第三章 植物生命活动的调节

一、植物激素调节

  1. 生长素（IAA）

    • 合成部位：幼嫩芽、叶、发育中的种子
    • 分布：集中在生长旺盛部位（如胚芽鞘、芽、根顶端分生组织）
    • 运输：极性运输（从形态学上端→下端）、非极性运输（成熟组织）
    • 生理作用
      • 促进细胞伸长、器官生长
      • 促进扦插枝条生根、果实发育
      • 高浓度抑制生长（顶端优势原理）
    • 相关实验
      • 达尔文父子实验（向光性与尖端有关）
      • 温特实验（证明化学物质“生长素”存在）
      • 郭葛实验（分离鉴定生长素为吲哚乙酸）

  2. 赤霉素（GA）

    • 作用：促进茎伸长、解除种子休眠、促进发芽
    • 应用：提高茎秆高度（如杂交水稻制种）

  3. 细胞分裂素（CTK）

    • 作用：促进细胞分裂、延缓叶片衰老
    • 分布：根尖合成，运输至其他器官

  4. 脱落酸（ABA）

    • 作用：抑制生长、促进休眠、提高抗逆性、促进器官脱落
    • 分布：根冠、萎蔫叶片

  5. 乙烯

    • 作用：促进果实成熟、促进器官脱落、抑制伸长生长
    • 合成部位：广泛存在，成熟果实中最多

二、环境因素调节

  1. 光

    • 光周期：影响开花（长日照/短日照植物）
    • 向光性：单侧光导致生长素分布不均（背光侧浓度高）
    • 光形态建成：红光/远红光调控种子萌发（光敏色素介导）

  2. 温度

    • 影响酶活性，调节代谢速率
    • 春化作用：低温促进某些植物开花（如冬小麦）

  3. 重力

    • 引起根的向地性、茎的背地性
    • 机制：重力影响生长素分布，根对生长素更敏感

  4. 其他因素

    • 水分（向水性）、化学物质（土壤pH影响矿质吸收）

三、植物生命活动的整体调节

  1. 激素间相互作用

    • 协同作用：生长素+赤霉素促进茎伸长
    • 拮抗作用：生长素（抑制侧芽） vs 细胞分裂素（促进侧芽生长）
    • 调控网络：多种激素共同调控（例：种子萌发需GA↑、ABA↓）

  2. 基因表达调控

    • 激素通过信号转导途径影响基因表达（例：生长素诱导特定基因表达）

四、应用实例

  1. 农业生产

    • 乙烯利催熟香蕉、番茄
    • 赤霉素促进芦苇茎秆增高
    • 2,4-D作为除草剂（高浓度抑制双子叶杂草）

  2. 园艺

    • 解除顶端优势（修剪果树扩大树冠）
    • 扦插枝条浸泡生根粉（生长素类似物）

五、核心概念辨析