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选择性必修一
第五章 植物生命活动的调节
一、生长素的发现
1．植物生长素的发现过程
项目 实验处理 实验结论
达尔文 的实验 单侧光照射可引起胚芽鞘向光弯曲，向光面比背光面生长慢；胚芽鞘的生长和弯曲与胚芽鞘的尖端有关。
尖端是感受单侧光刺激的部位。胚芽鞘的尖端可能会产生某种“影响”，这种“影响”传递至下面的伸长区会造成伸长区背光面比向光面生长快。
鲍森·詹森的实验 胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
拜尔的 实验 胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
温特的 实验 胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，并把这种物质命名为生长素。
胚芽鞘系列实验的结论：(1)生长素的产生部位：胚芽鞘尖端(产生不需要光)。
(2)生长素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸长区。
(3)感光部位：胚芽鞘尖端。
(4)生长素横向运输的部位：胚芽鞘尖端。
(5)胚芽鞘弯曲生长的原因——尖端下部生长素分布不均匀。
2．生长素的产生、运输和分布
（1）主要的合成部位：幼嫩的芽、叶和发育的种子。由色氨酸经一系列反应转变成生长素。
(2)生长素是由温特命名的，化学本质是吲哚乙酸。
（3）运输方式：极性运输和非极性运输
极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端 ，而不能反过来运输，即只能单方向的运输，称为极性运输。极性运输属于主动运输。
非极性运输：在成熟组织中通过韧皮部进行
（4）生长素的分布部位：植物体各器官中都有，相对集中地分布在生长旺盛的部分。如胚芽鞘、芽和、根的顶端分生组织、形成层、发育的种子和果实等处。
3．向光性的原理
外因： 单侧光照射。
(2)内因：生长素分布不均匀,背光一侧含量多于向光一侧。
二、生长素的生理作用及其特点
1.作用方式：和动物激素相似，不直接参与细胞代谢，给细胞传递调节代谢的信息。
2.生理作用：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果.
3.特点：两重性。两重性表现：低浓度促进，高浓度抑制，甚至杀死植物。
（1）相关曲线分析：
图1是不同浓度生长素对茎的生长作用曲线，其中：
①AB段——随生长素浓度升高，对茎生长的促进作用逐渐增强。
②B点——促进茎生长的最适浓度。
③BC段(不含C点)——随生长素浓度升高，对茎生长的促进作用逐渐减弱。
④C点——既不促进也不抑制。
⑤CD段——生长素浓度过高，抑制生长。
⑥对茎而言，“低浓度”和“高浓度”的界限指的是C点对应的生长素浓度。
图2是生长素对不同器官作用的曲线，其中：
①促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次约为10－10 mol/L、10－8 mol/L、10－4mol/L，说明不同器官对生长素的敏感性不同。
②10－6 mol/L的生长素浓度对于根是抑制作用，对于茎是促进作用，这说明同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理效应不同。
(2)体现两重性的实例
①顶端优势：植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。
原因：顶芽产生的生长素向下运输到枝条上部的侧芽，侧芽附近生长素浓度较高，发育受到抑制。
解除方法：摘除顶芽。
②根的向地性：
原理：重力→根尖、芽尖产生的生长素先发生横向运输，再进行极性运输→生长素分布不均匀 ( 近地侧生长素浓度高，远 地 侧 生 长 素 浓 度 低) →根对生长素浓度敏感（近地侧生长素浓度高，抑制生长;远地侧生长素浓度低，促进生长）→根向地生长
③除草剂
从图中可以看出，双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感。用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。
4.生长素类似物
(1)概念：具有与生长素相似生理效应的人工合成的化学物质。如α－萘乙酸，2,4－D等。
(2)应用：①防止果实和叶片的脱落。②促进结实，获得无子果实。③促进扦插枝条的生根。
三．植物激素
(1)概念：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
(2)种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、 脱落酸 和 乙烯 等。
四．其他植物激素
1.实例：水稻感染赤霉菌植株疯长，结实率降低，称为恶苗病。科学家从培养基滤液中分离出使水稻患该病的物质，称之为赤霉素。
2.其他植物激素的合成部位、分布和主要作用
激素名称 合成部位 分布部位 主要生理功能
赤霉素 幼芽、幼根和未成熟的种子 较多分布在生长旺盛部位 促进细胞伸长生长，从而引起植株增高。 解除种子休眠，促进种子萌发。 促进果实发育
细胞分裂素 主要是根尖 主要分布在正在进行分裂的部位 促进细胞的分裂 促进芽的分化，延缓叶片衰老
脱落酸 根冠、萎蔫的叶片中合成较多 将要脱落或进入休眠的器官或组织中较多 抑制细胞分裂和种子萌发 促进叶和果实的衰老、脱落
乙烯 植物体的各个部位 广泛存在于植物体内，成熟的果实中含量较多 促进果实成熟 促进叶和果实的脱落
3.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的结果。植物的生长发育过程，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.植物生长与多种植物激素之间的关系：
(1)生长素和乙烯对细胞伸长生长的影响
低浓度生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进切断细胞伸长的作用。
5．五种植物激素对应的生长调节剂的应用
(1)植物生长调节剂的概念：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
(2)优点：容易合成、原料广泛、效果稳定。
(3)应用实例 :用乙烯利催熟凤梨（菠萝）、香蕉、柿子等。用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇，使其纤维长度增加 50%左右。 用赤霉素处理大麦种子，使其无须发芽就可产生α－淀粉酶，简化酿酒工艺、降低成本。
④可以延长马铃薯、大蒜、洋葱贮藏期的青鲜素（抑制发芽）可能有致癌作用。
五、实验 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
1．实验原理
(1)生长素类似物的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。
(2)用生长素类似物处理插条的方法有浸泡法和沾蘸法。
2．实验过程
3.预实验：预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。
4．设置对照组、重复组
(1)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相互对照，目的是探索生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度。
(2)设置重复组：即每组不能少于3个枝条。
5．控制无关变量：无关变量在实验中的处理要采用等量性原则。如选用相同的花盆、相同的植物材料，插条的生理状况、带有的芽数相同，插条处理的时间长短一致等。
6．处理插条
(1)生长素类似物处理插条可用浸泡法(处理时间较长，溶液浓度较低，最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理)或沾蘸法(溶液浓度较高，处理时间较短)。
(2)处理时插条上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。
(3)扦插时常去掉插条成熟叶片，原因是降低蒸腾作用，保持植物体内的水分平衡。

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