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第2节
其他植物激素
第5章 植物生命活动的调节
选修一
其他植物激素的种类和作用
1
植物激素间的相互作用
2
目录
习题检测
3
1.举例说出赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的作用。
2.举例说明植物激素之间存在复杂的相互作用。
一、学习目标
二、重点
其他植物激素的种类和作用、植物激素间的相互作用。
植物激素间的相互作用。
三、难点
其他植物激素的种类和作用
1
植物激素
由植物体内产生,能从产生部位运送作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物。
已知的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
其他植物激素的种类和作用
1
一、生长素
1.合成部位
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
2.主要作用
(1)细胞水平上
促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用
(2)器官水平上
影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根的发生,影响花、叶和果实发育等。
花药
花丝
雄蕊
柱头
花柱
子房
雌蕊
胚珠
花瓣
花萼
花托
一、生长素
3.应用
除草剂、促进扦插枝条生根、棉花保铃、培育无子番茄
果实
种子
果实的形成
胚珠
种子
雌蕊受粉
合成生长素
子房壁
果皮
刺激
胚珠
无种子
雌蕊未受粉
子房壁
果皮
有子果实
无子果实
生长素溶液
人工合成
花蕾期
去雄
喷洒生长素类似物
一、生长素
3.应用
用一定浓度的生长素(或赤霉素)刺激未受粉的雌蕊柱头或子房而获得的,其原理是应用生长素(或赤霉素)能促进果实发育的生理作用。
用一定浓度的生长素类似物溶液补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响授粉而对瓜果类作物所带来的产量下降,但该措施不可用于挽救以收获种子为目的的各种粮食作物或油料作物的减产问题,因为种子的形成需以双受精为前提。
比较项目 无子番茄 无子西瓜
原理
变异类型
果实中染色体组数
生长素促进果实发育
染色体变异
不可遗传变异
可遗传变异
含两个染色体组
含三个染色体组
无子番茄和无子西瓜
其他植物激素的种类和作用
1
二、赤霉素
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。
科学家发现水稻感染赤霉菌后出现疯长现象,植株高大但结实率低,称为恶苗病。
1926年
水稻恶苗病植株(左)
与正常植株(右)
如何验证?
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。
二、赤霉素
从赤霉菌培养基滤液中分离出致使水稻患病的物质,称之为赤霉素(GA)。
1935年
1958年
思考:能确认赤霉素属于植物激素吗?
人们从红花菜豆未成熟的种子中提纯了赤霉素GA1。后来又陆续发现了植物体内有多种赤霉素。
确认植物体内可以产生赤霉素,这种物质属于植物激素。
二、赤霉素
1.合成部位
2.主要作用
②促进细胞分裂与分化;
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
①促进细胞伸长,从而引起植株增高;
③促进种子萌发、开花和果实发育。
卷心菜开花
二、赤霉素
3.应用
促进矮生性植物长高、解除种子休眠
种子中的赤霉素主要来自胚,它可促进种子等休眠体的萌发。小麦种子的胚乳中储存大量淀粉,水解后可为胚的萌发提供充足的能源物质。
为什么能促进种子的萌发呢?
某兴趣小组为了探究赤霉素促进种子萌发的原理,用去胚小麦种子(保留完整胚乳)做了下面的实验。
用清水浸泡48h,切半放入加淀粉的琼脂平板。
用赤霉素溶液浸泡48h,切半放入加淀粉的琼脂平板。
放入种子6h后,用I2-KI溶液冲洗平板。
大麦种子去胚的原因:
排除胚产生的赤霉素对实验结果的干扰
透明圈:
是淀粉酶在将淀粉分解,用碘液处理不变蓝
赤霉素能诱导淀粉酶合成
结论:
二、赤霉素
胚合成GA
GA扩散到糊粉层
ɑ-淀粉酶
淀粉分解
小分子糖被吸收
赤霉素(GA)促进种子萌发的原理
打破种子休眠
刚收获的马铃薯块茎,种到土里不能萌发,原因是刚刚收获的马铃薯要有一定的休眠期,在度过休眠期以后才能萌发,如果用赤霉素处理马铃薯块茎,则能解除它的休眠,提早用来播种。
二、赤霉素
其他植物激素的种类和作用
1
三、细胞分裂素
1.主要作用
1955年,在一个很偶然的机会,斯库戈等人发现了一种能促进细胞分裂的物质,这种物质被命名为激动素。在激动素被发现以后,科学家们又发现了多种具有激动素生理活性的物质,有天然的,也有人工合成的。后来,人们将这一类物质都称为细胞分裂素(CTK)。
①促进细胞分裂
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
三、细胞分裂素
2.合成部位
主要是根尖
根冠
分生区
(无液泡)
伸长区
(方形、紧密)
(有液泡)
成熟区/根毛区
(有液泡)
(长条形)
生长素
生长素+细胞分裂素
3.应用
保持蔬菜鲜绿,延长储藏时间。
其他植物激素的种类和作用
1
四、脱落酸
1964年,美国科学家从未成熟将要脱落的棉桃中,提取出一种促进棉桃脱落的激素,命名为脱落素,英国科学家也从槭树将要脱落的叶子中,提取出有一种促进芽休眠的激素,命名为休眠素。
1965年确定其化学结构,二者是同物质,称为脱落酸(ABA)。
四、脱落酸
1.合成部位
2.主要作用
根冠、萎蔫的叶片等。
主要分布于将要脱落的器官和组织中含量多。
①抑制细胞分裂;
②促进叶和果实的衰老和脱落;
③维持种子休眠;
④促进气孔关闭。
减少在干旱胁迫条件下白天的水分流失
问题探讨
在我国宋元时期某著作中写道:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味”。这种“气”究竟是什么呢?人们一直不明白。到20世纪60年代,气相层析技术的应用使人们终于弄清楚,是成熟果实释放出的乙烯(ETH)促进了其他果实的成熟。
“木瓜”催熟柿子
2.在发挥作用时,乙烯的作用方式和生长素的有什么相似之处?
1.乙烯在植物体内能发挥什么作用?
起促进果实成熟的作用。
都能从产生部位运输或扩散至作用部位;
微量的物质就可以产生显著的影响。
其他植物激素的种类和作用
1
五、乙烯
1.合成部位:
2.主要作用:
植物体各个部位
① 促进果实成熟;
② 促进开花;
③ 促进叶、花、果实脱落。
思考:果实的发育和成熟过程有什么不同
发育:子房→果实,长大;
成熟:涩果→熟果,含糖量、口味等变化。
拓展
易错易混
促进果实发育≠促进果实的成熟
生长素(或赤霉素)对果实的作用主要是促进果实的发育,主要是指子房膨大成果实及果实体积的增大。
乙烯对果实的作用主要是促进果实的成熟,主要是指果实的含糖量、口味等果实品质的变化。
果实发育和果实成熟是有区别的,要注意二者的区别,以免混淆。
其他植物激素的种类和作用
1
六、油菜素内酯
主要作用:
①促进茎、叶细胞的扩展和分裂;
②促进花粉管生长、种子萌发等。
科学家发现,除了上述五类植物激素,植物体内还有一些天然物质也起到调节生长发育的作用。其中,油莱素内酯已经被正式认定为第六类植物激素。
课堂小结
激素名称 主要合成部位 生理作用
生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
幼芽、幼根、未成熟的种子
①促进细胞伸长,从而引起植株增高;
②促进细胞分裂与分化;
③促进种子萌发、开花和果实发育。
主要是根尖
①促进细胞分裂;
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
根冠、
萎蔫的叶片等
①抑制细胞分裂;②促进气孔关闭;③促进叶和果实的衰老和脱落;④维持种子休眠。
植物体的各个部位
①促进果实成熟;②促进开花;
③促进叶、花、果实脱落;
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
①促进细胞伸长生长,诱导细胞分化;
②影响器官的生长、发育。
课堂小结
植物激素在植物体内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。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。
植物生
长发育
植物
激素
细胞分裂
细胞伸长
细胞分化
细胞死亡
特异性受体
信号转导
调控基因表达
植物激素调节植物生长发育
其他植物激素的种类和作用
1
促进生长、发育、种子萌发的激素:
抑制生长、发育、种子萌发的激素:
脱落酸、乙烯
生长素、赤霉素、细胞分裂素
如图果实成熟过程中的激素变化
习题巩固
1.下列有关植物激素的说法,正确的是( )
A.赤霉素能够促进细胞伸长和种子休眠
B.细胞分裂素能够促进细胞分裂和伸长,延缓叶片衰老
C.脱落酸能抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落
D.乙烯广泛分布在植物的各个部位,能够促进果实的发育和成熟
C
习题巩固
2.果实生长发育和成熟受多种激素调节,
下列叙述正确的是( )
A.细胞分裂素在果实生长中起抑制作用
B.生长素对果实的生长有影响
C.乙烯主要是促进果实的发育
D.脱落酸在果实成熟中抑制细胞分裂和果实脱落
B
习题巩固
3.某植物种子成熟后需经低温储藏才能萌发,为探究其原因,检测了该种子中的两种植物激素在低温储藏过程中的含量变化,结果如图。根据激素的作用特点,推测图中a、b依次为( )
A.赤霉素、脱落酸
B.生长素、细胞分裂素
C.脱落酸、细胞分裂素
D.赤霉素、乙烯
A
植物激素间的相互作用
2
植物激素间的相互作用
2
1.赤霉素与生长素的主要生理作用有什么相似之处?又有哪些不同?
都能促进细胞伸长、诱导细胞分化,影响花、果实发育等。赤霉素可以促进种子萌发的作用,而生长素没有。
2.脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素的生理作用有什么不同?
脱落酸对生长发育表现出“抑制”,而其它激素表现出“促进”。
3.赤霉素和乙烯的生理作用可能存在什么关系?
赤霉素和乙烯的生理作用可能存在“拮抗”关系。
结论1:各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同
调控植物地生长发育和对环境的适应。
植物激素间的相互作用
2
一、拮抗作用
细胞分裂
脱落酸
(-)
生长素
细胞分裂素
(+)
赤霉素
细胞分裂素
(+)
种子萌发
脱落酸
(-)
二、协同作用
生长素
促进
细胞伸长
细胞体积增大
细胞核分裂
促进
细胞质分裂
促进
细胞分裂素
共同促进
细胞分裂
细胞数目增加
植物生长
共同促进
色氨酸
生长素
细胞伸长
合成
赤霉素
促进
抑制
氧化产物
分解
三、相互作用
生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯合成;乙烯含量的升高,反过来抑制生长素的作用。
高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的
植物激素间的相互作用
2
1.拮抗作用
细胞分裂: ;
种子萌发: 。
细胞分裂素(生长素、赤霉素)与脱落酸
脱落酸与赤霉素
2.协同作用
细胞分裂:_____________________________
细胞伸长:_____________________
果实发育:_____________________
叶片、果实脱落:___________________开花:______________
生长素、细胞分裂素、赤霉素
生长素、赤霉素
生长素、赤霉素
乙烯、脱落酸
乙烯、赤霉素
3.相互作用
生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯合成,
乙烯含量的升高,反过来抑制生长素的作用。
植物激素间的相互作用
2
花瓣脱落
果实形成
果实膨大
果实逐渐成熟
果实完全成熟
1
2
3
4
20
22
24
26
28
30
32
34
乙烯相对含量
开花后天数/d
草莓果实发育和成熟过程中乙烯含量的动态变化
结论2: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。
植物激素间的相互作用
2
在植物组织培养过程中,培养基中:
①当生长素含量高于细胞分裂素时
主要诱导脱分化和根的形成;
②当生长素低于细胞分裂素的效应时,
主要诱导再分化和芽的形成;
③当两者比例适中时,愈伤组织保持生长而不分化。
结论3: 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。
植物激素间的相互作用
2
结论3: 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。
脱落酸
雄花
较高
雌花
赤霉素
较低
植物激素间的相互作用
2
结论4:植物生长发育的过程中,不同激素的调节还表现出一定的顺序性。
总之,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。
课堂小结
习题巩固
1.判断
①高等植物的赤霉素能促进成熟细胞纵向伸长和节间细胞的伸长
( )
②乙烯只在果实中合成,并能促进果实成熟( )
③激素调节只是植物生命活动调节的一部分( ) ④喷洒赤霉素能使芦苇显著增高,可证明赤霉素能促进细胞伸长
( )
⑤脱落酸能调控细胞的基因表达( )
⑥植物的某些生理效应应取决于各种激素之间的相对含量( )
⑦植物生长素的应用可以延长种子的寿命( )
⑧生长素能促进插条的生根,故发生了细胞的增殖和分化( )
×
×
√
√
×
√
√
√
习题巩固
2.下列有关植物激素或植物生长调节剂的应用,正确的是( )
A.黄瓜结果后,喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落
B.如果水稻没有受粉,采用喷洒一定浓度的生长素类调节剂的
方法无法补救产量
C.用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存
D.番茄开花后,喷洒一定浓度乙烯利,可促进子房发育成果实
B
习题检测
3
习题检测
1.运用植物激素的相关知识,判断下列说法是否正确。
(1)赤霉素决定细胞的分化。 ( )
(2)脱落酸促进果实和叶脱落。( )
(3)细胞分裂素促进细胞伸长。( )
√
×
×
习题检测
2.生长素和乙烯都在植物生命活动调节中起重要作用。
以下相关叙述,正确的是 ( )
A. 植物体内生长素含量会影响乙烯的合成
B. 生长素促进植物生长,乙烯促进果实发育
C. 生长素是植物自身合成的,乙烯是植物从环境中吸收的
D. 生长素在植物体内广泛分布,乙烯只分布在成熟果实中
A
习题检测
3.在自然界存在这样一种现象: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又遇大雨,种子就容易在穗上发芽。
请尝试对此现象进行解释。
(提示:研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解)
脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。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,这些种子就不会和其他种子那样休眠了。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地萌发。
习题检测
4.人们常说,一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果;社会上也有“坏苹果法则”
“坏苹果理论”。请你结合本章所学,谈谈对这些话的理解。
一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果,其中的科学道理是乙烯能促进果实成熟。由此引申出的“坏苹果法则”,则是一种类比思维。
THANKS