5.2 其他植物激素- 【省心备课】2024-2025学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择性必修1）

5.2 其他植物激素 贺老师 第5章 植物生命活动的调节 1 温故知新 （1） 生长素的主要作用： ①细胞水平上： 促进细胞伸长生长、诱导细胞分化，促进细胞核分裂。 ②器官水平上： 影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实发育等。 1.植物激素概念： 在__________产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著作用的微量有机物。 2.植物激素作用： 作为__________，几乎参与调节植物生长、发育过程的所有生命活动。 3.植物激素种类: 植物体内 信息分子 （2）生长素的作用特点： 低促-过高抑 植物激素的种类 生长素 乙烯 赤霉素 细胞分裂素 脱落酸等 这些植物激素是如何被发现的呢？ 2 其他植物激素的种类和作用 【资料1】1926年，科学家观察到，当水稻感染了赤霉菌后会疯长（恶苗病），比正常植株高50%以上，结实率大大降低。 1、引起水稻恶苗病的原因可能有什么？ 推测1：赤霉菌本身引起的。 正常苗 恶苗病 2、如何验证？请简要说出设计思路。 赤霉菌 实验处理： 实验结果： 实验结论： 1 赤霉素的发现过程 将赤霉菌培养基的滤液喷洒到健康水稻幼苗上 没有感染赤霉菌，却有恶苗病的症状。 导致水稻患恶苗病的不是赤霉菌菌体， 而是赤霉菌产生的某种化学物质。 推测2：赤霉菌产生某种化学物质引起的。 3 3、根据上述资料，能确认赤霉素是植物激素吗？ 不能。以上资料提取到的赤霉素均来自赤霉菌，而植物激素是植物自身产生的。这时，还没有证明植物自身能合成这种物质。 20世纪50年代，科学家从赤霉菌培养液中分离和鉴定了可导致水稻患恶苗病的三种不同的赤霉素，分别命名为赤霉素GA1、GA2、GA3 【资料2】1935年，科学家从赤霉菌培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质，命名为赤霉素（简称GA）。 【资料3】1958年，人们从红花菜豆未成熟的种子中提纯了赤霉素GA1。后来又陆续发现了植物体内有多种赤霉素。 确认植物体内可以产生赤霉素，这种物质属于植物激素。 4 2 赤霉素（GA） 1. 合成部位： 促进细胞_______，引起植株增高 促进细胞______________ 促进___________， 促进______和___________ 2. 作用： 幼根、幼芽、未成熟的种子 伸长 分裂与分化 种子萌发 开花 果实发育 卷心菜开花 农业上利用赤霉素促进果实发育，提高果实产量。 清水处理 赤霉素溶液处理 思考：刚收获的马铃薯，种到土里为什么不能发芽？如何解决这一问题？ 赤霉素处理马铃薯块茎，则能解除休眠，提早播种。 赤霉素浸泡水稻种子，提高发芽率 5 3 细胞分裂素（CTK） 1. 合成部位： 2. 作用： 主要是根尖 ①促进细胞分裂 ②促进芽的分化、侧枝发育 应用：延缓叶片衰老（蔬菜保鲜） 生长素 生长素+细胞分裂素 ③促进叶绿素合成 合成部位 6 4 乙烯（ETH） : 常温下为气体（唯一） 生活小常识：刚从超市买来的猕猴桃硬邦邦的，那你有什么办法让猕猴桃快速成熟吗？ 1.合成部位: 2.主要作用: 植物体各个部位 ① 促进果实成熟 ② 促进开花 ③ 促进叶、花、果实脱落 将猕猴桃与苹果放在一起，利用了苹果产生的乙烯。 →生长素/赤霉素：促进果实发育 1.促进果实的发育和促进果实成熟过程一样吗? 发育： 成熟： 子房→果实，长大，体积变大； 涩果→熟果，含糖量、口味等变化 2.乙烯既能促进开花，又能促进花的脱落，这样的说法矛盾吗？为什么？ 不矛盾，因为乙烯在不同发育阶段所起的作用不同。 在开花前促进开花，在开花后抑制开花 促进果实 7 5 脱落酸（ABA） 【资料5】1964年，美国科学家从未成熟将要脱落的棉桃中，提取出一种促进棉桃脱落的激素，命名为脱落素，英国科学家也从槭树将要脱落的叶子中，提取出有一种促进芽休眠的激素，命名为休眠素。 1965年确定其化学结构，二者是同一物质，称为脱落酸(ABA)。 1.合成部位： 根冠、萎蔫的叶片等 成熟区 伸长区 根冠 分生区 主要分布于将要脱落的器官和组织中。 抑制细胞分裂：脱落酸具有抑制细胞分裂的作用。在根冠中，它可以通过抑制分生区细胞的分裂来调控根的生长速度和方向。这种抑制作用有助于维持根系的正常形态和功能。 促进细胞脱落：脱落酸还能促进老化的根冠细胞的脱落，为新生细胞的生成提供空间。这对于根冠的更新和维持其保护性作用至关重要。 调控根系生长：根冠中的脱落酸还可以向根的生长部位（如分生区和伸长区）运输，抑制这些部位的细胞生长和伸长，从而调控根系的生长方向和深度。这种调控作用有助于植物更好地适应土壤环境和获取养分。 8 5 脱落酸（ABA） 2.主要作用： ③抑制细胞分裂(生长抑制剂) ④促进气孔关闭 ②维持种子休眠 ①促进叶和果实的衰老和脱落 1.树叶脱落、果实脱落是对植物是有利还是不利？ 冬天，脱落酸促进落叶，能够减轻植物体的代谢负担，使其更好地适应环境。 秋天，果实成熟后脱落入地有利于种子的休眠和萌发。 减少了在干旱胁迫条件下白天的水分流失 对照组 实验组：ABA处理 【联系实际】 9 2.小麦、玉米在即将成熟时，若经历一段时间干热，后经历大雨，种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释（提示：脱落酸高温下易降解）。 ① 脱落酸能维持种子休眠，抑制发芽。 3.在早春低温时为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与哪种激素变化的相关性最大？ 5 脱落酸（ABA） 【联系实际】 脱落酸是最重要的生长抑制剂，能维持种子休眠，抑制发芽； 脱落酸被洗掉，解除其抑制作用后种子才能发芽。 ② 持续高温使种子中的脱落酸降解，便不会休眠。 ③ 大雨天气给种子提供水分，于是种子就会萌发。 10 6 油菜素内酯 第六类植物激素 花粉管 除了发现的五类植物激素，植物体内还有一些天然物质也起到调节生长发育的作用。 其中油菜素内酯已经被正式认定为第六类植物激素 主要作用： 1.促进茎、叶细胞的扩展和分裂； 2.促进花粉管生长、种子萌发等。 11 【相关信息】在菜豆未成熟的种子中，赤霉素含量较高，但也不到种子质量的亿分之一。1kg向日葵新鲜叶片中，只含有几微克细胞分裂素。 其他植物激素的种类和作用 植物激素在体内含量虽微少，但在调节植物生长发育上作用却非常重要。 （微量和高效） 植物生 长发育 植物 激素 细胞分裂 细胞伸长 细胞分化 细胞死亡 特异性受体 信号转导 调控基因表达 问题：植物激素如何调控植物的生长发育？ 一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。 12 花瓣脱落 果实形成 果实膨大 果实逐渐成熟 果实完 全成熟 1 2 3 4 20 22 24 26 28 30 32 34 乙烯相对含量 开花后天数/d 由草莓发育过程中乙烯含量的动态变化，你能得出什么结论？ 在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，某种激素的含量会发生变化。 促进花瓣脱落 促进开花 促进果实成熟 促进果实脱落 植物激素间的相互作用 草莓果实发育过程中乙烯含量的动态变化 有几个峰值？ 13 2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。 （1）协同作用 例1、促进细胞分裂： 促进 细胞核分裂 细胞质分裂 促进 细胞分裂 共同促进 生长素 细胞分裂素 植物激素间的相互作用 细胞分裂素和生长素 14 例2、促进细胞伸长： 色氨酸 转化 抑制 生长素 细胞伸长 赤霉素 促进 分解 氧化产物 生长素和赤霉素。 2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。 （1）协同作用 植物激素间的相互作用 15 脱落酸 赤霉素 抑制 促进 脱落酸 种子萌发 赤霉素 （2）相抗衡作用 例3、对种子萌发的影响： 2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。 植物激素间的相互作用 脱落酸和赤霉素 相抗衡 16 3.不同激素在代谢上还存在相互作用。 植物激素间的相互作用 例4、生长素和乙烯的关系 乙烯增多 生长素浓度高 促进 抑制 生长素含量达到一定值时，促进乙烯合成； 乙烯含量升高会抑制生长素的作用。 可见，高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的。 原先没有乙烯 17 植物激素间的相互作用 黄瓜茎端 脱落酸 赤霉素 比值较高→利于分化形成雌花 比值较低→利于分化形成雄花 植物组织培养 生长素 细胞分裂素 较高→利于分化形成根 较低→利于分化形成芽 雌花 雄花 赤高非雌花 生根分芽 4.决定器官生长、发育的，往往不是某种激素的绝对含量而是不同激素的 。 相对含量 黄瓜是雌雄同株的植物。黄瓜的花属于单性花，即一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊。是什么决定花雌雄的分化？ 18 5.在植物生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。 在猕猴桃果实的发育过程中，细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现高峰，调节着果实的发育和成熟。 总之，植物的生长发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的 根本原因： 基因在一定时间和空间上选择性表达的结果 植物激素间的相互作用 19 【资料4】种子中的赤霉素主要来自胚，它可促进种子等休眠体的萌发。小麦种子的胚乳中储存大量淀粉，水解后可为胚的萌发提供充足的能源物质。 某兴趣小组为了探究赤霉素促进种子萌发的原理，用去胚小麦种子（保留完整胚乳）做了下面的实验。 用清水浸泡48h，切半放入加淀粉的琼脂平板 用赤霉素溶液浸泡48h，切半放入加淀粉的琼脂平板 放入种子6h后，用碘液冲洗平板 1、小麦种子去胚的原因: 排除胚产生的内源赤霉素对实验结果的干扰 2、透明圈形成原因: 淀粉酶将淀粉分解，用碘液处理不变蓝，形成透明圈 赤霉素能诱导淀粉酶合成，淀粉水解后促进种子萌发 3、赤霉素促进种子萌发的原理: 20 ①促进细胞伸长的激素有： 。 ②促进细胞分裂的激素： 。 ③抑制细胞分裂的激素： 。 ④诱导细胞分化的激素： 。 ⑤促进种子萌发，打破种子休眠的激素： 。 ⑥抑制种子萌发，维持种子休眠的激素： 。 ⑦促进开花的激素： 。 ⑧促进果实发育的激素： 。 ⑨促进果实成熟的激素： 。 ⑩促进叶、花、果实脱落的激素： 。 (11)促进气孔关闭的激素： 。 赤霉素、生长素 细胞分裂素、生长素、赤霉素 脱落酸 细胞分裂素、生长素、赤霉素 赤霉素 脱落酸 赤霉素、乙烯 生长素、赤霉素 乙烯 乙烯、脱落酸 脱落酸 总结：植物激素的种类和作用 21 备用 22 细胞分裂 植物生长 果实发育 生长素、细胞分裂素 种子萌发 果实成熟 油菜素内酯、细胞分裂素、赤霉素 生长素、赤霉素 乙烯、脱落酸 生长素、细胞分裂素、赤霉素 细胞分裂 细胞伸长 脱落酸、细胞分裂素 器官脱落 脱落酸、赤霉素 生长素、脱落酸 乙烯、脱落酸 生长素、乙烯 种子萌发 性别分化 协同作用 相抗衡作用 各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共同 调控植物的生长发育和对环境的适应。 23 【实验】探究赤霉素的作用 资料4：20世纪50年代，科学家进行外源赤霉素对玉米节间伸长实验 正常玉米 正常玉米＋GA 是否应推翻刚才的假设，说明它没有促进伸长的作用？ 1．实验①和实验②说明____________________________________ 矮化玉米 矮化玉米＋GA 赤霉素未能使正常玉米植株茎秆显著伸长 2．实验③和实验④说明____________________________________ 赤霉素能使矮化玉米植株茎秆显著伸长 做出假设：赤霉素促进茎秆伸长。 3．赤霉素未使正常玉米植株茎秆显著伸长的原因可能是什么？ ① ② ③ ④ 正常植物体内产生的赤霉素对促进茎秆伸长已是一个合适的浓度，额外添加赤霉素没有进一步的促进作用。 根据生长素作用的"两重性"，既然内源激素是最适量，外源添加就应该抑制；为什么给水稻外加赤霉素水稻会长高 【问题4】——实验材料矮化突变体为什么矮化?与赤霉素有什么关系? 原因可能是激素作用环节中任何一个的缺陷。 【问题5】——如何设计实验区别合成缺陷、运输缺陷和不敏感突变这三种不同的突变? 合成缺陷突变体赤霉素含量低、运输缺陷和不敏感突变体赤霉素含量应该与正常植株相同，但不敏感突变体对外源激素无响应。 得出结论：赤霉素使茎秆伸长。 假设1.赤霉素 缺陷 假设2.赤霉素 缺陷 假设3. 突变 赤霉素含量_________（低/高） 赤霉素含量_________（低/高） 赤霉素含量_________（低/高） 高 高 低 合成 运输 不敏感 实验已排除不敏感突变，可设计实验检测突变体赤霉素含量来区别前两种可能性。 分析得出该玉米突变体赤霉素合成量下降。 【实验】探究赤霉素的作用 做出假设：赤霉素促进茎秆伸长。 $$