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植物激素调节植物生命活动
第2节
浙科版 选择性必修1
1.举例说出赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的作用
2.举例说明植物激素之间存在复杂的相互作用
在我国宋元时期某著作中写道：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜两三枚放入，得气即发，并无涩味”。这种“气”究竟是什么呢？人们一直不明白。到20世纪60年代，气相层析技术的应用使人们终于弄清楚，是成熟果实释放出的乙烯促进了其他果实的成熟。
除生长素和乙烯外，植物体内还存在赤霉素、细胞分裂素、脱落酸等植物激素。
生长素、细胞分裂素和赤霉素起促进作用
阅读教材P107-108页，找出下列问题的答案：
1.细胞分裂素是如何被发现的，它的化学本质是什么？
2.细胞分裂素有哪些方面的作用？
3.赤霉素具有哪些作用？
科学家在培养烟草髓部组织时，发现放入放置已久的鲑鱼精子DNA，细胞分裂明显加快
可能的原因:
①DNA本身引起的。
②放置已久的DNA产生了某种化学物质引起的。
如何验证？
加入新鲜DNA——完全无效
新鲜DNA和培养基一起高压灭菌——细胞分裂加快
后来：科学家从高压灭菌过的DNA降解物中分离出一种小分子，能够促进细胞分裂和不定芽形成，命名为激动素
后来发现了多种具有类似作用的化合物，他们都是腺嘌呤的衍生物，被后人统一称为细胞分裂素（CK）。
一、细胞分裂素的发现
②促进植物向上生长,促进侧芽生长,促进果实生长,促进种子萌发,延缓叶片衰老等。(个体)
(2)作用:
①促进细胞分裂，促进有丝分裂所需的特定蛋白质的合成和活化
腺嘌呤的衍生物
(1)化学本质：
二、细胞分裂素（CK）
（3）合成部位:
主要是根尖，发育中的果实也能合成
(5)分布:
主要分布于细胞分裂旺盛的部位,如根尖、茎尖、发育中的果实和萌发的种子等。
(4)运输部位:
经木质部向上运输（蒸腾）
三、赤霉素（GA）
——促进植物增高
②促进茎的伸长,促进叶片扩大,促进果实生长,促进种子萌发,解除休眠,抑制衰老等。
①促进细胞伸长和细胞分裂
(1)作用:
激素种类 生长素 细胞分裂素 赤霉素
合成部位 芽、幼嫩的叶、胚 主要在根尖合成 主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
分布部位 大多集中在生长旺盛的部位胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织等 细胞分裂旺盛的部位，如根尖、茎尖、发育中的果实和萌发的种子 大多集中在生长旺盛的部位：茎端嫩叶、果实、未成熟的种子
主要作用 促进细胞伸长 促进茎伸长 促进不定根和侧根的形成 促进果实生长 促进种子发芽 防止落叶落花落果等 促进有丝分裂所需的特定蛋白质合成和活化。 促进细胞分裂 促进植物向上生长， 促进侧芽生长，促进果实生长，促进种子萌发，延缓叶片衰老 促进细胞分裂、伸长
促进茎的伸长使植物增高
促进叶片扩大，促进果实生长，促进种子萌发，解除休眠，抑制衰老
归纳细胞分裂素和赤霉素
1.细胞分裂素、赤霉素与生长素的植物生长发育方面有什么共同点？
细胞分裂素、赤霉素与生长素对植物生长发育均有促进作用
脱落酸和乙烯帮助植物度过不良环境
1.脱落酸(ABA)
——生长抑制剂（促进脱落、促进休眠）
(1)作用:
抑制生长,促进叶片和果实脱落,保持休眠,提高抗逆性
①脱落酸引起气孔迅速关闭,从而削弱蒸腾作用,减少水分散失
②抑制种子萌发
(2)合成部位:
主要在成熟的绿叶和果实中合成。
玉米会提前发芽的原因是什么？
许多研究表明，脱落酸在高温条件下容易降解。在自然界中存在这样一种现象，小麦，玉米在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后，由于大雨的天气，种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释。
脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。当种子中的脱落酸浓度降低或失活时，种子才会结束休眠状态。然后，大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时地萌发。
（1）合成部位：
高等植物各器官，萌发的种子、凋谢的花朵、成熟的果实，释放的乙烯较多。
（2）作用
促进果实成熟、增强植物体的抗逆性、加快逆境中叶片或者果实的脱落
讨论：脱落酸与乙烯的生理作用有什么共同点？
脱落酸能够抑制生长，促进叶片和果实脱落，保持休眠，乙烯能促进叶片或者果实的脱落，两者都能帮助植物度过不利的生存环境，增强植物的抗逆性；
2.乙烯：气体植物激素
①
②
③
乙烯利：ClCH2CH2OP (OH)2 ，在溶液 pH 4.1 时可迅速释放出乙烯。500-1000ppm 乙烯利果实催熟。
自变量：
因变量：
无关变量：
乙烯利的浓度
果实的颜色、软硬程度、气味
浸泡时长、温度、成熟程度相近的同种水果等
果实催熟
乙烯利在农业生产上的应用
促进开花
1.植物体的各项生命活动都处在植物激素的调控当中。各类激素的含量及作用，在不同种类的植物中也会有所不同。
不同激素通过协同或拮抗等方式共同调节植物生命活动
讨论1：苹果果实发育中细胞伸长阶段哪些激素含量高？
讨论2：当苹果果实成熟时哪些激素含量升高？为什么？
讨论：培养基中加入生长素和细胞分裂素的比例变化，愈伤组织的分化方向有什么不同？
2.细胞分裂素和生长素的关系:
细胞分裂素一般与生长素共同作用，促进植物细胞的分裂和分化。植物组织培养时,培养基中生长素和细胞分裂素的比例决定愈伤组织的分化方向。
3.生长素和乙烯的关系:
当顶芽合成的生长素向下运输至侧芽时,会引发侧芽周围的组织产生乙烯,而乙烯可以抑制侧芽的生长。高浓度的生长素抑制生长,很可能是通过乙烯起作用的。
4.赤霉素和其他激素的关系:
生长素和赤霉素往往协同作用,共同促进茎的伸长;脱落酸和乙烯也常常协同作用,共同促进叶片脱落等;赤霉素和脱落酸常常相互拮抗,如赤霉素促进种子萌发,而脱落酸抑制种子萌发。
结论：不同的激素通过协同或拮抗等方式共同调节植物的生命活动。
相互作用类型 生理作用 相关激素
协同 促进植物生长 细胞分裂素促进细胞增殖，生长素，赤霉素促进增殖的子细胞继续增大
延缓叶片衰老 生长素、细胞分裂素
促进果实成熟 脱落酸、乙烯
促进种子发芽 细胞分裂素、赤霉素
促进果实坐果和生长 生长素、细胞分裂素、赤霉素
植物激素间相互作用的类型
相互作用类型 生理作用 相关激素
拮抗 调节器官脱落 生长素抑制花叶果的脱落，脱落酸促进花叶果的脱落
调节气孔的开闭 细胞分裂素促进气孔张开，脱落酸促进气孔关闭
调节种子发芽 赤霉素、细胞分裂素促进种子发芽，脱落酸抑制种子发芽
调节叶片衰老 生长素，细胞分裂素抑制叶片衰老，脱落酸促进叶片衰老
在玫瑰葡萄种植过程中，合理施用人工合成的赤霉素、细胞分裂素类物质，可以提高葡萄结果率和单果质量，提高果实无核化程度。但如果施用不合理，可能会造成果实空心等问题。
适当施用人工合成的植物激素类物质，可以提高作物产量或提升产品品质。
植物生长调节剂在农业生产中得到广泛应用
讨论：
葡萄植株里有自身合成的植物激素，为什么还要施用人工合成的植物激素类物质呢？
植物体内源激素一般含量极其微小，而且在体外常常性质不稳定，应用中难以提取，不易保存或者成本过高。
1.植物生长调节剂的概念
人们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质，这些活性物质被统称为植物生长调节剂。
2.植物生长调节剂的种类
(1)生长素类植物生长调节剂的类型及其应用
①种类:2,4-D、NAA（萘乙酸）、IBA等。
②应用:2,4-D可以防止番茄、甜椒等落花落果,促进马铃薯发芽并提高产量,诱导形成无籽番茄,浓度高时还可以用作除草剂;NAA和IBA常用于促进各类植物扦插枝条生根,防止落花落果,促进生长等。
(2)其他植物生长调节剂:
赤霉素、脱落酸、乙烯利、6-BA、矮壮素等。
植物生长调节剂的应用范围包括生根、发芽、生长、矮壮、防倒、促蘖、开花、坐果、催熟、保鲜、着色、增糖、促芽或控芽、调节性别、抗逆等几十个方面。
植物激素在生产实践中的应用
果实种类 形成原因
无籽番茄 用一定浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄雌蕊而获得
无籽葡萄 用赤霉素处理植株，可诱导单性结实，形成无籽果实
无籽西瓜 由染色体畸变而培育的三倍体西瓜，也需要用一定浓度的生长素来处理
香蕉 由于减数分裂时不能形成正常的精子和卵细胞，因而不能受精发育成种子
（1） 使用不当，可能影响作物产量和产品品质；
（2） 过量使用，可能对人体健康和环境带来不利影响。
事例：在蔬菜水果上残留的一些植物生长调节剂会损害人体健康。例如，可以延长马铃薯、大蒜、洋葱贮藏期的青鲜素（抑制发芽）可能有副作用。中国科学院植物生理研究所用荔枝为原料研究表明，残留期为1～2个月。
理性分析和评估植物生长调节剂的利与弊
除上述五大类植物激素之外，随着研究的不断深入，近年来科学家发现植物体内还存在其他天然的植物激素，如油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等，对植物的生长发育起促进或者抑制作用，尤其在提高植物的抗逆性或抗病能力方面发挥着重要作用。

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