第12讲 植物生命活动的调节-【拾遗补缺】备战2024年高考生物一轮复习知识清单速记与精练（江苏专用）

第12讲 植物生命活动的调节 一、植物激素 1．生长素 （1）生长素的存在状态 生长素在植物体内有自由型和束缚型两种存在状态。目由型生长素具有生理活性，而束缚型生长素没有，两者可相互转化。 束缚型生长素在植物体内的作用主要是：①贮藏作用，IAA与葡萄糖结合后，可大量储存在种子和贮藏器官中；②运输作用，IAA与肌醇形成的吼噪乙酰肌醇，比IAA更易运输；③解毒作用，自由型生长素过多会对植物产生毒害，IAA和天冬氨酸结合后具有解毒功能；④调节自由型生长素含量，束缚型生长素通过与束缚物分离或结合，使体内自由型生长素浓度呈稳态。 （2）生长素能促进细胞伸长的酸性学说 生长素能促进细胞伸长，其诱导细胞伸长的假说主要有酸生长理论和基因活化假说。酸生长理论认为，生长素通过激活质膜中的质子泵向外分泌H+，引起细胞壁酸化。 在酸性条件下，细胞壁中对酸不稳定的氢键断裂，某些多糖水解酶（如纤维素酶）活化或增加，造成细胞壁松弛，液泡吸水增大，细胞伸长。基因活化假说提出，生长素与其受体结合后，会活化一些转录因子，这些活化的转录因子可以促进特定基因表达，产生生理效应。 （3）生长素运输 极性运输是生长素的一个重要特征，其机制可用化学渗透假说来解释。质膜的质子泵将 H+释放到细胞壁，生长素在酸性的细胞壁环境中主要呈非解离型（IAAH，IAAH通过质膜扩散进入细胞；同时，阴离子型（IAA-)通过生长素输入载体与H协同转运进入细胞。IAA进入细胞后，在细胞质基质中主要以IAA-的形式存在。质膜上的生长素输出载体集中在细胞基部，可将IAA-运出，继而进入下一个细胞，这就形成了极性运输（图12-1）。 （4）生长素信号传递的途径 生长素的信号转导途径比较复杂，在没有生长素时，阻遏蛋白（AUX/IAA蛋白）与转录因子（ARF)结合使其失活，抑制相关基因的表达。生长素与其受体复合物(SCFTRIAFB)结合后，与阻遏蛋白结合，引起阻遏蛋白被泛素标记并降解，从而释放出转录因子，有活性的转录因子二聚体与生长素调控基因的启动子区域结合后，促进其表达（图12-2）。 2．其他植物激素 （1）赤霉素 赤霉素种类很多，但在植物体内通常只有几种活性的赤霉素存在，赤霉素在植物体内的运输没有极性。 赤霉素与生长素的作用特点不同，即使赤霉素浓度很高，仍可表现出较明显的促进效应。赤霉素可能过三个方面增加细胞内IAA的水平（图12-3）。所以赤霉素和IAA在促进生长，诱导果实发育和促进形成层活动等方面都具有相似的作用。 （2）乙烯 乙烯促进果实成熟的机理是增加膜的透性提高果实中水解酶活性，引起果肉内有机物急剧变化，从而达到可食用的程度。乙烯可诱导植物器官脱落，主要原因是乙烯能促进细胞壁降解——纤维素酶的合成并且促进纤维素酶由原生质体释放到细胞壁，引起细胞壁分解，从而使叶片、花和果实脱离母体。 3．植物激素间的相互作用 激素的协同作用是指一种激素可加强另一种激素效应的现象。例如，细胞分裂素与赤霉素通过分别调控细胞的分裂和伸长，从而共同促进植物体的生长。 激素的拮抗作用是指一种激素的作用可被另一种激素所阻抑的现象。例如，直接向腋芽施用细胞分裂素，能解除大多数植物的顶端优势，可见细胞分裂素在顶端优势的调控中能够对抗生长素的作用。 二、种子萌发的生理变化 1．呼吸强度的变化 萌发过程中，种子呼吸强度的变化从吸涨早期开始，呈现急剧上升→滞缓→再急剧上升→显著下降的变化特点。种子吸涨后，呼吸迅速增强，可能与水分活化了三羧酸循环及电子传递的线粒体酶有关。但由于种皮的存在，限制了外界O2进入种子，呼吸强度停滞不变；随着胚根突破种皮，O2供应增加，同时细胞合成新的呼吸酶和线粒体，呼吸强度又迅速增加。 2．有机物的转变 三、光敏色素的性质和作用机理 光敏色素是一种色素蛋白质，有红光吸收型（Pr）和远红光吸收型(Pfr)两种类型。植物各器官都有光敏色素分布，蛋白质丰富的分生组织中一般含量较多。红光或自然光照射时，细胞内的Pr转变成Pfr，经一系列信号传导过程，最终引发植物体作出相应的生理反应（图12-5）。 四、春化作用和植物的光周期现象 1．春化作用 某些植物在长期的进化过程中，形成了需要低温诱导才能开花的特性。吸水 的种子或正在通过他人植株，冷处理后促进其开花的过程称为春化作用。 2．植物的光周期 一天之中，白天和黑夜的相对长度，称为光周期。植物已经进化出了相应的机制来感知昼夜长短的季节性变化，并能对此作出相应的反应，即光周期现象（photoperiodism)。 根据植物对光周期的反应，有花植物一般分为短日植物和长日植物两大类。在一定的发育时期内，每天日照长度短于一定时间才能开花的植物称为短日植物，如菊花；而每天日照长度超过一定时间才能开花的植物称为长日植物，如拟南芥。在光周期中，诱导短日植物开花的最