第2課時(shí)生長(zhǎng)素的生理作用及其他植物激素目標(biāo)導(dǎo)航1.理解生長(zhǎng)素作用的兩重性。2.列舉其他植物激素種類及作用。3.列舉植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在實(shí)踐中的應(yīng)用。一、生長(zhǎng)素的生理作用(閱讀P48～49)1．特性生長(zhǎng)素對(duì)植物生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)的作用具有兩重性，一般來說低濃度的生長(zhǎng)素可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而高濃度的生長(zhǎng)素抑制植物生長(zhǎng)。2．實(shí)例(1)頂端優(yōu)勢(shì)：指頂芽?jī)?yōu)先生長(zhǎng)而側(cè)芽受到抑制的現(xiàn)象。(2)原因：主要是植物的頂芽產(chǎn)生的生長(zhǎng)素向下運(yùn)輸，過多地積累在近頂端的側(cè)芽部位，使該部位的生長(zhǎng)素濃度增加，從而抑制該部位側(cè)芽的生長(zhǎng)。二、其他植物激素(閱讀P50)1．植物激素(1)概念：由植物體的合成部位產(chǎn)生并運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?，?duì)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育具有顯著作用的微量有機(jī)物。(2)最早發(fā)現(xiàn)的植物激素是生長(zhǎng)素。2．其他植物激素的比較(見下表)植物激素合成部位主要生理功能赤霉素主要分布于未成熟的種子、幼芽、幼根等幼嫩組織和器官促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)、植株增高，促進(jìn)種子萌發(fā)和果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育細(xì)胞分裂素通常分布于幼嫩根尖、萌發(fā)的種子和正在發(fā)育的果實(shí)等器官促進(jìn)細(xì)胞分裂，誘導(dǎo)芽的分化脫落酸在根冠和萎蔫的葉片等器官以及成熟和衰老的組織中較多抑制細(xì)胞分裂，促進(jìn)葉片和果實(shí)的衰老、脫落乙烯廣泛存在于多種組織和器官，正在成熟的果實(shí)中含量更多促進(jìn)果實(shí)成熟，促進(jìn)葉片和果實(shí)的脫落3.植物激素的關(guān)系植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程是多種植物激素相互作用的結(jié)果。各種植物激素之間既有協(xié)同作用，也有拮抗作用，如生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和赤霉素均有促進(jìn)生長(zhǎng)的效應(yīng)，而脫落酸可抵消三者的效應(yīng)而抑制生長(zhǎng)。4．決定植物某一生理效應(yīng)的往往不是某種激素的絕對(duì)含量，而是各種激素之間的相對(duì)含量。三、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(閱讀P51)1．概念：通過化學(xué)方法合成的對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)。2．優(yōu)點(diǎn)：容易合成、原料廣泛、效果穩(wěn)定。3．應(yīng)用：促進(jìn)扦插枝條生根、防止落花落果、促進(jìn)果實(shí)發(fā)育、控制性別分化等。判斷正誤：(1)莖的背地性和根的向地性都能說明生長(zhǎng)素作用的兩重性()(2)植物的向光性能夠說明生長(zhǎng)素作用的兩重性()(3)在太空失重狀態(tài)下植物激素不能進(jìn)行極性運(yùn)輸，根失去了向地生長(zhǎng)的特性()(4)若探究生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度，則實(shí)驗(yàn)自變量為扦插枝條生根情況；實(shí)驗(yàn)的因變量是生長(zhǎng)素類似物的濃度()(5)草莓果實(shí)的自然生長(zhǎng)過程與生長(zhǎng)素?zé)o關(guān)而與乙烯有關(guān)()(6)在黑暗條件下，細(xì)胞分裂素可延緩成熟綠葉中葉綠素的降解，表明細(xì)胞分裂素能延緩葉片變黃()(7)根尖能夠產(chǎn)生細(xì)胞分裂素()(8)脫落酸能抑制馬鈴薯發(fā)芽()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)√(8)√解析(2)植物的背光側(cè)生長(zhǎng)素濃度高，生長(zhǎng)較快，向光側(cè)生長(zhǎng)素濃度低，生長(zhǎng)較慢。整個(gè)過程沒有出現(xiàn)高濃度抑制生長(zhǎng)和低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)的現(xiàn)象，不能說明生長(zhǎng)素作用的兩重性。(3)極性運(yùn)輸并不是受重力影響的，而是從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸，所以在太空失重狀態(tài)下植物激素也可以進(jìn)行極性運(yùn)輸。一、生長(zhǎng)素的特性1．生長(zhǎng)素作用的兩重性一般情況下，在低濃度時(shí)促進(jìn)生長(zhǎng)，濃度過高時(shí)抑制生長(zhǎng)，甚至?xí)⑺兰?xì)胞(如圖)。(1)當(dāng)生長(zhǎng)素濃度小于i時(shí)均為“低濃度”，高于i時(shí)才會(huì)抑制植物生長(zhǎng)稱為“高濃度”。(2)曲線中的OH段表明：隨生長(zhǎng)素濃度增高，促進(jìn)生長(zhǎng)作用增強(qiáng)。(3)曲線HC段表明：隨生長(zhǎng)素濃度增高，促進(jìn)生長(zhǎng)作用減弱(但仍為促進(jìn)生長(zhǎng))。(4)H點(diǎn)表示促進(jìn)生長(zhǎng)的最適宜濃度為g。(5)C點(diǎn)表示促進(jìn)生長(zhǎng)的“閾值”，即大于C點(diǎn)的生長(zhǎng)素濃度(i)時(shí)，將會(huì)使生長(zhǎng)受抑制。2．影響生長(zhǎng)素生理作用的因素生長(zhǎng)素生理作用因濃度、器官種類、植物細(xì)胞成熟情況、植物種類不同而有差異。(1)濃度：對(duì)同一器官，如根，不同濃度的生長(zhǎng)素的功效不同，低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)。(2)器官種類：同一植物的不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不同，一般營(yíng)養(yǎng)器官的敏感性比較：根>芽>莖。據(jù)下圖分析，根、芽、莖的最適生長(zhǎng)素濃度分別為10－10mol·L－1、10－8mol·L－1、10－4mol·L－1左右。(3)成熟情況：不同年齡的細(xì)胞對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不同。一般來說，幼嫩細(xì)胞較敏感，衰老細(xì)胞遲鈍。(4)植物種類：不同植物對(duì)生長(zhǎng)素敏感程度不同。雙子葉植物比單子葉植物敏感。1．結(jié)合下圖分析頂端優(yōu)勢(shì)實(shí)驗(yàn)：(1)圖1中，頂芽產(chǎn)生的生長(zhǎng)素向下運(yùn)輸，側(cè)芽A、B、C的生長(zhǎng)素濃度高，由于側(cè)芽對(duì)生長(zhǎng)素濃度比較敏感，生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制，而頂芽生長(zhǎng)素濃度低，優(yōu)先發(fā)育，植株從而表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢(shì)。(2)圖2中，頂芽被去掉，側(cè)芽的生長(zhǎng)素來源受阻，濃度降低，抑制被解除，側(cè)芽得以發(fā)育，頂端優(yōu)勢(shì)被打破。(3)圖3中，去掉頂芽后用含生長(zhǎng)素的瓊脂塊代替，推測(cè)側(cè)芽A、B、C的發(fā)育情況仍受到抑制，說明頂端優(yōu)勢(shì)確實(shí)是由于生長(zhǎng)素分布不均勻造成的。2．將幼小的植株在適宜條件下橫放，一段時(shí)間后，莖彎曲向上生長(zhǎng)，根彎曲向下生長(zhǎng)(如圖所示)。請(qǐng)分析原因。(1)當(dāng)幼苗橫放時(shí)，由于重力的作用，生長(zhǎng)素在近地側(cè)濃度較高，即：B>A，D>C。莖對(duì)生長(zhǎng)素敏感性弱，A、B兩側(cè)都是促進(jìn)作用，且B側(cè)促進(jìn)作用更強(qiáng)，使莖背地生長(zhǎng)；根對(duì)生長(zhǎng)素敏感性高，D側(cè)濃度高，抑制生長(zhǎng)，因此生長(zhǎng)速度C>D，使根向地生長(zhǎng)，這體現(xiàn)了生長(zhǎng)素生理作用的兩重性。(2)若該植物在太空中的空間站中生長(zhǎng)，情況會(huì)如何？答案由于沒有受到單一方向刺激，故各自橫向生長(zhǎng)。3．影響生長(zhǎng)素濃度變化及作用結(jié)果的因素分析：1．如圖1表示植物不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的反應(yīng)，圖2是生長(zhǎng)素對(duì)胚芽鞘生長(zhǎng)的效應(yīng)示意圖。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說法不正確的是()A．由圖1可知，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度對(duì)莖生長(zhǎng)的效應(yīng)是抑制，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度對(duì)芽生長(zhǎng)的效應(yīng)是促進(jìn)B．由圖1可知，促進(jìn)根、芽、莖生長(zhǎng)的最適濃度分別是10－10mol/L、10－8mol/L、10－4mol/LC．由圖2可知，當(dāng)生長(zhǎng)素濃度小于b點(diǎn)濃度時(shí)，隨生長(zhǎng)素濃度的增加胚芽鞘的彎曲程度逐漸增大D．由圖2可知，生長(zhǎng)素對(duì)胚芽鞘的生長(zhǎng)作用具有兩重性問題導(dǎo)析(1)由圖1中A點(diǎn)和B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相關(guān)曲線的縱坐標(biāo)可以判斷，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度能促進(jìn)莖的生長(zhǎng)，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度能抑制芽的生長(zhǎng)。(2)仔細(xì)分析曲線，由圖1可知，促進(jìn)根、芽、莖生長(zhǎng)的最適濃度分別是10－10mol/L、10－8mol/L、10－4mol/L。(3)由圖2可知，生長(zhǎng)素對(duì)胚芽鞘的生長(zhǎng)作用具有兩重性：低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)。當(dāng)生長(zhǎng)素濃度小于b點(diǎn)時(shí)，隨生長(zhǎng)素濃度的增加其促進(jìn)作用加強(qiáng)，胚芽鞘的彎曲程度逐漸增大。答案A一題多變判斷正誤：(1)圖1中，莖受到單側(cè)光照射時(shí)，向光側(cè)為A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度。背光側(cè)為B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度()(2)根橫放時(shí)，向地側(cè)生長(zhǎng)素濃度大約相當(dāng)于圖2中的d濃度，背地側(cè)在a～c范圍內(nèi)()(3)頂端優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象中，頂芽生長(zhǎng)素濃度相當(dāng)于圖1A點(diǎn)對(duì)應(yīng)濃度，側(cè)芽濃度小于A點(diǎn)對(duì)應(yīng)濃度()(4)圖1可知，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度對(duì)根生長(zhǎng)的效應(yīng)是抑制()答案(1)×(2)√(3)×(4)√二、其他植物激素植物激素間的相互作用：植物的各種生命活動(dòng)都不是受單一激素的控制，而是各種激素相互作用的結(jié)果(如下圖)。1．生長(zhǎng)素、赤霉素及細(xì)胞分裂素均可促進(jìn)植株生長(zhǎng)，其機(jī)理是否相同？這體現(xiàn)了植物激素間的何種關(guān)系？答案生長(zhǎng)素和赤霉素均可促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，使細(xì)胞體積增大，而細(xì)胞分裂素則可促進(jìn)細(xì)胞分裂，使細(xì)胞數(shù)目增多。上述三類激素可通過協(xié)同作用，共同促進(jìn)植物生長(zhǎng)。2．在早春低溫時(shí)為了讓水稻種子早發(fā)芽，稻農(nóng)常將種子置于流動(dòng)的河流或溪水中浸泡一段時(shí)間。這種做法與脫落酸(激素)相關(guān)性最大。3．中國(guó)科學(xué)院的植物生理學(xué)家研究了某種果實(shí)成熟過程中的激素變化如下圖所示，據(jù)圖回答問題：(1)在果實(shí)的細(xì)胞分裂過程中細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素、赤霉素濃度較高。(2)在細(xì)胞伸長(zhǎng)過程中占主導(dǎo)作用的激素是生長(zhǎng)素和赤霉素。(3)在果實(shí)的成熟過程中明顯升高的激素是乙烯和脫落酸。(4)由上述各種激素變化得出的結(jié)論是果實(shí)的發(fā)育過程是多種激素相互作用的結(jié)果。2．分析下圖回答問題：(1)植物激素A應(yīng)是。(2)A與高濃度生長(zhǎng)素在器官脫落方面表現(xiàn)為關(guān)系，與細(xì)胞分裂素在器官脫落方面表現(xiàn)為關(guān)系。(3)生長(zhǎng)素對(duì)器官脫落的作用表現(xiàn)出性。(4)據(jù)圖可知，植物的器官脫落是的結(jié)果。問題導(dǎo)析(1)分析題圖可知，植物激素A應(yīng)為脫落酸。(2)因脫落酸具有促進(jìn)器官脫落的作用，高濃度的生長(zhǎng)素也具有此作用，二者表現(xiàn)出協(xié)同關(guān)系；由于細(xì)胞分裂素抑制器官脫落，說明脫落酸和細(xì)胞分裂素之間是拮抗關(guān)系。(3)不同濃度的生長(zhǎng)素對(duì)同一生理效應(yīng)的作用相反，從而體現(xiàn)了生長(zhǎng)素的作用具有兩重性的特點(diǎn)。(4)植物的器官脫落是多種激素相互作用的結(jié)果。答案(1)脫落酸(2)協(xié)同拮抗(3)兩重(4)多種激素相互作用一題多變赤霉素與生長(zhǎng)素都能促進(jìn)莖稈的伸長(zhǎng)，兩者關(guān)系如圖所示。據(jù)圖回答相關(guān)問題：(1)x表示赤霉素對(duì)生長(zhǎng)素的合成具有促進(jìn)作用。(2)y表示赤霉素對(duì)生長(zhǎng)素的分解具有抑制作用。(3)赤霉素促進(jìn)莖稈的伸長(zhǎng)作用是通過生長(zhǎng)素來實(shí)現(xiàn)的。三、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用1．促進(jìn)扦插枝條生根有的植物枝條容易插活，如柳樹、月季等；有的枝條則不容易插活，如桂花樹、石榴等。對(duì)于那些不易生根的枝條，可用一定濃度的生長(zhǎng)素類似物(10～100mg/L的IBA和NAA)溶液浸泡插枝下端，能促進(jìn)插枝下端長(zhǎng)出大量的根，便于枝條成活。2．促進(jìn)果實(shí)發(fā)育實(shí)驗(yàn)證明，雌蕊受粉后，胚珠發(fā)育成種子的過程中，發(fā)育的種子里合成了較多的生長(zhǎng)素，這些生長(zhǎng)素能促使子房發(fā)育成果實(shí)。在生產(chǎn)上，用人工合成的一定濃度的生長(zhǎng)素類似物溶液(10mg/L的2,4—D)處理沒有授粉的雌蕊柱頭，子房同樣能夠發(fā)育成果實(shí)，只是由于胚珠內(nèi)的卵細(xì)胞沒有經(jīng)過受精，所以果實(shí)里沒有種子，從而獲得無子果實(shí)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上利用這種方法可培育無子番茄、黃瓜、辣椒等。知識(shí)拓展(1)培育無子果實(shí)要注意：①花蕾期去雄并套袋隔離。②用一定濃度生長(zhǎng)素類似物溶液處理未授粉的雌蕊柱頭，并套袋隔離。(2)用生長(zhǎng)素類似物處理獲得的無子果實(shí)，細(xì)胞中染色體數(shù)目并沒有改變，與正常體細(xì)胞相同。3．防止落花落果由于植物生長(zhǎng)素能促進(jìn)子房發(fā)育成果實(shí)。所以，它被普遍用來防止落花落果。生產(chǎn)上常用1mg/L的2,4－D或10mg/L的NAA溶液噴灑棉株，這樣可以達(dá)到保蕾保鈴的效果。4．控制性別分化黃瓜等植物的花有雌、雄之分，但在花芽分化的初期卻是雌、雄不分的，利用2～5mg/L的NAA溶液或2,4－D處理花芽，可促進(jìn)花芽向雌花分化，從而大幅度提高產(chǎn)量。1．為什么噴灑適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)素類似物可以除去雙子葉雜草？答案單子葉植物和雙子葉植物對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不同：?jiǎn)巫尤~植物適宜的生長(zhǎng)素濃度較高，而雙子葉植物適宜的生長(zhǎng)素濃度較低，所以在單子葉作物的農(nóng)田中噴灑適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)素類似物可以除去雙子葉雜草。2．用生長(zhǎng)素處理而獲得無子果實(shí)，果實(shí)細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)未改變。3．與天然植物激素相比，植物生長(zhǎng)素類似物為何作用時(shí)間更長(zhǎng)，效果更穩(wěn)定？答案在植物體內(nèi)，相關(guān)激素發(fā)揮作用后均會(huì)在酶的催化作用下水解而喪失生物活性。正是由于植物體內(nèi)缺乏水解這些外源人工合成物質(zhì)(植物生長(zhǎng)素類似物)的酶，故人工合成的植物生長(zhǎng)素類似物具有作用時(shí)間更長(zhǎng)，作用效果更穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。3．人工合成的植物激素類似物常用于生產(chǎn)實(shí)踐。某課題組研究了激素類似物甲和激素類似物乙對(duì)微型月季生根和側(cè)芽生長(zhǎng)的影響，請(qǐng)回答下列問題。(1)由圖1得出的初步結(jié)論是：甲和乙對(duì)微型月季插條生根的影響分別是、。(2)由圖1的結(jié)果(填“能”或“不能”)判斷0.5μmol/L的激素類似物乙對(duì)生根的影響。為探究3μmol/L的激素類似物甲和0.5μmol/L的激素類似物乙對(duì)微型月季插條生根的復(fù)合影響，應(yīng)設(shè)計(jì)種培養(yǎng)基。(3)已知甲為生長(zhǎng)素類似物，圖2為其X、Y和Z三種濃度下對(duì)微型月季莖段側(cè)芽生長(zhǎng)的影響，則：①X濃度的甲對(duì)微型月季莖段側(cè)芽生長(zhǎng)具有作用。②X濃度、Y濃度和Z濃度之間大小的關(guān)系是。問題導(dǎo)析(1)圖1結(jié)果顯示對(duì)月季生根方面激素類似物甲有促進(jìn)作用，激素類似物乙有抑制作用。(2)圖示沒有0.5μmol/L激素類似物乙對(duì)生根的作用結(jié)果，所以不能判斷這個(gè)濃度的激素類似物乙對(duì)生根的作用。若要探究復(fù)合影響情況，應(yīng)設(shè)置空白對(duì)照培養(yǎng)基、只含0.5μmol/L激素類似物乙的培養(yǎng)基、只含3μmol/L激素類似物甲的培養(yǎng)基、3μmol/L激素類似物甲＋0.5μmol/L激素類似物乙的混合培養(yǎng)基四種培養(yǎng)基。(3)圖2顯示X濃度下月季側(cè)芽生長(zhǎng)量低于空白對(duì)照，說明