(共33张PPT)
第5章 植物生命活动的调节
其他植物激素
第2节
选择性必修1
1
举例说出赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的作用(重点)。
2
举例说明植物激素之间存在复杂的相互作用(难点)。
在猕猴桃的生长发育过程中其体内还有哪些植物激素起作用?
各种植物激素是怎样相互作用的?
生活小常识:我们会将买来的硬邦邦的猕猴桃与香蕉放在一起,很快猕猴桃就软软的,酸甜可口,这个过程是利用了香蕉产生的乙烯。
思考:乙烯在植物体内能发挥什么作用?乙烯是植物激素吗?
说明乙烯能促进果实成熟。乙烯是植物体产生的,发挥调节作用的微量有机物,是植物激素。
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目标一
其他植物激素的种类和作用
资料1 1926年,科学家观察到,当水稻感染了赤霉菌后会疯长(恶苗病),结实率大大降低。研究者将赤霉菌培养基的滤液喷施到水稻幼苗上,也出现了恶苗病的症状。
导致水稻患恶苗病的不是赤霉菌菌体,而是赤霉菌产生的某种化学物质。
发病前期
发病中期
发病后期
1.1 赤霉素的发现及作用
我们从这份资料中能得到哪些重要信息?
资料2 1935年,科学家从培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质,称之为赤霉素(简称GA)
资料3 20世纪50年代,科学家从赤霉菌培养液中分离和鉴定了可导致水稻患恶苗病的三种不同的赤霉素,分别命名为GA1、GA2、GA3。
1.1 赤霉素的发现及作用
到此为止,我们还不能确定赤霉素是植物激素,因为科学家们只是从赤霉菌的培养液中得到了这种化学物质,它从来没有在植物体内发现过。
能否确定GA是植物激素呢?
活动1
通过实验,分析赤霉素是否是植物激素
实验 20世纪50年代,科学家发现:外源性赤霉素可以使矮生型玉米(一种突变体)显著长高,可以达到正常玉米的高度,但是不能使正常(野生型)玉米明显增高。
基于所学,你如何解释这一现象呢?
活动1
通过实验,分析赤霉素是否是植物激素
你认同下面哪种解释?说出理由。
①矮生型和野生型玉米体内均可产生内源性赤霉素,但矮生型缺乏赤霉素的受体。
②矮生型玉米体内产生的内源性赤霉素较正常玉米少,外源性赤霉素补充了内源性赤霉素的不足。
资料4 1958年,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。
1.1 赤霉素的发现及作用
终于,我们确认植物体内可以产生赤霉素,这种物质属于植物激素。
为什么能促进种子的萌发呢?
通过前面的学习,我们知道,赤霉素可以促进植物茎伸长,从而促进植物长高。
有关资料表明赤霉素还可以促进种子、块茎等休眠体的萌发。
1.1 赤霉素的发现及作用
资料5 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。
活动2
探究赤霉素促进种子萌发的机理
活动2
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。
探究赤霉素促进种子萌发的机理
活动2
问题:请分析并解释实验现象,推测赤霉素是如何促进种子萌发的?
赤霉素可以诱导胚产生淀粉酶,淀粉酶促进淀粉分解,为胚的萌发提供充足的能源物质,从而促进了种子的萌发。
激素名称 合成部位 主要作用
赤霉素
除了赤霉素,科学家又发现了细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素。
幼芽、幼根和未成熟的种子
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
1.1 赤霉素的发现及作用
阅读教材第97页,完成表格进行总结归纳
活动3
激素名称 合成部位 主要作用
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
油菜素内酯
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。
1.2 几种植物激素的合成部位及功能
植物的花粉、种子、茎和叶等
①能促进茎、叶细胞的扩展和分裂;
②促进花粉管生长、种子萌发等
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目标一
植物激素间的相互作用
2.1植物激素间相互作用的实例
资料1 在实验条件下,离体的植物细胞在只有生长素的条件下,会形成大量多核细胞。如果同时存在细胞分裂素,生长素就能促进细胞迅速分裂。
据此分析,IAA和CTK如何调节细胞分裂?有什么关系?
生长素促进细胞核分裂,细胞分裂素促进细胞质分裂。在促进细胞分裂方面,二者表现为协同作用。
资料2 赤霉素处理马铃薯,可促进其发芽。
所谓胎萌现象,是指种子在脱离母体前就开始萌发的现象,脱落酸(ABA)合成缺陷型突变体经常会出现胎萌现象,而外源ABA可抑制胎萌现象。
ABA合成缺陷突
变体玉米的果穗
清水处理
赤霉素溶
液处理
赤霉素可以打破种子休眠;脱落酸可促进并维持种子休眠。二者之间作用效果相反。
以上事实说明脱落酸和赤霉素在调节种子萌发上具有什么关系?
2.1植物激素间相互作用的实例
通过资料分析赤霉素和脱落酸共同调节休眠体的萌发的作用特点
活动4
资料3 拟南芥赤霉素(GA)缺陷型突变体的种子GA含量极低,在缺乏外源GA的培养基上是不能发芽的。若诱变处理,筛选出能够发芽的突变株,发现不是能合成GA的回复突变株,而是脱落酸(ABA)缺陷型突变株。检测发现这种双突变株种子内两种激素的绝对水平都极低。只是ABA与GA的比值与野生型相同。
问题:由此说明ABA和GA调节种子萌发时有什么特点?
种子的休眠与萌发并非取决于两种激素的绝对含量,而是由二者比例(相对含量)决定,ABA与GA比值较高促进休眠,反之促进萌发。
思考:在植物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。你能举出其他例子吗?
在植物组织培养过程中,培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高有利于根的分化,反之有利于芽的分化。
脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于黄瓜形成雌花,反之有利于分化形成雄花;
实例1 IAA和ETH(乙烯)之间的相互作用
生长素
促进细胞伸长
ACC合成酶
mRNA
ACC合成酶基因
甲硫氨酸
抑制
乙烯
促进细胞横向扩张
促进
色氨酸
ACC
2.2 激素间相互作用的原理
请据图解释:为什么低浓度的生长素促进生长,高浓度的生长素抑制生长?
低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增高到一定值时,就会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来会抑制生长素促进细胞伸长的作用。
资料4 豌豆幼苗实验
实例2 IAA和GA之间的相互作用
生长素可以促进赤霉素水平的提高。
你能得出什么结论?
2.2 激素间相互作用的原理
资料5 GA对IAA水平的影响
赤霉素
色氨酸
生长素
氧化产物
细胞伸长
促进
抑制
合成
分解
通过资料4、5,请你概括生长素和赤霉素协同促进生长的原理是什么?
由资料4实验结果可知,生长素可提高赤霉素的水平;由资料5可知,赤霉素可提高生长素的水平。二者相互促进,因此表现为协同作用。
2.2 激素间相互作用的原理
实例2 IAA和GA之间的相互作用
2.3 植物激素在不同发育阶段的动态
资料6 (Ⅰ) 草莓果实发育过程中乙烯含量的动态变化
由草莓发育过程中乙烯含量的动态变化,你能得出什么结论?
在植物生长发育过程中,乙烯的含量会发生变化。
资料6 (Ⅱ)猕猴桃果实发育过程中激素的动态变化
①生长素、细胞分裂素和赤霉素的含量如何变化?这种变化有什么意义?
生长素、细胞分裂素和赤霉素的含量先升高后降低,前期含量升高的意义是这些激素能较好的促进果实的生长和膨大。后期含量处于低水平有利于果实成熟。
②脱落酸在果实发育的过程中含量如何变化?能起到什么作用?
脱落酸在开花初期含量较高,其能促进花瓣的脱落,有利于果实的发育。后期含量升高,有利于果实的成熟、衰老和脱落。
2.3 植物激素在不同发育阶段的动态
由上述各种激素变化能得出什么结论?
在植物生长发育和适应环境的过程中,各种激素水平有如下变化特点:
2.3 植物激素在不同发育阶段的动态
每种激素的含量都会发生变化;
不同激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
网络构建
1.研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解。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。对此现象解释错误的是
A.脱落酸在根冠、萎蔫的叶片等部位合成
B.高温导致赤霉素降解
C.高温条件下脱落酸降解,种子休眠解除
D.种子萌发需要适宜的温度、水分等条件
√
解析 脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽,但持续一段时间的高温会使种子中脱落酸降解。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。
2.干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成,取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如图所示。下列有关叙述错误的是
A.干旱条件下,ABA对野生型幼苗的作用
是促进根的生长,抑制茎叶的生长
B.若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的
ABA,推测植物叶片的蒸腾速率会降低
C.ABA有“逆境激素”之称,其在植物体中的主要合成部位有胚芽鞘尖端、发育的种子
D.根细胞内水分的主要作用有参与细胞内的生化反应、是细胞结构的重要组成成分等
√
解析 ABA主要在植物体的根冠、萎蔫的叶片中合成,C错误。
3.苹果果实发育和成熟过程中,赤霉素、乙烯、细胞分裂素等激素变化情况如图所示,下列分析中合理的是
A.曲线a、b、c分别代表赤霉素、
细胞分裂素和乙烯
B.在果实生长发育的各阶段,生
长素都起主要作用
C.b在果实发育前两个阶段主要发挥了促进细胞分裂、分化和伸长的作用
D.苹果树的生长发育也是图中四种植物激素共同调节的结果
√
解析 曲线a、b、c分别代表细胞分裂素、赤霉素、乙烯,A错误;
在果实生长发育过程各阶段,多种植物激素共同协调发挥作用,但不同阶段起主要作用的激素不同,B错误;
b赤霉素在果实发育前两个阶段即细胞分裂阶段和细胞伸长阶段含量均较高,故主要发挥了促进细胞分裂、分化和伸长的作用,C正确;
该图只能说明苹果果实的生长发育是图中四种植物激素共同调节的结果,但不能说明整个苹果树的生长发育是图中四种植物激素共同调节的结果,D错误。
4.亚热带地区四季分明,生长在该地区的某种植物受到外界光照、温度变化的刺激,通过各种激素的合成(如图所示),使得冬天(短日照)休眠、夏天(长日照)生长。下列有关叙述正确的是
A.细胞分裂素通过促进细胞分裂来促进
植株生长
B.冬天休眠时,植物体内的赤霉素和脱
落酸的含量都会增加
C.冬天有利于进行过程①②③④,夏天
有利于进行过程①③⑤⑥
D.由图可知,植物的休眠和生长都只由一种激素调节完成
√
解析 冬天休眠时,植物体内的脱落酸含量会增加,而赤霉素的含量有所减少,B项错误;
由“冬天休眠,夏天生长”可知,冬天有利于进行过程①③⑤⑥,夏天有利于进行过程①②③④,C项错误;
由图可知,植物的休眠和生长是由多种激素共同调节完成的,D项错误。