植物生长与环境3

1任务一植物激素及其应用2任务二植物生长调节剂及其应用3任务三植物生长的营养物质4任务四综合技能应用2任务一植物激素及其应用植物激素概述植物除需要大量的水分、无机盐和有机物质作为细胞结构物质和生理活动的营养物质外，植物的基因表达、生长、发育以及植物对环境刺激的反应均受其体内或体外多种微量有机物的调控，这类物质统称为植物生长物质。包括七大类被公认的植物激素其他内源植物生长调节物质一些具有生理活性的人工合成有机物3植物激素是指在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育起着调节作用的微量生理活性物质。目前已发现的有：生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸、油菜素内固醇、茉莉酸类物质、水杨酸盐等。45种类性质分布合成与运输生长素最早发现的植物激素。即吲哚乙酸，简称IAA。其分子式为C10H9O2N，相对分子质量175.19。后来还发现有其他生长素类物质，如萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）主要集中在根、茎、胚芽鞘尖端，正在展开的叶尖，生长的果实和种子内（1）IAA主要花粉和生长活跃的组织中从色氨酸生物合成的（2）生长素在体内存在极性运输，即只能从植物的形态学上端向下端运输，不受放置位置影响。极性运输是主动运输的过程赤霉素植物激素中种类最多的一类，有136种，按顺序命名为GA1-GA136.其中常用有GA3和GA4＋7（30%GA4和70%GA7的混合物）含量最多的部位以及可能合成的部位是果实、种子、芽、幼叶及根部（1）在幼嫩的生长活跃的茎枝和正在发育的种子中的甲羟戊酸合成（2）在植物体内为非极性运输，即可以双向运输表3-1常见植物激素6种类性质分布合成与运输细胞分裂素是腺嘌呤的衍生物，有诱导细胞分裂的活性。最常见的是玉米素、6-苄基腺嘌呤（6-BA）、四氢吡喃苄基腺嘌呤（PBA）存在茎尖、根尖、未成熟的种子和生长着的果实（1）可能在根、果实种子中合成（2）细胞分裂素经木质部导管从根向地上部器官运输乙烯植物激素中结构最简单的一类，分子式C2H4。相对分子质量28.05。生产常用乙烯发生剂广泛存在于植物的各组织和器官中，正在成熟的果实中含量最高（1）植物体各个部分都可以从蛋氨酸转变为乙烯（2）乙烯在植物体内含量很少，并且极易移动。一般情况下乙烯就在合成部位起作用78种类性质分布合成与运输脱落酸1963年先后从未成熟而即将脱落的棉桃中和槭树即将脱落的叶中提取出来。简称ABA植物体内广泛分布，如叶、芽、果实、种子、块茎中等于休眠的器官和部位中（1）在叶绿体和其他质体中通过甲羟戊酸途径合成，干旱逆境下合成更多（2）从根输出是通过木质部，从叶片输出通过韧皮部油菜素内固醇属甾醇类化合物，主要是油菜素内酯。目前有60多种。简称BR，BRs高等植物体中的各个部位普遍存在在植物体中合成场所不清楚910水稻C-22羟化酶DWARF4是BR合成的关键酶之一。BR对细胞伸长有重要作用。11种类性质分布合成与运输茉莉酸类物质最早从真菌中分离出来。有30种。简称JAs广泛存在于植物体中，生长部位和生殖器官中含量高以不饱和脂肪酸亚麻酸为起点进行合成，茎尖、嫩叶、未成熟果实和根尖中多水杨酸盐是一类与水杨酸（SA）同样活性的酚类化合物目前鉴定出有34种以上含有水杨酸，主要存在叶片和生殖器官中水杨酸自苯丙氨酸合成121.活动目标了解常见植物激素的主要生理作用，能够观察不同浓度的植物激素对植物的生理效应2.活动准备准备吲哚乙酸、萘乙酸等植物激素，植物枝条，细沙等3.相关知识活动一植物激素的生理作用观察13种类主要生理作用生长素（1）促进伸长生长。较低浓度下可促进生长，而高浓度时则抑制生长；根对生长素最敏感；对离体器官有明显促进作用（2）促进器官和组织分化。促进插条形成不定根和侧根的发生，组织培养条件下促进根的分化（3）促进坐果及果实生长。如刺激菠萝开花；促进黄瓜雌花分化；促进单性结实，有利于番茄、西瓜、茄子等果实发育（4）调运养分和防止器官脱落。生长素具有很强的吸引与调运养分的效应；促进光合产物的运输、叶片扩大和气孔开放，抑制花朵脱落、叶片老化和块根形成（5）引起顶端优势表3-2常见植物激素的主要生理作用14种类主要生理作用赤霉素（1）促进植物生长，主要是促进茎、叶伸长，增加株高。在芹菜、莴苣、韭菜、牧草、茶、麻类作物上效果明显（2）促进抽薹开花。许多长日照植物经赤霉素处理，可在短日照条件下开花（3）打破休眠，促进发芽。生产上可促进马铃薯萌发（4）促进雄花分化。对于雌雄同株异花植物，可增加雄花比例（5）促进单性结实。可使未受精子房膨大，发育成无籽果实（6）促进某些植物座果，延缓叶片衰老。提高苹果、梨等坐果率细胞分裂素（1）促进细胞分裂和扩大。只有在生长素存在的前提下才能表现出细胞分裂作用。可使萝卜茎变粗（2）促进芽的分化，诱导愈伤组织形成完整的植株。是组织培养时培养基主要成分（3）促进侧芽发育，消除顶端优势（4）延缓叶片衰老（5）促进气孔开放；打破需光种子休眠15种类主要生理作用乙烯（1）改变植物生长习性。即抑制茎的伸长生长，促进茎或根的横向增粗及茎的横向生长；使叶柄产生偏上性生长（2）促进果实成熟。对果实成熟、棉铃开裂、水稻的灌浆与成熟都有显著效果（3）促进衰老和脱落。是控制叶片脱落的主要激素（4）促进开花和雌花分化。促进菠萝开花。促进黄瓜雌花分化（5）其他作用。可诱导插枝不定根的形成，促进根的生长和分化，打破种子和芽的休眠，诱导次生物质的分泌等脱落酸（1）促进离层形成和器官脱落。处理棉花叶柄可促使其脱落（2）促进休眠。外用ABA时，可使旺盛生长的枝条停止生长而进入休眠（3）可引起气孔关闭，降低蒸腾，促进根系吸水，增加其向地上部的供水量（4）抑制整株植物或离体器官的生长，也能抑制种子的萌发（5）增强植物抗逆性。可提高植物的抗冷性、抗涝性和抗盐性等16种类主要生理作用油菜素内固醇（1）促进细胞伸长和分裂（2）促进光合作用，提高植物抗逆性。增强植物对干旱、病害、盐害、除草剂药害的抵抗力茉莉酸类物质（1）抑制生长和种子萌发等多种植物生理过程（2）促进衰老、脱落、块茎形成、果实成熟、色素形成和卷须盘绕（3）可诱导阻止害虫取食的蛋白质抑制剂的合成，在植物防卫反应中起作用（4）抑制花芽分化、促进不定根形成（5）提高植物抗性水杨酸盐（1）抑制乙烯生成，延缓植物衰老。如在切花中加入乙酰水杨酸能延长切花寿命（2）影响产热植物开花、发热，加强抗病性174.操作规程和质量要求工作环节操作规程质量要求配制不同浓度植物激素将吲哚乙酸、萘乙酸等，每一种激素分别配成0、1、10、50、100、200、500μg/g等七种浓度的溶液配制浓度要准确无误枝条处理将剪好的植物枝条下端浸在上述配制好的7种不同浓度的溶液中，处理4-24h。每个处理放入5个枝条（1）植物枝条切口要光滑，下端为斜口（2）为了便于观察发根情况，也可以将枝条插在盛水的器皿中，枝条入水枝条扦插取出枝条，扦插在湿润的细沙中。放置在20-25℃的条件下使之发根。到移植时再作一次观察记载也可以等到各个处理全部发根后，移栽到土壤中定期观察记载定期观察，记录枝条发根日期、发根部位、发根数量、根的长度以及地上部分的生长情况将结果记载于表3-4表3-3植物激素对枝条根和芽生长影响观察18编号浓度(μg/g)根数根长（cm）芽长（cm）1021310450510062007500表3-4不同浓度激素下植物枝条生长的情况195.问题处理（1）如何配制不同浓度的植物生长调节剂？（2）枝条处理和扦插应注意什么问题？（3）从实验结果能得到什么结论？201.活动目标了解植物激素的使用方法，并通过应用进一步加深对植物激素性质的认识。2.活动准备喷雾器，50mg/L赤霉素，50mg/LNAA，150、200、300mg/L乙烯利，脱脂棉；生长着的白菜、西瓜、黄瓜等植株，番茄、柿子的果实；葡萄或加拿大杨枝条。3.相关知识活动二植物激素的生产应用21图3-1植物激素的合成与运输22结合性植物激素也会被水解酶分解为游离型植物激素而具有活性。植物激素也会与其他物质（如糖类、氨基酸等）结合起来，形成结合性植物激素，失去活性称为贮藏状态植物激素是在植物体内某器官某组织内生物合成的，经过复杂的过程，生成有活性的有机物，存在于细胞内。23（1）植物激素的合成、运输和作用激素受体是指那些特异地识别激素并能与激素高度结合，进一步引起一系列生理、生化的物质。激素在植物体内的作用必须先与受体结合植物激素运输到作用部位的细胞后，此处细胞对激素有敏感性才能起作用。这种敏感性强弱决定于该激素受体的数目和亲和性。24（2）植物激素的相互作用增效作用:一种激素加强另一种激素的效应拮抗作用:一种激素消弱或抵消另一种激素的生理效应•生长素(促进伸长生长)与细胞分裂素（抑制侧芽生长）•赤霉素（打破休眠）与脱落酸（促进休眠）、•细胞分裂素（延缓衰老）与脱落酸（促进衰老与脱落）•生长素（促进伸长生长）与脱落酸（抑制生长）。共同支配控制植物的生长发育:•一种植物激素具有多种生理作用•一种生理作用是由多种植物激素引起的25激素生长素赤霉素细胞分裂素脱落酸乙烯休眠●●●●幼年期●●伸长生长●●●●●根生长●●●●开花●●●●●果实发育●●●●●衰老●●●表3-5各种植物激素对植物不同生育期的综合影响264.操作规程和质量要求工作环节操作规程质量要求促进生长（1）盆栽小白菜50盆，在收获前15d，分成2组（2）一组用50mg/L赤霉素溶液喷洒，另一组用等量清水喷洒（3）收获时，调查叶长、叶宽，比较产量差异。调查结果可纪录于表3-7中（1）从50盆中挑选生长一致的小白菜40盆。每组20盆（2）喷洒赤霉素溶液和清水的量要一致促进插条生根（1）选取加拿大杨、葡萄枝条各10根，分成两组，每组加拿大杨、葡萄枝条各5根（2）一组浸入50mg/LNAA溶液中24h，另一组浸入清水中做对照（3）将处理过的枝条分别插入两盆沙中（4）观察以后发根情况，并记录根数和根长。调查结果可纪录于表3-8中（1）枝条条长控制在10-15cm，基部剪成斜面（2）NAA溶液和清水的量要一致（3）插入枝条的沙盆要保持湿润、温暖、通气（4）最好在春季树木发芽前进行或用冬季的贮条效果较好表3-6植物激素的生产应用27工作环节操作规程质量要求人工催熟果实（1）当柿子果实已经长成，果实顶部开始变黄时，从树上摘下，每10个一组，分为2组，将其中一组浸蘸以200mg/L的乙烯利水溶液；另一组浸蘸有同量展布剂的清水做对照。将两组柿子分别用塑料袋包装，置于20-25℃室温下，每天观察颜色和硬度的变化。一周后纪录结果，取出品尝是否有涩味（2）西瓜外形基本长足时，按要求选择种植西瓜地块，分成两组，一组用小喷雾器喷洒300mg/L的乙烯利水溶液，另外一组作为对照不进行任何处理。待采收时与未处理的进行比较（1）为使溶液能在果实上分布均匀，可加入少量展布剂（中性洗涤剂）（2）选择西瓜长势尽量一致地块，西瓜大小也尽量一致。乙烯利溶液喷洒在西瓜表面，防止喷洒茎叶造成药害（3）乙烯利溶液和清水的量要一致（4）结果纪录列于表3-9、表3-10中28工作环节操作规程质量要求诱导黄瓜性别分化（1）大田或盆栽黄瓜，当幼苗长出2-3片真叶时，于晴天下午4时左右进行（2）用镊子夹住小棉花团，浸入150mg/L乙烯利水溶液中，将小棉花团放在幼苗的生长点上，对照用吸有蒸馏水的棉花团使幼苗吸收，挂上标签。并在幼苗旁插上一根竹竿，让苗攀援。观察是否有增加雌花形成的情况（3）步骤同（2），用镊子夹住小棉花团，浸入50mg/L赤霉素溶液中。，将小棉花团放在幼苗的生长点上，对照用吸有蒸馏水的棉花团使幼苗吸收，挂上标签。并在幼苗旁插上一根竹竿，让苗攀援。观察是否有增加雌花形成的情况（1）尽量选择生长一致的黄瓜（2）乙烯利溶液、赤霉素溶液和清水的量要一致（3）观察时间为1个月左右，纪录开花日期，开花节位，花朵性别，结瓜数目。结果记录列于表3-11中（4）乙烯利和赤霉素的使用部位必须是幼苗的生长点29处理叶长（cm）叶宽（cm）产量（kg）赤霉素第1盆第