生长素的分布与运输生长素类
关于高中生物植物生长素的认识
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。
5.1.2 植物生长素的合成运输与分布及生理作用(教案)高级中学高中生物人教版(2019)选择性必修
《5.1植物生长素》教学设计第2课时《植物生长素的合成、运输与分布及生理作用》一、教材和教学对象分析1.教材分析本节课是高中生物选择性必修一（新人教版）第5章《植物生命活动的调节》第1节第2课时的内容，本节课是在学习了生长素发现过程的科学史的基础上进一步学习植物生长素的合成、运输、分布与生理作用。
它属于大概念“生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态”下的教学内容。
教材先介绍了生长素的合成、运输与分布，为理解生长素发挥作用奠定了基础。
关于生长素的生理作用，教材先介绍生长素作为信息分子起作用，再介绍它在细胞水平、器官水平上发挥的作用，进而深入分子水平解释作用机制。
到此学生会认为生长素的作用只是促进，通过教材追问引发认知冲突，通过教师引导理解生长素作用的两重性，帮助学生深化植物生长素作用的理解。
然后再详细阐述影响生长素发挥作用的因素，并以植物的顶端优势为例，介绍生长素在生产、生活中的实际应用。
2.教学对象分析学生已经学习过动物生命活动的调节，学生对生物体的调节有了一定的认识，知晓植物激素的概念。
高二学生已经对科学实验以及科学研究的方法有了初步的认识，观察思维能力较强，但逻辑思维能力及对实验现象的分析能力、表达能力有待提高，所以在本节课中关于生长素的生理作用，以小组探究学习来突破难点，利用探究实验，构建数学模型，提高学生的探究能力，训练学生科学的思维方法，激发学生求知的积极性、主动性和创造性，分析综合能力得以训练，在全面获得知识的同时，培养科学的探索精神和科学态度。
二、核心素养1.生命观念（1）说出生长素的合成、运输与分布，形成结构与功能观；（2）分析顶端优势形成的原因，阐释生物学中的适度与平衡观念。
2.科学思维构建数学模型，理解生长素的作用及特点，培养学生严谨的科学思维。
3.社会责任根据生长素的作用特点，解决实际生产生活中的现象或问题。
三、教学重难点1.教学重点（1）植物生长素的合成、运输及分布；（2）植物生长素的生理作用及特点。
植物生长素的产生运输和作用
植物生长素的产生运输和作用生长素（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。
植物生理学 植物生长物质
H (OH)
IAA + O2 （二）光氧化
CH2COOH
NO
羟吲哚乙酸和 二羟吲哚乙酸
H
光 IAA 核黄素 吲哚醛 一）促进细胞伸长生长 图
1 特点：
敏感部位 幼茎、胚芽鞘等；最适浓度 10－5－10－6 mol；不可逆
2 原理：酸性生长理论
主要观点：
IAA 到 达 靶 细 胞 后 ， 使 靶 细 胞 质 膜 上 的 H+-ATP 酶活化，该酶水解ATP同时将H+泵出质膜，使胞壁酸 化。胞壁pH下降可使氢键断裂、与壁松弛有关的酶活 化。 如β－半乳糖苷 酶在pH4-5时比pH7时活性高3 －10倍而β－（1，4）葡聚糖酶的活性可提高约100倍， 结果造成细胞壁松弛可塑性增大，细胞吸水，体积扩大。
迁移分析法证明： 赤霉素诱导淀粉酶基因表达的原因可能是：GA诱 导产生一种能结合到该酶基因5’上游调节序列上的一 种蛋白质。结合后启动基因表达。
图
六、赤霉素应用
（一）促进麦芽糖化。 （二）促进营养生长。对茎叶作用显著，对根伸长不 起作用。 （三）防止脱落：葡萄开花后10天，200mg/L喷花 序，增产无核。 （四）打破休眠：马铃薯切块，1ppm 泡5－10分钟， 凉干种。整薯，5ppm泡30分钟。
GGPP 环化
CDP
内根－贝壳杉烯
内根－贝壳杉烯合成酶A
内根－贝壳杉烯合成酶B
内质网
加氧酶
GA12或GA53
GA12-醛
内根－贝壳杉烯酸
图
细胞质
GA12或GA53
GAs
GA20-氧化酶 GA3-氧化酶 GA2-氧化酶
四、GA的生理作用
（一）GA1促进茎的伸长
图
GA1促进茎伸长的证明实验
生长素类
(二)生长素的代谢
1.生长素的生物合成 色氨酸(tryptophan)转变来。 与锌有关，锌是色氨酸合成酶的组分
2.生长素的结合与降解
(1)束缚型和游离型生长素 束缚:与糖、氨基酸等结合而形成束缚型，无
生理活性，运输无极性 。
(2)生长素的降解 酶氧化和光氧化。 3.生长素代谢的调节 合成；降解；运输；存在形式。
2、基因激活说
由于生长素所 诱导的生长既有快 速反应，又有长期 效应，因此提出了 生长素促进植物生 长的作用方式设想 (图7-8)。
IAA
生长素可以有效促进插条不定根的形成，这主要是剌激了插 条基部切口处细胞的分裂与分化，诱导了根原基的形成。
A.在天竺葵的叶片不同部位滴上IAA、H2O和14C葡萄糖； B.48小时后同一叶片的放射性自显影。原来滴加14C葡萄糖的 部位已被切除，以免放射自显影时模糊。 (Penot M,1978)
(一)促进生长 生长素对生长的作用有三个特点： 1.双重作用 2.敏感性 3.离体器官和整株植物效应有别
茎
+ 促 进
0
芽 根
抑 制 10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1
生长素浓度（mol/L）
不同器官对生长素的敏感性
(二) （三）对养分的调运
对照
第一节、生长素类
一、生长素的发现、种类和结构
1880年达尔文(Darwin)父子利用胚芽鞘进行向光性 实验。
1934年，荷兰的科戈(F.Kogl)等人从麦芽中分离和纯化了一种 刺激生长的物质，经鉴定为3-吲哚乙酸。从此，IAA就成了生长 素的代号。
具有生长素活性的生长物质(A)和抗生长素类物质(B)
生长素的合成运输分布和生理作用
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
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
单子植物
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
2,4-D本身不致癌，而生产2,4-D中的少量杂质二噁英，毒性十分大，是氰化 物的130倍、砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。
美军在越南战争中使用了8000万升的橙剂。这种药剂可导致孩子四肢残缺变形， 脊柱弯曲，精神障碍，许多人甚至常年卧床无法活动，生活凄惨。据越南红十字 会统计，大约有100万越南人受到感染，其中包括15万名儿童。
茎的生长效应是_促__进_生__长_
同一浓度的生长素对 植物不同器官的影响不同
10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 mol·L-1
根、芽、茎对生长素浓度的敏感性有差异， 敏感性大小依次是 根 ＞芽 ＞茎
实例分析（一）：
实例分析（一）： 植物根的向地性和茎的背地性
C
A
D
B
根部：两重性
注：形态学的上端对于植物地上部分而言， 指茎的顶端；对于地下部分而言，指根尖。
单
产生生长素 向光性原理的总结
侧 光
（有光 无光）
横向运输
向
背
极 性
光
光运
侧
侧输
（
（
少
多
）
）
生
生
长
长
生长素的合成运输分布及生理作用页(一)
生长素的合成运输分布及生理作用页(一)
生长素是一种植物内源性激素，它对植物的生长发育、生理代谢、光周期反应、逆境适应等都有着重要的调节作用。
本文将介绍生长素的合成、运输、分布及其生理作用。
一、合成
生长素的合成主要发生在植物茎尖细胞中，由三个部位的细胞合成：叶片、茎尖和根尖。
二、运输
生长素向下运移的途径可能是贯通细胞壁的连通道，向上运送则可能是通过细胞质连杆和大小不一F±长管。
而生长素的运输方向由植物基部朝向植物顶端，而其运输的关键部位是茎尖。
三、分布
生长素可以在植物体内大范围分布，其高浓度区域有根尖、茎尖和胚芽等地方。
生长素并不是等量分布在植物各个部位，各个器官对生长素的需求不同，因此它们的分布也不同。
叶片、花蕾，还有其他处于生长与发育过程的部位需要较多的生长素。
四、生理作用
1.促进芽的分裂及顶端的细胞分裂，使茎和叶增长。
2.抑制侧芽生长，促进交替分枝。
3.促进根的伸长。
4.调节植物的开花期，提高开花质量。
5.提高植物的抗逆性能，增强植物的适应性。
总之，生长素在植物的生长发育过程中发挥着重要的作用。
生长素的合成、运输、分布及其生理作用的了解，有助于我们更好地理解植物的基础生理过程，对植物的栽培、繁殖和育种研究等方面也有着积极的推动作用。
植物生长素知识点
植物生长素知识点1.类型和功能：植物生长素包括激动素（IAA）、吲哚酯类激素（IAA 甲酯）、吲哚醋酸甲酯（IBA）、吲哚丙酸甲酯（IPA）、生长酮（GA）及合成类似物等。
它们在植物体内起到促进细胞分裂、细胞伸长和分化、抑制侧枝生长、调控花蕾和种子发育、调节叶片开展以及植物光生物学过程等方面起到重要作用。
2.生物合成：植物生长素的主要合成途径是通过香豆酸途径。
香豆酸在哺乳动物细胞中被代谢为吲哚乙酸，然后通过一系列酶的参与合成生长素。
另外，微生物和真菌也能产生生长素，这对植物的生长和发育也有一定影响。
3.传输和运输：植物生长素可以通过须根、叶片和茎等植物组织进行传输和运输。
包括活性转运和非活性转运两种方式。
活性转运是由于体内激素的极性和离子度，通过植物体内的激素转运蛋白进行传输。
而非活性转运是通过物质溶液中激素的扩散进行传输。
4.生长素与光合作用之间的关系：生长素对光合作用有直接和间接的影响。
生长素可通过调节叶片开展、蒸腾抑制和刺激叶片细胞增长等途径直接影响光合作用的进程。
另一方面，生长素还可通过促进根系发育和分泌激素，以及调控光合机构的合成和分解等间接影响光合作用。
5.生长素与植物抵抗性之间的关系：生长素在植物的抗逆性中也起着重要作用。
生长素可以调节植物的氧化还原过程，提高植物对环境胁迫的抵抗力。
此外，生长素还可以通过调控植物的抗氧化酶和抗氧化物质的合成来增强植物对逆境的适应能力。
6.生长素的应用：植物生长素可以通过外源施用来调控植物的生长发育。
例如，处理植物幼苗或种子的生理处理，可以促进根系的生长、开展和植物的整体生长。
此外，生长素还可通过应用在植物的多种植物组织培养中，用于愈伤组织的诱导、植物再生、植物融合和植物繁殖等。
总之，植物生长素是一类重要的植物激素，它们在植物的生长发育中起到了至关重要的作用。
通过深入了解植物生长素的生物合成、传输运输、与光合作用的关系以及其在植物抵抗性和应用等方面的作用，我们可以更好地了解和利用植物生长素，为植物的生长和发育提供有效的控制和调节手段。
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第五节 脱落酸
ABA是以异戊二烯为基本单位的倍半萜羧酸。ABA环1′位 上为不对称碳原子，故有两种旋光异构体。植物体内的天然形式 主要为右旋ABA即(+)-ABA，又写作(S)-ABA。
右旋顺式第五节 脱落酸
脱落酸存在于全部维管植物中，包括被子植物、裸子植物和蕨类
植物。苔类和藻类植物中含有一种化学性质与脱落酸相近的生长抑制
植物生长物质
植物生长调节剂 植物生长物质：调节植物生长发育的微量化学物质。 植物激素：在植物体内合成的，通常从合成部位运往作用部位，对植 物的生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机质。
第一节 植物生长物质的概念及其种类 第二节 生长素类 第三节 赤霉素类 第四节 细胞分裂素类
第五节 脱落酸
第六节 乙烯 第七节 植物生长物质在农业生产上的应用
第四节 细胞分裂素类
（三）细胞分裂素的运输
在高等植物中细胞分裂素主要存在于可进行细胞分裂的部位，
如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子和生长着的果实等。 一般认为，细胞分裂素的合成部位是根尖，然后经过木质部运 往地上部产生生理效应。随着试验研究的深入，发现根尖并不是细 胞分裂素合成的唯一部位。
第四节 细胞分裂素类
（一）促进细胞分裂
（二）促进芽的分化 （三）促进细胞扩大 （四）促进侧芽发育，消除顶端优势 （五）延缓叶片衰老 （六）打破种子休眠
第一节 植物生长物质的概念及其种类 第二节 生长素类 第三节 赤霉素类 第四节 细胞分裂素类 第五节 脱落酸 第六节 乙烯 第七节 植物生长物质在农业生产上的应用
第五节 脱落酸
第四节 细胞分裂素类
来源于植物的、其生理活性类似于激动素的化合物统称为细 胞分裂素(cytokinin, CTK，CK)，目前在高等植物中已至少鉴定 出了30多种细胞分裂素。
第四节 细胞分裂素类
（二）细胞分裂素的生物合成
植物体内游离型细胞分 裂素一部分来源于tRNA的 降解，其中的细胞分裂素游 离出来。另外也可以从其它 途径合成细胞分裂素。
第三节 赤霉素类
（一）赤霉素的种类
种类繁多，分部广泛，是植物激素中种类最多的一种激素。
第三节 赤霉素类
（二）赤霉素的生物合成
1.从异戊烯焦磷酸到贝壳杉烯阶段
2.从贝壳杉烯到GA12醛阶段
3.由GA12醛转化成其它GA的阶段
第三节 赤霉素类
（三）赤霉素的运输
GA在植物体内的运输没有极性，可以双向运输。根尖合成的 GA通过木质部向上运输，而叶原基产生的GA则是通过韧皮部向下 GA合成以后在体内的降解很慢，然而却很容易转变成无生物 活性的束缚型GA。植物体内的束缚型GA主要有GA-葡萄糖酯和GA葡萄糖苷等。
第二节 生长素类
(二)生长素的分布与运输
第二节 生长素类
(三)生长素的代谢
A
1.生长素的生物合成
植物的茎端分生组 织、禾本科植物的芽鞘
B
C
D
尖端、根尖、胚和正在
扩展的叶等是IAA 的主 要合成部位。
第二节 生长素类
(三)生长素的代谢
2.生长素的结合与降解
(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
第二节 生长素类
(二)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，衰老的组 织或器官中生长素的含量少。
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。其它植物激素则无此特点。
③解毒作用 ④防止氧化 ⑤调节游离型生长素含量
第二节 生长素类
（四）生长素的生理效应
(一)促进生长 “没有生长素，就没有生长”。
1.双重作用 2.不同器官对生长素的敏感性不同
第二节 生长素类
（四）生长素的生理效应
（二）促进插条不定根的形成 （三）对养分的调运作用
第一节 植物生长物质的概念及其种类 第二节 生长素类 第三节 赤霉素类 第四节 细胞分裂素类 第五节 脱落酸 第六节 乙烯 第七节 植物生长物质在农业生产上的应用
植物生理学
——生长物质——
• 任课教师： 张 鹏 • 生命科学与技术学院
第一节 植物生长物质的概念及其种类 第二节 生长素类 第三节 赤霉素类 第四节 细胞分裂素类 第五节 脱落酸
第六节 乙烯
第七节 植物生长物质在农业生产上的应用
第一节 植物生长物质的概念及其种类
生长素类 赤霉素类 植物激素 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯
高等植物各器官和组织中都有脱落酸，其中以将要脱落或进入休 眠的器官和组织中较多，在逆境条件下脱落酸含量会迅速增多。 脱落酸运输不具有极性。主要以游离型的形式运输，也有部分以
脱落酸糖苷的形式运输。
第五节 脱落酸
脱落酸的合成部位主要 是根冠和萎蔫的叶片，在茎
、种子、花和果等器官中也
能合成脱落酸。脱落酸是弱 酸，以离子化状态积累在叶
酸等结合而形成束缚型生长素，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。 (2)生长素的降解 降解有两条途径，即酶氧化降解和光氧化降解。
第二节 生长素类
(三)生长素的代谢
3.生长素代谢的调节
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。
②作为运输形式。
第二节 生长素类
(一)生长素的种类
吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)
苯乙酸(phenylactic acid, PAA)
4-氯吲哚乙酸(4-chloroindole-3-acetic acid，4-Cl-IAA) 吲哚丁酸(indole-3-butyric cid, IBA)
第三节 赤霉素类
GA促进生长具有以下特点： 1.促进整株植物生长 2.促进节间的伸长 3.不存在超最适浓度的抑制作用
GA3对矮生豌豆的影响 图中左为矮生突变体，右为施用GA3植株长高至正常植株的高度
第三节 赤霉素类
（二）诱导开花
（三）打破休眠
（四）促进雄花分化 （五）其它生理效应
第一节 植物生长物质的概念及其种类 第二节 生长素类 第三节 赤霉素类 第四节 细胞分裂素类 第五节 脱落酸 第六节 乙烯 第七节 植物生长物质在农业生产上的应用