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1、第四节 植物生命活动的调节（第二课时）植物生长物质是一些调节植物生长发育植物生长物质是一些调节植物生长发育的生理活性物质的生理活性物质 植物激素植物激素(plant hormone)植物生长调节剂植物生长调节剂(plant growth regulator) 植物激素是指在植物体内合成，并从产生植物激素是指在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物。用的微量有机物。 植物生长调节剂是指具有植物激素活性的植物生长调节剂是指具有植物激素活性的人工合成的物质。人工合成的物质。 概念概念 植物激素有五大类，即生长素类、植物激素有五大类
2、，即生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。此外，油菜素甾体类、茉莉酸落酸。此外，油菜素甾体类、茉莉酸类、水杨酸和多胺类等对植物的生长类、水杨酸和多胺类等对植物的生长发育具有多方面的调节作用。发育具有多方面的调节作用。第一，内生性，是植物生命活动中的正常第一，内生性，是植物生命活动中的正常代谢产物；代谢产物；第二，可运性，由某些器官或组织产生后第二，可运性，由某些器官或组织产生后运至其它部位而发挥调控作用，在特殊情运至其它部位而发挥调控作用，在特殊情况下植物激素在合成部位也有调控作用；况下植物激素在合成部位也有调控作用；第三，调节性，植物激素不是营养物质
3、，第三，调节性，植物激素不是营养物质，通常在极低浓度下产生生理效应。通常在极低浓度下产生生理效应。植物激素具有以下特点：植物激素具有以下特点：一一、植物激素的种类和作用植物激素的种类和作用（）赤霉素（）赤霉素(gibberellin, GA)合成场所：发育中种子，幼叶，根合成场所：发育中种子，幼叶，根发现：发现：1926，黑泽英一，水稻恶苗病，黑泽英一，水稻恶苗病1938，薮田等，水稻赤霉菌，薮田等，水稻赤霉菌赤霉素结晶赤霉素结晶 1959，确定化学结构，确定化学结构生理作用：生理作用：1. 促进茎的伸长生长促进茎的伸长生长 促进细胞伸长促进细胞伸长 特点特点 促进整株植物生长促进整株植物生长
4、 促进节间的伸长促进节间的伸长 不存在超最适浓度的抑制作用不存在超最适浓度的抑制作用 2. 打破休眠打破休眠 0.5 1 mg L-1 马铃马铃薯薯矮生矮生 正常正常 GA3. 诱导开花诱导开花 GA能代替低温和长日照诱导某些能代替低温和长日照诱导某些长日植物开花长日植物开花4. 促进某些植物座果促进某些植物座果 5. 诱导单性结实诱导单性结实 6. 促进雄花分化促进雄花分化 葡萄花前葡萄花前10d，400 mg L-1 GA, 无核率无核率98%白菜、萝卜等白菜、萝卜等GA3 对对矮生型矮生型豌豆的豌豆的效应效应对照对照施用施用5g GA3后第后第7天天 GA3诱导甘诱导甘蓝茎的伸长蓝茎的伸
5、长 ，诱导产生超诱导产生超长茎长茎GA对胡萝对胡萝卜开花的卜开花的影响影响对照对照10 g GA/d处理处理4周周低温处低温处理理6周周（）细胞分裂素细胞分裂素(cytokinin，CTK) 、CTK的发现和种类的发现和种类 1963年，未成熟的玉米籽粒年，未成熟的玉米籽粒细胞分裂促进物质，细胞分裂促进物质，玉玉米素米素(zeatin，Z，ZT)，是最早发现的植物天然细胞分裂，是最早发现的植物天然细胞分裂素素 天天然然CTK: 玉玉米米素素，玉玉米米素素核核苷苷、二二氢氢玉玉米米素素、异异戊戊烯基腺嘌呤烯基腺嘌呤(iP), 异戊烯基腺苷异戊烯基腺苷(iPA)等。等。人工合成的人工合成的CTK：
6、激动素：激动素(KT)、6-苄基腺嘌呤苄基腺嘌呤(6-BA), 应用最广。应用最广。根尖、茎尖、未成熟的种子等根尖、茎尖、未成熟的种子等 合成部位合成部位: :（）（）CTKCTK的生理作用的生理作用 1. 促进细胞分裂和扩大促进细胞分裂和扩大 IAA只促进核的分裂而与细胞质的分只促进核的分裂而与细胞质的分裂无关裂无关 。 CTK促进细胞质分裂。促进细胞质分裂。 GA缩短细胞周期缩短细胞周期中的G1期(DNA合成准备期)和S期(DNA合成期)的时间，加速细胞的分裂加速细胞的分裂 横向增粗横向增粗 CTK对萝卜子叶膨大的作用对萝卜子叶膨大的作用叶面涂施叶面涂施CTK(100mgL-1)对照对照2
7、. 促进芽的分化促进芽的分化 组织培养组织培养 CTK / IAA 高高形成芽形成芽CTK / IAA 低低形成根形成根CTK / IAA 中中保持生长而不分化保持生长而不分化愈伤组织愈伤组织CTK促进侧芽发育，消除顶端优势促进侧芽发育，消除顶端优势 (KT: 0.01-1mg/LNAA: 0.1-2mg/L)IBA, 0.5 g ml-1IBA, 0.5 g ml-1ZT, 2.0 g ml-1拟南芥（拟南芥（Arabidopsis）3延缓叶片衰老延缓叶片衰老 4. 其他生理作用其他生理作用 促进气孔开放；打破种子休眠；刺促进气孔开放；打破种子休眠；刺激块茎形成；促进果树花芽分化激块茎形成；
8、促进果树花芽分化v清除活性氧清除活性氧v阻止水解酶的产生，保护核酸、蛋白质、阻止水解酶的产生，保护核酸、蛋白质、叶绿素不被破坏叶绿素不被破坏v阻止营养物质外流阻止营养物质外流？CTK、ABA的发现的发现 1961年年刘刘(W.C.liu)等等，在在研研究究棉棉花花幼幼铃铃脱脱落落时时，从从成成熟熟的的干干棉棉壳壳促促进进脱脱落落的的物物质质，脱落素脱落素1963年年美美国国 Addicott等等，从从225kg 棉棉铃铃9mg 脱落素脱落素同时，英国同时，英国Wareing，桦树叶，桦树叶休眠素休眠素1967，定名为脱落酸，定名为脱落酸 （）脱落酸（）脱落酸(abscisic acid，ABA
9、). ABA的分布与代谢 脱落或休眠器官中较多，逆境下增多脱落或休眠器官中较多，逆境下增多 合成部位：合成部位：(主主)根冠、萎蔫叶片根冠、萎蔫叶片 、ABA的生理效应的生理效应 1. 抑制生长抑制生长 抑制整株植物或离体器官的生长，也能抑抑制整株植物或离体器官的生长，也能抑制种子的萌发。可逆的制种子的萌发。可逆的2. 促进脱落促进脱落3. 促进休眠促进休眠 4. 加速衰老加速衰老 与与CTK相反相反5. 促进气孔关闭促进气孔关闭 土壤干旱，根土壤干旱，根 叶叶, 气孔关闭，气孔关闭， 减少蒸腾减少蒸腾ABAABA6. 提高抗性提高抗性 ABA诱导气孔关闭诱导气孔关闭A: pH6.8, 50m
10、mol L-1 KClB: 转移至添加10mol L-1 ABA的溶液中，1030min内气孔关闭鸭趾草鸭趾草、ETH的发现的发现 1901年俄国奈刘波年俄国奈刘波(Neljubow) 发现照明气中发现照明气中的乙烯能引起黄化豌豆苗的三重反应。的乙烯能引起黄化豌豆苗的三重反应。1934年甘恩年甘恩(Gane)证明乙烯是植物天然产物。证明乙烯是植物天然产物。1959年，伯格年，伯格(Burg)等等(气相色谱气相色谱)测出了未成测出了未成熟果实中有极少量的乙烯产生，随着果实的熟果实中有极少量的乙烯产生，随着果实的成熟不断增加。成熟不断增加。1965年，被公认为是植物的天然激素。年，被公认为是植物的
11、天然激素。 （）乙烯（）乙烯(ethylene, ETH)ETH的生理效应的生理效应 1. 三重反应与偏上性反应三重反应与偏上性反应 乙烯三重反应乙烯三重反应: 抑制茎的伸长生抑制茎的伸长生长；促进茎或根的横向增粗；促长；促进茎或根的横向增粗；促进茎的横向生长进茎的横向生长(即使茎失去负向即使茎失去负向重力性重力性)。偏上生长偏上生长: 是指器官的上部生长是指器官的上部生长速度快于下部的现象。速度快于下部的现象。概念概念ETH对黄化豌豆幼苗（苗龄对黄化豌豆幼苗（苗龄6d）的效应）的效应三重反应三重反应处理处理2d用用10l L-1乙烯处理乙烯处理4h后番茄苗的形态后番茄苗的形态2. 促进成熟促
12、进成熟(催熟激素催熟激素) 3. 促进脱落与衰老促进脱落与衰老4. 促进开花和雌花分化促进开花和雌花分化5. 诱导次生物质诱导次生物质(橡胶树的乳胶橡胶树的乳胶)的的 分泌分泌 二二、 植物激素间的相互关系植物激素间的相互关系 、IAA与与GA 有增效作用。促进伸长生长有增效作用。促进伸长生长 GA/IAAGA/IAA比值比值高，韧皮部分化高，韧皮部分化低，木质部分化低，木质部分化增增效效作作用用: CTK加加强强IAA的的极极性性运运输输，加强加强IAA效应。效应。对抗作用对抗作用: CTK促进侧芽生长，促进侧芽生长， 破坏顶端优势；破坏顶端优势； IAA抑制侧芽生长，抑制侧芽生长， 保持顶
13、端优势。保持顶端优势。、IAA与与CTK1. IAA促进促进ETH的生物合成的生物合成 2. ETH降低降低IAA的含量水平的含量水平 ETH抑制抑制IAA的生物合成；的生物合成； 提高提高IAA氧化酶的活性，氧化酶的活性， 加速加速IAA的破坏；的破坏； 阻碍阻碍IAA的极性运输。的极性运输。 . IAA与与ETH. GA与与ABA对抗：对抗：GA打破休眠，促进萌发；打破休眠，促进萌发； ABA促进休眠，抑制萌发。促进休眠，抑制萌发。ABA诱导休眠诱导休眠 GA促进生长促进生长短日照短日照长日照长日照三三、 植物生长调节剂植物生长调节剂 . 植物生长促进剂植物生长促进剂 促进细胞分裂、伸长和
14、分化促进细胞分裂、伸长和分化生长素类生长素类: NAA, IBA, 2,4-D等等赤霉素类：赤霉素类：GA3细胞分裂素类细胞分裂素类: KT, 6-BA . 植物生长延缓剂植物生长延缓剂 是指抑制植物亚顶端分生组织生长是指抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂。的生长调节剂。 阻碍阻碍GA的生物合成的生物合成, 抗抗GA多效唑多效唑(PP333, MET) 烯效唑烯效唑(S-3307)矮壮素矮壮素(CCC) 比久比久 (B9) 缩节胺缩节胺(Pix, 助壮素助壮素) 概念概念植物生长抑制剂植物生长抑制剂 是指抑制植物茎顶端分生组织生是指抑制植物茎顶端分生组织生长的生长调节剂长的生长调节剂 促进
15、侧枝生长，破坏顶端优势促进侧枝生长，破坏顶端优势 外施外施IAA可逆转可逆转 三碘苯甲酸三碘苯甲酸(TIBA), 整形素整形素,青鲜素青鲜素(马来酰肼马来酰肼) 概念概念. 乙烯利乙烯利 pH4时，可放出时，可放出ETH 2氯乙基膦酸氯乙基膦酸植物生命活动的调节激素调节生长素其它植物激素细胞分裂素：乙烯：赤霉素：脱落酸：（具二重性）（具二重性）低浓度起促进作用高浓度起抑制作用生长枝条生根果实发育保蕾保铃育无籽果实、整枝修剪、防落花落果等植物胚芽鞘的向光性实验分生组织所有器官，集中在生长旺盛的部位主要促进细胞分裂和组织分化主要促进果实的成熟主要抑制细胞分裂和伸长主要促进细胞伸长合成部位：分布部位：发现：生理作用应用：运输：极性运输、横向运输同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
