植物生理学第九章答案（第八版，王小菁主编）

名词术语

光形态建成：光形态建成指的是光控制细胞的生长分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的形态建成。

暗形态建成：植物在暗中生长表现出各种黄化特征，如茎细而长，顶端呈钩状弯曲和叶片小而黄白色，这种现象称为暗形态建成。

光受体：植物中凡能感受光质，光强，光照时间，光照方向和光周期等光现象，并能引发相应细胞反应的一类生物大分子物质都可以称为光受体。

光敏色素：吸收红光-远红光可逆转换的光受体（色素蛋白质），称之为光敏色素

Pr：光敏色素的一种类型，称为红光吸收型，吸收高峰在660nm。

Pfr：光敏色素的一种类型，称为远红光吸收型，吸收高峰在730nm。

φ值：光稳定平衡，即是在一定波长下，具生理活性的 Pfr 浓度与Pfr+Pr的总浓度的比值

隐花色素：一类蓝光受体，能够感受蓝光和近紫外光（330—390nm）区域的光的一种受体。

向光素：一类蓝光受体，是一种与质膜相关的蛋白激酶，蓝光刺激向光素的活性，吸收蓝光后发生自磷酸化。

ZTL/FKF1/LKP2受体：一类蓝光受体，具有泛素连接酶（E3）的活性，被认为是通过蛋白降解反应介导生物钟反应和光周期调控的开花的蓝光受体。

UVR8：紫外线抗性位点UVR8是UV-B的光感受器,其介导植物中的紫外线辐射响应去黄化。是一种紫外光受体

避阴反应：与自然光相比，在透过叶片的光中红光/远红光值降低，植物对红光/远红光值降低产生应答反应，表现为植物茎节和叶柄伸长的速度加快，顶端优势增加，分支减少的现象。

需光种子萌发：指需要光照射才能发芽的种子，与需暗发芽种子相对应

COP1-SPAl蛋白复合体：即泛素连接酶E3，可以与CUL4组成E3泛素化酶复合物，解除PIFI的作用，促进光形态建成基因的表达,促进需光种子萌发。

PIFs：光敏色素作用因子PIFs属于转录因子bHLH中的一个亚家族成员，通过调控下游多个基因的表达，调控了多个转录网络,从而驱动了下游形态发生的多个方面。

HY5：一种光信号分子，可在拟南芥光敏色素信号转导中发挥关键+的调控作用。

CHUP1蛋白：一种叫做CHUP1的蛋白质,在叶绿体向光源的移动上,起到了关键作用。

思考题

介导光形态建成的光受体为什么大多都是色素蛋白?

色素分子一般都不大，既有水溶性的，也有脂溶性的，因此仅凭其自身不大可能会形成整齐的排列方式来传递光能。但如果它们能锚定在蛋白上，就能整齐排列成稳定的复合体，增加能量传递效率。目前来看，生物体中的四种生物大分子中，只有蛋白质能使色素分子整齐排列。因此，光受体是色素蛋白

光合作用的光反应和光形态建成的光反应为什么不同?

需要的光能不一样，形态建成只要很少的光即可。而光合作用则需要很多光。光合作用，产能量，光形态建成，产有机物和氧气。二者的最大区别是，光合作用需要的是高频高能光，而光形态建成是对弱光的反应。

UVR8中的色氨酸为何可以充当生色团的作用?

因为uvr8不同于具有外源生色团的其他光受体，uvr8可以利用自身的色氨酸作为生色团。uvr8点突变会导致uvb诱导的光感受、uvr8单体化以及与cop1的相互作用受到影响，从而可以充当色团。

比较不同光受体被光激活后的早期信号转导途径。

红光受体：通常，照红光后，从Pr转变为Pfr的过程中，光敏色素蛋白的C端发生自磷酸化，再使N端的丝氨酸残基磷酸化，继而将信号传递给下游的X组分，X组分有多种类型，所引起的信号途径也各不相同。从图9-5可知，形成生理激活型的Pfr后，大部分Pfr人核，参与核内基因表达的调节，另一部分Pfr留在细胞质基质中，参与细胞质和细胞膜上的反应。

蓝光受体：吸收蓝光后的光激活是隐花色素传递光信号的第一步，生色团的构象变化，导致受体蛋白N端发生构象改变，影响C端二聚体的结构发生改变，光激活的CRY还会发生磷酸化，这些结构的改变引发蓝光信号向下传递。

紫外光受体：与光敏色素和蓝光受体不同的是，UVR8并非色素蛋白。14个高度保守的色氨酸充当了生色团的作用。环境中无UV-B时，该受体是以二聚体方式存在的，UV-B照射后色氨酸发生电子传递，导致蛋白构象变化，二聚体分解成单体,单体的C端与COP1-SPA1复合体结合，激活信号转导通路，调控下游基因的表达，引起光形态建成反应。