第五章植物生命活動的調(diào)節(jié)知識匯總（學(xué)案）2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

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第五章植物生命活動的調(diào)節(jié)

一、生長素的發(fā)現(xiàn)

1．植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程

項目實驗處理實驗結(jié)論

達爾文的實驗單側(cè)光照射可引起胚芽鞘向光彎曲，向光面比背光面生長慢；胚芽鞘的生長和彎曲與胚芽鞘的尖端有關(guān)。

尖端是感受單側(cè)光刺激的部位。胚芽鞘的尖端可能會產(chǎn)生某種“影響”，這種“影響”傳遞至下面的伸長區(qū)會造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快。

鮑森·詹森的實驗胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部

拜爾的實驗胚芽鞘的彎曲生長，是由于尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的。

溫特的實驗胚芽鞘的彎曲生長確實是一種化學(xué)物質(zhì)引起的，并把這種物質(zhì)命名為生長素。

胚芽鞘系列實驗的結(jié)論：(1)生長素的產(chǎn)生部位：胚芽鞘尖端(產(chǎn)生不需要光)。

(2)生長素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸長區(qū)。

(3)感光部位：胚芽鞘尖端。

(4)生長素橫向運輸?shù)牟课唬号哐壳始舛恕?/p>

(5)胚芽鞘彎曲生長的原因——尖端下部生長素分布不均勻。

2．生長素的產(chǎn)生、運輸和分布

（1）主要的合成部位：幼嫩的芽、葉和發(fā)育的種子。由色氨酸經(jīng)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變成生長素。

(2)生長素是由溫特命名的，化學(xué)本質(zhì)是吲哚乙酸。

（3）運輸方式：極性運輸和非極性運輸

極性運輸：在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素只能從形態(tài)學(xué)上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端，而不能反過來運輸，即只能單方向的運輸，稱為極性運輸。極性運輸屬于主動運輸。

非極性運輸：在成熟組織中通過韌皮部進行

（4）生長素的分布部位：植物體各器官中都有，相對集中地分布在生長旺盛的部分。如胚芽鞘、芽和、根的頂端分生組織、形成層、發(fā)育的種子和果實等處。

3．向光性的原理

外因：單側(cè)光照射。

(2)內(nèi)因：生長素分布不均勻,背光一側(cè)含量多于向光一側(cè)。

二、生長素的生理作用及其特點

1.作用方式：和動物激素相似，不直接參與細胞代謝，給細胞傳遞調(diào)節(jié)代謝的信息。

2.生理作用：既能促進生長，也能抑制生長；既能促進發(fā)芽，也能抑制發(fā)芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果.

3.特點：兩重性。兩重性表現(xiàn)：低濃度促進，高濃度抑制，甚至殺死植物。

（1）相關(guān)曲線分析：

圖1是不同濃度生長素對莖的生長作用曲線，其中：

①AB段——隨生長素濃度升高，對莖生長的促進作用逐漸增強。

②B點——促進莖生長的最適濃度。

③BC段(不含C點)——隨生長素濃度升高，對莖生長的促進作用逐漸減弱。

④C點——既不促進也不抑制。

⑤CD段——生長素濃度過高，抑制生長。

⑥對莖而言，“低濃度”和“高濃度”的界限指的是C點對應(yīng)的生長素濃度。

圖2是生長素對不同器官作用的曲線，其中：

①促進根、芽、莖生長的最適生長素濃度依次約為10－10mol/L、10－8mol/L、10－4mol/L，說明不同器官對生長素的敏感性不同。

②10－6mol/L的生長素濃度對于根是抑制作用，對于莖是促進作用，這說明同一濃度的生長素作用于不同器官上，引起的生理效應(yīng)不同。

(2)體現(xiàn)兩重性的實例

①頂端優(yōu)勢：植物的頂芽優(yōu)先生長而側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象。

原因：頂芽產(chǎn)生的生長素向下運輸?shù)街l上部的側(cè)芽，側(cè)芽附近生長素濃度較高，發(fā)育受到抑制。

解除方法：摘除頂芽。

②根的向地性：

原理：重力→根尖、芽尖產(chǎn)生的生長素先發(fā)生橫向運輸，再進行極性運輸→生長素分布不均勻(近地側(cè)生長素濃度高，遠地側(cè)生長素濃度低)→根對生長素濃度敏感（近地側(cè)生長素濃度高，抑制生長;遠地側(cè)生長素濃度低，促進生長）→根向地生長

③除草劑

從圖中可以看出，雙子葉植物比單子葉植物對生長素敏感。用適當濃度的生長素類似物來殺死單子葉農(nóng)田里的雙子葉雜草，同時促進單子葉植物的生長。

4.生長素類似物

(1)概念：具有與生長素相似生理效應(yīng)的人工合成的化學(xué)物質(zhì)。如α－萘乙酸，2,4－D等。

(2)應(yīng)用：①防止果實和葉片的脫落。②促進結(jié)實，獲得無子果實。③促進扦插枝條的生根。

三．植物激素

(1)概念：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物。

(2)種類：生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯等。

四．其他植物激素

1.實例：水稻感染赤霉菌植株瘋長，結(jié)實率降低，稱為惡苗病?？茖W(xué)家從培養(yǎng)基濾液中分離出使水稻患該病的物質(zhì)，稱之為赤霉素。

2.其他植物激素的合成部位、分布和主要作用

激素名稱合成部位分布部位主要生理功能

赤霉素幼芽、幼根和未成熟的種子較多分布在生長旺盛部位促進細胞伸長生長，從而引起植株增高。解除種子休眠，促進種子萌發(fā)。促進果實發(fā)育

細胞分裂素主要是根尖主要分布在正在進行分裂的部位促進細胞的分裂促進芽的分化，延緩葉片衰老

脫落酸根冠、萎蔫的葉片中合成較多將要脫落或進入休眠的器官或組織中較多抑制細胞分裂和種子萌發(fā)促進葉和果實的衰老、脫落

乙烯植物體的各個部位廣泛存在于植物體內(nèi)，成熟的果實中含量較多促進果實成熟促進葉和果實的脫落

3.在植物的生長發(fā)育和適應(yīng)環(huán)境變化的過程中，各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素相互作用共同調(diào)節(jié)的結(jié)果。植物的生長發(fā)育過程，在根本上是基因組在一定時間和空間上程序性表達的結(jié)果。

4.植物生長與多種植物激素之間的關(guān)系：

(1)生長素和乙烯對細胞伸長生長的影響

低濃度生長素促進細胞的伸長，但生長素濃度高到一定值時，就會促進切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反過來又抑制了生長素促進切斷細胞伸長的作用。

5．五種植物激素對應(yīng)的生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用

(1)植物生長調(diào)節(jié)劑的概念：人工合成的對植物的生長發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)。

(2)優(yōu)點：容易合成、原料廣泛、效果穩(wěn)定。

(3)應(yīng)用實例:用乙烯利催熟鳳梨（菠蘿）、香蕉、柿子等。用一定濃度的赤霉素溶液處理蘆葦，使其纖維長度增加50%左右。用赤霉素處理大麥種子，使其無須發(fā)芽就可產(chǎn)生α－淀粉酶，簡化釀酒工藝、降低成本。

④可以延長馬鈴薯、大蒜、洋蔥貯藏期的青鮮素（抑制發(fā)芽）可能有致癌作用。

五、實驗探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度

1．實驗原理

(1)生長素類似物的影響存在一個最適濃度，在此濃度下植物插條的生根數(shù)量最多，生長最快。

(2)用生長素類似物處理插條的方法有浸泡法和沾蘸法。

2．實驗過程

3.預(yù)實驗：預(yù)實驗可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設(shè)計的科學(xué)性和可行性，以免由于設(shè)計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力和財力的浪費。

4．設(shè)置對照組、重復(fù)組

(1)設(shè)置對照組：清水空白對照；設(shè)置濃度不同的幾個實驗組之間進行相互對照，目的是探索生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度。

(2)設(shè)置重復(fù)組：即每組不能少于3個枝條。

5．控制無關(guān)變量：無關(guān)變量在實驗中的處理要采用等量性原則。如選用相同的花盆、相同的植物材料，插條的生理狀況、帶有的芽數(shù)相同，插條處理的時間長短一