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植物生长素
第5章 第1节
第二课时
01
生长素的合成、运输与分布
02
生长素的生理作用
目录
03
即时训练
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面伸长区传递某种“影响”
这种“影响”会造成背光面比向光面生长快
达尔文的推想
鲍森·詹森实验结论：尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部
拜尔实验结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀
温特实验: 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。
1934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—吲哚乙酸（IAA）
进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)
温故知新
一
温故知新
植物激素
人们把这类由植物体内产生，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，叫作植物激素（phytohormone）
植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程的所有生命活动。
1. 生长素的合成：
一、生长素的合成、运输与分布
(1)主要合成部位：
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
(2)合成过程：
生长素由 经过一系列反应转变而来
色氨酸
植物没有专门的内分泌腺器官
转变
色氨酸
吲哚乙酸
生长素的产生不需要光，有无光均产生
单向
2. 生长素的运输：
一、生长素的合成、运输与分布
(1)极性运输：
在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，生长素只能从形态学上端 形态学下端。
幼嫩部位
地上部分
地下部分
形态学上端
形态学下端
形态学上端
主动运输（需载体和能量）
极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响，是其遗传特性决定
Q：在植物组织中生长素的运输方式只有极性运输吗？
植物生长方向的一端即为形态学的上端
2. 生长素的运输：
一、生长素的合成、运输与分布
(1)非极性运输：
成熟部位
成熟组织中，通过 进行非极性进行，与其它有机物运输没有区别。
输导组织
非极性运输是细胞的协助扩散
(3)横向运输：
由于单侧光、重力等因素，发生在根尖、茎尖等细胞分裂特别旺盛的部位。
幼嫩部位
①单侧光：单侧光刺激生长素既进行横向运输（尖端），又进行极性运输。
②重力：失重状态下，由于没有重力的作用，水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的，植物会水平生长。
低
高
低
高
③离心力：旋转时，由于离心作用，生长素发生横向运输，使外侧的生长素多于内侧。
A
B
思维训练
在上端放一块含有生长素的琼脂，下端放
一块不含生长素的琼脂（胚芽鞘形态学上端
朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂
块逐渐有了生长素。根据实验设计及结果，
此人得出以下结论：
① 下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块；
② 生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。
实验前
实验后
上
下
胚芽鞘弯曲生长
（1）这个实验的设计是否严密？为什么？
不严密，没有考虑胚芽鞘倒过来放置时的情况
（2）从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
结论2不严谨；未证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端
（3）如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
应增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端
思维训练
生长素的极性运输与重力无关
3. 生长素的分布：
一、生长素的合成、运输与分布
生长素在植物各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位。（如：胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处）
一般来说，生长素的分布是：
产生部位＜积累部位：如顶芽＜侧芽；分生区＜伸长区
生长旺盛部位＞衰老组织：如幼根＞老根
合成
合成部位
生长素由________经过一系列反应转变而来
分布
运输
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
色氨酸
生长素的合成不需要光，有无光均产生
生长素在植物各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位
极性运输
主动运输
（需能量、需载体蛋白）
形态学上端
形态学下端
只能
方向
方式
非极性运输
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
成熟组织中,通过输导组织进行,与其他有机物的运输无区别
横向运输
在单一外界刺激下(如单侧光、重力、离心力等)，生长素在产生部位发生运输
发生部位
根尖、茎尖等产生部位
(不受外界刺激影响)
生长素
发生部位
1. 作用方式：
二、生长素的生理作用
给细胞 ，起着 细胞生命活动的作用。
传达信息
调节
不组成细胞结构、
不催化细胞代谢、
也不为细胞提供能量
2. 作用机制：
生长素
特异性结合
细胞内一系列信号转导
诱导
特定基因表达
产生
效应
生长素受体
但生长素并不直接参与细胞代谢
二、生长素的生理作用
2. 作用机制：
2. 作用机制：
生长素
激素受体
促使细胞壁松散
液泡
H+
添加细胞壁成分
内质网
Ca2+
激活
转录因子
转录
翻译
促细胞生长蛋白
高尔基体
细胞
器官
生长素
伸长分化
生长发育
受体
基因表达
促进
促进
（1）细胞水平：起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用
（2）器官水平：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等
Q：生长素的作用都是“促进”吗？
关于生长素的作用机理科学家们提出了“酸生长假说”(细胞壁pH下降，使细胞壁松弛，细胞伸长生长)和“基因活化学说”(IAA与细胞内受体结合促进基因表达)。
3. 作用特点：
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
A
B
C
D
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
随着生长素浓度升高，对根生长的促进作用加强
曲线AB段表示:
促进根生长的最适浓度
B点表示的生长素浓度是：
生长素浓度继续升高，对根生长的促进作用减弱
BC段表示：
生长素浓度对根的生长作用是既不促进也不抑制
C点表示：
3. 作用特点：
A
B
C
D
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
CD段表示：
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强
图中E、F点表示：
生长素浓度不同，但促进效果相同(最适浓度点左右两侧)
抑制生长≠不生长
以上曲线说明生长素的作用特点:
一般来说，低浓度促进生长，高浓度抑制生长
①不同浓度的生长素作用于同一器官上，所起的生理效应
不同
3. 作用特点：
根、芽、茎生长的最适浓度分别是：
10-10 、10-8 、10-4 mol/L
生长素浓度为10-6mol/L：
对根的生长效应是：
对芽的生长效应是：
对茎的生长效应是：
抑制生长
不促进不抑制
促进生长
三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
根 ＞芽 ＞茎
敏感性一般看最适浓度就行，最适浓度越小越敏感
二、生长素的生理作用
②不同器官对生长素的敏感度不同：
根 ＞芽 ＞茎
3. 作用特点：
二、生长素的生理作用
③不同种类植物对同一浓度的生长素敏感度不同：
双子叶植物＞单子叶植物
注意：小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物
农业生产中利用适宜浓度的生长素类似物作为除草剂（如2,4—D），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。
应用：除草剂的原理
(4)植物细胞成熟程度不同生长素敏感度不同：
幼嫩细胞>衰老细胞
3. 作用特点：
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
1.实质：
生长素浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长
2.影响生长素作用效果的因素：
①浓度
低浓度促进生长，高浓度抑制生长
②不同器官敏感度不同
根＞芽＞茎
④细胞成熟情况
幼嫩细胞＞衰老细胞
③植物的种类
双子叶植物＞单子叶植物
概 念
植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象
原 因
顶芽产生的生长素，逐渐向下运输，导致侧芽处生长素浓度较高，从而抑制侧芽的生长
顶芽
低
促进
侧芽
高
抑制
越靠近顶芽的侧芽生长素浓度越高，受到的抑制程度越大
摘除顶芽——打破顶端优势
解除方法
4. 实例一：顶端优势
应 用
4. 实例一：顶端优势
不要长高、需要侧枝较多的植物：
去掉顶芽，解除顶端优势，可增产，修整株形
需要长高的植物(如木材)：
保留顶端优势
自然界的植株呈宝塔形，可以充分利用阳光，可增产
①生长素浓度大小关系：
B>C>D>E>A
②侧芽发育成枝的顺序是：
E—D—C—B
即时训练
A
B
C
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
0
促进生长
抑制生长
c/mol·L-1
D
A
B
C
D
顶芽
第一侧芽
设计实验探究顶端优势产生的原因
1
2
3
4
自然生长：
顶芽优先生长，侧芽生长受抑制
去掉顶芽：
侧芽生长快，成为侧枝
去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块：侧芽生长受抑制
去掉顶芽，切口放不含生长素的琼脂块：侧芽生长快，成为侧枝
4. 实例一：顶端优势
二、生长素的生理作用
5. 实例二：根的向地性
Q：为什么植物根向地生长，茎背地生长呢？
a.在重力作用下生长素分布不均匀
b.根茎对生长素的敏感程度不同
生长速度：
茎的背地性
生长素浓度：
A B
<
A B
<
C D
根的向地性
生长速度：
生长素浓度：
C D
<
>
A促进弱，B促进强
C促进，D抑制
注意：只有根的向地性体现了低浓度促进高浓度抑制，而茎的背地性没有体现
不同处理条件下植物生长弯曲情况分析
核心归纳
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}类别
图解条件
相关结果
遮盖类
①直立生长
②向光生长
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}暗箱类
插入类
①直立生长
②向光(小孔)生长
①向右侧生长；②直立生长
③向光生长； ④向光生长
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}类别
图解条件
相关结果
横置类
失重类
移植类
①：a＝b，c＝d，
都促进水平生长；
②：a a、c、d促进生长，
b抑制生长
向光性仍保留，
但失去了根的向重力性
和茎的背重力性
幼苗移到太空
①直立生长；②向左侧生长；
③④中IAA的含量关系：
a＝b＋c，b>c
旋转类
?

①直立生长
②向光弯曲生长
③向小孔弯曲生长
④向心生长
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}类别
图解条件
相关结果
不同处理条件下植物生长弯曲情况分析
核心归纳
即时训练
例：图1表示芽的生长与生长素浓度的关系，图2表示根的生长与生长素浓度的关系。下列叙述错误的是( 　　)
A. 若图1中A点表示植株顶芽的生长状况，则B点可表示该植株侧芽部位的生长状况；
B. 图2中C、D点的作用效果不同
C. 图2中F点可表示幼苗横放
时根近地侧生长素的作用
D. 图2中E点的生长素浓度对植物根的
生长没有促进作用
B
例：将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内。从下图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置。此时，幼苗的生长情况是 (　　)
A. 根水平生长，茎向上弯曲
B. 根水平生长，茎向下弯曲
C. 根向下弯曲，茎向上弯曲
D. 根向下弯曲，茎向下弯曲
B
即时训练
即时训练
例：如图表示植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系，下列叙述中正确的是（ ）
A.在单侧光作用下，若胚芽鞘生长素浓度向光侧为c，则背光侧为d
B.将植物体水平放置，若茎部近地侧生长素浓度为a，则远地侧为b
C.将植物体水平放置，若根部近地侧生长素浓度为c，则远地侧为d
D.若曲线Ⅰ表示生长素对植物芽的作用，则曲线Ⅱ表示对根的作用
A
(3)若曲线表示植物的茎，在植物水平放置，表现出茎的背地性时，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围是 。
(4)若曲线表示植物的根，在植物水平放置，表现出根的向地性时，且测得其根的远地侧生长素的浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是 。
(1)若曲线表示生长素浓度与植物幼苗的关系，其
出现向光性时，且测得其向光侧生长素浓度为m，
则其背光侧生长素浓度范围是 。
(2)若曲线表示生长素浓度与植物的芽的关系，在顶端优势中，测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的生长素浓度范围是 。
下图表示同一器官在不同生长素浓度下的作用。回答下列问题：
大于m小于M
大于i
大于0小于m
大于i
即时训练
例：用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如图所示实验，且②～⑦均给予单侧光照，一段时间后，会发生弯曲的是(　　)
A.②⑤⑦　　B.①②③⑤⑧ C.①③④⑥⑦ D.②⑤⑧
D
即时训练
课堂小结
{D7AC3CCA-C797-4891-BE02-D94E43425B78}现 象
是否体现作用特点
生长素的作用
顶端优势
根的向重力性
茎的背重力性
植物的向光性
是
是
否
否
顶芽，低：促进
侧芽，高：抑制
远地端，低：促进
近地端，高：抑制
背光侧：高，促进强
向光侧：低，促进弱
近地端：高，促进强
远地端：低，促进弱

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