植物激素相互作用的應(yīng)用分析

孟祥奎

摘 要：依據(jù)人教版新教材必修三第三章《植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)》中五種激素的應(yīng)用分析，結(jié)合2013年高考生物試題及相關(guān)訓(xùn)練題，從幾個(gè)方面對(duì)激素間的相互作用做一歸納并進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：植物激素；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；教材應(yīng)用

植物激素是由植物體內(nèi)產(chǎn)生的，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，這些激素都是一些簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)化合物，它們的生理效應(yīng)非常復(fù)雜多樣。例如，從影響細(xì)胞的分裂、伸長(zhǎng)、分化到影響植物發(fā)芽、生根、開花、結(jié)實(shí)、性別決定、休眠和脫落等。所以，激素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有重要的調(diào)節(jié)控制作用。

此外，目前利用的植物激素還有人工合成的對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育（發(fā)芽、開花、結(jié)實(shí)和落葉等）及代謝有調(diào)節(jié)作用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，如水楊酸、茉莉酸、獨(dú)腳金甾醇（分支素）、這些激素之間存在的相互作用成為近年各地高考的熱點(diǎn)。本文對(duì)多種植物激素共同調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)機(jī)理進(jìn)行闡述，并結(jié)合相關(guān)試題進(jìn)行講解，以充實(shí)學(xué)生的知識(shí)面，為順利解決習(xí)題打下基礎(chǔ)。

一、生長(zhǎng)素和赤霉素

生長(zhǎng)素和赤霉素是控制植物莖伸長(zhǎng)的兩類主要植物激素。生長(zhǎng)素具有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用，一方面它可以使細(xì)胞壁疏松，增加可塑性，促進(jìn)細(xì)胞的縱向伸長(zhǎng)；另一方面又促進(jìn)了蛋白質(zhì)等物質(zhì)的合成，從而增加了原生質(zhì)體的量。赤霉素最突出的生理效應(yīng)是促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)和誘導(dǎo)長(zhǎng)日植物在短日條件下抽薹開花。實(shí)驗(yàn)表明，赤霉素可通過增加植物體內(nèi)生長(zhǎng)素含量來促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而生長(zhǎng)素通過促進(jìn)赤霉素的生物合成并抑制其失活來維持高水平的赤霉素，從而促進(jìn)莖節(jié)間的伸長(zhǎng)，兩者表現(xiàn)為協(xié)同作用。

例1.（2013天津卷）下圖為生長(zhǎng)素（IAA）對(duì)豌豆幼苗莖內(nèi)赤霉素生物合成影響的示意圖。圖中GA1、GA8、GA20、GA29 是四種不同的赤霉素，只有GA1 能促進(jìn)豌豆莖的伸長(zhǎng)。若圖中酶1 或酶2的基因發(fā)生突變，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的生化反應(yīng)受阻。

據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）

A.對(duì)去頂芽豌豆幼苗外施適宜濃度IAA，該植株莖內(nèi)GA1 的合成可恢復(fù)正常

B.用生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸抑制劑處理豌豆幼苗的頂芽，該植株較正常植株矮

C.對(duì)酶1基因突變的豌豆幼苗施用GA20，該植株可恢復(fù)正常植株高度

D.酶2基因突變的豌豆，其植株較正常植株高

【解析】對(duì)去頂芽豌豆幼苗施加適宜濃度IAA，抑制GA29和GA8的合成，促進(jìn)GA20形成GA1，A正確；生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸抑制劑處理頂芽，則生長(zhǎng)素不能運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?，GA1少，而其他三種赤霉素多，莖的伸長(zhǎng)減弱，植株較矮，B 正確；酶1基因突變，施用GA20也無法催化GA1形成，不可恢復(fù)正常高度，C錯(cuò)誤；酶2突變的豌豆，GA20形成GA1過程不受影響，還阻斷了GA2 和GA1的消耗，所以比正常植株較高，D正確。

二、生長(zhǎng)素和乙烯

生長(zhǎng)素能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，乙烯能促進(jìn)果實(shí)的成熟，兩者具有拮抗作用。實(shí)驗(yàn)表明：植物不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感性以及生長(zhǎng)素的兩重性，主要是因?yàn)楫?dāng)生長(zhǎng)素濃度較高時(shí)，會(huì)使細(xì)胞合成另一種激素——乙烯，乙烯可以抵消生長(zhǎng)素的影響，當(dāng)生長(zhǎng)素的濃度超過最適濃度時(shí)，乙烯的含量增加，抑制植物的生長(zhǎng)等。因此，生長(zhǎng)素促進(jìn)植物生長(zhǎng)的同時(shí)又開始誘導(dǎo)乙烯的形成，同樣，乙烯也能引起植物內(nèi)含量的升高，而且這種影響是通過增加其生物合成或運(yùn)輸來實(shí)現(xiàn)的。

例2.（2013海南卷）關(guān)于植物激素的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）

A.植物激素的產(chǎn)生部分和作用部位可以不同

B.植物莖尖的細(xì)胞可利用色氨酸合成生長(zhǎng)素

C.細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素可以在同一細(xì)胞中起作用

D.生長(zhǎng)素可通過促進(jìn)乙烯合成來促進(jìn)莖段細(xì)胞伸長(zhǎng)

【解析】激素作為信息分子，產(chǎn)生部位與作用部位一般情況下不同，需要從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?，A正確；生長(zhǎng)素主要的產(chǎn)生部位是芽、幼葉和發(fā)育的種子，色氨酸經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化成為生長(zhǎng)素，B正確；細(xì)胞的生命活動(dòng)是多種植物激素共同調(diào)節(jié)的結(jié)果，細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素可以作用于同一細(xì)胞，C正確；乙烯具有促進(jìn)莖段的橫向生長(zhǎng)、抑制縱向生長(zhǎng)的作用，而高濃度的生長(zhǎng)素會(huì)促進(jìn)乙烯的合成從而抑制莖段細(xì)胞伸長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。

總之，植物的任何一種生理活動(dòng)都不是受單一激素的控制，如植物的生長(zhǎng)，既受生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞增大的影響，也受細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞增殖的影響；又如，脫落酸與生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素的作用是對(duì)抗的，它強(qiáng)烈地抑制生長(zhǎng)，加速植物衰老；生長(zhǎng)素促進(jìn)植物生長(zhǎng)的同時(shí)又開始誘導(dǎo)乙烯的形成，當(dāng)生長(zhǎng)素的濃度超過最適濃度時(shí)，乙烯的含量增加，抑制植物的生長(zhǎng)等。通過多種激素的共同調(diào)節(jié)作用，植物體內(nèi)各種生理活動(dòng)才能協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

（作者單位 河北省臨西縣第二中學(xué)）