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第5章 植物生命活动的调节
5.1.2 植物生长素
三、生长素的生理作用
1、作用方式：
给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2、作用机制
生长素
生长素受体
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
2、作用机制
3、生长素的生理作用
（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。
细胞
器官
生长素
伸长分化
生长发育
受体
基因表达
下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果。
1、“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？
植物生长素的作用特点
“促进”或“抑制”，是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。
思考·讨论
下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果。
植物生长素的作用特点
思考·讨论
2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？
3.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？
一般表现为较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。
对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同。
4、生长素的作用特点
（1）生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。
（2）生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长（即两重性）
敏感程度排序：
根＞芽＞茎
幼嫩细胞＞衰老细胞
双子叶植物＞单子叶植物
不同浓度生长素对根的作用分析
思考·讨论
1.曲线AB段表示：
2.B点表示的生长素浓度是：
3.BC段表示：
4.C点表示的生长素浓度对根的生长作用是：
5.CD段表示：
随生长素浓度升高,对根生长的促进作用加强。
促进根生长的最适浓度
随生长素浓度升高,对根生长的促进作用减弱。
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。
既不促进也不抑制
不同浓度生长素对根的作用分析
思考·讨论
6.从图中的E、F点你可以得出什么结论？
7.图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不是不生长？
最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起促进作用效果相同
以不施加外源生长素时根的生长情况为对照。抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。
②产生顶端优势的原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高,侧芽受到的抑制程度越大。
5、生长素两重性的实例
（1）实例1：顶端优势
①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
③ 顶端优势的应用
a.解除顶端优势——去掉顶芽
b.保留顶端优势
④ 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
重力
（2）实例2：根的向地性
当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：B＞A，D＞C；茎对生长素敏感性低，C、D两侧都是促进作用，且D侧促进作用更强，使茎背地弯曲生长；
根对生长素敏感性高，B侧浓度高，抑制生长，因此生长速度A＞B，使根向地弯曲生长，这体现了生长素生理作用的两重性。
（3）实例3：除草剂
敏感程度：双子叶植物＞单子叶植物
应用：在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草
除草剂2，4-D
为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。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。
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
含IAA的琼脂块(a)
评价实验设计和结论
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
空白琼脂块(a)
思维训练
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
评价实验设计和结论
不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
结论2不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。
应该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
5.2 其他植物激素
第5章 植物生命活动的调节
唤醒沉睡的种子，
调控幼苗的生长。
引来繁花缀满枝，
瓜熟蒂落也有时。
靠的是雨露阳光，
离不开信息分子。
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。
1.乙烯在植物体内能发挥什么作用？
问题探讨
乙烯在植物体内起促进果实成熟的作用。
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。
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？
问题探讨
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。
一、赤霉素的发现历程
1926年，科学家发现水稻感染赤霉菌后，会出现植株疯长的现象，形成“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
1935年，科学家首先从赤霉菌培养基滤液中分离出赤霉素（简称GA）
20世纪50年代，科学家发现被子植物体内存在赤霉素
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
合成部位：
幼芽、幼根和未成熟的种子。
主要作用：
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。
1、赤霉素
二、其他植物激素的种类和作用
喷施赤霉素植株 （A）
与对照（B）
A
B
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。
2、细胞分裂素
二、其他植物激素的种类和作用
合成部位：
根冠、萎蔫的叶片等。
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、脱落酸
二、其他植物激素的种类和作用
合成部位：
植物体各个部位。
主要作用：
促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落。
4、乙烯
二、其他植物激素的种类和作用
主要作用：
促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。
5、第六类植物激素——油菜素内酯
二、其他植物激素的种类和作用
常见植物激素比较
激素种类 合成部位 主要作用
生长素 主要是芽、幼嫩的叶和发育中的种子 促进细胞伸长生长、诱导细胞分化；促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实的发育。
赤霉素 幼芽、幼根和未成熟的种子 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。
细胞分裂素 主要是根尖 促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育以及叶绿素合成。
脱落酸 根冠、萎蔫的叶片等 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。
乙烯 植物体各个部位 促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落。
归纳总结
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。
二、其他植物激素的种类和作用
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？
不同植物激素作用的相关性
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，而生长素没有等等。
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？
不同植物激素作用的相关性
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
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？
不同植物激素作用的相关性
赤霉素和乙烯有可能存在“对抗”关系。
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。
三、植物激素间的相互作用
1、协同作用
实例1：生长素、细胞分裂素的协同作用
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
三、植物激素间的相互作用
1、协同作用
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
2、拮抗作用
实例1：脱落酸、赤霉素对种子萌发的影响
三、植物激素间的相互作用
促进
赤霉素
脱落酸
种子萌发
抑制
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
2、拮抗作用
三、植物激素间的相互作用
乙烯合成
生长素浓度升高
促进
抑制生长素 作用
生长素浓度低
促进
细胞生长
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。
3、相互作用
三、植物激素间的相互作用
乙烯浓度升高
4、植物激素相互作用形成的调节网络
（1）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。
（2）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。
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。
4、植物激素相互作用形成的调节网络
（3）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。
各种激素并不是孤立地起作用，而是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。
4、植物激素相互作用形成的调节网络

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