备课素材：生长素与细胞分裂素促进细胞分裂差异 2024—2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

生长素与细胞分裂素促进细胞分裂差异 2020版高中生物学选择性必修一说，生长素主要促进细胞核的分裂，而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂： 那么，如何理解生长素的细胞分裂在促进植物生长方面的作用？ 《植物生理学》（潘瑞炽主编）可知，生长素的生理作用是多方面的，能促进细胞分裂，维管束分化，茎伸长，叶片扩大，顶端优势，种子发芽，侧根和不定根形成，乙烯产生等。由此可知，作用的第一条就是促进细胞分裂。另外，也指出了植物激素在细胞分裂过程中起着重要作用，在烟草细胞培养中，生长素和细胞分裂素刺激G1细胞周期蛋白的积累，支持进入新的细胞周期。 生长素能够促进细胞分裂，然而，生长素的主要作用是促进细胞的延长，而不是分裂。它通过与受体结合，通过信号转导促进细胞壁酸化，从而促进细胞的伸长。相比之下，细胞分裂素的主要功能是引起细胞分裂，诱导芽的形成和促进芽的生长。在细胞分裂方面，生长素和细胞分裂素表现出协同作用，即两者共同作用以促进细胞的完整分裂过程‌。 2010年，兰州大学发表《生长素和细胞分裂素对拟南芥主根细胞分裂和伸长的影响》，拟南芥主根是研究细胞分裂和细胞生长的理想材料，而植物激素，特别是生长素和细胞分裂素都参与调节细胞的分裂、伸长和分化，关于生长素调控细胞的分裂、伸长方面的研究，为了进一步探讨生长素对细胞的分裂和伸长的调控机制，以拟南芥的主根为实验材料，通过外源施加不同浓度的IAA、NAA、2,4-D，分析比较各种处理下的主根根长及各个分区的变化，结果表明：虽然外源施加生长素都可以抑制拟南芥主根生长，但三种生长素对主根的抑制效应可分为两类：IAA、NAA主要影响了伸长区的细胞伸长，2,4-D主要影响了分生区的细胞分裂。 据最新的研究资料表明，生长素和细胞分裂素形成的激素调控网络是目前研究最为透彻的内源调节系统之一。最近的研究还表明，这两种激素之间存在复杂的调控网络。通常，生长素和细胞分裂素可以通过拮抗作用平衡分生细胞的增殖和分化，从而维持根系和地上部顶端分生组织的活性。 尽管关于植物体内生长素和细胞分裂素的感知和信号转导的机制已基本明确，但是目前尚不清楚植物如何整合这两种信号级联并介导植物器官发育。 总之，没有找到人教版教材所说的“生长素主要促进细胞核的分裂，而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂”，但可以确定的是生长素能影响细胞分裂，和细胞分裂素会共同调节细胞分裂。特别是在组培中，生长素促进细胞分裂和分化的作用尤为明显。当其与不同激素组合应用时，可达不同预期效果。细胞分裂素可促进细胞增殖，配合生长素使细胞继续增大。 例、研究发现，生长素和细胞分裂素都具有促进细胞分裂的效应，生长素只促进细胞核的分裂，与细胞质无关，而细胞分裂素主要是对细胞质的分裂起作用。为研究生长素和细胞分裂素对植物顶端优势的影响，取若干生长状态相似且良好的某植物幼苗进行相关实验，结果如图所示。据图分析错误（     ） A.甲、乙、丙三组能够说明内源生长素能维持植物的顶端优势 B.丙、丁两组不能说明生长素由茎尖向侧芽的运输为极性运输 C.戊组细胞分裂素解除顶端优势的原因是其影响了生长素在侧芽处的积累 D.生长素与细胞分裂素在调控植物顶端优势上表现为拮抗作用关系 解析：植物的顶端优势是指顶端产生较多的生长素，向下运输，导致侧芽处的生长素浓度升高，这种高浓度的生长素抑制了侧芽的生长。本实验中甲组为空白对照组，可知侧芽生长受抑制，乙组去除茎尖后侧枝萌发，丙组去除茎尖再用生长素处理切口，则侧芽生长又被抑制，故甲、乙、丙三组能够说明内源生长素能维持植物的顶端优势，A正确；丙、丁两组不能说明生长素由茎尖向侧芽的运输为极性运输，B正确；结合本题细胞分裂素解除顶端优势更有可能是二者协同作用促进了侧芽的细胞分裂而表现出同步生长现象，C错误；比较乙、戊两组可知：高浓度的生长素抑制了侧芽的生长，导致顶端优势的产生；细胞分裂素可以促进细胞分裂，促进侧芽的生长，因此生长素和细胞分裂素在调控植物顶端优势上表现为拮抗作用关系，D正确。故答案为C。 学科网（北京）股份有限公司 $$