1、第 1 页 共 6 页四、生命活动的调节趋性趋性(taxis)是动物接近(+)或离开(-)刺激源的一种定向运动，其定向运动的路线是通过动物身体的长轴延伸至刺激源的一条直线。这种直线定向的机理是靠身体两侧成对的感觉器官将等量刺激传至中枢神经系统。如果一侧眼所接受的光刺激强度大于另一侧，那么动物的身体就会向这一侧偏转，直到使两侧感官所接受的光强度相等。在实验中，可以把一只趋光性甲虫放在一个圆盘中，并在圆盘前方放置一个光源，这时甲虫很快就会朝光源直线爬去。当圆盘缓慢向右转动时，甲虫身体就会连续向左作补偿转动。如将甲虫一只眼致盲，甲虫就会连续朝光源方向转，直到使正常眼看不到光为止。如果光源是来自上方，
2、甲虫就会不停地朝正常眼一侧转动。这一实验很好地验证了趋性的定向机理。趋性可依刺激的类型区分为趋光性(phototaxis)、趋地性(geotaxis)、趋湿性(hyd-rotaxis)、趋触性(thigmotaxis)和趋流性(rheotaxis)等。本能本能(instinct) 是动物行为适应环境的两种基本方式(学习和本能)之一，即靠神经系统先天的正确反应，这种反应已构成整个动物遗传结构的一部分。例如蜜蜂生来就有飞向花朵和寻找花蜜的行为趋势。达尔文是第一个科学地给本能行为下定义的人，他把本能看成是可遗传的复杂反射，是同动物的其他特征一起通过自然选择进化来的。本能和学习都能使动物的行为适应它们
3、的环境，前者是在物种进化过程中形成的，而后者是在个体发育过程中获得的。本能对于那些寿命短和缺乏亲代抚育的动物来说具有明显的适应意义。在春天，当一只雌性沙蜂(Ammophila campestris)从地下羽化出来的时候，它的双亲早在前一年的夏天就死去了，它必须同一只雄沙蜂交配，然后开始在地下挖洞建筑巢室及完成其他一系列的工作，如外出狩猎、把猎物麻醉并带回巢室、产卵和封堵洞口等。所有这些工作都必须在短短的几周内完成，然后它便死去。从挖洞开始的这一系列工作，主要都是依靠本能来完成的。当然，沙蜂在短短的一生中也必须学习很多东西，如必须学会辨认每一个洞口的位置，以便狩猎后能准确无误地把猎物带回家。事实
4、上，所有动物类群都具有自己的本能行为，同时也具有一定的学习能力。例如鸟类鸣叫一方面以先天本能为基础，一方面也要学其他鸟鸣唱。模仿模仿(imitation)是通过观察和仿效其他个体的行为而改进自身技能和学会新技能的一种学习类型。很多鸟类都能通过模仿学会其他鸟类的叫声和人语，如鹦鹉、八哥、乌鸦、椋鸟、园丁鸟和琴鸟等。有人发现，在琴鸟(Menura novaehollandiae)的叫声中有多达 80 的声音是从外面学来的，其中包括其他动物的叫声、乐器声和各种噪音。各地鸟类的方言土语也是通过个体之间互相模仿而继承下来的。小鸡啄米常常跟着母鸡学，如果提供一个机器母鸡，它们不仅可以增加啄米的频率，而且还
5、跟机器母鸡啄同一颜色的米粒。把狗和猫从小养在一起，狗可以通过模仿从猫那里学会用爪子洗脸和捉老鼠。有人曾观察过一个猕猴群，发现有一只年轻的母猴首先学会了用水洗掉土豆表面的沙子，其他个体很快就都学会了这种方法，同一只母猴还学会了把掺沙子的麦粒投入水中，以便把沙子和麦粒分离开来，后来整个种群也都学会了这种取食技能。荷尔蒙荷尔蒙就是平常所说的“激素” ，包括雄激素、雌激素、孕激素三种，是人本内分泌系统分泌的能调节生理平衡的激素总称。何尔蒙对人体新陈代谢内环境的恒定器官之间的协调以及生长发育、生殖等起到调节作用。它不但影响一个正常人的生长，发育及情绪表现，更是维持体内各器官系统均衡动作的重要因素，第 2
6、 页 共 6 页它一旦失衡，身体更会出现病变。一个人是否能身心健康，荷尔蒙担当着举足轻重的角色。感性运动感性运动(nastic movement) 植物受环境因素(光照强度、温度)强度改变的刺激而引起的运动。分为 2 类：感性生长运动 引起背腹两侧对称结构的器官(如花瓣)两面生长速率不同而发生的生长运动。器官下(背)侧生长较快时称偏下性(hyponasty)生长；器官上(腹)侧生长较快时称偏上性(epinasty)生长。感温(热)性(thermonasty) 生长运动由于温度的变化作为刺激引起的运动。早春开花的植物，其花的开闭运动常属此类。如番红花在温度较高的白昼开放，夜晚温度较低花瓣完全关闭
7、。感光性(photonasty) 生长运动由于光强的变化作为刺激引起的运动。如蒲公英花序夜晚及阴天关闭。烟草在光强时关闭，表现为夜晚开花。紧张运动(turgormovement) 由于光强度改变的刺激引起叶柄基部叶褥部分膨压变化而发生的运动。如含羞草、合欢等在夜晚或阴天时，其复叶和小叶成对合拢，叶柄下垂，白天或强光下又复张开。含羞草即使在白天，当小叶遭受震动或其它刺激(如烧灼、骤冷、电触等)时，小叶也会成对合拢。这种刺激可迅速地依次传递到邻近小叶，如刺激强烈，甚至可传递到整个复叶的小叶，复叶叶柄也随之下垂。经过一段时间，又能自行恢复原状。由于这种运动可由震动引起，故一般亦称感震运动激素激素(h
8、ormone) 由特定器官分泌的特异性物质，弥散入血液，由血循环运送至远离的器官(靶器官)，调节特定生理过程的速率。随着对激素传递信息的作用及传递方式的认识逐步深入，除远距分泌外，还有旁分泌和神经内分泌，传统概念已显不足。激素的广义概念为：激素是由某种特化的细胞所分泌的传递信息的高效能化学物质，经体液传送，对其它细胞发挥刺激或抑制作用，以调节被作用细胞的机能。按化学结构，激素可分为含氮类激素和类固醇激素。激素的作用可归纳为：直接或间接地加速或抑制体内原有的代谢过程；调节、控制机体的生长、发育和生殖机能；维持内环境恒定；增强机体对有害刺激和环境条件急剧变化的抵抗力或适应能力。激素作用的一般特征为
9、：(1)具有特异性，只选择性地作用于具有该激素的受体的细胞。其受体能与某激素特异性结合的细胞、腺体、器官，称为该激素的靶细胞、靶腺、靶器官。(2)为生理调节物质，它加强或减弱靶细胞的功能或物质代谢反应的强度与速度。只“唤起”靶细胞存在的潜势，不能产生新的功能或新的代谢过程。(3)具有高效能作用，其释放量少，在血液中含量极微，但对靶细胞的生理功能有很强影响。激素主要在靶细胞、肝、脾进行代谢性失活。燕麦 别称“皮燕麦”，禾本科，一年生草本，根系发达，高 1 米左右。顶生圆锥花序，小穗含两花，颖果。成熟时内外稃紧抱子粒、不易分离。我国西北、内蒙古，东北一带牧区或半牧区栽培较多。胚芽鞘 单子叶植物特别
10、是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，胚芽鞘为胚体的第一张叶，有保护胚芽中更幼小的叶和生长锥的功能。在种子萌发时，胚芽鞘首先穿出地面，保护胚芽出土时不受损伤，随后为胚芽所突破。琼脂 也叫“琼胶”、“冻粉”。由石花菜、江蓠等红藻经水煮提取胶质，再经冻结，脱水、干燥而制成。为透明、无味、无臭的胶冻状块片或粉末，不溶于冷水而溶于温水，呈胶稠液。它的 10溶液冷却后即冻结为凝胶状。主要成分为多聚半乳糖的硫酸酯。常用作微生物培养基及食品工业的配料。生长素第 3 页 共 6 页生长素(auxins) 指具有诱导茎中细胞伸长生长能力的有机化合物，是最先被发现的一种植物激素。科学家们将其提纯并鉴定为吲哚-3-乙酸(
11、缩写为 IAA)，分子式为 C10H9O2N，分子量175.18，微溶于水，易溶于乙醇、丙酮、乙醚和乙酸乙酯等有机溶剂中。植物体内除含有 IAA 外，还有吲哚乙腈、4-氯吲哚乙酸以及非吲哚类生长素(如苯乙酸)存在，因此常称为生长素类。尽管如此，在植物体内最广泛存在的生长素还是 IAA。IAA 存在于各种器官中，但主要分布于正在生长的幼嫩部位。合成地点在茎尖及其下面的幼叶，以及其他分生组织和正在生长的种子中。具有极性运输(即常常是沿着植物体纵轴向一个方向传导比向另一个方向快得多)的特性。在茎中，极性运输是向基的，以茎尖及胚芽鞘等幼嫩部位最明显。生长素对细胞伸长生长有明显的促进作用，但不同器官对其
12、敏感程度不同，根比茎敏感，芽居中，三者最适浓度是茎芽根。此外还有抑制侧芽生长和器官脱落；促进生根、果实生长及波罗开花等作用。植物体内含有 IAA 氧化酶，催化 IAA 氧化分解，使其失去活性。这也是在实践中人们常不使用人工合成 IAA 的原因之一。但它可以调节体内 IAA 水平。各种器官中 IAA 氧化酶的含量与该器官生长速度呈负相关。在体内有自由生长素及束缚生长素两种类型。前者具有生理活性；后者是IAA 分别与葡萄糖、肌醇、天冬氨酸或蛋白质等结合的络合物，为非活性状态。一般认为，束缚状态可以做为贮存形式，通过酶促反应，IAA 可从吲哚乙酰葡糖苷及吲哚乙酰肌醇中重新释放出来。而吲哚乙酰天冬氨酸
13、被认为是起解毒作用，不能再释放出 IAA。在植物体中一般是束缚生长素比自由生长素多。人工合成生长素种类很多，主要归属于 5 种：吲哚酸(如吲哚丁酸)、萘酸(如 -萘乙酸)、氯苯氧酸(如 2，4-D)、苯甲酸(如 2，3，6-三氯苯甲酸)和吡啶羧酸(如 4-氨基-3，5，6-三氯吡啶羧酸)等衍生物。什么是生长素，它有什么作用同学们可以先来做一个有趣的实验：将正在生长的幼苗，用纸盒罩上，然后在纸盒一边开一小孔，几天后，打开纸盒你会发现幼苗向小孔方向弯曲生长，这是怎么回事呢？这就是生长素在起作用。生长素是最早发现的一类植物激素，生长素是一类对植物生长发育起显著作用的微量有机物，在植物体内的一定部位合
14、成，并经常从产生之处运到别处。生长素在高等植物中分布很广，根、茎、叶、花、果实、种子和胚芽鞘中都有分布，且大多集中在生长旺盛的部位。生长素在植物体内含量极少，700 万株玉米幼苗的茎尖，只含有 1 毫克的植物生长素。但是生长素对植物的生长却具有巨大的作用。生长素促进生长的作用，在于它一方面使细胞壁疏松，增加可塑性，促进了细胞的纵向伸长；另一方面生长素又促进了蛋白质等物质的合成，从而增加了原生质体的量。目前已发现的天然生长素类主要有：吲哚乙酸、吲哚乙腈和 4-氯吲哚乙酸等。但它们的含量都极少，为了使生长素为农业生产服务，人们通过试验制造了许多类似天然植物生长素的物质，能对植物的生长起刺激作用，这
15、些人工合成的类似物叫植物生长调节剂。主要有吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、萘氧乙酸、4-碘苯氧乙酸等。这些人工合成的生长素应用于农业生产，主要有以下几方面的作用：1促使插枝生根当用生长素处理插枝基部后，那里的薄壁细胞不再分化，首先恢复分裂的机能，产生愈伤组织，然后还可能长出大量的不定根。使一些不易生根的植物插枝后顺利生根。2可以增加座果率、疏花疏果，形成无籽果实用 1010-62010 -6萘乙酸处理花序，可以增加棉花、番茄、菜豆等座果率。用 1510-63010 -6的 2，4-D 处理茄子和番茄花序，也可以增加座果率。3促进菠萝开花菠萝一般在定植二年植株中仅有 25开花，其余都处于营养生长状态
16、。此后，开花过程继续拖长到 5 年以内。但是用 510-61010 -6的萘乙酸或 2，4-D 处理营养生长期达 14 个月的植株，第 4 页 共 6 页两个月后就能 100开花。而且这种处理在一年内任何月份都有效。因此，用生长素处理菠萝植株，可使植株结果和成熟期一致，便于管理和采收，也可使一年内各月都有菠萝成熟。4可以延长休眠和抑制块根块茎发芽5杀除杂草应用人工合成的生长素于农业生产，一定要注意植物器官的种类和细胞年龄与生长素的浓度的关系。不同浓度的生长素对植物各器官的生长有促进和抑制的作用，生长素浓度过高，严重的还会导致整个植株死亡。向光性向光性(phototropism)是指来自一定方向
17、的光做为刺激而引起的向光弯曲运动。但器官所感受的光刺激，并不是光的方向，而是器官两侧受到不相等的光照强度。植物茎的向光性与负向地性的教学高中生物教学中，茎的向光性与负向地性是教学难点之一。为突破这一难点，笔者在教学中作了如下处理：1建立概念首先向学生讲清向光性和负向地性的要领。(1)向光性：植物随光的方向而弯曲的能力称为向光性。如幼嫩茎弯向光源生长的现象。(2)负向地性：指植物茎背地朝上生长的现象。2实验印证为让学生更清楚地掌握上述要领，加深印象，帮助理解，教学中向学生介绍了下述实验现象。(1)关于茎向光性的实验1)把一盆盆栽植物放在窗台上，过一段时间，幼嫩茎向窗外弯曲生长，也就是向着光源生长
18、。2)把一盆盆栽植物放在室内，单侧照光，过一段时间茎就向光源方向弯曲生长。3)把一盆盆栽植物放在均匀旋转的转盘上，单侧照光，茎仍直立生长。(2)关于茎负向地性实验把一株植物平放地面或玉米、小麦等倒伏时，过一段时间茎会弯曲向上生长。3机理分析(1)茎的向光性机理在上述 3 个关于向光性的实验中，1)和 2)实验给植物照射的是单侧光，植物产生了向光弯曲，即发生向光性反应；而实验 3)虽然也是单侧光照射，但植物是在转盘上转动的，所以植物感受到的是均匀光照，当然不会弯曲。那么植物在单向光下为什么会发生向光弯曲呢？研究证明在单向光刺激下茎顶端产生的生长素发生侧向移动并在背光一侧积累，因为生长素有促进细胞
19、伸长的作用，所以背光侧积累的生长素促进背光侧细胞生长速度大于向光侧，因而发生了向光弯曲。那么生长素如何促进细胞伸长呢？研究证明细胞伸长的前提是细胞壁可塑性增加，而生长素可使细胞壁环境酸化，使其中酸不稳定键断裂，从而使细胞壁可塑性增加。另外，酸化的细胞壁环境可使催化细胞壁纤维素纤维的交织点破裂的酶活性增加，从而使细胞壁松驰，可塑性增加。而一旦细胞壁可塑性增加，随着细胞的吸水，细胞便随之伸长了。(2)茎的负向地性机理当我们把植物水平放置时，由于重力影响，生长素移动到靠近地面的一侧。对茎来说，靠近地面一侧生长素的浓度较高，细胞生长较快，而远离地面一侧生长素浓度较低，细胞生长较慢，因而表现出负向地性。
20、可见在茎的负向地性反应中，植物感受到的单向刺激是重力，所以负向地性确切的应称为负向重力性。第 5 页 共 6 页综上所述，引起茎的向光性和负向地性反应的单向刺激分别为单向光和重力，但这两种向性反应的机理却有一致的地方，即单向刺激下生长素的不均匀分布导致了这两种向性运动。向性运动向性运动(tropic movement)植物对单方向环境因素的刺激所引起的定向生长运动。多发生在辐射对称的器官如根和茎。由于单方向的环境因素刺激，如光照、重力等，使得受刺激的一侧与另一侧的生长速度不同，而发生弯曲。所以只有正在生长的部位才能发生。反应的方向朝向刺激来源一方(即受刺激一侧的生长速度较另一侧为慢)称正向性，
21、反之，称负向性。由于刺激因素不同又分为向光性、向重力性及向触性运动。向光性(phototropism)是指来自一定方向的光做为刺激而引起的向光弯曲运动。但器官所感受的光刺激，并不是光的方向，而是器官两侧受到不相等的光照强度。向重力性(gravitropism)是由于重力的刺激引起的向性运动。顺应重力方向为正向重力性，背离重力方向为负向重力性。正常情况下，根表现为前者，茎表现为后者。在无重力作用的外层空间，将植物由直立改为水平放置。则植物将继续径直生长，不会出现弯曲现象。在地球上，表现向重力性，这表明向重力性是由重力加速度引起的反应。向重力性向重力性(gravitropism)是由于重力的刺激引
22、起的向性运动。顺应重力方向为正向重力性，背离重力方向为负向重力性。正常情况下，根表现为前者，茎表现为后者。在无重力作用的外层空间，将植物由直立改为水平放置。则植物将继续径直生长，不会出现弯曲现象。在地球上，表现向重力性，这表明向重力性是由重力加速度引起的反应。植物激素植物激素(plant hormone，phytohormone)指一些在植物体内合成的有机物，经常从其产生的部位转移到其他部位，引起特殊的生化、生理或形态的反应。是植物细胞接受特定环境信息诱导而形成的代谢产物。在体内运输方式因种类而不同。本身不是营养物质，也不参与植物的结构组分，而是以极低的浓度(1 毫摩尔升 -1，常常1 微摩尔
23、升 -1)对植物的生长发育起调节作用。过去一直认为生长发育是通过激素含量的变化来控制，近些年来，有些研究者认为还与植物组织对激素的敏感性的改变有关。目前公认的有 5 种：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。顶端优势顶端优势(apical dominance) 植物体顶端在生长上占有优势的现象。有 3 种情况：顶端可以完全或几乎完全抑制侧芽生长；一个枝条的生长可以比其它枝条占优势；顶端可以影响分枝及叶的方位。优势的程度与遗传性、环境因素、生理过程及植物年龄等有关。早期研究是以一年生草本植物蚕豆为材料，去掉顶芽，其侧芽就可很快的生长，它是植物器官相关性的一种表现。向日葵、菸草，玉米的顶端优势
24、很强，番茄很弱。关于其机理目前有几种解释，较早提出的是生长素学说，认为各器官对生长素敏感程度不同，芽的敏感程度比茎大，所以茎尖产生的生长素通过极性运输到侧芽，抑制了较敏感的侧芽的生长。去顶后，消除了顶芽对侧芽的抑制，侧芽即可生长成侧枝。该学说的实验根据是去顶后，在顶端涂以一定浓度的生长素羊毛脂，则生长素可代替顶芽抑制侧芽的生长。但有人测定了羽扇豆、豌豆和丁香受抑制的侧芽中 3-吲哚乙酸(生长素)的含量，其浓度并未达到最适浓度以上而是以下。所以顶芽生长素对侧芽所产生的抑制作用，并不是直接的影响。此外，还有用营养学说、营养调运学说等来解释的。不过至目前尚无一个公认的完善的解释。农业生产上常利用消除或维持顶端优势的措施控制作物、花卉及果树的生长，以达到增产或控制株形的目的。如对棉适时打顶，促进分枝多，可多结棉桃。第 6 页 共 6 页
