内容正文:
第五章
第2节 其他植物激素
1.通过分析植物激素间相互协调,共同调节植物的生命活动,建立稳态与平衡观(生命观念)
2.通过总结各种植物激素的合成部位及主要作用,培养归纳与概括的科学思维能力。(科学思维)
3.尝试用植物激素解决农业生产中的问题。(社会责任)
【学习目标】
问题探讨
在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。
讨论:
“木瓜”催熟柿子
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,微量的物质就可以产生显著的影响。
①合成部位:
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
②主要作用:
细胞水平上:
促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;
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。
生长素
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。 除了生长素(IAA)和乙烯外,植物体内还存在哪些激素呢?
复习回顾——生长素的合成部位和主要作用
4
植物激素
生长素
细胞分裂素
赤霉素
脱落酸
乙烯
油菜素内酯
思考:植物体内的植物激素的作用都一样吗?你知道它们的探索历程吗?
植物激素的种类
①水稻恶苗病的研究
1926年
赤霉菌培养基滤液
水稻幼苗
喷施
导致
恶苗病
正常植株
恶苗病植株
赤霉菌
恶苗病(植株疯长,结实率降低)
水稻
感染
导致
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。
【思考】导致恶苗病的是赤霉菌菌体吗?
1. 赤霉素(GA)的发现
一、 其他植物激素的种类和作用
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)。
【思考】这就可以说明赤霉素是一种植物激素了吗?
还不能确定赤霉素属于植物激素。
因为植物激素必须是由植物体内产生,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。
一、 其他植物激素的种类和作用
1. 赤霉素(GA)的发现
③确定赤霉素是一种植物激素
20世纪50年代,科学家发现被子植物体内存在赤霉素。
一、 其他植物激素的种类和作用
1. 赤霉素(GA)的发现
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。
一、 其他植物激素的种类和作用
学生活动1:请同学们阅读课本97页,找出赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等植物激素的合成部位和主要生理作用,完成以下表格。
激素名称 主要合成部位 生理作用
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
油菜素内酯
一、 其他植物激素的种类和作用
(1)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。
(2)主要作用:
幼芽、幼根和未成熟的种子
1.赤霉素(GA)
喷施赤霉素植株( A)与对照( B)
分分长,发发花
清水处理
赤霉素溶液处理
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:
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、
细胞分裂素处理部位
③促进叶绿素合成、延缓衰老
侧枝发育,分分绿
赤霉素研究成果的应用: 农业第一次绿色革命,矮生水稻和小麦的推广解决了粮食危机,二者均是赤霉素合成量下降或者不敏感突变体。
(1)合成部位:
①促进果实成熟
(2)主要作用:
②促进开花
③促进叶、花、果实脱落
植物体各个部位
3.乙烯(ETH)
常温下为气体
对比生长素/赤霉素:促进果实 ?
发育
花落果熟
一、 其他植物激素的种类和作用
苹果催熟香蕉
苹果催熟猕猴桃
细胞分裂素能促进气孔开放,通过促进细胞分裂,促进侧芽发育打破顶端优势
一、 其他植物激素的种类和作用
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
3.乙烯(ETH)
赤霉素研究成果的应用: 农业第一次绿色革命,矮生水稻和小麦的推广解决了粮食危机,二者均是赤霉素合成量下降或者不敏感突变体。
(1)合成部位:
①抑制细胞分裂
(2)主要作用:
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
4.脱落酸(ABA)
根冠、萎蔫的叶片等
成熟区
伸长区
根冠
分生区
老脱抑分孔休眠
一、 其他植物激素的种类和作用
将要脱落的器官和组织中含量多,ABA有“逆境激素”之称,干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成。保卫细胞因侧壁较薄而内侧壁较厚,保卫细胞吸水时,细胞膨胀,细胞厚度增加,两细胞分离,气孔张开;保卫细胞失水时,细胞收缩,细胞厚度减小,两细胞并合,气孔闭合。
资料:在自然界中存在这样一种现象,小麦,玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后,由于大雨的天气,种子就容易在穗上发芽。
思考:请尝试对此现象进行解释(提示:研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解)。
①脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。
②持续高温——种子中脱落酸降解
没有脱落酸——种子不休眠
③大雨——为种子提供萌发所需的水分,于是种子萌发。
一、 其他植物激素的种类和作用
(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
——第六类植物激素
(1)合成部位:
植物体内
5.油菜素内酯(BA)
花粉管萌发
茎叶分展管萌发
一、 其他植物激素的种类和作用
科学家发现,除了上述五类植物激素,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,油莱素内酯已经被正式认定为第六类植物激素。
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
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。
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。
小结:植物激素的种类和作用
细胞
分裂
细胞伸长
细胞分化
细胞死亡
植物激素对
植物生长发育的调控
通过 调控
实现
植物激素的含量:______。
植物激素的作用机理:植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控__________、___________、___________和___________等方式实现的;
一般情况下,对生长发育起促进作用的主要是:
______________________________________________________。
对生长发育起抑制作用的主要是:_________________________________。
微少
细胞分裂
细胞伸长
细胞分化
细胞死亡
低浓度的生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素内酯
高浓度的生长素、脱落酸、乙烯
【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。
调节植物生长发育
微量和高效
一、 其他植物激素的种类和作用
细胞分裂素
生长素
赤霉素
脱落酸
乙烯
幼嫩的芽、叶和发育中的种子
未成熟的种子
主要是根尖
根冠、萎焉的叶片等
植物各个部位
低浓度促进生长,高浓度抑制生长
促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实成熟
促进细胞分裂
抑制细胞的分裂,促进叶和果实的衰老、脱落
促进果实成熟
激素种类
合成部位
作用
练一练
一、 其他植物激素的种类和作用
学生活动2:请同学们自主阅读教材P98-99,梳理下列问题,并做相应勾画标注
二、 植物激素间的相互作用
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?
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?
3.赤霉素和乙烯的生理作用可能存在什么关系?
4.通过草莓发育过程中乙烯含量的动态变化,你能得出什么结论?
5.植物生长发育过程中,不同激素的调节表现出什么特点?
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
草莓果实发育和成熟过程中乙烯含量的动态变化
1.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。
二、 植物激素间的相互作用
21
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?
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?
3.赤霉素和乙烯的生理作用可能存在什么关系?
不同植物激素作用的相关性
赤霉素和生长素都能起促进细胞伸长、诱导细胞分化,影响花、果实发育等作用。不同点:赤霉素有促进细胞分裂、促进种子萌发的作用,而生长素没有。
脱落酸往往表现出“抑制”作用
赤霉素和乙烯有可能存在“对抗”关系
思考.讨论
二、 植物激素间的相互作用
生长素
促进
细胞伸长
细胞体积增大
细胞核分裂
促进
细胞质分裂
促进
细胞分裂素
共同促进
细胞分裂
细胞数目增加
植物生长
共同促进
①协同作用
2.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。
二、 植物激素间的相互作用
色氨酸
生长素
细胞伸长
合成
赤霉素
促进
抑制
氧化产物
分解
促进细胞分裂
促进植物生长
促进果实发育
促进果实成熟
促进种子萌发
生长素、细胞分裂素、赤霉素
生长素、赤霉素、细胞分裂素
生长素、赤霉素、细胞分裂素
乙烯、脱落酸
赤霉素、细胞分裂素与油菜素内酯
①协同作用
二、 植物激素间的相互作用
24
细胞分裂
脱落酸
(-)
生长素
细胞分裂素
(+)
赤霉素
细胞分裂素
(+)
种子萌发
脱落酸
(-)
脱落酸
赤霉素
相抗衡
脱落酸
抑制
促进
种子萌发
赤霉素
②抗衡作用
二、 植物激素间的相互作用
25
生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯合成;乙烯含量的升高,反过来抑制生长素的作用。
③激素间的反馈作用:
二、 植物激素间的相互作用
26
3.决定植物器官生长、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→有利于分化形成雌花
较低→有利于分化形成雄花
生长素
细胞分裂素
较高→有利于分化形成根
较低→有利于分化形成芽
雄花
雌花
高根低芽中愈伤
赤高雄
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。
生长发育期________________________________含量较高,成熟衰老期,____________含量增多。其根本原因是__________________。
细胞分裂素、生长素、赤霉素
脱落酸和乙烯
基因的选择性表达
二、 植物激素间的相互作用
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。
28
二、 植物激素间的相互作用
3. 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。
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. 决定器官生长发育的是不同植物激素的相对含量。
4. 在植物生长发育过程中,不同种植物激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
总结:植物激素对生命活动的调节的特点
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。
细胞分裂
细胞核分裂
生长素
促进
细胞分裂素
细胞质分裂
促进
生长素
油菜素内酯
细胞伸展和分裂以及根的向地性
促进
赤霉素
种子萌发
促进
脱落酸
抑制
生长素
根的生长
促进
细胞分裂素
抑制
协同作用
相抗衡
植物激素间的相互作用
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、油菜素内酯
课堂小结
练习与应用
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
√
×
练习与应用
二、拓展应用
1.在自然界存在这样一种现象:小麦、玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热 之后又遇大雨,种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释(提示:研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解)。
【答案】脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸,这些种子就不会和其他种子那样休眠了。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会不适时地萌发。
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。
【答案】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。
B
布置作业
拓展实践:
情境:果蔬保鲜、作物生长调控离不开多种植物激素共同调节。结合本节知识完成两项任务:
① 观察生活中水果成熟现象,手绘简图,标注赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯的生理功能。
② 搜集柿子脱涩或果蔬保鲜实例,简述不同植物激素之间的相互调控关系。
课后作业
雄花
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