(共54张PPT)
第2节 其他植物激素
第5章 植物生命活动的调节
目 标 素 养
1.举例说明几种主要植物激素的作用,认同生命的物质观、信息观。
2.举例说明植物激素之间存在复杂的相互关系,认同生物界的因果关系具有复杂性,并能将这一认识用于分析生命现象。
知 识 概 览
一、其他植物激素的种类和作用
1.其他植物激素的合成部位和主要作用
2.第六类植物激素——油菜素内酯能促进茎、叶细胞的
扩展和分裂 ,促进 花粉管 生长、种子萌发等。
3.一般来说,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。
微判断1
1.赤霉素施用过多可引起水稻植株疯长。( √ )
2.乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用。( × )
微训练1
1.施加某种激素后可使叶片的气孔关闭,该激素是( )
A.生长素 B.赤霉素
C.乙烯 D.脱落酸
答案:D
解析:脱落酸能促进气孔关闭。
2.与细胞分裂无关的植物激素是( )
A.生长素 B.乙烯
C.细胞分裂素 D.脱落酸
答案:B
解析: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,脱落酸抑制细胞分裂。
3.下列关于植物激素的叙述,错误的是( )
A.脱落酸可促进细胞分裂和叶片脱落
B.细胞分裂素的合成部位主要是根尖
C.乙烯可在植物体各个部位合成
D.赤霉素可以促进种子萌发和果实发育
答案:A
解析:脱落酸不能促进细胞分裂,而是抑制细胞分裂。
二、植物激素间的相互作用
1.协同作用:如 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。
2.作用效果相反:在调节种子萌发的过程中, 赤霉素 促进种子萌发, 脱落酸 抑制萌发。
3.作用特点
(1)决定器官生长、发育的,往往是不同激素的 相对含量 。例如,黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成 雌花 ,比值较低则有利于分化形成 雄花 。
(2)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的 顺序性 。
4.植物的生长、发育,是由多种激素 相互作用 形成的调节网络调控的。
微思考生长素、赤霉素及细胞分裂素均可促进植株生长,其机理是否相同 这体现了植物激素间的何种关系
提示:否。生长素可促进细胞伸长生长和细胞分裂;赤霉素可促进细胞伸长生长,使细胞体积增大;细胞分裂素可促进细胞分裂,使细胞数目增多。上述三类激素可通过协同作用,共同促进植株生长。
微判断2
1.生长素和细胞分裂素可以在同一细胞中起作用。( √ )
2.某种激素的绝对含量决定着器官的生长和发育。( × )
微训练2科学家通过研究发现,黄化豌豆幼苗切段内一定浓度的生长素会促进细胞的伸长,当生长素浓度达到一定值后就会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。该事实说明( )
A.生长素是合成乙烯的原料
B.乙烯的主要作用是促进果实成熟
C.高浓度乙烯抑制生长素的极性运输
D.生长素和乙烯在促进植物生长中作用效果相反
答案:D
解析:由题意分析可知,生长素在一定浓度下会促进乙烯的合成,但这并不能说明生长素是合成乙烯的原料,A项不符合题意。乙烯的主要作用是促进果实成熟,但是与本题所述事实无关,B项不符合题意。高浓度的乙烯抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用,但没有影响生长素的极性运输,C项不符合题意。当生长素浓度达到一定值后就会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用,这说明了生长素和乙烯在促进植物生长中作用效果相反,D项符合题意。
一 几种植物激素的比较
重难归纳
1.几种植物激素的比较
特别提醒
(1)促进果实发育和成熟的激素是不同的:果实发育主要是生长素作用的结果,果实成熟主要是乙烯作用的结果。
(2)生长素是五类植物激素中唯一具有促进生长和抑制生长两种生理效应和进行极性运输的激素。
2.五类植物激素的异同点
(1)相同点:①均由植物体的一定部位产生,即由植物细胞产生;②均由产生部位运送到作用部位;③含量微少;④调节植物生长发育的作用较为显著;⑤可以共存于同一植物体内;⑥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对植物生长发育的调控。
(2)不同点:①对于植物的生理效应不同;②起作用的时期不同。
许多研究表明,脱落酸在高温下易降解。在自然界中,小麦、玉米等在即将成熟时,如果经历一段时间的高温之后又遇到大雨天气,种子就容易在穗上发芽。请对此现象进行解释。
提示:脱落酸能维持种子休眠,抑制种子萌发。一段时间的高温会使种子中的脱落酸降解。大雨天气又给穗上的种子萌发提供了水分条件,所以种子会在穗上萌发。
典例剖析
下图表示苹果生长发育时期几种激素的动态变化,图中甲、乙、丙3条曲线依次代表3种激素。下列说法正确的是( )
A.甲激素能促进细胞分裂和组织分化
B.乙激素的主要作用是促进果实成熟
C.苹果在成熟期只受丙激素的影响
D.乙、丙两种激素的主要作用是促进细胞衰老
答案:A
解析:由题图可知,甲激素在苹果生长发育的细胞分裂时期相对浓度最高,之后迅速减少接近于零;乙激素在细胞分裂期含量仅次于甲激素,在细胞伸长期相对浓度最高,但在成熟、衰老期减少甚至接近于零;丙激素在细胞分裂期和细胞伸长期含量接近于零,成熟、衰老期相对浓度逐渐升高,并达到最大值。由上述分析可知,甲激素可促进细胞分裂和组织分化,A项正确。乙激素的主要作用不是促进果实成熟,而是促进细胞伸长,B项错误。苹果在成熟期除了受丙激素的影响,还受乙激素等的影响,C项错误。丙激素的主要作用是促进细胞成熟和衰老,D项错误。
学以致用
1.下列关于植物激素的叙述,正确的是( )
A.赤霉素的主要作用是使茎秆加粗
B.乙烯的主要作用是促进果实的发育和成熟
C.脱落酸在果实成熟过程中促进细胞分裂和果实脱落
D.使用对抗赤霉素的物质可抑制种子萌发
答案:D
解析:赤霉素的主要作用是促进茎秆伸长和植株长高,A项错误。乙烯的主要作用是促进果实成熟,B项错误。脱落酸在果实成熟过程中抑制细胞分裂,促进果实脱落,C项错误。赤霉素的作用是促进细胞伸长,从而引起植株增高,促进种子萌发、开花和果实发育等,故使用对抗赤霉素的物质可抑制种子萌发,D项正确。
2.在黑暗条件下,细胞分裂素可延缓成熟绿叶中叶绿素的降解,表明细胞分裂素能( )
A.延缓叶片变黄
B.促进叶片衰老
C.在成熟的叶肉细胞中合成
D.独立调节叶绿素降解的生理过程
答案:A
解析:叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,两者的比例决定了叶片的颜色。叶绿素若被降解,则其含量减少,类胡萝卜素比例增大,叶片就会变黄;反之,延缓叶绿素的降解,则可延缓叶片变黄。
二 植物激素间的相互作用分析
重难归纳
1.在植物的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;同时,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
(1)生长素和赤霉素的关系:
①促进:赤霉素通过促进色氨酸合成生长素来促进细胞伸长。
②抑制:赤霉素对生长素的分解具有抑制作用,赤霉素与生长素对促进细胞伸长具有协同作用。
(2)生长素和细胞分裂素的关系:
生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。
(3)脱落酸和赤霉素的关系:
下图表示种子萌发过程中,脱落酸和赤霉素两种激素浓度的变化。
①脱落酸是植物生长抑制剂,抑制植物体内许多生理过程,能使种子维持休眠状态,一般在脱落的果实和种子中含量较高;
②赤霉素能促进种子萌发,所以种子是否萌发取决于赤霉素和脱落酸的相对含量,二者对种子萌发的作用是相反的。
2.在植物各器官中同时存在着多种植物激素,决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
(1)黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化成雄花。
(2)在植物组织培养过程中,生长素和细胞分裂素的比值高时,促进生根;比值低时,促进生芽;比例适中,诱导形成愈伤组织。
下图为五种植物激素间的相互作用曲线。请据图回答下列问题。
(1)在果实的细胞分裂过程中,哪些激素在起作用
提示:细胞分裂素、生长素、赤霉素等。
(2)在果实的细胞伸长过程中,起主导作用的激素有哪些
提示:生长素和赤霉素。
(3)在果实的成熟过程中,浓度明显升高的激素有哪些
提示:乙烯和脱落酸。
(4)由上述各种激素的变化能得出什么结论
提示:果实的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的。
典例剖析
通常,叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响,将某植物离体叶片分组,并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK+ABA溶液中,再将各组置于光下。
一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势
如下图所示。据图判断,下列叙述错误
的是( )
A.细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老
B.本实验中CTK对该植物离体叶片的作用不会被ABA削弱
C.可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率小于CTK组
D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程
答案:B
解析:由题图可知,与对照组(蒸馏水组)相比,CTK组叶片中叶绿素的相对含量下降缓慢,这说明细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老,A项正确。与CTK组相比,CTK+ABA组叶片中叶绿素的相对含量明显减少,说明细胞分裂素的作用被脱落酸削弱了,B项错误。ABA组叶片中叶绿素的相对含量最少,故该组叶肉细胞的光反应最弱,叶绿体中NADPH合成速率最慢,C项正确。ABA组叶片中叶绿素的相对含量下降得比对照组快,说明ABA可加快叶片由绿变黄的过程,故可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程,D项正确。
拓展延伸
(2)具有协同作用的激素:
①促进生长的激素:生长素、赤霉素和细胞分裂素。②延缓叶片衰老的激素:细胞分裂素和生长素。
(3)作用效果相反的激素:
①器官脱落:
②种子萌发:
③叶片衰老:
学以致用
研究发现,生长素(IAA)和赤霉素(GA)对胚芽鞘、茎节间切段等离体器官均有促进生长的作用。某研究小组围绕生长素和赤霉素之间的关系进行探究,得到的结果如下图所示。不能从中得出的结论是( )
A.IAA比GA促进植物生长的作用明显
B.IAA和GA具有协同作用
C.图中表示赤霉素对生长素的分解具有促进作用
D.可采用外加赤霉素的方法使幼嫩的矮小植株增高
答案:C
解析:通过比较加IAA、加GA和不加激素三条曲线,可以看出GA和IAA都对茎的伸长起促进作用,并且IAA的作用更明显,A项不符合题意。加IAA和GA的曲线与其他三条曲线相比,其促进伸长作用最明显,说明IAA和GA具有协同作用,B项不符合题意。从题图中曲线不能看出赤霉素对生长素的分解具有促进作用,C项符合题意。因为GA有促进茎段伸长的作用,所以可以采用外加GA的方法使幼嫩的矮小植株增高,D项不符合题意。
1.将要脱落的植物器官和组织中,含量较多的激素是( )
A.生长素 B.脱落酸
C.赤霉素 D.细胞分裂素
答案:B
解析:脱落酸能促进果实与叶的脱落,在将要脱落的器官和组织中脱落酸含量比较多。
2.钻天杨(杨树的一种)由于受到能分泌某种物质(作用效果与细胞分裂素类似)的病原体的侵袭,侧芽生长失控,形成大量侧枝,影响其成“材”。下列叙述正确的是( )
A.该现象说明细胞分裂素能解除植物的顶端优势
B.该病原体分泌的某种物质是一种能调节植物生长发育的植物激素
C.侧芽生长失控是因为该部位生长素与病原体分泌的某种物质的比值增大
D.正常生长的钻天杨侧芽生长受抑制是因为生长素含量不足
A
解析:正常情况下,植物的生长具有顶端优势,被能分泌某种物质(作用效果与细胞分裂素类似)的病原体侵袭后,钻天杨的侧芽生长失控,该现象说明细胞分裂素能解除植物的顶端优势, A项正确。该病原体分泌的某种物质不是植物激素,因为植物激素是植物体自身产生的,B项错误。侧芽生长失控是因为该部位生长素与病原体分泌的某种物质的比值减小,C项错误。正常生长的钻天杨侧芽生长受抑制是因为生长素含量过高,D项错误。
3.“秋风扫落叶”,但路灯下的树叶总是迟于其他部位脱落,最主要的原因是( )
A.灯下的树叶照光的时间长,通过光合作用积累的养料多
B.光照抑制了脱落酸的合成
C.夜晚的光照抑制了顶端优势
D.光促进了生长素的合成
答案:B
解析:落叶与脱落酸有关,而脱落酸的合成需要短日照,路灯的光延长了光照时间,抑制了脱落酸的合成,所以路灯下的树叶脱落得比较晚。
4.种子休眠和萌发由萌发促进物质赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)和萌发抑制物质脱落酸(ABA)三种因子共同决定,这就是“植物激素三因子”假说。下图为该假说的模型图,下列叙述错误的是( )
A.赤霉素是种子萌发的必需激素
B.脱落酸是种子休眠的必需激素
C.种子的萌发过程必须有激素参与
D.赤霉素和脱落酸在种子萌发方面作用效果可能相反
答案:B
解析:由题图可知,有赤霉素种子才能萌发,所以赤霉素是种子萌发的必需激素,A项正确。从第5组和第7组结果来看,没有脱落酸(ABA),种子也会休眠,所以脱落酸不是种子休眠的必需激素,B项错误。从题图可以看出种子的萌发过程必须有激素参与,C项正确。由题图第3组和第4组实验可知,脱落酸(ABA)对赤霉素(GA)作用的发挥起到抑制作用,所以二者作用效果可能相反,D项正确。
5.研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验,结果见下图。
请回答下列问题。
(1)在保留顶芽的情况下,除了曲线③所采用的措施外,还可通过喷施对抗 等化合物促进侧芽生长。
(2)比较曲线④⑤可知,赤霉素能明显促进 。而在完整豌豆植株的顶芽中,赤霉素产生于 组织。
(3)分析上图,推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内 浓度或比例的改变。
答案:(1)生长素 (2)侧芽生长 分生 (3)植物激素