奧賽講義：植物的調(diào)控系統(tǒng)

19植物的調(diào)控

系統(tǒng)想一想：①為什么向日葵的花向著太陽？②為什么秋季有的植物會落葉？③為什么植物的莖向地上生長而植物的根向地下生長？④為什么雪松外形大多數(shù)都呈寶塔形？19.1植物激素19.1植物激素19.1.1向光性的研究導致植物激素的發(fā)現(xiàn)19.1.1向光性的研究導致植物激素的發(fā)現(xiàn)1、生長素早期研究實驗達爾文的實驗胚芽鞘在單側(cè)光下彎向光源生長1、胚芽鞘彎曲生長的是哪一部分?2、感受光刺激的是哪部分?不生長也不彎曲去掉胚芽鞘的頂尖用錫箔罩子把尖端罩上生長但不彎曲罩上尖端下面一段1.感光部位是胚芽鞘尖端2.單側(cè)光照射使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激,

當這種刺激傳遞到下部的伸長區(qū)時,會造成背光面生長快,因而出現(xiàn)向光性彎曲。胚芽鞘在單側(cè)光下彎向光源生長生長但不彎曲不生長也不彎曲結(jié)論：20世紀30年代，化學家們鑒定了溫特研究的生長素的化學本質(zhì)是吲哚乙酸溫特的實驗朝對側(cè)彎曲生長不生長也不彎曲結(jié)論：胚芽鞘的尖端確實產(chǎn)生了某種物質(zhì)，這種物質(zhì)從尖端運輸?shù)较虏浚⑶夷軌虼偈古哐壳氏虏康纳L。溫特將這種物質(zhì)命名為生長素單側(cè)光照射導致生長素在向光側(cè)和背光側(cè)分布不均勻造成的。生長素在背光側(cè)比向光側(cè)分布多，因而引起兩側(cè)的生長不均勻,從而造成向光彎曲。植物向光性的原因2、植物激素的概念及其特征植物激素:

指一些在植物體內(nèi)合成，并能從產(chǎn)生部位運送到作用部位，對生長發(fā)育產(chǎn)生顯著生理作用的微量有機物。19.1.1向光性的研究導致植物激素的發(fā)現(xiàn)植物激素具有三個明顯特征1、內(nèi)生的，細胞接受特定環(huán)境信息誘導而形成的代謝產(chǎn)物。2、能移動，移動的速率和方式，因激素的種類、植物及其器官的特性而不同，也受環(huán)境影響。3、低濃度的調(diào)節(jié)功能。4、在大多數(shù)情況下，不是只有一種激素在起作用。控制植物的生長和發(fā)育的是幾種激素的比例。19.1.1向光性的研究導致植物激素的發(fā)現(xiàn)19.1.1向光性的研究導致植物激素的發(fā)現(xiàn)3、植物激素的種類生長素類、赤霉素類、細胞分裂素、脫落酸和乙烯

此外，還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些具有激素生理活性的物質(zhì)如：蕓苔素（油菜素內(nèi)酯）、多胺、茉莉酸甲酯等。19.1.2生長素、赤霉素、細胞分裂素

——起促進作用1.生長素（IAA）：促進細胞的伸長生長素的作用特點

低濃度促進生長

高濃度抑制生長甚至是植物死亡

頂端優(yōu)勢？

頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽生長受抑制

原理：頂芽產(chǎn)生的生長素積累在側(cè)芽基部，使該處生長素濃度增高，從而抑制側(cè)芽的生長生長素促進細胞伸長機理激素受體：

指能與植物激素專一地結(jié)合，并能在結(jié)合后能引起特定激素生理生化效應的物質(zhì)。

實際上激素受體是蛋白質(zhì)。植物體內(nèi)有多種激素，必然有多種激素受體。

激素受體的存在部位：質(zhì)膜、細胞質(zhì)、細胞核19.1.2生長素、赤霉素、細胞分裂素

——起促進作用19.1.2生長素、赤霉素、細胞分裂素

——起促進作用生長素促進細胞伸長機理生長素質(zhì)膜上的受體細胞壁軟化松散細胞吸水伸長細胞質(zhì)中受體信使物質(zhì)進入核內(nèi)相關(guān)基因表達蛋白質(zhì)合成細胞伸長生長19.1.2生長素、赤霉素、細胞分裂素

——起促進作用生長素的其他作用①低濃度促進作用：雌花的形成，單性結(jié)實，葉片的擴大，不定根的形成，側(cè)根的形成，種子果實的生長，傷口的愈合、頂端優(yōu)勢等等②高濃度抑制作用：花、果的脫落，幼葉的脫落，側(cè)枝的生長，塊根的形成等等

植物不同器官對生長素的敏感度不同根>芽>莖(如圖19.3)19.1.2生長素、赤霉素、細胞分裂素

——起促進作用2.細胞分裂素（CK）：促進細胞分裂促進側(cè)芽的發(fā)育(頂端優(yōu)勢不是絕對的)延緩葉片、花和果實的衰老促進氣孔張開促進雌花形成誘導開花等等19.1.2生長素、赤霉素、細胞分裂素

——起促進作用3.赤霉素（GA3）促使莖伸長GA3對矮生豌豆的影響圖中左為矮生突變體，右為施用GA3植株長高至正常植株的高度19.1.2生長素、赤霉素、細胞分裂素

——起促進作用赤霉素的其他生理作用誘導a—淀粉酶的形成促進種子萌發(fā)打破貯存器官的休眠誘導開花單性結(jié)實，座果等等19.1.3脫落酸和乙烯起抑制作用1.脫落酸（ABA）:抑制植物體內(nèi)許多過程促進脫落促進休眠提高抗逆性，誘導氣孔關(guān)閉脫落酸是植物體內(nèi)最重要的生長抑制劑，因為它抑制核酸和蛋白質(zhì)的生物合成。甲羥戊酸光敏素光照長度長日照短日照赤霉素脫落酸生長休眠19.1.3脫落酸和乙烯起抑制作用19.1.3脫落酸和乙烯起抑制作用2.乙烯（Eth)

引發(fā)果實的成熟

其他衰老過程，如促進葉柄或果柄的基部形成離層

1、人工合成生長素的應用促進插枝生根引起植物的向性生長和頂端優(yōu)勢保果（低濃度）；蔬果（高濃度）促進子房膨大，形成無籽果實促進植物開花除草如2-4D（高濃度）19.1.4植物激素在農(nóng)業(yè)上的用途19.1.4植物激素在農(nóng)業(yè)上的用途無籽西瓜無籽柑橘19.1.4植物激素在農(nóng)業(yè)上的用途2、赤霉素在生產(chǎn)上的應用提高葉菜類蔬菜產(chǎn)量形成無籽果實促進種子萌發(fā)19.1.4植物激素在農(nóng)業(yè)上的用途3、乙烯的生產(chǎn)應用果實催熟誘導脫落促進開雌花19.2植物的生長響應和生物節(jié)律19.2.1向性改變植物生長的方向

含羞草的膨脹運動（一種感震運動）植物的向光性根的向重力性（向地生長）和莖的負重力性（背地生長）豌豆卷須的向觸性以上植物的向性運動與生長素的不均勻分布和作用有關(guān)19.2.2植物的生物鐘1.近似晝夜節(jié)律：如豆科植物葉的晝張夜閉；植物葉片氣孔的晝開夜合等都是植物與生俱來的，其周期大概24小時，故稱為近似晝夜節(jié)律。2.生物鐘：控制生物體內(nèi)節(jié)律性的計時裝置稱為生物鐘19.2.2植物的生物鐘3.光周期與開花光周期：植物對白日和黑夜時間長短的反應長日植物與短日植物長日植物：春末或夏初開花，要求長的日照時間短日植物：夏末或秋冬開花，要求短的日照時間其實，控制植物開花的并不是日照的長度，而是夜間的長度短夜植物長夜植物光間斷(暗期間斷）對植物開花的影響

開花反應光暗短日植物長日植物營養(yǎng)生長開花開花營養(yǎng)生長營養(yǎng)生長開花臨界期閃光19.2.3植物光敏素與生物鐘有關(guān)光控制植物生長、發(fā)育和分化的過程稱為光形態(tài)建成。紅光和遠紅光可以決定光形態(tài)建成改變，其光受體是光敏色素。光敏色素是植物體中一種對光照敏感的物質(zhì)，它是一種色素蛋白質(zhì)，有2種形式：Pr（吸收紅光）