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選擇性必修一
第五章 植物生命活動的調節
一、生長素的發現
1．植物生長素的發現過程
項目 實驗處理 實驗結論
達爾文 的實驗 單側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。
尖端是感受單側光刺激的部位。胚芽鞘的尖端可能會產生某種“影響”，這種“影響”傳遞至下面的伸長區會造成伸長區背光面比向光面生長快。
鮑森·詹森的實驗 胚芽鞘尖端產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物質引起的，并把這種物質命名為生長素。
胚芽鞘系列實驗的結論：(1)生長素的產生部位：胚芽鞘尖端(產生不需要光)。
(2)生長素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸長區。
(3)感光部位：胚芽鞘尖端。
(4)生長素橫向運輸的部位：胚芽鞘尖端。
(5)胚芽鞘彎曲生長的原因——尖端下部生長素分布不均勻。
2．生長素的產生、運輸和分布
（1）主要的合成部位：幼嫩的芽、葉和發育的種子。由色氨酸經一系列反應轉變成生長素。
(2)生長素是由溫特命名的，化學本質是吲哚乙酸。
（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，生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端 ，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、發育的種子和果實等處。
3．向光性的原理
外因： 單側光照射。
(2)內因：生長素分布不均勻,背光一側含量多于向光一側。
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，給細胞傳遞調節代謝的信息。
2.生理作用：既能促進生長，也能抑制生長；既能促進發芽，也能抑制發芽；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：低濃度促進，高濃度抑制，甚至殺死植物。
（1）相關曲線分析：
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10－10 mol/L、10－8 mol/L、10－4mol/L，說明不同器官對生長素的敏感性不同。
②10－6 mol/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，引起的生理效應不同。
(2)體現兩重性的實例
①頂端優勢：植物的頂芽優先生長而側芽生長受到抑制的現象。
原因：頂芽產生的生長素向下運輸到枝條上部的側芽，側芽附近生長素濃度較高，發育受到抑制。
解除方法：摘除頂芽。
②根的向地性：
原理：重力→根尖、芽尖產生的生長素先發生橫向運輸，再進行極性運輸→生長素分布不均勻 ( 近地側生長素濃度高，遠 地 側 生 長 素 濃 度 低) →根對生長素濃度敏感（近地側生長素濃度高，抑制生長;遠地側生長素濃度低，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的人工合成的化學物質。如α－萘乙酸，2,4－D等。
(2)應用：①防止果實和葉片的脫落。②促進結實，獲得無子果實。③促進扦插枝條的生根。
三．植物激素
(1)概念：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發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，結實率降低，稱為惡苗病。科學家從培養基濾液中分離出使水稻患該病的物質，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。 促進果實發育
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 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，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.在植物的生長發育和適應環境變化的過程中，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節的結果。植物的生長發育過程，在根本上是基因組在一定時間和空間上程序性表達的結果。
4.植物生長與多種植物激素之間的關系：
(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的生長調節劑的應用
(1)植物生長調節劑的概念：人工合成的對植物的生長發育有調節作用的化學物質。
(2)優點：容易合成、原料廣泛、效果穩定。
(3)應用實例 :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，使其無須發芽就可產生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.預實驗：預實驗可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免由于設計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力和財力的浪費。
4．設置對照組、重復組
(1)設置對照組：清水空白對照；設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)設置重復組：即每組不能少于3個枝條。
5．控制無關變量：無關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、帶有的芽數相同，插條處理的時間長短一致等。
6．處理插條
(1)生長素類似物處理插條可用浸泡法(處理時間較長，溶液濃度較低，最好在遮陰和空氣濕度較高的地方進行處理)或沾蘸法(溶液濃度較高，處理時間較短)。
(2)處理時插條上下不能顛倒，否則扦插枝條不能成活。
(3)扦插時常去掉插條成熟葉片，原因是降低蒸騰作用，保持植物體內的水分平衡。

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