第四章 生命活动的调节

人和动物：植 物：

神经调节和体液调节激素调节

调节方式

第一节 植物的激素调节

植物没有神经系统 , 向日葵幼嫩的花盘为什么还会朵朵向阳 ?

植物体没有神经系统，但对外 界刺激仍然具有应激性．

植物生命活动的调节依赖许多种 激素的协调作用 . 其中最早发现的 是生长素。

植物生长素经历了半个世纪和几代科学家的不懈努力才得以发现。

一、生长素的发现史

达尔文实验

锡箔感受光刺激的部位 是胚芽鞘的尖端

（实验材料：金丝雀 草胚芽鞘）

植物幼苗具有向光性

胚芽鞘尖端和植物的 生长有关

结论推想： 胚芽鞘的尖端产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下，对胚芽鞘下面部分会产生某种影响

荷兰人 Went 的实验（ 1928年） Went 把燕麦胚芽鞘顶端切下，放在琼脂块上，几个小时后，去掉胚芽鞘尖端，切取琼脂块放在切去顶端的胚芽鞘切面上，如图：结果胚芽鞘生长并向放置琼脂的对侧弯曲。

这样是否能够说明弯曲现象一定是胚芽鞘尖端产生的物质导致的 ? 必须设置对照实验 : 把没接触过尖端的琼脂小块 ,放在切除尖端的胚芽鞘切面的一侧 , 观察胚芽鞘的生长状况 , 以排除琼脂的影响 .

不能 .

Went 的实验结论① 、胚芽鞘顶端确实能产生某种物质② 、该物质从尖端运输到下部，促使顶端下部生长

这种物质到底是什么呢 ? 1934, 荷兰科学家 Kogl 等人从一些植物中分离出了这种物质 ,经过鉴定 , 知道它是吲哚乙酸 . 由于吲哚乙酸具有促进植物生长的功能 . 因此给它取名为生长素

达尔文实验达尔文实验

锡箔

温特实验温特实验 郭葛等人郭葛等人

生长素生长素 —— —— 吲哚乙酸吲哚乙酸

生长素的发现小结生长素的发现小结

通过实验通过实验得出推想得出推想 验证推想验证推想得出结论得出结论 最终提取最终提取得到物质得到物质

二、生长素的运输1 、方式：2 、方向：

① 极性运输：从形态学上端

主动运输（由顶端优势 可以推出）

形态学下端不能倒运

例题例一（ 2001 年全国高考理科综合题）有人设计了下列实验，试图说明“生长素（ IAA ）在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒过来运输”。 一、材料、用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等。 二、方法、步骤与结果：（一）制备琼脂块（如图）

适量浓度的 IAA 的琼脂块 空白的琼脂块

例题（二）、取一段胚芽鞘中间部分，上面放含 IAA 的琼脂块，下面放空白琼脂块，下面放空白琼脂块（如图）

含 IAA 琼脂块 含 IAA 琼脂块顶端 顶端基端 基端空白琼脂块 琼脂块 ( a )

( 三 ) 、取步骤（二）下琼脂块 (a) 的一部分放在去尖端的胚芽鞘一侧

过一段时间之后

过一段时间之后

例题三、结论：以上实验证明了“生长素（ IAA ）在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒过来运输”。 我们认为，仅用实验步骤（一）、（二）、（三）还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。解析：

题干能根据实验目的和实验假设设计实验，但在设计中没有遵循对照原则，步骤（二）、（三）可补充相应的空白对照，实验论证则更严密。

例题

含 IAA 琼脂块 含 IAA 琼脂块基端 基端顶端 顶端空白琼脂块 琼脂块 ( b )

补充方法、步骤与结果（三）：取步骤（二）下面琼脂块 (b) 的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧，如图：

过一段时间之后

过一段时间之后

答案： 补充方法、步骤与结果（二）：另取一段胚芽鞘中间部分。上面放含 IAA 的琼脂块，下面放空白琼脂块，如下图：

胚芽鞘不弯曲

例题

含 IAA 琼脂块 含 IAA 琼脂块基端 基端顶端 顶端空白琼脂块 琼脂块 ( b )

补充方法、步骤与结果（三）：取步骤（二）下面琼脂块 (b) 的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧，如图：

过一段时间之后

过一段时间之后

或者： 补充方法、步骤与结果（二）：另取一段胚芽鞘中间部分。上面放含 IAA 的琼脂块，下面放空白琼脂块，如下图：

胚芽鞘不弯曲

② 横向运输 : 如单侧光照使生长素由向光侧由远地侧 近地侧背光侧 ; 重力使生长素

*植物为什么具有向光性？光

尖端

尖端下方（不感光，生长素只 可纵向向下运输）

（能感光，生长素可横 向运输）

光 横向运输极性运

输

*植物具有具有向光性的原因+++ 原因： 单侧光引起生长素分布不均匀→背光侧多→生长快→向光弯曲

光*拓展思考：

光 （含生长素的琼脂块）

?

?

光*拓展思考：

光 （含生长素的琼脂块）

不生长不弯曲

直立生长

例题例二、将燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂小块上，正中插入生长素不能透过的云目片 ，琼脂被分成相等的两部分（如下图）。单侧光照射后，琼脂内生长素含量：（ ）

左 右

胚芽鞘云母片

琼脂

光 A 、左右相等B 、左多右少C 、左少右多D 、左右均无

B

三、生长素的作用（ 1 ）植物生长素的作用机理：

（ 2 ）植物生长素的作用特点：

（ 3 ）特点的具体体现：

促进细胞的纵向伸长（伸长生长，不是分裂，细胞分裂素促进分裂） 两重性，即低浓度生长素促进生长而高浓度生长素抑制生长，如顶端优势现象

生长素作用的双重性

生长素浓度促进

抑制

根 芽 茎

10-10 10-8 10-4

1 、同一浓度的生长素对同一植物不同器官的影响不同（敏感度：根〉芽〉茎）；2 、同一器官对不同浓度生长素的反应不同

o

A

B

C

*根的向地性、茎的背地性根 茎

背地侧

向地侧

根的向地性、茎的背地性*①

A B

A'

B'

根 茎少 少多 多 少 少多 多

根的向地性：茎的向地性：

近地侧抑制，背地侧促进近地侧促进快，背地侧 促进慢，但都促进

① ①② ②② ②

（① 横向运输、 ② 极性运输）

四、生长素在农业生产中的应用第一、促进果实发育 培育无籽果实 ( 无籽 番茄、黄瓜、辣椒等 )原理分析 :

胚珠双受精

种子产生生长素 促进果实发育

方法 : 花蕾期去雄，雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素 .( 注：并不改变果皮的遗传物质 )

无籽西瓜 :原理分析 : 染色体变异

方法 : ( 母本 ) 二倍体四倍体 二倍体 ( 父本 )X

三倍体

秋水仙素

联会紊乱花粉刺激无籽西瓜

四、生长素在农业生产中的应用

第二、促进扦插的枝条生根第三、防止落花落果

五、其它的植物激素乙烯： 主要促进果实的成熟细胞分裂素：主要促进细胞分裂和组织分化赤霉素：主要促进细胞伸长、解除种子休眠促进萌发脱落酸： 主要抑制细胞分裂和伸长，促进叶、果实的衰老、脱落

一 建构知识体系

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：

（具两重性）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

命题趋势分析 本部分知识中近几年高考多集中有关生长素的发现（主要是用燕麦胚芽鞘进行的各种实验）、生理作用、顶端优势以及不同浓度的生长素对植物生长的影响等多个方面。试题多以选择题的形式出现，简答题常以析图题出现，建议留心设计实验题。

例三：（ 2007 年全国卷 I 理综） 30 、Ⅱ 为了确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度，某同学用两种浓度的生长素类似物分别处理扦插枝条作为两个实验组，用蒸馏水处理作为对照组进行实验，结果发现三组扦插枝条生根无差异。回答下列问题：（ 1 ）参考该同学的实验，在下一步实验中你应该如何改进，才能达到本实验的目的？ 请说明理论依据。

解析：

改进方法：

理论依据 :

在某同学使用的两种浓度生长素类似物的基础上，分别在低于低浓度的范围设置一组浓度梯度（ 3 分）、高于高浓度的范围设置一组浓度梯度（ 3 分），以及两浓度之间设置一组浓度梯度进行实验（ 3 分），从而找到促进枝条生根的适宜浓度。 促进生根的生长素浓度是一定的，过高过低都不能促进生根。（ 3 分）

据此可以看出，当生长素浓度为几近 a 时，其促进作用几乎为零；当生长素浓度为几近 b 时，其促进作用也几乎为零。此时，再分析该同学实验使用这两种浓度的生长素类似物的作用效果与蒸馏水无明显差异的原因。不难得出三种可能的情况及相应的修正方案：第一种可能及相应的修正方案：两种生长素类似物的浓度都几近 a ，则在高于高浓度的范围设置一组浓度梯度进行实验。第二种可能及相应的修正方案：两种生长素类似物的浓度都几近 b ，则在低于低浓度的范围的设置一组浓度梯度进行实验。第三种可能：一种生长素类似物的浓度几近 a ，另一种生长素类似物的浓度几近 b ；则在两浓度之间设置一组浓度梯度进行实验。

解析：首先要明确该实验的目的：为了确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度。明确了实验的目的后，考虑要达到实验目的应该怎么做。很显然就是设置一系列的浓度梯度生长素类似物分别处理扦插枝条，观察它们的生根情况，从而找到促进扦插枝条生根的适宜浓度。接着分析该同学实验出现扦插枝条生根无差异原因是：浓度过高或过低不能对扦插枝条生根起到促进作用。进而依题设计改进方案，确定实验原理。据课本有关示意图，植物器官对生长素浓度反应曲线大致趋势可表示为：