研究生高级植物生理学课件整理

授课内容

1.生命的起源和植物的系统进化；2.植物细胞；3.光敏色素与光调控；4.植物激素（1）；5.植物激素（2）；6.植物对病原体的应急反应；7.植物的逆境反应；8.衰老与细胞凋亡；9.信号的感应和传递；10.植物的表观遗传。

第一章

生命的起源和植物的系统进化 （一）生命的起源 生命起源的化学基础：

原始大气层主要成分：甲烷和氨气，没有氧气!

对甲烷和氨气混合气体进行放电导致一系列氨基酸的化学合成，它们可以进一步反应说出其他氨基酸、嘌呤、嘧啶以及少量糖。

从生物大分子到原始生命

生物大分子如何从随机组合到有序组装，抑制显示与生命相关的生化特性，目前还无法用实验重现，只能通过推测和计算机来模拟。

生命进化的最大门槛：多核苷酸和多肽必须协调作用，以形成自身复制的生化系统。

蛋白质合成需要多核苷酸指导，多核苷酸自身复制需要蛋白酶催化，那么是现有核酸还是先有蛋白？两种互相互补的大分子随机形成的可能性存在吗？

最早的生化系统以RNA为中心

生命起源研究的一项重大突破：20世纪80 年代人们发现具有催化活性的RNA。 目前已知的RNA合酶有三类：1.催化自身切割2.切割其他RNA 3.合成多肽

生命起源最初的可能途径

1. RNA最初以一种缓慢随意的方式复制

2. 互补多聚化过程很不精确，以致产生多种RNA序列，最终导致初期具有核酶特征的RNA。

3. RNA核酶(ribozyme)用于指导自身及其他RNA复制，在自然选择作用下，复制效率最高的系统逐渐处于主导地位（有实验体系可以证明）。

4. 脂膜的出现，将一个或多个核酸包裹成囊，为RNA提供一个封闭的环境，使生化反应受控进行。

RNA的功能转变

虽然越来越多的核酶催化反应在体外实验实验中被证实，但蛋白酶催化比RNA 催化更有效，蛋白酶催化逐渐取代RNA核酶催化，基因组功能发生根本变化。

原基因组RNA不再直接负责生化反应，而成为编码分子。但编码分子是由核酶转化来的，还是有核酶催化来的还不清楚。

最初的DNA基因组

RNA失去酶功能，而作为编码功能显得不合适，因为2-OH基团的引起RNA磷酸二酯键相对不稳定，向功能更稳定的转化变得不可避免。

RNA转变为DNA只需还原2-OH基团，使核糖核酸变为脱氧核糖核酸，尿嘧啶被其甲基化的衍生物胸腺嘧啶取代可能使DNA更稳定。

在稳定选择压力下，双链DNA作为编码分子肯定具有优势，其互补链可以作为修复模板。

生命起源的独特性？

所有现存生物体似乎都从单一起源衍生，这种单起源性反映在细菌、真菌、和真核生物在基本分子生物学和生物机制上的明显相似性：如一样的遗传密码子。