第3章 植物的激素调节

一、植物生长素的发现实验处理

实现现象实验结论达尔文实验

单侧光照射下,胚芽鞘弯向光源生长单侧光照射使

胚芽鞘的尖端

产生某种刺激,

当这种刺激传

递到下部的伸

长区时,背光面

比向光面生长

快,因而出现向

光性弯曲

单侧光照射下,切去尖端的胚芽鞘不生长、也不弯曲

不透光的锡箔罩子把胚芽鞘

的尖端罩上,胚芽鞘直立生长;不透光的锡箔罩子把尖端的下面一段罩上,胚芽鞘弯向光源生长

詹森实验

切去尖端的胚

芽鞘,在单侧光

照射下不弯曲

。而在尖端下

面放一片琼脂

片的胚芽鞘则

弯向光源生长胚芽鞘的尖端

产生的刺激可

以透过琼脂片

传递给下部拜尔实验

把胚芽鞘的尖端切下,然后将其放在去掉尖端的胚芽鞘的

一侧,在黑暗中

一段时间后,发

现胚芽鞘都弯

曲生长了,且向

放置尖端相对

一侧弯曲胚芽鞘弯曲生

长,是因为尖端

产生的刺激在

其下部分分布

不均匀温特实验

去尖端的胚芽鞘上放经处理的琼脂块(接触过尖端),胚芽鞘向对侧弯曲生长;去尖端的胚芽鞘上放没有

接触过尖端的

琼脂块,胚芽鞘

既不生长也不

弯曲造成胚芽鞘弯曲的“刺激”确实是一种化学物质,这种化学物质的不均匀分布造成胚芽鞘尖端以下的部位弯曲生长。温特认为这种促进生长的物质可能是

一种和动物激素类似的物质,并把这种物质

命名为生长素生长素的确认1934年,科学家从人尿中分离出具有生长素效应的

化学物质——吲哚乙酸,直到1942年人们才从高等

植物中分离出生长素,并确认其化学成分就是吲哚

乙酸

分析生长素发现过程中的实验,你发现了什么共性?提示:都设置了对照实验。思考感悟提示二、植物激素的概念由植物体内产生,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。三、生长素的产生、运输和分布1.产生:主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。2.运输(1)极性运输:在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输。(2)非极性运输:在成熟组织中,可以通过韧皮部进行运输。3.分布:相对集中地分布在生长旺盛的部位。四、生长素的生理作用1.特点(1)具有两重性:既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制

发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。(2)生长素所发挥的作用,因浓度、植物细胞的成熟情况和器官种类

不同而有较大的差异。

生长素发挥作用时,因条件不同表现为哪些差异?提示:高浓度时抑制生长,低浓度时促进生长;幼嫩的细胞对生长素敏

感,老细胞比较迟钝;不同器官的敏感性为根>芽>茎。

2.举例——顶端优势(1)现象:顶芽优先生长,侧芽受到抑制。(2)原因:顶芽产生的生长素向下运输,侧芽附近生长素浓度较高,发育

受到抑制。(3)解除:去掉顶芽。3.生长素类似物及其应用思考感悟提示(1)概念:具有生长素的生理效应的化学物质。(2)应用:防止果实和叶片的脱落、促进结实、获得无子果实、促使

扦插枝条生根等。五、其他植物激素及植物生长调节剂1.其他植物激素有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯。2.植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化

学物质。

解析2.右图表示不同浓度生长素对芽生长影响的曲线图。当植物表现出

顶端优势时,顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度分别为

(

)A.a和bB.b和aC.b和cD.c和b答案:C解析3.下图直接可以得出的结论有

(

)

A.生长素能促进植物生长B.生长素的化学成分为吲哚乙酸C.单侧光照射引起生长素分布不均匀D.感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端答案:A解析4.为验证胚芽鞘弯曲生长的原理,某同学按下图进行了实验。其实验

结果应为

(

)

A.胚芽鞘向右弯曲生长B.胚芽鞘向左弯曲生长C.胚芽鞘直立生长D.胚芽鞘不生长答案:A解析5.连线:合成部分

激素名称

主要作用①根冠、萎蔫叶片a.赤霉素Ⅰ.促进细胞分裂②未成熟种子、幼根、幼芽b.细胞分裂素Ⅱ.促进果实成熟③各个部分c.脱落酸

Ⅲ.促进细胞生长、种子萌发④主要是根尖d.乙烯

答案:

要点一植物的向性分析1.植物向光性

茎的向光性生长、茎的背地性生长、根的向地性生长都有弯曲现象,

但解释弯曲的原因不同:茎对生长素不敏感,解释茎的弯曲一般用

“生长素的促进作用”,根对生长素较敏感,解释根的弯曲一般用

“生长素的促进和抑制作用”,即两重性;顶端优势也体现了两重性【典题例析】将一玉米幼苗固定在支架上,支架固定在温、湿度适

宜且底部有一透光孔的暗室内,从下图所示状态开始,光源随暗室同

步缓慢匀速旋转,几天后停止于起始位置。此时,幼苗的生长情况是

(

)

A.根水平生长,茎向上弯曲B.根水平生长,茎向下弯曲C.根向下弯曲,茎向上弯曲D.根向下弯曲,茎向下弯曲答案试解:B

解析:本题综合性地考查了重力、单侧光照对植物根、茎生长的影响

。尽管根具有向地性、茎具有背地性,但由于固定植株的支架匀速旋解析转,使得根、茎每一部位都均匀接受重力的作用,因此生长素在根、

茎每一侧都均匀分布,根将水平生长。但茎还具有向光性,固定植株

在旋转过程中,茎的同一部位都要接受单侧光刺激,因此装置回到原

位时,茎将向光(下)弯曲。规律方法:分析植物生长状况的方法

1.根、茎、芽对生长素的敏感程度曲线解读生长素的生理作用特点要点二

(1)不同浓度的生长素作用于同一器官上,引起的生理功效不同。(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理功效也不同(敏感性大小:根>芽>茎),也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不

同。(3)曲线在A'、B'、C'点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促

进效果,而且A、B、C三点代表最佳促进效果点。(4)“高浓度”生长素是指分别大于A'、B'、C'点对应的浓度,“低浓

度”是指分别小于A'、B'、C'点对应的浓度,高与低是相对而言的。(5)不要将AA'、BB'、CC'段理解为抑制阶段,这些阶段仍体现生长素

的促进作用,只是促进作用逐渐减弱。(6)A'、B'、C'点既不促进,也不抑制。2.生长素浓度与促进程度的曲线解读

(1)曲线中H点表示促进生长的最适浓度为g,在OH段随生长素浓度的

增高,促进作用增强;而HC段随生长素浓度的增高,促进作用减弱。(2)若植物幼苗出现向光性,且测得向光一侧生长素浓度为m,则其背

光一侧生长素浓度范围应为:大于m小于M。(3)若植物水平放置,表现出根的向地性、茎的背地性,且测得其茎的

近地侧生长素浓度为M,则茎的远地侧浓度范围应为小于m。【对点训练】图1是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘

的一侧,胚芽鞘弯曲的情况(弯曲角度用A表示);图2是生长素对胚芽

鞘生长的促进作用示意图。由此我们可以判断下列说法中错误的是

(

)

A.琼脂块中生长素浓度在b点时,A具有最大值B.当生长素浓度小于b点浓度时,随生长素浓度的增加A逐渐减小C.只有生长素浓度高于c点浓度时,生长素才会抑制胚芽鞘的生长D.由图2可知生长素对于胚芽鞘的生长作用具有两重性解析:琼脂块中生长素浓度在b点时促进作用最强,胚芽鞘弯曲最大,A具有最小值。当生长素浓度小于b点浓度时,随生长素浓度的增加胚

芽鞘弯曲增大,A逐渐减小。只有生长素浓度高于c点浓度时,生长素

才会抑制胚芽鞘的生长。由题图2可知生长素浓度小于c点时,对于胚

芽鞘的生长作用是促进,生长素浓度大于c点时,对于胚芽鞘的生长作

用是抑制,具有两重性。答案:A生长素相关实验分析要点三1.单侧光影响胚芽鞘弯曲生长的实验方法(1)暗盒开孔法

(2)锡纸遮盖法

2.人工处理影响胚芽鞘弯曲生长的实验方法(1)云母片插入法

(2)琼脂块切割移植法

①直立生长②向左弯曲生长③④a=b+c,b>c(a、b、c为琼脂块中生长素含量)(3)装置旋转法

3.重力影响生长素分布的实验方法(1)幼苗横置法

生长素浓度a<b,c<d。(2)失重法:幼苗移到太空后,其向光性仍保留,但失去了根的向重力性

和茎的负向重力性。(3)支架+去尖端胚芽鞘的实验法

实验支架示意图

分析:受重力影响6块琼脂块中生长素分布的量为A3>A2>A1=a1>a2>a3,

其弯曲程度A3>A2>A1=a1>a2>a3。可用坐标曲线或图示呈现①→⑥去

掉尖端的胚芽鞘的弯曲程度。【对点训练】用燕麦幼苗做如下两个实验,以下说法不正确的是

(

)①组实验:将切下的胚芽鞘尖端C水平放置,分别取两个琼脂块A、B

紧贴在C切面上,数小时后如图中的甲所示处理。②组实验:在左侧光照射下,将附有琼脂块X和Y的胚芽鞘顶端放在旋

转器上匀速旋转,数小时后如图中的乙所示处理。

A.两天后,胚芽鞘D向左(A侧)生长,是因为琼脂块B生长素多,向下运

输使右侧(B侧)生长快B.两天后,胚根E向右(B侧)生长,是因为琼脂块B生长素多,向下运输抑

制根右侧(B侧)的生长C.两天后,胚芽鞘G向左(X侧)生长,因为琼脂块Y的生长素多,向下运

输使右侧(Y侧)生长快D.两天后,胚芽鞘G直立生长,因为琼脂块X和Y的生长素浓度相同解析:从题图看出,由于重力作用,B中生长素多于A,在胚芽鞘D中,B侧

生长快于A侧,胚芽鞘D向左弯曲生长;在胚根E中,由于胚根对生长素

较敏感,B侧生长素高反而抑制了胚根生长,因而胚根向右弯曲。X、

Y中生长素浓度相同,因而胚芽鞘G直立生长。答案:C

探究生长素促进扦插枝条生根的最适浓度1.实验过程

2.实验分析由下图曲线可知,促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素浓度,在A点两侧,存在促进生根效果相同的两个不同生长素浓度。

预实验主要目的:①为进一步的实验摸索条件;②检验实验设计的科

学性和可行性;③减少盲目性和人力、物力、财力的浪费。3.基本技术要求(1)本实验中,取材、处理时间、蒸馏水、光照、温度、通气状况等都属于无关变量。无关变量在实验中的处理要采用等量性的原则。

如用相同的花盆,选用相同的植物材料等。(2)配制生长素类似物溶液时,浓度梯度要小,组别要多。(3)在确定了最适浓度的大致范围后,可在此范围内利用更小梯度的

系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。4.实验中易出现的问题分析(1)分析不同插条的生根情况①不能生出不定根:有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。②都能生出不定根:促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根,而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不

一样,如枝条上芽多,则产生的生长素就多,就容易促使不定根的萌发.(2)分析与本实验相关的其他因素①温度要一致;②设置重复组,即每组不能少于3个枝条;③设置对照组,清水空白对照;设置浓度不同的几个实验组之间进行

对比,目的是探究2,4

D或α

萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。产实践。某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季

生根和侧芽生长的影响,请回答下列问题。【对点训练】(2011·江苏,30)人工合成的植物激素类似物常用于生

图1

图2(1)由图1得出的初步结论是:甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是

、

。(2)由图1的结果

(填“能”或“不能”)判断0.5μmol/L的激

素类似物乙对生根的影响。为探究3μmol/L的激素类似物甲和0.5μ

mol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响,应设计

种培养基。(3)已知甲为生长素类似物,图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季

茎段侧芽生长的影响,则:①X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有

作用。②X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是

解析:题图1结果显示激素类似物甲对月季生根有促进作用,激素类似

物乙对月季生根有抑制作用。图示没有0.5μmol/L激素类似物乙对

生根的作用结果,所以不能判断这个浓度的激素类似物乙对生根的作

用。若要探究3μmol/L的激素类似物甲和0.5μmol/L的激素类似物乙

对月季生根的复合影响情况,应设置空白对照培养基、只含0.5μmol/

L激素类似物乙的培养基、只含3μmol/L激素类似物甲的培养基、3

μmol/L激素类似物甲+0.5μmol/L激素类似物乙的混合培养基四种培

养基。图2显示X浓度下月季侧芽生长低于空白对照,说明这个浓度

高于Z也高于Y,这个浓度下抑制了侧芽的生长。答案:(1)促进生根抑制生根

(2)不能4

(3)①抑制②X>Y,X>

Z,Y与Z之间大小关系不确定【变式演练】(密码改编)某同学设计一实验:观察不同浓度的生长素

类似物——萘乙酸对扦插枝条生根的影响。下列有关他的设计和分

析不合理的是

(

)A.研究性课题是不同浓度的萘乙酸对植物插条生根的影响B.配制浓度分别为1000mg/L、10mg/L、0.1mg/L、1μg/L、0.01μ

g/L的萘乙酸溶液C.实验中不同浓度的萘乙酸溶液浸泡不同插条的时间长短存在一定

的梯度D.本实验属于对照实验解析:用萘乙酸溶液浸泡不同插条的时间长短应相同,不存在时间梯

度。答案:C解析

1.(2012·江苏无锡)将燕麦胚芽鞘置于如左下图所示的单侧光环境中,

一段时间后取尖端下面一段沿胚芽鞘纵切面切下制成切片,用显微镜

观察,你认为正确的图像是

(

)

解析:生长素能促进细胞伸长。答案:A解析2.下列不属于植物体内从产生部位运输到作用部位的物质是

(

)A.2,4

DB.赤霉素C.细胞分裂素D.脱落酸解析:题干所述为植物激素,B、C、D三项皆是。A项为人工合成的

生长素类似物,具有生长素生理效应,但不属于激素。答案:A解析3.下图所示为去掉尖端的胚芽鞘一侧放置含适宜浓度的生长素的琼

脂块,将花盆放入暗箱中,以一定速度匀速旋转一段时间后,在图示的

位置停止。胚芽鞘的生长情况是

(

)

A.直立生长B.向右弯曲生长C.向左弯曲生长D.不生长不弯曲解析:胚芽鞘去掉尖端,没有了感光部位,不受单侧光影响,左侧放置了

含适宜浓度的生长素的琼脂块,生长较快,向右侧弯曲生长。答案:B4.(密码原创)下列哪一方面不能说明生长素能促进生长

(

)A.生长素能在10min内使细胞内某些蛋白质增加B.生长素使细胞壁变得松弛C.高浓度的生长素诱导细胞合成乙烯D.生长素能促使细胞内的RNA增多解析:高浓度的生长素诱导细胞合成乙烯,乙烯抑制生长;生长素一方

面使细胞壁变得松弛,有利于细胞伸长;还能增加RNA和蛋白质的合

成。答案:C解析5.(2011·海南单科)取某植物的胚芽鞘和幼根,切除胚芽鞘尖端和幼根

根尖的尖端(即切除根冠和分生区),然后将胚芽鞘(近尖端向上)和幼

根(近尖端向上)直立放置,分别在两者切面的左侧放置含有生长素的

琼脂块(生长素浓度为促进胚芽鞘生长的最适浓度),培养在黑暗条件

下,幼根和胚芽鞘弯曲生长且方向相反,关于这一现象的说法,合理的

是…

(

)A.胚芽鞘向左弯曲生长,生长素在胚芽鞘中是极性运输B.胚芽鞘向右弯曲生长,生长素在胚芽鞘中是极性运输C.幼根向左弯曲生长,生长素在胚芽鞘中是非极性运输D.幼根向右弯曲生长,生长素在胚芽鞘中是非极性运输解析:胚芽鞘切面的左侧放置含有生长素的琼脂块,胚芽鞘向右侧弯

曲生长,根据题意,幼根向左侧弯曲