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第一节植物生长素的发现
一、生长素的发现过程
1、达尔文的试验:(19世纪末)
(1)实验过程:
①单侧光照射,胚芽鞘弯向光源生长——向光性;
②切去胚芽鞘尖端,胚芽鞘不生长;
③不透光的锡箔小帽套在胚芽鞘尖端,胚芽鞘直立生长;
④不透光的锡箔小帽套在胚芽鞘下端,胚芽鞘弯向光源生长
(2)结论:单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,当这种刺激传递到下部的伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲
4、温特的试验:(1928年)
试验过程:接触胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧,胚芽鞘向对侧弯曲生长;未接触胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧,胚芽鞘不生长
实验结论:温特的实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确
实是一种化学物质,并把这种物质命名为生长素。
5、1934年,科学家首先从人的尿液中分离出具有生长效应的化学物质——吲哚乙酸(IAA)
1942年,科学家从高等植物中分离出生长素,并确定是吲哚乙酸(IAA)
进一步研究发现,植物体内具有生长素效应的物质出IAA外,还有***(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。
6、小结:
(1)生长素的合成部位是胚芽鞘的尖端;
感光部位是胚芽鞘的尖端;
生长素的作用部位是胚芽鞘的尖端以下部位
(2)向光性的原因:由于生长素分布不均匀造成的,单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧生长不均匀,背光一侧的细胞伸长快于向光一侧,从而造成向光弯曲。
(3)判断胚芽鞘生长情况的方法
一看有无生长素,没有不长;二看能否向下运输,不能不长
二、生长素的产生、运输和分布
1、生长素的产生部位:幼嫩的芽、叶、发育的种子(色氨酸→生长素)
2、生长素的运输方向:横向运输(只发生在胚芽鞘尖端):向光侧→背光侧
极性运输:形态学上端→形态学下端(运输方式为主动运输)
非极性运输:自由扩散,在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输
3、生长素的分布:各器官均有,集中在生长旺盛部位,如芽、根顶端的分生组织、发育中的种子和果实。
第二节生长素的生理作用
一、生长素的生理作用
1、两重性:既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。(生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素的浓度、植物器官的种类、细胞的年龄有关)
2、一般,低浓度促进植物生长,高浓度抑制植物生长,甚至杀死植物(浓度的高低以各器官的最适生长素浓度为标准)。幼嫩的细胞对生长素敏感,老细胞则比较迟钝。
实例:顶端优势(两重性)
(1)顶芽产生的生长素向下运输在侧芽附近积累,侧芽对生长素浓度比较敏感,因此受到抑制,顶芽不断生长,侧芽被抑制的现象(松树)
(2)解除顶端优势:就是去除顶芽(棉花摘心)
(3)应用:棉花摘心促进多开花,多结果,园林绿篱的修剪。
3、同一植株不同器官对生长素浓度的反应不同,最适浓度:茎>芽>根,敏感性由高到低为:根、芽、茎
实例:根的向地性(两重性)、茎的背地性
横向生长的植物受重力影响而根有向地性,茎有背地性,许多禾本科植物倒扶后可以自己站起来,
原因:由于重力的作用,生长素都积累在近地面,D点和B点和生长素都高于C点和A点,又由于根对生长素敏感,所以,D点浓度高抑制生长,长的慢,而C点浓度低促进生长,长的快。根向下弯曲(两重性)。而茎不敏感,所以B点促进生长的快,而A点促进生长的慢。所以向上弯曲。
注:根的向地性与顶端优势中的生长素的作用原理相同,都是体现两重性。
茎的背地性与向光性中的生长素的作用原理相同。
二、生长素类似物在农业生产中的应用
1、生长素类似物:人工合成的化学物质,如α-萘乙酸(NAA)、2,4-D等,具有与IAA相似的生理效应,这些化学物质称为生长素类似物。
2、在农业生产中的应用
(1)促进扦插枝条生根
(2)防止落花落果
(3)促进果实发育、获得无子果实(在未授粉的雌蕊柱头上喷洒生长素类似物,促进子房发育为果实,形成无子番茄);
果实的发育过程:
(4)除草剂:2,4-D(高浓度抑制杂草的生长)
三、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度(注意事项)
1、选择生长旺盛的一年生枝条
2、选取枝条中部,长5~7cm,直径1~
3、枝条形态学上端为平面,形态学下端削成斜面
4、每一枝条留3~4个芽
5、生长素类似物处理插条的方法
(1)浸泡法:把插条的基部浸泡在配制好的溶液中,深3cm,处理几小时至一天
(2)沾蘸法:把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5s),
第三节其他植物激素
一、其他植物激素的种类和作用
1、其他植物激素
植物激素:由植物体内产生、能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
名称
合成部位
主要作用
赤霉素(GA)
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
促进细胞伸长引起植株增高(恶苗病,芦苇伸长),促进种子萌发和果实生长,解除休眠(土豆提前播种),促进麦芽糖化(酿造啤酒),促进性别分化(瓜类植物雌雄花分化)
细胞分裂素(CK)
主要是根尖,正在发育的果实和萌发的种子
促进细胞分裂(蔬菜保鲜),组织分化,诱导芽分化,促进种子发芽,延缓衰老
脱落酸(ABA)
根冠、萎蔫的叶片等,将要脱落的器官和组织中含量多
抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落抑制生长,促进果实成熟,抑制种子发芽、抑制植株生长,提高抗逆性(气孔关闭)
乙烯
植物体的各个部位,成熟的果实中更多
促进果实成熟,刺激叶子脱落,抑制茎的伸长
2、联系:植物细胞的分化、器官的发生、发育、成熟和衰老,整个植株的生长等,是多种激素相互协调、共同调节的结果。例如:低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增高的哦一定值时,就会促进切段中乙烯的合成,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。
二、植物生长调节剂的应用
1、植物生长调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂。(-D,NAA,乙烯利)
2、优点:具有容易合成,原料广泛,效果稳定等优点
3、应用:
(1)用乙烯利促进香蕉、番茄、凤梨、苹果、葡萄等的果实成熟
(2)赤霉素促进芦苇伸长
(3)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
(4)青鲜素可以延长马铃薯、大蒜、洋葱贮藏期
(5)用赤霉素打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠;促进苋、芹菜等的营养生长,增加产量
(6)用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根,对苹果、鸭梨进行疏花疏果,促进脱落,对棉花进行保花保果,防止脱落