第30講植物的激素調節(jié)一、植物激素的概念

由植物體內產生的（內源性），能從產生部位運送到作用部位（可移動性），對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物（微量高效性），稱為植物激素。主要有生長素（IAA）、細胞分裂素（CTK）、乙烯ETH、赤霉素GA、脫落酸ABA五類。（還有油菜素BR）

1.植物激素和動物激素的比較名稱類別植物激素動物激素不同點相同點無專門的分泌器官，由植物體的一定部位產生由專門的內分泌腺器官或細胞分泌產生部位運輸易受重力、光等環(huán)境因素的影響隨血液循環(huán)(體液)運輸作用部位不作用于特定器官作用于特定的靶器官或靶細胞本質有機小分子蛋白質類、固醇類、氨基酸衍生物等①由自身產生②特點：種類多、微量、高效③調節(jié)生物的新陳代謝、生長發(fā)育等生理活動生長素：人類發(fā)現(xiàn)的第一種植物激素。本質是是吲哚乙酸，另外還有吲哚丁酸IBA和苯乙酸PAA。

生長素類似物：人工合成的和生長素有類似生理效應

的化學物質，主要有：吲哚丁酸（IBA）、吲哚丙

酸（IPA）、萘乙酸（NAA）、2，4-二氯苯乙酸

（2，4-D）等。

植物生長調節(jié)劑：人工合成的對植物的生長發(fā)育有調

節(jié)作用的化學物質。

如生長素類似物、乙烯利、青

鮮素(抑制發(fā)芽)等都是生長調節(jié)劑。

（1）概念：在單側光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象。（2）意義：是植物的一種應激性。2、植物的向光性一切生物對外界各種刺激（如光、溫度、聲音、食物、化學物質、機械運動、地心引力等）所發(fā)生的反應1.1880年達爾文向光性實驗彎向光源生長不生長不彎曲直立生長彎向光源生長推測：單側光照射使胚芽鞘______產生某種影響，當這種影響傳遞到______________，會造成______比________生長快，因而出現(xiàn)向光性彎曲。尖端下部的伸長區(qū)時背光面向光面二、生長素的發(fā)現(xiàn)過程DABC2.1910年詹森的實驗1914年拜爾的實驗詹森實驗證明：胚芽鞘尖端產生的影響可以透過_______________。拜爾實驗證明：胚芽鞘的彎曲是因為尖端產生的影響_____________造成的。瓊脂片傳遞給下部在下部分布不均朝對側彎曲生長不生長也不彎曲3.1928年溫特實驗說明：胚芽鞘的尖端確實產生了某種物質，這種物質從_______運輸?shù)较虏浚⑶夷軌虼偈筥___________________的生長。尖端下端的伸長區(qū)胚芽鞘溫特認為這可能是一種和動物激素類似的物質，并把這種物質命名為：生長素4.1931年，科學家首先從人尿中分離出具有生長素效應的化學物質，經過鑒定，知道它叫吲哚乙酸（IAA）。

5.直到1946年，人們才從高等植物中分離出了生長素,并確認它就是IAA．進一步研究發(fā)現(xiàn)，植物體內具有生長效應的物質除IAA外還有

苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等。生長素發(fā)現(xiàn)過程的小結1.生長素的化學本質：吲哚乙酸。(1)生長素產生的部位：(2)作用部位：(3)感光的部位：(4)生長彎曲的部位：胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端尖端以下的部位尖端以下的部位2.四個“部位”：3.植物向光性的原因

照射導致生長素在向光側和背光側

，生長素在背光側比向光側

，因而引起背光側生長比向光側

,從而造成向光彎曲。分布多快單側光分布不均勻尖端下部尖端作用部位①生長的部位(生長素作用的部位)②生長素極性運輸?shù)牟课虎巯蚬鈴澢牟课唬ㄉL素分布不均勻的結果） ①生長素產生的部位②感受光刺激的部位③受單側光照射時，生長素橫向運輸?shù)牟课?實驗總結：胚芽鞘各部分的作用111．根據(jù)所學知識判斷，下列說法正確的是(

)

(注：陰影為不透光的錫箔帽)A.

圖中彎曲生長的是③④⑤B.若探究植物產生向光性的外因，應設置②③進行對照C.若探究植物產生向光性的內因，應設置①⑥進行對照D.若探究胚芽鞘感光部位，應設置④⑤進行對照D12三、生長素的產生、運輸和分布1、產生部位：主要在_________、葉和＿＿_______＿________可轉變成生長素。幼嫩的芽發(fā)育中的種子2、分布：各器官均有分布，但相對集中地分布于＿＿_____＿的部分生長旺盛(1)產生部位<積累部位，如頂芽<側芽，分生區(qū)<伸長區(qū)。(2)生長旺盛的部位>衰老組織，如幼根>老根。如胚芽鞘、芽和根頂端的分生組織、形成層、發(fā)育中的種子和果實等。色氨酸3.運輸特點：從植物體形態(tài)學_____向形態(tài)學____運輸非極性運輸極性運輸橫向運輸從胚芽鞘尖端_____一側向_____一側運輸成熟組織中，可通過韌皮部的篩管運輸向光背光上端下端方式：主動運輸(1)橫向運輸：在單側光或重力作用下可以引起生長素在莖、根等處的橫向運輸。這種運輸往往與單方向刺激有關，如圖：(2)極性運輸①實驗：②結論：生長素只能從形態(tài)學上端向形態(tài)學下端運輸，而不能由形態(tài)學下端向形態(tài)學上端運輸。2、（2012全國卷新課標版）取生長狀態(tài)一致的燕麥胚芽鞘，分為a、b、c、d四組，將a、b兩組胚芽鞘尖端下方的一段切除，再從c、d兩組胚芽鞘相同位置分別切除等長的一段，并按圖中所示分別接入a、b兩組被切除的位置，得到a′、b′兩組胚芽鞘，然后用單側光照射，發(fā)現(xiàn)a′胚芽鞘向光彎曲生長，b′組胚芽鞘無彎曲生長，原因是（）A．c組尖端能產生生長素，d組尖端不能B．a′胚芽尖端能合成生長素，b′組尖端不能C．c組尖端的生長素能向胚芽鞘基部運輸，d組尖端的生長素不能D．a′胚芽尖端的生長素能向胚芽鞘基部運輸，b′組尖端的生長素不能D4.對植物向光性的解釋背光一側向光一側生長素多生長素少細胞生長快細胞生長慢向光生長的原因_________________________背光側比向光側生長素含量多，背光側細胞生長快，向光彎曲生長素促進生長的機制_______________主要促進細胞生長，特別是縱向生長提醒：①單側光只影響生長素的分布，不影響生長素的合成。②瓊脂塊無感光作用，而云母片等則會阻礙其運輸。5.生長素分布不均的原因分析⑴單方向刺激的影響常見的有單側光、重力、離心力等因素，使生長素在產生部位發(fā)生了橫向運輸，然后通過極性運輸?shù)竭_作用部位，使生長素分布不均，從而造成了彎曲生長。

⑵其他人為因素

如溫特將含有生長素的瓊脂塊故意偏放在胚芽鞘去掉尖端的橫切面上，探究彎曲生長的原因。又如云母片或玻璃片的應用，也會造成生長素分布不均。下列情況下一段時間后胚芽鞘的生長情況（都是左側單側光照射）1、判斷胚芽鞘能否生長，關鍵看：①有無生長素，②生長素能否運至作用部位；2、判斷胚芽鞘生長是否彎曲，關鍵看:生長素在生長部位分布是否均勻；5.彎曲方向判斷規(guī)律下面是有關燕麥實驗的示意圖。圖中所示燕麥胚芽鞘的某些部位縱向插入了云母片。請分析圖中a至f的瓊脂塊中，生長素含量正確的一組是（）A．a＜b、c＝d、e＜fB．a＜b、c＝d、e=fC．a＜b、c＜d、e=fD．a＞b、c＝d、e＜fB如圖所示，A、B、C為對胚芽鞘作不同處理的實驗，D為一植株，被紙盒罩住，紙盒的一側開口，有單側光照，下列對實驗結果的描述，正確的是()A．A、B向光彎曲生長，C背光彎曲生長B．A直立生長，B、C向光彎曲生長C．D圖中如果固定植株，旋轉紙盒，一段時間后，植物向左彎曲生長D．D圖中如果將紙盒和植株一起旋轉，則彎向盒開口方向生長D1、特點①具有兩重性：既能

生長，也能

生長；既能促進

，也能抑制發(fā)芽；既能防止

，也能

。促進抑制發(fā)芽落花落果疏花疏果四、生長素的生理作用②兩重性解讀生長素所發(fā)揮的作用，因

、植物細胞的成熟情況和

不同而有較大的差異。濃度器官種類a.

H點表示最佳促進效果，對應濃度g為最適濃度。b.曲線中OH段表明：c.曲線中HC段表明：d.C點表示___________________，大于C所處生長素濃度，將會使生長受______，此即所謂的“高濃度”。e.若植物幼苗出現(xiàn)向光性，且測得其向光一側生長素濃度為m，則其背光一側生長素濃度范圍：一般情況下低濃度

，高濃度__________。促進生長抑制生長(1)濃度不同，生長素的作用效果不同隨生長素濃度升高，促進生長作用增強。隨生長素濃度升高，促進生長作用減弱。抑制既不促進，也不抑制大于m小于M（2）相同濃度的生長素，對不同器官的生理效應不同同一濃度的生長素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，這是因為不同的器官對生長素的敏感度不同。敏感度大小：根>芽>莖（3）相同濃度的生長素，對不同種類植物的生理效應由圖知，不同的植物對生長素的敏感性不同，一般雙子葉植物對生長素較單子葉植物敏感。側芽>頂芽幼嫩細胞>衰老細胞2．兩重性舉例(1)頂端優(yōu)勢

a.現(xiàn)象：

優(yōu)先生長，

生長受到抑制。b.原因：頂芽產生的生長素向下運輸，積累到側芽，側

芽附近生長素

，發(fā)育受到抑制。濃度高頂芽側芽c.實驗探究：取生長狀況相同的某種植物，隨機均分為3組1組：自然生長2組：去掉頂芽3組：去掉頂芽，切口放含生長素的瓊脂塊頂芽優(yōu)先生長，側芽受抑制側芽生長快，成為側枝側芽生長受抑制去掉頂芽后側芽處的生長素濃度降低抑制被解除側芽生長加快d.頂端優(yōu)勢原理的應用應用：果樹的修枝；茶樹摘心；棉花打頂增加分枝提高產量根部：生長素濃度：AB生長速度：AB莖部：生長素濃度：CD生長速度：CD＞＞＞＞ABCD對根生長起抑制作用對莖生長起促進作用濃度高濃度高(2)根的向地性和莖的背地性結論外因：內因：重力產生單一方向的刺激生長素分布不均勻；根、莖對生長素的敏感程度不同注意：莖的背地性和向光性不能說明生長素作用具有兩重性

①莖的背地性和向光性都只體現(xiàn)了生長素的促進作用，不

能說明生長素作用具有兩重性。②根向重力性和頂端優(yōu)勢現(xiàn)象是體現(xiàn)生長素具有兩重性的典型實例。3．生長素類似物(1)概念：具有與生長素相似的__________的人工合成的化學物質，如α－萘乙酸(NAA)、2，4－D等。生理效應a.生長素為什么不能大規(guī)模地應用？生長素（IAA）在植物體內含量很少，提取困難，且易分解，在生產上較少應用。b.苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）是人工合成的生長素類似物嗎？不是，他們是植物自身合成的生長素效應物質。(2)應用①防止__________的脫落；②促進_________，獲得無子果實；③促使__________生根。④作為除草劑。果實和葉片扦插枝條果實發(fā)育雌蕊授粉合成生長素胚珠種子胚珠無種子雌蕊未授粉子房壁果皮刺激施用人工合成一定濃度的生長素類似物子房壁果皮正常果實無子果實促進果實的發(fā)育

思考：a.如何才能獲得無子果實？

b.無子番茄和無子西瓜的培育原理相同嗎？注意：揚花期受到大風襲擊，影響了傳粉，對于茄果類作物，噴灑一定濃度的生長素可以避免減產（如茄子、番茄、黃瓜、辣椒）；對于收獲種子的作物，由于沒有受精不能形成種子，因而會造成減產（油菜、玉米、花生、向日葵）。未受粉的條件下，如：花蕾期人工去雄后，在雌蕊柱頭上人工涂抹一定濃度的生長素類似物。不相同，無子西瓜是多倍體育種。原理方法處理無子番茄生長素能促進果實發(fā)育用一定濃度的生長素溶液處理未受粉的番茄花蕾獲得無子西瓜染色體變異引起的三倍體，不能形成正常的配子用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交，獲得三倍體西瓜，給三倍體西瓜植株的雌蕊授以二倍體西瓜花粉，子房發(fā)育成無子西瓜香蕉香蕉是三倍體(3n＝33)，不能形成正常的配子不能受精發(fā)育成種子，需子房產生一定的生長素并自我刺激，發(fā)育成無子果實幾種無子果實的比較33例2.用適宜濃度的生長素溶液處理未受粉的番茄雌蕊柱頭，可以得到無籽番茄，這種果實的細胞中染色體數(shù)目為A．與卵細胞染色體數(shù)目一樣B．與體細胞染色體數(shù)目一樣C．比受精卵染色體數(shù)目多一倍D．與受精極核染色體數(shù)目一樣B341．其他植物激素的種類及生理功能激素名稱合成部位分布部位主要生理功能赤霉素幼芽、幼根和未成熟的種子較多分布于生長旺盛的部位①促進細胞伸長生長②促進種子萌發(fā)和果實發(fā)育細胞分裂素主要是根尖主要分布于正在進行細胞分裂的部位①促進細胞分裂②誘導芽的分化、延緩葉片衰老脫落酸根冠和萎蔫的葉片中合成較多將要脫落或進入休眠的組織中較多①抑制細胞分裂和種子萌發(fā)②促進葉和果實的衰老、脫落乙烯植物體的各個部位廣泛存在于植物體內，成熟的果實中含量最多①促進果實成熟②促進器官脫落五、其他植物激素（1）各種植物激素作用辨析a.在生長方面：生長素和赤霉素促進生長的原理在于促進細

胞縱向伸長；細胞分裂素通過促進細胞分裂，增加細胞數(shù)量。b.在果實方面：生長素和赤霉素能促進果實發(fā)育，乙烯促進

果實成熟，而脫落酸則促進果實脫落。例3.(高考試題：2007廣東生物)在早春低溫時為了讓水稻種子早發(fā)芽，稻農常將種子置于流動的河流或溪水中浸泡一段時間。這種做法與下列哪種激素變化的相關性最大？A.脫落酸B.細胞分裂素C.赤霉素D.生長素A這是因為脫落酸能促進種子休眠，抑制發(fā)芽。持續(xù)一段時間的高溫，能使種子中的脫落酸降解。沒有了脫落酸，這些種子就不會像其他種子那樣休眠了。然后，大雨天氣又給在穗上的種子提供了萌發(fā)所需要的水分，于是種子就會不適時地萌發(fā)。(2)植物激素間的相互作用

①在植物生長發(fā)育和適應環(huán)境過程中各種激素并不是孤立起作用，而是多種激素相互作用、共同調節(jié)。②植物生長發(fā)育過程，在根本上是基因組在一定時間和空間上程序性表達的結果。4.中國科學院的植物生理學家研究了某種果實成熟過程中的激素變化如下圖所示，下列說法中不合理的是(

).A.在果實的細胞分裂和細胞伸長時期生長素濃度較高B.在果實生長發(fā)育的各個時期，生長素均起主導作用C.在果實成熟時，果實中含量升高的激素有乙烯和脫落酸D.在果實生長發(fā)育過程中是多種植物激素共同協(xié)調起作用B（2）優(yōu)點：容易合成、原料廣泛、

。（3）應用實例a.用

催熟鳳梨。

b.用一定濃度的

溶液處理蘆葦，使其纖維長度增加50%左右。2、植物生長調節(jié)劑（1）概念：人工合成的對植物的

有調節(jié)作用的化學物質。生長發(fā)育效果穩(wěn)定乙烯利赤霉素探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度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(shù)量最多，生長最快。

（1）預實驗

（2）正式實驗 在預實驗的結果上，變窄生長素類似物的濃度梯度，重復預實驗的三個實驗步驟。2.實驗流程需要空白對照意義：為進一步的實驗摸索條件；檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免造成人力、物力、財力的浪費不需要空白對照關于“探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度”的實驗敘述中，錯