第7講其他植物激素,（探究植物生長調節(jié)劑對枝條扦插生根的作用）,一、對其他激素的理解1.赤霉素是在研究水稻惡苗病的過程中發(fā)現的。經過研究得知,促進稻苗徒長的物質是赤霉菌分泌的赤霉素。赤霉素突出的生理作用是促進莖的伸長,引起植株快速生長。水稻惡苗病病株的莖稈徒長,就是赤霉素對莖稈伸長起了促進作用的結果。用赤霉素處理芹菜,可以使食用的葉柄增加長度。還有解除休眠和促進萌發(fā)的作用。例如,剛收獲的馬鈴薯塊莖,種到土里不能萌發(fā),如用赤霉素處理馬鈴薯塊莖,則能解除它的休眠,提早用來播種。赤霉素對種子也有解除休眠作用。,2.細胞分裂素主要作用是促進細胞分裂和組織分化。在植物的形態(tài)建成中起著重要作用。葉片衰老過程中,常常發(fā)生葉綠素、蛋白質、rna等的含量降低,葉片變黃,趨于衰老。若用細胞分裂素進行處理,能使上述三種物質含量降低的速度變慢。可見,細胞分裂素還有延緩衰老的作用。蔬菜儲藏中,常用它來保蔬菜鮮綠,延長儲藏時間。,3.乙烯是植物體內產生的一種氣體激素,特別在成熟的果實中更多。乙烯能促進果實成熟。一箱水果中,只要有一個成熟的水果,就能加速全箱水果的成熟。用乙烯處理瓜類植物(如黃瓜)的幼苗,能增加雌花的形成率,有利于瓜類的增產。此外,乙烯還有刺激葉子脫落、抑制莖的伸長等作用。,4.脫落酸是一種生長抑制劑。它能抑制植物的細胞分裂,也能抑制種子的萌發(fā),特別是對于大麥、小麥種子萌發(fā)的抑制作用更為明顯。此外,據報刊報道,植物之所以有向光性,不但因為它的背光一側生長素含量增加,而且還因為它的向光一側所含的抑制激素脫落酸含量增加。脫落酸還能促進葉片等的衰老和脫落。在溫帶地區(qū)的秋末冬初,落葉樹紛紛落葉,棉鈴在未成熟以前常常大量脫落,這些都與脫落酸的作用密切相關。,【例1】某種植物種子經低溫處理12個月后能夠提早萌發(fā)。在低溫處理過程中，種子內的激素含量變化如下圖所示。據下圖進行以下的推斷，錯誤的是(),a抑制種子萌發(fā)的是脫落酸b噴灑細胞分裂素溶液，有利于種子保存c脫落酸與赤霉素是拮抗關系d赤霉素與細胞分裂素是協(xié)同關系,b,【解析】由圖可知，低溫處理12個月后植物種子能夠提早萌發(fā)，種子中脫落酸的含量減少，而細胞分裂素與赤霉素的含量增加，種子能夠提早萌發(fā)，說明脫落酸抑制種子萌發(fā)，細胞分裂素與赤霉素均表現為協(xié)同效應，能促進種子的萌發(fā)。,二、植物激素自身的合成也受基因組控制,植物的生長發(fā)育過程，表現為按部就班地進行著種子的休眠、萌發(fā)，根、莖、葉的生長與伸展，生殖器官的發(fā)生與發(fā)育，種子和果實的形成與成熟等過程。這些生長發(fā)育過程，是植物的遺傳程序隨著季節(jié)的變化而啟動、按順序進行的。植物的生長發(fā)育過程可以通過激素加以調控。然而，植物的形態(tài)建成等過程，并不是某個激素獨立進行調節(jié)的，而是多種營養(yǎng)代謝生理變化的綜合產物。激素自身也是特定條件下的代謝產物，也在陸續(xù)地合成、分解。,事實上，植物的生長發(fā)育既受內部因子的調節(jié)，也受外部因子的影響。內部因子主要是化學信使激素，外部因子包括光、溫度、日照長度、重力、化學物質等。這些化學和物理因子通過信號轉導，誘導相關基因表達，調控生長發(fā)育。除植物激素以外，高等植物體內的信使還有水信使、電信使。近些年的研究表明，電信使在植物界并不僅僅局限于含羞草等植物。植物體內電信使時常以電化學波的形式傳遞，以快速、通用、效用短暫為特點。在植物體內，它可以和化學信使協(xié)作發(fā)揮效應。,三、植物激素間的相互作用,在植物生長發(fā)育的過程中，任何一種生理活動都不是單一激素的控制，而是各種激素相互作用的結果。也就是說，植物的生長發(fā)育過程，是受多種激素的相互作用所控制的。例如，細胞分裂素促進細胞增殖，而生長素則促進增殖的子細胞繼續(xù)增大。又如，脫落酸強烈地抑制著生長，并使衰老的過程加速，但是這些作用又會被細胞分裂素解除；再如，生長素的濃度適宜時，促進植物的生長，同時開始誘導乙烯的形成。當生長素的濃度超過最適濃度時，乙烯的含量增加，而當乙烯對細胞生長的抑制作用超過了生長素促進細胞生長的作用時，就會出現抑制生長的現象。研究激素間的相互關系，對于生產實踐有著重要的意義。,一般來說，促進生長的激素：生長素、赤霉素、細胞分裂素。抑制生長的激素：乙烯、脫落酸。與器官脫落有關的激素：生長素、細胞分裂素抑制器官脫落，脫落酸促進葉、花、果實的脫落。與種子萌發(fā)有關的激素：赤霉素、細胞分裂素促進萌發(fā)，脫落酸抑制萌發(fā)。,【例2】番茄果實成熟過程中，乙烯釋放量、果實色素積累及細胞壁松弛酶活性變化規(guī)律如下圖。從該圖可得出乙烯能促進()細胞壁松弛酶活性升高果實色素積累番茄果實發(fā)育番茄果實成熟abcd,b,【解析】本題考查乙烯的生理作用和圖形分析能力。乙烯能促進果實成熟，但不能促進果實發(fā)育，故不能選。,四、植物激素和動物激素的區(qū)別與聯系,【例3】(雙選)下列關于植物激素的敘述，正確的是()a乙烯的作用主要是促進植物果實的發(fā)育b脫落酸在果實的衰老階段含量最高c赤霉素能促進種子的萌發(fā)和果實的成熟d用不同濃度的生長素溶液處理扦插枝條，生根數量可能相同,bd,【解析】乙烯的作用是促進果實成熟。赤霉素不能促進果實的成熟。,關于生長素在單性結實和無子果實中的應用：自然情況下，果實一般是在兩性生殖細胞結合的基礎上，由種子形成過程中產生的生長素刺激子房壁發(fā)育而成的。如果由于人為或自然因素的影響，沒有發(fā)生受精現象，此時由子房發(fā)育成果實的過程叫單性結實。以下為幾種無子果實的比較：,續(xù)表,1實驗原理植物生長調節(jié)劑對植物插條的生根情況有很大的影響，而且用不同濃度、不同時間處理影響程度不同。其影響存在一個最適濃度，在此濃度下植物插條的生根數量最多，生長最快。2實驗方法(1)浸泡法：把插條的基部浸泡在配制好的溶液中，深約3cm，處理幾小時至一天(要求的溶液濃度較低，并且最好是在遮陰和空氣濕度較高的地方進行處理)。(2)沾蘸法：把插條基部在濃度較高的藥液中蘸一下(約5s)，深約1.5cm即可。,一、理論歸納,3實驗注意事項(1)可以進行預實驗：先設計一組梯度較大的預實驗進行探索，再在預實驗的基礎上設計細致的實驗。這樣可以避免浪費時間和財力。(2)設置對照實驗，控制無關變量本實驗可以設置只加清水的空白對照組及不同濃度的相互對照組?？瞻讓φ战M可以排除無關變量的干擾；相互對照組可以確定促進生根的最適濃度。設置重復組，即每組不能少于3個枝條。實驗過程應控制的無關變量主要有：實驗中用到的枝條要盡量一致、藥液處理枝條的時間要一致、各組培養(yǎng)條件要一致。,(3)分析不同插條的生根情況不能生出不定根：有可能是枝條上沒有芽、枝條倒插等。都能生出不定根：促進扦插枝條生根是指刺激枝條的下端生出不定根，而不是刺激根生長。不同的枝條可能生出的不定根的數目多少不一樣，如枝條上芽多，則產生的生長素就多，就容易促使不定根的萌發(fā)。,二、演練,植物生命活動調節(jié)的基本形式是激素調節(jié)，下表是植物不同部位各種激素的相對濃度，請分析回答：,注：“”表示含量高；“”表示含量中等；“”表示含量低，“”表示無。,(1)目前公認的植物激素共有五大類，除上面表格中的四類外，植物體內還有屬于植物激素，該激素的主要作用是。(2)比較莖尖和伸長莖各激素的含量，同時從細胞學基礎來分析植物的生長，可以說明生長素和赤霉素主要是通過促進而促進生長；細胞分裂素主要是通過促進而促進生長。(3)分析上表可知幼葉中沒有脫落酸，成熟葉含有較多的脫落酸，某同學通過查資料得知“成熟葉葉柄容易脫落是因為成熟葉含有脫落酸，而脫落酸能促進葉柄脫落”。請你設計一個實驗驗證這一觀點。,乙烯,促進果實的成熟,細胞縱向伸長,細胞分裂,實驗步驟：第一步：選取同一品種、生長狀況良好且大小相同的植物三棵，分別標記為甲、乙、丙。第二步：。第三步：。實驗結果預測及結論：。,將甲與乙植株的成熟葉切除，且在甲植株葉,柄的切除處敷上含有一定濃度脫落酸的瓊脂，在乙植株,葉柄的切除處敷上相同大小的空白瓊脂；丙植株不做以,上任何處理,觀察并比較甲、乙、丙植株成熟葉葉柄脫落的,時間順序,甲與丙植株成熟葉葉柄脫落,時間差不多，均比乙植株成熟葉葉柄脫落得早，說明,成熟葉葉柄容易脫落是因為成熟葉含有脫落酸，而脫落,酸能促進葉柄脫落,【解析】解答第(1)(2)問要借助表中內容進行分析，第(3)題的驗證實驗應圍繞資料中的那句話進行，其設計核心要點是成熟葉的有無與脫落酸有無導致葉柄是否脫落。,1.(2011山東)下列與激素作用無關的實例是()a草莓果實自然發(fā)育成熟b人舌尖觸到蔗糖時感覺甜c自然生長的雪松樹冠呈塔形d饑餓時人體血糖仍維持正常水平,b,【解析】a果實發(fā)育成熟涉及生長素和乙烯；c雪松樹冠呈塔形是生長素作用的兩重性的體現；d饑餓時血糖的調節(jié)需要胰高血糖素；b產生感覺屬于神經調節(jié)，不需要激素，需要遞質；故答案為b。,2.(2011浙江)研究人員進行了多種植物激素對豌豆植株側芽生長影響的實驗，結果見下圖。,請回答：(1)比較曲線1、2、3與4，可知對側芽的生長有抑制作用，其中起作用的主要激素是，而且(激素)能解除這種激素的抑制作用。在保留頂芽的情況下，除了曲線3所采用的措施外，還可通過噴施的化合物促進側芽生長。(2)比較曲線4與5，可知赤霉素能明顯促進。而在完整豌豆植株的頂芽中，赤霉素產生于組織。(3)分析上圖，推測側芽生長速度不同的原因是側芽內濃度或比例的改變。,頂芽,生長素,細胞分裂素,對抗生長素,側芽的生,長,分,生,植物激素,【解析】(1)從曲線中可以看出，保留頂芽的時候側芽長度最小，說明頂芽對側芽有抑制作用。頂端優(yōu)勢現象是指頂芽合成的生長素向下運輸到側芽，使側芽生長素濃度過高而導致側芽生長被抑制。曲線3側芽長度大于曲線1，說明涂抹細胞分裂素能解除生長素的抑制作用，噴施抵消生長素作用的化合物也可以達到相同的效果。(2)曲線4和5都去頂芽，但是曲線5涂抹赤霉素，曲線5側芽長度大于曲線4，說明赤霉素能促進側芽的生長。分生組織可以合成赤霉素。(3)通過以上分析可以看出植物激素的濃度或比例可以改變側芽的生長速度。,3.(2011江蘇)人工合成的植物激素類似物常用于生產實踐。某課題組研究了激素類似物甲和激素類似物乙對微型月季生根和側芽生長的影響，請回答下列問題：,(1)由圖1得出的初步結論是：甲和乙對微型月季插條生根的影響分別是。,促進生根、抑制生根,(2)由圖1的結果(填“能”或“不能”)判斷0.5mol/l的激素類似物乙對生根的影響。為探究3mol/l的激素類似物甲和0.5mol/l的激素類似物乙對微型月季插條生根的復合影響，應設計種培養(yǎng)基。(3)已知甲為生長素類似物，圖2為其x、y和z三種濃度下對微型月季莖段側芽生長的影響，則：x濃度的甲對微型月季莖段側芽生長具有。x濃度、y濃度和z濃度之間大小的關系是。,不能,4,抑制,作用,xy，,xz，y與z之間的大小關系不確定,【解析】(1)由圖1可知，隨著激素類似物乙濃度的升高，月季插條生根數量逐漸減少，而在一定范圍內，隨激素類似物甲濃度升高，月季插條生根數量增加，因此激素類似物甲作用效果為促進，激素類似物乙作用效果為抑制。(2)由圖1可知，當激素類似物乙的濃度大于或等于1mol/l時對生根有抑制作用，但無從得知當激素類似物乙的濃度在01mol/l之間時的作用效果如何。要想探究3mol/l的激素類似物甲和0.5mol/l的激素類似物乙對月季插條生根的復合影響，應設計四組培養(yǎng)基，即：3mol/l甲0mol/l乙、0mol/l甲0.5mol/l乙、3mol/l甲0.5mol/l乙、0mol/l甲0mol/l乙。,(3)生長素濃度變化對植物側芽生長的影響可用下圖曲線表示，即：,所以結合題目中的坐標曲線可知三種生長素類似物的濃度關系為xy，xz，y與z之間的大小關系不能確定。,4.下圖是細胞分裂素對黃瓜果實發(fā)育的影響(ck、250、500分別表示不稀釋、稀釋250倍和500倍)，能得出的結論是(),c,a細胞分裂素的作用和生長素的作用一樣具有兩重性b細胞分裂素的濃度赿小，促進作用越大c細胞分裂素具有促進子房發(fā)育的作用d生物的個體發(fā)育是多種激素共同作用的結果,【解析】通過對曲線的分析可知細胞分裂素具有促進子房發(fā)育的作用。,5.(雙選)下列關于植物激素的敘述，正確的是()a成熟細胞比幼嫩細胞對生長素更為敏感b生長素能促進生長，但它的作用又與乙烯相互拮抗c幼根、幼芽中含較多的赤霉素和細胞分裂素，但不含乙烯和脫落酸d啤酒生產中，利用赤霉素處理大麥，可以降低成本，同時不影響啤酒品質,bd,【解析】幼嫩細胞比成熟細胞對生長素更為敏感，a錯；植物的生長發(fā)育是多種激素相互作用共同調節(jié)的結果，幼根、幼芽中含赤霉素、細胞分裂素、生長素較多，也含有少量的乙烯和脫落酸，故c錯。,6.在植物細胞中，吲哚乙酸主要由色氨酸經一系列酶催化生成。下列相關敘述不正確的是(),d,a吲哚乙酸主要在幼嫩的芽、葉和發(fā)育著的種子中合成b色氨酸屬于構成蛋白質的氨基酸，至少含有一個氨基和一個羧基c吲哚乙酸是一種具有調節(jié)作用的植物激素，不是蛋白質d植物體中存在過量的色氨酸會抑制吲哚乙酸的合成,【解析】本題考查了吲哚乙酸(植物生長素)的相關知識。吲哚乙酸主要在幼嫩的芽、葉和發(fā)育著的種子中合成，相對集中地分布在生長旺盛的部位，如胚芽鞘；吲哚乙酸是一種具有調節(jié)作用的植物激素，不是蛋白質；色氨酸是一種氨基酸，氨基酸的結構通式：一個碳原子上通過化學鍵連著一個羧基、一個氨基、一個氫原子和一個r基團，r基團中也有可能有羧基或氨基，所以色氨酸至少含有一個氨基和一個羧基；色氨酸作為合成吲哚乙酸的原料，存在過量的色氨酸，從我們學習的知識來看，沒有理由抑制吲哚乙酸的合成。只有答案d選項不正確。,7.某研究性學習小組欲研究不同濃度的生長素類似物溶液對根和芽生長的影響，擬用小麥種子、溫箱、培養(yǎng)皿、移液管、濾紙、尺、蒸餾水、10mg/l2,4d(一種生長素類似物)以及0.1%升汞(表面消毒劑)等完成相關研究。,(1)該實驗的原理是生長素類似物對植物生長有調節(jié)作用，其調節(jié)效應與等有關；用不濃度的2,4d處理萌發(fā)的種子，對根、芽的生長有不同的影響。,生長素類似物的濃度和植物器官,種類,(2)請補全下面的方法步驟：取小麥種子，用0.1%升汞消毒適宜時間，再用蒸餾水沖洗若干次，置于22c溫箱中催芽2d。取培養(yǎng)皿若干套