4.2+其他植物激素（课件）-2022-2023学年高二生物同步精品课堂（苏教版2019选择性必修1）（共50张ppt））

第2节 其他植物激素
第四章 植物生命活动的调节
课程导入
唐朝诗人岑参有“中庭井阑上，一架猕猴桃”的诗句，说明猕猴桃在我国有悠久的栽培史。成熟的猕猴桃既质地柔软、口感酸甜，又富含维生素C。但是，刚刚买回来的猕猴桃常常是又硬又涩，口感很差。有人根据自己的生活经验，提出用成熟的水果去催熟未成熟的猕猴桃的方法，这样做可行吗？
很多人都有用成熟水果去催熟未成熟水果的生活经验，但可能并没有思考过其中的原因。这里就涉及植物激素的调节作用。除了生长素外，植物还含有许多其他种类的激素。它们与植物体的生长、发育、成熟、衰老和死亡等生命活动都有密切关系。
一、其他植物激素及其生理功能
（1）来源：
（2）运输：
（3）功能：
（4）含量：
（5）本质：
有机物
由植物体内产生
从产生部位运送到作用部位
对植物体的生长发育有显著影响
微量
（一）植物激素的概念
在极低浓度下，即可对植物的生长和发育产生显著调节作用的有机物。
合成部位：
主要作用：
植物体各个部位
促进作用：解除休眠，茎和根细胞的生长和分化，不定根的形成，部分类型果实成熟，叶片和果实脱落，茎增粗。
1. 乙烯 ETH
（二）其他植物激素
抑制作用：生长素的转运，茎和根的伸长生长。
合成部位：
分布：
主要作用：
根冠、萎蔫的叶片等
将要脱落的器官和组织中含量多，可通过木质部和韧皮部运输。
促进作用：叶、花、果脱落，气孔关闭，侧芽生长，种子、芽和块茎休眠，叶片衰老，光合作用产物运向发育着的种子，种子成熟，果实产生乙烯，果实成熟。
2. 脱落酸 ABA
抑制作用：种子发芽，生长素的运输，植物生长，气孔张开。
许多研究表明，脱落酸在高温条件下容易降解。在自然界中存在这样一种现象，小麦，玉米在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后，由于大雨的天气，种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释。
①这是因为脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。
②持续一段时间的高温能使种子中的脱落酸降解，没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠。
③然后大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时的萌发。
玉米种子在玉米穗上提前发芽
引起水稻恶苗病可能的原因:
（1）赤霉菌本身引起的。
（2）赤霉菌产生某种化学物质引起的。
如何验证？
1926年，科学家发现水稻感染了赤霉菌 → 水稻疯长 → 恶苗病
将赤霉菌培养基的滤液喷洒到健康水稻幼苗上→没有感染赤霉菌，却有恶苗病的症状。
1935年，科学家从培养基滤液中分离出赤霉素
1956年，科学家证明植物体中普遍存在赤霉素类物质
合成部位：
主要作用：
促进作用：种子萌发和茎伸长，两性花的雄花形成，单性结实，某些植物开花，花粉发育，细胞分裂，叶片扩大，侧枝生长，果实生长以及某些植物坐果。
对照组
实验组：施加GA3
茎端、嫩叶、根尖、果实和种子
3. 赤霉素 GA
抑制作用：成熟，侧芽休眠，植物衰老，块茎形成。
合成部位：
主要作用：
根尖、茎尖、未成熟的种子、生长着的果实等
促进作用：细胞分裂，细胞膨大，侧芽生长，叶绿体发育，养分移动，气孔张开，伤口愈合，种子发芽，形成层活动，根瘤形成，果实生长，某些植物坐果。
抑制作用：不定根形成，侧根形成，叶片衰老。
4. 细胞分裂素 CTK
分布部位：
主要作用：
5. 油菜素 BR
茎、叶、花等器官，花粉中分布最多
促进细胞分裂和细胞伸长，促进根、茎和叶的生长，花粉管的伸长以及种子萌发。还能够提高植物抗寒、抗旱和抗盐的能力。
二、植物激素共同调节植物的生命活动
生长素+赤霉素
生长素
赤霉素
对照
（不外加生长素和赤霉素）
保温时间/h
茎的节间切段平均伸长/mm
生长素和赤霉素对某种豌豆茎的节间切段伸长作用示意图
1. 协同作用——一类植物激素的存在可以增强另一类植物激素的生理效应。
2. 拮抗作用——一类植物激素的作用可以抵消另一类植物激素的作用。
例如，赤霉素有促进种子萌发的作用，而脱落酸能抑制这一作用；脱落酸对生长有抑制作用，但却能被细胞分裂素所消除。
3. 反馈作用——一类植物激素影响到另一类植物激素的合成水平后，后者又反过来影响前者的合成水平。
例如，生长素可以促进乙烯的合成，而乙烯含量的增加又反过来抑制生长素的合成。
4. 连锁作用——几类植物激素在植物生长发育过程中相继发挥作用，共同调节植物的性状。
例如，在小麦籽粒的发育过程中，赤霉素、生长素等相继发挥作用。
（1）在细胞分裂起作用的激素
_____和______ ___在细胞分裂中起____作用
生长素
细胞分裂素
协同
生长素
细胞分裂素
细胞核分裂
细胞质分裂
细胞分裂
促进
促进
促进
协调
（2）生长素和赤霉素的关系
两者都能促进细胞伸长，表现为协同作用。
赤霉素既可促进生长素的合成，又可抑制生长素分解。
色氨酸
生长素
合成
细胞伸长
氧化产物
赤霉素
促进
抑制
分解
（3）脱落酸和赤霉素的关系
脱落酸
赤霉素
脱落酸使种子保持休眠状态，赤霉素促进种子萌发，两者为拮抗作用。
【思考】已知，某植物种子经低温储存后才能萌发，请判断a、b分别是？
低温贮藏时间/月
激素含量
（4）生长素和乙烯的关系
生长素含量达到一定值时，促进乙烯合成；
乙烯含量升高会抑制生长素的作用。
可见高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的。
乙烯
生长素
时间
植物茎中激素含量
（5）在花的性别分化上起作用的激素
_____促进雄花分化，_____促进雌花分化；
_____和____ _在黄瓜花的性别分化上起____作用。
赤霉素
脱落酸
赤霉素
脱落酸
拮抗
黄瓜茎段
脱落酸/赤霉素
较高
较低
有利于分化成雌花
有利于分化成雄花
5. 环境因素与植物激素平衡
（1）光照的影响
例如，赤霉素具有诱导开花的作用，长日照植物在长日照条件下可以合成赤霉素，所以能正常开花；但在短日照条件下，因其不能合成赤霉素而不能开花。
（2）温度的影响
例如，植物的正常生长需要一定的昼夜温度变化，较低的夜间温度有利于根系合成细胞分裂素，加快植株的生长。
三、植物激素在生产上被广泛应用
（3）水分状况的影响
例如，菠菜在干旱的时候，叶内脱落酸含量比正常时高10倍；干旱时脱落酸常在菠菜的保卫细胞中积累，使气孔关闭，防止植物水分的散失。
（4）无机营养的影响
例如，在水稻抽穗前15天施氮肥，可使叶内玉米素含量显著提高；将种植49天的向日葵移入缺氮营养疲中，一周后幼叶中脱落酸含量为对照组的3倍以上；番茄缺锌可导致生长素含量降低。
1. 植物生长调节剂：由人工合成的，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。
3. 类型：
（1）分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。
（2）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α-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。
（一）植物生长调节剂的类型
（二）植物生长调节剂的应用
促进扦插枝条生根
防止落花落果
促进果实发育
控制性别分化
事例1 用传统的方法生产啤酒时，大麦芽是不可缺少的原材料。利用大麦芽，实质是利用其中的α—淀粉酶。有人用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α—淀粉酶，这样就可以简化工艺、降低成本。
事例2 对西瓜、草莓、葡萄等使用一定浓度的膨大剂（也叫膨大素），会使水果长势加快、个头变大，加快水果成熟，使其提前上市。但使用膨大剂的水果与正常水果相比，口感较差，汁水较少，甜味不足，而且不宜长时间储存。
事例3 在蔬菜水果上残留的一些植物生长调节剂会损害人体健康。例如，可以延长马铃薯、大蒜、洋葱贮藏期的青鲜素（抑制发芽）可能有副作用。中国科学院植物生理研究所用荔枝为原料研究表明，残留期为1～2个月。
事例4 天然状态下的凤梨（菠萝）开花结果时期参差不齐，一片凤梨田里需要分五六次收获，费时费工，晚上市还卖不出好价钱。到了冬季，由于气温低、日照弱，果实成熟慢、品质差。用乙烯利催熟，就可以做到有计划地上市。
事例5 芦苇是我国主要的造纸原料，但多数芦苇的纤维短、品质较次。如果在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。
事例6 瓜农刘某承包了江苏镇江大吕村40多亩的西瓜大棚，从5月8日开始，就像布下了“地雷阵”，已结满瓜藤的大小西瓜，还没有成熟就一个个炸裂开来，有的炸得四分五裂，有的炸得像朵花。
（1）对于提高作物产量、改善产品品质等，都起到很好的作用。
①延长或终止种子、芽及块茎的休眠；②调节花的雌雄比例；③促进或阻止开花，诱导或控制果实脱落；④控制植株高度、形状等。
（2）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。
1. 植物生长调节剂的应用
（1）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。
（2）过量使用植物生长调节剂，还可能对人体健康和环境带来不利影响。
2. 作用植物生长调节剂的负面影响
3. 我国对于植物生长调节剂的生产、销售和使用都有明确的规定
（1）植物生长调节剂必须经国家指定单位检验并进行正规田间试验，充分证明其效益，无毒、无害方可批准登记；
（2）在销售中禁止夸大植物生长调节剂的功能；
（3）禁止在肥料中添加植物生长调节剂等。
1. 施用植物生长调节剂的注意事项
（1）根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂。
（2）综合考虑施用目的、效果和毒性，以及调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
（3）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。
（二）植物生长调节剂的施用
（三）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
1. 实验目的
尝试确定促进扦插枝条生根的生长素类生长调节剂溶液的最适浓度。
2. 实验器材和试剂
选择当地某种主要的绿化树种（如月季），采集生长旺盛的一年生枝条若干；烧杯、培养皿、量筒、滴管、玻璃棒；蒸馏水、常用的生长素类生长调节剂（如NAA）。
实验步骤
（1）提出问题：什么浓度的生长素类生长调节剂溶液能较好地促进扦插枝条生根？
（2）作出假设：针对自己提出的问题，作出“采用质量浓度为90mg·L-1的生长素类生长调节剂溶液浸泡扦插枝条，能较好地促进其生根”的假设。
（3）设计和实施实验：
①选择扦插枝条：作为采集枝条的母体植株，应该生长旺盛，无病虫害。作为扦插枝条，一般选择母体植株枝条的中下部，因为枝条的中下部贮藏的养分较多。
②配制生长素类生长调节剂溶液：根据上述假设，考虑配制几种浓度的生长素类生长调节剂溶液。例如，配制质量浓度分别为30mg·L-1、60mg·L-1、90mg·L-1和120mg·L-1的生长素类生长调节剂溶液。
③生长素类调节剂处理枝条
溶液的浓度较低时使用；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；最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。
溶液的浓度较高时使用；把插条基部在药液中沾蘸一下（约5s），深约1.5cm。
浸泡法：
沾蘸法：
③根据探究需要，将扦插枝条分为5组，每组10段，对应配制的4种浓度的生长素类生长调节剂溶液和水（对照组）。插入枝条时，注意把形态学下端的切口浸入不同浓度的生长素类生长调节剂溶液，插人溶液的深度约为3cm。
④扦插枝条：将处理好的枝条扦插到预先准备好的5个花盆中。各花盆盛有相同的潮湿沙砾，花盆放置在遮阴和湿度较高的环境中。
4. 注意控制无关变量
温度
药物处理的时间长短
实验所用的植物材料
生理状况
植物种类
长度、芽数
控制相同且适宜
5. 确定因变量的检测指标
枝条生根的平均数目
枝条生根的平均长度
结论：生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类调节剂浓度接近促进插条生根的适宜浓度。
6. 根据小组实验获得的数据，以生长素类调节剂的浓度为横坐标，以根的数目或长度为纵坐标，绘制曲线图，根据实验数据和曲线图确定最适浓度范围。
生根数
或长度
NAA浓度(mg/L)
0 30 60 90 120
（四）乙烯利催熟现象
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。
四、其他因素参与植物生命活动的调节
1. 光除了影响植物的光合作用外，不同波长的光还可以作为信号，控制植物细胞的分化，导致结构和功能的改变，最终这些改变综合影响了植物组织和器官的生成。
2. 温度：例如，温度变化能显著影响植物光合作用和细胞呼吸的速率。温度还能影响植物的生长发育，不同植物生长所要求的温度范围差异很大。
3. 重力作用：例如，我们把植物幼苗横放，就会发现幼苗的根向重力方向生长，而茎背离重力方向生长。种子播种后，无论胚的方位如何，其根总是向下生长，茎总是向上生长，这有利于其生长发育。植物的这种特性对于其生存有着重要意义。
巩固练习
1. 植物生长调节剂在农林园艺生产中应用广泛，下列生产措施与预期结果对应一致的是( )
A. 播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子——促进种子萌发
B. 用适宜浓度的生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗——得到多倍体番茄
C. 生长期喷洒适宜浓度的乙烯利——促进种子的形成和果实的发育
D. 成熟期喷洒一定浓度的细胞分裂素溶液——加速叶片的黄化速度
A
2. 下列有关NAA和GA（赤霉素）的叙述错误的是( )
A. 要探究NAA和GA对植物生长的调节作用一般设计3个组别：加NAA组，加GA组，加NAA和GA组
B. NAA和GA均能促进植物伸长生长、促进果实发育
C. 在啤酒工业上多用GA促进????? 淀粉酶的产生，避免大麦种子由于发芽而造成大量有机物消耗，从而节约成本
D. 农业生产实践中不直接使用生长素，而是利用NAA等，原因在于其效果稳定、可大量生产等
?
A
3. 某课题组为了研究赤霉素（GA3）和生长素（IAA）对植物生长的影响，切取菟丝子茎顶端相同长度的部分茎芽，分为A、B两组，置于无菌水中分别处理1h和8h，再用含适宜浓度激素的培养基处理7天，测量茎芽长度，结果如图，下列说法不合理的是（ ）
A．GA3和IAA对离体茎芽的生长表现出相互协同的作用
B．本实验中用IAA单独处理比用GA3单独处理对植物生长的促进作用弱
C．与无菌水处理1h相比，处理8h后茎芽中内源性GA3含量下降相对较少，IAA含量下降相对较多
D．GA3单独处理7天后A组茎芽的长度更大，与茎芽中内源性IAA含量较高有关
C
不含激素
A组
B组
茎芽长度
4. 赤霉素能促进茎的伸长，与植物株高密切相关。研究人员对野生型水稻进行诱变育种，获得了两株严重矮化的突变体甲和乙，分析发现它们的D25基因均发生了改变，而D25是一个指导赤霉素合成酶合成的基因。进一步研究发现，甲是D25基因发生一个碱基对替换，导致相邻的两个外显子的产物无法正常拼接，不能合成正常的mRNA；乙是D25基因的一个碱基对发生替换，导致原编码色氨酸的密码子变为终止密码子。下列分析错误的是（　　）
A．甲、乙的突变基因和野生型水稻的D25基因互为等位基因
B．甲矮化的原因是转录过程缺乏模板，导致不能形成赤霉素合成酶
C．乙矮化的原因是翻译产生的多肽没有活性，导致不能形成赤霉素合成酶
D．用外源赤霉素处理甲乙的幼苗，其株高比未加赤霉素的组均会显著增高
B
5. 某同学在探索生长素类调节剂α-萘乙酸（NAA）促进银杏插条生根的最适浓度实验中获得了如图所示的结果，下列相关叙述不正确的是（　 　）
A．本实验的自变量是NAA的浓度
B．银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果
C．促进银杏插条生根的最适浓度为c
D．用NAA处理插条的时间应该相同
C
插条平均生根数目
NAA浓度
6. 某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类调节剂（2,4－D）对富贵竹插条生根条数的影响，实验结果如表所示。下列说法错误的是 （　 　）
A. 该探究实验的自变量是2,4－D浓度，因变量为插条生根条数
B．浓度为10－5 mol/L的2,4－D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C．如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度，需缩小2,4－D浓度梯度做进一步实验
D．实验过程中，每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
组别
1
2
3
4
5
6
7
2,4－D浓度（mol/L）
清水
10－15
10－13
10－11
10－9
10－7
10－5
平均生根条数（根）
2.0
3.8
9.4
20.3
9.1
1.3
0
B
THANKS