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第5章 植物生命活动的调节
第2节 其他植物激素
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。
讨论：1.乙烯在植物体内能发挥什么作用？
2.在发挥作用时，乙烯的作用方式和生长素的有什么相似之处？
“木瓜”催熟柿子
促进果实成熟
都能从产生部位运输或扩散至作用部位，微量且高效
问题探讨
回顾：什么是植物激素
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。
目前公认的6类植物激素
生长素
赤霉素类（gibberellins，GA）
细胞分裂素类（cytokinins，CK）
脱落酸（abscisic acid， ABA）
乙烯（ethylene，气体）
油菜素内酯
一、其他植物激素的种类和作用
（一）赤霉素——1.发现
（1）1926年，科学家发现水稻感染赤霉菌后出现恶苗病。将赤霉菌培养基的滤液喷施到水稻幼苗上，幼苗也出现恶苗病症状
（2）1935年，科学家从赤霉菌培养基滤液中分离出赤霉素（简称GA）。
（3）20世纪50年代，科学家发现被子植物体内存在赤霉素。
（4）进一步研究发现赤霉素在植物体中普遍存在，并包括很多种。
正常植株
恶苗病植株
赤霉素促进茎的伸长
赤霉素促进果实生长
2.合成主要部位
促进细胞伸长，
从而引起植株增高；
促进细胞分裂与分化；
促进种子萌发、
开花和果实发育，
解除种子、块茎休眠。
3.作用：
幼芽、幼根和未成熟的种子。
（二）细胞分裂素
合成部位：主要是根尖。
主要作用：促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
应用：用青鲜素处理果蔬，果蔬贮藏中保持鲜绿，延长贮藏时间。
对照
细胞分裂素
IAA
IAA
拟南芥（Arabidopsis）
（三）脱落酸
1.合成部位：
根冠、萎蔫的叶片等。
将要脱落的器官和组织中含量多
2.主要作用：
抑制细胞分裂；
促进气孔关闭；
促进叶和果实的衰老和脱落；
维持种子休眠。
3.应用：
抑制种子萌发；
增强植物抵抗力；
促进果实和种子发育早期贮藏物的积累，提高产量。
施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、促进结实。
（四）乙烯
1.合成部位：植物体各个部位。
2.主要作用：促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落。
3.促进水果成熟；处理瓜类幼苗，增加雌花形成率，增产。
思考：乙烯既能促进开花，又能促进花的脱落，两者是否相矛盾？
（五）第六类植物激素——油菜素内酯
除了前面发现的五类植物激素，植物体内还有一些天然物质也起到调节生长发育的作用。其中油菜素内酯已经被正式认定为第六类植物激素。
油菜素内酯能够促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。
细胞
分裂
细胞伸长
细胞分化
细胞死亡
植物激素对
植物生长发育的调控
通过 调控
实现
植物激素在植物体内的含量虽然微少，但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。
一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
一般情况下，对生长发育起促进作用的主要是：___________________________________
对生长发育起抑制作用的主要是：
__________________________
低浓度的生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素内酯
高浓度的生长素、脱落酸、乙烯
伸长
分裂
细胞分裂素
分化
生长素
赤霉素
+
-
+
+
+
+
脱落酸
乙烯
种子
花
果实
成熟脱落
其他
衰老脱落
发育
+
叶
茎
根
细胞水平
器官水平
+
+
萌发
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。
发育
促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
+
促进气孔关闭
衰老脱落
休眠
脱落
开花
脱落
发育
发育
开花
各种植物激素生理作用比较
+
思考·讨论 不同植物激素作用的相关性
根据教材P97图5-9提供的信息分析讨论以下问题:
1.赤霉素与生长素的主要生理作用有什么相似之处？又有哪些不同？
相同点：赤霉素和生长素都能起促进细胞伸长、诱导细胞分化，影响花、果实发育等作用。
不同点：赤霉素有促进细胞分裂、促进种子萌发的作用；而生长素能促进侧根和不定根发生等等。
思考·讨论 不同植物激素作用的相关性
根据教材P97图5-9提供的信息分析讨论以下问题:
2.脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素的生理作用有什么不同？
与另外几种植物激素生理作用不同的是，脱落酸往往表现出“抑制”作用。
生命现象 脱落酸 其他植物激素 作用
叶、花、果实衰老和脱落 促进 生长素 抑制
细胞分裂 抑制 细胞分裂素 促进
种子萌发 抑制 赤霉素 促进
思考·讨论 不同植物激素作用的相关性
根据教材P97图5-9提供的信息分析讨论以下问题:
3.赤霉素和乙烯的生理作用可能存在什么关系？
赤霉素和乙烯既有协同作用，也有拮抗作用。协同作用表现为都能促进开花；拮抗作用表现为赤霉素促进果实发育，乙烯促进果实成熟和脱落。
激素种类 主要作用
赤霉素 促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进细胞分裂与分化；促进种子萌发、开花和果实发育。
乙烯 促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落。
二、植物激素间的相互作用
1.在植物生长发育和适应环境变化的过程中，某种激素的含量会发生变化。
花瓣脱落
果实形成
果实膨大
果实逐渐成熟
果实完全成熟
1
2
3
4
20
22
24
26
28
30
32
34
乙烯相对含量
开花后天数/d
曲线分析: 1.在开花到花瓣脱落前，果实逐渐成熟时和完全成熟时，乙烯含量较高。
2.果实膨大时期，乙烯含量比较低。
草莓果实发育和成熟过程中乙烯含量的动态变化
二、植物激素间的相互作用
2.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。
(1)协同作用
实例1：生长素和细胞分裂素
细胞核分裂
细胞分裂素
生长素
细胞质分裂
细胞分裂
细胞伸长
植物生长
促进
促进
协同
协同
实例2：生长素和赤霉素的协同作用
前体物质
（色氨酸）
赤霉素
合成
细胞伸长
促进
抑制
分解
生长素
氧化产物
两者都能促进细胞伸长，表现为协同作用。
赤霉素既可促进生长素的合成，又可抑制生长素分解。
生理作用 相关激素
促进植物生长
延缓叶片衰老
诱导愈伤组织分化成根或芽
促进果实成熟
促进种子发芽
促进果实坐果和生长
生长素和细胞分裂素（促进增殖）、
生长素和赤霉素（促进生长）
生长素、细胞分裂素
生长素、细胞分裂素
脱落酸、乙烯
细胞分裂素、赤霉素
细胞分裂素、生长素、赤霉素
（2）抗衡作用
实例1：脱落酸、赤霉素对种子萌发的影响
促进
赤霉素
脱落酸
种子萌发
抑制
注：
新教材中并未使用“抗衡作用”这种说法，
也有地方表述为“拮抗作用” ，但这种表述一般用于药理学中相关表述
激素含量
种子萌发时间/d
脱落酸
赤霉素
实例2：脱落酸、赤霉素对雌、雄花分化的影响
脱落酸：促进雌花形成
赤霉素：促进雄花形成
左为雄花，右为雌花
实例3：细胞分裂素、脱落酸对气孔开闭的影响
细胞分裂素：促进气孔张开
脱落酸：促进气孔关闭
保卫细胞
气孔张开
气孔闭合
保卫细胞
（3）相互作用
当生长素浓度升高到一定值时，就会促进乙烯的合成，乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用。
抑制生长素 作用
生长素浓度低
细胞伸长生长
生长素浓度高
乙烯含量增加
促进
促进
思考：生长素和乙烯对果实的作用分别是？
生长素对果实的作用主要是促进果实的发育，主要是指子房膨大成果实及果实的长大等体积变化；
乙烯对果实的作用主要是促进果实的成熟，主要是果实的含糖量、口味等果实品质的变化。
3.植物激素相互作用形成的调节网络
（1）决定植物器官生长、发育的，不是某种激素的绝对含量，而是不同激素的相对含量。
影响黄瓜雌雄花的分化：脱落酸与赤霉素的比值
较高：有利于分化形成雌花
较低：有利于分化形成雄花
实例：
脱落酸/赤霉素
诱导愈伤组织分化方向：生长素与细胞分裂素的比值
较高：有利于根的分化
较低：有利于芽的分化
生长素/细胞分裂素
多种激素相互作用形成的调节网络共同调控植物的生长发育和对环境的适应
3.植物激素相互作用形成的调节网络
（2）植物生长发育的过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
细胞分裂素、赤霉素和脱落酸含量/(ng.g-1鲜重)
生长素含量/(ng.g-1鲜重)
总之，植物的生长、发育，是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的。

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