3.3必修3第三章第三节_图文

人教版必修3

第三章 植物的激素调节
第三节 其他植物激素

“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气 即发、并无涩味”(宋〃苏轼《格物粗谈〃果 品》)。这种“气”究竟是什么呢?
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一、植物激素的种类和作用

植物激素的种类
1、生长素(IAA)

2、赤霉素(GA)
3、细胞分裂素(CTK) 4、脱落酸(ABA)

5、乙烯(ETH)
它们都是些简单的小分子有机化合物,但它们的 生理效应却非常复杂、多样。

其他植物激素的作用
水稻恶苗病 ——赤霉素

病苗细长,叶色淡绿,比健苗高,病株节 间伸长,茎节上逆生不定根,茎杆逐渐变褐, 腐烂,其内有白色蜘蛛丝状菌丝。

赤霉素的发现过程

1926年,水稻感染了赤霉菌 恶苗病

植物疯长

将赤霉菌培养基的滤液喷洒到健康水稻幼苗 上 不感染赤霉菌,却有恶苗病的症状

1935年,科学家从培养基滤液中分离 出赤霉素(GA)。

赤霉素
幼叶

幼芽

合成部位

幼根

未成熟的种子

促进细胞伸长

主要作用

促进种子萌发

果实发育

合成部位: 主要是未成熟的种子、幼根和幼芽等。

赤毒素

主要作用: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。

生理作用:

1. 促进茎的伸长生长

特点 促进细胞伸长

⑴ 促进整株植物生长 矮生 → 正常 ⑵ 促进节间的伸长 ⑶ 不存在超最适浓度的抑制作用 GA 2. 打破休眠 3. 诱导开花
GA能代替低温和长日照诱导某些长日植物开花

4. 促进产生α—淀粉酶

施用5μg GA3 后第7天

对照

GA3 对 矮生型 豌豆的 效应

GA3诱导甘 蓝茎的伸长 , 诱导产生超 长茎

10 μg GA/d 处理4周

低温处 理 6周

对照

GA对胡萝 卜开花的 影响

细胞分裂素
合成部位: 主要是根尖。

主要作用:

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促进细胞分裂。

CTK的生理作用

1. 促进细胞分裂和扩大

横向增粗

? IAA只促进核的分裂而与细胞质 的分裂无关 。 ? CTK——促进细胞质分裂。 ? GA缩短细胞周期中的G1期(DNA 合成准备期)和S期(DNA合成期)的时 间,∴加速细胞的分裂

叶面涂施细胞 分裂素 (100mg〃L-1)

对照

细胞分裂素对萝卜子叶膨大的作用

2. 促进芽的分化
?组织培养 愈伤组织 CTK / IAA 高——形成芽 CTK / IAA 低——形成根 CTK / IAA 中——保持生长而不分化 ?CTK促进侧芽发育,消除顶端优势

拟南芥(Arabidopsis)

IBA, 0.5 μg

ml-1

IBA, 0.5 μg ml-1 ZT, 2.0 μg ml-1

3.延缓叶片衰老
?清除活性氧
CTK

?阻止水解酶的产生,保护核酸、蛋白质、叶绿素 不被破坏 ?阻止营养物质外流

4. 其他生理作用 促进气孔开放;打破种子休眠;刺激块茎形 成;促进果树花芽分化

脱落酸
合成部位: 根冠、萎蔫的叶片等。 逆境下增多 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, 促进叶和果实的衰老和脱落。

ABA的生理效应

1. 抑制生长 抑制整株植物或离体器官的生长,也能抑制种 子的萌发。 2. 促进脱落 3. 促进休眠 4. 加速衰老
与CTK相反

5. 促进气孔关闭 土壤干旱,根 → 叶, ABA 气孔关闭, 减少蒸腾 6. 提高抗性

鸭趾草

ABA诱导气孔关闭 A: pH6.8, 50mmol L-1 KCl B: 转移至添加10μmol L-1 ABA的溶液中, 10~30min内气孔关闭

分布:

乙烯

合成部位: 植物体各个部位。 主要作用:
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促进果实成熟。

ETH的生理效应 1. 促进成熟(催熟激素)

2. 促进脱落与衰老 3. 促进开花和雌花分化 4. 诱导次生物质(橡胶树的乳胶)的 分泌

乙 烯 在 常 温 下 是 气 体

促进果实着色和成熟

乙烯利 pH>4时,可放出乙烯

2—氯乙基膦酸

植物激 素

主要合成部 位 未成熟的种 子、幼芽、 幼根

分布

生理作用

赤霉素

普遍存在于植株体内

(1)调节细胞的伸长,从 而引起茎秆伸长与植株增 高;(2)解除种子、块茎 的休眠并促进萌发

细胞分 裂素

根尖(较 多)、茎尖 (较少)

主要分布于进行细胞分裂 促进细胞分裂,诱导芽的 的部位,如茎尖、根尖、 分化,促进侧芽生长,延 未成熟的种子、萌发的种 缓叶片的衰老等 子、生长着的果实

脱落酸

根冠及萎蔫 的叶片

(1)最重要的生长抑制剂, 各器官、组织中都有,将 能抑制植物细胞的分裂与 要脱落或休眠的器官和组 种子的萌发;(2)促进叶 织中较多,逆境条件下会 和果实的衰老和脱落,促 增多 进休眠 广泛存在于植物体,成熟 促进果实成熟,促进器官 的果实含量最多 脱落等

乙烯

植物体各个 部位

植物激素有五大类,即生长素类、赤霉素类、 细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。此外,油菜素甾体 类、茉莉酸类、水杨酸和多胺类等对植物的生长发

植物激素具有以下特点:
第一,内生性,是植物生命活动中的正常代谢产物; 第二,可运性,由某些器官或组织产生后运至其它部 位而发挥调控作用,在特殊情况下植物激素在合成部 位也有调控作用; 第三,调节性,植物激素不是营养物质,通常在极低 浓度下产生生理效应。

探究1.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现,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。 请大家看看能得出什么样结论呢? 植物体内各种激素是相互联系,共同调节植物的各项生理活动

生长素与乙烯的作用图解 生长素浓度低 生长素浓度高 [促 ] [促 ]


]

[促

乙烯增多
细胞横向扩大


细胞伸长生长



[

]

抑 制

同化作用>异化作用
细胞生长、体积增大 纵向伸长 横向变粗 细胞分裂、数目增多

促进
细胞分裂素

促进
生长素 赤霉素

促进
乙烯

协同:即一类激素的
存在可以增强另一

类激素的生理效应
。如生长素和赤霉 素对茎切段伸长生 长的影响,表现增 效作用 。

拮抗:即一类激素的作用可抵消另一类激 素的作用。如赤霉素能诱导大麦a-淀粉 酶的合成,有促进种子萌发的作用,可 被脱落酸抑制;脱落酸对生长的抑制作 用可被细胞分裂素所消除。另外,生长 素与细胞分裂素对植物顶端优势有相反 的效果;生长素与乙烯对叶片脱落也有 相反的作用。

拮抗

脱落酸

[抑制]

协同
协同 协同

细胞分裂素 生长素
[ 促进 ]

细胞 分裂

细胞数 目增多 细胞纵 向伸长

细胞 伸长 果实 成熟

植 物 生 长

赤霉素 乙烯

植物体的生命活动是在多种激素的协调完成的 其它植物激素
果实成熟过程中的各种激素作用

植物生命活动的调节是非常复杂的过程,从 根本上说是由基因控制的,环境变化也会影响 基因的表达,激素调节只是其中的一种调节方 式。

探究2:植物生命活动的调节也不单单是植物体内 激素的调节这么简单,植物激素在植物生命活动的调 节中起一定作用,但植物的生长发育过程的本质是基 因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,当然光 照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内包括植 物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进 行调节。 植物激素几乎控制着植物所有的生命活动。这种说法 是否准确? 不准确

二、植物生长调节剂的应用
植物激素在植物体内含量极低,提取困难,因而生产实 际中常用生长调节剂来代替植物激素。

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。(例如生长素类似物) 优点: 容易合成、原料广泛、效果稳定 生长促进剂:α-萘乙酸(NAA)、 2,4-D 生长抑制剂:整形素、青鲜素 生长延缓剂:矮壮素、多效唑 催 熟 剂:乙烯利
效果稳定的原因:在植物体内没有分解这些物质的现成的酶故 在植物体内作用的时间较长

讨论

55页

1、你知道哪些水果在上市前有可能使用了 乙烯利?

番茄、香蕉、苹果、葡萄、柑橘等 在生产实际中可以应用乙烯利催熟。

2、你知道哪些农产品在生产过程中使用了植物生 长调节剂?

用 GA (赤霉素类)打破莴苣、马铃薯、人参种 子的休眠;促进苋菜、芹菜等的营养生长,增加产 量。 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。 用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化;促进香蕉 和柿、番茄的果实成熟。 施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进 结实。

3、你认为生产过程中施用植物生长调节剂, 会不会影响农产品的品质? 植物生长调节剂使用得当,不会影响产品品 质,甚至可以改善品质。 例如,适当施用GA可以提高葡萄品质。如 果使用不当,或片面追求短期经济效益,则有 可能影响产品品质。 例如,用2,4-D处理番茄增加座果后,如果 不配合整枝施肥,会出现果实多而小的情况; 为提早上市而采摘远未成熟的柿子再催熟,其 果实品质就不一定好。

4.目前,市场上有许多水果、蔬菜是用 植物激素刺激生长或催熟的。但同时人 们担心食品安全,如有人担心儿童吃了 激素催熟的水果、蔬菜后会出现性早熟 。你持何观点?说出你的理由。

使用植物生长调节剂的注意事项
(1)要确定使用浓度,再了解药剂纯 含量多少,然后进行相应的稀释配制。对 每种药剂的有效和安全浓度,必须预先进 行小面积试验,取得经验后才应用。 (2)掌握喷药最佳时期,要求一无药 害,二有增产,能提高果质的效果。

(3)选择良好的外界条件,一般生长调 节剂要在较高的温度下才起作用,所以 要避开冬季低温,最好在气温200C以 上,选晴天下午3时后进行。 (4)要使作物获得高产优质高效益,主 要的还是依靠品种,生长调节剂仅是一 项辅助性技术措施。使用要得当。

练习
1、吲哚乙酸促进植物生长的主要原因是( D ) A.促进光合作用 B.促进呼吸作用 C.促进蒸腾作用 D.促进细胞伸长
2、生长素类似物2,4-D等在农业生产上的应用 较广泛,但不可用于( D) A 单性结实 B 作除草剂 C 促进插钎枝条生根 D 解除顶端优势

3. 在植物组织培养实验中,人们一般选用

C 促进芽的分化 ________
A.生长素 C.细胞分裂素 B.赤霉素 D.脱落酸

4. 研究表明,除草剂“敌草隆”能抑制 杂草光合作用过程中氧的形成和二氧化 碳的固定,在下列哪种条件下,除草剂

的作用能发挥得比较明显
A. 强光下 B. 黑暗中

A

C. 阴雨天

D. 早晨和傍晚

5.研究发现生长素(IAA)或赤霉素(GA)对胚芽鞘、 茎枝切段等离体器官均有促进生长的作用。 ⑴、某研究小组围绕生长素和赤霉素之间的关系进行 1、IAA和GA均具有促进植物生长的作用,但IAA的 的探究得到如图一所示的结果。根据图一可以得出的结论 促进效应较GA明显 有:① ② 茎 2、 IAA和GA具有协同作用
段 平 均 伸 长 量 ( 加IAA和GA 加IAA

加GA
不加激素

mm



培养时间(小时)
图一生长素(IAA)和赤霉素(GA) 对离体豌豆节间切段伸长的效应

⑵图二表示赤霉素对植物体内生长素含量的调节关系。 色氨酸 促进 赤霉素 X 合成 生长素 分解 氧化产物 图二赤霉素对生长素含量的调节
抑制

细胞伸长

①图示中X表示赤霉素对生长素的分解具有 作用,这 种作用很可能是通过降低该过程中 酶 的活性实现的 ②赤霉素与生长素表现出激素间相互作用类型中的 协同 作用。

③遗传上的矮生性状通常是由单个基因的突变 引起的,这种突变使植物体缺少合成赤霉素的 酶,所以,可采用外加 ( 赤霉素 )的方法使 植株明显增高。


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