第5节植物生命活动的调节

向日葵的花盘向着太阳转植物幼苗破土而出植物的花开花落植物的春花秋实？思考植物体为什么会产生这些生命现象？

第5节

植物生命活动的调节课标领航1．了解并简述植物的运动形式及主要内因。2．体验生长素的发现过程和科学方法。3．理解生长素、赤霉素等植物激素的主要生理作用及特性。4．能应用本节的知识对一些生产、生活实践提出合理化建议。(1)向性运动①概念：植物受到外界单一方向刺激时，体内某种物质的含量或分布发生变化，引起相应部分向一定方向运动（定向运动），这种现象称为植物的向性运动。（向性运动只发生在正在生长的区域，切去生长区域或停止生长的部位都不会发生。）②分类：植物的向性运动包括向光性、向重力性、向化性和向水性等。一

植物的应激性1．植物的运动向光性：即植物受到单侧光照射时，会表现出向光源方向弯曲生长（茎的正向光性）或背向光源方向弯曲生长（根的负向光性）的特性。应激性：生物对外界刺激所作出的适应性的反应称为应激性。例如植物的向性运动、感性运动等。向重力性:是指植物在重力影响下，根顺着重力方向向下生长(向地性)，而茎则背离重力方向向上生长（背地性）的现象。向化性:是指由于某些化学物质在植物周围分布不均，使得植物的根朝向肥料较多的土壤生长的特性。（生产上可以深层施肥扩大根系）向水性:是指土壤中的水分分布不均时，植物的根会趋向较湿的地方时生长的现象。①概念：植物的感性运动由外界不定向刺激或者内部的生理机制所引起，运动方向不由外界刺激方向所决定。(2)感性运动②分类：主要包括偏上性、偏下性、感夜性、感热性和感震性。偏上性、偏下性：植物的叶片、花瓣或其他器官向下弯曲生长的特性称为偏上性；而向上弯曲生长则称为偏下性。感夜性、感热性、感震性

：见P57向性运动和感性运动的区别：向性运动是外界因素对植物单方向刺激所引起的定向运动；感性运动是无一定方向的外界因素均匀的作用于整个植物或某些器官所引起的运动。白睡莲

这是一幅盛开的睡莲花朵，你可曾注意，随着太阳落下花朵会渐渐关闭，仿佛花晚上也要睡觉，睡莲也因此而得名。白睡莲

感夜性

植物与动物不同，没有神经系统，没有肌肉，它不会感知外界的剌激，而含羞草与一般植物不同，它在受到外界触动时，叶会下垂，小叶片合闭，此动作被人们理解为“害羞”，故称为含羞草。含羞草的感震性含羞草

舞

草

这是一枝普普通通的小草，当人们对它讲话或唱歌，小叶片会左右舞动，宛如小草听到你的声音翩翩起舞，因而人们称它为舞草。舞草属豆科，舞草属，产于华南部分省区。当今许多植物园都种植有舞草，作为会动的宠物，备受关注。

舞草的

感震性植物向性运动和感性运动比较（4）生长抑制（在不良环境条件下，所有植物的生长都会受到抑制）.2.植物对不良环境的适应性反应植物的抗性：植物对不良环境的适应性和抵抗力胁迫：逆境时对植物产生伤害的环境又称为胁迫（1）产生胁迫蛋白（在低温、缺氧等各种不良环境条件下，植物基因表达发生改变，一些与适应有关的基因被启动,从而诱导一些新的蛋白质合成，以减轻对植物造成的伤害）.（2）渗透调节（在各种不良环境中，一些植物体内会积累脯氨酸等一些渗透调节物质）.（3）植物激素的调控（在种不良环境下，激素调控许多基因表达，增强抗逆性,如脱落酸）.？疑问植物为什么会向性运动呢？

向性运动的原理是什么呢？原来，植物的向性运动与生长素有关！胚芽鞘是什么?

（一）达尔文（1880年）的向光性实验1二生长素●生长素的发现实验材料：胚芽鞘胚芽鞘胚芽胚芽鞘残留的胚芽鞘单子叶植物特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，胚芽鞘为胚体的第一张叶，有保护胚芽中更幼小的叶和生长锥的功能。在种子萌发时，胚芽鞘首先穿出地面，保护胚芽出土时不受损伤，随后为胚芽所突破。完整的胚芽鞘剥除尖端的胚芽鞘，可见胚芽小提示：自变量，指实验中由实验者操纵的因素或条件。因变量，指实验中由于实验变量引起的变化和结果。(自变量)实验处理单侧光（因变量）实验结果弯向光源生长达尔文的向光性实验1两组实验差异：现象：结论：单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长

实验1分析有无单侧光的照射(单一变量)对照组直立生长；实验组向光弯曲生长达尔文的向光性实验2有无胚芽鞘尖端(单一变量)实验组不生长；对照组向光弯曲生长结论：胚芽鞘的向光性弯曲与尖端有关实验2分析两组实验差异：现象：达尔文的向光性实验3遮光部位不同(单一变量)实验组1向光弯曲生长；实验组2直立生长结论：只有尖端是感受光刺激的部位通过上述三个实验,达尔文得出什么结论?两组实验差异：现象：实验3分析达尔文推想

单侧光照射,使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，当这种刺激传递到下部伸长区时,会导致下部出现向光弯曲生长。但这种“刺激”究竟是什么呢?这种刺激真的能传递？（二）鲍森.詹森（1910至1913年）的实验结论：尖端产生的某种刺激可以透过琼脂片传递给下部琼脂片问题：尖端产生的刺激在向下运输的过程中,如何引起向光弯曲生长?

琼脂：是一种凝胶状的物质,主要成分为多聚半乳糖的硫酸酯。常用作微生物培养基及食品工业的配料（果冻等食物的主要成分）。结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的刺激在下部分布不均造成的。（三）拜尔（1914至1919年）的实验由达尔文、詹森和拜尔的实验，我们会有什么猜测呢？如何证明？推论：胚芽鞘的尖端有一种化学物质，受单侧光刺激分布不均匀，这种化学物质传递到下部伸长区时造成了胚芽鞘的弯曲生长。朝对侧弯曲生长不生长也不弯曲

（四）温特（1928年）的实验温特实验的分析：使用的琼脂块是否用尖端处理过

——单一变量实验组弯曲生长；对照组不生长胚芽鞘顶端确实可以产生某种向下运输的并能引起胚芽鞘生长的物质温特认为这可能是和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为：生长素结论：两组实验差异：现象：1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫吲哚乙酸（IAA

）。

直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是IAA。除IAA外还有苯乙酸（PAA）、还有吲哚丁酸（IBA）等。问题：生长素究竟是什么物质呢？从达尔文父子1880年开始研究到确定生长素的化学性质，经历了50余年。在这期间，经过多人辛勤努力，终于明确了生长素的产生、作用和性质，从而开辟了植物激素研究的新领域。对我们有什么启示？科学成果来之不易，需要仔细的观察，科学的思维，合理的实验设计，以及坚持不懈的努力！除生长素外，科学家还发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等植物激素。

像生长素这类由植物体一定部位合成并运输到作用部位，对植物生长发育、分化等生命活动进行调节的微量有机物统称为植物激素。③单侧光使胚芽鞘两侧生长素分布不均匀，背光一侧生长素分布较多，生长较快，结果使茎朝向对侧即照光一侧弯曲，从而使植物的茎显示向光性。①植物的胚芽鞘顶端能产生生长素，并运输到下部，促进下部的生长；②胚芽鞘顶端能感受光的刺激；综上所述：（1）生长素引起向光性的原理(2)茎的背地性生长，根的向地性生长(如图)CD运输方式：非极性运输：极性运输：横向运输：（主动运输需要消耗ATP，与细胞呼吸强度有关）●生长素的分布与运输(1)合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子

分布：大多数分布于生长旺盛的部位，如茎尖等。(2)运输：在成熟组织中生长素通过韧皮部进行的运输方式，运输方向取决于两端有机物的浓度。在一些细胞分裂特别旺盛的地方（茎尖、根尖）的薄壁组织中，受外界某些刺激

（单侧光、重力）的影响可横向运输。在胚芽鞘、幼茎的薄壁细胞间短距离、单方向的极性运输，在极性运输时，生长素只从植物的上端向下端运输。不能倒转运输。abc

上端

下端ac

上端上端

下端a上端ab

上端

下端易错点：外界刺激（单侧光）不影响生长素的极性运输。横向运输：外界刺激使生长素在尖端发生了横向运输，从而导致生长素分布不均。？●生长素的生理作用(1)完成实验：探究不同浓度的吲哚乙酸对插枝生根的影响通过探究发现，不同浓度的生长素对植物插条生根有不同影响。其中10－10mol/L时，生根效果最好。1000g植物组织中的IAA含量相当于22吨枯草中的一根细针！作用特点：生长素的生理作用是有两重性，既能促进植物生长，也能抑制植物生长，一般来说

，低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素则抑制植物生长。同一植物的不同器官对生长素浓度的反应也_______。不一样（2）生长素的生理作用①促进细胞的伸长和分裂、叶片增大、茎伸长、不定根形成、果实的发育；②抑制落花落果、侧枝生长、叶片衰老等。B.对于不同的器官来说，同一浓度的生长素对他们的影响情况怎样？A.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？

不同器官对同一浓度的生长素影响情况不同。

根＞芽＞茎在一定浓度范围内促进生长，超过这一范围则抑制生长。芽促进生长抑制生长010-10c/mol·L-110-810-4根茎abcd同一植株的不同器官对不同浓度的生长素反应情况。敏感度：(1)营养器官＞生殖器官(2)根＞芽＞茎(3)幼嫩细胞＞衰老细胞(4)双子叶植物＞单子叶植物植物对生长素的敏感程度10-810-2单子叶双子叶c/mol.L-1促进作用抑制作用10-1010-610-4100用高浓度的生长素类似物除去单子叶田间的双子叶杂草C.不同的植物对同一浓度的生长素的敏感性也不同顶端优势根的向重力性体现两重性的实例——顶端优势和根的向重力性等。小结1、在胚芽鞘实验中，产生生长素的部位是

。感受光刺激的部位是

。光只能影响生长素的分布，不能影响生长素的合成。2、生长素发挥作用的部位和向光弯曲部位在

。3、生长素的运输方式主要是＿＿＿＿＿＿＿＿。4、胚芽鞘向光弯曲的原因是

。5、生长素在植物体中相对集中在

。6、生长素的化学本质是＿＿＿＿＿＿＿，具有生长素效应的还有＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿。胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端尖端下部极性运输背光的一侧生长素含量多，生长快生长旺盛的部位吲哚乙酸（IAA）吲哚丁酸（PAA）苯乙酸（IBA）三点需要注意的问题②光对生长素的作用是影响生长素的分布，而不是生长素的合成。单向光照射下，茎的向光侧生长素比背光侧分布得少。③生长素的运输方向是从芽的尖端向下，即从形态学的上部向下部运输；而在一些细胞分裂特别旺盛的地

方则横向运输。①合成生长素最活跃的部位是分生组织，如芽尖、根尖、形成层、幼嫩种子，也就是说，生长素大都集中在生长旺盛的部位。

ABCDEF向光弯曲类题型（1）插云母片类如下图所示胚芽鞘向光性实验，请分析各胚芽鞘生长情况（图中插入薄片为云母片，不透水）。（2）旋转类：

在方形暗箱内放一幼苗,暗箱的一侧开一小窗,固定光源的光可从窗口射入(如下图).把暗箱放在旋转器上水平旋转，A、幼苗旋转，B、暗箱幼苗一起旋转，C、暗箱旋转，D、旋转盘边缘快速旋转。（A）（B）（C）（D）判断生长方法3.琼脂块类例题分析：下图表示对燕麦胚芽鞘进行了不同处理的情况，其中，A、B、C、D采用不透水的云母片，E、F采用未经任何处理的琼脂块，G、H采用不透光的锡箔，它们的生长状况将会怎样？B小窗光源小窗光源小窗光源小窗光源ABCD在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源的光可以从窗口射入，把暗箱放在旋转器上水平旋转（花盆与暗箱一起转），保持15分钟均速转一周，一星期后幼苗生长状况为（）。B小窗小窗光源小窗小窗ABCD光源光源光源若固定暗箱，把花盆放在旋转器上均速旋转，则幼苗的生长状况为（）AABCD三盆燕麦幼苗A、C盆中是正常幼苗，B盆中是切去胚芽鞘尖端的幼苗。将A、B分别放在慢匀速旋转的圆盘上，将C盆不旋转，三盆都有单侧光照射。几天后，A盆的幼苗

生长；B盆的幼苗

生长；C盘的幼苗

生长。ABC直立不弯曲也不向光弯曲三植物激素的种类到目前为止，大家已经公认的植物激素有生长素（IAA）、赤霉素（GA）、细胞分裂素（CTK）、脱落酸（ABA）、乙烯(ETH)、油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等赤霉素现有126种。合成：生长中的种子、幼叶、根和茎尖。分布：它和生长素一样集中分布在茎端，嫩叶、根尖、果实和种子等生长旺盛的部位。生理作用：可促进雄花的形成、单性结实、促进细胞的伸长（从而促进茎的伸长、抽薹）、侧枝生长、种子发芽、果实生长；对植物的成熟、侧芽休眠、衰老、块茎的形成等有抑制作用。1．赤霉素类应用：处理芦苇，可使其纤维长度增加50％左右。利用其解除休眠的作用（可以通过诱导α--淀粉酶的形成，增快种子萌发的营养供应），可用其处理种子，马铃薯块茎等。2.细胞分裂素合成：根、生长中的种子和果实。分布：进行细胞分裂的部位，如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子、生长着的果实生理作用：其主要作用是促进细胞分裂、地上器官分化（如诱导芽的分化）、种子发芽、果实生长等，延缓叶片的衰老。应用：利用其延缓衰老的作用，在蔬菜储藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长储藏时间。3.乙烯合成：高等植物各器官都能释放乙烯，但是成熟组织释放乙烯较少，而分生组织、种子萌发、花刚凋落和果实成熟时产生乙烯较多。即成熟中的果实、衰老中的组织产生较多。是唯一一种气体类激素。分布：各器官都存在生理作用：其主要生理功能是促进细胞增大（横向扩大），促进果实成熟，促进器官器官脱落等。应用：生产上常用乙烯利作为催熟剂，催熟如菠萝，苹果，葡萄，香蕉，番茄，草莓等水果。4.脱落酸合成：根冠、老叶（萎蔫的叶片）、茎。植物受到逆境胁迫时会大量产生。分布：高等植物的各器官、组织中都有，将要脱落或休眠的器官和组织中较多，逆境条件下会增多。生理作用：促进叶、花、果实脱落；促进植物进入休眠；促进气孔关闭；提高植物的抗逆性。资料：科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。生长素与乙烯的作用图解生长素浓度低乙烯增多细胞伸长生长细胞横向扩大生长素浓度高[][][][][]抑制抑制促进促进促进各类植物激素的相互作用[][]脱落酸细胞分裂素生长素赤霉素乙烯细胞分裂细胞伸长果实成熟细胞数目增多细胞纵向伸长协同协同协同拮抗植物生长抑制促进促进促进促进促进促进[][

][

][][

]各类植物激素的相互作用1．植物生长促进剂（1）常见种类：人工合成的生长促进剂________、2,4－D(2,4－二氯苯氧乙酸)等。其结构和生理作用与生长素相似的物质，称为生长素类似物。其生理作用主要是影响细胞伸长、分裂和分化，还影响器官的生长、成熟和老化。萘乙酸概念：通过化学合成或微生物发酵等方式，生产出一些与天然植物激素具有类似生理和生物学效应的有机物质，称为植物生长调节剂。植物生长调节剂又可分为以下几种类型：四植物生长调节剂及其应用(2)应用①促进扦插的枝条生根。②促进果实发育。农业生产上利用这种方法可培育无子番茄、黄瓜、辣椒等。③防止落花落果由于植物生长素能促进子房发育成果实。所以，它被普遍用来防止落花落果。生产上常用1mg/L的2,4－D或10mg/L的NAA溶液喷洒棉株，这样可以达到保蕾保铃的效果。④生产无根豆芽

如果使用的生长素浓度能最好促进芽的生长，对根就起抑制作用。如果使用的生长素浓度能最好促进茎的生长，则对根、芽都起抑制作用。依据这个原理，所以豆芽的根和芽都很小。⑤除草剂除草剂的原理是过高浓度的生长素及其类似物能抑制某些植物的生长，甚至使其死亡。在农业生产上常常用高浓度的2,4—D杀死双子叶植物杂草。2．植物生长抑制剂青鲜素又名___________，是一种人工合成的生长抑制剂，其作用与生长素相反，即抑制芽的生长和茎的伸长、提早结束生长，促进成熟。3．植物生长延缓剂矮壮素是________的拮抗剂，可抑制细胞的伸长，使植株矮化，加厚叶片，增强抗倒伏、抗寒、抗盐碱的能力。马来酰肼赤霉素植物生命活动的调节激素调节生长素其它植物激素细胞分裂素：乙烯：赤霉素：脱落酸：（具二重性）低浓度起促进作用高浓度起抑制作用生长枝条生根果实发育保蕾保铃育无籽果实、整枝修剪、防落花落果等植物胚芽鞘的向光性实验分生组织所有器官，集中在生长旺盛的部位主要促进细胞分裂和组织分化主要促进果实的成熟主要抑制细胞分裂和伸长主要促进细胞伸长合成部位：分布部位：发现：生理作用应用：运输：极性运输、横向运输总结跟踪训练

1、对燕麦胚芽鞘进行如图处理：①的胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽；②将尖端下部用锡箔遮住；③在尖端横向插入锡箔；④在尖端横向插入琼脂片；⑤切去胚芽鞘尖端。请据图判断下列哪一项是错误的(

)DA．有单侧光照时仍直立生长的是①B．给予右侧光照时，弯向光源生长的是②④C．单侧光照时，不生长也不弯曲的是③⑤D．如把④放在匀速转盘上，并给予右侧光照，生长情况是向右弯曲生长2、

植物激素中的赤霉素与生长素都能促进茎秆伸长，两者促进植物生长的关系可用下图表示，请根据图中信息和相关知识分析下列说法错误的是(

)BA．赤霉素和生长素都是植物细胞合成的微量有机物B．图中赤霉素对①过程起促进作用，对②过程也应该起促进作用C．赤霉素促进茎秆伸长是通过提高生长素的含量而实现的D．赤霉素与生长素的化学本质是不同的3、植物顶芽的生长素可以向生长素浓度比它高的侧芽部位运输。同时，在缺氧的条件下会严重阻碍其运输。这说明生长素的运输属于（）

A、自由扩散B、协助扩散

C、主动运输D