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磷对植物信号调控网络示意图

发布时间: 2022-09-14 21:31:23

1. 什么是植物信号传递网络

不同信号传递系统之间存在相互作用。例如,用细胞壁降解酶(CWE)处理拟南芥,可激发对软腐病(Erwiniacarotovora)的系统抗病性,这与接种病原菌的表现一致。利用乙烯和JA信号传递途径的标记基因以及可以分别阻断乙烯途径与JA途径的突变体进行研究,发现CWE诱导的标记基因活化,依赖于乙烯和JA。CWE不诱导SA依赖的基因,例如PR-1。但SA有双重作用,既增强依赖乙烯和JA的基因表达,又抑制只依赖JA的基因表达。这表明存在不同途径之间的“对话”(crosstalk)。SA可作为JA与乙烯依赖性防卫反应的增效剂。

植物根围的促生细菌,可诱导植物对叶部病原菌的抗病性。用荧光假单胞菌接种拟南芥,则诱导出不依赖SA的诱导系统抗病性(ISR)。ISR的表达虽然不依赖PR蛋白,但仍需要NPR1蛋白,后者是SAR途径的重要成分。相反地,拟南芥依赖SA的对病毒的抗病性却不依赖NPR1。由此可见,尽管有不同的信号传递途径在起作用,但这些途径可能共用某些相同的组分,仅连接方式不同而已。各种信号传递途径的组分很多,但其下游收敛,仅涉及少数蛋白质分子,看来不同的信号传递过程,可能存在着共同的枢纽基因,对下游的多种防卫反应起重要的调控作用。

在水杨酸、茉莉酸和乙烯等信号分子之间存在高水平的协调(Reymond等,2000),R基因信号传递并不是若干事件的线性串连,而是一个信号网络(signalingnetwork)。不同的途径之间相互作用,导致对不同病原物的防卫反应。

2. 磷对植物有哪些生理功能

磷的生理功能
磷是植物结构组分元素,主要构成核酸、磷脂、腺苷磷酸、磷酸酯、肌醇六磷酸。
磷常以一价和二价正磷酸盐形式被植物吸收。土壤中的磷通过根系主动吸收进入植物体内,需要供应代谢能。土壤溶液中的磷可扩散进入根的质外体,植物根上的H+泵ATP酶将磷泵入共质体和液泡。
根吸收的磷经木质部薄壁细胞运入木质部导管后可随蒸腾液流很快运到地上部。再利用的磷是通过韧皮部运输。
无机磷酸盐在液泡内对代谢有调节作用。叶中碳水化合物代谢和蔗糖运输也受磷的调节。磷参与能量代谢,遗传信息的储存和传递,细胞膜的构成和酶活动。

3. 氮、磷、钾三种肥料在植物生长期有啥作用

1) 氮肥:即以氮素营养元素为主要成分的化肥,包括碳酸氢铵、尿素、销铵、氨水、氯化铵、硫酸铵等。氮是蛋白质构成的主要元素,蛋白质是细胞原生质组成中的基本物质。氮肥增施能促进蛋白质和叶绿素的形成,使叶色深绿,叶面积增大,促进碳的同化,有利于产量增加,品质改善

(2) 磷肥:即以磷素营养元素为主要成分的化肥,包括普通过磷酸钙、钙镁磷肥等。磷是形成细胞核蛋白、卵磷脂等不可缺少的元素。磷元素能加速细胞分裂,促使根系和地上部加快生长,促进花芽分化,提早成熟,提高果实品质

(3) 钾肥:即以钾素营养元素为主要成分的化肥,目前施用不多,主要品种有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等。钾元素的营养功效可以提高光合作用的强度,促进作物体内淀粉和糖的形成,增强作物的抗逆性和抗病能力,还能提高作物对氮的吸收利用

4. 蛋白质可逆磷酸化在植物细胞信号转导途径中有何作用

蛋白质可逆磷酸化是细胞信号传递过程中几乎所有信号传递途径的共同环节,也是中心环节.胞内第二信使产生后,其下游的靶分子一般都是细胞内的蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶,激活的蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化相应蛋白的磷酸化或脱磷酸化,从而调控细胞内酶,离子通道,转录因子等的活性.cAMP可以通过PKA作用使下游的蛋白质磷酸化,Ca2+可以通过与钙调素结合作用于Ca/CaM依赖的蛋白激酶使蛋白质磷酸化,也可以直接作用于CDPK使蛋白质磷酸化等,促分裂原活化蛋白激酶(mitogen active protein kinase, MAPK)信号转导级联反应途径,由MAPK,MAPKK,MAPKKK三个激酶组成的一系列蛋白质磷酸化反应.
植物中存在着很多种的蛋白激酶,和动物蛋白激酶类似,植物中的蛋白激酶也可以根据被磷酸化的氨基酸的种类分为Ser/Thr/Tyr型,另外,在拟南芥中还发现了组氨酸蛋白激酶.根据蛋白激酶的调节物植物中的蛋白激酶可以分为:钙和钙调素依赖的蛋白激酶和类受体蛋白激酶.

希望对你有帮助,望采纳

5. 不同植物激素之间的信号传导和串扰如何运作

首先是不同植物激素的信号通路之间存在着复杂的调控网络。但不同的激素信号通路如何通过蛋白质网络相互作用尚不完全清楚。植物激素在调节植物生长发育和环境适应方面发挥着重要作用。主要植物激素的生物合成途径已经比较明确,大部分信号转导途径也已经阐明。现有研究发现,不同植物激素之间存在大量相互作用。一种激素可以调节另一种植物激素的合成。

最后要知道脱落素Ⅱ和休眠是同一种物质,统称为脱落酸。脱落酸会随着缺水和种子成熟而积累。ABA控制气孔大小和应激反应基因表达,从而减少二氧化碳进入叶片,限制光合作用并增强植物对不利条件的耐受性。一些种子、枝条和果实含有高水平的ABA和ABA代谢物,它们与维持休眠和种子发育有关。此外,ABA还参与植物病原体反应。

6. 氮循环和磷循环

氮和磷存在于无机界,也存在于所有的有机体中,它们还是植物生长的重要营养盐。但是,如果氮循环和磷循环不畅或受堵,就会引发生态灾害。

氮在自然界中有3种存在形式:①存在于大气中,如气态氮N2、N2O、NH3、NO等,统称为无机氮;②存在于有机体中(所有的海生和陆生的动植物体中),称为有机氮;③存在于水体(江河湖海及地下水)、沉积物和土壤中,存在于水体、沉积物和土壤中的氮比较特别,它既含有无机氮,也含有有机氮,如溶解的无机氮盐(硝酸盐、铵盐)、溶解的有机氮和有机氮的颗粒物。

陆地氮循环示意图

大气向海洋补充氮示意图

大气中的氮,会被化肥厂用来作为原料,制造氮肥。氮肥施进农田后,一部分被农作物和其他植物吸收(还会通过食物链转到动物体里),余下的存在土壤里,它们会被流水搬运到江河湖海的水域里;豆类植物的根瘤菌也能吸收大气中的氮,作为其本身的营养;某些陆生和海生的蓝藻和绿藻在生长的过程中,也需要吸收大气中的氮,作为养料;工业污染产生的酸雨(硝酸)、空中闪电和宇宙射线会促使大气中的氮转变为可溶于水的硝态氮(硝酸盐),也会随着大气降水进入土壤和水体中。这样,大气中的氮,就进入到陆地和海洋的氮循环系统中。陆地中的氮,一部分随水土进入海洋;另一部分会因生物体腐烂等途径返回到大气中。海洋中的氮,一部分由于人类和陆地生物的捕获,返回陆地;一部分由于生物体腐烂,释放回大气中;最后一部分随着生物体的尸体及它们的代谢产物沉入海底,被沉积物锁定。这就是全球的氮循环。

海洋生物固氮补充示意图

氮循环示意图

大气中没有磷,磷存在于有机体和沉积物(岩石)中。所以,磷只在陆地、海洋和沉积物3个空间里循环。陆地中的磷矿(含鸟粪层)被开采制成磷肥;磷矿层和含磷岩石自然风化后所形成的磷,一部分会被农作物和其他植物吸收(同时通过食物链转到动物体里),另一部分留存于土壤中;人类制造的洗涤剂、农药和所排放的工业废水与生活污水中,也含有磷。所有的陆地磷:陆地生物死亡后分解释放出的磷,土壤和水体里所含有的磷,都会随着流水进入海洋,流入海洋里的磷,以颗粒有机磷(生物体内的磷和有机碎屑磷)、溶解有机磷和溶解无机磷3种形式存在于海水中。海水里的磷:一部分被海洋生物吸收,一部分由于人类捕捞返回陆地,大部分沉入海底,被封存在沉积物里。这就是磷循环的整个过程。

磷循环示意图

依据科学家的研究,现在全球每年的化肥用量高达1.45亿吨左右,与过去的50年相比,增加了10倍。化肥中,主要是氮肥、磷肥和钾肥。根据上述氮循环和磷循环的原理,现在流入湖泊和海洋的氮与磷的总量,可能比50年前增加了10倍。大量的氮和磷进入湖泊和海洋后,酿造了湖泊和海洋的富营养化,已被富营养化了的水体,当其物理和化学条件特别是温度,达到某些微生物的最适宜生长条件时,其中的微生物就会爆炸性地增殖,占据大片水域,并使其表层水变色。这种生态灾害发生在湖泊里被称为水华,发生在海洋里被称为赤潮。水华和赤潮都会造成巨大的经济损失,并危害我们的健康。

2007年5月,太湖爆发了历史上最大的水华(因蓝绿藻爆炸性的生长),局部湖水一片绿色,引起江苏省无锡市自来水严重污染,不能饮用,直至7天后才恢复正常,造成了群众恐慌和重大经济损失。

太湖爆发了历史上最大的水华

赤潮生物

近年来,赤潮在全球海域时有发生,而且规模和危害也越来越大。组成赤潮的藻类很多,我国有127种,全世界共有300余种,如塔玛亚历山大藻、短裸甲藻、叉状角藻、米金裸甲藻、旋链角毛藻、中华盒形藻和夜光藻等。赤潮并非都是赤色,但赤色较为常见,其次还有红色、粉红、黄色、茶色、褐色、土黄色、灰褐色和绿色等。赤潮爆发时,一方面,因其水体中的氧被赤潮生物消耗殆尽,造成水体缺氧,使海洋生物大量死亡;另一方面,因有些赤潮生物本身含有毒素(如链状膝沟藻含有石房蛤毒素——一种剧毒的神经毒素)也会毒死大量的海洋生物。所以,赤潮不但会使海洋产业遭受重大损失,还会威胁我们的健康,应强令禁止“赤潮鱼”上市,以保证人民生命安全。

赤潮造成鱼类大量死亡

赤潮

7. 探究含磷的无机盐对植物的影响应当怎样设置对照实验

(1)植物的生长需要多种无机盐,无机盐必须溶解在水中植物才能吸收利用.植物需要量最大的无机盐是含氮、含磷、含钾的无机盐.如图可知,乙蒸馏水中没有无机盐,因此幼苗生长不良,长得弱小发黄最矮;甲肥沃土壤浸出液,含有大量的无机盐,因此幼苗长得旺盛幼苗健壮且颜色鲜绿.由此证明,植物的生长需要水和多种无机盐,无机盐要溶解在水中被运输.两周后,A瓶中的幼苗生长健壮,B瓶中的幼苗生长瘦弱.这个实验表明了植物的生长需要无机盐.
(2)植物生活中最多的无机盐是氮、磷、钾.含氮的无机盐能促进细胞的分裂和生长,使枝繁叶茂;含磷的无机盐可促进幼苗的发育和花的开放,使果实、种子提早成熟;含钾的无机盐使植物茎秆健壮,促进淀粉的形成与运输.一株植物比其它的矮小瘦弱,而且叶片发黄,表明该棵番茄缺少氮肥.缺磷时,幼芽和根系生长缓慢,植株矮小,叶色暗绿,无光泽,背面紫色.缺钾时,植物易倒伏,叶片脉间缺绿,且沿叶缘逐渐出现坏死组织,渐呈焦枯状.若图A中的幼苗生长一段时间后,植株特别矮小,叶片暗绿色,并出现紫色,说明缺少含磷的无机盐.应及时施含磷的无机盐.植物细胞吸水和失水的原理是细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度时失水,细胞外部溶液的浓度小于细胞内部浓度时吸水.一次施肥过多,会使土壤溶液浓度过高,大于植物细胞溶液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而“烧苗”.
故答案为:(1)A; B;
(2)磷;一次施肥过多,会使土壤溶液浓度过高,大于植物细胞溶液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而“烧苗”