内容正文:
第2节 其他植物激素
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珠珠的电脑 (珠) -
“木瓜”催熟柿子
我国宋元时期某著作中写道:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味。”这种“气”究竟是什么呢?人们一直不明白。到20世纪60年代,气相层析技术的应用使人们终于弄清楚,是成熟果实释放出的乙烯促进了其他果实的成熟。
1. 乙烯在植物体内能发挥什么作用?
乙烯能促进果实成熟
2. 在发挥作用时,乙烯的作用方式和生长素的有什么相似之处?
都能从产生部位运输或扩散至作用部位;微量高效
问题∙探讨
思考
植物激素:是指在植物体内合成,并从产生部位运送到作用部位,对生长发育产生显著作用的微量有机物。
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一、其他植物激素的种类和作用
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
生长素
植物激素
激素名称 主要合成部位 生理作用
生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
油菜素内酯
自主阅读课本P97页相关内容,完成下表。
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一、其他植物激素的种类和作用
引起水稻恶苗病可能的原因:
①赤霉菌本身引起的。
②赤霉菌产生某种化学物质引起的。
如何验证?
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。
1. 赤霉素(GA)
(1)发现历程
①1926年,发现赤霉菌
水稻
感染
恶苗病(植株疯长,结实率降低)
导致
赤霉菌
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一、其他植物激素的种类和作用
1. 赤霉素(GA)
(1)发现历程
②提取赤霉素:
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)。
这就可以说明赤霉素是一种植物激素了吗?
不能确定
①水稻恶苗病的研究
20世纪50年代,科学家发现被子植物体内存在赤霉素。
科学家进一步研究发现赤霉素在植物体中普遍存在,并包括很多种。
③确定赤霉素是一种植物激素
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一、其他植物激素的种类和作用
1. 赤霉素(GA)
(2)合成部位:
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。
(3)主要作用:
幼芽、幼根和未成熟的种子
④解除种子、块茎休眠。
赤霉菌能产生促进植株增高的植物激素—赤霉素( )
刚收获的马铃薯块茎,种到土里不能萌发,原因是:
刚刚收获的马铃薯要有一定的休眠期,在度过休眠期以后才能萌发,如果用赤霉素处理马铃薯块茎,则能解除它的休眠,提早用来播种。
×
思考
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一、其他植物激素的种类和作用
资料:种子中的胚可产生赤霉素,赤霉素促进种子的萌发。小麦种子的胚乳(不含活细胞)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。
思考
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,切一半放入加淀粉的琼脂平板。放入种子6h后,用碘液冲洗平板。
用赤霉素溶液浸泡48h,切一半放入加淀粉的琼脂平板。放入种子6h后,用碘液冲洗平板。
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α-淀粉酶
赤霉素
糊
粉
层
胚
乳
胚
葡萄糖
葡萄糖
α-淀粉酶
麦芽糖
淀粉
α-淀粉酶基因表达
一、其他植物激素的种类和作用
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一、其他植物激素的种类和作用
有一种矮化突变体,推测其矮化的原因可能是?如何证明你的猜想?
可能原因:
证明方法:
分组编号:将生理状况相同的矮化突变体均分为A、B两组
不同处理:A组喷施适量浓度适宜的赤霉素,B组喷施等量的蒸馏水
一段时候后检测两组植株株高的变化
预期结果与结论:
若两组株高变化相同,说明该品种矮化原因是第②种;
若A组株高比B组明显更高,说明该品种矮化原因是第①种
①赤霉素合成不足;②赤霉素受体缺乏
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一、其他植物激素的种类和作用
2. 细胞分裂素(CTK)
(1)合成部位:
③促进叶绿素的合成。
①促进细胞分裂;
②促进芽的分化,侧枝发育;
④延缓叶片衰老(蔬菜保鲜)
⑤促进气孔开放
主要是根尖
(2)主要作用:
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一、其他植物激素的种类和作用
3. 脱落酸(ABA)
(1)合成部位:
根冠、萎蔫的叶片等
(2)主要作用:
成熟区
伸长区
根冠
分生区
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
ABA处理在光照下关闭气孔(B)。这减少了在干旱胁迫条件下白天的水分流失。
赤霉素:打破休眠
细胞分裂素:
促进细胞分裂;促进气孔开放
逆境激素
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一、其他植物激素的种类和作用
脱落酸在高温下易降解。据此,请解释“水稻、玉米即将成熟时,若遇干热后再遇大雨的天气,种子将易在“穗上发芽”的原因。
①这是因为脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。
②持续的高温能使种子中的脱落酸降解,从而打破种子的休眠。
③大雨天气又给种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就容易在穗上发芽。
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。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大?
脱落酸
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一、其他植物激素的种类和作用
(2019全国卷)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物叶片中的脱落(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
审题关键
(1)实验要在干旱的条件下进行;
(2)在有ABA和无ABA参与的条件下测定气孔开度的变化;
(3)实验材料要选用”ABA缺失突变体”。
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一、其他植物激素的种类和作用
(2019全国卷)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物叶片中的脱落(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
答案:
取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。
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一、其他植物激素的种类和作用
4. 乙烯
(1)合成部位:
植物体各个部位
(2)主要作用:
①促进果实成熟;
②促进开花;
③促进叶、花、果实脱落
19世纪德国人发现在泄露的煤气管道旁边的树叶容易脱落。
人们发现橘子产生的气体能催熟与其混装在一起的香蕉。
1934年证明植物组织能产生乙烯。之后,证明高等植物的各个部位都能产生乙烯。
1966年乙烯被正式确定为植物激素。
生长素/GA:促进果实发育
ABA:促进果实的衰老和脱落
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一、其他植物激素的种类和作用
果实的发育和成熟过程有什么不同?
促进果实发育≠促进果实的成熟
发育:生长素或赤霉素对果实的作用主要是促进果实的发育,即主要是使子房膨大形成果实及果实体积的增大。
成熟:乙烯对果实的作用主要是促进果实的成熟,主要是使果实的含糖量、口味等果实品质发生变化。
发育:子房→果实,长大;
成熟:涩果→熟果,含糖量、口味等变化
思考
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一、其他植物激素的种类和作用
5. 第六类植物激素——油菜素内酯
(1)合成部位:
花粉、种子、茎和叶
(2)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。
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一、其他植物激素的种类和作用
赤霉素GA
细胞分裂素CTK
脱落酸ABA
乙烯ETH
合成部位
主要作用
促进细胞伸长,从而引起植株增高;
促进细胞分裂与分化;
促进种子萌发、开花和果实发育,解除种子、块茎休眠。
幼芽、幼根、
未成熟的种子
促进细胞分裂;
促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
主要是根尖
植物体各个部位
促进果实成熟;
促进开花;
促进叶、花、果实脱落。
抑制细胞分裂;
促进气孔关闭;
促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠。
根冠、萎蔫的叶片等
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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
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: 。
促进气孔关闭的激素: 。
练习∙反馈
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练习∙反馈
[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。
(1)植物激素在植物体内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要(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
特异受体
信号转导
调控基因表达
(2)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。
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二、植物激素间的相互作用
思考
1.赤霉素与生长素的主要生理作用有什么相似之处?又有哪些不同?
相同点:
都能促进细胞伸长、诱导细胞分化,影响花、果实发育等。
不同点:
赤霉素能促进种子萌发;生长素不能。
2. 脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素的生理作用有什么不同?
脱落酸往往表现出“抑制”作用。
3. 赤霉素和乙烯的生理之作用可能存在什么关系?
“拮抗”关系。
生命现象 脱落酸 其他植物激素 作用
叶、花、果实衰老和脱落
细胞分裂
种子萌发
促进
抑制
抑制
抑制
促进
促进
生长素
细胞分裂素
赤霉素
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二、植物激素间的相互作用
1. 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。
细胞体积增大
共同促进
植物生长
促进
细胞伸长
细胞质分裂
促进
细胞核分裂
促进
生长素
细胞分裂素
细胞数目增加
共同促进
细胞分裂
(1)协同作用:
①生长素、细胞分裂素促进细胞分裂。
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二、植物激素间的相互作用
1. 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。
②生长素和赤霉素促进细胞伸长:
促进
色氨酸
合成
抑制
生长素
氧化产物
细胞伸长
分解
赤霉素
赤霉素:促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长。
(1)协同作用:
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二、植物激素间的相互作用
1. 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。
(2)拮抗作用:
细胞分裂素:促进气孔张开
脱落酸:促进气孔关闭
①脱落酸、赤霉素对种子萌发的影响。
②细胞分裂素、脱落酸对气孔开闭的影响:
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二、植物激素间的相互作用
1. 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。
(3)相互作用:
资料:在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现,低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增高到一定程度时,就会促进切段中乙烯的合成,乙烯含量增高又反过来抑制生长素促进切段细胞伸长的作用。
生长素
细胞伸长
低浓度促进
乙烯合成
抑制
高浓度促进
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二、植物激素间的相互作用
协同作用与拮抗作用:
作 用 起促进作用的激素 起抑制作用的激素
器官脱落
种子萌发
叶片衰老
气孔张开
脱落酸、乙烯
生长素、细胞分裂素
赤霉素、细胞分裂素
脱落酸
脱落酸
生长素、细胞分裂素
细胞分裂素
脱落酸
1. 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。
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二、植物激素间的相互作用
2. 在植物各器官中,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。
①黄瓜茎端:
②植物组织培养:
脱落酸
赤霉素
较高→利于分化成雌花
较低→利于分化成雄花
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
雄花
雌花
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二、植物激素间的相互作用
3. 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。
促进果实成熟、促进开花、促进叶、花、果实脱落
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
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二、植物激素间的相互作用
4. 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。
0
7
14
21
28
35
42
49
56
63
70
77
84
91
98
105
112
119
126
133
140
生长素含量(ng·g-1鲜重)
5
10
15
20
25
含量(ng·g-1鲜重)
20
40
60
80
100
120
140
160
生长素
脱落酸
细胞分裂素
赤霉素
猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化
开花后天数/d
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课堂小结
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
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1、向日葵和番茄都能产生果实和种子。在上述两种植物开花期间,遇到了连续的阴雨天,影响了植物的传粉,所以管理人员及时喷洒了一定浓度的生长素。下列对采取这一措施所产生结果的叙述,错误的是( )
A.番茄能形成无子果实
B.向日葵不能形成无子果实
C.向日葵能形成无子果实,但产量下降
D.番茄能形成无子果实,但产量基本未受影响
B
练习∙反馈
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2、苹果果实发育和成熟过程中,赤霉素、乙烯、细胞分裂素等激素变化情况如图所示,下列分析中合理的是( )
A.曲线a、b、c分别代表赤霉素、细胞分裂素和乙烯
B.在果实生长发育的各阶段,生长素都起主要作用
C.b在果实发育前两个阶段主要发挥了促进细胞分裂、分化和伸长的作用
D.苹果树的生长发育也是图中四种植物激素共同调节的结果
C
练习∙反馈
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3、通常叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响,将某植物离体叶片分组,并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK+ABA溶液中,再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断,下列叙述错误的是( )
A.细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老
B.本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱
C.可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组
D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程
C
练习∙反馈
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4、科学家进行探究植物激素对豌豆植株侧芽影响的实验,结果如图。下列分析错误的是( )
A.顶芽分泌的生长素对侧芽的生长有抑制作用
B.赤霉素能解除顶芽对侧芽生长的抑制作用
C.细胞分裂素能解除顶芽对侧芽生长的抑制作用
D.侧芽生长速度不同是因为侧芽内生长素浓度不同
B
练习∙反馈
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5、(2022·全国甲,3)植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因,下列推测合理的是( )
A.赤霉素合成途径受阻
B.赤霉素受体合成受阻
C.脱落酸合成途径受阻
D.脱落酸受体合成受阻
A
练习∙反馈
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6、植物生命活动是多种激素共同调节的结果。下列叙述错误的是( )
A.植株的增高主要与脱落酸、赤霉素有关
B.用一定浓度的赤霉素溶液处理种子能促进种子萌发
C.生长素、赤霉素和细胞分裂素都与果实的发育有关
D.细胞分裂素能用于果实保鲜,乙烯能促进果实成熟
A
练习∙反馈
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练习∙反馈
实验探究:现有赤霉素突变矮生玉米品种,初步确定其产生的原因有两种可能:一是植株不能产生赤霉素(或赤霉素水平低),二是受体异常(不能与赤霉素结合发挥作用)。请设计实验来探究该突变矮生玉米品种产生的原因属于上述哪一种。
材料:突变矮生玉米幼苗若干株、赤霉素溶液、根据需要的其他用品自选。
设计思路:
① ;
② ;
③ 。
预期结果与结论:
一段时候后检测两组植株株高的变化
若两组株高变化相同,说明该品种矮化原因是第②种;
若A组株高比B组明显更高,说明该品种矮化原因是第①种
将生理状况相同的矮化突变体均分为A、B两组
A组喷施适量浓度适宜的赤霉素,B组喷施等量的蒸馏水
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一、概念检测
1.运用植物激素的相关知识,判断下列说法是否正确。
①赤霉素决定细胞的分化( )
②脱落酸促进果实和叶脱落( )
③细胞分裂素促进细胞伸长( )
2.生长素和乙烯都在植物生命活动调节中起重要作用。以下相关叙述,正确的是( )
A.植物体内生长素含量会影响乙烯的合成
B.生长素促进植物生长,乙烯促进果实发育
C.生长素是植物自身合成的,乙烯是植物从环境中吸收的
D.生长素在植物体内广泛分布,乙烯只分布在成熟果实中。
×
√
×
A
2.人们常说,一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果,社会上也有“坏苹果法则”“坏苹果理论”。请你结合本章所学,谈谈对这些话的理解。
一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果,其中的科学道理是乙烯能促进果实成熟。由此引申出的“坏苹果法则”,则是一种类比思维。
课本课后习题
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谢谢观看!
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