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其他植物激素
第2节
人教版 选修1
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
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促进了其他果实的成熟。
讨论:
1.乙烯在植物体内能发挥什么作用?
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?
成熟的果实中富含乙烯,它可以对邻近的果实产生影响。乙烯也是一种植物激素。除生长素和乙烯外,植物体内还存在赤霉素、细胞分裂素、脱落酸等植物激素。
(1)当水稻感染了赤霉菌后,会出现植株疯长的现象,病株往往比正常植株高50%以上,并且结实率大大降低,因而称为恶苗病。
赤霉素的发现过程
正常植株
恶苗病植株
(2) 研究者将赤霉菌培养基的滤液喷施到水稻幼苗上,也出现了恶苗病症状
(3)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,命名为赤霉素(简称GA)。
其他植物激素的种类和作用
到20世纪50年代,科学家发现被子植物体内存在赤霉素。此后,科学家进一步研究,不但发现赤霉素在植物中普遍存在,而且知道了植物体内的赤霉素包括许多种。后来科学家发现了植物体内还有细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素,并逐渐弄清楚了这些植物激素的生理作用。
┊赤霉素┊
合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子。
主要作用:促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂与分化;促进种子萌发、开花和果实发育。
喷施赤霉素植株 (A)与对照(B)
B
A
┊细胞分裂素┊
合成部位:主要是根尖
主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
┊乙烯┊
合成部位:植物体各个部位。
主要作用:促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落。
唯一的气体激素,具有挥发性
┊脱落酸┊
合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。
分布:将要脱落的器官和组织中含量多。
主要作用:抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠。
激素种类 合成部位 主要作用
赤霉素
细胞分裂素
乙烯
脱落酸
幼芽、幼根和未成熟的种子
促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂与分化;促进种子萌发、开花和果实发育
主要是根尖
促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
植物体各个部位
促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落
根冠、萎蔫的叶片等
抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠
注意说明
(1)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,油菜素内酯已经被正式认定为第六类植物激素。油菜素内酯能促进根、茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。
(2)植物激素在植物体内含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。
(3)植物激素对植物生长发育的调控,是通过控制细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
注意说明
(4)果实的发育和果实的成
熟是不同的。生长素和赤霉
素对果实的发育起促进作用,
主要是促进子房膨大成果实,
及果实的长大等体积变化;乙烯对果实的作用是促进果实的成熟,促进果实的含糖量、口味等果实品质的变化。
1.喷洒乙烯可以促进植物的果实发育。( )
基础检测
2.用赤霉素处理种子,可以促进种子的萌发( )
×
√
3.用细胞分裂素处理侧芽可以缓解顶端优势( )
√
4.脱落酸含量降低有利于植物适应干旱环境( )
×
思考·讨论
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?
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?
3.赤霉素和乙烯的生理作用可能存在什么关系?
相同点:赤霉素和生长素都能促进细胞伸长,诱导细胞分化,
影响花、果实发育等作用。
不同点: 赤霉素促进种子萌发,生长素不能。
脱落酸能抑制细胞分裂
赤霉素、细胞分裂素能促进细胞分裂;
脱落酸促进果实的衰老和脱落
生长素和赤霉素能促进果实的发育。
赤霉素和乙烯既有协同作用,也有“对抗”关系。协同作用表现为都能促进开花;“对抗”关系表现为赤霉素促进果实发育,乙烯促进果实成熟和脱落
植物激素间的相互作用
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(如图所示)
资料
开花后天数/d
花瓣脱落
果实膨大
果实形成
果实逐渐成熟
果实完全成熟
乙烯相对含量
草莓果实发育和成熟过程中乙烯含量的动态变化
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。
植物激素的基本生理作用
植物激素的基本生理作用大致可以分为两个方面:促进植物的生长发育和抑制植物的生长发育。这些激素间有的表现出协同作用,有的表现出拮抗作用
细胞伸长
果实脱落
生长素
赤霉素
+
+
乙烯
脱落酸
+
+
协同作用
细胞分裂
种子萌发
细胞分裂素
脱落酸
+
—
赤霉素
脱落酸
+
—
拮抗作用
+表示促进
—表示抑制
注意说明
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。
①生长素浓度升高到一定值(M)时,会促进乙烯的合成;
②乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。
不同激素间的相互作用,如生长素与乙烯的关系
植物激素含量与发育的关系
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。
黄瓜的花有雌花和雄花之分,雄花不结果实。
茎端脱落酸/赤霉素的比值高时有利于黄花雌花的形成,比值低时有利于雄花的形成。
因此农业技术人员在雌花和雄花分化时期施用适当浓度的赤霉素来提高雌花比例,使黄瓜植株多结果实,提高产量。
植物激素含量的含量变化
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。
细胞分裂素、赤霉素和脱落酸含量/(ng/g鲜重)
生长素含量(ng/g鲜重)
开花后天数/d
生长素
脱落酸
细胞分裂素
赤霉素
猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化
例如,在猕猴桃果实的发育过程中,细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现高峰,调节这果实的发育和成熟。
细胞分裂素
生长素
赤霉素
脱落酸
种子发育早期
快速生长期
种子发育后期
相对值
①在果实细胞分裂的过程(发育过程)中,细胞分裂素、生长素、赤霉素浓度较高。
②在果实伸长(快速生长)的过程中,起主导作用的激素是生长素和赤霉素。
③在果实的成熟过程中,含量明显升高的激素是乙烯和脱落酸。
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。