关于高中生物植物生长素的认识
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。
生长素作用机理

生长素作用机理
生长素是一种植物生长调节剂,能够促进植物生长发育的过程。
其作用机理包括三个方面:促进细胞分裂、促进细胞伸长以及调节植物生长的生物节律。
1. 促进细胞分裂
生长素能够促进植物细胞的分裂,从而增加细胞数量。
在植物生长过程中,细胞分裂是细胞增殖的关键步骤。
生长素通过调节细胞分裂相关的基因表达和蛋白合成,促进细胞周期的进程,从而增加植物组织的生长速率。
2. 促进细胞伸长
另一方面,生长素还能够促进植物细胞的伸长。
细胞伸长是植物生长发育中重要的过程,也是形成植物体型的基础。
生长素通过调节细胞壁的构成物质合成和降解,影响细胞壁的松弛性,从而促进细胞的伸长和扩展。
3. 调节生物节律
除了促进细胞分裂和伸长外,生长素还参与调节植物生长的生物节律。
植物生长发育受到外界环境和内在生理节律的影响。
生长素能够在不同的生长阶段发挥不同的作用,调节植物体内的代谢过程和生长方向,从而使植物在适宜的时机完成不同的生长发育任务。
综上所述,生长素作为植物生长调节剂,通过促进细胞分裂、促进细胞伸长以及调节生物节律等多种机制,调控植物的生长发育过程,对植物的生长发育产生重要影响。
对于种植业生产和植物学研究来说,深入了解生长素的作用机理,有助于更好地利用生长素调控植物生长,提高植物产量和品质。
高中生物 植物激素的种类及作用特点

植物激素---植物生长调节剂的种类及特点•植物生长调节剂(plant growth regulator)是指人工合成(或从微生物中提取)的,由外部施用于植物,可以调节植物生长发育的非营养的化学物质。
植物生长调节剂的种类很多,但根据其来源、作用方式、应用效果等大体分为以下几类:1.生长素类生长素类是农业上应用最早的生长调节剂。
最早应用的是吲哚丙酸(indole propionic acid,IPA)和吲哚丁酸(indole butyric acid,IBA),它们和吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)一样都具有吲哚环,只是侧链的长度不同。
以后又发现没有吲哚环而具有萘环的化合物,如α-萘乙酸(α-naphthalene acetic acid,NAA)以及具有苯环的化合物,如2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)也都有与吲哚乙酸相似的生理活性。
另外,萘氧乙酸(naphthoxyacetic acid,NOA)、2,4,5一三氯苯氧乙酸(2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid,2,4,5-T)、4-碘苯氧乙酸(4-iodophenoxyacetie acid,商品名增产灵)等及其衍生物(包括盐、酯、酰胺,如萘乙酸钠、2,4-D丁酯、萘乙酰胺等)都有生理效应。
目前生产上应用最多的是IBA、NAA、2,4-D,它们不溶于水,易溶解于醇类、酮类、醚类等有机溶剂。
生长素类的主要生理作用为促进植物器官生长、防止器官脱落、促进坐果、诱导花芽分化。
在园艺植物上主要用于插枝生根、防止落花落果、促进结实、控制性别分化、改变枝条角度、促进菠萝开花等。
2.赤霉素类赤霉素种类很多,已发现有121种,都是以赤霉烷(gibberellane)为骨架的衍生物。
商品赤霉素主要是通过大规模培养遗传上不同的赤霉菌的无性世代而获得的,其产品有赤霉酸(GA3)及GA4和GA7的混合物。
高中生物10植物生命活动的调节(二)生长素的生理作用及其他植物激素-知识讲解

植物生命活动的调节(二)生长素的生理作用及其他植物激素编稿:闫敏敏审稿:宋辰霞【学习目标】1、(难点)生长素的生理作用。
2、(难点)探究活动:探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。
3、例举除生长素之外的四类植物激素的合成部位、分布和主要作用。
4、评述植物生长调节剂的应用【要点梳理】要点一、生长素的生理作用1.影响生长素生理作用的因素生长素生理作用因浓度、器官种类、植物细胞成熟情况、植物种类不同而有差异。
(1)浓度:对同一器官,如根,不同浓度的生长素起的功效不同,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
(2)器官种类:植物不同器官对生长素的敏感程度不同,一般营养器官的敏感性比较:根>芽>茎。
据上图分析,根、芽、茎的最适生长素浓度分别为:10-10 mol·L-1、10-8 mol·L-1、10-4 mol·L-1左右。
(3)成熟情况:不同年龄的细胞对生长素的敏感程度不同。
一般来说,幼嫩细胞敏感,衰老细胞迟钝。
(4)植物种类:不同植物对生长素敏感程度不同。
双子叶植物比单子叶植物敏感,如下图:2.生长素促进生长与其浓度的关系生长素可通过促进细胞的伸长生长来促进植物生长,但其作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
这里的“低浓度”与“高浓度”是相对的,具体数值随植物种类及同一植物的器官不同而不同,如双子叶植物对生长素的敏感性强于单子叶植物,而同一植物体中,根、芽、茎对生长素的敏感性依次减少,即茎的敏感性最差。
不同植物及同一植物不同器官均有一个促进生长的浓度“阈值”,在此阈值之前均为促进生长的“低浓度”,只有超过阈值后,才可称“抑制生长”,那时的浓度才成为抑制生长的“高浓度”。
3.生长素理论在生产实践中的应用【高清课堂:植物生命活动的调节(二)生长素的生理作用及其他植物激素 361632 生长素理论】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。
高三生物植物激素知识点

高三生物植物激素知识点植物激素是植物生长和发育中起到调节作用的化学物质。
植物激素广泛存在于植物各个部位中,对植物发育、生长、开花、结果等起着重要的调节作用。
在高三生物的学习中,理解和掌握植物激素的知识点是十分重要的。
1. 植物激素的分类植物激素可分为五大类:生长素、赤霉素、乙烯、植酸和脱落酸。
每一类激素在植物体内具有不同的作用和调控机制。
2. 生长素生长素是最重要的一类植物激素,能够促进植物细胞分裂和伸长。
它在植物体内的分布和含量呈极不均匀分布。
生长素还参与了植物的生活节奏调控、光变形成和促进根系生长等。
3. 赤霉素赤霉素是一种复杂的三萜类植物激素,它是调控植物生长和发育非常重要的激素。
赤霉素可以促进细胞伸长和分裂,并影响植物的休眠、芽分化和花期。
4. 乙烯乙烯是一种无色、无臭的气体,广泛存在于植物中,并参与了许多生理过程。
乙烯可以调控植物的发育和生长,影响营养物质的合成和代谢,促进果实成熟和脱落。
5. 植酸植酸在植物中主要存在于种子和果实中,它具有抑制植物生长的作用。
植酸在种子萌发和根系生长中发挥了重要的调控作用。
6. 脱落酸脱落酸是一种维生素族植物激素,它在植物的生长、发育和适应环境等方面起着重要的作用。
脱落酸能够促进叶片老化和脱落,参与植物的休眠和开花等过程。
7. 植物激素的应用植物激素不仅对植物的生长和发育有调节作用,还被广泛应用于农业生产中。
例如,通过施用生长素可以促进植物的生长和果实发育;通过合理利用赤霉素和乙烯可以调控植物的坐果和保鲜等。
8. 植物激素的互作和平衡在植物体内,各种激素之间存在着复杂的相互作用和平衡关系。
它们之间的调控作用决定了植物体内各个组织和器官的生长和发育。
总结起来,高三生物植物激素知识点涉及了植物激素的分类和作用,以及植物激素在植物生长和发育中的重要作用。
理解和掌握这些知识点,有助于在高中生物考试和学业中取得更好的成绩。
同时,植物激素的应用也是一个重要的研究领域,可以通过合理利用植物激素来提高农作物产量和质量,对农业生产具有重要意义。
高中生物生长素的作用总结

高中生物生长素的作用总结生长素是植物体内的一种激素,参与植物的生长发育调控,对植物的形态和结构有着重要的影响。
下面我们来总结一下高中生物生长素的作用。
首先,生长素对植物的细胞分裂和伸长有着显著的促进作用。
生长素能够刺激细胞分裂,促进植物体的组织增生。
在植物的顶端和侧枝的分生组织中,生长素能够控制细胞的分裂速率,进而影响植物的生长速度和形态。
此外,在植物的伸长生长过程中,生长素的作用也非常重要。
生长素能够刺激细胞的伸长,通过扩大细胞的体积,促使植物产生长高的效果。
其次,生长素还调节植物的器官发育。
在植物胚胎发育过程中,生长素在根尖和茎尖的分生组织中积累并发挥作用,促使植物的器官发生。
生长素能够控制根系的生长和分支,使植物根系发育健壮。
在茎芽的生长和分化过程中,生长素也能够促使茎的延长和侧枝的分化,并且控制叶片的展开。
此外,生长素还能够调控植物的开花和结实过程,使植物花朵开放更早,花和果实的大小和数量也会受到生长素的调控。
第三,生长素对植物的节间生长和落叶有着重要的影响。
生长素能够促进植物的节间伸长,使植物茎干延长,间隔缩短。
生长素能够调控植物的生理过程,使植物维持一定的长度和茎粗,达到均衡生长的效果。
而当植物受到环境的影响或者生长条件不佳时,生长素的合成会减少,使植物的叶片逐渐枯萎,最终落叶。
这是生长素在植物的退行性生长过程中发挥的作用。
另外,生长素还在植物的运输和反应过程中发挥重要的作用。
生长素能够通过植物的维管束系统进行运输,从而影响植物不同部位的生长。
同时,生长素还能够通过与其他植物内激素的相互作用,参与调节植物对环境的应答过程。
生长素能够与赤霉素、脱落酸等植物激素互相调节,使植物对环境的变化做出适应性的反应。
最后,生长素还在植物的休眠和萌发过程中发挥作用。
生长素对植物的休眠和唤醒过程有着重要的调节作用。
在植物的休眠期,生长素的合成和运输速率下降,使植物的生长活动减缓或者停止。
而在植物被唤醒后,生长素的合成和运输会加快,从而使植物脱离休眠状态,进入正常的生长状态。
生长素的主要生理作用

生长素的主要生理作用生长素是一种植物内源性激素,对植物的生长和发育起着重要的调控作用。
它主要通过调节细胞分裂、细胞伸长和细胞分化来影响植物的各个生理过程。
本文将从不同方面介绍生长素的主要生理作用。
生长素在植物中的主要生理作用之一是促进细胞分裂。
生长素能够促进细胞的分裂和增殖,并且对分裂期细胞具有特异性作用。
它在植物体内的分布不均匀,主要积累在分裂中心,从而使细胞分裂更加活跃。
此外,生长素还能够促进细胞壁的松弛,使细胞能够顺利地进行分裂。
生长素对细胞伸长也有着重要的调控作用。
细胞伸长是植物生长的重要过程,而生长素则是其中最为关键的调节因子之一。
生长素能够促进细胞壁的松弛,使细胞能够进行快速的伸长。
同时,生长素还能够促进细胞内的水分吸收和运输,从而增加细胞的膨胀压力,推动细胞的伸长。
通过调节细胞伸长,生长素能够影响植物的株高、茎粗等生长特征。
生长素还能够调控细胞分化。
细胞分化是指细胞从未分化状态向特定功能细胞的转变过程。
生长素能够调节细胞分化的方向和速度,从而决定特定组织和器官的形成。
例如,生长素在根尖中的积累可以促进根毛和侧根的形成;而在茎尖中的积累则可以促进侧芽和叶的形成。
生长素通过调控细胞分化,使植物能够形成不同的组织和器官,以适应不同的环境和生长需求。
生长素还能够调节植物的生理过程。
生长素可以促进植物的呼吸作用,增加氧气的摄取和二氧化碳的释放;同时,它还能够影响植物的光合作用,促进光合产物的合成和运输。
生长素还可以调节植物的水分和营养吸收,提高植物的抗逆性能。
生长素在植物的生长和发育中起着重要的调控作用。
它能够促进细胞分裂、细胞伸长和细胞分化,从而影响植物的各个生理过程。
生长素的主要生理作用包括促进细胞分裂、调节细胞伸长、调控细胞分化以及调节植物的生理过程等。
深入了解生长素的生理作用,有助于我们更好地理解植物的生长发育机制,为植物的栽培和应用提供理论依据。
高中生物《生长素的生理作用》

2.促进果实发育 无籽果实
例题:如图13—13表示丝瓜雌蕊柱头受粉与否 对子房发育影响的曲线,请分析说明:
(1)a曲线表示? (2)b曲线表示? (3)a与b曲线有差别的原
因是?
答案: (1)雌蕊受粉后,子房发育成果实,体积增大 (2)雌蕊未受粉,子房枯萎脱落 (3)雌蕊受粉后,幼嫩种子在发育时能产生生长素, 这是促进子房发育成果实的条件。
课题:探究2,4—D促进扦插植物生根的最适浓度
自变量: 2,4—D的浓度 因变量: 扦插枝条生根的数目和长度 对照方法: 相互对照 等组实验
扦插枝条的发育状况、用2,4—D处
无关变量: 理枝条的时间、土壤、温度、通气、
光照等培养条件、培养时间等。
E
A B
D
GH
F
C
M
一般来说,低浓度的生长素促进生长,高 浓度的生长素抑制生长,甚至可能杀死植物。
①一般情况下,低浓度促进生长,高浓度抑 制生长,甚至杀死植物。
②不同的器官对生长素的敏感程度不同,根 ﹥芽﹥茎。 ③幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老细胞则比 较迟钝。
④不同种类的植物对生长素的敏感程度不 同,双子叶植物较单子叶植物敏感。
除草剂:如(2,4-D),适用于除去麦田、 稻田中的双子叶杂草。
二、生长素作用的两重性的实例
乙稀
合成部位: 植物体各个部位。
主要作用: 促进果实成熟。
情景:科学家在对黄化豌豆幼苗切 段的实验研究中发现,低浓度的生长素 促进细胞的伸长,但生长素浓度增高到 一定值时,就会促进切段中乙烯的合成, 而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生 长素促进切段细胞伸长的作用。
生长素浓度低
生长素浓度高
促进 细胞伸长生长
学校课外兴趣小组进行苗木扦插试验,为了 提高扦插的成活率,决定用2,4—D处理扦插的枝 条,但不知多大浓度最合适,它们做了以下探究 试验:
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生长素类一、生长素的发现和种类生长素(auxin)是最早被发现的植物激素,它的发现史可追溯到1872年波兰园艺学家西斯勒克(Ciesielski)对根尖的伸长与向地弯曲的研究。
他发现,置于水平方向的根因重力影响而弯曲生长,根对重力的感应部分在根尖,而弯曲主要发生在伸长区。
他认为可能有一种从根尖向基部传导的剌激性物质使根的伸长区在上下两侧发生不均匀的生长。
同时代的英国科学家达尔文(Darwin)父子利用金丝雀艹鬲鸟草胚芽鞘进行向光性实验,发现在单方向光照射下,胚芽鞘向光弯曲;如果切去胚芽鞘的尖端或在尖端套以锡箔小帽,单侧光照便不会使胚芽鞘向光弯曲;如果单侧光线只照射胚芽鞘尖端而不照射胚芽鞘下部,胚芽鞘还是会向光弯曲(图7-2A)。
他们在1880年出版的《植物运动的本领》一书中指出:胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光照下产生某种影响,并将这种影响从上部传到下部,造成背光面和向光面生长速度不同。
博伊森詹森(Boyse-Jensen,1913)在向光或背光的胚芽鞘一面插入不透物质的云母片,他们发现只有当云母片放入背光面时,向光性才受到阻碍。
如在切下的胚芽鞘尖和胚芽鞘切口间放上一明胶薄片,其向光性仍能发生(图7-2B)。
帕尔(Paál,1919)发现,将燕麦胚芽鞘尖切下,把它放在切口的一边,即使不照光,胚芽鞘也会向一边弯曲(图7-2C)。
荷兰的温特(F.W.Went,1926)把燕麦胚芽鞘尖端切下,放在琼胶薄片上,约1 h后,移去芽鞘尖端,将琼胶切成小块,然后把这些琼胶小块放在去顶胚芽鞘一侧,置于暗中,胚芽鞘就会向放琼胶的对侧弯曲(图7-2D)。
如果放纯琼胶块,则不弯曲,这证明促进生长的影响可从鞘尖传到琼胶,再传到去顶胚芽鞘,这种影响与某种促进生长的化学物质有关,温特将这种物质称为生长素。
根据这个原理,他创立了植物激素的一种生物测定法——燕麦试法(avena test),即用低浓度的生长素处理燕麦芽鞘的一侧,引起这一侧的生长速度加快,而向另一侧弯曲,其弯曲度与所用的生长素浓度在一定范围内成正比,以此定量测定生长素含量,推动了植物激素的研究。
图7-2导致生长素发现的向光性实验1934年,荷兰的科戈(F.Kogl)等人从人尿、根霉、麦芽中分离和纯化了一种刺激生长的物质,经鉴定为吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA),C10H9O2N,分子量为175.19。
从此,IAA就成了生长素的代号。
除IAA外,还在大麦、番茄、烟草及玉米等植物中先后发现苯乙酸(phenylactic acid,PAA)、4-氯吲哚乙酸(4-chloroindole-3-acetic acid,4-Cl-IAA)及吲哚丁酸(indole-3-butyric cid,IBA)等天然化合物,它们都不同程度的具有类似于生长素的生理活性。
以后人工合成了种生长素类的植物生长调节剂,如2,4-D、萘乙酸等(图7-3A)。
图7-3 具有生长素活性的生长物质(A)和抗生长素类物质(B)二、生长素的代谢(一)生长素的分布与运输1.分布植物体内生长素的含量很低,一般每克鲜重为10~100ng。
各种器官中都有生长素的分布,但较集中在生长旺盛的部位,如正在生长的茎尖和根尖(图7-4),正在展开的叶片、胚、幼嫩的果实和种子,禾谷类的居间分生组织等,衰老的组织或器官中生长素的含量则更少。
图7-4 黄化燕麦幼苗中生长素的分布(江苏农学院,植物生理学,1986)寄生和共生的微生物也可产生生长素,并影响寄主的生长。
如豆科植物根瘤的形成就与根瘤菌产生的生长素有关,其它一些植物肿瘤的形成也与能产生生长素的病原菌的入侵有关。
2.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(polar transport)。
其它植物激素则无此特点。
生长素的极性运输与植物的发育有密切的关系,如扦插枝条不定根形成时的极性和顶芽产生的生长素向基运输所形成的顶端优势等。
对植物茎尖用人工合成的生长素处理时,生长素在植物体内的运输也是极性的。
通常生长素的极性运输是需能的主动过程。
另外,也发现在植物体中存在被动的、在韧皮部中无极性的生长素运输现象,成熟叶子合成的IAA可能就是通过韧皮部进行非极性的被动运输。
人工合成的生长素类的化学物质,在植物体内也表现出极性运输,且活性越强,极性运输也越强。
如α-萘乙酸(α-naphthalene acetic acid,α-NAA)具有类似生长素的活性,从而也具有极性运输的性质,而β-萘乙酸(β-NAA)无活性,因此也不表现出极性运输。
又如2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid,2,4,5-T)的活性比2,4,6-三氯苯氧乙酸(2,4,6-T)的强,所以其运输的极性也要强得多。
生长素的极性运输是一种可以逆浓度梯度的主动运输过程,因此,在缺氧的条件下会严重地阻碍生长素的运输。
另外,一些抗生长素类化合物如2,3,5-三碘苯甲酸(2,3,5-triiodobenzoic acid,TIBA)和萘基邻氨甲酰苯甲酸(naphthyphthalamic acid,NPA)等也能抑制生长素的极性运输(图7-3B)。
(二)生长素的代谢1.生长素的生物合成通常认为生长素是由色氨酸(tryptophan)转变来的。
色氨酸转变为生长素时,其侧链要经过转氨、脱羧、氧化等反应,其合成的途径如图7-5所示,有以下几条支路。
图7-5 由色氨酸生物合成吲哚乙酸的途径(1)吲哚丙酮酸途径色氨酸通过转氨作用,形成吲哚丙酮酸(indole pyruvic acid)再脱羧形成吲乙醛(indole acetaldehyde),后者经过脱氢变成吲哚乙酸。
许多高等植物组织和组织匀浆提取物中都发现上述各步骤的酶,特别是将色氨酸转化为吲哚丙酮酸的色氨酸转氨酶。
本途径在高等植物中占优势。
(2)色胺途径色氨酸脱羧形成色胺(tryptamine),再氧化转氨形成吲哚乙醛,最后形成吲哚乙酸。
本途径在植物中占少数,而大麦、燕麦、烟草和番茄枝条中则同时进行上述两条途径。
(3)吲哚乙腈途径许多植物,特别是十字花科植物中存在着吲哚乙腈(indole acetonitrile)。
吲哚乙腈也由色氨酸转化而来,在腈水解酶的作用下吲哚乙腈转变成IAA。
4)吲哚乙酰胺途径水解反应生成IAA,此途径主要存在于形成根瘤和冠瘿瘤的植物组织中。
锌是色氨酸合成酶的组分,缺锌时,导致由吲哚和丝氨酸结合而形成色氨酸的过程受阻,使色氨酸含量下降,从而影响IAA的合成。
现有研究表明,IAA的生物合成途径具有多样性,IAA的合成不一定要经过色氨酸。
用拟南芥(Arabidopsis thaliana)的营养缺陷型进行的试验揭示:IAA可以由吲哚直接转化而来。
色氨酸途径和非色氨酸途径可能并存于植物体内。
植物的茎端分生组织、禾本科植物的芽鞘尖端、胚(是果实生长所需IAA的主要来源处)和正在扩展的叶等是IAA的主要合成部位。
用离体根的组织培养证明根尖也能合成IAA。
2.生长素的结合与降解植物体内具活性的生长素浓度一般都保持在最适范围内,对于多余的生长素(IAA),植物一般是通过结合(钝化)和降解进行自动调控的。
(1)束缚型和游离型生长素植物体内的IAA可与细胞内的糖、氨基酸等结合而形成束缚型生长素(bound auxin),反之,没有与其他分子以共价键结合的易从植物中提取的生长素叫游离型生长素(free auxin)。
束缚型生长素是生长素的贮藏或钝化形式,约占组织中生长素总量的50%~90%。
束缚型生长素无生理活性,在植物体内的运输也没有极性,当束缚型生长素再度水解成游离型生长素时,又表现出生物活性和极性运输。
(2)生长素的降解吲哚乙酸的降解有两条途径,即酶氧化降解和光氧化降解。
酶氧化降解是IAA的主要降解过程,催化降解的酶是吲哚乙酸氧化酶(IAA oxidase),它是一种含Fe的血红蛋白。
IAA的酶促氧化包括释放CO2和消耗等摩尔的O2。
IAA氧化酶的活性需要两个辅助因子,即Mn2+和一元酚化合物,邻二酚则起抑制作用。
植物体内天然的IAA氧化酶辅助因子有对香豆酸、4-羟苯甲酸和堪菲醇等;抑制剂有咖啡酸、绿原酸、儿茶酚和栎精等。
IAA氧化酶在植物体内的分布与生长速度有关。
一般生长旺盛的部位IAA氧化酶的含量比老组织中少,而茎中又常比根中少。
IAA的光氧化产物和酶氧化产物相同,都为亚甲基氧代吲哚(及其衍生物)和吲哚醛。
IAA的光氧化过程需要相对较大的光剂量。
在配制IAA水溶液或从植物体提取IAA时要注意光氧化问题。
水溶液中的IAA照光后很快分解,在有天然色素(可能是核黄素或紫黄质)或合成色素存在的情况下,其光氧化作用将大大加速。
这种情况表明,在自然条件下很可能是植物体内的色素吸收光能促进了IAA的氧化。
在田间对植物施用IAA时,上述两种降解过程能同时发生。
而人工合成的生长素类物质,如α-NAA和2,4-D等则不受吲哚乙酸氧化酶的降解作用,能在植物体内保留较长时间,比外用IAA有较大的稳定性。
所以,在大田中一般不用IAA而施用人工合成的生长素类调节剂。
3.生长素代谢的调节植物体内的生长素通常都处于比较适宜的浓度,以保持植物体在不同发育阶段对生长素的需要。
束缚型生长素在植物体内的作用可能有下列几个方面:①作为贮藏形式。
吲哚乙酸与葡萄糖形成吲哚乙酰葡萄糖(indole acetyl glucose),在适当时释放出游离型生长素。
②作为运输形式。
吲哚乙酸与肌醇形成吲哚乙酰肌醇(indole acetyl inositol)贮存于种子中,发芽时,吲哚乙酰肌醇比吲哚乙酸更易运输到地上部。
③解毒作用。
游离型生长素过多时,往往对植物产生毒害。
吲哚乙酸和天门冬氨酸结合成的吲哚乙酰天冬氨酸(indoleacetyl aspartic acid)通常是在生长素积累过多时形成,它具有解毒功能。
④防止氧化。
游离型生长素易被氧化,如易被吲哚乙酸氧化酶氧化,而束缚型生长素稳定,不易被氧化。
⑤调节游离型生长素含量。
根据植物体对游离型生长素的需要程度,束缚型生长素与束缚物分解或结合,使植物体内游离生长素呈稳衡状态,调节到一个适合生长的水平。
生长素的代谢受其它植物激素调节。
如细胞分裂素可以抑制生长素与氨基酸的结合,也可通过影响IAA氧化酶活性,从而影响生长素在体内的含量。
赤霉素处理往往可增加植物IAA的含量。
酚类化合物可能抑制IAA与氨基酸的结合,影响IAA侧链的氧化进程,并可抑制IAA的极性运输,使IAA在体内的分布受到影响。
总之,生长素的含量由多种因素所调控。
诺曼利(Normanly)等(1995)提出植物细胞中IAA水平的影响因素如下:三、生长素的生理效应生长素的生理作用十分广泛,包括对细胞分裂、伸长和分化,营养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老的调控等方面。