内容正文:
第五讲 植物生命活动的调节
01植物生长素
1.在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。(P90)
2.达尔文父子的实验处理、现象。(P90)
实验
实验过程
现象
①
向光弯曲生长
②
不生长,不弯曲
③
直立生长
④
向光弯曲生长
该实验的对照组为①,实验组为②③④;
①②对照,自变量为有无尖端,说明胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关;
①③对照,自变量为尖端有无遮光,说明胚芽鞘的弯曲生长与单侧光照射有关;
③④对照,自变量为遮光部位;
①③④对照,说明胚芽鞘的感光部位在尖端
3..达尔文提出的实验结论:胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,就向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。(P91)
4.鲍森·詹森实验的实验过程及现象。(P91)
实验1:切去胚芽鞘尖端+单侧光―→不生长不弯曲。
实验2:胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片+单侧光―→弯向光源生长。
鲍森·詹森的实验结论为:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。(P91)
5.拜尔实验的实验过程及现象
切去胚芽鞘尖端,移至一侧,置于黑暗中培养,胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。
拜耳的实验结论为:胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。(P91)
6.温特证明了这种“影响”是化学物质,并把这种化学物质命名为生长素。(P92)
7.温特的实验的实验过程及现象
把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧,胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。
把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧,现象:胚芽鞘既不生长也不弯曲。
温特的实验结论为:胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,并把这种物质命名为生长素。(P92)
8.1934年,科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸。由于生长素在植物体内含量极少,1946年,科学家从高等植物中分离出生长素。并确认它是IAA。进一步研究发现,植物体内还具有与IAA相同效应的物质:苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等,它们都属于生长素。(P92)
9.植物向光性的解释:
单侧测光照射下,生长素在尖端由向光一侧向背光一侧移动,导致背光侧生长素分布多,细胞生长快。(P92)
10.关于植物向光生长的原因,目前还有争议。有学者根据一些实验结果提出,植物向光性生长,是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的:这些物质在背光侧分布少于向光侧。(P92)
11.植物激素:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。(P92)
12.植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。(P92)
13.主要合成部位:芽、幼嫩的叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列的反应转变而来。(P93)
14.生长素的运输。(P93)
极性运输
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能由形态学上端项形态学下端运输,而不能到过来运输。运输方式是主动运输
非极性运输
在成熟组织中,生长素可以通过输导组织运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别
横向运输
发生在尖端,受到单侧光、重力等刺激时发生。
15.生长素的分布:在植物体内各器官都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织_、形成层、发育中的种子和果实等处。(P93)
16.生长素的作用方式:给细胞传达信息,起着调节细胞生命活动的作用。(P93)
17.对细胞和器官的影响(P92)
①在细胞水平上:促进细胞伸长生长,诱导细胞分化等。
②在器官水平上:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
18.生长素在细胞水平起的作用,与在器官水平上发挥的作用有什么关系呢?(P93)
生长素在细胞水平上发挥作用是在器官水平上发挥作用的基础
19.生长素的作用机理:生长素首先与细胞内的某种蛋白质—生长素受体 特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。(P93)
20.作用特点:生长素所发挥的作用,因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。一般情况下;生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长。(P94)
21.写出对生长素敏感程度排序:(P94)
根、茎、芽:根>芽>茎
幼嫩细胞、衰老细胞:幼嫩细胞>衰老细胞
双子叶植物、单子叶植物:双子叶植物>单子叶植物
02其他植物激素
1.各种植物激素的合成部位及生理作用。(P97)
植物激素
合成部位
分布
主要作用
主要应用
赤霉素
幼根、幼芽和未成熟的种子
主要分布在植物生长相对旺盛的部位
①促进细胞伸长,从而引起植株增高;
②促进细胞分裂与分化;
③促进种子萌发、开花和果实发育;
促进矮生性植物长高;解除种子休眠
细胞分裂素
主要是根尖
主要分布在正在进行细胞分裂的部位
①促进细胞分裂;
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
保持蔬菜鲜绿,延长储藏时间
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多
①抑制细胞分裂;
②促进气孔关闭;
③促进叶和果实的衰老和脱落;
④维持种子休眠;
使棉叶在棉铃成熟前脱落
乙烯
植物体各个部位
各器官中都存在
①促进果实成熟;
②促进开花;
③促进叶、花、果实脱落
催熟
生长素
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
主要分布在生长旺盛的部位
①促进细胞伸长生长,诱导细胞分化;
②影响器官的生长、发育;
除草剂;促进扦插枝条生根;培育无子果实;棉花保铃
2.第六类植物激素是油菜素内酯,主要作用:能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。(P97)
3.植物激素在植物内的含量微少。(P97)
4.植物激素的作用机理:植物激素对植物生长发育上的调控,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。(P97)
5..恶苗病与赤霉素有关,最先是从赤霉菌培养基滤液分离出赤霉素,而不是植物体内。(P96)
6.各种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。(P98)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。(P99)
7.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,两者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。赤霉素促进萌发,脱落酸抑制萌发,二者作用效果相反,表现出拮抗作用。(P98)
8.生长素浓度升高到一定值时,就会进乙烯的合成,乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。(P98)
9.在植物各器官中同时存在着多种植物激素,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。例如,黄瓜茎端脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花。(P98)
10.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。例如,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按照次序出现高峰,调节果实的发育和成熟。(P99)
03植物生长调节剂的应用
1.植物生长调节剂概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。(P100)
2.植物生长调节剂优点:植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。(P100)
3.植物生长调节剂的类型。(P100)
①分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸。
②分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如α萘乙酸(NAA)、矮壮素等。
4.植物生长调节剂应用实例。(P101)
类型
实例
赤霉素
①啤酒生产中用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶,以简化工艺,降低成本;
②芦苇生长期用一定浓度赤霉素溶液处理,可以使芦苇纤维长度增加50%左右;
③用赤霉素打破种子休眠;
膨大素
使西瓜、草莓、葡萄等长势加快、个头变大,加快水果成熟,但口感较差,不宜长时间储存。
青鲜素
延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期,可能有副作用。(P101“思考·讨论”)
生长素调节剂
①适宜浓度的NAA促进甘薯、葡萄生根;
②低浓度对棉花等进行保花保果,高浓度对苹果等进行疏花疏果;
③2,4-D可用作除草剂,出去单子叶农田中的双子叶杂草
乙烯利
催熟菠萝、香蕉等水果
5.植物生长调节剂应用的好处:提高作物产量、改善产品品质、减轻人工劳动。(P102)
6.植物生长调节剂的作用:植物生长调节剂能延长或终止种子、芽及块茎的休眠,调节花的雌雄比例,促进或阻止开花,诱导或控制果实脱落,控制植物高度、形状等。(P102)
7.我国对植物生长调节剂的生产和销售的规定
①植物生长调节剂必须经国家制定单位检验并进行正规田间试验,充分证明其效益,无毒、无害方可批准等级。②在销售中禁止夸大植物生长调节剂的功能;禁止在肥料中添加植物生长调节剂等。(P102)
8.施用效果影响因素:在生产上首先需要根据实际情况,选择恰当的植物生长调节剂;还要综合考虑施用目的、效果和毒性;调节剂残留、价格和施用是否方便等因素;施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等,都会影响施用效果。(P102)
9.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验原理:适宜浓度的2,4D或NAA可以使杨树或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力,产生愈伤组织,长出大量不定根。浓度过高会抑制生根,甚至杀死双子叶植物。(P103)
10.实验的科学方法——预实验
(1)预实验进行时间:正式实验前
(2)预实验目的:
①为进一步的实验摸索条件
②检验试验设计的科学性和可行性(P102“科学方法”)
11.生长素类调节剂处理插条的方法。(P103)
①溶液浓度较小时,使用浸泡法;把插条的基部浸泡在配制好的溶液中,深约3cm;处理几小时至一天;最好在阴天和空气湿度较高的地方进行处理;
②溶液浓度较高时,使用沾蘸法;把插条基部在药液中沾蘸一下(约5s),深约1.5cm
12.尝试利用乙烯利催熟水果实验原理:乙烯利是一种植物生长调节剂,工业品为液体;当溶液pH<3.5时,它比较稳定;但随着溶液pH升高,它会分解释放出乙烯;乙烯对水果有催熟作用,还可进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟。(P104)
注意:乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性,操作时要在通风良好的环境中进行。乙烯利遇到明火可燃烧,需要注意防火。(P104)
04环境因素参与调节植物的生命活动
1.光对植物生长发育的两种作用。
(1)光是植物进行光合作用的能量来源;(P105)
(2)光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。(P106)
2.植物是怎样感受到光照的?植物具有能接受光信号的分子,如光敏色素。(P106)
3.光信号传导的结构基础之一——光敏色素。(P106)
(1)化学本质:蛋白质(色素-蛋白复合体)
(2)分布:植物的各个部位,在分生组织的细胞内比较丰富
(3)吸收光的类型:主要吸收红光和远红光
4.植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体。(P106)
5.光对植物生长发育的调节的实例。(P105)
①少数植物的种子需要在有光的条件下才能萌发。
②豆芽是在黑暗的环境中培育的。
③很多植物的开花与昼夜长短有关。
6.光调控植物生长发育的反应机制:在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。(P106)
7.除了光,温度和重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。(P106)
8.年轮形成的原因是:在春夏季,细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带;在秋冬季,细胞分裂慢、细胞体积较小,在树干上形成颜色较深的带。(P107)
9.经历低温诱导促进植物开花的作用叫做春化作用,如冬小麦,如不经过一定时间低温,它们会一直保持营养状态或很晚才开花。(P107)
10.为什么植物发芽、开花、落叶、休眠等生命活动的节奏追随着季节的步伐?(P107)
随着季节轮回,气温会发生周期性变化。
11.植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行。(P107)
12.温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物的生长发育。(P107)
13.植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。(P107)
14.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。(P107)
15.根向地、茎背地生长的原理:植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。(P107)
16.淀粉-平衡石假说认为植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。(P108)
17.植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。(P108)
18.植物细胞里储存着全套基因,但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。(P108)
19.基因表达调控、激素调节和环境因素调节三者的关系:基因表达调控激素产生和分布。激素作为信息分子,影响细胞的基因表达。环境因素调控基因表达以及激素的产生和分布。(P108)
20.在个体层次,植物生长、发育、繁殖、休眠,实际上,是植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。(P108)
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