内容正文:
5.2 其他植物激素
第5章 植物生命活动的调节
红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味。
—宋苏轼《格物粗谈》
“木瓜”催熟柿子
1
1.植物激素概念:
在植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著作用的 。
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.生长素的分布:
信息分子
微量有机物
4.主要作用:
①细胞水平:
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:
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。
5.作用特点:
低促—过高抑
【温故知新】
除草剂、促进扦插条生根、防止果实叶片脱落、培育无子番茄。
6.应用:
大多集中在生长旺盛的部位 ,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实。
1.发现水稻感染赤霉菌后会疯长(恶苗病),植株高大但结实率低。
一、赤霉素的发现
正常苗
恶苗病
推测1:赤霉菌本身引起的。
推测2:赤霉菌产生某种化学物质引起的。
验证:将赤霉菌培养基滤液喷洒到健康水稻幼苗上。
现象:没有感染赤霉菌,却有恶苗病的症状。
结论:使水稻患恶苗病的不是赤霉菌,而是赤霉菌产生的某种化学物质。
2.从赤霉菌培养基滤液中分离出致使水稻患病的物质,称之为赤霉素(GA)。
注:以上资料提取的赤霉素均来自赤霉菌,而植物激素是植物自身产生的。因此不能证明植物自身能合成这种物质。
3.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及其他植物激素。
一、其他植物激素
(1)合成部位:
(3)作用:
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。
幼芽、幼根和未成熟的种子
卷心菜开花
(2)分布:
主要分布在生长旺盛的部位
(4)应用:
促进矮生性植物长高、
解除种子或块茎的休眠
1. 赤霉素
刚收获的马铃薯,种到土里为什么不能发芽?如何解决?
原因: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。
清水处理
赤霉素溶液处理
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)做实验:
清水浸泡的种子
赤霉素溶液浸泡后的种子
淀粉琼脂
用I2-KI溶液冲洗平板,淀粉遇碘呈蓝色。
透明圈:说明这块的淀粉被淀粉酶水解,用碘液处理不变蓝。
实验结论: 赤霉素能诱导淀粉酶合成。
种子去胚的原因:排除胚产生的赤霉素对结果的干扰。
原理:休眠期的种子胚乳中储存大量淀粉,赤霉素含量较低;
浸泡赤霉素可诱导淀粉酶的合成,淀粉酶将淀粉
水解后为种子萌发提供充足的能源物质。
(1)合成部位:
主要是根尖
(2)主要作用:
①促进细胞分裂
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
2. 细胞分裂素(被发现时叫激动素,是一类激素)
③促进气孔开放
分生区
伸长区
成熟区
根冠
生长素
生长素+细胞分裂素
细胞分裂素处理部位
(3)应用:
延缓叶片衰老(蔬菜保鲜),延长储藏时间。
(1)合成部位:
植物体各个部位
(2)主要作用:
3. 乙烯(常温下为气体)
①促进果实成熟
②促进开花
③促进叶、花、果实脱落
问:乙烯既能促进开花,又能促进花的脱落,这样的说法矛盾吗?
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
易错易混
促进果实发育≠促进果实的成熟
问2:促进果实的发育和促进果实成熟过程一样吗?
生长素(或赤霉素):促进果实的发育
发育:子房→果实,长大、体积变大
乙烯:促进果实的成熟
成熟:涩果→熟果,含糖量、口味等变化
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(1)合成部位:
根冠、萎蔫的叶片等
(3)主要作用:
4. 脱落酸(ABA)
①抑制细胞分裂
②维持种子休眠
③促进叶和果实的衰老和脱落
④促进气孔关闭
将要脱落的器官和组织中
(2)主要分布:
对照组
实验组:ABA处理
减少在干旱胁迫条件下白天的水分流失
问: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,能减轻植物体的代谢负担,使果树能顺利过冬。
秋天,果实成熟后脱落入地有利于种子的休眠和萌发。
问2:小麦、玉米即将成熟时,若经历一段时间干热,后经历大雨,种子就容易在穗上发芽。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。
问3: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?
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。
(1)合成部位:
(2)主要作用:
5. 油菜素内酯(第六类植物激素)
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。
植物体内
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
幼芽、幼根、未成熟的种子
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。
主要是根尖
①促进细胞分裂;
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
根冠、
萎蔫的叶片等
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。
植物体的各个部位
①促进果实成熟;②促进开花;
③促进叶、花、果实脱落;
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
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。
课堂小结
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植物激素在植物体内的含量虽然微少,但在调节植物生长发育上的作用非常重要。(微量、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
【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。这说明了什么?
问题:植物激素如何调控植物的生长发育?
促进生长、发育、种子萌发的激素:
抑制生长、发育、种子萌发的激素:
脱落酸、乙烯
生长素、赤霉素、细胞分裂素
如图:果实成熟过程中的激素变化
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1.下列有关赤霉素的叙述,正确的是( )
A.赤霉菌和植物体产生的赤霉素均是植物激素
B.赤霉素具有促进种子萌发、开花和果实成熟的作用
C.向赤霉素受体缺失突变体喷施赤霉素,不能促进其生长
D.植物的幼芽、幼根和成熟的种子均能产生赤霉素
C
课堂练习
解析:由题干可知,某植物种子成熟后需经低温储藏才能萌发。而赤霉素有促进种子萌发的作用,脱落酸有抑制种子萌发的作用,故在该种子低温储藏过程中赤霉素含量可能逐渐升高,脱落酸含量可能逐渐降低,A符合题意、C不符合题意;细胞分裂素促进细胞分裂,能够促进种子萌发,含量可能逐渐升高,B不符合题意;乙烯的主要作用是促进果实成熟,在种子储藏过程中,乙烯含量变化不大,D不符合题意。
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请同学们说出下列生理作用对应的激素
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
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细胞伸长
细胞体积增大
细胞核分裂
细胞质分裂
生长素
促进
促进
细胞分裂素
协同促进
细胞分裂
细胞数目增加
植物生长
共同促进
1. 协同作用:
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
(1)生长素和细胞分裂素促进细胞分裂
(2)生长素和赤霉素
促进细胞伸长
三、植物激素间的相互作用
三、植物激素间的相互作用
2. 相抗衡作用
细胞分裂
脱落酸
抑制
生长素
细胞分裂素
促进
种子萌发
脱落酸
抑制
赤霉素
细胞分裂素
促进
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、赤霉素
细胞分裂素
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
植物激素间的相互作用小结
例:生长素和乙烯之间的相互作用
低浓度的生长素促进____________,但生长素浓度升高到一定值时,就会促进_____的合成,而______
含量升高,反过来会______生长素促进细胞伸长的作用。可见,高浓度生长素抑制生长很可能是通过______起作用的。
3. 不同激素在代谢上还存在相互作用
乙烯
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。
细胞的伸长
乙烯
乙烯
抑制
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
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乙烯相对含量
开花后天数/d
草莓果实发育和成熟过程中乙烯含量的动态变化
植物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。
三、植物激素间的相互作用
实例1:黄瓜茎端
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。
比值较高
脱落酸
赤霉素
比值较低
雄花
雌花
实例2:植物组织培养
生长素
细胞分裂素
①较高→脱分化和根的形成
②较低→再分化和芽的形成
③适中→愈伤组织保持生长
不分化
①
②
③
三、植物激素间的相互作用
三、植物激素间的相互作用
1.生长素、细胞分裂素和赤霉素的含量如何变化?这种变化有何意义?
生长素、细胞分裂素和赤霉素的含量先升高后降低。前期含量升高能较好地促进果实的生长和膨大,后期含量处于低水平有利于果实成熟。
三、植物激素间的相互作用
植物生长发育的过程中,不同激素的调节还表现出一定的顺序性。
根本原因:基因在一定时间和空间上选择性表达的结果
2.脱落酸在果实发育和成熟的过程中起到什么作用?
脱落酸在开花初期含量较高,能促进花瓣的脱落,有利于果实的发育;后期含量升高,有利于果实的成熟、衰老和脱落。
2.种子萌发的过程中会发生淀粉水解。为探究赤霉素和脱落酸对大麦种子 淀粉酶产生量的影响及作用机制,研究者使用不同试剂处理大麦种子,结果如图所示。下列相关推测错误的是( )
课堂练习
A.糊粉层是合成 淀粉酶的场所
B.脱落酸和赤霉素的作用相抗衡
C.脱落酸和 甲基嘌呤的作用机制相同
D.赤霉素对种子淀粉的水解有抑制作用
D
课堂小结
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