植物的激素調(diào)節(jié)

植物的激素調(diào)節(jié)1．使同學(xué)了解生命活動的調(diào)整方式，及其對生物體的意義；了解激素的概念；了解植物生長素的主要生理作用和作用特點，并通過對植物生長素的熟悉，初步了解激素的作用特點；初步了解植物激素間的相互作用。

2．通過同學(xué)學(xué)習(xí)植物生長素的發(fā)覺過程，使同學(xué)了解討論植物激素的試驗方法，激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)生命科學(xué)的愛好，培育同學(xué)的規(guī)律思維力量。

3．在關(guān)于植物生長素的生理作用的教學(xué)中，通過聯(lián)系植物生長調(diào)整劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，培育同學(xué)理論聯(lián)系實際的意識和進行生命科學(xué)價值觀的訓(xùn)練。

重點、難點分析

1．生命活動的調(diào)整方式及其對生物體生命活動的作用，是本課題教學(xué)的重點之一。由于：本課題是繼細胞、生物的新陳代謝、生物的生殖和發(fā)育等課題之后的教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合同學(xué)已有的學(xué)問，分析生物體內(nèi)的各種代謝活動和嚴格有序的生長發(fā)育過程，需要多種生命結(jié)構(gòu)和代謝活動的協(xié)調(diào)才能完成，這種機體內(nèi)部的協(xié)調(diào)統(tǒng)一是通過生命活動的調(diào)整功能實現(xiàn)的；另一方面，生物體生活在環(huán)境中，隨時對環(huán)境中的各種因子的變化，產(chǎn)生適應(yīng)性的反應(yīng)，這種生物機體與外界環(huán)境的統(tǒng)一也是通過生命活動的調(diào)整來完成的。通過本課題的學(xué)習(xí)，使同學(xué)了解生命活動的調(diào)整方式及其對生物體生命活動的作用，可以進一步理解生命是一個極其簡單的自我調(diào)控的系統(tǒng)。

2．生長素的生理作用，是本課題教學(xué)的又一重點。一方面，同學(xué)通過對植物生長素的熟悉，可以理解植物激素的特點和植物調(diào)整生命活動的方式等基本學(xué)問；另一方面，植物生長素的類似物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用較普遍，在該內(nèi)容的教學(xué)中可以較好地聯(lián)系實際，利于激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)的愛好及對同學(xué)進行生命科學(xué)價值觀的訓(xùn)練。

3．植物生長素的發(fā)覺過程，也是本課題教學(xué)的重點。雖然植物生長素的發(fā)覺歷史，并不肯定需要同學(xué)重點記憶，但是通過分析生長素的發(fā)覺過程，可以使同學(xué)理解科學(xué)家的熟悉過程和科學(xué)試驗方法，體現(xiàn)了科學(xué)家的規(guī)律思維的特點。因此對該內(nèi)容的教學(xué)應(yīng)賜予肯定的重視。

4．植物激素的特點，是本課題教學(xué)的難點之一。雖然同學(xué)在學(xué)校生物課的學(xué)習(xí)中，對激素的學(xué)問具有肯定的了解，在生活中對激素類物質(zhì)也有肯定的感性熟悉，但對激素的產(chǎn)生、運輸和作用等特點缺乏詳細感性的熟悉，因此該內(nèi)容是教學(xué)的難點。

5．植物激素間的相互作用，是本課題教學(xué)的又一難點。從教學(xué)大綱和教材的要求看，植物激素間的相互作用不是本課題的教學(xué)重點，在教學(xué)中不宜占用較多的時間敘述各種激素的作用和相互關(guān)系。但是使同學(xué)了解植物激素間的相互作用，對同學(xué)較完整地熟悉植物生命活動的調(diào)整方式，是特別重要的。因此，如何處理用較少的時間，使同學(xué)了解植物激素間的相互作用，是教學(xué)的難點。

教學(xué)過程設(shè)計

一、本課題的參考課時為二課時。

二、第一課時：

1．教學(xué)過程的設(shè)計思路：

2．關(guān)于教學(xué)過程的說明：

（1）通過回顧生物體內(nèi)各種代謝間的協(xié)調(diào)性、生物生長發(fā)育過程中嚴格的挨次性，指出這種機體內(nèi)部活動的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，是通過機體的調(diào)整機制實現(xiàn)的。在此可列舉一兩個詳細活動進一步說明，如人體由安靜到猛烈運動狀態(tài)的過程中，呼吸、循環(huán)、消化等活動的協(xié)調(diào)共4頁，當(dāng)前第1頁1234和適應(yīng)性的反應(yīng)；又如，植物從種子的萌發(fā)、器官的分化建筑、開花、結(jié)果、成熟和年輕等挨次發(fā)育的現(xiàn)象等。另一方面，生物生活在環(huán)境中，對外界各種因子的變化，會作出適應(yīng)性的反應(yīng)，這種機體與環(huán)境的統(tǒng)一也是生物體自動調(diào)整的結(jié)果。在此最好也列舉幾例賜予說明，如人從暖和到寒冷環(huán)境中機體作出的適應(yīng)性反應(yīng)；植物的向光性；根的向地性等。在爭論的基礎(chǔ)上，概括誕生命是一個能自我調(diào)控的系統(tǒng)，通過調(diào)整維持生物體內(nèi)部和生物體與環(huán)境的統(tǒng)一。在概述生命活動的調(diào)整意義之后，指誕生命活動的調(diào)整方式有多種，在此以植物的生長素為例，學(xué)習(xí)植物的激素調(diào)整。由此引入植物生長素的課題。

（2）關(guān)于生長素的發(fā)覺，是從討論植物的向光性開頭，通過幾代科學(xué)家經(jīng)過50多年的討論完成的?？梢罁?jù)這一線索，按下面的過程（圖4—1）與同學(xué)一起爭論。試驗爭論分析現(xiàn)象說明單側(cè)照光可引起向光彎曲，向光側(cè)比背光側(cè)生長慢。這一現(xiàn)象與什么結(jié)構(gòu)有關(guān)？光引起了內(nèi)部的什么變化？切去胚芽鞘的尖端后，同樣賜予單側(cè)照光，胚芽鞘不再向光彎曲且停止生長，該現(xiàn)象說明：向光性與胚芽鞘的尖端有關(guān)。由此可推想尖端可感受光的刺激?，F(xiàn)象說明向光性確是由于尖端感受了單側(cè)光的刺激引起的。推想胚芽鞘的尖端可能會產(chǎn)生某種物質(zhì)?，F(xiàn)象證明了推想。進一步推想，該種物質(zhì)可能影響胚芽鞘的生長。現(xiàn)象說明，胚芽鞘尖端的確產(chǎn)生了某種物質(zhì)且能向下運輸，該種物質(zhì)分布多的一側(cè)生長得快，少的一側(cè)生長得慢，由此引起胚芽鞘彎曲。通過下面試驗，進一步驗證：爭論分析現(xiàn)象證明胚芽鞘的尖端的確產(chǎn)生了促進生長的物質(zhì)，這種物質(zhì)可由尖端向下運輸，促進下部的生長。最終人們分別出了這種物質(zhì)，并證明它是吲哚乙酸，取名為生長素。為節(jié)約時間，老師應(yīng)在課前做好投影片，逐一顯示試驗處理和現(xiàn)象，師生共同爭論分析。

（3）關(guān)于生長素的產(chǎn)生部位和運輸?shù)奶攸c，可通過分析下面資料（圖4—2）得出。

依據(jù)該資料說明以下幾點：

①合成生長素最活躍的部位是分生組織且主要分布在生長旺盛的部位。如莖尖、根尖、幼葉、受精的子房等。

②生長素具有極性運輸?shù)奶攸c（從植物體的形態(tài)學(xué)的上端向下端運輸）。

三、其次課時：

1．教學(xué)過程的設(shè)計思路：

2．關(guān)于教學(xué)過程的說明：

（1）對生長素的每一項生理作用，均可從介紹有關(guān)試驗或植物體生長現(xiàn)象入手，在分析的基礎(chǔ)上概括相應(yīng)的生理作用，接著敘述在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。

（2）關(guān)于促進植物生長?？赏ㄟ^分析植物不同器官對生長素的反應(yīng)的資料（圖4—3），說明以下幾點：

①生長素對植物生長的作用，與其濃度的凹凸有關(guān)。一般低濃度促進植物生長，高濃度抑制植物生長。

②生長素促進不同器官生長的最適濃度不同。對生長素的敏感性：根＞芽＞莖。

③解釋植物的頂端優(yōu)勢現(xiàn)象，介紹有關(guān)生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用實例。

（3）關(guān)于生長素促進果實發(fā)育和促進扦插的枝條生根的作用?？勺屚瑢W(xué)閱讀教材中的有關(guān)內(nèi)容，最終概括結(jié)論。在此老師可以適當(dāng)補充介紹些生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用實例。

（4）關(guān)于植物激素間的相互作用。老師可簡潔介紹細胞分裂素、脫落酸、乙烯共4頁，當(dāng)前第2頁1234等幾種激素的主要作用。在此基礎(chǔ)上，指出植物的任何一種生理活動都不是受單一激素的掌握，如植物的生長，既受生長素促進細胞增大的影響，也受細胞分裂素促進細胞增殖的影響；又如，脫落酸與生長素、細胞分裂素的作用是對抗的，它劇烈地抑制生長，加速植物年輕；生長素促進植物生長的同時又開頭誘導(dǎo)乙烯的形成，當(dāng)生長素的濃度超過最適濃度時，乙烯的含量增加，抑制植物的生長等。通過介紹激素間的相互作用，使同學(xué)了解植物體內(nèi)各種生理活動的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，以及植物體對環(huán)境的適應(yīng)性反應(yīng)，是多種激素共同調(diào)整的結(jié)果。

四、本課題教學(xué)中應(yīng)留意的問題：

1．在“生長素的發(fā)覺”的教學(xué)中，主要目的是使同學(xué)了解討論植物激素的方法和培育同學(xué)探究問題的力量，因此，教學(xué)中要留意充分發(fā)揮同學(xué)的主動性，要留意引導(dǎo)同學(xué)分析試驗設(shè)計和試驗結(jié)果，讓同學(xué)通過自己分析得出結(jié)論。

2．在教學(xué)中要留意突出植物激素對生命活動的調(diào)整。如生長素濃度對不同器官的促進與抑制，使不同器官間協(xié)調(diào)生長；如各種激素間的相互作用，對生長發(fā)育進程的調(diào)整等。

3．本課題教學(xué)中，無論是生長素的發(fā)覺過程，還是生長素的生理作用，都要留意聯(lián)系實際，讓同學(xué)對實際問題進行分析而形成有關(guān)生長素的理論。此外，要留意聯(lián)系第三章的學(xué)問，如生長素促進果實成熟，就應(yīng)聯(lián)系植物胚和胚乳發(fā)育過程的內(nèi)容；生長素促進扦插枝條生根，就應(yīng)聯(lián)系養(yǎng)分生殖的內(nèi)容。

小資料一、植物生長素的作用機理：

目前對激素作用的機理有各種解釋，可以歸納為二：

一是認為激素作用于核酸代謝，可能是在dna轉(zhuǎn)錄水平上。它使某些基因活化，形成一些新的mrna、新的蛋白質(zhì)（主要是酶），進而影響細胞內(nèi)的新陳代謝，引起生長發(fā)育的變化。另一則認為激素作用于細胞膜，即質(zhì)膜首先受激素的影響，發(fā)生一系列膜結(jié)構(gòu)與功能的變化，使很多依附在肯定的細胞器或質(zhì)膜上的酶或酶原發(fā)生相應(yīng)的變化，或者失活或者活化。酶系統(tǒng)的變化使新陳代謝和整個細胞的生長發(fā)育也隨之發(fā)生變化。此外，還有人認為激素對核和質(zhì)膜都有影響；或認為激素的效應(yīng)先從質(zhì)膜再經(jīng)過細胞質(zhì)，最終傳到核中。雖然對激素作用機理有不同的解釋，但是，無論哪一種解釋都認為，激素必需首先與細胞內(nèi)某種物質(zhì)特異地結(jié)合，才能產(chǎn)生有效的調(diào)整作用。這種物質(zhì)就是激素的受體。

1．激素受體：植物激素受體是指能與植物激素專一地結(jié)合的物質(zhì)。這種物質(zhì)能和相應(yīng)的物質(zhì)結(jié)合，識別激素信號，并將信號轉(zhuǎn)化為一系列的生理生化反應(yīng)，最終表現(xiàn)出不同的生物學(xué)效應(yīng)。受體是激素初始作用發(fā)生的位點。所以，了解激素受體的性質(zhì)及其在細胞內(nèi)的存在位置，是討論激素作用機理的重要內(nèi)容之一。激素受體是一種蛋白質(zhì)，它們可能定位于細胞質(zhì)膜，也可能定位于細胞核或細胞質(zhì)。由于植物體內(nèi)具有多種激素，因此，必定可能有多種激素受體，并存在于細胞的.不同部位。

2．生長素最基本的作用是促進細胞的伸長生長，這種促進作用，在一些離體器官如胚芽鞘或黃化莖切段中尤為明顯。生長素為什么能促進細胞的伸長生長，又以什么方式起作用的？植物細胞的最外部是細胞壁，細胞若要伸長生長即增加其體積，細胞壁就必需相應(yīng)擴大。細共4頁，當(dāng)前第3頁1234胞壁要擴大，就首先需要軟化與松弛，使細胞壁可塑性加大，同時合成新的細胞壁物質(zhì)，并增加原生質(zhì)。試驗證明，用生長素處理燕麥胚芽鞘，可增加細胞壁可塑性，而且在不同濃度的生長素影響下，其可塑性變化和生長的增加幅度很接近，這說明生長素所誘導(dǎo)的生長是通過細胞壁可塑性的增加而實現(xiàn)的。生長素促進細胞壁可塑性增加，并非單純的物理變化，而是代謝活動的結(jié)果。由于，生長素對死細胞的可塑性變化無效；在缺氧或呼吸抑制劑存在的條件下，可以抑制生長素誘導(dǎo)細胞壁可塑性的變化。

二、植物激素間的相互作用：

在植物生長發(fā)育的過程中，任何一種生理活動都不是受單一激素的掌握，而是各種激素相互作用的結(jié)果。也就是說，植物的生長發(fā)育過程，是受多種激素的相互作用所掌握的。例如，細胞分裂素促進細胞增殖，而生長素則促進增殖的子細胞連續(xù)增大。又如，脫落酸劇烈地抑制著生長，并使年輕的過程加速，但是這些作用又會被細胞分裂素所解除。再如，生長素的濃度相宜時，促進植物生長，同時開頭誘導(dǎo)乙烯的形成。當(dāng)生長素的濃度超過最適濃度時，就會消失抑制生長的現(xiàn)象。討論激素之間的相互關(guān)系，對生產(chǎn)實踐有著重要意義。

三、植物激素類似物；

隨著對植物激素的討論，人們也在不斷地用人工合成的方法制成一些具有植物激素活性的類似物。這些植物激素類似物，一般叫做植物生長調(diào)整劑。植物生長調(diào)整劑的種類許多，依據(jù)功能的不同，可分為植物生長促進劑（如奈乙酸、2，4—d等）、植物生長抑制劑（如三碘苯甲酸、青鮮素等）和植物生長延緩劑（如短壯素、多效唑等）三類。下面舉例簡要介紹它們的作用和應(yīng)用狀況。吲哚丁酸：吲哚丁酸簡稱iba。純品為白色或微黃色的晶體，稍有異臭，不溶于水，能夠溶于乙醇、丙酮等有機溶劑中。在使用的時候，可以先把它溶解在少量酒精中，然后再加水稀釋到所需要的濃度。它主要用于促進植物的插條生根，尤其對生根作用明顯。但是，吲哚丁酸誘發(fā)出的根細而長，而奈乙酸誘發(fā)出的根比較粗大，因此，生產(chǎn)中常將這兩種植物生長調(diào)整劑混合作用。三碘苯甲酸：三碘苯甲酸簡稱tiba，純品為白色粉末，不溶于水，能溶于乙醇、乙醚等有機溶劑中。三碘苯甲酸能夠阻礙生長素在植物體內(nèi)的運輸，抑制莖的頂端的生長，促進側(cè)芽的萌發(fā)，從而使植株矮化、分枝增多，并且使開花數(shù)和牢固數(shù)增加。三碘苯甲酸已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大豆生產(chǎn)中，用它的溶液噴施大豆植株，可以使植株變矮，分枝增多，結(jié)莢率提高，從而提高大豆的產(chǎn)量。矮壯素：矮壯素簡稱ccc，化學(xué)名稱是2—氯乙基三甲基氯化銨。純品為白色結(jié)晶，易溶于水。它的作用與赤霉素相反，能夠抑制細胞伸長，但是不抑制細胞分裂，因而能夠使植株變矮，莖稈變粗。矮壯素對