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第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
第三课时
任务：阅读课本P93页相关内容，并思考以下问题：
1. 生长素的主要合成部位在哪？
2. 生长素的运输方式及方向是什么
3. 生长素的分布部位是什么？
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
色氨酸
（2)生长素由 经过一系列反应转变而来。
色氨酸
转变
吲哚乙酸（IAA）
思考：生长素的合成需要光吗？
不需要光，有无光均产生
1. 生长素的合成
合成生长素最活跃的部位是具有分裂能力的分生组织，成熟的叶片等部位也能产生生长素，但产生的量很少。
植物没有专门的内分泌腺器官。
一、生长素的合成、运输与分布
(1)极性运输（幼嫩部位）
主动运输
①发生位置：
②运输方向：
③运输方式：
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
(2)非极性运输（成熟部位）
成熟组织中，通过 进行，与其他有机物的运输没有区别。
输导组织
（需能量、需载体蛋白）
形态学上端
形态学下端
只能
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
植物生长方向的一端即为形态学的上端
极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响
一、生长素的合成、运输与分布
2. 生长素的运输
②重力：
低
高
低
高
(3)横向运输：
①单侧光：单侧光刺激时，生长素既进行横向运输（尖端），又进行极性运输。
由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂旺盛的部位。
一、生长素的合成、运输与分布
重力作用下，生长素既进行横向运输（尖端），又进行极性运输。
根向地性生长
茎背地性生长
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。
茎的背地性
根的向地性
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。
横向运输方向与外界刺激方向一致。
横向运输：受外界因素影响
极性运输：
不受外力影响，由植物本身的遗传特性决定
A
B
生长素含量B多于A
一、生长素的合成、运输与分布
一般情况下：
(1)生长素含量合成部位____积累部位；顶芽____侧芽；分生区____伸长区
(2)生长旺盛部位___衰老部位；根尖分生区____老根
＜
＜
＞
＞
生长素在植物体_______中都有分布，但相对集中分布在__________的部分。
各器官
生长旺盛
（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、生长素的合成、运输与分布
3. 生长素的分布
＜
空白琼脂块(a)
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘弯曲生长
实验结论：
(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。
思考：如何检测下端琼脂块是否含有生长素？
思维训练（95页）
——设计实验检测生长素的运输方向
一、生长素的合成、运输与分布
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？
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。
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。
空白琼脂块(b)
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘既不弯曲也不生长
【讨 论】
一、生长素的合成、运输与分布
2. 作用机制
生长素
生长素受体
特异性结合
引发
细胞内一系列信号转导
特定基因表达
产生效应
诱导
1. 作用方式：给细胞 ，起着 细胞生命活动的作用。
传达信息
调节
不构成细胞结构、不提供能量、不起催化作用。
(2)在器官水平上，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。
(1)在细胞水平上，促进细胞伸长生长、诱导细胞分化。
3.生理作用
基础
二、生长素的生理作用
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)。
二、生长素的生理作用
如图是不同浓度生长素对根的作用曲线，请回答下列问题：
（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
【思考.讨论】
二、生长素的生理作用
4. 生长素的作用特点
④ C 点：______________________________。
⑤E、B两点：
________________________________________________________。
⑥CD段：_________。
⑦根据曲线，说明生长素作用的特点：
既不促进生长，也不抑制生长
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
抑制生长≠不生长
一般表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
①FA段：_______________________________________________。
② A 点：_________________________。
③AC段：_______________________________________________。
随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强
促进生长的最适浓度
随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱
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
①根、芽、茎生长的最适浓度分别是
10-10 、10-8 、10-4 mol/L
②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
③三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
根 ＞芽 ＞茎
不同浓度的生长素对同一植物器官的作用一定不同（ ）
同一浓度生长素对不同器官的影响一定不同（ ）
×
×
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
农业生产中利用适宜浓度的生长素类似物作为除草剂，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。
(4)植物细胞成熟程度不同生长素敏感度不同：
(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。
除草剂的原理？
幼嫩细胞>衰老细胞
(1)浓度
(2)器官
(4)成熟程度
(3)植物种类
影响生长素生理作用的因素：
二、生长素的生理作用
(1)顶端优势
①概念：
②原因：
5. 生长素作用的实例分析
植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象。
顶芽产生的生长素向下运输，使得侧芽附近的生长素浓度较高，抑制了侧芽的生长。
③解除方法：
④应用：
摘除顶芽
棉花打顶，果树剪枝等。
——解除顶端优势
保留顶端优势
自然界的植株呈宝塔形，可以充分利用阳光。可以增产。
低
促进
抑制
二、生长素的生理作用
A
B
C
D
E
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
【思考】为什么很多植物呈宝塔型？
顶端对侧芽的抑制程度，随距离增加而________，故____(上/下)部侧芽先发育，树木因此形成宝塔形（正三角形）树冠。
减弱
下
实例：分析顶端优势现象中浓度的大小
二、生长素的生理作用
A
B
C
D
远地侧
近地侧
远地侧
近地侧
重力
重力
(促进)
(促进)
(促进)
(抑制)
思考：为什么植物根向地生长，茎背地生长呢？
根的向地性：
①生长素浓度：
②生长速度：
③生长素的效应：
茎的背地性：
①生长素浓度：
②生长速度：
③生长素的效应：
(2)根的向地性和茎的背地性
AA>B
A促进、B抑制
CCC促进弱、D促进强
②根茎对生长素的敏感程度不同
原因：
①在重力作用下生长素分布不均匀
意义：根的向地生长有利于根吸收水分和无机盐,茎的背地生长有利于植物伸展枝叶，接受阳光。
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。
二、生长素的生理作用
二、生长素作用的两重性
生长素的作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长
这种两重性主要表现在以下几个方面：
不同器官对生长素的敏感程度不同：根对生长素最敏感，芽次之，茎最不敏感。
同一器官在不同生长素浓度下的反应不同：在低浓度时促进生长，在高浓度时抑制生长，甚至会杀死植物。例如，在农业生产中，人们可以利用高浓度的生长素类似物作为除草剂，来杀死杂草。
二、生长素在农业生产中的应用
（一）促进扦插枝条生根
（二）防止落花落果
（三）诱导无子果实的形成
（四）作为除草剂
拓展思考
1、除了生长素之外，还有哪些植物激素会影响植物的生长发育？它们与生长素之间存在怎样的关系？
2、在使用生长素类似物时，为什么要严格控制浓度？如果浓度过高或过低，会产生哪些不良影响？
随堂练
下列关于生长素运输的叙述，错误的是（A ）
A. 在胚芽鞘中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
B. 成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输
C. 极性运输需要载体蛋白的协助，同时需要消耗能量
D. 横向运输只发生在胚芽鞘的尖端
随堂练
下列关于生长素发现实验的叙述，正确的是（B ）
A. 达尔文的实验证明了生长素的存在
B. 温特的实验证明了胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的化学物质引起的
C. 拜尔的实验说明感光部位在尖端
D. 波森 詹森的实验证明了尖端产生的影响可以透过云母片
随堂练
什么是顶端优势？其产生的原因是什么？
顶端优势是指顶芽优先生长而侧芽生长受抑制的现象。产生原因是顶芽产生的生长素向下运输，积累在侧芽部位，使侧芽部位的生长素浓度过高，抑制了侧芽的生长。

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