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1、 植物生命活动的调节（二）生长素的生理作用及其他植物激素 编稿：闫敏敏 审稿：宋辰霞【学习目标】1、（难点）生长素的生理作用。2、（难点）探究活动：探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。3、例举除生长素之外的四类植物激素的合成部位、分布和主要作用。4、评述植物生长调节剂的应用【要点梳理】要点一、生长素的生理作用1影响生长素生理作用的因素 生长素生理作用因浓度、器官种类、植物细胞成熟情况、植物种类不同而有差异。 （1）浓度：对同一器官，如根，不同浓度的生长素起的功效不同，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。 （2）器官种类：植物不同器官对生长素的敏感程度不同，一般营养器官的敏感性比较：根芽茎。据上
2、图分析，根、芽、茎的最适生长素浓度分别为：1010 molL1、108 molL1、104 molL1左右。 （3）成熟情况：不同年龄的细胞对生长素的敏感程度不同。一般来说，幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。 （4）植物种类：不同植物对生长素敏感程度不同。双子叶植物比单子叶植物敏感，如下图： 2生长素促进生长与其浓度的关系 生长素可通过促进细胞的伸长生长来促进植物生长，但其作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。这里的“低浓度”与“高浓度”是相对的，具体数值随植物种类及同一植物的器官不同而不同，如双子叶植物对生长素的敏感性强于单子叶植物，而同一植物体中，根、芽、茎对生长素的敏感性依次减少，
3、即茎的敏感性最差。 不同植物及同一植物不同器官均有一个促进生长的浓度“阈值”，在此阈值之前均为促进生长的“低浓度”，只有超过阈值后，才可称“抑制生长”，那时的浓度才成为抑制生长的“高浓度”。 3生长素理论在生产实践中的应用【高清课堂：植物生命活动的调节（二）生长素的生理作用及其他植物激素 361632 生长素理论】 生长素在农业生产中有着多方面的实用价值，已被广泛应用。人们用化学合成的方法合成了一些生长素类似物，如-萘乙酸、2,4-D等。由于合成过程简单，效果稳定，在生产中得到广泛地推广和应用。其作用有以下三个方面： （1）促进扦插枝条生根。 用扦插枝条的方法繁殖后代是营养生殖。很多植物的扦插
4、枝条不容易生根成活，这时可先用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝的下端，然后栽植下去，很容易生根成活。 （2）促进果实发育, 防止落花落果。 被子植物的子房内有胚珠。当雌蕊受粉以后，胚珠逐渐发育成种子。在胚珠发育成种子的过程中，发育着的种子里合成了大量的生长素，刺激子房发育成果实，种子被包在果实里边。根据这个原理，我们可以在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物，子房就能够发育成果实。由于雌蕊没有受粉，胚珠不可能发育，这样的果实就是无子果实。实验探究：用开花的黄瓜植株做实验材料，设计实验方案，证明：发育着的种子可以合成生长素，促进果实的发育雌花雄花 步骤及实验现象：a组黄瓜雌花套袋，不
5、授粉：不能发育成果实b组黄瓜雌花人工授粉后套袋：有籽果实c组黄瓜雌花不授粉，涂抹生长素后套袋：无籽果实结论：a组和b组比较说明：发育的种子能促进果实发育a组和c组比较说明：生长素能促进果实发育b组和c组比较说明：发育的种子合成生长素，促进果实发育防止落花落果。 在农业生产上，常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株，可以减少棉蕾棉铃脱落。未成熟的幼果，常因生长素不足而大量脱落。用10 ppm100 ppm的2,4-D的水剂喷洒树冠，可使落果大为减少，对苹果和柑橘都有效。（3）顶端优势的利用和整枝修剪顶端优势：顶芽优先生长而侧芽的生长受抑制的现象叫顶端优势植物出现顶端优势的原因：顶芽产生生长素，积
6、累在侧芽处，使侧芽的生长受抑制要点二、其他植物激素1其他植物激素的合成部位，分布和主要作用植物激素合成部位分布生理功能赤霉素幼芽、幼根和未成熟的种子、胚等幼嫩组织普遍存在于植物体内促进细胞伸长；诱导-淀粉酶的形成；解除种子、块茎的休眠并促进其萌发；促进植物抽薹和开花；促进雄花的分化细胞分裂素根尖高等植物中普遍存在，尤其是正在进行细胞分裂的器官促进细胞分裂；促进细胞体积加大；促进芽的分化；抑制衰老等脱落酸植物体在生活条件不适宜或生长季节终了时产生广泛分布于高等植物体中；但在将要脱落或进入休眠期的器官中更多抑制细胞的分裂和种子的萌发；促进器官的衰老和脱落；促进气孔关闭等乙烯果实、种子、花、根、茎、
7、叶都可以产生广泛存在于植物体，成熟的果实含量最多促进果实成熟；促进器官脱落和衰老2植物激素间的相互作用 植物激素一共分成五类，除了生长素类外，另有赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。前三类是促进生长发育的物质，后两类则是抑制生长、促进成熟的物质。这些激素大都同时存在于同一植物体中，它们不是孤立的，而是互相影响的。 （1）顶端优势是细胞分裂素和生长素共同作用的结果；如果用细胞分裂素处理侧芽，就能解除顶端优势。 （2）生长素的浓度接近或等于生长最适合浓度时，就开始诱导乙烯的形成，超过这一点时，乙烯的产量就明显增加，而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时，就会出现抑制生长的现象。
8、 （3）细胞分裂素促进细胞的增殖，而生长素则促进细胞体积继续增大。 （4）脱落酸强烈地抑制生长，并使衰老的过程加速，但是这些作用又会被细胞分裂素解除。 由此可见，植物生长发育的调节过程不是由一种激素决定的，而是由许多激素协调实现的。植物生长和植物激素间的关系可用下图表示： 3植物生长调节剂的应用 天然植物激素的含量极低，且提取困难，因而生产实际中常用生长调节剂来代替天然激素。 （1）生长调节剂的含义：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂，如生长素类似物等。 （2）生长调节剂的优点：原料广泛、容易合成、作用效果稳定、作用时间不受限制等。（3）应用：促进果实成熟，如乙烯
9、利催熟凤梨；促进植物生长，如赤霉素促进芦苇生长；诱导酶的形成，如酿酒用赤霉素处理大麦，诱导产生-淀粉酶。要点三、植物激素的概念及其综合作用【高清课堂：植物生命活动的调节（二）生长素的生理作用及其他植物激素 361632 植物激素的概念及其综合应用】1、概念：（1）在植物体内一定部位合成内生性（2）能从产生部位运输到作用部位可移动性（3）有显著调节作用微量有机物微量高效性2、各种激素相互作用共同调节植物生命活动（1）植物组织培养：生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的应用 （2）其他实例：【典型例题】类型一：生长素的作用原理例1、下图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是（ ）【答案】C【
10、解析】植物体的不同部位生长素作用的最适浓度不同（根所要求的浓度低于10-10M，茎要求的浓度高于10-5M），即一定浓度的生长素对根的生长表现为抑制，而对茎的生长，则是促进；超过一定浓度，茎的生长亦将受到抑制。【总结升华】考查根茎对生长素的敏感程度。【举一反三】：【变式一】为促进某种植物扦插的枝条生根，采用几种不同浓度的吲哚乙酸人工合成的生长素类似物溶液处理插条基部，然后在沙床中培养，观察生根情况（如下图所示）。下列是实验结果，从实验结果中选择出最佳的生长素浓度（ ）。 A3 mgmL B4.5 mgmL C6 mgmL D9 mgmL【答案】B【解析】从图中可以直观地看出A、C浓度下生的根最
11、多，但这个浓度不是最佳浓度，因为“最”只能是一个浓度。根据实验结果，先排除D，显然是浓度过高抑制生根，A和C浓度相差较大，而生根情况几乎一样，则这两个浓度不可能是“最适浓度”。根据生长素对根的促进作用的浓度效应曲线，在促进生长效应的浓度范围内，A、C之间的浓度4.5 mgmL应是最适浓度。【变式二】将4株长势相似的健壮植株，分别进行下列处理，其中侧芽能迅速发育成侧枝的是（ ）。 A去顶芽后，在断口放一琼脂小块 B去顶芽后，在断口放一富含生长素的琼脂小块 C不去顶芽，在侧芽上涂以含低浓度生长素的琼脂 D不去顶芽，在侧芽涂以琼脂【答案】 A【解析】 促使侧芽能迅速发育成侧枝的前提条件是解除高浓度的
12、生长素对它的抑制作用，由四个选项分析可知，选项A去了顶芽，在断口放一琼脂小块（不含生长素），解除了顶芽产生的生长素对侧芽的抑制，故A项正确。【变式三】用适宜浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾，子房发育成无子番茄；用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜，给三倍体西瓜植株的雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无子西瓜。若用此无子番茄和无子西瓜的果肉细胞分别进行组织培养，从理论上分析所得植株的果实中依次为（ ）。 A无种子、有种子 B有种子、有种子 C有种子、无种子 D无种子、无种子【答案】C【解析】无子番茄与无子西瓜的产生原理不同，前者利用了生长素促进果实发育的作用，后者则利用了染色体变异的
13、原理，属于多倍体育种。前者果内细胞中染色体数目未变，与正常体细胞染色体数目相同，通过组织培养得到的植株是正常个体，可育。后者果肉细胞中有3个染色体组，通过组织培养得到的植株仍为三倍体，无法通过减数分裂产生可育的配子，保持了不育性。类型二：其他植物激素例2、下列哪一个生产或实验过程，不能使用吲哚乙酸（ ）A处理扦插的月季枝条，促使加快生根B处理青色的生香蕉，加速转变为黄香蕉 C处理去掉雄蕊的番茄花蕾，育出无子果实 D处理切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗，使其继续生长 【答案】B【解析】吲哚乙酸是生长素的化学本质，生长素的功能就包括：促进植物的扦插生根，促进果实发育，促进细胞伸长生长的功能，香蕉由生到熟主
14、要靠乙烯催化。【总结升华】考查生长素的功能与其他激素的区别。【举一反三】：【变式一】下列生理现象不需要其他部位供应生长素的是（ ）A杨树顶芽的生长B燕麦胚芽鞘尖端以下部位的弯曲生长C番茄子房发育成果实D梨树侧芽萌发的抑制【答案】A【解析】植物生长素是由芽尖、根尖的分生组织、形成层细胞、幼嫩的种子等生长旺盛的部位产生，可以从产生部位运输到其它部位发挥作用，顶芽产生的生长素能促进顶芽的生长，但大部分向下运输到侧芽，导致侧芽的生长素浓度过高，使侧芽的生长受到抑制，对于燕麦胚芽鞘来说，是胚芽鞘尖端产生生长素，向下运输促进胚芽鞘尖端下部的生长，生长素还有促进果实发育的作用，但生长素来源于发育着的种子，如
15、果种子发育不好或没有受精等，果实就会发育不好或不发育从而造成落果。【变式二】下面有关植物激素的叙述，错误的是（ ）。 A赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高 B细胞分裂素能促进细胞分裂 C脱落酸能抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落 D只有乙烯能促进果实成熟【答案】D 【解析】在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节，例如乙烯能促进果实成熟，赤霉素也能促进果实成熟。【变式三】有人测定了苹果、柑橘等果实成熟过程中激素的动态变化（见下图）。下列分析错误的是（ ）。 A在幼果生长时期，生长素、赤霉素、细胞分裂素的含量减少 B在果实发育初期，脱落酸含量最高，而果实衰老时期，乙烯含量达到最高峰 C在果实成熟过程中，生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯5类植物激素，都是有规律地参加到代谢反应中 D生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素主要是促进植物的生长和发育，而乙烯主要是抑制生长和发育【答案】D【解析】 生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯5类植物激素之间既有协同效应，又有拮抗效应，其含量呈现有规律的变化，共同调节植物体的生长与发育。脱落酸、乙烯主要是抑制生长和发育。由图可知，子房发育初期，生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素含量高；衰老时期，乙烯含量达到最高峰。