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一、向光性
1、概念:在单侧光的照射下,植物朝着光源方向生长的现象。
2、意义:有利于接受更多光能进行光合作用合成更多的有机物,满足自身生长发育的需要。
二、生长素发现的过程
1、1880年,达尔文研究了光照对金丝雀虉草胚芽鞘生长的影响。
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,背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲。
2、
结论:胚芽鞘的尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。
3、拜尔的实验
结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。
4、温特的实验
结论:胚芽鞘的尖端确实产生了某种促进生长的物质,这种物质可由尖端向下运输,促进下部的生长。温特将这种物质命名为生长素。
5、生长素的分离、提纯
1931年从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。
1946年人们从高等植物体中分离出生长素,并确定它就是IAA。进一步发现
了具有生长素效应的物质除吲哚乙酸(IAA),还有***(PAA)、吲哚丁酸(IBA)。
6、植物激素:在植物体内合成的,能从产生部位运输到作用部位,并对植物的生长发育有着显著影响的微量有机物,称作植物激素。
实例:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。
三、生长素的产生、运输和分布
1、产生:主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
2、分布:集中分布于生长旺盛的部位,如胚芽鞘、芽、和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子等处。
3、运输:
(1)极性运输:生长素只能由形态学上端运向形态学下端;极性运输是细胞的主动运输。
在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。
(2)横向运输:影响因素------单侧光、重力、离心力
举例:
4、植物的向光性
(1)均匀光照或无光:尖端产生生长素→尖端以下部位生长素分布均匀→生长均匀→直立生长
(2)单侧光→尖端→影响生长素运输→尖端以下部位生长素分布不均匀→生长不均匀(背光侧快)→向光弯曲
可见:向光性产生的内部因素是生长素分布不均,外部因素是单侧光的照射。
四、生长素的生理作用及特点
(1)不同器官生长素促进生长的最适浓度不同
不同器官对生长素敏感性不同,根最敏感,芽居中,茎最不敏感,同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理功效不同。
(2)不同浓度的生长素对同一器官所起作用不同:低浓度促进,高浓度抑制。“高浓度”是指分别大于A′、B′、C′点对应的浓度,“低浓度”是指分别小于A′、B′、C′点对应的浓度,高和低是相对而言。
(3)不要将AA′、BB′、CC′段理解为抑制阶段,这些阶段仍体现生长素的促进作用,只是促进作用逐渐降低。A′、B′、C′点既不促进,也不抑制。
1、作用特点: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。
2、植物生长素发挥的作用因浓度、植物细胞的成熟情况和器官种类的不同而有较大的差异
浓度:低浓度促进,高浓度抑制,过高杀死
细胞:幼嫩的细胞对生长素敏感,老细胞则比较迟钝
器官:根>芽>茎侧芽>顶芽
植物种类:双子叶植物>单子叶植物
3、顶端优势
(1)概念:顶芽优先生长,而侧芽受到抑制的现象
(2)原因:顶芽产生的生长素向下运输,枝条上部的侧芽部位生长素浓度较高;侧芽对生长素浓度比较敏感,因而使侧芽的发育受到抑制。
(3)解除方法:摘除顶芽。
(4)产生原因的实验探究
实验过程:取生长状况相同的某种植物,随机均分为3组:
A组自然生长→顶芽优先生长,侧芽受抑制。
B组去掉顶芽→侧芽生长快,成为侧枝。
C组去掉顶芽,切口处放含生长素的琼脂块→侧芽生长受抑制。
结论:顶芽产生的生长素,使侧芽生长受抑制。
4、根的向地性和茎的背地性
分析:(1)根图分析比较A和B、C和D生长情况________、_______。(填快慢)
(2)分析生长素含量情况:A_____B;C_____D。
(提示,考虑重力对生长素的影响)
(3)分析ABCD四点生长素的作用A_______B______C______D____(填促进或抑制)
(4)分析出现根向地生长、茎背地生长的原因(提示:考虑根和茎对生长素的敏感性不同)
地心引力→横向运输(远地侧→近地侧)→生长素分布不均匀→近地侧浓度高
远地侧:生长素少,促进作用弱,生长慢
茎茎背地生长
近地侧:生长素多,促进作用强,生长快
远地侧:生长素少,促进生长,生长快
根根向地生长
近地侧:生长素多,抑制生长,生长慢
五、生长素类似物的应用
概念:具有与IAA相似生理效应的人工合成的化学物质。
1、促进扦插枝条生根
实验:探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
(1)生长素类似物处理插条的方法:
浸泡法
沾蘸法
(2)实验前应先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索
预实验:在进行科学研究时,有时需要在正式实验前先做一个预实验。这样可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成时间、人力、物力和财力的浪费。预实验也必须像正式实验一样认真的进行才有意义。
(3)自变量:生长素类似物溶液的浓度
因变量:根的数目
无关变量:处理时间长短、芽的数量、所用的植物材料、温度等。
无关变量要求相同且适宜
(4)取材:生长良好、粗细长短大致相同的同种植物的材料,芽的数量和饱满程度相同
(5)实验过程
(6)实验分析
由上图曲线可知,促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素浓度,在A点两
侧,存在促进生根效果相同的两个不同生长素浓度。
2、促进子房发育成果实
①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因缺乏生长
素而停止发育,甚至引起果实早期脱落。
②在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没
有受精,果实内没有种子。
原理
方法处理
无子番茄
生长素促进果实发育
用一定浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾获得
香蕉
香蕉是三倍体(3n=33),不能形成正常的配子
不能受精发育成种子,需子房产生一定的生长素并自我刺激,发育成无子果实
无子西瓜
染色体变异引起的三倍体,不能形成正常的配子
通过多倍体育种方法育成,其结实需用正常花粉刺激(产生生长素)才能发育成无子果实
3、作除草剂
可用较高浓度的生长素类似物来杀死单子叶庄稼地里的双子叶杂草。
六、其它植物激素的种类和作用
1、赤霉素的发现:
2、激素的种类和作用
激素名称
合成部位
生理作用
应用
赤霉素
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实发育
促进矮生性植物茎秆伸长;解除种子休眠,提早用来播种
细胞分裂素
主要是根尖
促进细胞分裂和组织分化
蔬菜贮藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长贮藏时间
乙烯
广泛存在于多种植物的
组织中,成
熟的果实中
更多
促进果实成熟
促进香蕉、凤梨等果实成熟
脱落酸
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,抑制植物的生长,也能抑制种子的萌发;促进叶和果实的衰老和脱落
落叶或棉铃在未成熟前的大量脱落
3、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,各种植物激素并不是孤立的起作用,而是多种激素相互作用共同调节。有的相互促进,有的相互拮抗。
七、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成为植物生长调节剂
2、优点:容易合成、原料广泛、效果稳定
3、应用:
(1)用乙烯利催熟
(2)用赤霉素处理芦苇增加纤维长度
(3)用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子在无须发芽时就可产生a-淀粉酶,可简化酿酒工艺、降低成本
4、应用时的注意事项:综合考虑施用目的、要用效果、药物毒性、药物残留、价格和施用是否方便等因素。还要考虑施用时间、处理部位、施用方式、适宜的浓度和施用次数等问题。