第5章 植物生命活动的调节（答案版）

第五章植物激素的调节

第一节植物生长素

1.生长素的发现过程

（1）达尔文的实验

①发现问题：植物具有向光性，。在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。

②实验设计（材料：金丝雀萌草的胚芽鞘）

第一组第二组

不〃并并并召父―/苏

图示—►-►

a组b组C组d组

条件相同的单侧光照射

a组：不作处理，保留胚芽鞘尖端c组：用锡箔帽了•把尖翅罩上

处理

b组：去掉胚芽鞘尖芽d组：用锡箔罩住尖端下面一段

自变量尖端的有无尖端是否接受光照

a组：向光弯曲生长C组：直立生长

现象

b组：不生长、不弯曲d组：向光弯曲生长

向光性产生•的有关部位是胚芽鞘的尖端感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端

结论

胚芽鞘生长与否取决于尖端的有无:胚芽鞘弯曲生长部位在尖端以下部分

③实验结论：胚芽鞘尖端受单侧比刺激后，就向卜.面的伦氐区传递某种“侬T，造成伸长区背光面比向

光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。

（2）鲍森・詹森的实验（3）拜尔的实验

第一组第二组第一组第二组

苏召

图示----A---A图示黑暗中「qa

条件相同的单侧光照射条件黑暗中

在胚芽鞘尖端和伸长区切取胚芽鞘尖端切取胚芽鞘尖端

处理切去胚芽鞘尖端处理

之间插入琼脂片移至左侧移至右侧

现象不生长、不弯曲向光弯曲生长现象向右弯曲生长向左弯曲生长

胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琮膻左传胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的

结论结论

递给下部的伸长区“影响”在其下部分布不均匀造成的

（4）温特的实验

实验组对照组

图示―力一件・■一力一力

把接触过胚芽鞘尖端的属脂块切成小块,放于切把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块,放

处理

去尖端的燕麦胚芽鞘一侧于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧

现象胚芽鞘会朝琼脂块对侧弯曲生长胚芽鞘不生长、不弯曲

结论胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，温特把这种物种命名为生长素

注：琼脂块的作用是收集尖端产生的化学物质;对照组的目的是排除琼脂块自身成分对实验的干扰。

（5）生K素的化学本质：1934年，科学家首先从人尿中分离出具有生K素效应的化学物质——咧咻乙酸

（IAA）o1946年人们从高等植物中分离出生长素，并确认它就是IAA。进一步研究发现，植物体内具有生长

素效应的物质,除IAA外，还有苯乙酸（PAA）、口引味丁酸（IBA）等，它们都属于生长素。

区别f生长素：属于植物（动物/植物）激素，化学本质是咧味乙酸。

〔生长激素：属于动物（动物/植物）激素，化学本质是蛋白质,由垂体产生。

2.胚芽鞘向光性实验归纳

①生长素合成部位：胚芽鞘尖端。②生长素作用部位：胚芽鞘尖端以下的部分（伸长区）。

③胚芽鞘感光部位：胚芽鞘尖端。④胚芽鞘弯曲生长部位：胚芽鞘尖端以下的部分（伸长区）。

⑤胚芽鞘向光性外因：单侧光照射;内因：尖端下部生长素分布不均匀。

⑥胚芽鞘生长与否：取决于尖端下部能否获得生长素;

⑦胚芽鞘生长弯曲与否：取决于尖端下部生长素分布是否均匀.

3.植物激素概念：继发现生长素之后，人们又陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等植物激素。

人们把这类由植物体内产生，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,

称作植物激素。

4.对植物向光性的解释:

（1）植物在单侧光的照射下，朝向光源方向生长的现象叫做向光性。

（2）植物向光性的原因：生长素的发现使人们认识到，植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的,即：

单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光

弯曲。

注意：生长素的产生不需要光照,即有光、无光均可产生。

（3）关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。有学者用向FI葵、萝卜等作实验材料进行实验，结果发

现，实验材料因单侧光照射而弯曲生长时.向光一侧和背光一侧的生长素含量基型晅，而向光面的生长

抑制物质却多于背光一侧。于是他们提出，植物的向光性生长，是由于单侧光照射引起某些抑制生长的物

质分布不均匀造成的。

5.各种处理方式对生长素运输与分布的影响

0）暗盒开孔类（2）云母片（玻璃片）插入类（注：生长素不能透过）

光

小

光

光

光

1(+(光

1

(一

①②③一④

①

现象：①直立生长现象：①直立生长②直立生长

②向光弯曲生长③向光弯曲生长④向左弯曲生长

（3）切割移植类

AM光片。3江

。、从C为琼脂块中生长素含量”、6、C为琼脂块中生长素含量

③④

（产生向光性的夕HAj］

现象：①直立生长②向左弯曲生长

③a、b、c关系为：a=b+c,b>c,胚芽鞘

生长情况：向右弯曲生长

横向运输极性运输

④a、b、。关系为：a=b+c,c>b,胚芽鞘

生长素分_产生向光生长情况：应左弯曲生长

布不均匀"一性的内因

（A

［背光网多］（向光网少］

（4）锡箔纸遮盖类（5）旋

（背光网市长快M向光侧］

,11~转类

（向光阿购生长］

整个装置旋转

③

现象：①直立生长②向光弯曲生长现象：①向中央弯曲生长②直立生长

③向开孔处弯曲生长

（6）幼苗横置类（7）失重类

现象：①根向下弯曲生长现象：根茎都水平生长

②茎向上弯曲生长

特别提醒:

①尖端是否产生生长素和产生生长素的多少，与光照无关，所以在黑暗的情况下胚芽鞘也能直立生长。

②幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但因无重力作用而失去了根的向重力性和茎的负向重力性。

6.生长索的合成、运输与分布

（1）主要合成部位:幼芽、幼叶和发育中的种子等生长旺盛的部位。

合成过程:色氨酸经过•系列反应可转变成生长素。

（2）分布:在植物体各器官都有分布，但相对集中地分布在生长旧盛的部分。

（3）运输：

①纵向运输

a.极性运输:在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端向形态学下端运输,而不能反过来运

输。是主动运输,需要消耗能量

b.非极性运输:在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输

②横向运输

a.影响生长素横向运输的主要因素:单侧光、重力等单向刺激。

b.运输部位:尖端（如胚芽鞘尖端、根尖、茎尖等）。

c.运输方向:向光侧一＞背光侧；背地侧一向地侧。

7.生长素的生理作用

生长素不像酶那样催化细胞代谢，也不为细胞提供能量，而是绐细胞传达信息,起着调节细胞生命活动的

作用。

（1）作用：生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;在器官水平则影响器官的生

长、发育,如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。

（2）作用方式：与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合;给细胞传达一种调节代谢的信息;

（3）作用特点:一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长，即具有两重性。

（4）影响生长素生理作用的因素

a.浓度:一般情况卜，低浓度时促进生长,浓度过高时抑制生长,其至会杀死细胞。

b.器官种类:根、芽、茎对生长素的敏感程度为报生茎。

c.植物种类:双子叶植物一般比单子叶植物敏感。故可用适当浓度的生长素类调节剂来杀死单子叶庄稼地里

的双子叶杂草,同时促进单子叶植物的生长。

d.细胞成熟程度:幼嫩细胞比老细胞敏感。

IO10l（k8l（k6IO41（P

生长素浓度/molL】

①不同浓度的生长素作用于同•器官.匕引起的生理功效不同。即在•定浓度范围内促进生长，超过这•

范围则抑制生长。以根为例：

A，点浓度：表现为对根的生长既不促进，也不抑制（为低浓度和高浓度的分界点）:

A，点前浓度（低浓度）：表现为促进生长;A，点后浓度（高浓度）：表现为抑制生长。

A点浓度：为促进根生长的最适浓度;A点前：随浓度升高，促进作用逐渐增强;

AA，段：随浓度升高，促进作用逐渐减弱;A，点后：随浓度升高，抑制作用逐渐增强。

注：由生长素作用曲线可知，存在作用效果相同的两种生长素浓度，最适浓度在这两种浓度之间。

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，这是因为不同的器官对生长素的敏感性

不同（敏感性高低：根＞芽＞茎），也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。

例如：点浓度，对根表现为醐作用，对芽■现为既不促进、也不抑制,对茎表现为促进作用。

注意：

①在太空中（重力为。），植物根、茎的生长不同于地球上，但生长素两重性的曲线仍适用。

②抑制生长彳不生长（只是生长慢手对照组）

8.顶端优势

（1）顶端优势

①概念：顶芽优先生长,侧芽受到捶制的现象。

②原因分析：顶芽产生的生长素向卜.极性运输，大量积累在靠近顶芽的侧座附近。由于侧芽对生长素浓度

比较敏感,因此侧芽的生长受到捶制；而顶芽处的生长素浓度适宜，生长较快。

顶芽

自嫌顶芽：生长素浓度虻，促进（促进/抑制）生长

侧集I返运输

磊c'侧芽：生长素浓度氤，生长发育受到（促进/抑制）捶虬

''rn'''注：生长素的运输有“就近运输”的特点，侧芽浓度高低为A>B>C。

③解除顶端优势的方法：去掉顶芽。如棉花摘心可使侧芽处生长素浓度隆低（升高/降低），

促进（促进/抑制）其生长。（思考：上图去掉顶芽后侧芽4生长较快）

④应用：需要长高的植物（如木材）：保留顶端优势;不要长高、需要侧枝较多的植物（如棉花摘心、烟草

打顶、果树修剪整枝）：去掉顶芽，解除顶端优势.

I.拜尔实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的生长素在其下部分布不均造成的。（X）

植物体内没有分泌激素的腺体，说明植物激素与动物激索完全不同。（X）

3.不同器官对生长素的敏感程度不同，根,芽>茎。（<）

4.植物激素作为信息分了，儿乎参与调节植物生K、发行过程中的所有生命活动。N）

6.生长素在细胞内可由色氨酸转变而成。N）

7.成熟组织中的生长素可通过输导组织进行非极性运输。（弋）

8.幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。（x）

9.植物生长素能促进植物生长主要是通过促进细胞的伸长牛.长实现的。（7）

10.顶端优势现象、根的向地生长、茎的背地生长都说明了生长素在浓度较低时促进生长，在浓度较高时抑

制生长。（x）

ii.燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向、重力方向无关。N）

12.温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端进人琼脂块的方式也是主动运输。（X）

第二节其他植物激素

1.植物激素的种类和作用

（1）赤霉素：

合成：主要是未成熟的种子、幼芽、幼根等

分布：主要分布在植株生长旺盛的部位

生理功能：a促进细胞伸长，从而引起植株增高;b促进细胞分裂与分化;c促进种子萌发、开花和果实发育。

（2）细胞分裂素

合成：主要是根尖

分布：主要分布于进行细胞分裂的部位

生理功能：a促进细胞分裂;b促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成;延缓叶片的衰老。

（3）脱落酸

合成：根冠、萎定的叶片等

分布：将要脱落或休眠的器官和组织中较多

生理功能：a抑制细胞的分裂:b促进气孔关闭;c维持种子休眠;d促进叶和果实的衰老和脱落

（4）乙烯

合成：植物体各个部位

分布：各器宜一组织里都有"要脱落或休眠的器宣和组织里我名

生理功能：a促进果实成熟;b促进开花;c促进叶、花、果实脱落

2.注意：

（1）油菜素内酯已被认定为第六类植物激素。其能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子

萌发等。

（2）一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡

等方式'实现的。

（3）能引起水稻植株出现疯长现象（恶苗病）的激素是赤重素。

3.植物激素间的相互作用

（1）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；各种植物激素并不是孤立地起

作用,而是多种激素相互协调控制。

①生长素主要促进细胞核的分裂，细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，二者在促进细胞分裂方面表现为协

同作用。

②在调控种子萌发的过程中，赤霉素促进萌发，脱落酸抑制萌发，二者作用效果相反。

③当生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯的合成；乙烯含扇的升高会反过来鲍生长素的作用。

（2）决定植物器官生长发育的是激素的相对含量：

①黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高时，有利于分化形成能花,比值较低则有利于分化形成雄花。

②生长素与细胞分裂素的相对含量对植物组织培养中根、芽分化的影响：

生长素〉细胞分裂素：有利于根的分化

生长素V细胞分裂素：利于芨的分化

生长素=细胞分裂素：有利于愈伤组织的形成

（3）在植物的生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。

4.几种植物激素作用辨析

（1）在生长方面：生长素和赤霉素促进生长的原理在于促进细胞纵向他长；细胞分裂素则是通过促进细胞

分裂,增加细胞数量来促进生氐。

（2）在果实方面：生长素和赤霉素都能促进果实发直，乙烯促进果实成熟,而脱落酸促进果实脱蓄。

第3节植物生长调节剂的应用

1.植物生长调节剂

（1）植物生长调节剂的概念和优点

①含义：人工合成的对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。

②优点:原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。

（2）植物生长调节剂的种类和作用

①种类:

一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如呵咻丁酸。

另•类分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素类似的生理效应，如a-英乙酸（NAA）、矮壮素

等。

②作用：植物生长调节剂应用领域广，对于提高作物产量、改善产品品质等,都起到很好的作用。施用植

物生长调节剂还能减轻人工劳动,如减少园林植物的修剪次数。

③负面影响：植物生长调节剂使用不当，则可能影响作物产量和产品品质;过量使用植物生长调节剂，还

可能刈人体健康和环境带来不利影响。因此，我国对「植物生长调节剂的生产二销宣和使国都有明确的规

定。

（3）植物生长调节剂的应用

植物激素对应的生长调节剂应用

生长素a-蔡乙酸、2、4-D①促进杆插枝条生根。②促进果实发育，防止落花落果③月作农业除草

赤霉素GA（赤霉素类）①促进植物茎秆伸长。。②解除种子和其他部位休眠，提早用来播种。

细胞分裂素青鲜素蔬菜贮藏中，抑制发芽、保鲜、延长贮存时间

乙烯乙烯利①增加雌花形成率。②果实的催熟。

脱落酸矮壮素防止作物徒长，促进结果。

2.注意：

（1）植物激素和植物生长调节剂的区别:植物激素只能在植物体内合成;植物生长调节剂是人工合成的化学

Mo

（2）利用生长索类调节剂处理植物比用天然的生长素作用时间长，且效果更稳定，其原因是人工合成的生

长素类调节剂具有生长素的作用，但植物体内没有分解它的酶，因而能长时间发挥作用。

3.植物生长调节剂的施用

（1）在生产上首先需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂0

（2）需要综合考虑施用目的、效果和毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。

（3）对某种植物生长调节剂来说，施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等,都会

影响施用效果，施用不当甚至会影响生产。

4.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度

（1）实验原理

适宜浓度的生长素（生长素类调节剂）能促进托插的枝条生根，在不同浓度的生长素（生长素类调节剂）

溶液中，杆插枝条的生根情况不同。

（2）实验过程

配制一系列浓度处理生长状加观察插重复前三步,

梯度的生长素类一相同的插条的条生根—将浓度梯度

调节剂溶液形态学下端状况变窄

预实验正式实验

（1）预实验的作用：可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性；通过预实验

确定有效浓度的大致范围，可为确定最适浓度打下基础。预实验时，设置对照组,用清水作为空白对照。

（2）插条的选择:选取生长旺盛的一年生的小灌木（如月季、腊梅等）的枝条,其形成层细胞分裂能力强、

发育快、易成活。每组不能少王二个枝条。

（3）杆插枝条的处理:

①枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，可增加吸收水分的面积，促进成活。

②每一枝条留3-4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。

（4）用生长素类调节剂处理插条的方法

①浸泡法:把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm,处理几小时至一天（这种处理方法要求的溶液

浓度较低，并旦最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理）

②造蘸法:把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s）,深约1.5cm即可.

（4）3.实验注意事项

①插条选择：选择生长旺盛的一年生枝条。

②用牛.长素类调节剂处理插条的方法：用生长素类调节剂处理插条的两种比较简便的方法是浸泡法泡活蘸

送，若生长素类调节剂溶液的浓度较小则用浸泡法。

③确定应浓度梯度：实验中生长素类调节剂浓度梯度的确定可查找有关资料或参考植物体内天然生长素含

量,如果对要研究的植物有关情况所知不多，可以先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索,再在此的基础

上设计更合理的浓度梯度进行实验。

④控制无关变量：实验中应注意控制无关变量，例如，如果要研究的是不同浓度药物的影响，处理的时间

长短应该一致;同一组实验中所用到的植物材料，也应该尽可能保持条件相同。

5.尝试利用乙烯利催熟水果（以香蕉为例）

（1）实验目的：探索乙烯利对香蕉的催熟作用。

（2）材料用具：若干尚未完全成熟的香蕉、适宜浓度的乙烯利溶液、蒸窗水，塑料袋。

（3）实验原理：乙烯利是一种植物生长调节剂,工业品为液体。当溶液pH<3.5时，它比较稳定;但随着溶

液pH升高，它会分解释放出乙烯。乙烯对水果有催熟作用，还可以进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水

果成熟。

（4）实验步骤：

①将若干尚未完全成熟的香蕉平均分成甲、乙两组，甲组浸在适宜浓度的乙烯利溶液中，乙组浸在同等体

积的蒸馈水中一段时间（Imin）；

②取出香蕉，分别放入两只塑料袋中，扎紧袋口，置于25c左右的阴暗处；

③每日观察香蕉的颜色和成熟程度的变化。

（5）预测最可能的试验结果：甲组比乙组先变黄，成熟得早。

（6）对应实验结论：乙烯对香蕉有催熟作用。

（7）实验相关分析•：上述实验的单一变量为香蕉是否浸过乙烯利溶液。浸过乙烯利溶液的香蕉和浸过蒸储

水的香蕉进行对照是为了排除浸泡操作本身对实验的影响。本实验的对照形式为空自对照。把香蕉放入塑

料袋中的目的是防止乙烯利分解成乙烯后逸散。把香蕉置于25案左右阴暗处的目的是排除温度和光照对香

蕉催熟的影响。

（8）实验安全提示：乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性，操作时需要做好防护措施，并在通风良好的环

境进行。乙烯利遇到明火可燃烧，需要注意防火.

1.喷施生长素类调节剂可以保花保果，但不能疏花疏果。（x）

2.一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方

式实现的“（《）

3.用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊，可得到大量正常的番茄种子。（x）

4.带有芽和幼叶的柳条杆插时容易生根，是因为芽和幼叶均能产生生长素。（《）

5.植物激索的产生部位和作用部位可以不同。（4）

6.激素调节只是植物生命活动调节的一部分，植物的生长发育过程在根本上是基因组表达的结果，光照、照、

温度等条件对基因组的表达无影响。（x）

7.施用生长调节剂时，要综合考虑施用目的、药物效果、药物毒性、药物残留、价格和施用是否方便等因素。

N）

8.1935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，称之为赤霉素，这时能确定赤霉

素是植物激素。（x）

9.从激素相互作用的角度分析，窗浓度生长素抑制植物生长的原因是生长素浓度高时会促进乙烯的合成，乙

烯能够抑制生长素的作用。（、，）

10.用赤霉素处理马铃薯块茎，可延长其休眠时间以利于储存。（x）

II.湘胞分裂素是--种植物激素。它是由植物体的特定部位产生，再被运输到作用部位，对生长发育起调节

作用的微曷有机物。N）

第四节环境因素参与调节植物的生命活动

1.光对植物生长发育的调节

（1）光作为一种信号,能够影响、调控植物生长、发育的全过程。

①有些植物（如烟草和葛苣）的种子需要在有光的条件下才能萌发，有些植物（如洋葱、番茄）的种子萌发，则

受光的抑制:很多植物的开花与昼夜长短（即光照时间）有关。

②没有光就没有器官的分化和逊的发生，如黄化现象（幼苗在黑喑条件下表现出茎细长、顶端成钩状弯曲、

叶片小血呈黄白色的现象）。

（2）光敏色索:植物具有的能接受光信号的分子。

光敏色素是一类蛋白质（色素一蛋白复合体）,分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。

主要吸收红光和远红光,植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。

（3）光调控植物生长发育的反应机制

在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影

响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。

因为植物种子萌发，植株生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控,所以说光影响、调控植物生长、

发育的全过程.

（4）下图为光调控植物生长发育的反应机制示意图，参照P106“教材图5-12”，图中甲、乙表示的物质依次

是DNA、RNA,①过程表示光敏色素被激素活，结构发生变化;②表示信号经过转导，传递到细胞核内;

③表示细胞核内特定基因的转录变化;④表示翻译。（P106”图5-12',）

光

感受信号：光敏色索被激活.结构发生变化

传导信号：信号经过转导,传递到细胞核内

发生反应：细胞核内特定基因表达

表现出生物学效应

2.参与调节植物生命活动的其他环境因素.

（1）温度

①春化作用春化作用是指经历低温诱导促使植物开花的作用,