内容正文:
其他植物激素
第四章 植物生命活动的调节
目录
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二 植物激素共同调节植物的生命活动
一 其他植物激素及其生理功能
三 植物激素在生产上被广泛应用
唐朝诗人岑参有“中庭井阑上,一架猕猴桃”的诗句,说明猕猴桃在我国有悠久的栽培史。成熟的猕猴桃既质地柔软、口感酸甜,又富含维生素 C。但是,刚刚买回来的猕猴桃常常是又硬又涩,口感很差。有人根据自己的生活经验,提出用成熟的水果去催熟未成熟的猕猴桃的方法,这样做可行吗?
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积极思维:成熟的苹果能催熟猕猴桃吗?
事实1 为证明用成熟的苹果可以催熟未成熟的猕猴桃,一位同学购买了一些未成熟的猕猴桃和一些成熟的苹果。他将两个青涩的猕猴桃放在一个透明的食品袋中,并将密封口封紧(对照组);将两个青涩的猕猴桃和一个成熟的苹果放进另一个透明的食品袋中,也同样将密封口封紧(实验组)。同时设置多个实验组和对照组,以示重复。持续观察它们的变化
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积极思维:成熟的苹果能催熟猕猴桃吗?
事实2 大约过了 5 天时间,他观察到实验组中的猕猴桃明显变软,而对照组中的猕猴桃变化不大。实验组的猕猴桃品尝起来质地柔软、口感酸甜,而对照组的猕猴桃吃起来依然又硬又涩
很多人都有用成熟水果去催熟未成熟水果的生活经验,但可能并没有思考过其中的原因。这里就涉及植物激素的调节作用。除了生长素外,植物还含有许多其他种类的激素。它们与植物体的生长、发育、成熟、衰老和死亡等生命活动都有密切关系。其中,与果实成熟有关的植物激素主要是乙烯(ET)。
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学习目标
1.举例说明几种主要植物激素的作用,认同物质的多样性并指导探究生命活动规律
2.举例说明几种主要植物激素之间可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节,并利用其对一些生命现象进行分析
01
其他植物激素及其生理功能
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其他植物激素
成熟的果实中富含乙烯,它可以对邻近的果实产生影响。乙烯也是一种植物激素。除了乙烯和生长素以外,植物体内还存在赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯(第六类植物激素)等植物激素。
植物激素的种类
生长素
细胞分裂素
赤霉素
脱落酸
乙烯
油菜素内酯
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其他植物激素及其生理功能
1.乙烯(ET)
(1)合成部位
(2)生理作用
促进作用
解除休眠
茎和根细胞的生长和分化、不定根的形成
部分类型果实成熟,叶片和果实脱落
茎增粗
:植物体各个部位
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其他植物激素及其生理功能
抑制作用
生长素的转运
茎和根的伸长生长
【注意】乙烯在植物不同生长发育阶段所起作用不同,在开花前促进开花,开花后促进其脱落
【思考】果实的发育和成熟过程有什么不同?
果实发育:子房→果实,长大
果实成熟:涩果→熟果,含糖量、口味等变化
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其他植物激素及其生理功能
2.脱落酸(ABA)
在植物的生长周期里,如果生活条件不适宜或生长季节结束时,部分器官(如果实、叶片)就会脱落,植物生长停止或进入休眠。在这些过程中,植物主要受抑制生长发育的植物激素——脱落酸调控。
(1)合成部位
(2)主要分布
:植物体各个部位
:将要脱落的器官和组织含量多
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其他植物激素及其生理功能
(3)生理作用
促进作用
叶、花、果脱落
气孔关闭
侧芽生长
抑制作用
种子发芽
生长素的运输
种子、芽和块茎休眠
叶片衰老
光合作用产物运向发育着的种子,种子成熟,果实产生乙烯,果实成熟
植物生长
气孔张开
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其他植物激素及其生理功能
气孔关闭对ABA的响应:气孔在光照下开放,与环境进行气体交换(左)。ABA处理在光照下关闭气孔(右图)。这减少了在干旱胁迫条件下白天的水分流失。
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其他植物激素及其生理功能
3.赤霉素(GA)
20世纪20年代,日本科学家发现,水稻感染赤霉菌后会出现植株疯长的现象,病株往往比正常的植株高50%以上,而结实率大大降低。他把这种植物疾病称之为恶苗病。将赤霉菌培养基的滤液喷施到健康的水稻幼苗上,这些没有感染赤霉菌的幼苗却表现出了与恶苗病同样的症状。
【说明】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化学物质
恶苗病植株
正常植株
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其他植物激素及其生理功能
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)。
【说明】此时还不能确定赤霉素是植物激素。因为科学家们只是从赤霉菌的培养液中得到了这种化学物质,还没有证实植物自身能合成这种物质
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。
【说明】确认植物体内可以产生赤霉素,赤霉素属于植物激素
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其他植物激素及其生理功能
(1)合成部位
(2)生理作用
促进作用
种子萌发和茎伸长
两性花的雄花形成
单性结实
某些植物开花
花粉发育
:幼芽、幼根和未成熟的种子
细胞分裂,叶片扩大,侧枝生长
果实生长以及某些植物坐果
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其他植物激素及其生理功能
抑制作用
成熟
侧芽休眠
植物衰老
块茎形成
【休眠期】指植物整体或某些器官在生长发育的一个特定阶段中,由于内部的生理原因导致生长和代谢暂时停滞的现象
赤霉素
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知识链接:赤霉素与“绿色革命”
20 世纪 60 年代,世界各地掀起一场被称为“绿色革命”的生产技术活动,其实质是培育和推广种植半矮秆、抗倒伏的高产水稻、小麦、玉米等新品种。半矮秆水稻和小麦品种的大面积推广,有效地解决了“高产”与“倒伏”之间的制约矛盾,全世界水稻和小麦产量因此大幅度增加。但是,当时科学家对其内在机制还是知之甚少。
20 世纪末,科学家才逐渐从分子生物学水平认识到那次“绿色革命”其实与赤霉素分离鉴定出小麦的“绿色革命”基因,同时在玉米、大麦、水稻等许多植物中也发现它的同源基因,这些基因都编码赤霉素信号转导途径的负调控因子。科学家还发现,水稻中的“绿色革命”基因编码赤霉素合成途径中的一种酶,它对赤霉素的合成过程有影响。
这些成果启示我们,如果能对植物激素的合成、代谢、修饰、运转等深入研究,也许不久的将来,新的“绿色革命”又会发生。
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其他植物激素及其生理功能
4.细胞分裂素
1955 年,有科学家在培养烟草髓部组织时,偶然发现在培养基中加入放置很久的鲱鱼精子 DNA 后,髓部细胞分裂加快了;而如果加入新鲜的鲱鱼精子 DNA,则髓部细胞分裂完全没有变化。科学家从中发现并分离出一种具有促进细胞分裂的物质,并命名为激动素。此后,在植物体内陆续发现了多种天然的具有激动素生理活性的化合物,即细胞分裂素。
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其他植物激素及其生理功能
(1)合成部位
(2)生理作用
促进作用
细胞分裂,细胞膨大
侧芽生长,叶片扩大
叶绿体发育,养分移动
气孔张开,伤口愈合
种子发芽,形成层活动,根瘤形成
:主要是根尖
果实生长,某些植物坐果
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其他植物激素及其生理功能
抑制作用
不定根形成
侧根形成
叶片衰老
合成部位
成熟区
伸长区
分生区
根冠
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其他植物激素及其生理功能
5.油菜素
20世纪70年代初,科学家在研究花粉时,发现油菜等植物的花粉中有一种提取物,对菜豆幼苗的生长具有强烈的促进作用,他们称之为油菜素。目前,科学家已在各种植物中发现了化学结构确定的许多类似物,统称为油菜素甾醇类。
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其他植物激素及其生理功能
(1)合成部位
(2)生理作用
①促进细胞分裂和细胞伸长
②促进根、茎、叶的生长
③促进花粉管的伸长和种子萌发
④提高植物抗寒、抗旱和抗盐能力
:花粉、种子、茎、叶等
也有实验表明。用油菜素喷施叶片,可减轻或防止水稻纹枯病、黄瓜灰霉病、白菜软腐病和番茄晚疫病等
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其他植物激素及其生理功能
植物激素的调控方式
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。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。
课堂小结
其他植物激素
细胞分裂素
促进果实成熟
油菜素内酯
促进细胞分裂
促进细胞分裂
促进细胞伸长
促进衰老脱落
生长素
赤霉素
脱落酸
乙烯
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课堂练习
1.干旱胁迫下,植物体内脱落酸含量显著增加,赤霉素含量下降。下列叙述正确的是( )
A.干旱胁迫下脱落酸含量上升,促进气孔开放
B.干旱胁迫下植物含水量上升,增强抗旱能力
C.干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体较耐干旱
D.干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素不利于植物抗旱
解析:A、干旱胁迫下脱落酸含量上升,抑制气孔开放,减少水分散失,A错误;B、干旱胁迫下植物含水量下降,脱落酸含量增加可增强抗旱能力,B错误;C、脱落酸受体缺失突变体无法感知脱落酸,气孔不能有效关闭,较不耐干旱,C错误;D、干旱胁迫下赤霉素含量下降,叶面喷施赤霉素会促进细胞生长,增加水分消耗,不利于植物抗旱,D正确。
D
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课堂练习
2.胎萌是指植物种子没有经过休眠期直接在植株上或果实内萌发的现象。芒果种子易发生胎萌,种子根穿入果肉、穿出果皮会影响果实品质,给果农造成损失。下列叙述错误的是( )
A.随着芒果种子的成熟,种子中脱落酸的含量会发生变化
B.脱落酸受体合成受阻的芒果种子可能不易于发生胎萌
C.与脱落酸合成相关的酶基因突变可促进芒果种子的胎萌
D.人为喷施一定量的脱落酸可推迟或减少芒果种子的胎萌
解析:在种子成熟过程中,脱落酸逐渐积累,促进种子休眠,A正确;脱落酸受体合成受阻,脱落酸无法传递抑制种子萌发的信号,种子更易提前萌发(胎萌),B错误;与脱落酸合成相关的酶基因突变,脱落酸合成减少,抑制种子萌发的作用减弱,从而促进种子的胎萌,C正确;外源补充脱落酸可增强抑制种子萌发的效果,从而推迟或减少种子的胎萌,D正确。
B
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课堂练习
3.黄瓜侧枝生长过于旺盛会与主茎争夺养分,致使开花率降低、坐果率下降,严重影响产量。研究表明,经远红光(FR)处理的黄瓜植株侧枝发育呈现显著抑制特征。下列相关推测不合理的是( )
A.FR处理可能促进了侧枝中IAA的生物合成,从而增强顶端优势效应
B.FR处理可能提高了侧枝中CTK(细胞分裂素)合成基因的表达水平
C.光敏色素吸收FR后,结构发生变化并通过信号转导影响基因的表达
D.对FR处理后的黄瓜植株进行打顶,侧枝所受的抑制作用可能会减弱
解析:A(合理)FR处理可能促进了侧枝中生长素(IAA)的合成,增强了顶端优势(顶芽优先生长,侧芽生长受抑制)效应。B(不合理)细胞分裂素(CTK)可促进侧枝萌发和生长。若FR提高了CTK合成基因的表达水平,应促进侧枝发育,与题干“侧枝发育呈现显著抑制特征”矛盾。C(合理)光敏色素是感受FR的光受体,其吸收FR后,结构发生变化,进而通过信号转导调控基因(如激素相关基因)表达,影响侧枝发育。D(合理)打顶(去除顶芽)可解除顶端优势(减少顶芽产生的IAA对侧芽的抑制),对FR处理后的黄瓜植株进行打顶,侧枝所受的抑制作用可能会减弱。
B
衔接高考
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课堂练习
【2026年安徽高考真题】脱落酸在植物抗旱、落叶和种子休眠等生命活动中有重要作用。下列推测不合理的是( )
A.干旱时,脱落酸可能提高了保卫细胞的渗透压,导致细胞失水,气孔关闭
B.干旱时,根冠合成的脱落酸可能促进了主根伸长,提高了植物的抗旱能力
C.路灯下的树落叶较晚,原因可能是光照时间延长减缓了叶片脱落酸含量的上升
D.赤霉素可促进种子发芽,脱落酸可能抑制赤霉素的作用从而维持种子休眠
解析:干旱时,脱落酸可促使保卫细胞内的K+外流,从而降低渗透压(而非提高),导致细胞失水→气孔关闭,A不合理。干旱时,脱落酸含量增加以提高植物抗旱能力,推测干旱下,脱落酸可能促进主根伸长,以便吸收深层水分,B合理。路灯下的树落叶较晚,可能是由于光照时间变长(光周期信号),延缓叶片中脱落酸含量的升高→落叶延迟,C合理。赤霉素促进发芽,脱落酸抑制发芽,脱落酸可能抑制赤霉素的作用从而维持种子休眠,D合理。
A
谢
谢
欣
赏
Lavf58.29.100
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