第一節(jié)植物的激素調(diào)節(jié)
名詞：1、向性運(yùn)動(dòng)：是植物體受到單一方向的外界刺激(如光、重力等)而引起的定向運(yùn)動(dòng)。
2、感性運(yùn)動(dòng)：由沒有一定方向性的外界刺激(如光暗轉(zhuǎn)變、觸摸等)而引起的局部運(yùn)動(dòng)，外界刺激的方向與感性運(yùn)動(dòng)的方向無關(guān)。
3、激素的特點(diǎn)：①量微而生理作用顯著;②其作用緩慢而持久。激素包括植物激素和動(dòng)物激素。植物激素：植物體內(nèi)合成的、從產(chǎn)生部位運(yùn)到作用部位，并對(duì)植物體的生命活動(dòng)產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量有機(jī)物;動(dòng)物激素：存在動(dòng)物體內(nèi)，產(chǎn)生和分泌激素的器官稱為內(nèi)分泌腺，內(nèi)分泌腺為無管腺，動(dòng)物激素是由循環(huán)系統(tǒng)，通過體液傳遞至各細(xì)胞，并產(chǎn)生生理效應(yīng)的。
4、胚芽鞘：?jiǎn)巫尤~植物胚芽外的錐形套狀物。胚芽鞘為胚體的第一片葉，有保護(hù)胚芽中更幼小的葉和生長錐的作用。胚芽鞘分為胚芽鞘的尖端和胚芽鞘的下部，胚芽鞘的尖端是產(chǎn)生生長素和感受單側(cè)光刺激的部位和胚芽鞘的下部，胚芽鞘下面的部分是發(fā)生彎曲的部位。
5、瓊脂：能攜帶和傳送生長素的作用;云母片是生長素不能穿過的。
6、生長素的橫向運(yùn)輸：發(fā)生在胚芽鞘的尖端，單側(cè)光刺激胚芽鞘的尖端，會(huì)使生長素在胚芽鞘的尖端發(fā)生從向光一側(cè)向背光一側(cè)的運(yùn)輸，從而使生長素在胚芽鞘的尖端背光一側(cè)生長素分布多。
7、生長素的豎直向下運(yùn)輸：生長素從胚芽鞘的尖端豎直向胚芽鞘下面的部分的運(yùn)輸。
8、生長素對(duì)植物生長影響的兩重性：這與生長素的濃度高低和植物器官的種類等有關(guān)。一般說，低濃度范圍內(nèi)促進(jìn)生長，高濃度范圍內(nèi)抑制生長。
9、頂端優(yōu)勢(shì)：植物的頂芽?jī)?yōu)先生長而側(cè)芽受到抑制的現(xiàn)象。由于頂芽產(chǎn)生的生長素向下運(yùn)輸，大量地積累在側(cè)芽部位，使這里的生長素濃度過高，從而使側(cè)芽的生長受到抑制的緣故。解出方法為：摘掉頂芽。頂端優(yōu)勢(shì)的原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的實(shí)例是棉花摘心。
10、無籽番茄(黃瓜、辣椒等)：在沒有受粉的番茄(黃瓜、辣椒等)雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長素溶液可獲得無籽果實(shí)。要想沒有授粉，就必須在花蕾期進(jìn)行，因番茄的花是兩性花，會(huì)自花傳粉，所以還必須去掉雄蕊，來阻止傳粉和受精的發(fā)生。無籽番茄體細(xì)胞的染色體數(shù)目為2N。
語句：1、生長素的發(fā)現(xiàn)：(1)達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)過程：A單側(cè)光照、胚芽鞘向光彎曲;B單側(cè)光照去掉尖端的胚芽鞘，不生長也不彎曲;C單側(cè)光照尖端罩有錫箔小帽的胚芽鞘，胚芽鞘直立生長;單側(cè)光照胚芽鞘尖端仍然向光生長?！_(dá)爾文對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識(shí)：胚芽鞘尖端可能產(chǎn)生了某種物質(zhì)，能在單側(cè)光照條件下影響胚芽鞘的生長。(2)溫特實(shí)驗(yàn)：A把放過尖端的瓊脂小塊，放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)，胚芽鞘向?qū)?cè)彎曲生長;B把未放過尖端的瓊脂小塊，放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)，胚芽鞘不生長不彎曲。——溫特實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生了某種物質(zhì)，并運(yùn)到尖端下部促使某些部分生長。(3)郭葛結(jié)論：分離出此物質(zhì)，經(jīng)鑒定是吲哚乙酸，因能促進(jìn)生長，故取名為“生長素”。
2、生長素的產(chǎn)生、分布和運(yùn)輸：成分是吲哚乙酸，生長素是在尖端(分生組織)產(chǎn)生的，合成不需要光照，運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸，生長素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)往下端(如胚芽鞘的尖端向下運(yùn)輸，頂芽向側(cè)芽運(yùn)輸)，而不能反向進(jìn)行。在進(jìn)行極性運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，生長素還可作一定程度的橫向運(yùn)輸。
3、生長素的作用：a、兩重性：對(duì)于植物同一器官而言，低濃度的生長素促進(jìn)生長，高濃度的生長素抑制生長。濃度的高低是以生長素的最適濃度劃分的，低于最適濃度為“低濃度”，高于最適濃度為“高濃度”。在低濃度范圍內(nèi)，濃度越高，促進(jìn)生長的效果越明顯;在高濃度范圍內(nèi)，濃度越高，對(duì)生長的抑制作用越大。b、同一株植物的不同器官對(duì)生長素濃度的反應(yīng)不同：根、芽、莖最適生長素濃度分別為10-10、10-8、10-4(mol/L)。
4、生長素類似物的應(yīng)用：a、在低濃度范圍內(nèi)：促進(jìn)扦插枝條生根----用一定濃度的生長素類似物溶液浸泡不易生根的枝條，可促進(jìn)枝條生根成活;促進(jìn)果實(shí)發(fā)育;防止落花落果。b、在高濃度范圍內(nèi)，可以作為鋤草劑。5、果實(shí)由子房發(fā)育而成，發(fā)育中需要生長素促進(jìn)，而生長素來自正在發(fā)育著的種子。
5、赤霉素、細(xì)胞分裂素(分布在正在分裂的部位，促進(jìn)細(xì)胞分裂和組織分化)、脫落酸和乙烯(分布在成熟的組織中，促進(jìn)果實(shí)成熟)。
6、植物的一生，是受到多種激素相互作用來調(diào)控的。
一、重點(diǎn)難點(diǎn)提示
(1)生長素的發(fā)現(xiàn)
(2)生長素的主要生理作用促進(jìn)植物生長。生長素的作用具有兩重性：低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長。同一植物的不同部位需要的濃度不同，根需要的適宜濃度最低，對(duì)生長素的敏感性最高。頂端優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象是生長素兩重性的具體表現(xiàn)。
(3)生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用生長素已由最初發(fā)現(xiàn)的吲哚乙酸發(fā)展到現(xiàn)在有類似結(jié)構(gòu)和作用的物質(zhì)達(dá)幾十種，人工合成的激素類似物在生產(chǎn)上應(yīng)用十分廣泛。其主要作用有：
①促進(jìn)扦插枝條生根，提高插枝的成活率;
②促進(jìn)果實(shí)發(fā)育，提高結(jié)果率，獲得無籽果實(shí);
③防止落花落果，提高結(jié)果率;
④大田除草，利用單子葉植物和雙子葉植物需要生長素濃度的差異，用高濃度的生長素除去其中的一類雜草。
二、知識(shí)點(diǎn)撥
1.對(duì)燕麥胚芽鞘的向光性實(shí)驗(yàn)應(yīng)從以下幾方面加以理解。
①植物具有向光性。
②感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端。
③產(chǎn)生生長素的部位是胚芽鞘尖端。
④向光彎曲的部位是胚芽鞘尖端以下部位。
⑤胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素能向下運(yùn)輸(形態(tài)學(xué)上端到下端)。
⑥適宜濃度的生長素對(duì)植物生長有促進(jìn)作用。
⑦單側(cè)光照射下，生長素分布不均勻，背光側(cè)多于向光側(cè)。
2.植物激素的生理作用
①激素
②植物激素
③生長素生理作用
④生理作用的二重性(低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長)，如圖4-1。
⑤同植株的不同器官對(duì)生長素濃度反應(yīng)的靈敏度不同，如圖4-2。
⑥對(duì)植物向光性的解釋
單側(cè)光引起莖尖生長素分布不均，背光一側(cè)分布較多，向光側(cè)分布較少。所以，背光一側(cè)生長較快，向光側(cè)生長較慢，因而表現(xiàn)出向光性(另外，向光性除了與生長素有關(guān)以外，還與植物向光一側(cè)的抑制激素、脫落酸的含量有關(guān))
⑦植物生長素的產(chǎn)生、分布和運(yùn)輸
產(chǎn)生：主要在葉原基、嫩葉、發(fā)育的種子、根尖生長點(diǎn)等分生能力較強(qiáng)的部位。
分布：大都集中在生長旺盛的部位，衰老的組織中較少。
運(yùn)輸：橫向運(yùn)輸(如向光側(cè)分布較多)和縱向運(yùn)輸(只能從形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸)。
⑧幾類植物激素促進(jìn)生長的原理
三、典型例題
例1 有人設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，試圖證明“生長素(IAA)在植物體內(nèi)的運(yùn)輸，主要是從植物體形態(tài)學(xué)上端(頂端)向下端(基端)運(yùn)輸，而不能回轉(zhuǎn)過來運(yùn)輸”。
(2001年江蘇省高考題)
一、材料、用具：胚芽鞘、瓊脂、刀片等。
二、方法、步驟與結(jié)果
(一)制備瓊脂塊
(二)取一段胚芽鞘中間部分，上面放含IAA的瓊脂塊，下面放空白瓊脂塊。
(三)取步驟(二)下面瓊脂塊的一部分放在去尖的胚芽鞘一側(cè)。
三、結(jié)論：以上實(shí)驗(yàn)證明了“生長素(IAA)在植物體內(nèi)的運(yùn)輸，主要是從植物體形態(tài)學(xué)上端(頂端)向下端(基端)運(yùn)輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來運(yùn)輸”。
我們認(rèn)為，僅用該實(shí)驗(yàn)步驟(一)、(二)、(三)還不足以嚴(yán)密論證以上結(jié)論，請(qǐng)?jiān)谏鲜鰧?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上補(bǔ)充相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法、步驟和結(jié)果。
解析 上述結(jié)論只是從形態(tài)學(xué)上端在上的這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的，缺少形態(tài)學(xué)上端在下，下端在上的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，故我們只要設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)即可。
四、能力測(cè)試題
一、選擇題(每小題只有一個(gè)答案符合題意要求)
1.下列植物的運(yùn)動(dòng)中，與植物激素調(diào)節(jié)有關(guān)的是[ ]
A.含羞草受到觸動(dòng)后葉片閉合
B.合歡在夜幕降臨時(shí)小葉閉合
C.衣藻游向光強(qiáng)度適宜的地方
D.水平放置的幼苗的根向下生長
2.首先從植物體內(nèi)分離出植物生長素的科學(xué)家是[ ]
A.達(dá)爾文
B.溫特
C.郭葛
D.施萊登
3.根尖合成生長素的主要部位是[ ]
A.根冠
B.分生區(qū)
C.伸長區(qū)
D.成熟區(qū)
4.子房發(fā)育成果實(shí)不可缺少的條件是[ ]
A.經(jīng)過傳粉作用
B.經(jīng)過雙受精作用
C.有生長素供給
D.有種子的發(fā)育
5.在根冠和衰老葉片中含量較多的植物激素是[ ]
A.脫落酸
B.乙烯
C.細(xì)胞分裂素
D.赤霉素
6.頂端優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象說明了
①生長素在低濃度時(shí)促進(jìn)生長
②生長素在高濃度時(shí)抑制生長
③頂芽比側(cè)芽的生命活動(dòng)旺盛
④頂芽容易得到光照促其生長[ ]
A.①②
B.②④
C.①③
D.②③
7.欲獲得番茄無子果實(shí)，可用[ ]
A.低濃度的2，4-D
B.高濃度的2，4-D
C.高濃度的萘乙酸
D.低濃度的脫落酸
8.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用的赤霉素是[ ]
A.從植物芽?jī)?nèi)提取出來的
B.從赤霉菌體內(nèi)提取出來的
C.用人工合成的方法合成的
D.從植物幼葉內(nèi)提取出來的
二、判斷題(正確的在題后的括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
1.飛蟲落在葉子上，捕蟲草的葉子就向當(dāng)中合攏，把飛蟲包在里面，這種向性運(yùn)動(dòng)有利于捕蟲草補(bǔ)充體內(nèi)氮素的不足。( )
2.切去胚芽鞘的頂端，胚芽鞘停止生長，失去了頂端優(yōu)勢(shì)。( )
3.植物激素是植物體不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)和能源物質(zhì)?！? )
4.植物不同的器官對(duì)同一濃度的生長素反應(yīng)不同。( )
5.生長素能促進(jìn)細(xì)胞分裂，所以才能促進(jìn)植物生長。( )
6.乙烯是一種氣體激素。在成熟的果實(shí)中含量較高。( )
7.植物生長發(fā)育受多種激素共同調(diào)節(jié)。( )
8.一般認(rèn)為，細(xì)胞分裂素是在莖尖合成的并向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸。( )
三、問答題
1.植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的基本方式是________;人和動(dòng)物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的基本方式包括________和________。
2.植物體受到單一方向的外界刺激而引起的局部定向運(yùn)動(dòng)，稱為________。
3.摘除頂芽，側(cè)芽不久就發(fā)育成枝條，這是因?yàn)開_________________________。
4.在高等植物體內(nèi)，普遍存在的五大類植物激素是________、________、________、________和________。
5.在市場(chǎng)上可見到發(fā)育不均勻的西瓜，若切開后，可發(fā)現(xiàn)凹陷處的種子數(shù)量________，導(dǎo)致該處缺少________。
6.帶芽多的枝條比帶芽少的枝條在扦插時(shí)容易生根，其原因是_________________。
7.用2，4-D作為雙子葉植物雜草的除草劑時(shí)，應(yīng)使用高濃度，這是因?yàn)開___________。
8.生長素能促進(jìn)植物生長。最有說服力的現(xiàn)象是植物的________。
9.人們根據(jù)頂端優(yōu)勢(shì)原理，對(duì)棉花進(jìn)行整枝，從而提高了棉花的產(chǎn)量和質(zhì)量，其原因是_____________________。
一、選擇題
1.水平放置的幼苗的根向下生長是一種向性運(yùn)動(dòng)。在重力作用下，靠近地面一側(cè)的生長素分布得多，另一側(cè)生長素分布得少，由于根對(duì)生長素敏感，所以上側(cè)比下側(cè)生長得快，幼苗的根則向下生長。A和B項(xiàng)均為感性運(yùn)動(dòng)，與激素調(diào)節(jié)無關(guān)。故此題答案為D
2.C
3.因?yàn)樯L素主要在分生組織處合成，故此題的答案為B。
4.生長素是子房發(fā)育成果實(shí)所必須的條件。用生長素處理未經(jīng)傳粉受精的番茄花蕾便可獲得無子番茄便是一例證。故此題答案為C。
5.A
6.頂芽合成的生長素在側(cè)芽處積累，頂芽處生長素濃度低，促其生長;側(cè)芽處生長素濃度高，抑制其生長，則出現(xiàn)頂端優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象。故此題答案為A。
7.2，4-D為生長素類似物，低濃度使用時(shí)可獲得無子果實(shí)。故此題答案為A。C項(xiàng)因?yàn)槭歉邼舛裙什荒苓x。
8.B
二、判斷題
1.食蟲植物生存的土壤中缺氮素，通過捕食昆蟲補(bǔ)充體內(nèi)氮素不足。故此題的敘述是正確的。
2.頂端優(yōu)勢(shì)是指莖的頂芽?jī)?yōu)先生長，側(cè)芽受抑制的現(xiàn)象。故此題的敘述是錯(cuò)誤的。
3.激素既不是生物體的營養(yǎng)物質(zhì)，也不為生命活動(dòng)提供能量。它是生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)物質(zhì)。故此題的敘述是錯(cuò)誤的。
4.此題的敘述是正確的。
5.生長素能促進(jìn)細(xì)胞伸長，所以此題的敘述是錯(cuò)誤的。
6.此題的敘述是正確的。
7.此題的敘述是正確的。
8.一般認(rèn)為，細(xì)胞分裂素是在根尖合成的，所以此題的敘述是錯(cuò)誤的。
三、問答題
1.激素調(diào)節(jié);神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)。
2.向性運(yùn)動(dòng)。
3.側(cè)芽處的生長素濃度低，其抑制被解除。
4.生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯。
5.少，生長素。
6.芽的頂端分生組織能合成生長素，芽多生長素多，促進(jìn)了生根。
7.高濃度的2，4-D能抑制乃至殺死雙子葉植物雜草。
8.向光性。
9.可減少莖葉陡長，使果枝得到足夠養(yǎng)分，減少花蕾和棉鈴的脫落。
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