尔后发动一系列反应。吲哚乙酸与受体的复合物有两方面的效应:一是作用于膜蛋白,影响介质酸化、离子泵运输和紧张度变化,属于快反应(〈10分钟〉;二是作用于核酸,引起细胞壁变化和蛋白质合成,属于慢反应()10分钟)。介质酸化是细胞生长的重要条件。吲哚乙酸能活化质膜上ATP(腺苷三磷酸)酶,刺激氢离子流出细胞,降低介质pH值,于是有关的酶被活化,水解细胞壁的多糖,使细胞壁软化而细胞得以扩伸。施用吲哚乙酸后导致特定信使核糖核酸(mRNA)序列的出现,从而改变了蛋白质的合成。吲哚乙酸处理还改变了细胞壁的弹性,使细胞的生长得以进行。生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长,特别是细胞的伸长,对细胞分裂没有影响。植物感受光刺激的部位是在茎的尖端,但弯曲的部位是在尖端的下面一段,这是因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长,是对生长素最敏感的时期,所以生长素对其生长的影响最大。趋于衰老的组织生长素是不起作用的。生长素能够促进果实的发育和扦插的枝条生根的原因是:生长素能够改变植物体内的营养物质分配,在生长素分布较丰富的部分,得到的营养物质就多,形成分配中心。生长素能够诱导无籽番茄的形成就是因为用生长素处理没有受粉的番茄花蕾后,番茄花蕾的子房就成了营养物质的分配中心,叶片进行光合作用制造的养料就源源不断地运到子房中,子房就发育了。
⑶ 如图是植物体内赤霉素(GA)与生长素(IAA)形成的关系示意图(双箭头表示生物合成,虚线箭头表示调节部
(1)据图示可知,植物体内IAA含量的多少多种因素的影响,其中GA可通过促进蛋白酶的活性,进而促进蛋白质的水解为生长素的合成提供原料;还可以通过促进束缚型IAA释放出游离型IAA而增加生长素的浓度;另外GA还可以通过降低了IAA氧化酶的活性,阻止IAA的分解,从而延长生长素作用的时间.
(2)据图和题干可知,赤霉素(GA)具有促进植物生长的原因可能是促进细胞伸长,引起植株增高,其作用原理可能是通过促进生长素的生成,从而促进生长.
(3)植物体内赤霉素与生长素等激素的合成从根本上来说通过基因控制蛋白质的合成间接控制的,同时又受环境因素的影响.
(4)受体的主要成分是位于细胞膜上蛋白质.
故答案为:
(1)①蛋白酶的活性 ②束缚型IAA ③降低了IAA氧化酶的活性,阻止IAA的分解
(2)①赤霉素能促进细胞伸长,引起植株增高 ②赤霉素能促进生长素的生成,从而促进生长
(3)基因(组)环境(因素)
(4)蛋白质
⑷ 为什么IAA能促进乙烯合成
在促进菠萝开花和增加黄瓜雌花方面,IAA与乙烯具有相同的生理作用。有人认为,在上述过程中均是乙烯的作用。IAA能够诱导乙烯的生物合成,而且乙烯的合成速率与IAA的浓度呈正相关。IAA促进乙烯合成的原因在于它能促进ACC合成酶的合成并提高其活性。
这可能是高浓度的IAA反而抑制生长的原因之一。
但是,不同器官对IAA的敏感性不同,对根产生抑制作用的浓度为10,对豌豆黄化幼苗上胚轴产生抑制作用的浓度为10。
⑸ 色氨酸与植物生长素的关系
色氨酸是植物体内生长素生物合成重要的前体物质,其结构与IAA相似,在高等植物中普遍存在。通过色氨酸合成生长素有两条途径:(1)色氨酸首先氧化脱氨形成吲哚丙酮,再脱羧形成吲哚乙醛;(2)色氨酸先脱羧形成色胺,然后再由色胺氧化脱氨形成吲哚乙酸。吲哚乙醛在相应酶的催化下最终氧化为吲哚乙酸。可见,吲哚乙醛是两种途径的共同中间产物(图6-5)。至于生长素的生物合成究竟走哪条途径,因植物的种类及器官不同而异,大多数研究者认为,第一条途径是高等植物体内生长素生物合成的主要途径。此外在十字花科植物中存在较多的吲哚乙腈,在酶的作用下也可转变成为吲哚乙酸。这些合成生长素的途径的存在,可以保证不同的植物类型以及植物在不同的生育期、不同的环境下维持体内生长素的正常水平。
⑹ iaa的放射性在生产上有何作用
生长素生理作用生长素最明显的作用是促进生长,但对茎、芽、根生长的促进作用因浓度而异。三者的最适浓度是茎>芽>根,大约分别为每升10-5摩尔、10-8摩尔、10-10摩尔。植物体内吲哚乙酸的运转方向表现明显的极性,主要是由上而下。植物生长中抑制腋芽生长的顶端优势,与吲哚乙酸的极性运输及分布有密切关系。生长素还有促进愈伤组织形成和诱导生根的作用。 生长素的作用是多部位的,主要参与细胞壁的形细胞分裂素成和核酸代谢。用放射性氨基酸饲喂离体组织的实验,证明生长素促进生长的同时也促进蛋白质的生物合成。生长素促进RNA的生物合成尤为显着,因此增加了RNA/DNA及RNA/蛋白质的比率。在各种 RNA中合成受促进最多的是rRNA。在对细胞壁的作用上,生长素活化氢离子泵,降低质膜外的pH值,还大大提高细胞壁的弹性和可塑性,从而使细胞壁变松,并提高吸水力。鉴于生长素影响原生质流动的时间阈值是2分钟,引起胚芽鞘伸长的是15分钟,时间极短,故认为其作用不会是通过影响基因调控,可能是通过影响蛋白质(特别是细胞壁或质膜中的蛋白质)合成中的翻译过程而发生的。 因为生长素在体内很容易经代谢而被破坏,所以外施时效果短暂。其类似物生理效果相近而且不易被破坏,故被广泛应用于农业生产(见植物生长调节物质)。 生长素在扩展的幼嫩叶片和顶端分生组织中合成,通过韧皮部的长距离运输,自上而下地向基部积 累。根部也能生产生长素,自下而上运输。植物体内的生长素是由色氨酸通过一系列中间产物而形成的。其主要途径是通过吲哚乙醛。吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化脱氨成为吲哚丙酮酸后脱羧而成,也可以由色氨酸先脱羧成为色胺后氧化脱氨而形成。然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。另一条可能的合成途径是色氨酸通过吲哚乙腈转变为吲哚乙酸,发现于十字花科植物。 在植物体内吲哚乙酸可与其它物质结合而失去活性,如与天冬氨酸结合为吲哚乙酰天冬氨酸,与肌醇结合成吲哚乙酸肌醇,与葡萄糖结合成葡萄糖苷,与蛋白质结合成吲哚乙酸-蛋白质络合物等。结合态吲哚乙酸常可占植物体内吲哚乙酸的50~90%,可能是生长素在植物组织中的一种储藏形式,它们经水解可以产生游离吲哚乙酸。 植物组织中普遍存在的吲哚乙酸氧化酶可将吲哚乙酸氧化分解。 生长素有多方面的生理效应,这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长,高浓度时则会抑制生长,甚至使植物死亡,这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关。生长素的生理效应表现在两个层次上。 在细胞水平上,生长素可刺激形成层细胞分裂;刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长;促进木质部、韧皮部细胞分化,促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。 在器官和整株水平上,生长素从幼苗到果实成熟都起作用。生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制;当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性;当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性;吲哚乙酸造成顶端优势;延缓叶片衰老;施于叶片的生长素抑制脱落,而施于离层近轴端的生长素促进脱落;生长素促进开花,诱导单性果实的发育,延迟果实成熟。 激素受体是一个大分子细胞组分,能与相应的激素特异地结合,尔后发动一系列反应。吲哚乙酸与受体的复合物有两方面的效应:一是作用于膜蛋白,影响介质酸化、离子泵运输和紧张度变化,属于快反应(〈10分钟〉;二是作用于核酸,引起细胞壁变化和蛋白质合成,属于慢反应()10分钟)。介质酸化是细胞生长的重要条件。吲哚乙酸能活化质膜上ATP(腺苷三磷酸)酶,刺激氢离子流出细胞,降低介质pH值,于是有关的酶被活化,水解细胞壁的多糖,使细胞壁软化而细胞得以扩伸。 施用吲哚乙酸后导致特定信使核糖核酸(mRNA)序列的出现,从而改变了蛋白质的合成。吲哚乙酸处理还改变了细胞壁的弹性,使细胞的生长得以进行。 生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长,特别是细胞的伸长,对细胞分裂没有影响。植物感受光刺激的部位是在茎的尖端,但弯曲的部位是在尖端的下面一段,这是因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长,是对生长素最敏感的时期,所以生长素对其生长的影响最大。趋于衰老的组织生长素是不起作用的。生长素能够促进果实的发育和扦插的枝条生根的原因是:生长素能够改变植物体内的营养物质分配,在生长素分布较丰富的部分,得到的营养物质就多,形成分配中心。生长素能够诱导无籽番茄的形成就是因为用生长素处理没有受粉的番茄花蕾后,番茄花蕾的子房就成了营养物质的分配中心,叶片进行光合作用制造的养料就源源不断地运到子房中,子房就发育了。 IAA的合成前体:色氨酸(tryptophan,Trp)。其侧链经过转氨、脱羧、氧化等反应。锌是色氨酸合成酶的组分,缺锌时导致由吲哚和丝氨酸结合而形成色氨酸的过程受阻,色氨酸含量下降,从而影响IAA的合成。生产上常引起苹果、梨等果树的小叶病。细胞分裂素生理作用细胞分裂素的生理作用主要是引起细胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长。对组织培养的烟草髓或茎切段,细胞分裂素可使已停止分裂的髓细胞重新分裂。这种现象曾被用于细胞分裂素的生物测定。茎切段的分化常受细胞分裂素及生长素比例的调节。当细胞分裂素对生长素的浓度比值高时,可诱导芽的形成;反之则有促进生根的趋势。如对抑制的腋芽局部施用细胞分裂素,可以解除顶端对腋芽的抑制(即顶端优势)。天然的簇生植物(莲座状植物)或由于病害发生“丛枝病”的植物里,常含有较多的细胞分裂素。细胞分裂素还有防止离体叶片衰老、保绿的作用,这主要是由于细胞分裂素能够延缓叶绿素和蛋白质的降解速度,稳定多聚核糖体(蛋白质高速合成的场所),抑制DNA酶、RNA酶及蛋白酶的活性,保持膜的完整性等。在叶片上局部施用细胞分裂素,能吸聚其他部分的物质向施用处运转和积累。 细胞分裂素的作用方式还不完全清楚。已知在tRNA中与反密码子相邻的地方有细胞分裂素,在蛋白质合成过程中,它们参与到tRNA与核糖体mRNA复合体的连接物上。但这可能不是外源细胞分裂素的作用方式。因为在tRNA中,细胞分裂素的合成是由原来在tRNA中的嘌呤的改变产生的。而外源细胞分裂素并不参入tRNA中,但可促进硝酸还原酶、蛋白质和核酸的合成。 除了天然的促进细胞分裂的物质外,还用化学方法人工合成了一些类似激动素的物质。通常也统称细胞分裂素。其中活性较强,也最常用的是6-苄基嘌呤。细胞分裂素来源(cytokinin;kinetin )从玉米或其他植物中分离到的一种N6-异戊烯腺嘌呤。在植物根部产生的一类促进胞质分裂的物质,促进多种组织的分化和生长。与植物生长素有协同作用。调节植物细胞生长和发育的植物激素。在促进细胞分裂中起活化作用,也包含在细胞生长和分化及其他相关的生理活动过程中,如激动素、玉米素等。生长激素的作用生长激素能促进人的生长,且能调节体内的物质代谢。生长激素主要通过抑制肌肉及脂肪组织利用葡萄糖,同时促进肝脏中的糖异生作用及对糖元进行分解,从而使血糖升高。生长激素可促进脂肪分解,使血浆游离脂肪酸升高。饥饿时胰岛素分泌减少,生长激素分泌增高,于是血中葡萄糖利用减少及脂肪利用增高,此时血浆中葡萄糖及游离脂肪酸含量上升。生长激素的来源生长激素是腺垂体细胞分泌的蛋白质。正常情况下,生长激素呈脉冲式分泌,它的分泌受下丘脑产生的生长激素释放素(GHRH)的调节,还受性别、年龄和昼夜节律的影响,睡眠状态下分泌明显增加。生长激素的主要生理功能是促进神经组织以外的所有其他组织生长;促进机体合成代谢和蛋白质合成;促进脂肪分解;对胰岛素有拮抗作用;抑制葡萄糖利用而使血糖升高等作用。血清生长激素测定有助于巨人症、肢端肥大症、遗传性生长激素生成缺陷所致的生长激素缺乏症诊断。
⑺ 植物体内哪些因素决定组织中IAA的含量
①IAA生物合成
②可逆不可逆地形成束缚IAA
③IAA的运输(输入、输出)
④IAA的酶促氧化或光氧化
⑤IAA在生理活动中的消耗
⑻ 生长素的合成原料是什么
(一)生长素的生物合成
色氨酸是植物体内生长素生物合成重要的前体物质,其结构与IAA相似,在高等植物中普遍存在。通过色氨酸合成生长素有两条途径:(1)色氨酸首先氧化脱氨形成吲哚丙酮,再脱羧形成吲哚乙醛;(2)色氨酸先脱羧形成色胺,然后再由色胺氧化脱氨形成吲哚乙酸。吲哚乙醛在相应酶的催化下最终氧化为吲哚乙酸。可见,吲哚乙醛是两种途径的共同中间产物(图6-5)。至于生长素的生物合成究竟走哪条途径,因植物的种类及器官不同而异,大多数研究者认为,第一条途径是高等植物体内生长素生物合成的主要途径。此外在十字花科植物中存在较多的吲哚乙腈,在酶的作用下也可转变成为吲哚乙酸。这些合成生长素的途径的存在,可以保证不同的植物类型以及植物在不同的生育期、不同的环境下维持体内生长素的正常水平。