第3节 其他植物激素
[学习目标] 1.了解常见植物激素的合成、分布和主要作用。2.概述生长素和乙烯的相互关系，理解植物激素的共同调节。3.举例说明植物生长调节剂在实践中的应用。
一、其他植物激素的种类及作用
1．四类植物激素的比较
名称
合成部位
存在较多部位
主要生理作用
赤霉素
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
普遍存在于植物体内
①促进细胞伸长，从而引起植株增高；②促进种子萌发和果实发育
细胞分
裂素
主要是根尖
正在进行细胞分裂的部位
促进细胞分裂，延缓衰老
脱落酸
根冠和萎蔫的叶片等
将要脱落的器官和组织
①抑制细胞分裂；②促进叶和果实的衰老和脱落；③抑制种子萌发
乙烯
植物体各个部位
广泛存在于植物体内，成熟的果实含量最多
促进果实成熟
2.(1)在黑暗条件下，细胞分裂素可延缓成熟绿叶中叶绿素的降解，表明细胞分裂素能延缓叶片变黄。
(2)在早春低温时为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与哪种激素有关？
答案 与脱落酸(激素)相关。
(3)激素调节是植物生命活动调节的唯一方式吗？
答案 不是。植物的生长发育等生命活动过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
二、植物激素间的相互作用
1．生长素和乙烯的相互作用
(1)什么条件下，乙烯开始合成？
答案 当植物茎中生长素含量达到M值时，乙烯开始合成。
(2)当植物茎中生长素含量达到N值后其含量下降，可能的原因是什么？
答案 乙烯含量升高抑制了生长素的合成。
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2．赤霉素与生长素的作用
(1)x表示赤霉素对生长素的合成具有促进作用。
(2)y表示赤霉素对生长素的分解具有抑制作用。
(3)赤霉素促进茎秆的伸长作用是通过生长素来实现的。
三、植物生长调节剂的应用
1．概念
植物生长调节剂是指人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
2．在实际生产中常用植物生长调节剂来代替天然植物激素的原因是什么？
答案 天然植物激素含量低，且提取困难。
3．植物生长调节剂有什么优点？
答案 原料广泛、容易合成、效果稳定等。
4．植物生长调节剂的应用举例
(1)乙烯利催熟凤梨(菠萝)，做到有计划地上市。
(2)芦苇生长期用一定浓度的赤霉素处理，使芦苇的纤维长度增加50%左右。
(3)啤酒生产中用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就可以产生α－淀粉酶，完成糖化过程，可简化工艺、降低成本。
植物激素的生理作用及应用分析
1．中国科学院的植物生理学家研究了某种果实成熟过程中的激素变化如下图所示，据图回答问题：
(1)在果实的细胞分裂过程中哪些激素在起作用？
答案 细胞分裂素、生长素、赤霉素等。
(2)在细胞伸长过程中占主导作用的激素有哪些？
答案 生长素和赤霉素。
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(3)在果实的成熟过程中明显升高的激素有哪几种？
答案 乙烯和脱落酸。
(4)由上述各种激素变化能得出什么结论？
答案 果实的发育过程是多种激素共同协调起作用的。
2. 甲、乙、丙及NAA等四种植物激素的作用模式如图，图中“＋”表示促进作用，“－”表示抑制作用。
(1)NAA(萘乙酸)和激素丙都能促进单性结实获得无子果实，但是NAA的作用效果比丙效果更持久，原因是什么？
答案 植物体内的激素会被相应的酶分解，不能长时间发挥作用，人工合成的植物生长调节剂不是植物体的天然成分，植物体内没有相应的酶去分解它，因此作用效果更持久。
(2)激素甲和乙最可能是哪种激素类的物质？二者在种子休眠的作用方面是什么关系？
答案 甲是脱落酸，乙是赤霉素。二者在种子休眠的作用方面是拮抗关系。
1．小张暑假到了乡下的外公家，看见外公往装有生香蕉的塑料袋中放了一些熟香蕉，然后密封好塑料袋，外公告诉他这样做是利用熟香蕉散发的某种物质来催熟生香蕉，这种物质是( )
A．二氧化碳 B．乙烯
C．氮气 D．氧气
答案 B
解析 乙烯能增强细胞膜的透性和酶的活性，加强果实细胞的呼吸作用，促进果实中有机物的转化，从而促进果实的成熟，因此香蕉散发的乙烯能催熟生香蕉。
2．下列有关植物激素的叙述，错误的是( )
A．乙烯在植物体的各个部位都可以产生，主要作用是加速果实成熟
B．单侧光引起生长素在胚芽鞘尖端的极性运输，导致向光生长
C．萌发种子中赤霉素含量上升，脱落酸含量下降
D．细胞分裂素能促进细胞分裂，延缓细胞衰老
答案 B
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解析 乙烯合成部位：植物体各个部位，主要作用：促进果实成熟，A正确；植物的向光性与生长素分布不均有关，在茎尖单侧光可以引起生长素的横向运输，但单侧光下生长素在胚芽鞘尖端的横向运输不属于极性运输，B错误；赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制细胞分裂，故萌发种子中赤霉素含量上升，脱落酸含量下降，C正确；细胞分裂素能促进细胞分裂，延缓细胞衰老，D正确。
3. 辣椒在盛花期遭遇连续暴雨，正常受粉受到影响，为防止减产，菜农采取了喷洒一定浓度的植物激素类似物溶液的措施。他们最可能使用了哪种激素类似物( )
A．生长素 B．赤霉素
C．细胞分裂素 D．乙烯
答案 A
解析 生长素类似物可促进子房发育，形成无子果实。
4. 果实生长发育和成熟受多种激素调节。下列叙述正确的是( )
A．细胞分裂素在果实生长中起促进作用
B．生长素对果实的发育和成熟没有影响
C．乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用
D．脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落
答案 A
解析 果实的生长发育和成熟受多种激素的调节，细胞分裂素促进细胞分裂，在果实生长中起促进作用，A正确；生长素促进果实发育，B错误；乙烯促进果实成熟，C错误；脱落酸促进果实的衰老和脱落，D错误。
5．研究人员探究生长素和赤霉素对小麦胚芽鞘切段生长的影响，得到如图所示结果，据此可判断( )
A．赤霉素促进胚芽鞘生长的最适浓度比生长素高
B．生长素和赤霉素均能够促进插条生根
C．生长素对胚芽鞘生长的影响具有两重性
D．高浓度赤霉素对胚芽鞘切段的伸长不起作用
答案 A
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解析 由图看出赤霉素促进胚芽鞘生长的最适浓度比生长素高，A正确；本题探究生长素和赤霉素对小麦胚芽鞘切段生长的影响，不能体现是否促进或抑制插条生根，B错误；因为没有空白对照，不能体现是否抑制生长，也就不能体现生长素对胚芽鞘生长的影响具有两重性，C错误；因为没有空白对照，不能看出高浓度赤霉素对胚芽鞘切段的伸长是否起作用，D错误。
知识点一 其他植物激素的种类及作用
1．芦苇是我国重要的造纸原料，但多数芦苇植株较矮、纤维短，影响产品的质量，如果想使芦苇植株长高，获得较长纤维，可用某一植物生长调节剂处理生长期的芦苇，这一调节剂应该是( )
A．乙烯利 B．赤霉素
C．青鲜素 D．脱落酸
答案 B
解析 赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高，促进种子萌发和果实发育，因此在农业生产中，在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，就能使芦苇的纤维长度增加。
2．下列有关植物生命活动调节的说法，正确的是( )
A．在形成无子番茄的过程中生长素改变了细胞内的染色体数目
B．植物激素不直接参与细胞内的代谢活动
C．乙烯广泛存在于植物的多种组织中，主要作用是促进果实的发育
D．赤霉素引起植株增高的主要原因是促进细胞的分裂
答案 B
解析 在形成无子番茄的过程中生长素只是促进子房壁的发育，并没有改变细胞内的染色体数目，A错误；植物激素不直接参与细胞内的代谢活动，只是对细胞代谢起调节作用，B正确；乙烯广泛存在于植物的多种组织中，主要作用是促进果实的成熟，并非是促进果实发育，C错误；赤霉素引起植株增高的主要原因是促进细胞的伸长，并非促进细胞的分裂，D错误。
3．下列各项措施与植物激素的作用无关的是( )
A．稻农将水稻种子置于流水中一段时间，促使其早发芽
B．将未成熟的果实密封一段时间，果实成熟时间缩短
C．修剪树篱，降低高度，可以使其枝繁叶茂
D．扦插的枝条一般要去掉部分叶子，枝条更容易存活
答案 D
解析 A项措施的目的是降低种子中的脱落酸含量；B项措施的目的是使果实产生的乙烯浓度增大，有利于果实成熟；C项措施的目的是解除顶端优势，即降低侧芽生长素浓度；D项措施的目的是减少枝条水分的散失，与植物激素无关。
4．植物的生长发育与激素调节息息相关，下列关于植物激素调节的叙述，正确的是( )
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A．顶芽的幼嫩细胞可利用苏氨酸经一系列反应转变成生长素
B．果实发育过程中仅生长素发挥重要作用，而促进果实成熟的主要是乙烯
C．不同浓度的生长素处理生理状态相同的插条，生根数可能相同
D．休眠的种子经脱落酸溶液处理后，种子的休眠期将会被打破
答案 C
解析 生长素是由色氨酸经一系列反应转变而来的，A错误；果实发育过程中需要多种激素共同参与调节，B错误；促进扦插枝条生根对应最适宜浓度，故而最适宜浓度两侧应存在不同浓度的生长素对应相同的生根数，C正确；脱落酸对种子的萌发有抑制作用，D错误。
知识点二 植物激素间的相互作用
5．如图表示某些植物激素对幼苗生长的调节作用，图中A、B表示不同的植物激素，下列说法不正确的是( )
A．激素A、B分别表示乙烯和赤霉素
B．据图可以推断出a浓度高于b浓度
C．在图示的过程中激素A和B属于拮抗关系
D．由图可知幼苗的正常生长是多种激素共同调节的结果
答案 A
解析 激素A、B分别表示赤霉素、乙烯，A错误；幼苗继续生长，即植物激素对幼苗的促进作用大于对幼苗的抑制作用，故可推断出a浓度高于b浓度，B正确；激素A促进细胞伸长，激素B抑制细胞伸长，故两者之间属于拮抗关系，C正确；从图中可以看出，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用、共同调节，D正确。
6．乙烯和生长素都是重要的植物激素，下列叙述正确的是( )
A．生长素是植物体内合成的天然化合物，乙烯是体外合成的外源激素
B．生长素在植物体内分布广泛，乙烯仅存在于果实中
C．生长素有多种生理作用，乙烯的作用只是促进果实成熟
D．生长素有促进果实发育的作用，乙烯有促进果实成熟的作用
答案 D
解析 乙烯和生长素都是植物体内合成的激素，它们都广泛分布于多种组织中，生长素的生理作用具有两重性，乙烯的主要作用是促进果实成熟，生长素有促进果实发育的作用。
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7．如图是植物体内赤霉素(GA)、乙烯对生长素(IAA)的影响示意图，该图不能说明( )
A．生长素促进植物生长的原理是促进细胞的伸长生长
B．植物体内赤霉素是通过生长素而促进细胞生长的
C．植物体内赤霉素含量的改变会影响生长素含量的变化
D．植物体内多种激素并存，共同调节植物的生长发育
答案 A
解析 生长素促进植物生长的原理是促进细胞的伸长生长，从图中不能得出，A错误；由图可知，植物体内赤霉素是通过生长素而促进细胞生长的，B正确；赤霉素促进生长素的合成，抑制其分解，C正确；由图可知，植物的生长是受到多种激素的调节，D正确。
知识点三 植物生长调节剂的应用
8．下列关于植物生长调节剂的叙述中，不正确的是( )
A．是指一些具有植物激素活性的人工合成物质
B．具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点
C．乙烯利是一种具有催熟作用的植物生长调节剂
D．生产上使用2,4－D时不需要考虑浓度
答案 D
解析 植物生长调节剂是指人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质；人工合成的植物生长调节剂不是植物体的天然成分，植物体内没有相应的酶去分解它，因此作用效果更持久稳定，而且具有容易合成、原料广泛等优点；乙烯利是一种人工合成的类似于乙烯的植物生长调节剂，具有催熟的作用；植物生长调节剂和植物激素一样，其作用也具有两重性，使用时要注意掌握浓度。
9．植物激素种类多样，调控机制复杂，同时植物激素和人工合成的类似化学物质在农业生产实践中也应用得非常广泛，下列有关植物激素和人工合成的类似化学物质的叙述正确的是( )
A．幼根中细胞分裂素含量较高，但不含乙烯
B．植物生长素促进生长的效应与其浓度及作用部位无关
C．播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子，以促进种子的萌发
D．油菜开花期如遇阴雨天，错过了最佳传粉时期，可以通过喷洒适宜浓度的2,4－D提高产量
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答案 C
解析 植物的各个部位都能合成乙烯，幼嫩的根中也能产生乙烯，A错误；生长素的作用具有两重性，不同器官对生长素的敏感程度不同，其促进效应与浓度和部位有关，B错误；赤霉素能促进种子萌发，所以播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子，可以促进种子的萌发，C正确；油菜主要是应用种子，喷洒适宜浓度的2,4－D可以促进子房发育成果实，但不能促进种子的发育，D错误。
10．科研人员将萌发力不同的两批成熟玉米种子，在28 ℃的蒸馏水中浸泡24小时后，对玉米种子胚内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量进行测定，结果如图，下列叙述错误的是( )
A．玉米种子产生赤霉素的场所是胚
B．GA和ABA对玉米种子萌发的影响效应是相互对抗的
C．ABA含量较高可能是导致低活力种子萌发率较低的原因
D．玉米种子内GA和ABA的含量与种子活力呈正相关
答案 D
解析 玉米种子产生赤霉素的场所是胚，A正确；脱落酸能促进种子休眠，抑制种子萌发，赤霉素促进种子萌发，GA和ABA对玉米种子萌发的影响效应是相互对抗的，B正确；ABA抑制种子萌发，它含量较高可能是导致低活力种子萌发率较低的原因，C正确；由图可知：低萌发力的玉米种子胚内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量均高于高萌发力的种子，D错误。
综合训练
11．植物生命活动调节的基本形式是激素调节，下表是植物不同部位各种激素的相对浓度，请根据有关信息分别回答下列问题：
部位
激素的相对浓度
生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
茎尖
＋＋＋
＋＋＋
＋＋＋
－
幼叶
＋＋＋
＋＋＋
－
－
侧芽
＋
＋
－
－
伸长茎
＋＋
＋＋
－
－
成熟叶
＋
＋
－
＋＋＋
根尖
＋＋
－
－
－
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注：“＋＋＋”表示含量高；“＋＋”表示含量中等；“＋”表示含量低；“－”表示无。
(1)目前公认的植物激素共有五大类，除上表中的四大类外，植物体内还有一类物质也属于植物激素，该物质为__________，该激素的主要作用是______________。
(2)上表中的激素可以促进种子萌发的是____________，种子萌发后，各种激素在不同器官处的含量是不同的，根据上表比较茎尖和伸长茎中各种激素的含量，从细胞角度分析植物的生长，说明生长素和赤霉素主要通过_________________促进植物生长；细胞分裂素主要通过________________促进植物生长。
(3)由上可知，在植物生长发育和适应环境变化的过程，各种植物激素并不是孤立起作用，而是________________________。
答案 (1)乙烯 促进果实的成熟
(2)赤霉素 细胞的伸长 细胞的分裂
(3)多种激素相互作用共同调节
解析 (1)目前公认的植物激素共有五大类，分别是生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯，乙烯的作用是促进果实的成熟。(2)上表中的激素可以促进种子萌发的是赤霉素，生长素和赤霉素主要通过促进细胞的纵向伸长，细胞分裂素的生理作用是促进细胞分裂，使细胞数目增加。(3)植物的生长发育是由多种激素相互作用共同调节的。
12．将休眠状态的枫树种子与湿砂混合后放在0～5 ℃的低温下1～2个月，就可以使种子提前萌发，这种方法叫层积处理。下图表示枫树种子在层积处理过程中各种激素含量的变化情况，请据图回答下列问题：
(1)从图中可以看出，在种子破除休眠的过程中，赤霉素与脱落酸之间存在________关系。各种激素含量的变化说明了___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)马铃薯块茎收获后也存在类似的休眠现象，要破除休眠使之提前萌发可以使用上图中的____________________________处理。但在生产上人们常使用的是人工合成的此类激素的类似物，因为该类物质__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)小麦、玉米在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨的天气，种子就容易在穗上发芽。这种现象与图中____________密切相关，推测可能的原因是________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________。
答案 (1)拮抗 植物的生命活动不只受单一激素的调节，而是多种激素相互协调共同发挥作用的 (2)赤霉素或细胞分裂素 在植物体内不易被降解，效果稳定 (3)脱落酸 脱落酸在高温条件下容易降解(或破坏)，解除对种子萌发的抑制作用
解析
―→
―→
13．某生物兴趣小组调查发现，在黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液(100～200 mg·L－1)，可促进多开雌花，提高黄瓜产量。但乙烯利浓度低于或高于这个范围时，其作用效果尚不清楚。请设计实验，探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。
材料用具：2～3片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利溶液(300 mg·L－1)、蒸馏水、喷壶……
(1)方法步骤：
①将黄瓜幼苗平均分成A、B、C、D四组。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④连续观察6周，记录并统计__________________。
(2)实验结果预测：(请在图中将预测的结果以折线的形式表示)
答案 (1)②用蒸馏水稀释乙烯利溶液，配制成4种浓度(要求在0～100 mg·L－1、100～200 mg·L－1、200～300 mg·L－1三个区间各至少取一种浓度) ③取等量上述各浓度乙烯利溶液，用喷壶分别喷洒各组黄瓜幼苗一次 ④各组雌花数(或各组每株平均雌花数)
(2)实验结果预测：如配制的浓度为0 mg·L－1、50 mg·L－1、150 mg·L－1、250 mg·L－1，折线图为
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或
或
[要求在横坐标上注明上述(1)②配制的浓度。]
解析 该实验的自变量是乙烯利的浓度，因变量是雌花的数量，实验步骤可从“分组编号、实验处理、结果观察”三个方面展开。
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