1、第30讲 植物的激素调节,一、植物激素的概念,由植物体内产生的（内源性），能从产生部位运送到作用部位（可移动性），对植物的生长发育有显著影响的微量有机物（微量高效性），称为植物激素。,主要有生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、乙烯ETH、赤霉素GA、脱落酸ABA五类。（还有油菜素BR）,1.植物激素和动物激素的比较,无专门的分泌器官，由植物体的一定部位产生,由专门的内分泌腺器官或细胞分泌,产生 部位,运输,易受重力、光等环境因素的影响,随血液循环(体液)运输,作用部位,不作用于特定器官,作用于特定的靶器官或靶细胞,本质,有机小分子,蛋白质类、固醇类、氨基酸衍生物等,由自身产生 特点：种类多
2、、微量、高效 调节生物的新陈代谢、生长发育等生理活动,生长素：人类发现的第一种植物激素。本质是是吲哚乙酸，另外还有吲哚丁酸IBA和苯乙酸PAA。,生长素类似物：人工合成的和生长素有类似生理效应 的化学物质，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。 植物生长调节剂：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。 如生长素类似物、乙烯利 、青 鲜素(抑制发芽)等都是生长调节剂。,（1）概念：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。,（2）意义：是植物的一种应激性。,2、植物的向光性,一切生物对外界各种刺激（如光、温度、声音、
3、食物、化学物质、机械运动、地心引力等）所发生的反应,1. 1880年 达尔文向光性实验,弯向光源生长,不生长不弯曲,直立生长,弯向光源生长,推测：单侧光照射使胚芽鞘_产生某种影响，当这种影响传递到_，会造成_比 _生长快，因而出现向光性弯曲。,尖端,下部的伸长区时,背光面,向光面,二、生长素的发现过程,2.1910年 詹森的实验 1914年 拜尔的实验,詹森实验证明： 胚芽鞘尖端产生的影响可以透过_。,拜尔实验证明： 胚芽鞘的弯曲是因为尖端产生的影响_造成的。,琼脂片传递给下部,在下部分布不均,朝对侧弯曲生长,不生长也不弯曲,3.1928年 温特实验,说明：胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质，这种
4、物质从_运输到下部，并且能够促使_的生长。,尖端,下端的伸长区,胚芽鞘,温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为：,生长素,4. 1931年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质，经过鉴定，知道它叫吲哚乙酸（IAA）。,5. 直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是IAA进一步研究发现，植物体 内具有生长效应的物质除IAA外还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等。,生长素发现过程的小结,1.生长素的化学本质：,吲哚乙酸。,(1)生长素产生的部位： (2)作用部位： (3)感光的部位： (4)生长弯曲的部位：,胚芽鞘的尖端,胚芽鞘的尖端,
5、尖端以下的部位,尖端以下的部位,2.四个“部位”：,3.植物向光性的原因,照射导致生长素在向光侧和背光侧 ，生长素在背光侧比向光侧 ，因而引起背光侧生长比向光侧 ,从而造成向光弯曲。,分布多,快,单侧光,分布不均匀,生长的部位(生长素作用的部位) 生长素极性运输的部位 向光弯曲的部位（生长素分布不均匀的结果）,生长素产生的部位 感受光刺激的部位 受单侧光照射时，生长素横向运输的部位,实验总结：胚芽鞘各部分的作用,11,1根据所学知识判断，下列说法正确的是( )(注：阴影为不透光的锡箔帽),A. 图中弯曲生长的是 B. 若探究植物产生向光性的外因，应设置进行对照 C. 若探究植物产生向光性的内因
6、，应设置进行对照 D. 若探究胚芽鞘感光部位，应设置进行对照,D,12,三、生长素的产生、运输和分布,1、产生部位：主要在_、叶和_ _可转变成生长素。,幼嫩的芽,发育中的种子,2、分布：各器官均有分布，但相对集中地分布于_的部分,生长旺盛,(1)产生部位衰老组织，如幼根老根。,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等。,色氨酸,3.运输特点：,从植物体形态学_向形态学_运输,非极性运输,极性运输,横向运输,从胚芽鞘尖端_一侧向_一侧运输,成熟组织中，可通过韧皮部的筛管运输,向光,背光,上端,下端,方式：,主动运输,(1)横向运输：在单侧光或重力作用下可以引起生长素在茎、根
7、等处的横向运输。这种运输往往与单方向刺激有关，如图：,(2)极性运输实验：,结论：生长素只能从形态学上端向形态学下端运输，而不能由形态学下端向形态学上端运输。,2、（2012全国卷新课标版）取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组，将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d 两组胚芽鞘相同位置分别切除等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组被切除的位置，得到a、b两组胚芽鞘，然后用单侧光照射，发现a胚芽鞘向光弯曲生长，b组胚芽鞘无弯曲生长，原因是（ ）,Ac组尖端能产生生长素，d组尖端不能 Ba胚芽尖端能合成生长素，b组尖端不能 Cc组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端
8、的生长素不能 Da胚芽尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b组尖端的生长素不能,D,4.对植物向光性的解释,背光一侧,向光一侧,生长素多,生长素少,细胞生长快,细胞生长慢,向光生长的原因_,背光侧比向光侧生长素含量多，背光侧细胞生长快，向光弯曲,生长素促进生长的机制_,主要促进细胞生长，特别是纵向生长,提醒： 单侧光只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。 琼脂块无感光作用，而云母片等则会阻碍其运输。,5.生长素分布不均的原因分析,单方向刺激的影响常见的有单侧光、重力、离心力等因素，使生长素在产生部位发生了横向运输，然后通过极性运输到达作用部位，使生长素分布不均，从而造成了弯曲生长。其他人为因素如
9、温特将含有生长素的琼脂块故意偏放在胚芽鞘去掉尖端的横切面上，探究弯曲生长的原因。又如云母片或玻璃片的应用，也会造成生长素分布不均。,下列情况下一段时间后胚芽鞘的生长情况（都是左侧单侧光照射）,1、判断胚芽鞘能否生长，关键看： 有无生长素， 生长素能否运至作用部位；,2、判断胚芽鞘生长是否弯曲，关键看: 生长素在生长部位分布是否均匀；,5.弯曲方向判断规律,下面是有关燕麦实验的示意图。图中所示燕麦胚芽鞘的某些部位纵向插入了云母片。请分析图中a至f的琼脂块中，生长素含量正确的一组是（ ）Aab、cd、ef Bab、cd、e=f Cab、cd、e=f Dab、cd、ef,B,如图所示，A、B、C为对
10、胚芽鞘作不同处理的实验，D为一植株，被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照，下列对实验结果的描述，正确的是( ),AA、B向光弯曲生长，C背光弯曲生长 BA直立生长，B、C向光弯曲生长 CD图中如果固定植株，旋转纸盒，一段时间后，植物向左弯曲生长 DD图中如果将纸盒和植株一起旋转，则弯向盒开口方向生长,D,1、特点 具有两重性： 既能 生长，也能 生长； 既能促进 ，也能抑制发芽； 既能防止 ，也能 。,促进,抑制,发芽,落花落果,疏花疏果,四、生长素的生理作用,两重性解读,生长素所发挥的作用，因 、植物细胞的成熟情况和 不同而有较大的差异。,浓度,器官种类,a. H点表示最佳促进效果，对应浓
11、度g为最适浓度。 b.曲线中OH段表明： c.曲线中HC段表明： d. C点表示_，大于C所处生长素浓度，将会使生长受_，此即所谓的“高浓度”。 e.若植物幼苗出现向光性，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光一侧生长素浓度范围：,一般情况下低浓度 ，高浓度_。,促进生长,抑制生长,(1)浓度不同，生长素的作用效果不同,随生长素浓度升高，促进生长作用增强。,随生长素浓度升高，促进生长作用减弱。,抑制,既不促进，也不抑制,大于m小于M,（2）相同浓度的生长素，对不同器官的生理效应不同,同一浓度的生长素作用于不同器官上， 引起的生理功效也不同，这是因为不 同的器官对生长素的敏感度不同。 敏感度大
12、小：,根芽茎,（3）相同浓度的生长素，对不同种类植物的生理效应,由图知，不同的植物对生长素的敏感性不同， 一般双子叶植物对生长素较单子叶植物敏感。,侧芽顶芽,幼嫩细胞衰老细胞,2两重性举例 (1)顶端优势,a. 现象： 优先生长， 生长受到抑制。 b. 原因：顶芽产生的生长素向下运输，积累到侧芽，侧芽附近生长素 ，发育受到抑制。,浓度高,顶芽,侧芽,c. 实验探究：取生长状况相同的某种植物，随机均分为3组 1组：自然生长2组：去掉顶芽3组：去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块,顶芽优先生长，侧芽受抑制,侧芽生长快，成为侧枝,侧芽生长受抑制,d. 顶端优势原理的应用应用：,果树的修枝； 茶树摘心；
13、棉花打顶增加分枝提高产量,根部： 生长素浓度 ： A B 生长速度： A B,茎部： 生长素浓度：C D 生长速度： C D,对根生长起抑制作用,对茎生长起促进作用,浓度高,浓度高,(2)根的向地性和茎的背地性,结论,外因：,内因：,重力产生单一方向的刺激,生长素分布不均匀；根、茎对生长素的敏感程度不同,注意：茎的背地性和向光性不能说明生长素作用具有两重性 茎的背地性和向光性都只体现了生长素的促进作用，不能说明生长素作用具有两重性。 根向重力性和顶端优势现象是体现生长素具有两重性的典型实例。,3生长素类似物 (1)概念：具有与生长素相似的_的人工合成的化学物质，如萘乙酸(NAA)、2，4D等。
14、,生理效应,a. 生长素为什么不能大规模地应用？,生长素（IAA）在植物体内含量很少，提取困难，且易分解，在生产上较少应用。,b.苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）是人工合成的 生长素类似物吗？,不是，他们是植物自身合成的生长素效应物质。,(2)应用 防止_的脱落； 促进_，获得无子果实； 促使_生根。 作为除草剂。,果实和叶片,扦插枝条,果实发育,雌蕊授粉,合成生长素,施用人工合成一定浓度的生长素类似物,正常果实,无子果实,促进果实的发育,思考：a. 如何才能获得无子果实？b. 无子番茄和无子西瓜的培育原理相同吗？,注意：扬花期受到大风袭击，影响了传粉，对于茄果类作物， 喷洒一定浓度的生长
15、素可以避免减产（如茄子、番茄、黄 瓜、辣椒）；对于收获种子的作物，由于没有受精不能形 成种子，因而会造成减产（油菜、玉米、花生、向日葵）。,未受粉的条件下，如：花蕾期人工去雄后，在雌蕊柱头上人工涂抹一定浓度的生长素类似物。,不相同，无子西瓜是多倍体育种。,几种无子果实的比较,33,例2.用适宜浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄雌蕊柱头，可以得到无籽番茄，这种果实的细胞中染色体数目为 A与卵细胞染色体数目一样 B与体细胞染色体数目一样 C比受精卵染色体数目多一倍 D与受精极核染色体数目一样,B,34,1其他植物激素的种类及生理功能,五、其他植物激素,（1）各种植物激素作用辨析 a. 在生长方面：生
16、长素和赤霉素促进生长的原理在于促进细胞纵向伸长；细胞分裂素通过促进细胞分裂，增加细胞数量。 b. 在果实方面：生长素和赤霉素能促进果实发育，乙烯促进果实成熟，而脱落酸则促进果实脱落。,例3.(高考试题：2007广东生物)在早春低温时为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大？ A.脱落酸 B.细胞分裂素 C.赤霉素 D.生长素,A,这是因为脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠了。然后，大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会
17、不适时地萌发。,(2)植物激素间的相互作用,在植物生长发育和适应环境过程中各种激素并不是孤立起作用，而是多种激素相互作用、共同调节。 植物生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。,4.中国科学院的植物生理学家研究了某种果实成熟过程中的激素变化如下图所示，下列说法中不合理的是 ( ),.,A.在果实的细胞分裂和细胞伸长时期生长素浓度较高 B.在果实生长发育的各个时期，生长素均起主导作用 C.在果实成熟时，果实中含量升高的激素有乙烯和脱落酸 D.在果实生长发育过程中是多种植物激素共同协调起作用,B,（2）优点：容易合成、原料广泛、 。,（3）应用实例a.用 催熟凤梨。b.
18、用一定浓度的 溶液处理芦苇，使其纤维长度增加50%左右。,2、植物生长调节剂 （1）概念：人工合成的对植物的 有调节作用的 化学物质。,生长发育,效果稳定,乙烯利,赤霉素,探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度,1.实验原理植物生长调节剂对植物插条的生根情况有很大的影响，而且用不同浓度、不同时间处理影响程度不同。其影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。,（1）预实验,（2）正式实验在预实验的结果上，变窄生长素类似物的浓度梯度，重复预实验的三个实验步骤。,2.实验流程,需要空白对照,意义：为进一步的实验摸索条件；检验实验设计的科学性和可行性，以免造成人力、物力、财力的
19、浪费,不需要空白对照,关于“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验叙述中，错误的有几项 A探究的问题：所选定的生长素类似物促进某种植物插条生根的最适浓度是多少 B实验中用生长素类似物处理插条的方法可选用 浸泡法或沾蘸法，浸泡法一般在遮阴与空气湿 度较低的环境中进行 C如果用浸泡法，对不同插条浸泡的时间长短要有不同的梯度 D如果用沾蘸法，对不同插条蘸取的生长素类似物溶液浓度要有不同的梯度,E. 此探究活动中正式实验不存在对照,F. 所用每个枝条都应留34个芽,注意：1 每根枝条只留34个芽（等量的芽）：芽产 生生长素，易于生根存活,2 去除叶片：因叶片多，蒸腾失水多， 插条易于枯死,4
20、浸泡法：在浓度比较低的溶液中，浸泡长度约为3cm，浸泡时间为数小时到一天。一般选择在遮阴与空气湿度较高的环境中进行。 沾蘸法：在浓度比较高的溶液中，沾蘸长度约为 1.5cm，时间约为5s即可。,每组枝条的数目不少于三个：排除偶然差异造成的对实验结果的干扰,无关变量：本实验中，取材、处理时间、光照、温度、通 气状况等都属于无关变量,4.实验中易出现的问题分析 (1)分析不同插条的生根情况不能生出不定根：有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样，如枝条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。,(2)分析与本实验相关的其他因素温度要一致；设置重复组，即每组不能少于3个枝条；设置对照组，清水空白对照；设置浓度不同的几个实验 组之间进行对比，目的是探究2,4D或萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。,
