1、第五章植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)生長素的發(fā)現(xiàn)過程科學(xué)家實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論達(dá)爾文胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，從而造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快鮑森詹森胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部拜爾脂片胚芽鞘的彎曲生長是由尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的溫特造成胚芽鞘彎曲生長的是一種化學(xué)物質(zhì)，并名為生長素植物向光性的原因（1）生長素是由胚芽鞘尖端產(chǎn)生的。（2）在單側(cè)光照射下, 生長素在胚芽鞘尖端中橫向運(yùn)輸?shù)奖彻鈧?cè)。（3）生長素由胚芽鞘尖端向下運(yùn)輸。（4）胚芽鞘尖端下部背光側(cè)生長素含量多，向光側(cè)生長素含量少，這樣，胚芽鞘尖端下部背光側(cè)細(xì)胞縱向伸長生長快，而向光側(cè)細(xì)胞縱向

2、伸長生長慢，結(jié)果，胚芽鞘向光彎曲生長。提醒：單側(cè)光只影響生長素的分布，不影響生長素的合成。瓊脂塊無感光作用；單側(cè)光刺激時(shí),生長素在尖端既進(jìn)行橫向運(yùn)輸，又進(jìn)行極性運(yùn)輸。生長素的產(chǎn)生不需要光照，即有光、無光均可產(chǎn)生。生長素的合成、運(yùn)輸與分布合成：主要合成部位:幼芽、幼葉和發(fā)育中的種子等生長旺盛的部位。合成過程:色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)可轉(zhuǎn)變成生長素。分布:在植物體各器官都有分布,但相對集中地分布在生長旺盛的部分。運(yùn)輸：極性運(yùn)輸:在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素只能從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸，而不能反過來運(yùn)輸。是主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗能量非極性運(yùn)輸:在成熟組織中，生長素可以通過輸導(dǎo)組織進(jìn)行非極性運(yùn)輸（2

3、）橫向運(yùn)輸影響生長素橫向運(yùn)輸?shù)闹饕蛩?單側(cè)光、重力等單向刺激。運(yùn)輸部位:尖端（如胚芽鞘尖端、根尖、莖尖等）。運(yùn)輸方向:向光側(cè)背光側(cè)；背地側(cè)向地側(cè)。植物激素：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，稱為植物激素。生長素的生理作用1、作用方式：給細(xì)胞傳達(dá)信息，起著調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的作用。2、作用機(jī)制生長素生長素受體（蛋白質(zhì)）特異性結(jié)合細(xì)胞內(nèi)一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)誘導(dǎo)特定基因表達(dá)產(chǎn)生效應(yīng)作用：生長素在細(xì)胞水平上起著促進(jìn)細(xì)胞伸長生長、誘導(dǎo)細(xì)胞分化等作用；在器官水平則影響器官的生長、發(fā)育，如促進(jìn)側(cè)根和不定根發(fā)生，影響花、葉和果實(shí)發(fā)育等。生長素的作用特點(diǎn)（1）不同器官

4、敏感程度不同（2）生長素在濃度較低時(shí)促進(jìn)生長，在濃度過高時(shí)則會(huì)抑制生長（即兩重性） 低促高抑 對于同一植物敏感程度排序： 根芽莖 幼嫩細(xì)胞衰老細(xì)胞 雙子葉植物單子葉植物抑制生長不生長(只是生長慢于對照組)產(chǎn)生頂端優(yōu)勢的原因：頂芽產(chǎn)生的生長素逐漸向下運(yùn)輸，枝條上部的側(cè)芽處生長素濃度較高，由于側(cè)芽對生長素濃度比較敏感，因此它的發(fā)育受到抑制，植株因而表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢。越靠近頂芽的側(cè)芽的生長素濃度越高,側(cè)芽受到的抑制程度越大。5、生長素兩重性的實(shí)例（1）實(shí)例1：頂端優(yōu)勢 概念：植物的頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象。 頂端優(yōu)勢的應(yīng)用a.解除頂端優(yōu)勢去掉頂芽b.保留頂端優(yōu)勢生長速度： A B生長速度

5、： C D植物根的向地性和莖的背地性根部：生長素濃度：A B莖部：生長素濃度：C DABCD （2）實(shí)例2：根的向地性（3）實(shí)例3：除草劑敏感程度：雙子葉植物單子葉植物應(yīng)用：在單子葉農(nóng)作物田里面施加適量濃度的生長素類似物，除去雙子葉雜草除草劑2，4-D為了檢測生長素的運(yùn)輸方向，某人做了如下實(shí)驗(yàn)。取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素。在上端放一塊含有生長素的瓊脂，下端放一塊不含生長素的瓊脂（胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝上）。過一段時(shí)間檢測，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果，此人得出以下結(jié)論：（1）下端瓊脂塊上的生長素來自上端的瓊脂塊；（2）生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)

6、的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端。形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端含IAA瓊脂塊含IAA的瓊脂塊(a)評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端含IAA瓊脂塊空白瓊脂塊(a)思維訓(xùn)練赤霉素：GA合成：主要是未成熟的種子、幼芽、幼根等分布：主要分布在植株生長旺盛的部位生理功能：a促進(jìn)細(xì)胞伸長，從而引起植株增高;b促進(jìn)細(xì)胞分裂與分化；c促進(jìn)種子萌發(fā)、開花和果實(shí)發(fā)育細(xì)胞分裂素 CK/CTK合成：主要是根尖分布：主要分布于進(jìn)行細(xì)胞分裂的部位生理功能：a促進(jìn)細(xì)胞分裂:b促進(jìn)芽的分化、側(cè)枝發(fā)育、葉綠素合成:延緩葉片的衰老脫落酸 ABA合成：根冠、萎蔫的葉片等分布：將要脫落或休眠的器官和組織中較多生理功能：a抑制細(xì)胞的分裂；b促進(jìn)

7、氣孔關(guān)閉； c維持種子休眠;d促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落乙烯合成：植物體各個(gè)部位分布：各器官、組織中都有，將要脫落或休眠的器官和組織中較多生理功能：a促進(jìn)果實(shí)成熟；b促進(jìn)開花；c促進(jìn)葉、花、果實(shí)脫落油菜素內(nèi)酯已被認(rèn)定為第六類植物激素。油菜素內(nèi)酯能促進(jìn)莖、葉細(xì)胞的擴(kuò)展和分裂，促進(jìn)花粉管生長、種子萌發(fā)等。實(shí)例1：生長素和細(xì)胞分裂素的關(guān)系二、植物激素間的相互作用_和_在細(xì)胞分裂起_作用生長素細(xì)胞分裂素協(xié)同生長素和赤霉素對離體莖切段的作用實(shí)例2：生長素和赤霉素的關(guān)系生長素赤霉素色氨酸合成氧化產(chǎn)物分解促進(jìn)抑制細(xì)胞伸長兩者都能促進(jìn)細(xì)胞伸長，表現(xiàn)為協(xié)同作用。赤霉素既可促進(jìn)生長素的合成，又可抑制生長素分解。低濃

8、度的生長素促進(jìn)細(xì)胞的伸長，但生長素含量達(dá)到一定值時(shí)，促進(jìn)乙烯合成；乙烯含量升高會(huì)抑制生長素的作用?？梢?高濃度生長素抑制生長很有可能是通過乙烯起作用的。實(shí)例3：生長素和乙烯的關(guān)系 還有很多類似的現(xiàn)象，比如：1.脫落酸與赤霉素的比值較高有利于黃瓜形成雌花，反之有利于形成雄花；2.在植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中生長素與細(xì)胞分裂素的比值較高有利于根的分化，反之有利于芽的分化。 _促進(jìn)雄花分化，_促進(jìn)雌花分化；_和_在黃瓜花的性別分化上起_作用.赤霉素脫落酸赤霉素脫落酸拮抗由此可見，決定器官生長、發(fā)育的，往往不是某種激素的_，而是不同激素的_；絕對含量相對含量生長素/細(xì)胞分裂素適中促進(jìn)愈傷組織的形成生

9、長素細(xì)胞分裂素利于根的分化3.植物激素在不同發(fā)育階段的動(dòng)態(tài)不同發(fā)育時(shí)期植物激素的種類和數(shù)量不同,體現(xiàn)了基因的選擇性表達(dá)。細(xì)胞分裂素、赤霉素和脫落酸含量/(ngg-1)鮮重開花后天數(shù)/d071449566370841261331402128354277919810511211920406080100120140160510152025生長素含量/(ngg-1)鮮重獼猴桃果實(shí)發(fā)育和成熟過程中激素的動(dòng)態(tài)變化生長素脫落酸細(xì)胞分裂素赤霉素 植物生長發(fā)育的過程中，不同激素的調(diào)節(jié)還表現(xiàn)出一定的順序性； 細(xì)胞分裂素、生長素、赤霉素、脫落酸等的含量依次出現(xiàn)高峰；各激素并非孤立地起作用，而是多種激素共同調(diào)控植物地

10、生長發(fā)育和對環(huán)境地適應(yīng)。種子發(fā)芽頂端優(yōu)勢果實(shí)生長器官脫落脫落酸細(xì)胞分裂素乙烯低濃度生長素細(xì)胞分裂素、赤霉素赤霉素細(xì)胞分裂素赤霉素生長素赤霉素、生長素細(xì)胞分裂素高濃度生長素脫落酸、乙烯抑制抑制抑制抑制促進(jìn)促進(jìn)促進(jìn)促進(jìn)總結(jié)：五大類植物激素的相互作用總之，植物的生長、發(fā)育,是由多種激素相互作用形成的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的。植物生長調(diào)節(jié)劑的類型和作用含義：人工合成的對植物的生長、發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)。特點(diǎn):原料廣泛、容易合成、效果穩(wěn)定等。種類（1）一類分子結(jié)構(gòu)和生理效應(yīng)與植物激素類似，（2）另一類分子結(jié)構(gòu)與植物激素完全不同，但具有與植物激素類似的生理效應(yīng)（1）植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑的區(qū)別:植物激素只能在

11、植物體內(nèi)合成；植物生長調(diào)節(jié)劑是人工合成的化學(xué)物質(zhì)。（2）利用生長素類調(diào)節(jié)劑處理植物比用天然的生長素作用時(shí)間長，且效果更穩(wěn)定，其原因是人工合成的生長素類調(diào)節(jié)劑具有生長素的作用，但植物體內(nèi)沒有分解它的酶，因而能長時(shí)間發(fā)揮作用。植物生長調(diào)節(jié)劑的施用（1）在生產(chǎn)上首先需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)闹参锷L調(diào)節(jié)劑。（2）需要綜合考慮施用目的、效果和毒性，調(diào)節(jié)劑殘留、價(jià)格和施用是否方便等因素。（3）對某種植物生長調(diào)節(jié)劑來說，施用濃度、時(shí)間、部位以及施用時(shí)植物的生理狀態(tài)和氣候條件等，都會(huì)影響施用效果，施用不當(dāng)甚至?xí)绊懮a(chǎn)。用一定濃度的生長素類似物培育無子果實(shí)。子房有子番茄無子番茄發(fā)育的種子生長素提供促進(jìn)受粉

12、前,雌蕊柱頭涂抹生長素促進(jìn)發(fā)育發(fā)育注意：以種子(如油菜、向日葵等)為農(nóng)產(chǎn)品的作物不能通過在花期噴施一定濃度的生長素類似物達(dá)到增產(chǎn)的目的。無子番茄與無子西瓜比較比較項(xiàng)目 無子番茄 無子西瓜培育方法用一定濃度的生長素類似物溶液涂抹在未受粉的番茄雌蕊柱頭上用秋水仙素處理二倍體西瓜，獲得四倍體，用四倍體西瓜做母本，與二倍體西瓜進(jìn)行雜交，獲得三倍體，用二倍體西瓜花粉刺激獲得無子果實(shí)無子原因沒有受粉，未完成受精三倍體植株減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成配子原理生長素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育染色體變異變異類型不可遺傳變異可遺傳變異果實(shí)中染色體組數(shù)含兩個(gè)染色體組含三個(gè)染色體組探索生長素類調(diào)節(jié)劑促進(jìn)插條生根的最適濃度（1）實(shí)驗(yàn)

13、原理適宜濃度的生長素（生長素類調(diào)節(jié)劑）能促進(jìn)扦插的枝條生根，在不同濃度的生長素（生長素類調(diào)節(jié)劑）溶液中，扦插枝條的生根情況不同。（2）實(shí)驗(yàn)過程注意 預(yù)實(shí)驗(yàn)：可以為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)摸索條件，也可以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性；通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定有效濃度的大致范圍，可為確定最適濃度打下基礎(chǔ)。預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)置對照組，用清水作為空白對照。（1）插條的選擇:選取生長旺盛的一年生的小灌木（如月季、臘梅等）的枝條，其形成層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活。每組不能少于3個(gè)枝條。平行重復(fù)原則：避免偶然性，求平均值作為最終結(jié)果，提高結(jié)果準(zhǔn)確性。（2）扦插枝條的處理：枝條的形態(tài)學(xué)上端為平面，下端要削成斜面，可增加吸收水分的面

14、積，促進(jìn)成活。每一枝條留34個(gè)芽，所選枝條的芽數(shù)盡量一樣多。（3）用生長素類調(diào)節(jié)劑處理插條的方法浸泡法:把插條的基部浸泡在配制好的濃度較低的溶液中，處理幾小時(shí)至一天沾蘸法:濃度較高的藥液中蘸（約5s）在2，4-D溶液的濃度10-10-10-6 mol/L間繼續(xù)正式實(shí)驗(yàn)4.實(shí)驗(yàn)過程制備插條分組處理插條進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果組別12345672，4-D溶液的濃度（mol/L）010-1210-1010-810-610-410-2生根數(shù)（平均值）101114181287生根數(shù)2, 4-D溶液濃度(mol/L)蒸餾水10121010108106104預(yù)實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行空白對照實(shí)驗(yàn)，正式實(shí)驗(yàn)可

15、不進(jìn)行空白對照。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)枝條都不能生出不定根,其原因可能是什么?沒有分清形態(tài)學(xué)上端和形態(tài)學(xué)下端,枝條倒插;枝條所帶葉片較多,蒸騰作用過強(qiáng),失水過多;枝條幼芽、幼葉保留多,本身合成了一定濃度的生長素,使形態(tài)學(xué)下端處于高濃度抑制狀態(tài)；配制的營養(yǎng)液中營養(yǎng)元素缺乏或缺氧。7.注意事項(xiàng)設(shè)置對照組、重復(fù)組設(shè)置對照組a.清水空白對照，目的是分清促進(jìn)生根和抑制生根的生長素類似物濃度b.設(shè)置濃度不同的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間進(jìn)行相互對照，目的是探究生長素類似物促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度。設(shè)置重復(fù)組，即每組不能少于3個(gè)枝條。光對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)（1）光作為一種信號，能夠影響、調(diào)控植物生長、發(fā)育的全過程。教材拓展有些

16、植物(如煙草和萵苣)的種子需要在有光的條件下才能萌發(fā)，有些植物(如洋蔥、番茄)的種子萌發(fā)，則受光的抑制:很多植物的開花與晝夜長短(即光照時(shí)間)有關(guān)。沒有光就沒有器官的分化和形態(tài)的發(fā)生，如黃化現(xiàn)象(幼苗在黑喑條件下表現(xiàn)出莖細(xì)長、頂端成鉤狀彎曲、葉片小而呈黃白色的現(xiàn)象)。（2）光敏色素:植物具有的能接受光信號的分子。光敏色素是一類蛋白質(zhì)(色素一蛋白復(fù)合體)，分布在植物的各個(gè)部位，其中在分生組織的細(xì)胞內(nèi)比較豐富。主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光，植物體內(nèi)除了光敏色素，還有感受藍(lán)光的受體。（3）光調(diào)控植物生長發(fā)育的反應(yīng)機(jī)制在受到光照射時(shí)，光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，這一變化的信息會(huì)經(jīng)過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)，影響特定基因的表達(dá)，從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)。參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的其他環(huán)境因素.溫度（1）春化作用:有些植物在生長期需要經(jīng)歷一段時(shí)期的低溫之后才能開花，這種經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用。（2）植物的所有生理活動(dòng)都是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，溫度可以通過影響種子萌發(fā)、植株生長、開花結(jié)果和葉的衰老、脫落等生命活動(dòng)，從而參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。（3）植物分布的地域性很大程度上就是由溫度決定的。重力（1）植物的根、莖中具有感受重力的物質(zhì)和細(xì)胞，可以將重力信號轉(zhuǎn)換成運(yùn)輸生長素的信號，造成生長素分布的不均衡，從而調(diào)節(jié)植物的生長方向。（2）“淀粉一平衡石假說