光敏色素 名词解释

第九章植物光形态建成一、名词解释1．光形态建成：光控制植物生长、发育和分化的过程。

2．光敏色素：植物体内存在的一种吸收红光-远红光可逆转换的光受体（色素蛋白质）。

3．蓝光反应：蓝光对植物生长、发育和分化的调控反应。

二、填空题1. 植物光形态建成的光受体是。

光敏色素2．分离提纯光敏色素并证明其有红光吸收型和远红光吸收型两种形式的学者是、、等。

Borthwick Handricks Parker3．光敏色素分布于除以外的低等和高等植物中。

光敏色素是由和两部分组成。

部分具有独特的吸光特性。

真菌蛋白质生色团生色团4. 黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗，光敏色素是一种易溶于水的。

高5．光敏色素有两种类型: 和，其中型是生理激活型，型是生理失活（钝化）型。

P r P fr P fr P r6．当P r型吸收nm红光后转变为P fr型，当P fr型吸收nm远红光后就转变为P r 型。

P r型会被破坏，可能是由于降解所致。

660 730 蛋白质7．光敏色素的生色团是一长链状的4个。

色素蛋白吡咯环8．植物界存在的第二类光形态建成是受光调节的反应，这种光受体叫。

蓝光隐花色素9．许多酶的光调节是通过为媒介的。

光敏色素10．关于光敏色素的作用和机理有两种假说和。

膜假说基因调节假说三、判断题1.光敏色素Pfr型的吸收高峰在660 nm。

×2.目前认为对蓝光效应负责的色素系统是隐花色素。

√三、问答题1．一般认为光敏色素分布在细胞什么地方？P r型和P fr型的光学特性有何不同？一般认为光敏色素与膜系统结合，分布在质膜、线粒体膜、核膜、叶绿体膜和内质网膜上。

P r型的吸收高峰在伺660nm，P fr型的吸收高峰在730nm，二类型光敏色素在不同光谱作用下可互相转换，当P r型吸收660nm红光后就转变为P fr，而P fr吸收730nm远红光后会转为P r型。

2．干种子中为什么没有光敏色素活性？光敏色素P fr型与P r型之间的转变过程中包括光化反应和黑暗反应。

光敏色素的结构及其信号调控机制光敏色素是一种特殊的生物分子，它能够感受到光的存在并转化成生物体内的信号，从而参与调控生物体的生理活动。

光敏色素的结构及其信号调控机制一直是生物科学研究的热点之一，本文将从这两个方面对光敏色素进行介绍和探讨。

一、光敏色素的结构光敏色素是一种具有特殊结构的分子，其结构可以分为两种常见类型：一种是视紫红质（opsin），另一种是色素分子。

视紫红质是一种蛋白质，它通常负责接收光信号并转化成神经信号；而色素分子则是一种有机色素，它可以吸收光能并产生化学反应。

1. 视紫红质的结构视紫红质是一种膜蛋白，它的结构包括七个跨膜区域和一个细胞外的N端和C端。

跨膜区域中含有特定氨基酸残基，这些氨基酸残基负责与色素分子结合，并在光照下发生构象变化。

这种构象变化将导致视紫红质分子内部的结构发生改变，从而引发下游信号通路的激活。

2. 色素分子的结构色素分子是一种含有特殊双键结构的有机分子，它的分子结构可以通过共轭双键的形式进行吸收光能。

当色素分子吸收光能后，共轭双键将发生构象变化，从而导致分子内部的电子分布发生改变，产生活化的化学反应。

这种化学反应可以引发细胞内的信号通路激活，从而参与调控生物体的生理活动。

二、光敏色素的信号调控机制光敏色素的信号调控机制涉及到多个层面的生物物理过程，包括光诱导构象变化、离子通道的开启和关闭、细胞内信号转导等。

下面我们将就这些过程进行详细介绍。

1. 光诱导构象变化光诱导构象变化是光敏色素的一个重要特征，它是由视紫红质和色素分子共同完成的。

当光照射到视紫红质-色素分子复合物时，色素分子将吸收光能，并导致共轭双键的构象发生变化。

这种构象变化会引起视紫红质的跨膜区域发生构象变化，从而激活视紫红质分子内部的信号转导通路，产生活化的生物学效应。

2. 离子通道的开启和关闭光敏色素在激活后能够直接或间接地影响离子通道的开启和关闭，从而调节细胞内的离子浓度。

这种调节过程可以直接影响神经元的兴奋性，从而影响神经信号的传导。

光敏色素的结构与功能光敏色素是一类具有感光性质的分子，其结构包括一个蛋白质分子和一个特定的色素分子。

它们存在于动植物中，起着感光和调节生理功能的作用。

本文将深入探讨光敏色素的结构和功能。

一、光敏色素的结构1.色素分子色素分子是光敏色素的核心，它是一种含有一系列双键的有机分子。

它们的吸收光谱是由它们的分子结构决定的。

例如，视蛋白中的色素分子是一种紫质，具有通过吸收光子产生光化学反应的能力。

不同光敏色素中的色素分子有很大的差异，决定了它们吸收的光的波长范围。

2.蛋白质分子蛋白质分子是光敏色素中的另一个重要组成部分，它们为色素分子提供一个稳定的基础。

蛋白质分子中的氨基酸残基与色素分子共同构成了一个复杂的空间结构。

不同的蛋白质分子决定了光敏色素的功能。

3.脱落基脱落基是光敏色素中的一种中间化合物，在感光过程中起着重要作用。

当色素分子吸收光子时，它们会产生激发态，脱落基是从激发态产生的一种中间物质，它可以将能量从激发态转移到下一个分子中，从而引发光化学反应。

脱落基在感光过程中起着关键的转换作用。

二、光敏色素的功能1.视觉感受视网膜中的视蛋白是一种光敏色素，它在人眼中起着重要的视觉感受作用。

当视蛋白中的紫质分子吸收光子时，它会发生构象变化，这种变化会激活细胞，从而产生信号，使我们看到光和颜色。

视觉感受是光敏色素最重要的功能之一。

2.生理调节光敏色素在调节生理功能方面也起着重要作用。

在植物中，光敏色素可以感受光线以及光周期的变化，从而控制生长、开花等生理过程。

在动物中，光敏色素可以调节内分泌系统、睡眠等生理过程。

3.光合作用在光合作用过程中，植物中的叶绿素和其他光敏色素起着关键的作用。

当叶绿素分子吸收光子时，它会发生电荷分离，从而引发光合作用反应。

其他光敏色素也可以通过类似机制参与到光合作用中。

光合作用是生物体最基本的代谢过程之一，光敏色素在其中发挥了重要的作用。

总之，光敏色素是一类非常重要的分子，它们的结构和功能各异。

大学课程《植物生理学》试题及答案一、名词解释1、光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，就称为光形态建成。

2、暗形态建成：暗中生长的植物表现出各种黄化特征，茎细而长，顶端呈钩状弯曲，叶片小而呈黄白色。

3光敏色素：植物体内存在的一种吸收红光—远红光可逆转换的光受体（色素蛋白）。

二、是非题1、黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗低。

（N ）2、Pr比较稳定，Pfr不稳定，在黑暗的时候Pfr浓度降低。

（Y ）3、需光种子经过光处理R-FR-R-FR-R的萌发率比经光处理R-FR-R-FR的低。

（N ）4、光敏色素也具有酶的活性。

（N ）5、一般来说，蛋白质丰富的分生组织中，含有较少的光敏色素。

（N ）6、光敏色素是通过酶的活动，影响植物的生长和分化的。

（N ）7、光量子通过光敏色素调节植物生长发育的速度，反应迅速。

（N ）8、干种子也有光敏色素活性。

（N ）9、光周期是受光敏色素调控的生理反应。

（Y ）10、光处理可以使植物体内的自由生长素增加。

（N ）三、选择题1、波长为400-800nm的光谱中，对于植物的生长和发育不大重要的波段是(D )光区。

A、红B、远红C、蓝D、绿2、光敏色素是在（C ）年被美国一个研究组发现的。

A、1930B、1949C、1959D、19763、光敏色素的生理活性形式是（D ）。

A、PfrB、PrC、xD、Pfr·x4、黄化植物幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗（B ）。

A、少B、多许多倍C、差不多D、不确定5、禾本科植物体内光敏色素含量较多的部位是（A ）。

A、胚芽鞘顶端B、根C、叶片D、茎6、光敏色素Pr型的吸收高峰在（B ）nm。

A、730B、660C、540D、4507、光敏色素Pfr型的吸收高峰在（A ）nm 。

A、730B、660C、540D、4508、促进莴苣种子萌发和诱导白芥幼苗弯钩张开的光是（C ）。

A、蓝光B、绿光C、红光D、黄光9、目前认为对蓝光效应负责的色素系统是（B ）。

光敏色素（phytochrome）光敏色素的发现美国马里兰州贝尔茨维尔（Beltsville）农业研究中心的Borthwick和Hendricks(1952)以大型光谱仪将白光分离成单色光，处理莴苣种子，发现红光（波长650~680nm）促进种子发芽，而红光（波长710~740nm）逆转这个过程。

1959年Butler 等研制出双波长分光光度计，测定黄化玉米幼苗的吸收光谱。

他们发现，经红光处理后，幼苗的吸收光谱中的红光区域减少，而远红光区域增多；如果用远红光处理，则红光区域增多，远红光区域消失。

红光和远红光轮流照射后，这种吸收光谱可多次的可逆变化。

上述结果说明这种红光-远红光可逆反应的受体可能是具两种形式的单一色素。

他们以后成功地分离出这种吸收红光-远红光可逆转换的光受体（色素蛋白质），称之为光敏色素（phytochrome）。

光敏色素的分布光敏色素分布在植物各个器官中，黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗多20~100倍。

禾本科植物的胚芽鞘尖端、黄化豌豆幼苗的弯钩、各种植物的分生组织和根尖等部分的光敏色素含量较多。

一般来说，蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏色素。

在细胞中，胞质溶胶和细胞核中都有光敏色素。

光敏色素的性质存在于高等植物的所有部分，是植物体本身合成的一种调节生长发育的色蛋白。

由蛋白质及生色团2部分组成，后者是4个吡咯分子连接成直链，与藻胆素类似。

所有具光合作用的植物（光合细菌除外）均含有，含量极低。

从不同植物中分离出的光敏色素，分子量范围为120～127千道尔顿。

有2种类型（近代研究认为还有若干中间型）：一为红光吸收型（Pr），最大吸收峰在666纳米；另一为远红光吸收型（Pfr），最大吸收峰在730纳米，两者可以很快的相互转变，Pr为生理活跃型。

它以Pr状态合成，并在黑暗中积累，所以黄化幼苗中有Pr无Pfr。

在红光或白光照射下，大多数Pr转变为Pfr。

Pfr可发生降解、在暗中缓慢的逆转为Pr及参与反应。

试述光敏色素的特征
光敏色素是一类具有吸收光能力的化学物质，常见于生物体内，特别是视觉系统中。

以下是光敏色素的一些特征描述：
1. 吸收特定波长的光：光敏色素能够选择性地吸收特定波长的光。

它们通常具有一种或多种色素分子，这些分子对特定波长的光敏感。

2. 光敏反应：当光敏色素吸收光之后，会发生化学反应。

这种反应可能导致色素分子的结构改变或电荷转移，从而产生行使特定生物功能的信号传导。

3. 反应可逆性：光敏色素的光敏反应是可逆的，即当暴露在适当环境下（如暗处）时，光敏色素可以恢复其原始状态。

4. 物种特异性：光敏色素的类型和结构在不同生物物种之间存在差异。

不同生物体根据其特定的需求和生活环境合成并使用不同的光敏色素。

5. 视觉功能：光敏色素在视觉系统中起着关键作用。

在动物的视觉系统中，光敏色素位于视网膜中的感光细胞内，帮助转化光能为神经信号，并向大脑传递信息。

光敏色素是一类具有选择性吸收特定光波长、发生可逆光敏反应，并在视觉等生物功能中起关键作用的化学物质。

光敏色素的作用机理
一、背景介绍
光敏色素是一种存在于许多生物体中的化合物，它在生物体内的作用机理受到
广泛关注。

光敏色素具有特殊的化学结构，能够对光线产生敏感反应，具有多种功能和作用机理。

二、光敏色素的结构
光敏色素通常由分子部分和色界部分组成。

分子部分通常是一种大环或小环结构，可以接受光能，而色界部分常常是一种含有双键的结构，它能够在接受光能后发生光化学反应。

三、光敏色素的作用机理
1.视觉功能：光敏色素在眼睛中起着重要的作用，它能够接受光线并
将其转化为神经信号，进而传递至大脑，让我们感知周围的环境。

2.光合作用：光敏色素在植物叶绿体中扮演着关键角色，它能够吸收
光能并转化为化学能，驱动光合作用的进行，从而合成有机物质。

3.时间感知：在某些动物体内，光敏色素还可以用来感知时间的变化，
例如一些动物能通过光敏色素来感知昼夜变化，从而影响它们的生理活动。

4.光疗功能：在医学领域，光敏色素还被应用于光动力疗法，通过激
活光敏色素，来引发细胞的光毁灭作用，从而治疗一些疾病。

5.其他功能：光敏色素还具有抗菌、调节代谢等多种作用，其作用机
理正在被不断探索和发现。

四、结语
总的来说，光敏色素作为一种特殊的化合物，其作用机理涉及眼睛的视觉、植
物的光合作用、动物的时间感知等多个领域，同时还被广泛应用于医学和其他领域。

随着对光敏色素作用机理的研究不断深入，相信我们会发现更多光敏色素的新功能和作用机理。

以上是关于光敏色素的作用机理的介绍，希望能对您有所帮助。

光敏色素 控制开花、打破某些需光种子休眠、下胚轴弯钩的伸长、幼叶和子叶变绿及展开、含羞草的感震运动和抑制花色素苷的形成等 光呼吸 光呼吸是指绿色植物只在光照条件下才能吸收氧气，放出CO2的过程。光呼吸和一般生活细胞的呼吸作用（通过线粒体释放CO2的呼吸作用）显著不同，它是在光刺激下绿色细胞释放CO2的现象。光呼吸的高低。是指植物在光合作用下释放CO2的多少，这样释放的CO2，实际上是植物在光合作用过程中同化的CO2，它往往将光合作用已固定的20％～ 40％的碳变成CO2再释放出来。显然这是一个消耗过程，对积累光合产物很不利。 三原色学说 在视网膜中存在着分别对红、绿、蓝光线特别敏感的3种视锥细胞或相应的3种感光色素，不同波长的光线可对与敏感波长相近的两种视锥细胞或感光色素产生不同程度的刺激作用，从而引起不同颜色的感觉——即丰富的色彩。在人的视网膜中，视杆细胞和视锥细胞的空间分布是不同的，因而具有相应的视觉空间分辨特性。有人研究人视网膜中央凹附近的锥状细胞吸收光谱的特性，发现有三种不同的锥状细胞：一种锥状细胞对一定波长的红光吸收最大，称为感红锥状细胞；另一种锥状细胞对一定波长的绿光吸收最大，称为感绿锥状细胞；第三种锥状细胞对一定波长的蓝光吸收最大，称为感蓝锥状细胞。这些事实给三原色学说以很大的支持。但三原色学说对于色对比和负后像等现象还不能给予合理的解释。 叶绿素 叶绿素有几个不同的类型︰叶绿素a和b是主要的类型，见於高等植物及绿藻；叶绿素c和d见於各种藻类，常与叶绿素a并存；叶绿素e罕见，见於某些金藻；细菌叶绿素见於某些细菌。在绿色植物中，叶绿素见於称为叶绿体的细胞器内的膜状盘形单位(类囊体)。叶绿素分子包含一个中央镁原子，外围一个含氮结构，称为卟啉环；一个很长的碳-氢侧链(称为叶绿醇链)连接於卟啉环上。叶绿素种类的不同是某些侧基的微小变化造成。叶绿素在结构上与血红素极为相似，血红素是见於哺乳动物和其他脊椎动物红血球内的色素，用以携带氧气。 叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾巴”。镁原子居于卟啉环的中央，偏向于带正电荷，与其相联的氮原子则偏向于带负电荷，因而卟啉具有极性，是亲水的，可以与蛋白质结合。叶醇是由四个异戊二烯单位组成的双萜，是一个亲脂的脂肪链，它决定了叶绿素的脂溶性。叶绿素不参与氢的传递或氢的氧化还原，而仅以电子传递（即电子得失引起的氧化还原）及共轭传递（直接能量传递）的方式参与能量的传递。 共有a、b、c和d4种。凡进行光合作用时释放氧气的植物均含有叶绿素a；叶绿素b存在于高等植物、绿藻和眼虫藻中；叶绿素c存在于硅藻、鞭毛藻和褐藻中，叶绿素d存在于红藻。叶绿素a的分子结构由4个吡咯环通过4个甲烯基（=CH—） 在光合作用中，绝大部分叶绿素的作用是吸收及传递光能，仅极少数叶绿素a分子起转换光能的作用。它们在活体中大概都是与蛋白质结合在一起，存在于类囊体膜上。 卟啉环中的镁原子可被H＋、Cu2＋、Zn2＋所置换。用酸处理叶片，H＋易进入叶绿体，置换镁原子形成去镁叶绿素，使叶片呈褐色。去镁叶绿素易再与铜离子结合，形成铜代叶绿素，颜色比原来更稳定。人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。 中性突变三种类型： 一是“同义”突变，即在一个三联密码中，有一个核苷酸发生置换，往往不会造成氨基酸的改变。认为“同义”突变频率占核苷酸置换总数的四分之一。 二是非功能性DNA顺序的突变对蛋白质的合成没有影响。 三是结构基因的突变，不影响蛋白质原有的主要功能。 适合度 适合度（fittness）：不同GT在同一种环境条件下存活的百分率。 适合度是个体生产能存活后代、并能对未来世代有贡献的能力的指标。 种群中存活和生殖最有效的个体（即具有最高适合度的）将比适合度低的个体，贡献更多的后裔给以后的世代。 说得通俗点就是某一基因型相对于其他的基因型相比，能够存活并留下后代的相对能力。 比如说孔雀的某个基因型AA比Aa能产生更鲜艳的羽毛，那么拥有前者的基因型就能吸引到更多的雌性孔雀，产生更多的后代，且由于后代具有AA基因型，更有利于生存。那么就说AA的适合度比Aa大。 巴氏小体

光敏色素是一种特殊的有机化合物，其具有可疏水性和光敏性特征。

多数光敏色素都是含有亚胺基或氨基，或者有芳烃氧基团和烷基羧基（烷醇基）的高分子有机物。

典型的光敏色素包括苯并三唑，丁醛、苯酚醛等，它们的分子式分别为C8H6N2S2、C4H4O、C8H6O3。

除了普通的光敏色素类化合物外，还存在一种特殊的光敏色素—含有异六唑核环结构的异六唑类高分子材料。

一般而言，这类光敏色素在被吸收光谱带上有较高的紫外响应，使之能有效吸收紫外光。

它们拥有高效的性能，如低极化比，具有高的窜变热稳定性，它们的吸收波长范围也要比普通的光敏色素类更广。

光敏色素在吸收光能后会进行不可逆的化学反应，即“光点烟”反应，其反应的中间产物是电子的结构改变，从而产生新物质。

这种新物质可用于改变催化剂的活性，或者用于太阳能电池中的光电转换等。

在我们日常生活中，光敏色素也大量地应用于农业、皮革、染料等行业中，可以起到保护作用。

例如，皮革上涂覆一层光敏色素，以防止紫外线对皮革产生的老化影响，从而防止皮革的变质。

此外，光敏色素还可用作外用普通医药原料，例如晒伤药、抗过敏药等。

这类药品的特点是对紫外线的较强抵抗能力，可有效抵抗外界紫外线的侵害，起到预防疾病的作用。

总之，光敏色素因其良好的光敏特性和抗老化的性能，已经被广泛地应用于现代的各种领域；它们也有可能将来在很多领域发挥更多的作用。