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1第三章第2节生长素的生理作用一、生长素的生理作用(1)生长素的作用表现出两重性生长素的功能特性具有两重性，即在低浓度范围内能促进植物生长，高浓度范围内抑制植物生长，在较低浓度范围之内，生长素浓度越高，对植物生长促进作用越强；在高浓度范围之内，生长素浓度越高，对植物生长抑制作用越强。此特性可用右下图表示。植物生长素对植物的两重性作用还表现为既能促进发芽，也能抑制发芽：既能防止落花落果，也能疏花疏果。这种现象与生长素的浓度和植物器官的种类有关。(2)植物的不同器官对生长素的敏感性不同同一株植物的不同器官对不同浓度生长素的反应不同。例如，对根来说.生长素的最适浓度是10-10mol/L左右；对芽来说.最适浓度是10-8mol/L左右；对茎来说，最适浓度是l0-4mol/L左右。(右下图)相同浓度的生长素作用于不同器官引起的反应不同(促进或抑制)，说明不同器官对生长素的敏感性不同，敏感性越强，其正常生长发育要求的生长素浓度越低。由右上图可知：根最敏感，茎敏感性较差，芽的敏感性介于根与茎之间。三者的最适浓度大小顺序为：茎芽根这一特性的典型例子是植物的向重力性。如果我们把任何一种植物的幼苗横放，几小时以后，就可以看到它的茎向上弯曲，而根向下弯曲的现象(右下图)，这就是向重力性的表现。向重力性是指植物在重力的影响下，保持一定方向生长的反应。根顺着重力方向向下生长，这是正向重力性：茎背离重力方向向上生长，这是负向重力性例题如上图所示，将植物横放，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长，这与重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同有关，下列分析正确的是（）多选A．a处生长素浓度较b处高，茎对生长素敏感性高，a处生长受抑制，b处生长快，茎向上生长B．d处生长素浓度较c处高，根对生长素敏感性高，d处生长受仰制，c处生长快，根向下生长C．c处生长素浓度较d处高，根弯曲向下生长D．b处生长素浓度较a处高，茎弯曲向上生长例题在农业生产中，用一定浓度的植物生长素类似物作为除草剂，可以除去单子叶农作物间的双子叶杂草。下图表示生长素浓度对两类植物生长的影响，则A、B曲线分别表示何类植物，以及应当选用生长素类似物的浓度是()。A.单子叶植物、双子叶植物；a点浓度B.双子叶植物、单子叶植物；b点浓度C.单子叶植物、双子叶植物;b点浓度D.双子叶植物、单子叶植物；c点浓度(3)植物的顶端优势及其应用植物的顶芽优先生长，而侧芽受抑制的现象叫顶端优势顶芽产生的生长素大量运输到侧芽部位。顶芽部位生长素浓度低，有利于生长，侧芽部位生长素浓度高，抑c/mol•L-1植物生长的两重性植物的不同器官对生长素的敏感性不同生长素类似物浓度促进抑制abcBA2制生长。如果摘除顶芽，侧芽部位的生长素浓度降低了，侧芽所受到的抑制作用就会解除，不久，侧芽就可以发育成枝条。在农业生产中，人们根据植物顶端优势的原理，采用一定技术措施来提高农作物产量的例子是很多的。例如，棉花经过整枝，可以减少枝叶徒长，使果枝得到足够的养分，避免花蕾和棉铃的脱落，从而提高棉花的产量和质量。同步拓展生长素在农业生产中有着多方面的实用价值，已被广泛应用。人们用化学合成的方法合成了一些生长素类似物，如萘乙酸、2，4-D等。由于合成过程简单，效果稳定，在生产中得到广泛的推广和应用。其作用有以下三个方面：(1)促进扦插枝条生根用扦插枝条的方法繁殖后代是营养生殖，.很多植物的扦插枝条不容易生根成活，这时可先用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝的下端，然后栽植下去，很容易生根成活(2)促进果实发育被子植物的子房内有胚珠。当雄蕊授粉以后，胚珠逐渐发育成种子。在胚珠发育成种子的过程中，发育着的种子里合成了大量的生长素，刺激子房发育成果实，种子被包在果实里边。根据这个原理，我们可以在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物，子房就能够发育成果实。由于雌蕊没有受粉，胚珠不可能发育，这样的果实就是无子果实。我们可以用草莓试验证明，如右图所示。(3)防止落花落果在农业生产上，常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株，可以减少棉蕾棉铃的脱落。未成熟的幼果，常因生长素不足而大量脱落。用10～100ppm的2，4-D的水剂喷射树冠，可使落果大为减少，对苹果和柑橘都有效。注意：无子番茄等的产生是由于未发生受精作用，而子房单方面受生长素刺激发育成果实，实际上是一种单性结实。其果实是母体的体细胞(子房壁细胞)直接发育而来的，故果实细胞中染色体数目和基因型与母体细胞相同。二、探究植物生长调节剂对插条生根的影响思考与讨论：2，4-D为什么能促进扦插的枝条生根?提示：2，4-D能促使不易生根的植物长出根来。插条经适宜浓度的2，4-D处理后，淀粉和脂肪的水解过程加速，新陈代谢加快，使可溶性物质加速向插条下端流动及营养物质迅速变成为细胞的结构物质，促进细胞分裂、分化。基部的薄壁细胞脱落分化，细胞恢复分裂的机能，产生愈伤组织，使枝条提早生根。人们很早就知道，如果在插枝上保留正在生长的芽或幼叶时，插枝基部很容易产生愈伤组织和根。这就是因为芽和叶中产生的生长素，通过极性运输并积累在插枝基部，使之得到足量的生长素。所以，在插枝基部外加植物生长调节剂(如2，4-D)，自然促进插条生根。练习题1、下列生产措施中与植物激素无关的一组是（）①培育无子番茄②培育无子西瓜③果树整枝修剪④带芽的枝条扦插⑤移栽植物时剪去部分叶片A、①③B、②④C、⑤⑥D、②⑤2、棉花长到一定的高度后，摘去顶芽，侧芽就发育成枝条。这说明（）A、顶芽产生的生长素运向侧芽B、原顶芽不再向侧芽运送过量生长素C、顶芽摘除后，侧芽开始分泌生长素D、顶芽摘除后，侧芽大量分泌生长素3、要得到番茄无子果实，需将一定浓度的生长素溶液涂抹在该花的柱头上。处理该花的时期和条件是（）A、花蕾期，不去雄蕊B、花蕾期，去掉雄蕊C、开花后，不去雄蕊D、开花后，去掉雄蕊4、植物生长素促进植物生长的原因是（）A、促进细胞分裂B、促进细胞纵向伸长生长C、促进细胞的分裂生长D、促进细胞的弯曲5、根据生长素的生理作用判断，生长素类似物不能用于（）A、促进月季插枝生根B、棉花的保蕾保铃C、人式培育无子辣椒D、促进香蕉成熟6、下列关于顶端优势的叙述中错误的是（）A、顶芽生长衰弱，促进侧芽生长B、除去顶芽，侧芽生长被抑制C、顶芽优先生长时，侧芽生长受抑制D、切除顶芽，切口涂以高浓度生长素，侧芽生长受抑制知识贮备1．生长素的化学本质是吲哚乙酸。2．利用胚芽鞘研究植物的向光性，得出的结论有：3(1)合成生长素的部位是胚芽鞘尖端。(2)单侧光照射导致生长素在尖端由向光侧向背光侧运输，背光侧生长素浓度高，生长速度快。(3)生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端向形态学下端运输，而不能倒转，这称为极性运输。3．下图为水平放置的植物，箭头表示生长素运输方向，据图回答：(1)表示极性运输的是B、D。(2)表示横向运输的是A、C，其外因是重力，其结果是生长素近地侧多。4．右图为雪松，高度可达十几米，雪松的生长主要受生长素的调控，雪松整体呈现宝塔型，其原因可能是生长素分布不均匀造成的。探究点一生长素的生理作用1．生长素的两重性实例(1)顶端优势自然界木本植物的树型常常呈“宝塔型”，这是由于植物的顶芽优先生长，而侧芽的生长被抑制的缘故，生物学家将该现象称之为“顶端优势”。结合下图分析：①图1中，顶芽产生的生长素向下运输，侧芽A、B、C的生长素浓度高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，生长发育受到抑制，而顶芽生长素浓度低，优先发育，植株从而表现出顶端优势。②图2中，顶芽被去掉，侧芽的生长素浓度降低，抑制被解除，侧芽得以发育，顶端优势被打破。③图3中，去掉顶芽后用含生长素的琼脂块代替，推测侧芽A、B、C的发育情况仍受到抑制，说明顶端优势确实是由于生长素分布不均匀造成的。(2)根的向地性(如右图所示)将幼小的植株在适宜条件下横放，一段时间后，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长。①当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素在近地侧浓度较高，即：BA，DC。茎对生长素敏感性弱，A、B两侧都是促进作用，且B侧促进作用更强，使茎背地生长；根对生长素敏感性高，D侧浓度高，抑制生长，因此生长速度CD，使根向地生长，这体现了生长素生理作用的两重性。②若该植物在太空中的空间站内生长，情况会如何？答案由于没有受到单一方向刺激，故各自横向生长。归纳提炼影响生长素浓度变化及作用结果的因素分析活学活用41．如图所示，如果根a侧的生长素浓度在曲线的A点(为10－10mol·L－1)，下列有关描述正确的是A．在FC的范围内均能促进生长B．AD属于生长抑制范围C．b侧的生长素浓度低于a侧，相当于曲线FE段浓度，因而细胞伸长生长慢D．在太空中(重力为0)，根的生长将不同于图中的弯曲生长，坐标图中生长素的曲线也不适用于根的生长问题导析(1)生长素的生理作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长，图中的“高浓度”生长素是指大于C点的浓度，“低浓度”生长素是指小于C点的浓度。(2)根横放时，由于重力的作用，引起近地侧(b)生长素浓度高，抑制细胞生长；背地侧(a)生长素浓度低，促进细胞生长，从而使根向下弯曲生长。(3)在太空中，生长素的浓度作用曲线仍适用于根的生长。只是由于无重力作用，a、b两侧的生长素浓度相同，根水平生长。探究点二生长素生理作用在实践中的应用1．利用生长素培育无子果实(1)正常有子果实的形成过程(如右图)①据图可知，要形成无子果实，首先雌蕊不能受粉；其次，由于无种子，就无法合成子房发育所需要的生长素，因此需要人为施加外源生长素(类似物)。②请模仿上图画出无子果实形成的过程。答案如右图所示2．利用生长素类似物除草在农业生产中，常常向栽种单子叶农作物的农田中喷洒一定浓度的2,4－D(生长素类似物)，以杀死双子叶杂草。据此推测，上图曲线中，表示单子叶农作物的是②；表示双子叶杂草的是①；生长素类似物的浓度应控制在C浓度左右。3．运用生长素促进插条生根用生长素类似物处理浸泡插条，能促进插条生根。处理时应浸泡插条形态学的下端，所用的生长素类似物的浓度应该适宜。4．探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度(1)实验原理：适宜浓度的2,4－D或NAA可以使杨树或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。(2)实验步骤：①分组：把形态、大小基本一样的插条平均分成10组，每组3枝。②处理枝条：把一定浓度的2,4－D或NAA按不同比例稀释成10份具有浓度梯度(实验前通过预实验确定的梯度范围)的溶液，用浸泡法或者沾蘸法处理插条。③培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度(25～30℃)下培养。④观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根条数，根的长度等。(3)实验结果：生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类似物浓度接近促进插条生根的适宜浓度。5活学活用例题：以下是某同学所做“探索生长素类似物(2,4－D)促进插条生根的最适浓度”的实验。请分析回答：实验材料：每种插条若干(种类如右图)、蒸馏水、培养皿、烧杯、量筒、玻璃棒、2,4－D、营养花钵等。实验步骤：第一步：配制不同浓度的2,4－D溶液，并分别向7个培养皿中各注入50mL。第二步：将C枝条均分成7组，每组10根，再分别放入7个培养皿中处理适宜时间。第三步：将处理后的C枝条分别放入营养花钵中，适宜条件下培养10天，观察并记录新生根的数量。花钵12345672,4－D(g/L)10－810－710－610－510－410－310－2平均生根数量1013105411该同学的实验设计有误，请指出两处：__________________________________________________________________________________________________________。小结1．植物生长素对植物的新陈代谢、生长发育等生命活动起着重要的调节作用，其特点是A．只能抑制植物生长B．只能促进植物生长C．高浓度时促进生长，低浓度时抑制生长D．高浓度时抑制生长，低浓度时促进生长