验证生长素的极性运输课件
生长素的极性运输
生长素的极性运输林科院 9310031 傅建平摘要生长素的极性运输与植物生长发育密切相关并受许多因素调控，研究植物生长素的极性运输具有十分重要的意义。
本文综述了生长素极性运输的研究进展情况。
关键词生长素极性运输抑制剂输出载体输入载体生长素是第一个被发现的植物激素。
生长素在植物叶原基、幼叶以及发育的种子等部位合成，沿茎或根进行传输。
生长素在茎切段试验和胚芽鞘试验中表现刺激细胞伸长生长，它的主要生理作用还包括诱导不定根发生促进维管束分化、控制向性生长和顶端优势，以及调节植物开花坐果等生理过程。
在植物茎尖合成的生长素需要通过极性运输到达靶细胞才能调节植物的生长和发育, 因此生长素极性运输广泛参与植物的叶片发育、花的分化、维管的分化、胚胎发育、光形态建成以及侧根的发育等。
早期对生长素极性运输的研究主要采取施加极性运输抑制剂如NPA、HFCA、TIBA、CA的方法。
后来通过对生长素极性运输突变体的研究, 从分子水平上为生长素极性运输的化学渗透偶联学说提供了新的证据, 进一步发现了极性运输与植物的生长发育现象之间的联系。
1生长素的极性运输特点生长素的极性运输是指生长素在植物体内由形态学的上端向形态学的下端单向运输的现象。
在高等植物茎中, 生长素由茎尖合成位点极性运输到茎基部的作用位点。
生长素极性运输具有依赖于能量、需要O2、对温度敏感、随年龄增加而减弱等生理特点,是一种需要消耗代谢提供能量的主动运输。
其运输的速度比维管系统中的运输速度慢得多。
极性运输需要消耗能量, 可逆浓度梯度运输。
一些化合物如TIBA和NPA等能抑制生长素极性运输, 缺氧会严重地阻碍生长素的运输。
此外, 生长素又有自动抑制现象, 即先发育的器官通过其合成并向外输出的生长素抑制后发育期器官生长素的输出。
2 极性运输处于主导地位从整体组织看, 生长素的移动方向是向基性的。
极性运输与能量消耗有关, 它包括生长素从上部细胞的透出和向下部细胞的透入, 透入时几乎不受代谢抑制剂或缺氧等因素的影响, 而透出却明显地受这些因素阻碍。
植物生长素极性运输调控机理的
郭葛通过对燕麦胚芽鞘的研究，分离出了具有促进生长作用的物质，并将其命名为“吲哚乙酸”（ IAA）。
生长素极性运输的概念与特点
概念
生长素极性运输是指生长素只能由形 态学的上端向形态学的下端运输的现 象。
特点
极性运输是主动运输，需要消耗能量 ；极性运输不受外界环境因素的影响 ，一直可以进行；极性运输速度较慢 。
改善品质
通过调控植物生长素的极性运输 ，可以改善作物的品质，如提高 果实的口感、色泽和营养价值等 。
在植物育种中的应用前景
加速新品种选育
通过研究植物生长素极性运输调控机理，可 以加速新品种的选育进程，提高育种效率。
创造新种质资源
通过调控植物生长素的极性运输，可以创造具有特 殊生理功能或优良性状的新种质资源，为育种提供 新的选择。
02
植物生长素极性运输的调控机 制
生长素合成与转运蛋白的调控
生长素合成途径
植物体内生长素的合成主要通过色氨 酸途径，色氨酸在色氨酸酶的作用下 生成吲哚乙酸（IAA）。
转运蛋白的调控
生长素转运蛋白（如PIN和AUX/LAX 家族蛋白）在生长素极性运输中发挥 关键作用，其表达和活性受到多种调 控机制的影响。
改良作物遗传性状
通过遗传工程手段调控植物生长素的极性运 输，可以改良作物的遗传性状，提高作物的 产量和品质。
在环境保护中的应用前景
1 2
生态修复
通过调控植物生长素的极性运输，可以促进受损 生态系统的恢复和重建，提高生态系统的稳定性 和生态功能。
污染治理
植物生长素极性运输调控可以促进植物对污染物 的吸收和降解，降低污染物对环境的危害。
生长素极性运输的意义与作用
意义
生长素极性运输对于植物的生长和发育具有重要的意义，它保证了植物顶端优势的维持、组织和器官的分化以及 植物的生长发育等过程。
生长素的合成运输分布及生理作用PPT课件
三、生长素的产生、运输、分布
源生长的是（ C ）
A.甲、乙 B.丙、丁 C.乙、丙 D.甲、丁
6
4、下图是用燕麦胚芽鞘做的六个实验，用单侧光由右 向左照射。
说明：(A)移去胚芽鞘尖端；(B)尖端用锡箔纸盖住；(C)完整 的胚芽鞘；(D)把一片云母插入胚芽鞘照光的一边；(E)把云母 片插入背光的一边；(F)用一薄层琼脂，把尖端和下部分隔开
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2、 防止落花落果
农业生产上常
用一定浓度的生 长素类似物溶液 喷洒棉株，可以 达到保蕾保铃的 效果
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3、除草剂
高浓度的2，4-D能杀死麦田中的双 子叶杂草而不伤害单子叶农作物。
敏感性： 双子叶植物＞单子叶植物
双子叶植物 单子叶植物
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1961年至1971年的越南战争期间，越共游击队出没在茂密的丛林中，利用长山地区密 林的掩护，开辟了沟通南北的“胡志明小道”，保证了物资运输的畅通。 美军为了改
主要部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子
1、产生
化学成分: 吲哚乙酸，由色氨酸转变形成
2、分布:植物体内分布广泛，但集中在生长旺盛的部
位，如胚芽鞘、分生组织、种子、果实等。
3、运输
极性 方向：形态学上端
形态学下端
运输 方式: 主动运输
非极性运输（横向运输）
（如单侧光刺激下由向光侧运往背光侧；在成 熟的组织中，通过韧皮部进行运输。）
植物生长素极性运输调控机理
VS
质子泵与极性运输的关系
质子泵的活性可以影响生长素的极性运输 。当质子泵活性增强时，氢离子浓度增加 ，导致细胞内生长素与氢离子的结合增加 ，从而促进生长素的极性运输。相反，当 质子泵活性降低时，氢离子浓度降低，生 长素极性运输受到抑制。
细胞骨架与极性运输的关系
细胞骨架的作用
细胞骨架是指由蛋白质纤维组成的细胞内部 结构网络，它能够维持细胞的形态和结构， 同时也参与细胞的物质运输和信号传导。
技术创新与产业发展的紧密结 合
通过技术创新和产业发展，将植物生长素极性运输调控 机理的研究成果应用于农业、园艺、林业等领域，推动 相关产业的可持续发展，提高经济效益和社会效益。
THANKS FOR WA、羟基化等修饰，这些修饰可影响生长素的极 性运输和活性。
极性运输相关基因的表达与调控
基因表达
植物体内有一系列与生长素极性运输相关的基因，这些基因在特定的组织和细胞 中表达，控制生长素的运输方向。
调控
基因表达受到多种因素的影响，包括激素、营养物质、环境等，这些因素可调节 生长素的极性运输。
细胞间生长素梯度的形成与维持
要点一
形成
要点二
维持
在植物体内，生长素在细胞间进行极性运输，形成生长素 浓度梯度。
细胞通过调节生长素的合成、修饰和转运等过程，维持细 胞间生长素梯度的稳定，以保证植物的正常生长。
CHAPTER 03
植物生长素极性运输的细胞 生物学机制
生长素极性运输的跨膜转运
01
生长素的跨膜转运
生长素极性运输受到多种信号分子的 调控，这些信号分子之间如何相互作 用、相互调节，以及它们对生长素极 性运输的精确调控机制仍需进一步研 究。
03
探讨生长素极性运输 与植物发育的关系
概述生长素的极性运输
顶端优势（左）及其解除（右）
例题4：下列关于顶端优势的叙述中错误的是 A．除去顶芽，侧芽生长被抑制 B．若顶芽被虫蛀时，侧芽生长加快 C．顶芽优先生长时，侧芽生长受到抑制 D．切除顶芽，切口涂以高浓度生长素，侧芽生长抑制
解析：正确把握顶端优势的概念是解答本题的关键。顶端优 势是指顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。A选项中除去了 顶芽，侧芽的生长不再被抑制，开始萌发生长，所以A选项符 合题目要求；B选项中，若顶芽被虫蛀时就接近于除去顶芽， 所以侧芽生长加快，是正确的；C选项就是正确的顶端优势概 念；D选项中，虽然切除了顶芽，但切口涂以高浓度生长素， 因为生长素能够极性运输，所以侧芽生长仍然被抑制。答案：
答案：C
完成【变式训练2】
【变式训练2】
燕麦胚芽鞘经如下图一所示处理，一段时间后， 取其甲、乙两块琼脂，置于已切去尖端的胚芽 鞘A、B上，A以单侧光照处理如图二所示。则 弯曲程度 （ A ）
A．A=B B．A>B C．A<B D．不一定
根的向地性生长的解释（向重力性）
作用的两重性
促根
芽
茎
进
生
长
完成【变式训练3】
【变式训练3】
下图是表示生长素浓度对芽生长发育的影响， 下列叙述中正确的是 （ ）D
①a点对应的是对芽生长无作用的浓度 ②b点对应的是促进芽生长的最适浓度 ③c点对应的是抑制芽生长的浓度 ④d点对应的是抑制芽生长的浓度 A．①② B．②③ C．③④ D．②④
生长素作用的两重性
植物的顶芽产生的 生长素 向下运输到侧芽，过 多地积累在近顶端的 侧芽 部位，由于生长素 的 两重性 特性，抑制了近顶端的侧芽的生长， 从而形成 顶端优势 现象。
不是每个器官都能合成生长素的，下列各项中，不能
极性运输的概念
极性运输的概念
生长素的极性运输就是生长素在植物体内只能从植物形态学上端向下端进行运输的方式。
是一种主动运输过程，其运输速度比物理扩散快约10倍；缺氧会严重地阻碍生长素的运输；生长素可以逆浓度梯度运输。
生长素的极性运输是指生长素在植物体内由形态学的上端向形态学的下端单向运输的现象。
在高等植物茎中, 生长素由茎细长制备位点极性运输至茎基部的促进作用位点。
生长素极性运输具有依赖于能量、需要o2、对温度敏感、随年龄增加而减弱等生理特点,是一种需要消耗代谢提供能量的主动运输。
其运输的速度比维管系统中的运输速度慢得多。
极性运输须要消耗能量, 对称浓度梯度运输。
一些化合物如tiba和npa等能抑制生长素极性运输，缺氧会严重地阻碍生长素的运输。
此外，生长素又存有自动遏制现象，即先发育的器官通过其制备并向外输入的生长素遏制后发育期器官生长素的输入。
验证生长素的极性运输课件
2、实验方案：
讨论： 1、可否用胚芽鞘尖端代替含生长素的琼脂块？
不严密没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况不严谨没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端学生活动一二根据本实验设计完善实验思路并设计具体实验方案可绘制图解
验证生长素的极性运输方式 （第一课时）
吲哚乙酸
自主梳理
学生活动三
完善实验方案：
（1）实验原理： （2）实验材料和用具： （3）实验步骤： （4）预期实验结果及结论：
学生活动四
（三）除了上述实验方法，你还能不能想出更为直观的实 验方法验证生长素的极性运输方式？写出实验思路。
实验思路：
生长素极性运输 的
化学渗透模型
2、如何检测下端琼脂块是否含有生长素？
讨论： 3、形态学上端朝上的那一组，其 下端的琼脂块的生长素全部来自上 端的琼脂块吗？
不是，还有内源生长素
4、倒置组下端的琼脂块一定无生长素吗？
少量内源生长素可能通过扩散进入下端琼脂块
5、如何消除上述因素对实验结果的影响？
设置空白对照组
实验组 空白对照组
不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况
2、从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？
不严谨，没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端
3、如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进？
5.1植物生长素(第2课时)课件高二上学期生物人教版选择性必修12
细胞水平
2.生长素的作用机理
基础
器官水平
促进细胞伸长、 生长、诱导细胞 分化等。
影响器官的生长、发 育，如促进侧根和不 定根发生，影响花、 叶和果实发育等。
特定基因表达，产生效应
思考：生长素在细胞水平上起的作用，与器官水平上发挥的作用有什么关系呢？
生长素在细胞水平上发挥的作用是在器官水平上发挥的作用的基础
二.生长素的生理作用
生长素的作用特点 3.生长素的作用特点
活动2：观察下面两个数学模型，小组合作思考讨论回答下面问题串。
问题： 1.“促进”或“抑制”作用效果是与哪一组别对比得到的？ 2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？ 3.对于不同器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？ 4.比较出单子叶植物和双子叶植物对生长素得敏感度。
2.不同器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同， 如根>芽>茎。 3.植物种类：双子叶植物一般比单子叶植物对生长素敏感。 4.成熟度：一般来说幼嫩细胞对生长素敏感,衰老细胞比较迟钝。
二.生长素的生理作用
实例1：顶端优势
活动3：阅读教材94，尝试解释植物出现顶端优势的原因，思考讨论怎去解除顶端优势。
二.生长素的生理作用
促进
抑制
茎的背地性：
生长素浓度： A < B 生长速度： A < B
实例2：根的向地性生长
抑制
促进
根的向地性：
生长素浓度： C < D 生长速度： C > D
二.生长素的生理作用
二.生长素的生理作用
我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种 促进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花， 用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛 过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树 枝……则根生。”
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