生长素在根部的几种运输方式

1、生长素在根部运输的几种方式茎中生长素的运输方向是形态学上端到下端的极性运输,那么,在植物根中生长素的运输方向是什么呢根据目前流行的各种高中生物教辅资料中,在解释把植物横放后根的向重力性时生长原因时,一般都认为：是根尖产生了生长素,在重力的作用下,由根尖的远地侧向近地侧横向运输,然后再向根基部方向运输,由于根对生长素很敏感,故抑制了近地侧根细胞的生长,使远地侧根细胞生长速度较快而出现向重力性生长.也就是说,根中生长素是由根尖向根基部的极性运输.然而,这种说法是不正确的.1 .根中生长素的来源IAA主要是在植物的顶端分生组织中合成的,合成后即被运输到植株各部和根中.IAA的运输是单方向的,只能从植

2、物顶端往下运输而不能反过来从下面往顶端运输,所以称为极性运输.根据根向重力性Evans-Moore模型,根直立生长时茎尖运向根冠的IAA在根中四周平均分布.高中教材上也提到,生长素主要产生于幼嫩的芽、叶,发育中的种子等.生长素在植物中分布很广,但以生长旺盛的器官和组织如正在生长的茎尖和根尖的分生组织、胚芽鞘、受精后的子房和幼嫩的种子等含量较多,而在衰老的组织和器官中含量甚少.从这里可以这样理解：根尖尤其是根尖分生组织中的较多生长素不是根尖产生的,而是茎尖产生后向下运输一直运输到根尖,并作用于根尖的.2 .根中生长素的极性运输植物根中的生长素也表现极性运输的性质,不过是由根基部向根尖方向的运输,

3、即向顶运输.目前,对根的向重性普遍是这样解释的,也就是Evans1996提出的根向重力性Evans-Moore模型：IAA在地上局部合成,经维管系统运输到根,当根尖处于与重力线方向平行时,根冠细胞中淀粉体沉降在柱细胞的底端,此时Ca2+和运到根冠的IAA向四周平均分配.然后IAA再经根皮层向基方向运至根伸长区,以促进伸长区细胞均衡伸长,使根仍与重力线方向平行生长图A.但当根处于水平方向时图B,淀粉体沉降至柱细胞下侧,从而促进Ca2+与IAA在下侧释放.Ca2+还增强IAA进入向基性的运输流,使IAA更多地经皮层运输到根的下侧,并在下侧积累.这种超最适浓度的IAA会抑制根下侧的伸长,从而引起根向

4、下弯曲的运动反响.皮层中柱根据以上可知,根中生长素在根的微管系统中是从根基部向根尖的极性运输.但是有人用14c-iaa体外供应植物的试验发现,根部吸收的大多随蒸腾流沿导管上运并转至其他部位.这是怎么回事呢实际上,除了极性运输之外,在植物体中还存在非极性的长距离运输方式.非极性运输的方向决定于两端有机物浓度差等因素,是通过切皮部进行运输的.实际上植物体内的大局部束缚型生长素也是通过韧皮部运输的.束缚型生长素无生理活性,在植物体内的运输也没有极性,当束缚型生长素再度水解成游离型生长素时,又表现出生物活性和极性运输.也有人切除根尖或施用IAA的拮抗剂发现一般都能促进根的伸长,说明根尖中的IAA的含量

5、通常处于抑制其生长的范围内.所以,再结合前面对根的向重力性的解释可以看出,生长素在根茎的微管系统中是由根基部向根尖的极性运输,使根尖分布较多,由于根尖浓度大于靠近根尖部位,这种浓度差使得生长素又从根尖沿切皮部向根基部方向进行非极性运输.而这时的生长素很可能就是束缚型生长素.这可能对侧根的发生具有重要意义.4.根中生长素的横向运输生长素在植物的胚芽鞘尖端可以横向运输,是由于尖端没有维管束,当幼根处于水平方向时,根尖部位会发生横向运输吗根据根向重力性Evans-Moore模型,当根从垂直方向转到水平方向时,根冠柱细胞中淀粉体向重力方向沉降,从而促进Ca2+和IAA在下侧释放.从这里可以看出,在根尖

6、的根冠部位存在生长素的横向运输.综上所述,根中生长素的运输方向有极性运输、非极性运输、横向运输.根中的生长素主要来自地上局部的茎的幼嫩部位,通过微管系统从根基部向根尖进行极性运输；根尖积累的生长素可以通过切皮部从根尖向根基部进行非极性运输；根尖的根冠部位在外力作用下重力可以发生横向运输.根的形态学上端是根基部,形态学下端是根尖.附：下面是关于生长素运输的最新研究进展节选生长素极性运输研究进展倪为民陈晓亚许智宏薛红卫*?中国科学院上海植物生理研究所机物分子遗传国家重点实验室,上海200032?关键词：生长素：极性运轴：植物生长发育中图分类号：Q946.885文献标识码：文章编号：0577-749

7、6(2000X)34)221-08需要指出的是,除了极性运输外,生长索还可以在植物的维管系统中运输.例如,对成熟的叶片施加的外源生长素可以像光合作用的产物一样通过切皮部运输,然后转移到极性运输系统3.此外.有研究农明生长素还可以通过木质部的蒸腾流向上运输在这些维管系统中,生长素的运输与其他营养物质的运输并没有区别.而极性运输那么是生长素所特有的一类从细咆到细胞的主动运输.它需要消耗能量.并月.可以维持生长素的逆浓度梯度运策工.生长素极性运输的方向由运输蛋白的分布所决定,其运输速度要比维管系统中的运输速度慢得多,一般为5-20mni/lie6.3生长素的极性运输与侧根的发育他根的发育需要'

8、;；二素,这一观点为K列结果所证实：体外施加IAA可以促进侧根的发育生长素丧失敏感性的突变体,如马铃落的.用】,拟南芥的0-2等,都表现出恻根数目的减少,而内源生K素水平升环的突变体WI-卜切或转基因植株旧】那么表现为侧根数目的增加,而体外施加生长素极性运输抑制剂可抑制侧根形成M,以及极性运输突变体由3-卜33：不能形成例根的笈型那么说明生长素的的极性运输与侧根发育密切相关.如上所述,根中存在着两条独立的生长素运输途径,侧根的发育究竟受哪条途径的影响呢就运输部位而言,虽然在胚芽鞘中似乎所有细胞都具有生长素的极性运输水平.但在大多数组织中,极性运输只限于某些特定的细胞.目前对生长素极性运输的部位

9、了解还很少.可以肯定的是,在中央维管组织中存在着一股从茎端到根尖的生长素极性运输的主流.在双了叶梢物的茎中极性运输主要是通过围绕维管束的已经延伸的薄壁细胞进行的1瓦.在根的不同组织中存在着两种截然不同的运输方式:在中柱细胞中由根基向根尖的向顶式运输和表皮细胞中由根尖向根基的向基式运输F施加于茎于的放射性可在侧根原基中积累及66,以及侧根发源于中柱鞘的事实,为人们自然而然地将侧根的发行与生长素在中柱细胞中的向顶式运输联系在一起.最近Reed等：67)的实验进一步证实了这一想法.他们采用定点施加生长素极性运输抑制剂的方法发现,当r加在茎和根的交界处时,侧根的形成减少,同时根中生长素的含量及生长素的

10、运输均卜.降：当NPAk在根的不同部位时,只有接触部位到根尖的区域偏根的形成减少.ILPA的抑制作用可被加在该区域中的IAA所解除.此外,池们还发现去除茎尖可抑制侧根的发行,而去除根尖那么不影响侧根发育.这些结果说明侧根的发育受从茎尖到根尖的生长素极性运输的调控I.2021年浙江省高考题:以下图表示施用IM阻噪乙酸对某种植物主根长度及侧根数的影响.以下表达错误的选项是A.促进侧根数量增加的IAA溶液,会抑制主根的伸长B.施用IAA对诱导侧根的作用表现为低浓度促进、高浓度抑制C,将未施用IAA的植株除去局部芽和幼叶,会导致侧根数量增加D,与施用1bWlLT的IAA相比,未施用的植株主根长而侧根数

11、量少5000I*2J国必空利05人龌塞雷SS理辞lAAtmol-L1)lAAfrnol'L1)第2题图植物体内索长素运稿万同【解析】必修3第7页,“植物激素的作用与浓度有关,例如生长素,低浓度起促进作用,高浓度起抑制作用,而且往往与发生作用的器官有密切关系.A.根据第一幅图坐标可以判断,在外加OF0-5moIL1浓度的生长素溶液时可以促进侧根数量的增加而任意浓度外加IAA对主根的伸长均有抑制作用.因此A选项正确：B.根据第二幅图坐标判断,当外加生长素溶液浓度小于14mclL7时,每株侧根数比不加生长素溶液的对照组多,而当生长素浓度大于10-薪.1LT10-3hiolL-1时,每株侧根数

12、比不加生长素溶液的对照组要少,说明施用IM对诱导侧根的作用表现为低浓度促进,高浓度抑制.因此B选项正确；C.必修3第6页,“生长素存在或产生的部位在顶芽、幼叶和胚幼,因此将未施用IAA的植株除去局部芽和幼叶,将会导致植株自身产生的生长素含量减少,结合第二幅图,植株自身产生的生长素浓度在低浓度范围内,因此会导致侧根数量减少,而不是增加,C选项错误；D.结合第一幅图,可以判断与施用10-4molL-1的IAA相比,未施用的植株主根长,再结合第二幅图,进而判断与施用10-痴口11-1的IAA相比,未施用的植株侧根少,因此睡项正确匕【考查范围】植物生长素的发现和作用,包括生长素对生根作用的双重性特点,并能够利用坐标图进行数据分析,测试要求为Ho【命题意图】此题命题意图在于考查学生对植物生长素对生根方面的作用以及作用