资源简介

(共52张PPT)
5.2 其它植物激素
01
其他植物激素的种类和作用
02
植物激素间的相互作用及原理
1.【问题探讨】
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？
乙烯在植物体内起促进果实成熟的作用。
讨论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？
都能从产生部位运输或扩散至作用部位；
微量的物质就可以产生显著的影响。
“木瓜”催熟柿子
植物激素
生长素
赤霉素
（GA）
细胞分裂素
乙烯
脱落酸
油菜素内酯
1.其他植物激素的种类和作用
某村民家水稻秧田里的秧苗比相邻秧田里的高出4厘米左右，叶子较别的秧苗更圆更细，非常像韭菜。
奇怪秧苗长得像韭菜!
水稻恶苗病
这是一种水稻恶苗病，由一种真菌引起。
这种真菌究竟是如何引起水稻幼苗疯长呢？
1.其他植物激素的种类和作用
科学家发现水稻感染赤霉菌后出现疯长现象，植株高大但结实率低，称为恶苗病。
1926年
水稻恶苗病植株（左）与正常植株（右）
可能的原因:
①赤霉菌本身引起的。
②赤霉菌产生某种化学物质引起的。
如何验证？
将赤霉菌培养基的滤液喷洒到健康水稻幼苗上
→没有感染赤霉菌，却有恶苗病的症状。
思考：能肯定赤霉素是植物激素？为什么？
不能。因为植物激素应该是植物自身产生的
调节物质，没有证明植物自身能合成这种物质。
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
【演绎求证】1935年，从赤霉菌培养基滤液中分离出致使水稻患病的物质，称之为赤霉素(GA)。
思考：能确认赤霉素属于植物激素吗？
【演绎求证】资料 1958年，人们从红花菜豆未成熟的种子中提纯了赤霉素GA1。后来又陆续发现了植物体内有多种赤霉素。
确认植物体内可以产生赤霉素，这种物质属于植物激素。
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
20世纪50年代，科学家发现：外源赤霉素可以使矮生型玉米（一种突变体）显著长高，可以达到正常玉米的高度，但是不能使正常（野生型）玉米明显增高。
你认同下面哪种解释，说出理由。
①矮生型和野生型体内均可产生内源性赤霉素，但矮生型缺乏赤霉素的受体；
②矮生型玉米体内产生的内源性赤霉素较正常玉米少，外源赤霉素补充了内源性的不足。
左至右依次：矮生玉米、矮生玉米+GA、正常玉米、正常玉米+GA
激素名称 合成部位 主要作用
赤霉素
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
对照
幼芽
幼根
未成熟的种子
①促进细胞伸长，从而引起茎秆伸长和植株增高；
②促进细胞分裂与分化；
③促进种子萌发、开花和果实发育
幼芽、幼根和未成熟的种子
打破种子休眠
种子萌发
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
刚收获的马铃薯块茎，种到土里不能萌发，原因是刚刚收获的马铃薯要有一定的休眠期，在度过休眠期以后才能萌发，如果用赤霉素处理马铃薯块茎，则能解除它的休眠，提早用来播种。
赤霉素缺陷型拟南芥，在赤霉素帮助下可以修复缺陷
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
用清水浸泡48h，切半放入加淀粉的琼脂平板。
用赤霉素溶液浸泡48h，切半放入加淀粉的琼脂平板。
放入种子6h后，用I2-KI溶液冲洗平板。
问题：请分析并解释实验现象，推测赤霉素是如何促进种子萌发的？
打破种子休眠
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
大麦等和谷类种子吸水萌发过程中，胚能合成GA，并将之释放到胚乳，糊粉层受到GA信号，合成并释放水解酶到胚乳中，使胚乳中储存的营养物质分解，产生可溶性糖和氨基酸及其他物质转运到胚中，用于种子生长，提供所需的原料和能量。
幼苗
胚
GA
胚乳
（糊粉层）
淀粉酶等水解酶
淀粉等水解为小分子
产生
运输
运输
基因表达调控
胚珠→种子
子房→果实
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
胚囊中都有正常卵细胞产生
胚珠
种子
雌蕊受粉
合成生长素
子房壁
果皮
刺激
胚珠
无种子
雌蕊未受粉
子房壁
果皮
有子果实
无子果实
生长素溶液
人工合成
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
应用：培育无籽番茄
用一定浓度的生长素类似物(或赤霉素)刺激未受粉的雌蕊柱头或子房而获得的，其原理是应用生长素(或赤霉素)能促进果实发育的生理作用。
花蕾期（未受粉）
去雄
喷洒生长素类似物
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
用生长素或生长素类调节剂处理不会改变细胞中的遗传物质，所以无子番茄的细胞经植物组织培养获得的个体为正常个体。
无子番茄的遗传物质未发生改变，结无子番茄的植株经植物组织培养后，所结番茄为有子番茄。
普通蕃茄
去掉雄蕊
涂生长素，套袋
雌蕊柱头
子房壁发育
果肉、果皮
不能受精
无种子
花蕾期
无籽蕃茄
应用：培育无籽番茄
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
应用：培育无籽番茄
1.其他植物激素的种类和作用——赤霉素
比较项目 无子番茄 无子西瓜
原理
变异类型
果实中染色体组数
生长素促进果实发育
染色体变异
不可遗传变异
可遗传变异
含两个染色体组
含三个染色体组
1.其他植物激素的种类和作用——细胞分裂素
1955年，在一个很偶然的机会，斯库戈等人发现了一种能促进细胞分裂的物质，这种物质被命名为激动素。在激动素被发现以后，科学家们又发现了多种具有激动素生理活性的物质，有天然的，也有人工合成的。后来，人们将这一类物质都称为细胞分裂素。
激素名称 合成部位
细胞分裂素
主要作用
1.其他植物激素的种类和作用——细胞分裂素
①促进细胞分裂；
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
主要是根尖
（有丝分裂所需的特定蛋白质的合成和活化）
资料阅读
● 1964年，美国科学家从未成熟将要脱落的棉桃中，提取出一种促进棉桃脱落的激素，命名为脱落素，英国科学家也从槭树将要脱落的叶子中，提取出有一种促
进芽休眠的激素，命名为休眠素。
●1965年确定其化学结构，二者是
同物质，称为脱落酸(ABA)
1.其他植物激素的种类和作用——脱落酸
脱落酸
1.其他植物激素的种类和作用——脱落酸
根冠和萎蔫的叶片等
①抑制细胞分裂；
②促进气孔关闭；
③促进叶和果实的衰老和脱落；
④维持种子休眠
细胞代谢活动会大大减弱，而代谢越弱的细胞抗逆性就会越强，抵抗外界不良环境的能力就会增强
1.其他植物激素的种类和作用——脱落酸
当植物大量失水而枯萎时，叶片中的脱落酸浓度会升高，引起气孔迅速关闭，从而削弱了蒸腾作用，减少水分的进一步流失。因此，在干旱环境下，脱落酸对维持植物的生存是至关重要的。
保卫细胞液泡不充盈时，气孔关闭，液泡充盈，气孔开放
1.其他植物激素的种类和作用——脱落酸
乙烯
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？
1.其他植物激素的种类和作用——乙烯
植物体的各个部位
①促进果实成熟；
②促进开花；
③促进叶、花、果实脱落；
科学家发现，除了上述五类植物激素，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，油莱素内酯已经被正式认定为第六类植物激素。
油菜素内酯
花粉管萌发
1.其他植物激素的种类和作用——油莱素内酯
①促进茎、叶细胞的扩展和分裂，
②促进花粉管生长、种子萌发等。
生长素(或赤霉素)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体积的增大；
乙烯对果实的作用主要是促进果实的成熟，主要是指果实的含糖量、口味等果实品质的变化。
果实发育和果实成熟是有区别的，要注意二者的区别，以免混淆。
易错易混
生长素(或赤霉素)和乙烯对植物果实的作用
1.其他植物激素的种类和作用——油莱素内酯
1．下列有关植物激素的说法，正确的是(　　)
A．赤霉素能够促进细胞伸长和种子休眠
B．细胞分裂素能够促进细胞分裂和伸长，延缓叶片衰老
C．脱落酸能抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落
D．乙烯广泛分布在植物的各个部位，能够促进果实的发育和成熟
C
2．果实生长发育和成熟受多种激素调节，下列叙述正确的是(　　)
A．细胞分裂素在果实生长中起抑制作用
B．生长素对果实的生长有影响
C．乙烯主要是促进果实的发育
D．脱落酸在果实成熟中抑制细胞分裂和果实脱落
B
3．某植物种子成熟后需经低温储藏才能萌发，为探究其原因，检测了该种子中的两种植物激素在低温储藏过程中的含量变化，结果如图。根据激素的作用特点，推测图中a、b依次为(　　)
A．赤霉素、脱落酸
B．生长素、细胞分裂素
C．脱落酸、细胞分裂素
D．赤霉素、乙烯
A
激素名称 主要合成部位 生理作用
生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
幼芽、幼根、未成熟的种子
①促进细胞伸长，从而引起植株增高；
②促进细胞分裂与分化；
③促进种子萌发、开花和果实发育。
主要是根尖
①促进细胞分裂；
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
根冠、
萎蔫的叶片等
①抑制细胞分裂；②促进气孔关闭；③促进叶和果实的衰老和脱落；④维持种子休眠。
植物体的各个部位
①促进果实成熟；②促进开花；
③促进叶、花、果实脱落；
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
①促进细胞伸长生长，诱导细胞分化；
②影响器官的生长、发育。
1.其他植物激素的种类和作用——总结
植物激素调节植物生长发育
植物生长发育
植物激素
细胞分裂
细胞伸长
细胞分化
细胞死亡
调控
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。
1.其他植物激素的种类和作用——总结
在菜豆未成熟的种子中，赤霉素含量较高，但也不到种子质量的亿分之一。1kg向日葵新鲜叶片中，只含有几微克细胞分裂素。
思考·讨论
根据图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，而生长素没有。
2.植物激素间的相互作用
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。
3.赤霉素和乙烯的生理之作用可能存在什么关系？
赤霉素和乙烯有可能存在“拮抗(抗衡)”关系。
1.植物生长发育和适应环境变化的过程中，某种激素的 会发生变化。
含量
1.同一植物激素在不同发育阶段的动态
2.植物激素间的相互作用
资料1： 在实验条件下，离体的植物细胞，在只有生长素（IAA）的条件下，会形成大量多核细胞。 如果同时存在细胞分裂素（CTK），IAA就能促进细胞迅速分裂。
思考：IAA和CTK如何调节细胞分裂？有什么关系？
IAA促进细胞核分裂，CTK促进细胞质分裂。在促进细胞分裂方面，二者表现协同作用
2.植物激素间的相互作用
2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
2.植物激素间的相互作用
2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
生长素
细胞分裂素
细胞伸长
细胞核分裂
细胞质分裂
细胞体积增大
细胞分裂
细胞数目增加
植物生长
促进
促进
促进
共同促进
共同促进
脱落酸
赤霉素
脱落酸
抑制
促进
种子萌发
赤霉素
2.植物激素间的相互作用
2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
拮抗
促进
色氨酸
合成
抑制
生长素
氧化产物
细胞伸长
分解
赤霉素
协同
细胞分裂：_______________________
细胞伸长：_____________________
果实发育：_____________________
叶片、果实脱落：___________________
开花：______________
细胞分裂素、赤霉素
生长素、赤霉素
生长素、赤霉素
乙烯、脱落酸
细胞分裂：_________________________________
种子萌发：__________________
细胞分裂素(赤霉素)与脱落酸
脱落酸与赤霉素
乙烯、赤霉素
2.植物激素间的相互作用
协同作用
拮抗作用
生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯合成；乙烯含量的升高，反过来抑制生长素的作用。
生长素浓度低
促进
乙烯增多
抑制
细胞伸长生长
生长素浓度高
促进
2.植物激素间的相互作用
3.不同激素在代谢上还存在相互作用
高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的
促进
色氨酸
合成
抑制
生长素
氧化产物
细胞伸长
分解
赤霉素
2.植物激素间的相互作用
脱落酸
雄花
较高
雌花
赤霉素
较低
4.决定器官生长、发育的，往往不是某种激素的绝对含量而是不同激素的相对含量。
在植物组织培养过程中，培养基中：
1.当生长素含量高于细胞分裂素时主要诱导脱分化和根的形成
2.当生长素低于细胞分裂素的效应时，主要诱导再分化和芽的形成
3.当两者比例适中时，愈伤组织保持生长而不分化
2.植物激素间的相互作用
4.决定器官生长、发育的，往往不是某种激素的绝对含量而是不同激素的相对含量。
资料：拟南芥GA缺陷型突变体因GA含量极低而不能萌发；诱变后能发芽的植株并非恢复了GA合成能力，而是不能合成ABA了；其体内两种激素的绝对量都极低，但ABA与GA的比例与野生型相同。
思考： 种子的休眠与萌发取决于什么？
2.植物激素间的相互作用
4.决定器官生长、发育的，往往不是某种激素的绝对含量而是不同激素的相对含量。
ABA与GA两种激素比例决定：比值较高促进休眠，反之促进萌发。
5.在植物生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化
在猕猴桃果实的发育过程中，细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现高峰，调节着果实的发育和成熟。
2.植物激素间的相互作用
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。
4．丝瓜茎矮生是基因突变的结果，这种突变有两种可能，一是不能合成激素，二是不能合成激素的受体。为研究某种矮生丝瓜属于哪种突变类型，研究者应用赤霉素和生长素溶液进行了相关实验，结果如表所示。据表不能得出的结论是(　　)
A. 相对高浓度的赤霉素对正常丝瓜茎的生长具有促进作用
B．正常茎丝瓜对赤霉素的敏感性与对生长素的敏感性无法比较
C．该突变丝瓜不能合成赤霉素受体和生长素的受体
D．用赤霉素和生长素联合处理正常茎丝瓜，茎的伸长量大于生长素单独处理的伸长量
D
5．下列有关植物激素或植物生长调节剂的应用，正确的是(　　)
A．黄瓜结果后，喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落
B．如果水稻没有受粉，采用喷洒一定浓度的生长素类调节剂的方法无法补救产量
C．用赤霉素处理马铃薯块茎，可延长其休眠时间以利于储存
D．番茄开花后，喷洒一定浓度乙烯利，可促进子房发育成果实
B
处理 结果
完整植株 雌、雄株各占一半
去部分根 雄株占多数
去部分根＋施用细胞分裂素 雌株占多数
去部分叶 雌株占多数
去部分叶＋施用赤霉素 雄株占多数
6.不同处理对某植物性别分化的影响如下表所示，
下列叙述正确的是 (　　)
A. 根产生的赤霉素能促进雌株形成
B. 叶产生了促进雌株形成的细胞分裂素
C. 若对完整植株施用赤霉素合成抑制剂则雌株数量增多
D. 赤霉素和细胞分裂素对性别分化的作用是不相互对抗的
C
7.植物的顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象，叫顶端优势。科学家研究植物顶端优势时发现不同植物激素对侧芽生长的影响有差异(如表所示)。下列相关叙述错误的是(　　)
A.植物顶端优势现象表明，生长素浓度越高，生长越快
B.比较甲、乙组可知，侧芽生长受抑制可能是因为侧芽缺少细胞分裂素
C.比较丙、丁组可推测，赤霉素对侧芽生长的影响可能与顶芽有关
D.该实验说明植物顶端优势现象可以受多种激素共同调节
A
3.练习
1.运用植物激素的相关知识，判断下列说法是否正确。
（1）赤霉素决定细胞的分化。 （ ）
（2）脱落酸促进果实和叶脱落。（ ）
（3）细胞分裂素促进细胞伸长。（ ）
2.生长素和乙烯都在植物生命活动调节中起重要作用。以下相关叙述，正确的是 （ ）
A. 植物体内生长素含量会影响乙烯的合成
B. 生长素促进植物生长，乙烯促进果实发育
C. 生长素是植物自身合成的，乙烯是植物从环境中吸收的
D. 生长素在植物体内广泛分布，乙烯只分布在成熟果实中
√
×
×
A
3.练习
3.在自然界存在这样一种现象：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又遇大雨，种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释（提示：研究表明，脱落酸在高温条件下容易降解）。
①脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。
②持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会和其他种子那样休眠了。
③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。
4.人们常说，一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果；社会上也有“坏苹果法则”“坏苹果理论”。请你结合本章所学，谈谈对这些话的理解。
一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果，其中的科学道理是乙烯能促进果实成熟。由此引申出的“坏苹果法则”，则是一种类比思维。
3.练习
1.（2019全国Ⅰ卷，29T）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物叶片中的脱落（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
审题关键
（1）实验要在干旱的条件下进行；
（2）在有ABA和无ABA参与的条件下测定气孔开度的变化；
（3）实验材料要选用”ABA缺失突变体”。
解题模板
实验目的
变量识别
实验分组
自变量
干旱条件下气孔开度减少的直接原因
是否干旱处理
干旱条件下ABA的有无
否—对照组：ABA缺失突变体+正常条件处理
是—实验组：ABA缺失突变体+干旱处理
无—对照组：ABA缺失突变体+干旱处理
有—对照组：ABA缺失突变体+ABA+干旱处理
取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。
预期结果：干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。
预期结果：ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
激素名称 主要合成部位 生理作用
生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
幼芽、幼根、未成熟的种子
①促进细胞伸长，从而引起植株增高；
②促进细胞分裂与分化；
③促进种子萌发、开花和果实发育。
主要是根尖
①促进细胞分裂；
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
根冠、
萎蔫的叶片等
①抑制细胞分裂；②促进气孔关闭；③促进叶和果实的衰老和脱落；④维持种子休眠。
植物体的各个部位
①促进果实成熟；②促进开花；
③促进叶、花、果实脱落；
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
①促进细胞伸长生长，诱导细胞分化；
②影响器官的生长、发育。
1.其他植物激素的种类和作用——总结
生长素协同
赤霉素协同
细胞分裂素拮抗
乙烯协同
赤霉素拮抗
赤霉素协同

展开更多......

收起↑