生长素
高三生物生长素知识点
高三生物生长素知识点生物生长素是一种植物激素，它在植物体内起着重要的调节作用。
了解生长素的知识对于高三生物学习来说是必不可少的。
本文将从生长素的发现、功能、合成与代谢、应用等方面进行讲解，以帮助高三生物学习者更好地理解和掌握这一知识点。
一、生长素的发现生长素最早是由斯科利亚和卡尔瑟林这两位科学家在20世纪20年代发现的。
当时，他们注意到一种半透明物质能够引起植物生长促进或抑制的效果，后来被确定为生长素。
生长素的结构是一个由3个螺旋结构组成的不稳定环状物质，分子量相对较大。
二、生长素的功能生长素在植物生长和发育过程中发挥着重要的调节作用。
它可以促进植物的细胞分裂与伸长，影响植物体的开花、结果和种子发育等。
此外，生长素还参与了植物根、茎、叶的生长、分化和组织修复过程。
三、生长素的合成与代谢生长素在植物体内的合成和代谢是一个复杂的过程。
主要是通过植物体内的感应物质和酶的作用来实现的。
首先，天然存在的酶类催化剂可将合成物转化为生长素前体物质。
然后，通过一系列的转化反应，生长素前体物质最终转化为活性生长素。
最后，植物体内的酶可将生长素分解为无活性的物质，以保持生长素的平衡。
四、生长素的应用生长素在农业、园艺和生物技术等领域有广泛的应用。
在农业上，生长素可用于提高农作物的产量和品质，促进植物繁殖和幼苗生长。
在园艺上，生长素可以被用来繁殖植物，并促进花朵的开放和苗木的成长。
而在生物技术领域，生长素的作用可以被利用来进行基因工程和细胞培养等研究。
综上所述，生物生长素是一种重要的调节因子，对于植物的生长和发育起着关键作用。
高三生物学习者在学习过程中需要掌握生长素的发现、功能、合成与代谢以及应用等方面的知识。
通过深入了解生长素，可以更好地理解植物的生长规律和生命活动，并将其应用于实际的农业和园艺生产中。
希望本文对高三生物学习者有所帮助，能够为他们的学习提供一些参考和指导。
高二生物生长素知识点归纳
高二生物生长素知识点归纳在高中生物课程中，生长素是一个重要的概念，它是植物生长和发育过程中不可或缺的一种激素。
生长素对于植物的形态建成、细胞分裂、伸长以及分化等生理过程都有着至关重要的作用。
本文将对生长素的相关知识进行系统的归纳和总结。
一、生长素的发现与历史生长素的发现可以追溯到20世纪初，荷兰科学家弗里茨·温特（Frits W. Went）首次从植物中分离出一种促进生长的物质，并将其命名为生长素（Auxin）。
此后，科学家们对生长素进行了深入的研究，揭示了其在植物生长发育中的多种功能。
二、生长素的化学本质生长素的化学本质是吲哚乙酸（IAA），是一种具有吲哚环和乙酸侧链的有机化合物。
除了IAA外，还有一些其他类型的化合物也具有类似生长素的活性，如吲哚丙酸（IPA）和吲哚丁酸（IBA）等。
三、生长素的合成与分布生长素主要在植物的顶端分生组织中合成，随后通过细胞间的转运作用分布到植物的其他部位。
在植物体内，生长素主要集中在生长活跃的部位，如根尖、茎尖、叶片和花芽等。
四、生长素的生理作用1. 促进细胞伸长生长素能够刺激细胞壁的松弛，使细胞在水分的作用下伸长，从而促进植物的生长。
这种作用在茎和根的生长过程中尤为明显。
2. 促进细胞分裂生长素还能够促进细胞分裂，加速植物的生长。
在植物的顶端分生组织中，生长素通过激活相关基因的表达，促进细胞周期的进行。
3. 影响植物的形态建成生长素通过调节细胞的生长方向和速度，影响植物的形态建成。
例如，生长素在植物的光向性和重力反应中起着关键作用。
4. 参与植物的逆境响应在植物遭受逆境，如干旱、盐碱等不良环境时，生长素能够调节植物的生理反应，帮助植物适应环境变化。
五、生长素的应用生长素在农业生产中有着广泛的应用。
例如，通过外源施用生长素可以促进作物的生长，提高产量；在园艺中，生长素可用于促进扦插生根、调节花卉的开花时间等。
六、生长素的调控机制植物体内的生长素水平受到严格的调控。
生长素的生理功能和作用
生长素的生理功能和作用在植物生长与发育过程中，生长素扮演着至关重要的角色。
生长素是一种植物生长激素，对于植物的生长、发育、膨大、成熟以及生殖具有重要的调控作用。
下面我们将详细介绍生长素的生理功能和作用。
1. 生长素的种类生长素是一类具有假根并能诱导生长的植物激素，常见的有IAA（吲哚乙酸）、ABA（脱落酸）、GA（赤霉酸）等多种类型。
这些生长素在植物中起着不同的生长调节作用。
2. 生长素的生理功能2.1. 促进细胞分裂与伸长生长素能够促进植物细胞的分裂和伸长，从而增长植物的体积和高度。
它能够调节细胞壁松弛蛋白的活性，使细胞壁变得柔软，从而促进细胞伸长。
2.2. 促进果实发育在果实的发育过程中，生长素能够促进果实的形成和膨大，帮助果实的生长和成熟。
2.3. 促进根系生长生长素在根系的生成和生长中起着重要的作用，能够促进根系的伸长和分支，增加植物的吸收能力。
2.4. 调节光合作用生长素也能够调节植物的光合作用，在光合作用过程中发挥重要作用，影响植物的养分吸收和利用。
3. 生长素的作用3.1. 促进植物生长生长素是一种促进植物生长的植物激素，能够调节植物的生长速度和体型，使植物更加茂盛。
3.2. 促进种子发芽生长素对种子的发芽过程有重要影响，能够促进种子的萌发和生长。
3.3. 调节开花和结果生长素也能够调节植物的开花和结果，影响植物的生殖过程，帮助植物繁殖后代。
3.4. 抗逆性生长素还具有提高植物的抗逆性的作用，能够帮助植物应对外界环境的变化，增强植物的适应能力。
结论生长素作为一种植物激素，在植物的生长与发育过程中起着重要的作用。
通过促进细胞的分裂和伸长、调节果实发育、根系生长以及其他作用，生长素帮助植物完成不同阶段的生长发育，并提高植物的适应能力和生存竞争力。
对于了解植物生长的调节机制和提高农作物产量具有重要的意义。
高中生物 生长素
例题精讲
答案：D
例题精讲
如下图示用燕麦胚芽鞘进行向光性实验。请据图回答：
(1)不生长也不弯曲的是__________；生长且向光弯曲的是_________；生长但不弯曲的 是_________；生长且向左弯曲的是_________。
(2)该实验可证明： ①生长素的产生部位和作用是_________________________。 ②向光性的产生原因是_③胚芽鞘感受光刺激的部位和发生弯曲的部位分别是____________________________。
例题精讲
答案：(1)C B AD E
(2)尖端，促进植物生长 一侧分布多
(3)尖端、尖端下段
单侧光引起生长素背光一侧比向光的
例题精讲
为了验证“植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长”，某同学进行了以下实验：
①选取健壮、生长状态一致的幼小植株，分为甲、乙、丙、丁4组，甲组植株不做任何处理，其他三组植株均切除顶芽。 然后乙组植株切口不做处理，丙组植株切口处放置不含生长素的琼脂块；丁组植株切口处放置含有适宜浓度生长素的琼脂块。
一般来说，低浓度促进生长，高浓度抑制生长甚至杀死植物。 生长素作用两重性表现的具体实例：①根的向地性，②顶端优势。
知识点睛
三、生长素的生理作用
（1）不同浓度的生长素作用于同一器官，引起的生理作用功能不同， 低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
（2）同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功能不同，原 因：不同的器官对生长素的敏感性不同：根＞芽＞茎。
温特把这种物质命名为生长素。
知识点睛
一、生长素的发现过程
5.1934年，科学家首先从人尿中分离出促进植物生长的物质，确定是 吲哚乙酸。
①小结：生长素的合成部位是胚芽鞘的尖端；感光部位是胚芽鞘的尖 端；生长素的作用部位是胚芽鞘的尖端以下部位。
生物必修课件时生长素的特性与生理作用
生长素定义
生长素是一类含有一个不饱和芳香族 环和一个乙酸侧链的内源激素，英文 简称为IAA，国际通用名称为吲哚乙 酸。
生长素结构
生长素存在形式
生长素在植物体内分布很广，几乎各 部位都有，但不是均匀分布的，在某 一时间，某一特定部位的含量是受几 方面的因素影响的。
生长素分子式为C10H9NO2，是最早 发现的植物激素。
生长素的生理作用
促进细胞伸长生长、促进果实发育、 防止落花落果等。
生长素的作用机理
通过与细胞内的受体结合，调节基因 表达，从而影响细胞代谢和生长。
拓展延伸：其他植物激素简介
01
02
03
04
赤霉素
促进细胞伸长，引起植株增高 ，促进种子萌发和果实发育。
细胞分裂素
促进细胞分裂和组织分化，延 缓叶片衰老。
脱落酸
抑制细胞分裂，促进叶和果实 的衰老和脱落。
乙烯
促进果实成熟，促进器官脱落 和矮化植株。
THANKS
感谢观看
生物必修课件时生长 素的特性与生理作用
汇报人：XX 20XX-01-29
目 录
• 生长素基本概念及发现历程 • 生长素合成、运输与分布 • 生长素生理作用机制探讨 • 生长素特性分析 • 生长素在农业生产中应用实例 • 实验设计与操作技巧指导 • 总结回顾与拓展延伸
01
生长素基本概念及发现历程
生长素尔文父子的实验
达尔文通过观察单侧光照射对金丝雀草胚芽鞘生长的影响，发现胚芽鞘尖端在单侧光照射 下会向光弯曲生长。
鲍森·詹森的实验
鲍森·詹森通过实验证明，胚芽鞘弯曲生长的刺激确实来自尖端，他推测尖端产生某种物 质，在其下部分布不均匀造成弯曲生长。
温特的实验
植物的生长素类型
植物生长素是一类由植物自身合成的植物激素，它在植物的生长和发育过程中发挥着重要的调控作用。
生长素可分为五类，分别是：IAA（吲哚-3-乙酸）、GA（赤霉素）、ABA（脱落酸）、CK（细胞分裂素）以及ETH（乙烯）。
以下将对每一种生长素进行详细介绍。
首先是IAA（吲哚-3-乙酸），它是最早被发现的生长素之一，并且是拥有生长调节作用的主要植物激素。
IAA主要在植物的顶端、嫩叶、种子胚乳等处合成，然后通过极性传输进入整个植物体内，从而影响植物的根、茎、叶等的正常生长发育。
IAA的功能非常广泛，可以促进幼嫩部位的细胞伸长，抑制根的细胞伸长，改变细胞壁的性质等。
同时，IAA也参与了植物的苗条性、光感性以及营养植物的根瘤形成等生理过程。
其次是GA（赤霉素），GA是一类从真菌、植物以及细菌发酵液中提取出的植物生长素。
GA主要促进植物的茎伸长和营养细胞的分化。
在植物的生长过程中，GA是促进茎的伸长的主要激素之一。
在种子的发芽过程中，GA也被广泛利用，它能够促使植物种子内部的胚乳细胞分化为营养细胞，从而为幼苗提供足够的能量。
第三是ABA（脱落酸），ABA是一类具有独特结构的植物激素。
ABA通常在植物受到胁迫时大量合成，起到调节植物应激响应的作用。
ABA在植物的保护性休眠、干旱适应以及种子休眠与去休眠等过程中发挥着非常重要的作用。
当植物遭遇干旱或其他逆境时，ABA会通过调节根系的活化和调控气孔的开闭等方式，帮助植物更好地适应环境。
然后是CK（细胞分裂素），CK是一类促进植物细胞分裂和增殖的激素。
CK能够调节植物根系的延长和侧根的分化，促进茎分裂生长，并且还能抑制叶片的衰老。
通过合成与分解平衡的调控，CK对于植物的生长发育起着重要的作用。
最后是ETH（乙烯），ETH是一类参与植物生长与发育的重要激素。
ETH能够调控植物的生长、花期开放、果实成熟以及叶片的衰老等过程。
ETH在植物抗逆性和植物迅速适应环境变化等方面也有重要作用。
《生长素的生理作用》课件
这些信号分子进一步调控下游基 因的表达，影响植物的生长发育
。
生长素信号转导途径包括磷脂酰 肌醇激酶、Ca2+、蛋白激酶等
参与的信号转导途径。
生长素对基因表达的影响
生长素通过调节特定基因的表达，影响植物的生长发育。
生长素能够诱导或抑制特定基因的表达，从而调控植物细胞的分裂、伸 长和分化。
03
生长素的作用机理
生长素的受体
生长素通过与细胞膜上的受体结 合，启动一系列的信号转导过程
。
生长素受体具有感受细胞内外生 长素分子的功能，能够将生长素 信号转化为细胞内的生化反应。
生长素受体在植物体内广泛分布 ，参与调控植物的生长发育过程
。
生长素的信号转导
生长素通过与受体结合，激活一 系列的信号转导分子，如酶、离
在农业生产中，可以用适宜浓 度的生长素处理花，以提高坐 果率。
需要注意的是，生长素处理花 时需要在花蕾期进行，且处理 时间不宜过长。
促进扦插枝条生根
生长素能够促进扦插 枝条生根，提高扦插 成活率。
不同植物所需的生长 素浓度和浸泡时间不 同，需根据实际情况 进行调整。
在扦插繁殖时，可以 用适宜浓度的生长素 处理插条，促进其生 根。
调节花期
通过调节生长素水平，可 控制花卉的花期，使花卉 在特定时期开花，满足园 艺观赏需求。
在植物繁殖上的应用
组织培养
在植物组织培养过程中，通过调节生长素水平，可诱导愈伤组织 的形成和分化，进而实现植物的无性繁殖。
基因转化
生长素在植物基因转化过程中起到重要作用，通过调节生长素水平 可提高基因转化效率。
生长素对基因表达的调控涉及多种转录因子和miRNA等分子，这些分子 在生长素的作用下发挥调控作用。
生长素
生长素生长素（auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，英文简称IAA，国际通用，是吲哚乙酸（IAA）。
4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。
1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制根伸长区生长作了研究；后来达尔文父子对?草胚芽鞘向光性进行了研究。
1928年温特首次分离出这种引起胚芽鞘弯曲的化学信使物质，命名为生长素。
1934年，凯格等确定它为吲哚乙酸，因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。
生长素在扩展的幼嫩叶片和顶端分生组织中合成，通过韧皮部的长距离运输，自上而下地向基部积累。
根部也能生产生长素，自下而上运输。
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。
在植物体内吲哚乙酸可与其它物质结合而失去活性，如与天冬氨酸结合为吲哚乙酰天冬氨酸，与肌醇结合成吲哚乙酸肌醇，与葡萄糖结合成葡萄糖苷，与蛋白质结合成吲哚乙酸-蛋白质络合物等。
结合态吲哚乙酸常可占植物体内吲哚乙酸的50~90%，可能是生长素在植物组织中的一种储藏形式，它们经水解可以产生游离吲哚乙酸。
植物组织中普遍存在的吲哚乙酸氧化酶可将吲哚乙酸氧化分解。
生长素有多方面的生理效应，这与其浓度有关。
低浓度时可以促进生长，高浓度时则会抑制生长，甚至使植物死亡，这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关。
生长素的生理效应表现在两个层次上。
在细胞水平上，生长素可刺激形成层细胞分裂；刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长；促进木质部、韧皮部细胞分化，促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。
在器官和整株水平上，生长素从幼苗到果实成熟都起作用。
生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制；当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性；当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性；吲哚乙酸造成顶端优势；延缓叶片衰老；施于叶片的生长素抑制脱落，而施于离层近轴端的生长素促进脱落；生长素促进开花，诱导单性果实的发育，延迟果实成熟。
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编码生长素输入载体的基因除AUXl外，还包括类似AUXl基因(LIKE AUXl，LAX)家族 LAXl、LAX2和LAX3
2.2.2生长素输出载体
目前研究最多的输出载体是拟南芥PIN蛋白家族，包括8个PINs成员：
即PINl一PIN8。拟南芥有关生长素运输缺陷突变体(Atpinl—Atpin8) 的发现、分离、鉴定及相关基因的克隆，证实了这部分蛋白的存在， 且蛋白家族中的每一种蛋白的表达和功能都具有组织和器官特异性。
信号响应基因
Aux／IAAs是目前研究最多的、植物中特有的一类生长素诱导表达的
组织和发育阶段特异性基因家族。人们已经在大豆、豌豆、番茄和 烟草等植物中发现了这类基因家族的存在。
原位杂交显示，SAURs基因在茎的伸长区表达较强，而在根或其他器
官表达极低或不表达，暗示该类基因在生长素调节细胞伸长这一功 能中具有特殊的意义。
Atpin1突变体是从拟南芥中分离到的第一个PIN家族突变体，因其花
序发育不良且呈“针状”而得名，这种突变也被称为针形(pinformed)突变，突变体植株显示出生长素向下运输的剧烈减少，并导 致维管不正常发育且植株的形态与用生长素抑制剂处理后的拟南芥 植株相同，因此才将造成这种突变的基因功能与生长素的运输联系 起来，并将突变基因命名为AtPINl。
PIN5的定位有所不同，主要分布在内质网上，能够介导生长素从胞质向内质 网腔内的运输，调控细胞内生长素的代谢和平衡。 PIN7定位于胚基细胞(basal cell)顶端，它能在胚早期发育中，影响其中生 长素浓度的建立，参与调控生长素介导的胚性轴向建成。
例：拟南芥生长素的运输
PID及GNOM介导的生长素运输蛋白定位
能参与调节花器官的发育
arf5突变体中维管组织大量减少，且胚轴的形成异常，表明ARF5可
能在维管组织的形成和发育中发挥作用
arf7突变体上胚轴的向光性和下胚轴的向地性消失，推测该基因可
能通过调控生长素的浓度梯度来调节细胞的生长
ARF8在拟南芥中超表达后，侧根的形成受到抑制，而基因缺失突变
GH3s基因家族与其他几种植物激素，如水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)及
乙烯等都有直接的联系，表明GH3基因不仅是生长素响应基因，同时 也能响应其他植物激素而增强表达。
TIP1介导的生长素信号转导模式
•
恳请老师、同学批评指正
• 谢谢大家
2.1生长素运输的生理特点 1.极性运输(需要能量、并依赖载体协助、单向主动)
2.非极性运输(被动的、通过韧皮部、无需耗能、扩散式)
运输方式 3.横向运输(该运输方式与植物体所受重力、光照及体内电荷分 布等情况相关，只有存在单向刺激时才会发生，且感受部位仅 限于根尖、茎尖等尖端部位)
2.2.1生长素输入载体
PIN3蛋白主要对称分布在中柱细胞(columella)的质膜上及中柱鞘细胞和芽 的内皮层细胞(endodermis)的侧面，在重力刺激下迅速侧转来控制细胞内生 长素的侧向运输，改变生长素的浓度，从而导致其向重力性生长。 PIN4均匀分布在根尖分生组织静止中心细胞及其周缘，主要参与静止中心下 方生长素库的建立，从而形成并维持该部位最高的-Up RNAs) GH3s(Gretchen Hagen 3)
TIR1基因是通过生长素反应突变体tir1克隆获得的，该突变体会出
现一系列受生长素调控的生长过程的缺失。 白质降解途径有关。
TIR1属富含亮氨酸重复序列(LRRs)的F-box蛋白，推测其与泛素化蛋
AUX／LAXs（饱和性、高度亲和性和只能被特定抑制剂所抑制的专一性）
原位杂交结果表明，AUXl主要在根尖表皮细胞、中柱细胞、侧根根冠及原生韧 皮部细胞中表达，参与生长素在根中向顶式和向基式的运输。
AUXl是由485个氨基酸残基组成的具有11个跨膜区的膜蛋白，其N-末端位于胞质 内，含有7-12个跨膜螺旋，有一个周期性的疏水、保守α-螺旋残基，其序列与 植物通透酶家族蛋白具有较高同源性，因此具有通透酶的性质，可以运输氨基 酸类似物。
中起负调控作用。分子量大约是20-30 kD，属生长素诱导快速响应 的半衰期很短的核蛋白，大都含有I、II、III和IV共4个高度保守的 结构域。
结构域III和IV可通过参与并调节Aux／IAA蛋白之间及Aux／IAA蛋白
与ARFs的二聚化过程而行使功能。
arf3突变体表现为雄蕊形态改变和雌蕊顶端发育不良，说明ARF3可
体则表现出侧根的增加，表明ARF8与侧根的发育相关。
SCF复合体指F-box蛋白与拟南芥Skpl蛋白类似物ASKI及AtCull(Cullin
1) 形成的蛋白复合体。SCF复合体属于泛素化蛋白质降解途径中的锌指类E3 连接酶家族，通过与TIRI蛋白形成SCF复合体而起作用，生长素可通过调 控SCF复合体与其底物Aux／IAA蛋白的结合或快速泛素化使底物蛋白降解， 从而启动下游基因的转录。
3.生长素的极性运输对植物生长发育的影响
3.1生长素的极性运输对叶片发育的影响
3.2生长素的极性运输对维管系统发育的影响
3.3生长素的极性运输对植物胚胎发育的影响 3.4生长素的极性运输对植物重力的影响 3.5生长素的极性运输对植物侧根、不定根生长发育的影响 3.6生长素的极性运输对的光形态建成的影响
生长素结合蛋白1(ABPl)
生 长 素 的 信 号 转 导 途 径
信号识别
受体 运输抑制剂响应蛋白l(TIRl)
AUX／IAA蛋白
信号转导
调节蛋白、调控元件
ARFs SCF(SKPI—CDC53／CULl—F—box)复合体
Aux／IAAs（Auxin／Indoleacetic Acids）
信号响应基因
生长素
2016/4/19
生长素的生物合成 生长素的运输 生长素的极性运输对植物生长发育的影响
生长素的信号转导
1.生长素的生物合成
依 赖 于 色 氨 酸 的
吲哚-3-丙酮酸
TAM
色胺
吲哚-3-乙酰胺
IAA
合 成 途 径
吲哚-3-乙腈
2 生长素的运输
2.1生长素运输的生理特点 2.2生长素极性运输载体 2.2.1生长素输入载体 2.2.2生长素输出载体
通过免疫定位技术，发现AtPIN1主要存在于薄壁组织以及根和茎的
中柱细胞中，对生长素在茎尖的向基式运输和根尖的向顶式运输均 起关键作用。
PIN2蛋白具有AGR2、EIRI等不同的命名，极性定位于根表皮细胞和
侧向根冠细胞的顶部，以及周质细胞和伸长区表皮细胞的基部，在 根皮层细胞中向顶式分布，在根表皮细胞中向基式分布，这与生长 素从根尖到伸长区再经过周质回到根尖的运输方向一致，也证明 PIN2蛋白参与了根向重力性(gravitropism)反应过程中生长素的重 新分布。
ABPl主要集中在内质网中，还有少量存在于高尔基体、质膜和细胞
壁的空隙中。2001年，在拟南芥中分离得到ABPl基因，并且发现相 应的拟南芥纯合突变体abp1的细胞生长及胚发生都受到抑制；进一 步研究发现，ABPl介导低浓度生长素的反应，调节细胞的伸长。
Aux／IAA蛋白为生长素原初响应基因的转录抑制因子，在转录过程