第5章 植物生命活动的调节

生物选修一，总结了植物生长激素、植物生长调节剂的应用、 环境因素参与调节植物的生命活动等。

第5章 植物生命活动的调节

• 第1节 植物生长激素
  • 生长素的发现过程
    • 达尔文
      • 胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲
    • 鲍森·詹森
      • 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
    • 拜尔
      • 胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀
    • 温特
      • 进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的
      • 认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素
  • 生长素
    • 化学本质
      • 吲哚乙酸
  • 植物激素
    • 人们把这类由植物体内产生，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，叫作植物激素
  • 生长素的合成、运输与分布
    • 合成
      • 生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种 子
        • 在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素
    • 运输
      • 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中
        • 只能从形态学上端运输到形态学下端（单向）
        • 极性运输
      • 在成熟组织中
        • 生长素可以通过输导组织进行非极性 运输
  • 生长素的生理作用
    • 给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用
    • 在植物体内
      • 生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用
    • 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
    • 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
      • 低促高抑
• 第2节 其他植物激素
  • 其他植物激素的种类和作用
    • 赤霉素
      • 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
    • 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
    • 乙烯
      • 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
    • 脱落酸
      • 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
    • 油菜素内酯
      • 主要作用
        • 促进茎、 相关信息叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等
  • 植物激素
    • 植物激素在植物内的含量虽然微少，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
  • 植物激素间的相互作用
    • 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
• 第3节 植物生长调节剂的应用
  • 定义
    • 由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，称为植物生长调节剂
  • 植物生长调节剂的类型和作用
    • 分子结构和生理效应与植物激素类似
      • 吲哚乙酸
    • 分子结构与植物激素完全不同但具有与植物激素类似的生理效应
      • α-蔡乙酸
      • 矮壮素
  • 植物生长调节剂的施用
    • 综合考量选择合适的植物生长调节剂
    • 预实验
      • 通过预实验确定有效浓度的大致范围，可为确定最适浓度打下基础
      • 预实验也必须像正式实验一样认真进行才有意义
• 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
  • 高等植物的生长发育是受环境因素调节的
    • 光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要
  • 光对植物生长发育的调节
    • 光是植物进行光合作用的能量来源
    • 光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程
    • 植物具有能接收光信号的分子
      • 光敏色素是其中的一种
        • 光敏色素是一类蛋白质(色素一蛋白复合体)
        • 分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富
        • 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应
          • 作用原理
  • 参与调节植物生命活动的其他环境因素
    • 温度
      • 植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行
      • 温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育
      • 植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的
    • 重力
      • 重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
      • 植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，造成长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向
  • 植物生长发育的整体调控
    • 高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合
    • 植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的
    • 植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整
    • 植物的生长、发育、繁殖、休眠，都处在基因适时选择性表达的调控之下
    • 对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息。激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响
    • 在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上，是植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化