88教案网

你的位置: 教案 > 高中教案 > 导航 > 植物体内的其他激素

幼儿园植物教案

发表时间:2020-11-16

植物体内的其他激素。

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助教师提高自己的教学质量。优秀有创意的教案要怎样写呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《植物体内的其他激素》,大家不妨来参考。希望您能喜欢!

中图版生物必修3稳态与环境第一单元第一章
第二节植物体内的其他激素
关键词:植物激素;概念图;探究;顶端优势
教学目标
知识目标
1.区分植物激素、植物生长调节剂的概念
2.了解其他植物激素的产生、分布、作用、应用
3.阐述激素间的相关作用
技能目标
1.通过探究资料,学会处理信息的能力
2.学会探究实验的实验设计
情感目标
1.感悟植物激素的多样性、生活实用性
2.形成辩证分析相关激素相互作用的思维
教学重点、难点
重点:探究6-BA的调节作用
难点:细胞分裂素CTK的作用
教学方法
探究式教学
概念图教学
课时安排
1节课
教学思路
通过教材提供的资料,让学生学会自学,在解决实际问题的情境中掌握知识、培养技能、形成世界观。
1.通过概念的教学,使学生养成辨析概念的习惯;通过事例分析,提升概念的理解和掌握的程度
2.通过探究实验的资料,切实可行的实验课题,培养学生提炼信息,处理信息,应对高考的能力。
3.通过激素概念图/表的形式,使学生自己构建属于自己的知识表格(网络),并在对比中学会分析和鉴别。
4.通过相关激素的相互作用,使学生领悟辩证的思维在解释顶端优势形成中的指导作用。
5.板书设计
教学反思
在集体教研中,同事们都说这是一节内容干瘪无力,属于知识记忆较多的一节课,但是通过构建教学的概念图,把握探究实验在新课标教学中的主体思想,借助概念图思想设计的表格板书方式,很顺利地完成了教学任务,收到了预期设计的效果。在德州市教学督导中获得了好评。www.jAb88.COm

精选阅读

其他植物激素


老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中,是认真规划好自己教案课件的时候了。只有规划好了教案课件新的工作计划,我们的工作会变得更加顺利!那么到底适合教案课件的范文有哪些?下面的内容是小编为大家整理的其他植物激素,仅供参考,希望能为您提供参考!

第3节其他植物激素
一、教学目标
1.列举其他植物激素。
2.评述植物生长调节剂的应用。
3.尝试利用多种媒体,搜集并分析植物激素和植物生长调节剂的资料。
二、教学重点和难点
1.教学重点
其他植物激素的种类和作用。
2.教学难点
植物生长调节剂的应用。
三、课时安排
1
四、教学过程
〖引入〗以“问题探讨”引入,引起学生的思考并回答,师提示。
〖提示〗1.提示:说明乙烯至少能起促进果实成熟的作用。
〖板书〗一、其它植物激素的种类和作用
〖讲述〗现在将这几类植物激素简要介绍如下。
赤霉素赤霉素是在研究水稻恶苗病的过程中发现的。水稻恶苗病是由赤霉菌寄生而引起的,最常见的症状是稻苗徒长,病苗比健苗可以高出1/3。经过研究得知,促进稻苗徒长的物质是赤霉菌分泌的赤霉素。
赤霉素突出的生理作用是促进茎的伸长,引起植株快速生长。水稻恶苗病病株的茎秆徒长,就是赤霉素对茎秆伸长起了促进作用的结果。赤霉素对于促进矮生性植物茎秆的伸长有特别明显的效果。例如,一些矮生性植物(矮生玉米、矮生豌豆等),它们的株高比一般的株高要矮得多,如果用赤霉素处理这些植物,它们的株高可以与一般的株高相同。用赤霉素处理芹菜,可以使食用的叶柄增加长度。
赤霉素还有解除休眠和促进萌发的作用。例如,刚收获的马铃薯块茎,种到土里不能萌发,原因是刚收获的马铃薯块茎要有一定的休眠期,在度过休眠期以后,才能够萌发。如果用赤霉素处理马铃薯块茎,则能解除它的休眠,提早用来播种。赤霉素对于种子,也有解除休眠、促进萌发的作用。
细胞分裂素细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和组织分化。它在植物的形态建成中起着重要的作用。正常叶片在衰老的过程中,常常发生叶绿素、蛋白质、RNA等的含量降低,叶片变黄,趋于衰老。如果用细胞分裂素进行处理,就能使上述三种物质含量降低的速度变慢。可见,细胞分裂素还有延缓衰老的作用。在蔬菜储藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长储藏时间。
乙烯乙烯是植物体内产生的一种气体激素。它广泛地存在于植物的多种组织中,特别在成熟的果实中更多。
乙烯能促进果实成熟。一箱水果中,只要有一个成熟的水果,就能加速全箱水果的成熟。这是因为一个成熟水果放出的乙烯,能够促使全箱水果都迅速成熟。用乙烯处理瓜类植物(如黄瓜)的幼苗,能增加雌花的形成率,有利于瓜类的增产。此外,乙烯还有刺激叶子脱落、抑制茎的伸长等作用。
脱落酸脱落酸存在于植物的许多器官中,如叶、芽、果实、种子和块茎中都含有一定数量的脱落酸。
脱落酸是一种生长抑制剂。它能抑制植物的细胞分裂,也能抑制种子的萌发,特别是对于大麦、小麦种子萌发的抑制作用更为明显。此外,据报刊报道,植物之所以有向光性,不但因为它的背光一侧生长素含量增加,而且还因为它的向光一侧所含的抑制激素——脱落酸含量增加。脱落酸还能促进叶片等的衰老和脱落。在温带地区的秋末冬初,落叶树纷纷落叶,棉铃在未成熟以前常常大量脱落,这些都与脱落酸的作用密切相关。
〖板书〗几种植物激素的合成、分布和生理作用
植物激素主要合成部位分布生理作用
赤霉素生长中的种子和果实、幼叶、根和茎尖较多存在于植株生长旺盛的部位,如茎端、嫩叶、根尖、果实和种子调节细胞的伸长、促进蛋白质和RNA的合成,从而促进茎的伸长、抽薹、叶片扩大、种子发芽、果实生长,抑制成熟和衰老等
细胞分裂素根、生长中的种子和果实主要分布于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、生长着的果实促进细胞分裂,诱导芽的分化,促进侧芽生长,抑制不定根和侧根形成,延缓叶片的衰老等
乙烯成熟中的果实、衰老中的组织、茎节各器官都存在促进细胞扩大,促进果实成熟,促进器官脱落等
脱落酸根冠、老叶、茎各器官、组织中都有,将要脱落或休眠的器官和组织中较多,逆境条件下会增多抑制核酸和蛋白质的合成,表现为促进叶、花、果的脱落,促进果实成熟,抑制种子发芽、抑制植株生长等
〖旁栏思考题〗生思考师提示
〖提示〗是的,植物激素自身的合成也是受基因组控制的
〖讲述〗植物的生长发育过程,表现为按部就班地进行着种子的休眠、萌发,根、茎、叶的生长与伸展,生殖器官的发生与发育,种子和果实的形成与成熟等过程。这些生长发育过程,是植物的遗传程序随着季节的变化而启动、按顺序进行的。
植物的生长发育过程可以通过激素加以调控。然而,植物的形态建成等过程,并不是某个激素独立进行调节的,而是多种营养代谢生理变化的综合产物。激素自身也是特定条件下的代谢产物,也在陆续地合成、分解。
事实上,植物的生长发育既受内部因子的调节,也受外部因子的影响。内部因子主要是化学信使──激素,外部因子包括光、温度、日照长度、重力、化学物质等。这些化学和物理因子通过信号转导,诱导相关基因表达,调控生长发育。
除植物激素以外,高等植物体内的信使还有水信使、电信使。
近些年的研究表明,电信使在植物界并不仅仅局限于含羞草等植物。植物体内电信使时常以电化学波的形式传递,以快速、通用、效用短暂为特点。在植物体内,它可以和化学信使协作发挥效应。
植物体内水势的变化也可作为一种信息,并迅速传递,以调节相关生命活动,适应环境变化。
〖板书〗二、植物激素调节剂的应用
植物调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物调节剂。
〖资料分析及讨论〗学生阅读,思考回答,师提示。
1.提示:农业生产过程中,使用植物生长调节剂的例子较多,以下是部分例子。
用GA(赤霉素类)打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠;促进苋、芹菜等的营养生长,增加产量。
用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根;对苹果、鸭梨进行疏花疏果,促进脱落;对棉花进行保花保果,防止脱落。
用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化;促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。
施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。
2.提示:可根据当地实际情况灵活回答。番茄、香蕉、苹果、葡萄、柑橘等在生产实际中可以应用乙烯利催熟。
3.提示:植物生长调节剂使用得当,不会影响产品品质,甚至可以改善品质。例如,适当施用GA可以提高葡萄品质。如果使用不当,或片面追求短期经济效益,则有可能影响产品品质。例如,用2,4-D处理番茄增加座果后,如果不配合整枝施肥,会出现果实多而小的情况;为提早上市而采摘远未成熟的柿子再催熟,其果实品质就不一定好。
〖小结〗略
〖作业〗练习一、二
〖提示〗
基础题
1.D,因为它是人工合成的物质,属于植物生长调节剂。
2.B更准确。A过于绝对,植物生命活动的调节是非常复杂的过程,从根本上说是由基因控制的,环境变化也会影响基因的表达,激素调节只是其中的一种调节方式。
3.根据课文内容总结即可,略。
4.植物激素在对植物生命活动进行调节时,并不是完全孤立地发挥作用,而是相互作用,形成复杂的调节网络共同调节。例如,在生长素浓度升高时,会促进乙烯的合成。
拓展题
1.这是因为脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸,这些种子就不会像其他种子那样休眠了。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会不适时地萌发。

本章小结
自我检测的答案和提示
一、概念检测
1.D。2.B,C,D。3.D。
二、知识迁移
B,因为果肉细胞由子房壁、胎座等细胞发育而来,染色体数与体细胞一样。
三、技能应用
提示:除了浓度以外,还需要考虑的因素有:适用于哪些庄稼的除草,能除哪些杂草,使用时间,药物毒性及残留,生产日期,有效期,生产者及其他注意事项等。
四、思维拓展
提示:(方框一)赤霉菌产生的物质使水稻患恶苗病,这种物质能促进植株增高;(方框二)不能够证明赤霉素就是植物激素,因为植物激素应该是植物自身产生的调节物质,这时,还没有证明植物自身能合成这种物质。
其他相关资料:1935年,从赤霉菌中分离出赤霉素;1954年,从真菌培养液中提取出赤霉素;1957年,首次报道在高等植物中存在赤霉素;1958年,从连荚豆未成熟的种子中分离得到赤霉素结晶,说明赤霉素是高等植物自身能合成的天然物质。

其他植物激素教案


第3节其他植物激素

植物体内并非只有生长素这样一种植物激素,经研究表明,还有赤霉素,细胞分裂素,脱落酸,乙烯等植物激素,这些植物激素在植物体内也具有一定的作用。植物体的生长发育是受到植物体内多种激素协调控制的,各类激素除了有它独特的作用,它们之间还具有相互促进和相互调节的关系,使生命成为一个极其复杂的自我调控系统。植物激素在植物体内含量极微,难以提取,价格高昂,所以只能用于科学研究。随着研究的深入,科学家们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植物激素功能相似或相对抗的活性物质,就称之为植物生长调节剂。自从植物生长调节剂人工合成问世以后,价格便宜,种类齐全,就被迅速地应用于农业生产中去。

知识与技能:
1、知道植物体内除生长素以外的其他激素,了解它们的的合成部位及主要作用。
2、理解植物的生长发育是受植物体内多种激素协调控制的。
3、了解植物生长调节剂在农业上的应用。
过程与方法:
1、分析问题,和学生共同探讨植物体内的其它激素。
2、通过实例,让学生了解植物体是一个由多种激素共同控制的复杂的系统。
3、由兴趣小组的同学来阐述他们对植物生长调节剂的看法。
情感态度与价值观:
通过各种激素的发现过程的简介,教育学生具有严谨的科学实验作风、不断探索新知识的精神,实事求是的科学态度。

1、植物体内的五种激素。
2、植物体内所有激素相互协调,共同发挥作用。
3、植物生长调节剂在生产上的应用。

1、植物体内的激素产生部位以及它们的生理功能。
2、植物体内所有激素相互协调,共同发挥作用。

多媒体课件。

1学时。


准备好多媒体课件。

师:上节课我们学习了植物体内的激素——生长素,植物体内是不是仅有这样一种激素呢?请大家看大屏幕
[多媒体课件一段文字及图片]
“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发、并无涩味”(宋苏轼《格物粗谈果品》)。这种“气”究竟是什么呢?人们一直不明白。到20世纪60年代,气相层析技术的应用使人们终于弄清楚,是成熟果实释放出的乙烯促进了其他果实的成熟。
师:大家边看边思考两个问题。1、乙烯在植物体内能发挥什么作用?2、你听说过用乙烯利催熟香蕉等水果的做法吗?你同意这种做法吗?
生1:从那段文字可以看出乙烯能促进柿子成熟。
生2:我听说过,乙烯利是液体化合物,化学名称为2-氯乙基膦酸。乙烯利在pH小于3的酸性水溶液中较为稳定,在pH大于4.1时分解。由于植物细胞的pH一般都大于4.1,乙烯利在被植物细胞吸收后,会水解释放出乙烯。乙烯能促进果实成熟,所以我同意这种做法。
师:大家分析的很正确,其实乙烯也是一种植物激素。多位科学家经过研究发现,在植物体内不光只有生长素这样一种植物激素,还有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素。
[多媒体课件播放课题]植物的其它激素。
师:那么几种植物激素到底是如何发现的呢?它们的生理功能是什么?分别在植物的哪个部位合成呢?请大家看屏幕
[多媒体课件播放文字资料]
[文字一]赤霉素
1926年,科学家观察到,当水稻感染了赤霉菌后,会出现植株疯长的现象,病株往往比正常植株高50%以上,并且结实率大大降低,因而称为恶苗病。科学家将赤霉菌培养基的滤液喷施到健康水稻幼苗上,发现这些幼苗虽然没有感染赤霉菌,却出现了恶苗病的症状。1935年,科学家从培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质,称之为赤霉素(简称GA)
合成部位:主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。
主要作用:促进细胞伸长、从而引起植物增高;促进种子萌发和果实成熟
[文字二]细胞分裂素
1955年F.Skoog等培养烟草髓部组织时,偶然在培养基中加入放置很久的鲱鱼精子DNA,髓部细胞分裂加快,如加入新鲜的DNA,则全然无效,可是当新鲜的DNA与培养基一起高压灭菌后,又能促进细胞分裂。后来从从高压灭菌过的DNA降解物中分离出一种物质,化学成分是6—呋喃氨基嘌呤,它能促进细胞分裂,被命名为激动素。在激动素被发现后,又发现多种天然的和人工合成的具有激动素生理活性的化合物。当前,把具有和激动素相同生理活性的天然的和人工合成的化合物,都称为细胞分裂素。
合成部位:主要是根尖。
主要作用:促进细胞分裂。
[文字三]脱落酸
植物在它的生活周期中,如果生活条件不适宜,部分器官(如果实、叶片等)就会脱落;或者到了生长季节终了,叶子就会脱落,生长就会停止,进入休眠。在这些过程中,植物体内就会产生一种抑制生长发育的植物激素,即脱落酸。
1964年,美国F.T.Addicott等从未成熟将要脱落的棉桃中,提取出一种促进棉桃脱落的激素,命名为脱落素Ⅱ(abscisinⅡ)。另外,英国PFWareing等从槭树的将要脱落的叶子中,提取出一种促进芽休眠的激素,命名为休眠素(dormin)。后来证明,脱落素Ⅱ和休眠素是同一物质。1965年确定其化学结构。1967年在第六届国际生长物质会议上就统一称为脱落酸(abscisicacid,简称ABA)。
合成部位:根冠、萎蔫的叶片。
分布:将要脱落的器官和组织中含量多。
主要作用:抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落。
[文字四]乙烯
早在1901年,俄国植物生理学家Neljubow报道,照明气中的乙烯会引起黑暗中生长的豌豆幼苗,产生“三重反应”,他认为乙烯是生长调节剂。以后许多工作也说明煤气、煤油炉气体和各种烟雾,都有调节植物生长的效果,它们都含有乙烯。英国Gane(1934)首先证明乙烯是植物的天然产物。美国Crocker等认为乙烯是一种果实催熟激素,同时也有调节营养器官的作用。后来,由于气相色谱技术的发展,大大推动了乙烯的研究。许多试验证实,乙烯具有植物激素应有的一切特性。Burg(1965)提出,乙烯是一种植物激素,以后得到公认。
合成部位:植物体各个部位。
主要作用:促进果实成熟。
师:这是植物体内的5种激素,但是植物体内是不是仅有这样5种激素呢?近20年来,科学家还发现植物体内还有一些天然物质也在调节着生长发育过程,如油菜素等。
师:植物体内有多种激素,在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素发挥作用是孤立的还是共同作用的呢?请大家看大屏幕上的一个例子。
[多媒体课件一段文字]
材料: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。
师:由上面这个例子,请大家看看能得出什么样结论呢?
生:不难看出植物体内各种激素是相互联系,共同调节植物的各项生理活动。

师:在植物生长发育的过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素的控制,而是各种激素相互作用的结果。也就是说,植物的生长发育过程,是受多种激素的相互作用所控制的。例如,细胞分裂素促进细胞增殖,而生长素则促进增殖的子细胞继续增大。又如,脱落酸强烈地抑制着生长,并使衰老的过程加速,但是这些作用又会被细胞分裂素所解除。再如,生长素的浓度适宜时,促进植物的生长,同时开始诱导乙烯的形成。当生长素的浓度超过最适浓度时,乙烯的含量增加,而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时,就会出现抑制生长的现象。研究激素之间的相互关系,对于生产实践有着重要的意义。
师:但是植物生命活动的调节也不光光是植物体内激素的调节这么简单,植物激素在植物生命活动的调节中起一定作用,但植物的生长发育过程的本质是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,当然光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节。
师:经过科学家多年的研究,合成了大量的植物生长调节剂。那么什么是植物生长调节剂呢?在现在的农业上,它又有什么样的应用呢?课下我们请同学上网查了资料,下面我们就请每一组的同学派一个代表来谈谈他们所查到的结果。


生1:我们小组在网上查到这样一段资料,和大家一起来共同探讨。
二十世纪三十年代发现生长素以后,陆续发现赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等,人们通称它们为植物激素。植物激素在植物体内含量极微,难以提取,价格高昂,所以只能用于科学研究。随着研究的深入,科学家们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植物激素功能相似或相对抗的活性物质,就称之为植物生长调节剂。自从植物生长调节剂人工合成问世以后,价格便宜,种类齐全,就被迅速地应用于农业生产中去。例如,打破种子休眠、促进插条生根、防止徒长倒伏、增强抗性、提高产量、改良品质,等等,获得惊人的成就。目前,植物生长调节剂已被全世界,特别是发达国家在农业生产上推广应用。
近40年来,我国植物生长调节剂的应用也有很大的发展。例如,培育水稻和油菜矮壮秧、防止稻麦倒伏、调控棉花株型、调节杂交水稻花期、增加橡胶产胶量等。在全球来说,使用面积最大,应用范围最广,效果最好,已被国外同行所肯定。我国人口众多,可耕地面积少,必须提高单位面积产量。与传统农业技术相比,植物生长调节剂的应用具有成本低、收效快、效益高、节省劳动力的优点,所以,它已成为现代农业化的措施之一,在农林生产上的前景是不可估量的。
然而,植物生长调节剂的应用又是极为复杂。它的使用效果与药剂种类、浓度、使用方法、时期、作物生势、气候、水肥等有密切关系。它既可促进种子萌发,又可延长种子休眠;它能刺激植物生长,又能延缓植物生长,甚至杀死植物;既能保花保果,又能疏花疏果,等等。
一、常见生长调节剂的特性
(一)生长素类
生长素类调节剂包括天然的生长素和人工合成的具有生长素活性的化学物质,主要包括IBA(吲哚丁酸)、NAA(萘乙酸)和IAA(吲哚乙酸)。生长素类化合物在葡萄上主要作用是:1、促进插条生根。在育苗中应用生长素处理促进生根,可显著提高成苗率和苗木质量。2、促进座果和增大果粒。
(二)赤霉素类
赤霉素普遍存在于植物界中,到今已发现的赤霉素(GA)达70多种,按发现的先后次序分别命名为GA1,GA2,GA3,……。在葡萄上应用最多的是GA3(赤霉素),作用如下:1、促进增大果粒。降低应用浓度、增加处理次数,有可能减轻GA的不利影响2、促进雌能花品种果粒增大。3、葡萄无核化。用小于l00ppm的GA在花前(约盛花期前10日)浸渍花穗,以抑制授粉受精和促进早熟,用同样浓度在盛花后7~14天进行第二次处理,以促进果粒增大。可获得无核果,并提前成熟。特别注意,品种不同、树势不同、地区不同,处理的浓度不一样,效果也不一样。大面积使用,最好先试验。4、疏松果穗。
(三)细胞分裂素类
目前,已发现十几种天然的细胞分裂素,广泛存在于高等植物中,包括玉米素、玉米素核苷等。人工合成的细胞分裂素有激动素、苄基嘌呤(BA)、四氢化吡喃基苄基腺嘌呤(PBA)等。细胞分裂素在葡萄上的作用如下:l、促进萌芽和营养生长。玉米素100ppm可加速经过低温贮藏的葡萄萌芽。2、促进葡萄花芽分化。3、促进座果,减少落果。4、对无核白葡萄贮藏品质的影响。
(四)乙烯
乙烯在常温下是气体。作为生长调节剂用的是乙烯利。乙烯利在代谢过程中可释放出乙烯。它在葡萄上的作用是:1、促进果实着色和成熟。在浆果开始着色时,用不同浓度(300~1000ppm)的乙烯利处理,可增加许多红色品种的花色苷积累。乙烯利促进着色,但不一定增加糖分。2、促进器官的脱落。应用不当可引起落叶、早衰和梢尖脱落,前期应用有疏果作用。3、抑制营养生长。乙烯利可抑制许多品种的过旺生长,有利于植株通风透光和枝条成熟,但必须注意对叶和果的负作用。
(五)脱落酸和生长抑制物质
脱落酸(ABA)广泛存在于植物界中,也可人工合成,如矮壮素(CCC)、比久(B9)、青鲜素(MH)、整形素等。在葡萄上应用较多的是生长延缓剂B9和CCC,对葡萄的主要作用如下:1、抑制新梢生长。对欧亚种葡萄比较明显,喷CCC后,叶片增厚,叶色变深,叶变小,但单位叶面积干重增加。2、促进座果。
二、应用生长调节剂的注意事项
1、效果不稳定。同一种生长调节剂的作用与品种、气候、树势等因素有关,也受产品质量、使用方法等因素的影响。因此,使用前必须总结本地的经验,根据实际情况调整使用方法。
2、使用时期。由于在不同的时期,葡萄生长发育的重点不同,应用生长调节剂,就可能产生不同的、甚至相反的效果。如赤霉素花前处理玫瑰香葡萄,可引起严重落花落果和穗轴扭曲,而花后处理则有促进座果、使果实无核化和提前成熟等良好效应。因此必须结合当地实际状况,先在本地试验后再应用。严格掌握各种生长调节剂的使用时期。
3、使用浓度和方法。一种生长调节剂的使用效果往往与浓度过低或过高有关。因此须先在当地试验,再寻求适宜的浓度,以尽量减轻副作用影响。
4、使用生长调节剂仅是葡萄栽培管理的辅助手段,不能盲目孤立地依赖生长调节剂。修剪不善、缺乏肥水,很难单靠生长调节剂就达到高产优质的目的。只有在加强综合栽培管理技术的基础上,生长调节剂才可收到较好的效果。
生2:我们小组查的资料是关于小麦使用生长调节剂。小麦应用植物生长调节剂,可以调节植株的生长发育,具有控旺促壮、增强抗逆性、增加粒重、提高产量并有利于优质、早熟等多重效果。 
1、矮壮素:对群体大、长势旺的麦田,在拔节初期亩喷0.15~0.3%矮壮素溶液50~75千克,可有效地抑制节间伸长,使植株矮化,茎基部粗硬,从而防止倒伏;若与2,4-D丁酯混用,还可以兼治麦田阔叶杂草。 
2、助壮素:在小麦拔节期,每亩用助壮素15~20毫升,对水50~60千克叶面喷施,可抑制节间伸长,防止后期倒伏,并增产10~20%。 
3、石油助长剂:石油助长剂是一种植物生长刺激素,主要成分为环烷酸钠。据试验,在小麦扬花至灌浆期,亩喷1000倍石油助长剂溶液50千克,能防御干热风,增加干粒重,平均增产7.8%。
4、萘乙酸:在小麦灌浆前,亩喷40ppm萘乙酸溶液50千克,能增加干粒重。 
5、黄腐酸:黄腐酸又叫抗旱剂1号,是一种能增强作物抗旱性的新型植物生长调节剂。在小麦孕穗期,每亩用抗旱剂一号50克,对水2.5~10千克,充分溶解后作超低量喷雾,可以缩小叶片上气孔的开张角度,提高植株水势,降低蒸腾强度,增强根系活力,延缓叶片衰老,平均增产16.6%。 
6、赤霉素:在小麦拔节期,亩喷40ppm赤霉素溶液40~50千克,能增加穗粒数,提高干粒重。 
7、烯效唑:烯效唑(代号S-3307,商品为5%可湿性粉剂)是一种新型高效植物生长调节剂,其生物活性比多效唑高6~10倍。在小麦上施用,可以防止高密度、高肥水条件下的植株倒伏,并具减少不孕小穗和提高千粒重的作用;据试验,在未遇风、不倒伏的情况下,施用烯效唑的小麦比对照平均增产15.4%。施用方法:在小麦拔节前一周内,亩喷30~40ppm烯效唑溶液50千克。
8、植物细胞分裂素:在小麦拔节期或齐穗期,用植物细胞分裂素50克,对水200~300千克,搅匀后按常规方法喷雾,可以促进叶绿素的形成和蛋白质的合成,增强光合作用和抗逆能力,有利于早熟、高产。
9、苯氧乙酸:在小麦灌浆期,亩喷60ppm苯氧乙酸溶液25千克,能防御干热风,增加干粒重。 正确合理的使用生长调节剂种植小麦可以获得良好的收益。
生3:我找了一篇生长调节剂对矮牵牛大型穴盘生产。
对不用补光而用植物生长调节剂来促进其成苗的栽培者来说,使用大型穴盘栽培是最好的选择。
大型穴盘规格:72孔或更大。“紫色波浪”和“淡紫色波浪”在50孔的大型穴盘中播种开花整齐。
播种:直接在大型穴盘中播种或先在512孔或406孔穴盘中播种再移栽到大型穴盘。注意:如果直接播种,要遵守发芽需要的条件。
光周期:在植株具有5片真叶或更早时,开始给予长日照(日照长度延长到14小时或夜间补充4小时光照)。在植株叶片数达到12片以前一直给予长日照。(大概播种后6-7周即可长出12片真叶。但根据土壤温度的条件,如果是从小穴盘移栽到大型穴盘的苗,可能需要9周时间生出12片真叶。)
生长调节剂:大型穴盘栽培的“五一”用矮牵牛施用生长调节剂的具体栽培安排如下:
第3周:施用5000ppm的B-9。
第4周:施用5000ppm的B-9。
第5周:喷施50—60ppmBonzi或30PPmBonzi和2500ppmB-9的混合液。
第6周:喷施50—60ppmBonzi或30ppmBonzi和2500ppmB-9的混合液。
在低冷凉的弱光条件下,运用大型穴盘,从播种到开花需7周。其它环境条件与普通矮牵牛盆栽生产要求相同。
注意:如果盆栽苗卷根,植株生长滞缓。若卷根后再移植大约得恢复1-2周,确保植株的根系有足够生长空间。
继续生长到成苗:
容器规格:容器的直径大约在10厘米或更大。10—15厘米盆每盆种植一株:25厘米盆栽培时,“紫色矮牵牛”或“柔和的淡紫色波浪”每盆种植3株;“粉色波浪”或“玫瑰红色”每盆种植4株。
基质:使用排水良好、无病害、PH值为5.5-6.3的土壤为基质和使用中等肥量的基肥。
温度:夜间:13-16℃,白天:16-18℃。如果适应性良好,“波浪”系列矮牵牛能耐零下几摄氏度的低温。
光周期/光照,花芽形成:“波浪”系列矮牵牛是长日照植物。“紫色波浪”、“粉红色波浪”、“玫瑰红色波浪”和“淡紫色波浪”花芽形成需要每日多于13小时的日照时数:短日照条件下,植株不开花或开花延迟。“柔和淡紫色的波浪”对长日照没有那样敏感,要求多天12小时的日照时数。植株有5片真叶或更早时,开始给予长日照条件。植株移栽后继续给予长日照,直到植株至少具有12片为止。短日照和条件下,可通过持续补光来缩短开花时间,如延长白天日照长度或进行夜间补光(从晚10:00到次日凌晨2:00)。白炽灯补光可有效的促进花芽形成,但是在白炽灯照射下生长的植株容易出现徒长现象,需要使用更多的植物生长调节剂以控制株高。用白炽灯补光植株受白炽灯光的影响,芽比短日照条件下的芽更具直立生长性,因为会影响整个植株的分枝性,特别是“粉红色波浪”、“玫瑰红色波浪”和“柔和的淡紫色波浪”。园林中,在自然光照下生长,植株恢复其匍匐特性。保持适宜温度的同时给予植株尽可能充足的的光照。强光照或植物生长调节剂的应用会使“柔和淡紫色波浪”的花朵上出现“白斑”或星状图案。
施肥:“波浪”系列矮牵牛比普通矮牵牛需要肥量大。在每次灌溉时施用营养元素均衡的肥料以达到最佳的效果。“粉红色波浪”和“柔和淡紫色波浪”需施300-400ppm。为客户达到满意,可在运输前10天适量施用缓效肥料。
植物生长调节剂:为增加“波浪”系列矮牵牛15厘米盆栽的分枝性,泛美公司使用生长调节剂对其进行调节。盆栽开花时,冠幅达到25-30厘米米。处于最佳观赏效果时,盆栽“淡紫色波浪”、“粉红色波浪”、“玫瑰红色波浪”花团紧簇。
15厘米盆栽:
移栽后7-10天喷施一次3000-5000ppm的B-9溶液。7天后再用一次。移植后3-4周或冠幅与盆直径齐宽时,喷施5ppmBonzi。在出现可见芽后再用30ppmBonzi喷施以资助。成苗阶段稍微干燥的条件会使“波浪”系列株型更紧凑,可以在植株稍有萎蔫时浇水。如果植株盆栽时过于紧密,通常会更多使用植物生长调节剂。高温或潮湿的栽培环境使更多的应用生长调节剂来促进植株生长成为必要。
师:上面三位同学利用课下的时间,在网上查的三段文字都相当的不错,大家可以从中学到一些书本上没有的知识,请大家结合刚刚三位同学的三段文字以及自己平时所积累的知识,讨论以下几个问题。
师:你知道哪些农产品在生产过程中使用了植物生长调节剂?
生:我曾经在书看上过,用GA(赤霉素类)打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠;促进苋、芹菜等的营养生长,增加产量。用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根;对苹果、鸭梨进行疏花疏果,促进脱落;对棉花进行保花保果,防止脱落。用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化;促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。
师:哪些水果在上市前有可能使用了乙烯利?
生:番茄、香蕉、苹果、葡萄、柑橘等在生产实际中可以应用乙烯利催熟。
师:生产过程中施用植物生长调节剂,会不会影响农产品的品质?
生:植物生长调节剂使用得当,不会影响产品品质,甚至可以改善品质。例如,适当施用GA可以提高葡萄品质。如果使用不当,或片面追求短期经济效益,则有可能影响产品品质。例如,用2,4-D处理番茄增加座果后,如果不配合整枝施肥,会出现果实多而小的情况;为提早上市而采摘远未成熟的柿子再催熟,其果实品质就不一定好。
师:如果你是水果销售员,面对半青不熟的水果,你认为应当使用乙烯利催熟吗?作为一个消费者,你又怎么看?
生1:我如果是个销售员的话,看到自己的水果还没熟,我肯定会利用催熟剂,这样可以早点把成本收回来,而且一些反季节的水果还可以卖个好价钱。
生2:我不会自己催熟,因为如果弄不好乙烯利的浓度,还有可能会把我的水果催得熟过头,那就我不就亏本了嘛。
师:大家说的都非常好,我们学习生物就是为了要在以后的日常生活中能应用它。课下希望大家能多找一些关于植物生长调节剂的资料,把今天学习的知识更加巩固。

1、植物的其他激素:赤霉素细胞分裂素乙烯脱落酸
2、植物体内所有激素相互协调,共同发挥作用
3、植物生长调节剂的应用

请学生课下,在图书馆或者网络上查阅资料,植物生长调节剂的名称,以及它们的生理作用,填入以下表格。
生长调节剂的名称生理作用


基础题
第一题:D。因为它是人工合成的物质,属于植物生长调节剂。P51,P53
第二题:B更准确。A过于绝对,植物生命活动的调节是非常复杂的过程,从根本上说是由基因控制的,环境变化也会影响基因的表达,激素调节只是其中的一种调节方式。P54
第三题:P54
植物激素种类主要作用
生长素促进生长
赤霉素促进细胞伸长、从而引起植物增高;促进种子萌发和果实成熟
细胞分裂素促进细胞分裂
脱落酸抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯促进果实成熟
第四题:植物激素在对植物生命活动进行调节时,并不是完全孤立地发挥作用,而是相互作用,形成复杂的调节网络共同调节。例如,在生长素浓度升高时,会促进乙烯的合成。P54
拓展题
第一题:这是因为脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸,这些种子就不会像其他种子那样休眠了。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会不适时地萌发。P54
第二题:略

其他植物激素新课2


第三章植物的激素调节

第3节其他植物激素

教学过程

板书设计教师引导和组织学生活动教学意图

一、其它植物激素的种类和作用〖讲述〗现在将这几类植物激素简要介绍如下。

赤霉素赤霉素是在研究水稻恶苗病的过程中发现的。水稻恶苗病是由赤霉菌寄生而引起的,最常见的症状是稻苗徒长,病苗比健苗可以高出1/3。经过研究得知,促进稻苗徒长的物质是赤霉菌分泌的赤霉素。

赤霉素突出的生理作用是促进茎的伸长,引起植株快速生长。水稻恶苗病病株的茎秆徒长,就是赤霉素对茎秆伸长起了促进作用的结果。赤霉素对于促进矮生性植物茎秆的伸长有特别明显的效果。例如,一些矮生性植物(矮生玉米、矮生豌豆等),它们的株高比一般的株高要矮得多,如果用赤霉素处理这些植物,它们的株高可以与一般的株高相同。用赤霉素处理芹菜,可以使食用的叶柄增加长度。

赤霉素还有解除休眠和促进萌发的作用。例如,刚收获的马铃薯块茎,种到土里不能萌发,原因是刚收获的马铃薯块茎要有一定的休眠期,在度过休眠期以后,才能够萌发。如果用赤霉素处理马铃薯块茎,则能解除它的休眠,提早用来播种。赤霉素对于种子,也有解除休眠、促进萌发的作用。

细胞分裂素细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和组织分化。它在植物的形态建成中起着重要的作用。正常叶片在衰老的过程中,常常发生叶绿素、蛋白质、RNA等的含量降低,叶片变黄,趋于衰老。如果用细胞分裂素进行处理,就能使上述三种物质含量降低的速度变慢。可见,细胞分裂素还有延缓衰老的作用。在蔬菜储藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长储藏时间。

乙烯乙烯是植物体内产生的一种气体激素。它广泛地存在于植物的多种组织中,特别在成熟的果实中更多。

乙烯能促进果实成熟。一箱水果中,只要有一个成熟的水果,就能加速全箱水果的成熟。这是因为一个成熟水果放出的乙烯,能够促使全箱水果都迅速成熟。用乙烯处理瓜类植物(如黄瓜)的幼苗,能增加雌花的形成率,有利于瓜类的增产。此外,乙烯还有刺激叶子脱落、抑制茎的伸长等作用。

脱落酸脱落酸存在于植物的许多器官中,如叶、芽、果实、种子和块茎中都含有一定数量的脱落酸。

脱落酸是一种生长抑制剂。它能抑制植物的细胞分裂,也能抑制种子的萌发,特别是对于大麦、小麦种子萌发的抑制作用更为明显。此外,据报刊报道,植物之所以有向光性,不但因为它的背光一侧生长素含量增加,而且还因为它的向光一侧所含的抑制激素——脱落酸含量增加。脱落酸还能促进叶片等的衰老和脱落。在温带地区的秋末冬初,落叶树纷纷落叶,棉铃在未成熟以前常常大量脱落,这些都与脱落酸的作用密切相关。

听讲思考其异同激发学生兴趣

〖板书〗几种植物激素的合成、分布和生理作用

植物激素主要合成部位分布生理作用

赤霉素生长中的种子和果实、幼叶、根和茎尖较多存在于植株生长旺盛的部位,如茎端、嫩叶、根尖、果实和种子调节细胞的伸长、促进蛋白质和RNA的合成,从而促进茎的伸长、抽薹、叶片扩大、种子发芽、果实生长,抑制成熟和衰老等

细胞分裂素根、生长中的种子和果实主要分布于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、生长着的果实促进细胞分裂,诱导芽的分化,促进侧芽生长,抑制不定根和侧根形成,延缓叶片的衰老等

乙烯成熟中的果实、衰老中的组织、茎节各器官都存在促进细胞扩大,促进果实成熟,促进器官脱落等

脱落酸根冠、老叶、茎各器官、组织中都有,将要脱落或休眠的器官和组织中较多,逆境条件下会增多抑制核酸和蛋白质的合成,表现为促进叶、花、果的脱落,促进果实成熟,抑制种子发芽、抑制植株生长等

〖旁栏思考题〗生思考师提示

〖提示〗是的,植物激素自身的合成也是受基因组控制的

〖讲述〗植物的生长发育过程,表现为按部就班地进行着种子的休眠、萌发,根、茎、叶的生长与伸展,生殖器官的发生与发育,种子和果实的形成与成熟等过程。这些生长发育过程,是植物的遗传程序随着季节的变化而启动、按顺序进行的。

植物的生长发育过程可以通过激素加以调控。然而,植物的形态建成等过程,并不是某个激素独立进行调节的,而是多种营养代谢生理变化的综合产物。激素自身也是特定条件下的代谢产物,也在陆续地合成、分解。

事实上,植物的生长发育既受内部因子的调节,也受外部因子的影响。内部因子主要是化学信使──激素,外部因子包括光、温度、日照长度、重力、化学物质等。这些化学和物理因子通过信号转导,诱导相关基因表达,调控生长发育。除植物激素以外,高等植物体内的信使还有水信使、电信使。

近些年的研究表明,电信使在植物界并不仅仅局限于含羞草等植物。植物体内电信使时常以电化学波的形式传递,以快速、通用、效用短暂为特点。在植物体内,它可以和化学信使协作发挥效应。

植物体内水势的变化也可作为一种信息,并迅速传递,以调节相关生命活动,适应环境变化。

二、植物激素调节剂的应用

植物调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物调节剂。

〖资料分析及讨论〗学生阅读,思考回答,师提示。

1.农业生产过程中,使用植物生长调节剂的例子较多,以下是部分例子。

用GA(赤霉素类)打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠;促进苋、芹菜等的营养生长,增加产量。

用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根;对苹果、鸭梨进行疏花疏果,促进脱落;对棉花进行保花保果,防止脱落。

用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化;促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。

施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。

2.可根据当地实际情况灵活回答。番茄、香蕉、苹果、葡萄、柑橘等在生产实际中可以应用乙烯利催熟。

3.植物生长调节剂使用得当,不会影响产品品质,甚至可以改善品质。例如,适当施用GA可以提高葡萄品质。如果使用不当,或片面追求短期经济效益,则有可能影响产品品质。例如,用2,4-D处理番茄增加座果后,如果不配合整枝施肥,会出现果实多而小的情况;为提早上市而采摘远未成熟的柿子再催熟,其果实品质就不一定好。阅读思考补充总结

〖小结〗略

八、板书设计

第三章植物的激素调节

第3节其他植物激素

一、其它植物激素的种类和作用

植物激素主要合成部位分布生理作用

赤霉素生长中的种子和果实、幼叶、根和茎尖较多存在于植株生长旺盛的部位,如茎端、嫩叶、根尖、果实和种子调节细胞的伸长、促进蛋白质和RNA的合成,从而促进茎的伸长、抽薹、叶片扩大、种子发芽、果实生长,抑制成熟和衰老等

细胞分裂素根、生长中的种子和果实主要分布于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、生长着的果实促进细胞分裂,诱导芽的分化,促进侧芽生长,抑制不定根和侧根形成,延缓叶片的衰老等

乙烯成熟中的果实、衰老中的组织、茎节各器官都存在促进细胞扩大,促进果实成熟,促进器官脱落等

脱落酸根冠、老叶、茎各器官、组织中都有,将要脱落或休眠的器官和组织中较多,逆境条件下会增多抑制核酸和蛋白质的合成,表现为促进叶、花、果的脱落,促进果实成熟,抑制种子发芽、抑制植株生长等

二、植物激素调节剂的应用

植物调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物调节剂。

自我诊断

●基础题

1、下列对植物激素的叙述中,不正确的是()

A、它在植物体内含量极少B、它对植物生命活动具有调节作用

C、它是植物体一定部位产生的D、它的化学本质是吲哚乙酸

2、把成熟的苹果与未成熟的香蕉密封在一起,可促使香蕉成熟,是由于苹果放出了()

A、乙烯B、赤霉素C、脱落酸D、细胞分裂素

3、植物激素是指()

A、活细胞合成的微量高效调节物质B、一定部位合成的微量高效调节物质

C、人工合成的植物生长调节剂D、细胞合成的具有调控代谢功能的物质

4、下列关于植物激素的叙述,错误的是()

A、赤霉素能促进细胞伸长B、细胞分裂素存在于植物体任何部位

C、乙烯是一种气体激素D、脱落酸能抑制细胞分裂和种子萌发

5、细胞分裂素不存在于()

A、茎尖B、根尖C、成熟的果实D、萌发的种子

6、能够延缓叶片衰老的植物激素是()

A、生长素B、赤霉素C、细胞分裂素D、脱落酸

7、下列除哪种激素外,都能促进植物生长()

A、生长素类B、赤霉素C、细胞分裂素D、乙烯

8、在植物的生长发育过程中起调节作用的激素是()

A、生长素B、赤霉素C、多种激素D、乙烯

9、植物激素的种类很多,其中发现和研究最早的是。最早用实验证实该物质确实存在的科学家是。此外,目前公认的其他4种植物激素是、、

、。

●拓展题

植物开花受开花激素的影响。如下图所示光周期(日照长短)诱导植物开花激素的产生以及影响开花的实验,图中植物去掉了顶端的全部叶子,A、D植株分别接受长日照、短日照;B、C植株方框内为受短日照处理的部分。

(1)对照实验,A、D可说明该植物属于(长日照、短日)照植物。

根据B、C实验,填写实验报告中的有关内容:测试项目、结果分析、感受光周期的部位(叶、顶端)、接受诱导产生开花激素的部分、(叶、顶端)开花激素作用的部分(叶、顶端)

测试项目结果分析

感受光周期的部位(叶、顶端)

接受诱导产生开花激素的部分(叶、顶端)

开花激素作用的部位(叶、顶端)

(3)依据以上所有实验得出的结论是。

(4)借鉴“生长素的发现”的科学实验方法。设计一简单的模拟实验,证明B株产生的开花激素可使A株条件下的同种植物开花。

第一步:切取一小段B株带叶枝条放置在琼脂块上一段时间。

第二步:。

预期结果:。

对照试验:。

预期结果:。

●基础题1、D2、A3、B4、B5、C6、C7、D8、C

9、生长素荷兰的温特赤霉素细胞分裂素脱落酸乙烯

●拓展题(1)短日(2)叶叶顶端(3)短日照可诱导菊花的叶产生开花激素,进而影响开花(4)将长日照植物条件下的菊花枝条切口,再将含开花激素的琼脂块放在切口上开花将长日照条件下的另一株菊花枝条切口,再将不含激素的琼脂块放在切口上不开花

高二生物植物体内有机物的运输32


第六章植物体内有机物的运输
一、教学时数
计划教学时数4学时。
二、教学大纲基本要求
1.了解植物体内有机物质的两种运输系统,即短距离运输系统和长距离运输系统;
了解韧皮部运输的机理、韧皮部同化物运输的方式、运输的物质种类、运输的方向和速度;
2.了解韧皮部装载和卸出途径;
3.了解光合细胞和库细胞中同化物的相互转化关系;
4.了解植物体内代谢源和代谢库之间的关系;
5.了解同化物的分配规律和影响因素;
三、教学重点和难点
(一)重点
1.源和库、P蛋白、胼胝质、转移细胞、比集转运速率、韧皮部装载和卸出、压力流学说、源库单位、源强、库强等概念。
2.韧皮部运输的机理。
3.光合细胞中蔗糖的合成,库细胞中淀粉的合成。
4.同化物的分配规律和特点。
5.影响同化物分配的因素。
(二)难点
1.韧皮部的装载和卸出。
2.光合同化物的相互转化和调节。

本章主要内容:
1.同化物的运输与分配
高等植物器官既有明确的分工又相互协作,组成一个统一的整体。叶片是进行光合作用合成光合产物的主要器官。光合产物(photosyntheticyield)是最主要的同化物(assimilate)。同化物的运输与分配过程,直接关系到作物产量的高低和品质的好坏。作物的经济产量不仅取决于同化物的多少,而且还取决于同化物向经济器官运输与分配的量。
1.1同化物运输的途径
1.1.1短距离运输
胞间运输有共质体运输、质外体运输及共质体与质外体之间的交替运输。
(1)共质体运输
主要通过胞间连丝,胞间连丝是细胞间物质与信息的通道。
无机离子、糖类、氨基酸、蛋白质、内源激素、核酸等均可通过胞间连丝进行转移。
(2)质外体运输
质外体是一个连续的自由空间,它是一个开放系统。
自由扩散的被动过程,速度很快。
(3)交替运输
物质在共质体与质外体间交替进行的运输称共质体-质外体交替运输。
在共质体与质外体的交替运输过程中,常需要经过一种特化的细胞,这种细胞称转移细胞。转移细胞在植物界广泛存在,其特征是:细胞壁与质膜向内伸入细胞质中,形成许多皱折,或呈片层或类似囊泡,扩大了质膜的表面,增加了溶质向外转运的面积。
囊泡的运动还可以挤压胞内物质向外分泌到输导系统,即所谓的出胞现象。
1.1.2长距离运输
实验证明,有机物质的长距离运输通过韧皮部的筛管。
环割树枝后,由于有机物质下运受阻,在切口上端积累许多有机物质,所以形成膨大的愈伤组织或瘤状物。如果环割较宽,时间久了,根系长期得不到有机营养,就会饥饿而死。“树怕剥皮”就是这个道理。
如果环割不宽,过一段时间,愈伤组织可以使上下树皮连接起来,恢复物质运输能力。
环割的利用:(1)增加花芽分化和座果率:开花期的果树适当环割,以阻止同化物的向下运输。
(2)促进生根:高空压条时进行环割可以使养分集中在切口处,有利于发根。
1.2同化物运输的形式
利用蚜虫吻刺法和同位素示踪法测知,蔗糖占筛管汁液干重的73%以上,是有机物质的主要运输形式,优点:①稳定性高,蔗糖是非还原性糖,糖苷键水解需要很高的能量;②溶解度很高,在0℃时,100ml水中可溶解蔗糖179g,100℃时溶解487g。③运输速率快。
筛管汁液中还含有微量的氨基酸、酰胺、植物激素、有机酸、多种矿质元素(K+最多)等。
少数植物除蔗糖以外,韧皮部汁液还含有棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等,它们都是蔗糖的衍生物。有些植物含有山梨醇、甘露醇。
1.3同化物运输的方向与速度
运输的方向:由源到库。双向运输,以纵向运输为主,可横向运输。
当纵向运输受阻时,横向运输会加强。
运输速度:一般约为100cm/h。
不同植物运输速度各异,如大豆为84~100cm/h,南瓜为40~60cm/h。生育期不同,运输速度也不同,如南瓜幼苗时为72cm/h,较老时30~50cm/h。运输速度还受环境条件的影响,如白天温度高,运输速度快,夜间温度低,运输速度慢。成分不同,运输速度也有差异,如丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸较快;而甘氨酸、谷酰胺、天冬酰胺较慢。
有机物质在单位时间内通过单位韧皮部横截面积运输的数量,即比集运量(specificmasstransfer,SMT)或比集运量转运率(specificmasstransferrate,SMTR),单位:g/cm2/h。

大多数植物的SMTR为1~13g/cm2/h,最高的可达200g/cm2/h。
1.3.1同化物在源端的装载
装载是指同化物从合成部位通过共质体和质外体进行胞间运输,最终进入筛管的过程。
1.3.1.1装载途径
一般认为,同化物从韧皮部周围的叶肉细胞装载到韧皮部SE-CC复合体(筛管分子-伴胞(sieveelement-companion,SE-CC)复合体)的过程中有两条途径:一是共质体途径,同化物通过胞间连丝进入伴胞,最后进入筛管;二是交替途径,同化物由叶肉细胞,先进入质外体,然后逆浓度梯度进入伴胞,最后进入筛管分子,即“共质体-质外体-共质体”途径。
1.3.1.2装载机理
装载是一个主动的分泌过程,受载体调节,需要能量(ATP)供应,对物质有选择性。
装载过程:
蔗糖通过胞间连丝通道,进入邻近SE-CC复合体,在被释放到质外体。
叶片韧皮部SE-CC复合体中的糖分浓度高达800~1000mmol/L,总是显著高于周围的叶肉薄壁细胞(只有约50mmol/L),这是一个逆浓度梯度进行的过程,蔗糖是如何进入SE-CC复合体呢?
研究发现,糖分子逆浓度梯度的跨膜迁移总是和质子运输相伴随。因此,提出了糖-质子协同运输模型。
该模型认为,在筛管分子或伴胞的质膜中,K+-ATP酶不断将K+泵到细胞壁(质外体),质外体中K+浓度较共质体高,于是形成了跨膜的电化学势差。当K+趋于平衡而回流到共质体时,通过质膜上的蔗糖/H+共向运输器,H+和蔗糖一同进入筛管分子。
1.3.2同化物的卸出
同化物的卸出是指同化物从SE-CC复合体进入库细胞的过程。
1.3.2.1卸出途径
一条是质外体途径,如卸出到贮藏器官或生殖器官,大多是这种情况。玉米中蔗糖在进入胚乳之前,先从筛管卸出到自由空间,并被束缚在细胞壁的蔗糖酶水解为葡萄糖或果糖,而后扩散到胚乳细胞再合成蔗糖。因为这些植物组织的SE-CC复合体与库细胞间通常不存在胞间连丝。
在甜菜根和大豆种子中,蔗糖通过质外体时并不水解,而是直接进入贮藏空间。
另一条是共质体途径,通过胞间连丝到达接受细胞,在细胞溶质或液泡中进行代谢,如卸到营养库(根和嫩叶),就是通过这一途径。
1.3.2.2卸出机理
目前大致有两种观点:一是通过质外体途径的蔗糖,同质子协同运转,机理与装载一样,是一个主动过程。二是通过共质体途径的蔗糖,借助筛管分子与库细胞的糖浓度差将同化物卸出,是一个被动过程。
1.3.3同化物在韧皮部运输的机制
关于同化物运输的机理有多种学说,现仅介绍较受重视的三种:
1.3.3.1压力流动学说
这一学说是德国植物学家明希(E.Münch)于1930年提出的,后经补充修改,其要点是:同化物在SE-CC复合体内随着液流的流动而移动,而液流的流动是由于源库两端之间SE-CC复合体内渗透作用所产生的压力势差而引起的。在源端(叶片),光合产物被不断地装载到SE-CC复合体中,浓度增加,水势降低,从邻近的木质部吸水膨胀,压力势升高,推动物质向库端流动;在库端,同化物不断地从SE-CC复合体卸出到库中去,浓度降低,水势升高,水分则流向邻近的木质部,从而引起库端压力势下降。于是在源库两端便产生了压力势差,推动物质由源到库源源不断地流动。
这一学说可用一个压力流动模型来解释。A、B两水槽中各有一个装有半透膜的渗透压计,水可以自由出入,溶质则不能透过。将溶质不断地加到渗透计A中,浓度升高,水分进入,压力势升高,静水压力将水和溶质一同通过C转移到渗透计B。B中溶质不断地卸出,压力势降低,水分再通过D回流到A槽。
压力流动学说的有关证据:(1)韧皮部汁液中各种糖的浓度随树干距地面高度的增加而增加(与有机物向下运输相一致);(2)秋天落叶后,浓度差消失,有机物运输停止;(3)蚜虫吻刺法证明筛管汁液存在正压力。
压力流动学说存在的问题:
(1)筛管细胞内压力差同化物快速流动所需的压力势差;筛管细胞内充满了韧皮蛋白和胼胝质,阻力很大,要保持糖溶液如此快的流速,所需的压力势差要比筛管实际的压力差大得多;
(2)与双向运输的事实相矛盾;
(3)与有机物质运输的主动过程相矛盾。例如,用呼吸抑制剂处理叶柄,同化物运输过程明显受阻。
1.3.3.2细胞质泵动学说
该学说的基本要点是:筛管分子内腔的细胞质形成胞纵连束并有节奏地收缩和张驰,产生蠕动,把细胞质长距离泵走,糖分随之流动。
可以解释同化物的双向运输问题。因为同一筛管中不同的胞纵连束可以同时进行相反方向的运动,使糖分向相反方向运输。但也有不同观点,认为在筛管中不存在胞纵连束。
1.3.3.3收缩蛋白学说
该学说的基本要点是:(1)筛管内的空心、束状韧皮蛋白(P-蛋白)贯穿于筛孔,靠收缩以推动集流运动。(2)空心管壁上具有P-蛋白组成的微纤丝(毛),一端固定,一端游离,靠代谢能以颤动方式驱动物质脉冲流动。
细胞质泵动学说和收缩蛋白学说是对压力流动学说的补充与完善,主要解决了两个方面的问题,一是解释了双向运输;二是解释了运输过程所需要的能量供应。从同化物运输的动力来说主要有两种:渗透动力和代谢动力。
1.3.4同化物的分配
1.3.4.1同化物源和库
1.代谢源(metabolicsource)是指能够制造并输出同化物的组织、器官或部位。如绿色植物的功能叶,种子萌发期间的胚乳或子叶,春季萌发时二年生或多年生植物的块根、块茎、种子等。
2.代谢库(metabolicsink)是指消耗或贮藏同化物的组织、器官或部位,例如,植物的幼叶、根、茎、花、果实、发育的种子等。
3.源-库单位
在同一株植物,源与库是相对的。在某一生育期,某些器官以制造输出有机物为主,另一些则以接纳为主。前者为代谢源,后者为代谢库。随着生育期的改变,源库的地位有时会发生变化。如一片叶片,当幼叶不到全展叶的30%时,只有同化物的输入,为代谢库;长到全展叶的30%~50%时,同化物既有输出又有输入;随着叶片继续长大,而只有输出,转变为代谢源。
根据源与库之间的关系,有人提出了源-库单位的概念。源制造的光合产物主要供应相应的库,它们之间在营养上相互依赖,也相互制约。
相应的源与相应的库,以及二者之间的输导系统构成一个源-库单位(source-sinkunit)。如小麦等禾谷类作物下部叶片的光合产物主要供应根系,抽穗后顶部三片叶的光合产物优先供应籽粒。
源-库单位的形成首先符合器官的同伸规律(根、叶、蘖同时伸长),其次还与维管束走向、距离远近有关。并且决定了有机物分配的特点。
1.3.4.2同化物分配的特点
1.优先供应生长中心所谓生长中心是指生长快、代谢旺盛的部位或器官。不同的生育期有不同的生长中心。如水稻、小麦分蘖期的蘖节、根和新叶,抽穗期的穗子,都是当时的生长中心。
2.就近供应,同侧运输叶片制造的光合产物首先分配给距离近的生长中心,且以同侧分配为主,很少横向运输。这与维管束的走向有关。
3.功能叶之间无同化物供应关系
一旦叶片长成,合成大量的光合产物,就向外运输,此后不再接受外来同化物。即已成为“源”的叶片之间没有同化物的分配关系。
4.同化物和营养元素的再分配与再利用
当叶片衰老时,某些大分子分解成的小分子物质或无机离子,即再分配再利用的部分。如大部分的糖和N、P、K等都重新分配到就近的新生器官,营养器官的内含物向生殖器官转移。
作物成熟期间同化物的再分配对提高后代的整体适应力、繁殖力以及增产都有一定的意义。通过这一机制,植株生育期内同化的物质毫不保留地供给新生器官,如果实、块根、块茎等。
1.3.5同化物的分配与产量形成的关系
1.决定同化物分配的因素:供应能力、竞争能力、运输能力。
供应能力源制造的同化物越多,外运潜力越大。源器官同化物形成和输出的能力,称源强(sourcestrength),光合速率是度量源强最直观的一个指标。
竞争能力生长速度快、代谢旺盛的部位,对养分竞争的能力强,得到的同化物则多。库器官接纳和转化同化物的能力,称为库强(sinkstrength)。表观库强(apparentsinkstrength)可用库器官干物质净积累速率表示。
运输能力源、库之间联系直接、畅通,且距离又近,则库得到的同化物就多。
2.同化物分配与产量的关系
构成作物经济产量的物质有三个方面的来源:一是当时功能叶制造的光合产物输入的;二是某些经济器官(如穗)自身合成的;三是其它器官贮存物质的再利用。其中功能叶制造的光合产物是经济产量的主要来源。
影响作物产量形成的因素:根据源库关系分,有三种类型:
1.源限制型其特点是源小而库大,结实率低,空壳率高。
2.库限制型特点是库小源大,结实率高且饱满,但粒数少,产量不高。
3.源库互作型产量由源库协同调节,可塑性大。只要栽培措施得当,容易获得较高的产量。
1.3.6影响同化物运输的环境因素
影响与调节同化物运输与分配的因素十分复杂,其中糖代谢状况、植物激素起着重要作用。另外,环境因素也对同化物运输与分配有着重要影响。
1.温度同化物的运输速率在20℃~30℃时最快。高于、低于这个温度,运输速率下降。原因:低温下(1)降低呼吸速率,减少能量供应;(2)提高筛管内含物的粘度。高温下(1)筛板出现胼胝质;(2)呼吸作用增强,消耗物质增多;(3)引起酶钝化或破坏。
温度影响同化物的运输方向。当土温高于气温时,同化物向根部分配的比例增大;当气温高于土温时,光合产物向顶部分配较多。因此,对于块根、块茎作物,适当提高地温有利于更多的同化物运向地下部。
昼夜温差:昼夜温差大,夜间呼吸消耗少,穗粒重增大。我国北方小麦产量高于南方,原因之一就是由于北方昼夜温差大,植株衰老慢,灌浆期长所致。
2.光照光照通过光合作用影响同化物的运输与分配。功能叶白天的输出率高于夜间。
3.水分水分胁迫使光合速率降低,影响向外输出,导致下部叶片与根系早衰。
4.矿质元素
N过多,营养生长旺,同化物输出少;N过少,引起功能叶早衰。
P促进有机物的运输。可能的原因是:①磷促进光合作用,形成较多的同化物;②磷促进蔗糖合成,提高可运态蔗糖浓度;③磷是ATP的重要组分,同化物运输离不开能量。所以,作物成熟期追施磷肥可以提高产量。棉花开花期喷施过磷酸钙,能减少幼铃脱落。
K促进库内糖分转变成淀粉,维持源库两端的压力差,有利于有机物运输。
B与糖结合成复合物,有利于透过质膜,促进糖的运输。
B还能促进蔗糖的合成,促进糖的转运。作物灌浆期叶片喷施B肥,有利于籽粒灌浆,提高产量。棉花开花结铃期喷施B肥,有利于保花保铃,减少脱落。