第5節(jié)植物生命活動的調(diào)節(jié)

向日葵的花盤向著太陽轉(zhuǎn)植物幼苗破土而出植物的花開花落植物的春花秋實？思考植物體為什么會產(chǎn)生這些生命現(xiàn)象？

第5節(jié)

植物生命活動的調(diào)節(jié)課標領航1．了解并簡述植物的運動形式及主要內(nèi)因。2．體驗生長素的發(fā)現(xiàn)過程和科學方法。3．理解生長素、赤霉素等植物激素的主要生理作用及特性。4．能應用本節(jié)的知識對一些生產(chǎn)、生活實踐提出合理化建議。(1)向性運動①概念：植物受到外界單一方向刺激時，體內(nèi)某種物質(zhì)的含量或分布發(fā)生變化，引起相應部分向一定方向運動（定向運動），這種現(xiàn)象稱為植物的向性運動。（向性運動只發(fā)生在正在生長的區(qū)域，切去生長區(qū)域或停止生長的部位都不會發(fā)生。）②分類：植物的向性運動包括向光性、向重力性、向化性和向水性等。一

植物的應激性1．植物的運動向光性：即植物受到單側(cè)光照射時，會表現(xiàn)出向光源方向彎曲生長（莖的正向光性）或背向光源方向彎曲生長（根的負向光性）的特性。應激性：生物對外界刺激所作出的適應性的反應稱為應激性。例如植物的向性運動、感性運動等。向重力性:是指植物在重力影響下，根順著重力方向向下生長(向地性)，而莖則背離重力方向向上生長（背地性）的現(xiàn)象。向化性:是指由于某些化學物質(zhì)在植物周圍分布不均，使得植物的根朝向肥料較多的土壤生長的特性。（生產(chǎn)上可以深層施肥擴大根系）向水性:是指土壤中的水分分布不均時，植物的根會趨向較濕的地方時生長的現(xiàn)象。①概念：植物的感性運動由外界不定向刺激或者內(nèi)部的生理機制所引起，運動方向不由外界刺激方向所決定。(2)感性運動②分類：主要包括偏上性、偏下性、感夜性、感熱性和感震性。偏上性、偏下性：植物的葉片、花瓣或其他器官向下彎曲生長的特性稱為偏上性；而向上彎曲生長則稱為偏下性。感夜性、感熱性、感震性

：見P57向性運動和感性運動的區(qū)別：向性運動是外界因素對植物單方向刺激所引起的定向運動；感性運動是無一定方向的外界因素均勻的作用于整個植物或某些器官所引起的運動。白睡蓮

這是一幅盛開的睡蓮花朵，你可曾注意，隨著太陽落下花朵會漸漸關(guān)閉，仿佛花晚上也要睡覺，睡蓮也因此而得名。白睡蓮

感夜性

植物與動物不同，沒有神經(jīng)系統(tǒng)，沒有肌肉，它不會感知外界的剌激，而含羞草與一般植物不同，它在受到外界觸動時，葉會下垂，小葉片合閉，此動作被人們理解為“害羞”，故稱為含羞草。含羞草的感震性含羞草

舞

草

這是一枝普普通通的小草，當人們對它講話或唱歌，小葉片會左右舞動，宛如小草聽到你的聲音翩翩起舞，因而人們稱它為舞草。舞草屬豆科，舞草屬，產(chǎn)于華南部分省區(qū)。當今許多植物園都種植有舞草，作為會動的寵物，備受關(guān)注。

舞草的

感震性植物向性運動和感性運動比較（4）生長抑制（在不良環(huán)境條件下，所有植物的生長都會受到抑制）.2.植物對不良環(huán)境的適應性反應植物的抗性：植物對不良環(huán)境的適應性和抵抗力脅迫：逆境時對植物產(chǎn)生傷害的環(huán)境又稱為脅迫（1）產(chǎn)生脅迫蛋白（在低溫、缺氧等各種不良環(huán)境條件下，植物基因表達發(fā)生改變，一些與適應有關(guān)的基因被啟動,從而誘導一些新的蛋白質(zhì)合成，以減輕對植物造成的傷害）.（2）滲透調(diào)節(jié)（在各種不良環(huán)境中，一些植物體內(nèi)會積累脯氨酸等一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)）.（3）植物激素的調(diào)控（在種不良環(huán)境下，激素調(diào)控許多基因表達，增強抗逆性,如脫落酸）.？疑問植物為什么會向性運動呢？

向性運動的原理是什么呢？原來，植物的向性運動與生長素有關(guān)！胚芽鞘是什么?

（一）達爾文（1880年）的向光性實驗1二生長素●生長素的發(fā)現(xiàn)實驗材料：胚芽鞘胚芽鞘胚芽胚芽鞘殘留的胚芽鞘單子葉植物特別是禾本科植物胚芽外的錐形套狀物，胚芽鞘為胚體的第一張葉，有保護胚芽中更幼小的葉和生長錐的功能。在種子萌發(fā)時，胚芽鞘首先穿出地面，保護胚芽出土時不受損傷，隨后為胚芽所突破。完整的胚芽鞘剝除尖端的胚芽鞘，可見胚芽小提示：自變量，指實驗中由實驗者操縱的因素或條件。因變量，指實驗中由于實驗變量引起的變化和結(jié)果。(自變量)實驗處理單側(cè)光（因變量）實驗結(jié)果彎向光源生長達爾文的向光性實驗1兩組實驗差異：現(xiàn)象：結(jié)論：單側(cè)光引起胚芽鞘向光彎曲生長

實驗1分析有無單側(cè)光的照射(單一變量)對照組直立生長；實驗組向光彎曲生長達爾文的向光性實驗2有無胚芽鞘尖端(單一變量)實驗組不生長；對照組向光彎曲生長結(jié)論：胚芽鞘的向光性彎曲與尖端有關(guān)實驗2分析兩組實驗差異：現(xiàn)象：達爾文的向光性實驗3遮光部位不同(單一變量)實驗組1向光彎曲生長；實驗組2直立生長結(jié)論：只有尖端是感受光刺激的部位通過上述三個實驗,達爾文得出什么結(jié)論?兩組實驗差異：現(xiàn)象：實驗3分析達爾文推想

單側(cè)光照射,使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激，當這種刺激傳遞到下部伸長區(qū)時,會導致下部出現(xiàn)向光彎曲生長。但這種“刺激”究竟是什么呢?這種刺激真的能傳遞？（二）鮑森.詹森（1910至1913年）的實驗結(jié)論：尖端產(chǎn)生的某種刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部瓊脂片問題：尖端產(chǎn)生的刺激在向下運輸?shù)倪^程中,如何引起向光彎曲生長?

瓊脂：是一種凝膠狀的物質(zhì),主要成分為多聚半乳糖的硫酸酯。常用作微生物培養(yǎng)基及食品工業(yè)的配料（果凍等食物的主要成分）。結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長，是因為尖端產(chǎn)生的刺激在下部分布不均造成的。（三）拜爾（1914至1919年）的實驗由達爾文、詹森和拜爾的實驗，我們會有什么猜測呢？如何證明？推論：胚芽鞘的尖端有一種化學物質(zhì)，受單側(cè)光刺激分布不均勻，這種化學物質(zhì)傳遞到下部伸長區(qū)時造成了胚芽鞘的彎曲生長。朝對側(cè)彎曲生長不生長也不彎曲

（四）溫特（1928年）的實驗溫特實驗的分析：使用的瓊脂塊是否用尖端處理過

——單一變量實驗組彎曲生長；對照組不生長胚芽鞘頂端確實可以產(chǎn)生某種向下運輸?shù)牟⒛芤鹋哐壳噬L的物質(zhì)溫特認為這可能是和動物激素類似的物質(zhì)，并把這種物質(zhì)命名為：生長素結(jié)論：兩組實驗差異：現(xiàn)象：1934年，荷蘭科學家郭葛等人首先從人尿中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)過鑒定，知道它叫吲哚乙酸（IAA

）。

直到1946年，人們才從高等植物中分離出了生長素,并確認它就是IAA。除IAA外還有苯乙酸（PAA）、還有吲哚丁酸（IBA）等。問題：生長素究竟是什么物質(zhì)呢？從達爾文父子1880年開始研究到確定生長素的化學性質(zhì)，經(jīng)歷了50余年。在這期間，經(jīng)過多人辛勤努力，終于明確了生長素的產(chǎn)生、作用和性質(zhì)，從而開辟了植物激素研究的新領域。對我們有什么啟示？科學成果來之不易，需要仔細的觀察，科學的思維，合理的實驗設計，以及堅持不懈的努力！除生長素外，科學家還發(fā)現(xiàn)了赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯等植物激素。

像生長素這類由植物體一定部位合成并運輸?shù)阶饔貌课唬瑢χ参锷L發(fā)育、分化等生命活動進行調(diào)節(jié)的微量有機物統(tǒng)稱為植物激素。③單側(cè)光使胚芽鞘兩側(cè)生長素分布不均勻，背光一側(cè)生長素分布較多，生長較快，結(jié)果使莖朝向?qū)?cè)即照光一側(cè)彎曲，從而使植物的莖顯示向光性。①植物的胚芽鞘頂端能產(chǎn)生生長素，并運輸?shù)较虏?，促進下部的生長；②胚芽鞘頂端能感受光的刺激；綜上所述：（1）生長素引起向光性的原理(2)莖的背地性生長，根的向地性生長(如圖)CD運輸方式：非極性運輸：極性運輸：橫向運輸：（主動運輸需要消耗ATP，與細胞呼吸強度有關(guān)）●生長素的分布與運輸(1)合成部位:幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子

分布：大多數(shù)分布于生長旺盛的部位，如莖尖等。(2)運輸：在成熟組織中生長素通過韌皮部進行的運輸方式，運輸方向取決于兩端有機物的濃度。在一些細胞分裂特別旺盛的地方（莖尖、根尖）的薄壁組織中，受外界某些刺激

（單側(cè)光、重力）的影響可橫向運輸。在胚芽鞘、幼莖的薄壁細胞間短距離、單方向的極性運輸，在極性運輸時，生長素只從植物的上端向下端運輸。不能倒轉(zhuǎn)運輸。abc

上端

下端ac

上端上端

下端a上端ab

上端

下端易錯點：外界刺激（單側(cè)光）不影響生長素的極性運輸。橫向運輸：外界刺激使生長素在尖端發(fā)生了橫向運輸，從而導致生長素分布不均。？●生長素的生理作用(1)完成實驗：探究不同濃度的吲哚乙酸對插枝生根的影響通過探究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的生長素對植物插條生根有不同影響。其中10－10mol/L時，生根效果最好。1000g植物組織中的IAA含量相當于22噸枯草中的一根細針！作用特點：生長素的生理作用是有兩重性，既能促進植物生長，也能抑制植物生長，一般來說

，低濃度的生長素可以促進植物生長，而高濃度的生長素則抑制植物生長。同一植物的不同器官對生長素濃度的反應也_______。不一樣（2）生長素的生理作用①促進細胞的伸長和分裂、葉片增大、莖伸長、不定根形成、果實的發(fā)育；②抑制落花落果、側(cè)枝生長、葉片衰老等。B.對于不同的器官來說，同一濃度的生長素對他們的影響情況怎樣？A.對于同一器官來說，生長素的作用與濃度有什么關(guān)系？

不同器官對同一濃度的生長素影響情況不同。

根＞芽＞莖在一定濃度范圍內(nèi)促進生長，超過這一范圍則抑制生長。芽促進生長抑制生長010-10c/mol·L-110-810-4根莖abcd同一植株的不同器官對不同濃度的生長素反應情況。敏感度：(1)營養(yǎng)器官＞生殖器官(2)根＞芽＞莖(3)幼嫩細胞＞衰老細胞(4)雙子葉植物＞單子葉植物植物對生長素的敏感程度10-810-2單子葉雙子葉c/mol.L-1促進作用抑制作用10-1010-610-4100用高濃度的生長素類似物除去單子葉田間的雙子葉雜草C.不同的植物對同一濃度的生長素的敏感性也不同頂端優(yōu)勢根的向重力性體現(xiàn)兩重性的實例——頂端優(yōu)勢和根的向重力性等。小結(jié)1、在胚芽鞘實驗中，產(chǎn)生生長素的部位是

。感受光刺激的部位是

。光只能影響生長素的分布，不能影響生長素的合成。2、生長素發(fā)揮作用的部位和向光彎曲部位在

。3、生長素的運輸方式主要是＿＿＿＿＿＿＿＿。4、胚芽鞘向光彎曲的原因是

。5、生長素在植物體中相對集中在

。6、生長素的化學本質(zhì)是＿＿＿＿＿＿＿，具有生長素效應的還有＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿。胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端尖端下部極性運輸背光的一側(cè)生長素含量多，生長快生長旺盛的部位吲哚乙酸（IAA）吲哚丁酸（PAA）苯乙酸（IBA）三點需要注意的問題②光對生長素的作用是影響生長素的分布，而不是生長素的合成。單向光照射下，莖的向光側(cè)生長素比背光側(cè)分布得少。③生長素的運輸方向是從芽的尖端向下，即從形態(tài)學的上部向下部運輸；而在一些細胞分裂特別旺盛的地

方則橫向運輸。①合成生長素最活躍的部位是分生組織，如芽尖、根尖、形成層、幼嫩種子，也就是說，生長素大都集中在生長旺盛的部位。

ABCDEF向光彎曲類題型（1）插云母片類如下圖所示胚芽鞘向光性實驗，請分析各胚芽鞘生長情況（圖中插入薄片為云母片，不透水）。（2）旋轉(zhuǎn)類：

在方形暗箱內(nèi)放一幼苗,暗箱的一側(cè)開一小窗,固定光源的光可從窗口射入(如下圖).把暗箱放在旋轉(zhuǎn)器上水平旋轉(zhuǎn)，A、幼苗旋轉(zhuǎn)，B、暗箱幼苗一起旋轉(zhuǎn)，C、暗箱旋轉(zhuǎn)，D、旋轉(zhuǎn)盤邊緣快速旋轉(zhuǎn)。（A）（B）（C）（D）判斷生長方法3.瓊脂塊類例題分析：下圖表示對燕麥胚芽鞘進行了不同處理的情況，其中，A、B、C、D采用不透水的云母片，E、F采用未經(jīng)任何處理的瓊脂塊，G、H采用不透光的錫箔，它們的生長狀況將會怎樣？B小窗光源小窗光源小窗光源小窗光源ABCD在方形暗箱內(nèi)放一盆幼苗，暗箱一側(cè)開一小窗，固定光源的光可以從窗口射入，把暗箱放在旋轉(zhuǎn)器上水平旋轉(zhuǎn)（花盆與暗箱一起轉(zhuǎn)），保持15分鐘均速轉(zhuǎn)一周，一星期后幼苗生長狀況為（）。B小窗小窗光源小窗小窗ABCD光源光源光源若固定暗箱，把花盆放在旋轉(zhuǎn)器上均速旋轉(zhuǎn)，則幼苗的生長狀況為（）AABCD三盆燕麥幼苗A、C盆中是正常幼苗，B盆中是切去胚芽鞘尖端的幼苗。將A、B分別放在慢勻速旋轉(zhuǎn)的圓盤上，將C盆不旋轉(zhuǎn)，三盆都有單側(cè)光照射。幾天后，A盆的幼苗

生長；B盆的幼苗

生長；C盤的幼苗

生長。ABC直立不彎曲也不向光彎曲三植物激素的種類到目前為止，大家已經(jīng)公認的植物激素有生長素（IAA）、赤霉素（GA）、細胞分裂素（CTK）、脫落酸（ABA）、乙烯(ETH)、油菜素內(nèi)酯、多胺、茉莉酸、水楊酸等赤霉素現(xiàn)有126種。合成：生長中的種子、幼葉、根和莖尖。分布：它和生長素一樣集中分布在莖端，嫩葉、根尖、果實和種子等生長旺盛的部位。生理作用：可促進雄花的形成、單性結(jié)實、促進細胞的伸長（從而促進莖的伸長、抽薹）、側(cè)枝生長、種子發(fā)芽、果實生長；對植物的成熟、側(cè)芽休眠、衰老、塊莖的形成等有抑制作用。1．赤霉素類應用：處理蘆葦，可使其纖維長度增加50％左右。利用其解除休眠的作用（可以通過誘導α--淀粉酶的形成，增快種子萌發(fā)的營養(yǎng)供應），可用其處理種子，馬鈴薯塊莖等。2.細胞分裂素合成：根、生長中的種子和果實。分布：進行細胞分裂的部位，如莖尖、根尖、未成熟的種子、萌發(fā)的種子、生長著的果實生理作用：其主要作用是促進細胞分裂、地上器官分化（如誘導芽的分化）、種子發(fā)芽、果實生長等，延緩葉片的衰老。應用：利用其延緩衰老的作用，在蔬菜儲藏中,常用它來保持蔬菜鮮綠,延長儲藏時間。3.乙烯合成：高等植物各器官都能釋放乙烯，但是成熟組織釋放乙烯較少，而分生組織、種子萌發(fā)、花剛凋落和果實成熟時產(chǎn)生乙烯較多。即成熟中的果實、衰老中的組織產(chǎn)生較多。是唯一一種氣體類激素。分布：各器官都存在生理作用：其主要生理功能是促進細胞增大（橫向擴大），促進果實成熟，促進器官器官脫落等。應用：生產(chǎn)上常用乙烯利作為催熟劑，催熟如菠蘿，蘋果，葡萄，香蕉，番茄，草莓等水果。4.脫落酸合成：根冠、老葉（萎蔫的葉片）、莖。植物受到逆境脅迫時會大量產(chǎn)生。分布：高等植物的各器官、組織中都有，將要脫落或休眠的器官和組織中較多，逆境條件下會增多。生理作用：促進葉、花、果實脫落；促進植物進入休眠；促進氣孔關(guān)閉；提高植物的抗逆性。資料：科學家在對黃化豌豆幼苗切段的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，低濃度的生長素促進細胞的伸長，但生長素濃度增高到一定值時，就會促進切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反過來又抑制了生長素促進切段細胞伸長的作用。生長素與乙烯的作用圖解生長素濃度低乙烯增多細胞伸長生長細胞橫向擴大生長素濃度高[][][][][]抑制抑制促進促進促進各類植物激素的相互作用[][]脫落酸細胞分裂素生長素赤霉素乙烯細胞分裂細胞伸長果實成熟細胞數(shù)目增多細胞縱向伸長協(xié)同協(xié)同協(xié)同拮抗植物生長抑制促進促進促進促進促進促進[][

][

][][

]各類植物激素的相互作用1．植物生長促進劑（1）常見種類：人工合成的生長促進劑________、2,4－D(2,4－二氯苯氧乙酸)等。其結(jié)構(gòu)和生理作用與生長素相似的物質(zhì)，稱為生長素類似物。其生理作用主要是影響細胞伸長、分裂和分化，還影響器官的生長、成熟和老化。萘乙酸概念：通過化學合成或微生物發(fā)酵等方式，生產(chǎn)出一些與天然植物激素具有類似生理和生物學效應的有機物質(zhì)，稱為植物生長調(diào)節(jié)劑。植物生長調(diào)節(jié)劑又可分為以下幾種類型：四植物生長調(diào)節(jié)劑及其應用(2)應用①促進扦插的枝條生根。②促進果實發(fā)育。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上利用這種方法可培育無子番茄、黃瓜、辣椒等。③防止落花落果由于植物生長素能促進子房發(fā)育成果實。所以，它被普遍用來防止落花落果。生產(chǎn)上常用1mg/L的2,4－D或10mg/L的NAA溶液噴灑棉株，這樣可以達到保蕾保鈴的效果。④生產(chǎn)無根豆芽

如果使用的生長素濃度能最好促進芽的生長，對根就起抑制作用。如果使用的生長素濃度能最好促進莖的生長，則對根、芽都起抑制作用。依據(jù)這個原理，所以豆芽的根和芽都很小。⑤除草劑除草劑的原理是過高濃度的生長素及其類似物能抑制某些植物的生長，甚至使其死亡。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常常用高濃度的2,4—D殺死雙子葉植物雜草。2．植物生長抑制劑青鮮素又名___________，是一種人工合成的生長抑制劑，其作用與生長素相反，即抑制芽的生長和莖的伸長、提早結(jié)束生長，促進成熟。3．植物生長延緩劑矮壯素是________的拮抗劑，可抑制細胞的伸長，使植株矮化，加厚葉片，增強抗倒伏、抗寒、抗鹽堿的能力。馬來酰肼赤霉素植物生命活動的調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)生長素其它植物激素細胞分裂素：乙烯：赤霉素：脫落酸：（具二重性）低濃度起促進作用高濃度起抑制作用生長枝條生根果實發(fā)育保蕾保鈴育無籽果實、整枝修剪、防落花落果等植物胚芽鞘的向光性實驗分生組織所有器官，集中在生長旺盛的部位主要促進細胞分裂和組織分化主要促進果實的成熟主要抑制細胞分裂和伸長主要促進細胞伸長合成部位：分布部位：發(fā)現(xiàn)：生理作用應用：運輸：極性運輸、橫向運輸總結(jié)跟蹤訓練

1、對燕麥胚芽鞘進行如圖處理：①的胚芽鞘尖端套上不透光的錫箔小帽；②將尖端下部用錫箔遮?。虎墼诩舛藱M向插入錫箔；④在尖端橫向插入瓊脂片；⑤切去胚芽鞘尖端。請據(jù)圖判斷下列哪一項是錯誤的(

)DA．有單側(cè)光照時仍直立生長的是①B．給予右側(cè)光照時，彎向光源生長的是②④C．單側(cè)光照時，不生長也不彎曲的是③⑤D．如把④放在勻速轉(zhuǎn)盤上，并給予右側(cè)光照，生長情況是向右彎曲生長2、

植物激素中的赤霉素與生長素都能促進莖稈伸長，兩者促進植物生長的關(guān)系可用下圖表示，請根據(jù)圖中信息和相關(guān)知識分析下列說法錯誤的是(

)BA．赤霉素和生長素都是植物細胞合成的微量有機物B．圖中赤霉素對①過程起促進作用，對②過程也應該起促進作用C．赤霉素促進莖稈伸長是通過提高生長素的含量而實現(xiàn)的D．赤霉素與生長素的化學本質(zhì)是不同的3、植物頂芽的生長素可以向生長素濃度比它高的側(cè)芽部位運輸。同時，在缺氧的條件下會嚴重阻礙其運輸。這說明生長素的運輸屬于（）

A、自由擴散B、協(xié)助擴散

C、主動運輸D