内容正文:
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藏在植物体内的神奇激素
从前面的章节我们学习了人体生命活动的调节,明确了人体的稳态依赖于神经—体液—免疫调节网络。植物的生长、发育等各种生命活动同样也离不开各种调节因素,其中最重要的是植物激素的调节。
一、植物体内的激素
植物激素主要可以分为五大类:赤霉素能促进细胞伸长,使植株长高,打破种子休眠,使种子快速萌芽等;生长素能够促进植株生根,调节植株茎的生长;脱落酸能够促进果实和叶片的衰老及脱落,同时抑制细胞的分裂及生长;细胞分裂素能够促进细胞的分裂;乙烯则促进果实的成熟、器官的脱落及刺激植物体内某些物质的分泌等。
除了以上五种基本的植物激素以外,随着科学研究的不断发展,科学家们还发现了一些新的植物激素。它们同样具有一定的生理调节作用,并且能够在植物体内产生某些生理活性,比如茉莉酸、油菜素内酯、水杨酸、多胺类等。
二、植物激素能成为除草剂吗
庄稼的天敌除了害虫,还有杂草——它们不仅会与农作物争夺水分、阳光和养料,还会扩散病虫害。使用人工除草,需要耗费大量的劳力,而且难以清除干净。机械化操作又会受到种植条件的限制,难以得到大面积的推广。所以农田除草对于农民来说,是一个非常头疼的问题。面对这一情况,植物学家提出了“植物激素除草剂”的设想。
科学家和工程技术专家从植物激素的功效中得到了启示,并且以此研制了许多可以杀死杂草的除草剂。如果是在小片的农田中,可以利用简单的喷雾法;如果是大面积种植同一农作物,还可以利用飞机来喷洒除草剂,从而更高效地清除杂草。你知道为什么植物激素能够成为除草剂吗?其实,最关键的就是浓度必须达到一定的标准,比如适量的生长素会让植物生长得很好,可是生长素的浓度过高就会抑制植物的生长。由于农作物和杂草对于生长素的敏感程度不同,如果农田中的杂草对生长素浓度比对庄稼更敏感时,激素类除草剂就能够消灭杂草,又不会对庄稼产生影响。
三、患上“癌症”的植物
人类会因为身体器官组织的损害而发生癌变,植物也是如此,如果伤口受到细菌、病毒等微生物的侵袭,其细胞组织也会发生癌变,导致恶性肿瘤的出现,甚至导致植物的死亡。
植物从胚胎发育、生长到开花结果,整个生命历程都会受到细胞内的基因控制,不同的组织细胞会在不同的基因抑制下,进行有条不紊的新陈代谢。当植株受到病虫的侵害时,体内的新陈代谢会被打乱,原来正常分泌的生长素也会被破坏,并且产生一种“癌细胞”,使植物的细胞组织形成各种恶性肿瘤。
第一节 生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
[课标要求]
1.概述生长素的发现过程并认同科学探究的一般过程。
2.说明生长素的作用及其特点,并运用这一观念分析和解决现实中的问题。
[主干知识梳理]
一、向光性的研究——生长素的发现过程
1.植物激素:是在植物体内某些部位合成,然后被运送到其他部位,在很低浓度下即可对植物生命活动起到显著调节作用的小分子有机物。
2.植物的向光性:植物总是向着光源弯曲生长的现象。
(1)正向光性:茎和枝条。
(2)负向光性:根。
(3)横向光性:叶片。
3.向光性的研究
(1)达尔文父子的实验
实验操作图示
现象
结论
向光弯曲,弯曲部位主要在苗尖端下部
苗尖端是感光部位。单侧光照射下,苗尖端产生一种“影响”并向下传递,引起下部发生弯曲
不向光弯曲
向光弯曲,弯曲部位主要在苗尖端下部
(2)波森·詹森和拜尔的实验
实验者
实验操作图示
现象
结论
波森·詹森
向光弯
曲生长
从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质
不弯曲
生长
拜尔
向偏离
尖端的
一侧弯
曲生长
苗尖端产生了一种促进生长的化学物质,向下运输;单侧光照导致这种化学物质的不对称运输,引起不均匀分布,使得幼苗弯曲生长
(3)温特的实验
琼脂块
的处理
对照
实验
结论
①苗尖端确实产生了一种化学物质,向下运输,促进幼苗生长。
②背光侧的生长素浓度高于向光侧,使得幼苗向光弯曲生长
(4)1934年,郭葛首先分离纯化了生长素,发现其化学本质是吲哚乙酸(IAA)。
(5)1946年,人们从植物中分离出了IAA。
(6)人们在植物中陆续发现了具有生长素效应的化合物,如吲哚丁酸(IBA)等。
4.向光性研究的意义:引领科学家们发现了生长素,开启了人类对植物激素调节的探索。
二、生长素的作用及其作用特点
1.生长素的作用
细胞水平
促进细胞伸长,也影响细胞的分裂和分化
器官水平
作用于各种广义的生长现象
2.生长素的分布和合成
分布
分布很广,但含量甚微。大多集中在生长旺盛的部位,如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等
合成
主要是顶芽、幼叶和胚。在植物体内,生长素主要