奥赛讲义：植物的调控系统

19植物的调控

系统想一想：①为什么向日葵的花向着太阳？②为什么秋季有的植物会落叶？③为什么植物的茎向地上生长而植物的根向地下生长？④为什么雪松外形大多数都呈宝塔形？19.1植物激素19.1植物激素19.1.1向光性的研究导致植物激素的发现19.1.1向光性的研究导致植物激素的发现1、生长素早期研究实验达尔文的实验胚芽鞘在单侧光下弯向光源生长1、胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?2、感受光刺激的是哪部分?不生长也不弯曲去掉胚芽鞘的顶尖用锡箔罩子把尖端罩上生长但不弯曲罩上尖端下面一段1.感光部位是胚芽鞘尖端2.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的伸长区时,会造成背光面生长快,因而出现向光性弯曲。胚芽鞘在单侧光下弯向光源生长生长但不弯曲不生长也不弯曲结论：20世纪30年代，化学家们鉴定了温特研究的生长素的化学本质是吲哚乙酸温特的实验朝对侧弯曲生长不生长也不弯曲结论：胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端运输到下部，并且能够促使胚芽鞘下部的生长。温特将这种物质命名为生长素单侧光照射导致生长素在向光侧和背光侧分布不均匀造成的。生长素在背光侧比向光侧分布多，因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。植物向光性的原因2、植物激素的概念及其特征植物激素:

指一些在植物体内合成，并能从产生部位运送到作用部位，对生长发育产生显著生理作用的微量有机物。19.1.1向光性的研究导致植物激素的发现植物激素具有三个明显特征1、内生的，细胞接受特定环境信息诱导而形成的代谢产物。2、能移动，移动的速率和方式，因激素的种类、植物及其器官的特性而不同，也受环境影响。3、低浓度的调节功能。4、在大多数情况下，不是只有一种激素在起作用。控制植物的生长和发育的是几种激素的比例。19.1.1向光性的研究导致植物激素的发现19.1.1向光性的研究导致植物激素的发现3、植物激素的种类生长素类、赤霉素类、细胞分裂素、脱落酸和乙烯

此外，还陆续发现一些具有激素生理活性的物质如：芸苔素（油菜素内酯）、多胺、茉莉酸甲酯等。19.1.2生长素、赤霉素、细胞分裂素

——起促进作用1.生长素（IAA）：促进细胞的伸长生长素的作用特点

低浓度促进生长

高浓度抑制生长甚至是植物死亡

顶端优势？

顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制

原理：顶芽产生的生长素积累在侧芽基部，使该处生长素浓度增高，从而抑制侧芽的生长生长素促进细胞伸长机理激素受体：

指能与植物激素专一地结合，并能在结合后能引起特定激素生理生化效应的物质。

实际上激素受体是蛋白质。植物体内有多种激素，必然有多种激素受体。

激素受体的存在部位：质膜、细胞质、细胞核19.1.2生长素、赤霉素、细胞分裂素

——起促进作用19.1.2生长素、赤霉素、细胞分裂素

——起促进作用生长素促进细胞伸长机理生长素质膜上的受体细胞壁软化松散细胞吸水伸长细胞质中受体信使物质进入核内相关基因表达蛋白质合成细胞伸长生长19.1.2生长素、赤霉素、细胞分裂素

——起促进作用生长素的其他作用①低浓度促进作用：雌花的形成，单性结实，叶片的扩大，不定根的形成，侧根的形成，种子果实的生长，伤口的愈合、顶端优势等等②高浓度抑制作用：花、果的脱落，幼叶的脱落，侧枝的生长，块根的形成等等

植物不同器官对生长素的敏感度不同根>芽>茎(如图19.3)19.1.2生长素、赤霉素、细胞分裂素

——起促进作用2.细胞分裂素（CK）：促进细胞分裂促进侧芽的发育(顶端优势不是绝对的)延缓叶片、花和果实的衰老促进气孔张开促进雌花形成诱导开花等等19.1.2生长素、赤霉素、细胞分裂素

——起促进作用3.赤霉素（GA3）促使茎伸长GA3对矮生豌豆的影响图中左为矮生突变体，右为施用GA3植株长高至正常植株的高度19.1.2生长素、赤霉素、细胞分裂素

——起促进作用赤霉素的其他生理作用诱导a—淀粉酶的形成促进种子萌发打破贮存器官的休眠诱导开花单性结实，座果等等19.1.3脱落酸和乙烯起抑制作用1.脱落酸（ABA）:抑制植物体内许多过程促进脱落促进休眠提高抗逆性，诱导气孔关闭脱落酸是植物体内最重要的生长抑制剂，因为它抑制核酸和蛋白质的生物合成。甲羟戊酸光敏素光照长度长日照短日照赤霉素脱落酸生长休眠19.1.3脱落酸和乙烯起抑制作用19.1.3脱落酸和乙烯起抑制作用2.乙烯（Eth)

引发果实的成熟

其他衰老过程，如促进叶柄或果柄的基部形成离层

1、人工合成生长素的应用促进插枝生根引起植物的向性生长和顶端优势保果（低浓度）；蔬果（高浓度）促进子房膨大，形成无籽果实促进植物开花除草如2-4D（高浓度）19.1.4植物激素在农业上的用途19.1.4植物激素在农业上的用途无籽西瓜无籽柑橘19.1.4植物激素在农业上的用途2、赤霉素在生产上的应用提高叶菜类蔬菜产量形成无籽果实促进种子萌发19.1.4植物激素在农业上的用途3、乙烯的生产应用果实催熟诱导脱落促进开雌花19.2植物的生长响应和生物节律19.2.1向性改变植物生长的方向

含羞草的膨胀运动（一种感震运动）植物的向光性根的向重力性（向地生长）和茎的负重力性（背地生长）豌豆卷须的向触性以上植物的向性运动与生长素的不均匀分布和作用有关19.2.2植物的生物钟1.近似昼夜节律：如豆科植物叶的昼张夜闭；植物叶片气孔的昼开夜合等都是植物与生俱来的，其周期大概24小时，故称为近似昼夜节律。2.生物钟：控制生物体内节律性的计时装置称为生物钟19.2.2植物的生物钟3.光周期与开花光周期：植物对白日和黑夜时间长短的反应长日植物与短日植物长日植物：春末或夏初开花，要求长的日照时间短日植物：夏末或秋冬开花，要求短的日照时间其实，控制植物开花的并不是日照的长度，而是夜间的长度短夜植物长夜植物光间断(暗期间断）对植物开花的影响

开花反应光暗短日植物长日植物营养生长开花开花营养生长营养生长开花临界期闪光19.2.3植物光敏素与生物钟有关光控制植物生长、发育和分化的过程称为光形态建成。红光和远红光可以决定光形态建成改变，其光受体是光敏色素。光敏色素是植物体中一种对光照敏感的物质，它是一种色素蛋白质，有2种形式：Pr（吸收红光）