高中生物 52 植物生命活动的调节 - 植物生长素

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生长素的发现

达尔文实验：达尔文父子通过对金丝雀虉草胚芽鞘向光性的研究，发现胚芽鞘在单侧光照射下会向光弯曲生长。如果去掉胚芽鞘的尖端，或者用锡箔罩子把尖端罩上，则不发生弯曲；如果罩上尖端下面的一段，胚芽鞘还会向光弯曲生长。由此得出结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。

鲍森·詹森实验：鲍森·詹森在达尔文实验的基础上，将胚芽鞘尖端切下，放在琼脂块上，一段时间后，将琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘一侧，发现胚芽鞘也会向对侧弯曲生长。这说明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块传递给下部。

拜尔实验：拜尔将胚芽鞘的尖端切下，然后将其放在胚芽鞘的一侧，在黑暗中培养，发现胚芽鞘会向放尖端的对侧弯曲生长。这证明了胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。

温特实验：温特把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，将琼脂块切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲。由此说明，胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端运输到下部，并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长，温特把这种物质命名为生长素。

生长素的产生、运输和分布

产生

生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。

运输

极性运输：生长素在植物体内的运输是单方向的，只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞呼吸所提供的能量。

非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。

分布

生长素在各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。

生长素的生理作用

两重性

生长素的作用表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。一般情况下，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。

例如，顶端优势现象就是生长素两重性的体现。顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。

不同器官对生长素的敏感程度不同

根、芽、茎对生长素的敏感程度从大到小依次为根>芽>茎。不同浓度的生长素对同一器官的作用也不同，如低浓度的生长素促进根的生长，高浓度的生长素则抑制根的生长。

生长素类似物及其应用

生长素类似物

生长素类似物是人工合成的化学物质，具有与生长素相似的生理效应，如萘乙酸（NAA）、2,4 - D等。

应用

促进扦插枝条生根：用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插条的下端，可促进插条生根，提高扦插成活率。

促进果实发育：在未受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物溶液，可获得无子果实，如无子番茄的培育。

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。

作为除草剂：双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感，用高浓度的生长素类似物能抑制双子叶杂草的生长，而对单子叶农作物的生长影响较小。

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