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第5章　植物生命活動的調節
5、1　植物生長素
達爾文的實驗提出：胚芽鞘的尖端受單側光刺激后，向下面的伸長區傳遞某種“影響”，造成伸長區背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。
鮑森·詹森的實驗證明，胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部。（P91）拜爾的實驗證明，胚芽鞘的彎曲生長，是由于尖端產生的影響在其下部分布不均勻造成的。（P91）
溫特的實驗進一步證明胚芽鞘的彎曲生長確實是由一種化學物質引起的。溫特認為這可能是一種和動物激素類似的物質，并把這種物質命名為生長素。（P92）1934年，科學家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學物質，吲哚乙酸（IAA）。
胚芽鞘實驗中的4個結論：①生長素的產生部位：胚芽鞘尖端；②生長素的作用部位：胚芽鞘尖端以下伸長區；③感光部位：胚芽鞘尖端；④生長素橫向運輸的部位：胚芽鞘尖端。
向光性原理：胚芽鞘尖端產生生長素（與光照無關）；單側光刺激時，胚芽鞘尖端感受單側光刺激，并將產生的生長素在尖端先 橫向運輸，再向下極性運輸，從而使背光側 生長素分布得多，生長得快，向光側 生長素分布得少，生長得慢。即向光性外因是 單側光刺激，內因是 生長素分布不均勻 。
有學者根據一些實驗結果提出，植物向光性生長，是由單側光照射引起某些抑制生長的物質分布不均勻造成的。（P92“相關信息”）
由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物，稱作植物激素。【P92】植物體內沒有分泌激素的腺體。
生長素主要的合成部位有芽、幼嫩的葉和發育中的種子，在這些部位， 色氨酸經過一系列反應可轉變成生長素；生長素在植物體各個器官中都有分布，但相對集中分布在生長旺盛的部分。【P93】
在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素的運輸方向是極性運輸，即從形態學上端運輸到形態學下端 （屬于跨膜運輸中的主動運輸）， 而在成熟組織中，生長素可以通過輸導組織進行非極性運輸。【P93】
生長素在細胞水平上起著促進細胞伸長生長、誘導細胞分化等作用。在器官水平上則影響器官的生長、發育。【P93】生長素通過首先與生長素受體特異性結合，引發細胞內發生一系列信號轉導過程，進而誘導特定基因的表達，從而產生效應。（P93“小字內容”）
生長素在濃度較低時促進生長。在濃度過高時則會抑制生長。【P94】（如頂端優勢、根的向地性等）。植物的向光性和莖的背地性只體現了生長素對植物生長的促進作用。
對生長素敏感程度大小比較:幼嫩細胞>衰老細胞；根>芽>莖；雙子葉植物>單子葉植物。
5、2其他植物激素
列表比較幾種植物激素
激素名稱 合成部位 主要作用
赤霉素 幼芽、幼根和未成熟的種子 ①促進細胞伸長，從而引起莖稈伸長和植株增高； ②促進細胞分裂與分化； ③促進種子萌發、開花和果實發育
細胞分裂素 主要是根尖 ①促進細胞分裂； ②促進芽的分化、側枝發育、葉綠素合成
脫落酸 根冠和萎蔫的葉片等 ①抑制細胞分裂； ②促進氣孔關閉； ③促進葉和果實的衰老和脫落； ④維持種子休眠
乙烯 植物體的各個部位 ①促進果實成熟； ②促進開花； ③促進葉、花、果實脫落；
相互關系 生長素促進細胞核分裂，細胞分裂素促進細胞質分裂。在促進細胞分裂方面，二者表現協同作用； 赤霉素可以打破種子休眠；脫落酸可促進并維持種子休眠。二者之間作用效果表現為相反。
注：第六類植物激素——油菜素內酯：促進莖、葉細胞的擴展和分裂，促進花粉管生長、種子萌發。
2、一般來說，植物激素對植物生長發育的調控，是通過調控細胞分裂、細胞伸長、細胞分化和細胞死亡等方式實現的。（P97）
3、各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素共同調控植物的生長發育和對環境的適應。（P98）
4、在植物的生長發育過程中,不同激素在代謝上還存在著相互作用。如生長素濃度增高到一定值時，會促進乙烯的合成,乙烯含量的升高,反過來又抑制生長素的作用。
5、決定植物的生長發育的，往往不是某種激素的絕對含量，而是不同激素的相對含量（比例）【P98】。
并且在調節過程中，不同激素的調節往往表現出一定順序性。【P99】
6、在果實的成熟過程中明顯升高的激素是乙烯和脫落酸，它們之間對果實成熟具有協同作用。
5、3　植物生長調節劑的應用
由人工合成的對植物的生長、發育有調節作用的化學物質，稱為植物生長調節劑。生長素類似物也是植物生長調節劑。植物生長調節劑具有原料廣泛、容易合成、效果穩定等優點。【P100】
進行科學研究時，有時需要在正式實驗前，先做一個預實驗。這樣可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性。【P102“科學方法”】
植物生長調節劑效果穩定的原因：植物生長調節劑在植物體內沒有分解它的酶。
用赤霉素處理大麥，可以使大麥種子無須發芽就可以產生α－淀粉酶。（P101“思考·討論”）；
2，4－D可用作除草劑，除去單子葉農作物田間的雙子葉雜草；
用乙烯利催熟鳳梨（菠蘿），做到有計劃上市。
可以延長馬鈴薯、大蒜、洋蔥儲藏期的青鮮素（抑制發芽）可能有副作用。（P101“思考·討論”）
植物生長調節劑的施用：①要根據實際情況，選擇恰當的植物生長調節劑；②綜合考慮適用目的、效果和毒性，調節劑殘留、價格和施用是否方便等；③施用濃度、時間、部位及致用時植物的生理狀態和氣候條件等，都會影響使用效果。植物生長調節劑 ≠ 增產、增收
探究生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度實驗中，自變量是生長素的濃度，因變量是生根數、根的平均長度。
用生長素類調節劑處理插條的方法：浸泡法：要求溶液的濃度較小，把插條的基部浸泡在配制好的溶液中，深約3 cm，處理幾小時至一天，最好在遮陰和空氣濕度較高的地方進行；沾蘸法：把插條基部在濃度較高的藥液中沾蘸一下（約5 s），深約1.5 cm即可。（P103“探究·實踐”）
5、4　環境因素參與調節植物的生命活動
在自然界中，種子萌發，植株生長、開花、衰老，等等，都會受到光的調控。植物的向光生長，實際上也是植物對光刺激的反應。光作為一種信號，影響、調控植物生長、發育的全過程。【P106】
植物具有接受光信號的分子，光敏色素是其中的一種。光敏色素是一類蛋白質（色素—蛋白復合體），主要吸收紅光和遠紅光。在受到關照射時光敏色素的結構會發生變化，這一變化的信息會經過信息傳遞系統傳導到細胞核內，影響特定基因的表達，從而表現出生物學效應。
除了光，溫度、重力等環境因素也會參與調節植物的生長發育。【P106】如：溫度變化使樹干出現年輪，春化作用，植物分布的地域性，很大程度上就是由溫度決定的。重力是調節植物生長發育和形態建成的重要環境因素。
有些植物在生長期需要經歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經歷低溫誘導促使植物開花的作用，稱為春化作用。冬小麥、冬大麥、蕙蘭等就是這樣。（P107“思考·討論”）
“淀粉—平衡石假說”是被普遍承認的一種解釋重力對植物生長調節的機制。這種假說認為，植物對重力的感受是通過體內一類富含“淀粉體”的細胞，即平衡石細胞來實現的。（P108“小字內容”）
根尖中的平衡石細胞示意圖
植物生長發育的調控，是由基因表達調控、激素調節和環境因素調節共同完成的。激素作為信息分子，會影響細胞的基因表達。從而起到調節作用，同時激素的產生和分布是基因表達調控的結果，也受環境因素的影響。【P108】第5章　植物生命活動的調節
5、1　植物生長素
達爾文的實驗提出：胚芽鞘的尖端受單側光刺激后，向下面的伸長區傳遞某種“ ”，造成伸長區 比 生長快，因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。
鮑森·詹森的實驗證明，胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過 傳遞給下部。（P91）拜爾的實驗證明，胚芽鞘的彎曲生長，是由于尖端產生的影響在其下部 造成的。（P91）
溫特的實驗進一步證明胚芽鞘的彎曲生長確實是由 引起的。溫特認為這可能是一種和動物激素類似的物質，并把這種物質命名為 。（P92）1934年，科學家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學物質， （IAA）。
胚芽鞘實驗中的4個結論：①生長素的產生部位： ；②生長素的作用部位：
；③感光部位： ；④生長素橫向運輸的部位： 。
向光性原理： 產生生長素（與光照無關）；單側光刺激時，胚芽鞘尖端感受單側光刺激，并將產生的生長素在 先 運輸，再向下 運輸，從而使 生長素分布得多，生長得快， 生長素分布得 ，生長得慢。即向光性外因是 刺激，內因是 。
有學者根據一些實驗結果提出，植物向光性生長，是由單側光照射引起某些 的物質分布不均勻造成的。（P92“相關信息”）
由 內產生，能從 運送到 ，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物，稱作植物激素。【P92】植物體內 分泌激素的腺體。
生長素主要的合成部位有 ，在這些部位， 經過一系列反應可轉變成生長素；生長素在植物體各個器官中都有分布，但相對集中分布在 。【P93】
在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素的運輸方向是 運輸，即從 運輸到 （屬于跨膜運輸中的 運輸）， 而在 組織中，生長素可以通過 進行 運輸。【P93】
生長素在細胞水平上起著促進 、 等作用。在器官水平上則影響器官的生長、發育。【P93】生長素通過首先與 特異性結合，引發細胞內發生一系列信號轉導過程，進而誘導 ，從而產生效應。（P93“小字內容”）
生長素在濃度 時促進生長。在濃度 時則會 生長。【P94】（如 、根的向地性等）。植物的向光性和莖的背地性只體現了生長素對植物生長的 作用。
對生長素敏感程度大小比較:幼嫩細胞 > 衰老細胞； > > （選填根、莖、芽）；
子葉植物 > 子葉植物（填單、雙）。
5、2其他植物激素
列表比較幾種植物激素
激素名稱 合成部位 主要作用
赤霉素 和 未成熟的種子 ，從而引起莖稈伸長和植株增高； ； 促進 、開花和 發育
細胞分裂素 主要是 ①促進 ； ②促進芽的分化、側枝發育、 合成
脫落酸 等 ① ； ②促進氣孔關閉； ③促進葉和果實的衰老和脫落； ④
乙烯 ①促進果實 ； ②促進開花； ③促進葉、花、果實 ；
相互關系 生長素促進細胞核分裂，細胞分裂素促進細胞質分裂。在促進細胞分裂方面，二者表現 作用； 赤霉素可以 ；脫落酸可促進并維持種子休眠。二者之間作用效果表現為 。
注：第六類植物激素—— ：促進莖、葉細胞的擴展和分裂，促進花粉管生長、種子萌發。
2、一般來說，植物激素對植物生長發育的調控，是通過調控細胞 、細胞 、細胞 和細胞 等方式實現的。（P97）
3、各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素共同調控植物的 和 。（P98）
4、在植物的生長發育過程中,不同激素在代謝上還存在著相互作用。如生長素濃度增高到一定值時，會 乙烯的合成,乙烯含量的升高,反過來又 生長素的作用。
5、決定植物的生長發育的，往往不是某種激素的 ，而是不同激素的 （比例）【P98】。并且在調節過程中，不同激素的調節往往表現出 。【P99】
6、在果實的成熟過程中明顯升高的激素是 ，它們之間對果實成熟具有 作用。
5、3　植物生長調節劑的應用
由 的對植物的生長、發育有 作用的 ，稱為植物生長調節劑。生長素類似物也是植物生長調節劑。植物生長調節劑具有 等優點。【P100】
進行科學研究時，有時需要在正式實驗前，先做一個 。這樣可以為 ，
也可以檢驗實驗設計的 。【P102“科學方法”】
3、植物生長調節劑效果穩定的原因：植物生長調節劑在 。
4、用赤霉素處理大麥，可以使大麥種子無須發芽就可以產生 （P101“思考·討論”）；
2，4－D可用作除草劑，除去單子葉農作物田間的 雜草；
用 催熟鳳梨（菠蘿），做到有計劃上市。
5、可以延長馬鈴薯、大蒜、洋蔥儲藏期的 （抑制發芽）可能有副作用。（P101“思考·討論”）
6、植物生長調節劑的施用：① ；②綜合考慮 、效果和毒性，調節劑 和施用是否方便等；③施用 、時間、 及施用時植物的生理狀態和氣候條件等，都會影響使用效果。植物生長調節劑 增產、增收
7、探究生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度實驗中，自變量是 ，因變量是
、 。
8、用生長素類調節劑處理插條的方法： ：要求溶液的濃度 ，把插條的基部浸泡在配制好的溶液中，深約3 cm，處理幾小時至一天，最好在 和空氣濕度較高的地方進行； ：把插條基部在濃度 的藥液中沾蘸一下（約5 s），深約1.5 cm即可。（P103“探究·實踐”）
5、4　環境因素參與調節植物的生命活動
在自然界中，種子萌發，植株生長、開花、衰老，等等，都會受到 的調控。植物的向光生長，實際上也是植物對 的反應。光作為一種 ，影響、調控植物生長、發育的全過程。【P106】
植物具有接受光信號的分子， 是其中的一種。光敏色素是一類 （ 復合體），
主要吸收 。在受到關照射時光敏色素的結構會發生變化，這一變化的信息會經過信息傳遞系統傳導到細胞核內，影響 ，從而表現出 。
除了光， 、 等環境因素也會參與調節植物的生長發育。【P106】如：溫度變化使樹干出現年輪，春化作用，植物分布的地域性，很大程度上就是由 決定的。 是調節植物生長發育和形態建成的重要環境因素。
有些植物在生長期需要經歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經歷 的作用，稱為 。冬小麥、冬大麥、蕙蘭等就是這樣。（P107“思考·討論”）
“淀粉—平衡石假說”是被普遍承認的一種解釋重力對植物生長調節的機制。這種假說認為，植物對
的感受是通過體內一類富含“淀粉體”的細胞，即 細胞來實現的。（P108“小字內容”）
根尖中的平衡石細胞示意圖
植物生長發育的調控，是由 調控、 和 調節共同完成的。激素作為信息分子，會影響細胞的 。從而起到調節作用，同時激素的產生和分布是基因表達調控的結果，也受 的影響。【P108】

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