导图社区 植物生命活动的调节
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植物生命活动的调节
生长素的发现
过程
达尔文
结论
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，从而造成伸长区背光面比向光面生长快
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
脂片胚芽鞘的弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
温特
造成胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质，并名为生长素
要点
对植物向光性的解释
生长素的产生不需要光照，即有光、无光均可产生
各种处理方式对生长素运输与分布的影响
植物激素
概念
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
生长素
合成
主要合成部位:幼芽、幼叶和发育中的种子等生长旺盛的部位。
色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
运输
（1）纵向运输
①极性运输
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中
生长素只能从形态学上端向形态学下端运输，而不能反过来运输
是主动运输，需要消耗能量
②非极性运输
在成熟组织中
生长素可以通过输导组织进行非极性运输
（2）横向运输
①影响生长素横向运输的主要因素
单侧光
重力等
②运输部位
尖端（如胚芽鞘尖端、根尖、茎尖等）
③运输方向
向光侧→背光侧；背地侧→向地侧。
分布
在植物体各器官都有分布,但相对集中地分布在生长旺盛的部分。
生理作用
作用
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；在器官水平则影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。
作用方式
与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合
给细胞传达一种调节代谢的信息
作用特点
一般情况下，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，两重性。
影响生长素生理作用的因素
浓度
一般情况下，低浓度时促进生长，浓度过高时抑制生长，甚至会杀死细胞。
器官种类
根、芽、茎对生长素的敏感程度为根>芽>茎。
植物种类
双子叶植物一般比单子叶植物敏感
可用适当浓度的生长素类调节剂来杀死单子叶庄稼地里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长
细胞成熟程度
幼嫩细胞比老细胞敏感
注意
抑制生长≠不生长(只是生长慢于对照组)
顶端优势
顶芽产生的生长索逐渐向下运输，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。
离顶芽越近的侧芽生长素浓度越高
根也有顶端优势现象，主根优先生长，侧根生长受到抑制。
解除方法
去掉顶芽
应用
棉花的打顶、果树整枝、盆景修剪等。
其他植物激素的种类
赤霉素
主要是未成熟的种子、幼芽、幼根等
主要在植株生长旺盛的部位
生理功能
a促进细胞伸长，从而引起植株增高
b促进细胞分裂与分化
c促进种子萌发、开花和果实发育
细胞分裂素
主要是根尖
主要分布于进行细胞分裂的部位
a促进细胞分裂
b促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
c延缓叶片的衰老
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
将要脱落或休眠的器官和组织中较多
a抑制细胞的分裂
b促进气孔关闭
c维持种子休眠
d促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯
植物体各个部位
各器官、组织中都有，将要脱落或休眠的器官和组织中较多
a促进果实成熟
b促进开花
c促进叶、花、果实脱落
几种激素的作用
生长方面
生长素和赤霉素促进生长的原理在于促进细胞纵向伸长
细胞分裂素则是通过促进细胞分裂，增加细胞数量来促进生长
果实方面
生长素和赤霉素都能促进果实发育
乙烯促进果实成熟
脱落酸促进果实脱落
植物激素间的相互作用
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各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互协调控制
生长素主要促进细胞核的分裂，细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，二者在促进细胞分裂方面表现为协同作用。
在调控种子萌发的过程中，赤霉素促进萌发，脱落酸抑制萌发，二者作用效果相反。
当生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯的合成；乙烯含量的升高会反过来抑制生长素的作用。
决定植物器官生长发育的是激素的相对含量
黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值
比值较高时，有利于分化形成雌花
比值较低时，有利于分化形成雄花
生长素与细胞分裂素的相对含量对植物组织培养中根、芽分化的影响
生长素＞细胞分裂素
利于根的分化
生长素＜细胞分裂素
利于芽的分化
生长素=细胞分裂素
利于愈伤组织的形成
在植物的生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性
油菜素内酯已被认定为第六类植物激素
油菜素内酯作用
促进茎、叶细胞的扩展和分裂
促进花粉管生长、种子萌发等
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。
植物生长调节剂
含义
人工合成的对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
特点
原料广泛、容易合成、效果稳定等。
种类
（1）一类分子结构和生理效应与植物激素类似
如吲哚丁酸。
（2）另一类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
如a-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。
植物生长调节剂的应用
拓展
植物激素和植物生长调节剂的区别
植物激素只能在植物体内合成
植物生长调节剂是人工合成的化学物质
利用生长素类调节剂处理植物比用天然的生长素作用时间长，且效果更稳定
其原因是人工合成的生长素类调节剂具有生长素的作用，但植物体内没有分解它的酶，因而能长时间发挥作用。
植物生长调节剂的施用
在生产上首先需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂。
需要综合考虑施用目的、效果和毒性，调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
对某种植物生长调节剂来说，施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等，都会影响施用效果，施用不当甚至会影响生产。
探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
实验原理
适宜浓度的生长素（生长素类调节剂）能促进扦插的枝条生根，在不同浓度的生长素（生长素类调节剂）溶液中，扦插枝条的生根情况不同。
实验过程
预实验
①可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性
②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
③预实验时，设置对照组，用清水作为空白对照
扦插
插条的选择
①选取生长旺盛的一年生的小灌木（如月季、腊梅等）的枝条
原因：其形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。
②每组不能少于3个枝条
扦插枝条的处理
①枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，可增加吸收水分的面积，促进成活。
②每一枝条留3~4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。
用生长素类调节剂处理插条的方法
沾蘸法
把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm
浸泡法
把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm，处理几小时至一天
这种处理方法要求的溶液浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理
环境因素参与调节植物的生命活动
光对植物生长发育的调节
光
光作为一种信号，能够影响、调控植物生长、发育的全过程。
光调控植物生长发育的反应机制
（1）在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化
（2）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。
光敏色素
植物具有的能接受光信号的分子
是一类蛋白质(色素一蛋白复合体)。
在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
功能
主要吸收红光和远红光，植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。
萌发因素
有些些植物(如烟草和莴苣)的种子需要在有光的条件下才能萌发
有些植物(如洋葱、番茄)的种子萌发，则受光的抑制
很多植物的开花与昼夜长短(即光照时间)有关
没有光就没有器官的分化和形态的发生
如黄化现象
幼苗在黑喑条件下表现出茎细长、顶端成钩状弯曲、叶片小而呈黄白色的现象
参与调节植物生命活动的其他环境因素
温度
（1）春化作用
有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花，这种经历低温诱导促使植物开花的作用。
（2）植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的
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
（3）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的
重力
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，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。
“淀粉一平衡石假说”
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。
植物生长发育的整体调控
植物生长发育的调控
基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
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。
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。
