3、植物激素间的关系

①植物的一生，是受到多种激素相互作用来调控的。同时受遗传物质(基因在一定时间和空间上的程序性表达的结果)、光照、温度等环境因子变化的影响。

　②植物组织培养时生长素与细胞分裂素含量变化引起的结果差异

在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素，以诱导细胞的脱分化和再分化。但两者的比例变化后，诱导的结果是不同的：当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成(即有利于根的发生)；当细胞分裂素含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成(即有利于芽的发生)。(参见选修3 P₄₃)

[疑问与解答]

疑问：生长素能促进生长，但它的作用又会被乙烯所抵消吗？

分析：这个问题要从生长素与乙烯的关系说起，生长素是具有绝对的促进生长作用的，而之所以在高浓度的情况下，却具有抑制作用。其实是因为当生长素的浓度达到一定时，能刺激乙烯的合成，而乙烯对植物生长的抑制作用，却抵消了生长素的促进作用。故高浓度的生长素表现出抑制作用。

解答：生长素能促进生长，但它的作用又会被乙烯所抵消的。

生长素的运输与茎的向光性

2、其他植物激素

(1) 细胞分裂素：是一类具有腺嘌呤环结构的植物激素。

①合成部位：存在于正在进行细胞分裂的部位，主要是根尖。

②主要作用：促进细胞分裂和组织分化，植物组织培养中能影响植物细胞脱分化和再分化。

(2)赤霉素：是一类属于双萜类化合物的植物激素。

①合成部位：一般在幼芽、幼根和未成熟的种子中合成。

②主要作用：通过叶片、嫩枝、花、种子或果实进入植物体内，传导到生长活跃部位发生作用，促进细胞伸长，从而引起茎杆伸长和植株增高；能打破种子、块茎或鳞茎等器官的休眠，促进种子萌发和果实成熟。

(3)脱落酸：是一种具有倍半萜结构的植物激素。

①合成部位：根冠、萎蔫的叶片组织、成熟的果实、种子及茎等。

②分布部位：将要脱落的器官和组织中含量多。

③主要作用：抑制细胞分裂(脱氧核糖核酸和蛋白质的合成)，促进叶和果实衰老和脱落。

(4)乙烯：是一种气体激素。

①合成部位：广泛存在于植物体的多种组织中，特别是在成熟的果实中含量较多。

②主要作用：促进果实的成熟。

[经典试题·2007年广东]在早春低温时为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大？

A．脱落酸　 　 B．细胞分裂素　　　 C．赤霉素 　　 D．生长素

[命题立意]本题考查的是种子"催芽"与激素的关系。

[试题解析]A　种子休眠与种子中存在脱落酸有关，如桃、蔷薇的休眠种子的外种皮中存在脱落酸，所以只有通过层积处理，脱落酸水平降低后，种子才能正常发芽。水稻种子数量较大，用流水浸泡法更为实用。因此，在萌发前将种子浸泡在清水中，将脱落酸溶出后种子就能萌发。对促进种子萌发而言，选项里的激素C、D是直接促进， B是间接促进，只有A是抑制。

1、生长素(IAA)

(1)化学成分：吲哚乙酸，分子式为C₁₀H₉O₂N

(2)合成部位：植物体内的生长素主要在叶原基、嫩叶和正在发育着的种子中产生。成熟的叶片和根尖也产生少量生长素。

植物体内的生长素是由色氨酸通过一系列中间产物而形成的。其主要途径是通过吲哚乙醛。吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化脱氨成为吲哚丙酮酸后脱羧而成，也可以由色氨酸先脱羧成为色胺后氧化脱氨而形成。然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。另一条可能的合成途径是色氨酸通过吲哚乙腈转变为吲哚乙酸。

(3)运输

①横向运输：只有尖端才具有横向运输，从而导致生长素在尖端分布不均匀。而尖端以下部位不能横向运输。

②极性运输：生长素在植物体内的运输具有极性，即生长素只能从植物的形态学上端向下端运输，而不能向相反的方向运输，这称为生长素的极性运输。其它植物激素则无此特点。

③极性运输的原因：各细胞底部细胞膜上有携带生长素的载体蛋白，顶端细胞膜上没有这种蛋白质分子，生长素只能从细胞底部由载体蛋白带出再进入下面的细胞。故生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端，而不能从形态学的下端运输到形态学的上端(茎是由茎尖到基部，根也是由根尖到基部)。

[疑问与解答]

疑问：生长素只能从形态学上端运输到下端。请问什么是形态学上端呢？在根部生长素的运输是从分生区到伸长区，那么这是属于从形态学上端到下端还是从下到上呢？

解答：①在根部生长素的运输是从分生区到伸长区，那么这是属于从形态学上端到下端。先长出的部分称为形态学下端，后长出的称为上端。因此生长素都是由后长出的部分(上端)向先长出的部分(下端)运输。

②关于形态学上端和下端问题：一棵植物一般分为根，茎，叶等器官，植物一般直立生长，根一般生活在土壤里即地面以下，而茎叶等生活在地面以上。生长素产生部位一般是芽和幼叶，根尖也会产生生长素。但这些生长素要运输到作用部位。这里就涉及到运输方向的形态学上端和下端问题：以地面为基准，靠近地面的都是下端，远离地面的都是上端！对根来说，根尖是上端。对茎来说，茎尖是上端。生长素运输方向从形态学上端运输到下端，而不能倒过来运输！

④运输方式：主动运输(需载体，要耗能)

(4)分布：生长旺盛的部位(作用部位)

[疑问与解答]

疑问：植物体的根部生长素的分布到底是伸长区多还是分生区多？为什么？

解答：伸长区多，生长素的功能是促进细胞生长。产生分生区多、分布伸长区多。由分生区产生，通过植物形态学的上端向下端运输到伸长区。生长素总是由形态学上端向形态学下端运输的。

(5)作用机理：促进细胞的纵向伸长(细胞体积增大)

植物细胞的最外部是细胞壁，细胞若要伸长生长即增加其体积，细胞壁就必须相应扩大。细胞壁要扩大，就首先需要软化与松弛，使细胞壁可塑性加大，同时合成新的细胞壁物质，并增加原生质。实验证明，用生长素处理燕麦胚芽鞘，可增加细胞壁可塑性，而且在不同浓度的生长素影响下，其可塑性变化和生长的增加幅度很接近，这说明生长素所诱导的生长是通过细胞壁可塑性的增加而实现的。生长素促进细胞壁可塑性增加，并非单纯的物理变化，而是代谢活动的结果。因为，生长素对死细胞的可塑性变化无效；在缺氧或呼吸抑制剂存在的条件下，可以抑制生长素诱导细胞壁可塑性的变化。

(6)生理作用

①从细胞水平上看：生长素可以影响细胞的伸长、分化

②从器官水平上看：生长素可以影响器官的生长、衰老

③两重性：对于植物同一器官而言，低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长。浓度的高低是以生长素的最适浓度划分的，低于最适浓度为“低浓度”，高于最适浓度为“高浓度”。在低浓度范围内，浓度越高，促进生长的效果越明显；在高浓度范围内，浓度越高，对生长的抑制作用越大。

④同一株植物的不同器官对生长素浓度的反应不同：根、芽、茎最适生长素浓度分别为10^-10、10^-8、10^-4(mol/L)。细胞成熟情况：幼嫩的细胞对生长敏感，老细胞对生长素比较迟钝。植物类型：双子叶植物一般比单子叶植物对生长素敏感。

⑤两重性的典型现象--顶端优势

顶端优势又叫先端优势，是极性生长表现形式之一，是指植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。

产生的原因：由顶芽形成的生长素向下运输，使侧芽附近生长素浓度加大，由于侧芽对生长素敏感而被抑制；同时，生长素含量高的顶端，夺取侧芽的营养，造成侧芽营养不足。

顶端优势的原理在果树整枝修剪上应用极为普遍，人工切除顶芽，就可以促进侧芽生产，增加分枝数。在生产实践中经常根据顶端优势的原理，进行果树整枝修剪，茶树摘心，棉花打顶，以增加分枝，提高产

[疑问与解答]

疑问：生长素在第一侧芽的浓度为什么最高，而不向下运输到其他侧芽?

解答：一般来说，顶芽是产生生长素最多的地方。而顶芽产生的生长素往下运输，离它越近的侧芽就积累越多。这是就近运输之原理。

疑问：为什么离顶芽近的侧芽处积累的生长素多呢? 顶芽产生的生长素往下运输,侧芽产生的生长素也往下运输,那么离顶芽远的侧芽积累的生长素不是更多吗?

解答：产生的同时也会被吲哚乙酸酶分解。第一侧芽积累最多，分解少；继续向下运输，分解快，逐渐减少。故松柏呈宝塔型。

疑问：牵牛花的茎可以缠绕在其它植物体上，如果测量幼茎靠近物体一侧和远离物体一侧的生长素浓度和细胞体积大小，则应该是：生长素浓度 是(　　　　　 )，细胞体积是(　　　　　　 )。

解答：靠近物体的一侧生长素浓度低，远离物体的一侧生长素浓度高

靠近物体的一侧的细胞体积小，远离物体的一侧的细胞体积大

理由：远离物体的一侧，显然要长的长一些，即细胞体积伸长的大一些。而究其根本原因，是由于生长素分布不均造成。而对于茎来说，只有靠近物体的一侧生长素浓度低，远离物体的一侧生长素浓度高，才能造成远离物体一侧生长快。

疑问：生长素浓度对植物不同器官的影响效应相同的一组是　(　　　　 )

A．根的向重力性和茎的背重力性　B．植物的向光性和顶端优势

C．茎的背重力性和植物的向光性　D．根的向重力性和扦插枝条生根

解答：答案是C。

A．根的向重力性：生长素浓度高的一侧-长得慢；茎的背重力性：生长素浓度高的一侧-长得快

B．植物的向光性：生长素浓度高的一侧-长得快；顶端优势：生长素浓度高的一侧-长得慢

C．茎的背重力性：生长素浓度高的一侧-长得快；植物的向光性：生长素浓度高的一侧-长得快

D．根的向重力性：生长素浓度高的一侧-长得慢；扦插枝条生根：生长素浓度高的一侧-长得快

⑥生长素类似物的应用：a、在低浓度范围内：促进扦插枝条生根--用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡不易生根的枝条，可促进枝条生根成活；促进果实发育；防止落花落果。b、在高浓度范围内，可以作为除草剂。

[生长素与生长素类似物]

生长素是植物激素，对植物生长发育起显著的作用，自然界的有吲哚乙酸、吲哚乙腈、4-氯吲哚乙酸等。

但生长素再植物体内合成极少，为了农业生产等方面，人们会合成一些类似物，主要有吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、萘氧乙酸、4-碘苯氧乙酸等。以达到催熟、插枝、无子果实等目的。

[经典试题·2007年广东]某同学发现了一株花色奇特的杜鹃花，于是采摘了部分枝条，打算用扦插的方式进行繁殖。下列关于该实验的叙述，正确的是

A．采摘的枝条中，芽较多的较嫩枝条相对来说更容易生根

B．生长素促进生根效果与生长素处理枝条的时间长短成正比

C．生长素类似物有一定的毒性，实验结束后应妥善处理废液

D．可发现两个不同的生长素浓度，促进根生长的效果相同

[命题立意]本题考查的是生长素及其类似物的作用与特点。

[试题解析]ACD　 吲哚乙酸是生长素，不能作为诱变剂。不是顶芽产生的生长素少于侧芽，而是产生后就向下运输了，导致侧芽处积累的生长素多。受重力作用,生物素向下运输，向地侧生长素多，背地侧生长素低，说明根的背地侧生长得快，向地侧生长得慢，是因为背地侧生长素浓度过高，从而抑制了背地侧的生长。芽能产生生长素，促进生根，故A项是正确的。人工合成的植物生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂，植物生长调节剂属于农药类，虽然它们的毒性一般是低毒或微毒，但是在使用中仍然要严格遵守安全操作规程，保证人、畜的安全。因此在实验结束后应妥善处理废液，故C项是正确的。生长素曲线是抛物线型的，除了顶点以外下面的部分生长效果相同(纵坐标)时对应的生长素浓度(横坐标)可能有两个，故D项是正确的。生长素促进生根效果与生长素处理枝条的时间长短没有因果关系，不呈现正相关，故B项是错误的。

6、生长素的发现对植物向光性的解释

①产生条件：单侧光

②感光部位：胚芽鞘尖端

③产生部位：胚芽鞘尖端

④作用部位：尖端以下生长部位

⑤作用机理：单侧光引起生长素分布不均匀→背光侧多→生长快(向光侧少→生长慢)→向光弯曲。

尖端是指顶端1mm范围内。它既是感受单侧光的部位，也是产生生长素的部位。尖端以下数毫米是胚芽的生长部位，即向光弯曲部位。

5、1934年，荷兰科学家郭葛等人分离出该物质，化学名称吲哚乙酸，是在细胞内由色氨酸合成的，取名为生长素，它能促进细胞纵向伸长生长。生长素只能从形态学上端运输到下端，而不能倒过来运输。

胚芽鞘：单子叶植物胚芽外的锥形套状物。胚芽鞘为胚体的第一片叶，有保护胚芽中更幼小的叶和生长锥的作用。胚芽鞘分为胚芽鞘的尖端和胚芽鞘的下部，胚芽鞘的尖端是产生生长素和感受单侧光刺激的部位和胚芽鞘的下部，胚芽鞘下面的部分是发生弯曲的部位。

琼脂：能携带和传送生长素的作用；云母片是生长素不能穿过的。

琼脂，学名琼胶，英文名agar，又名洋菜，冻粉。主要是由石花菜、江蓠菜、鸡毛菜等红藻用热水提取出来的一种海藻多糖。是人类最早开始使用的胶凝剂。其特点是具有凝固性、稳定性，能与一些物质形成络合物等物理化学性质，可用作增稠剂、凝固剂、悬浮剂、乳化剂、保鲜剂和稳定剂。

云母是含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁、钒等金属元素并具有层状结构的含水铝硅酸盐族矿物的总称。主要包括白云母、黑云母、金云母、锂云母等。

4、温特的实验：过程：A把放过尖端的琼脂小块，放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一侧，胚芽鞘向对侧弯曲生长；B把未放过尖端的琼脂小块，放在去掉尖端的胚芽鞘切面的一侧，胚芽鞘不生长不弯曲。实验结论：胚芽鞘尖端产生了某种物质，并运到尖端下部促使某些部分生长。

3、拜尔的实验：过程：拜尔在黑暗的条件下，将切下的燕麦胚芽鞘顶端移到切口的一侧，胚芽鞘会向另一侧弯曲生长。实验证明：胚芽鞘的弯曲生长，是因为顶尖产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。

2、詹森的实验：过程：设置两个实验组：A组：将胚芽鞘顶端切掉，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长情况。 B组：在胚芽鞘顶端插入琼脂片，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长情况。 结果：A组直立生长，B组向光生长。 实验结论：胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。(不足之处：该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激是由尖端产生，而不是由琼脂片产生。)

1、达尔文的实验：过程：早在1880年达尔文父子进行向光性实验时，首次发现植物幼苗尖端的胚芽鞘在单方向的光照下向光弯曲生长，但如果把尖端切除或用黑罩遮住光线，即使单向照光，幼苗也不会向光弯曲。他们当时因此而推测：当胚芽鞘受到单侧光照射时，在顶端可能产生一种物质传递到下部，引起苗的向光性弯曲。

2、植物的感性运动

(1)概念：植物体受到不定向的外界刺激而引起的局部运动，称为感性运动。作用机理较为复杂，但是发生感性运动的器官多半具有腹、背两面对称的结构。

(2)类型

感性运动一般分为感夜性、感震性和感触性等，但各自的作用机理却有所不同。

①感夜性：主要是由昼夜光暗变化引起的。蒲公英的花序、睡莲的花瓣、合欢的小叶等昼开夜合；而烟草、紫茉莉、月见草等植物的花则相反是夜开昼合。

②感温性：温度变化而引起的，如郁金香从冷处移到暖处3min-5min就可开放。

③感震性：含羞草的感震运动是由于其复叶的叶柄基部叶褥细胞的膨压变化引起的。

④感触性