對植物激素的一些誤解

周偉香 劉 毅

(1浙江省寧波市泰河中學(xué) 寧波 315830； 2浙江省寧波市柴橋中學(xué) 寧波 315809)

1 關(guān)于植物向光性的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)

以下兩個(gè)關(guān)于植物向光性的實(shí)驗(yàn)及其預(yù)測結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)在試題的選擇題部分，其標(biāo)準(zhǔn)答案往往與真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相悖。

1.1 幼苗的尖端被云母片一分為二后的生長情況 幼苗的尖端被云母片一分為二后，有不少資料認(rèn)為幼苗在單側(cè)光下直立生長。而事實(shí)是： 幼苗的尖端被云母片一分為二后，幼苗在單側(cè)光下仍然會表現(xiàn)出向光性生長。

分析： 實(shí)驗(yàn)證明，尖端被云母片一分為二后，在單側(cè)光照下，植物仍然會表現(xiàn)出向光性生長。對此的解釋是： ①雖然整個(gè)尖端被一分為二，但是尖端的每一半仍然可能發(fā)生生長素的橫向運(yùn)輸從而造成彎曲生長；②植物的向光性生長也與抑制生長的物質(zhì)有關(guān)，向光側(cè)的抑制生長物質(zhì)增多抑制了向光側(cè)的生長，從而造成了彎曲生長[1]。

1.2 云母片插入背光側(cè)的尖端下部一半位置 用云母片插入背光側(cè)的尖端下部一半位置后，誤認(rèn)為幼苗會背光生長。而事實(shí)是： 幼苗直立生長(圖1)。

分析： 許多教輔資料認(rèn)為背光側(cè)生長素會因?yàn)樵颇钙钃醵鵁o法向下運(yùn)輸，向光側(cè)的生長素雖然含量較少，但是仍然可以向下運(yùn)輸，這就會導(dǎo)致幼苗背光生

圖1 在背光側(cè)的尖端下部插入云母片后幼苗的生長情況

長。但事實(shí)是： Boysen-Jensen(1913)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是： 當(dāng)云母片從背光側(cè)插入時(shí)，胚芽鞘喪失向光性，幼苗依然會直立生長；而當(dāng)云母片從向光側(cè)插入時(shí)，胚芽鞘才向光彎曲[2]。分析可能的原因是： 雖然背光側(cè)的生長素含量要高于向光側(cè)，卻因云母片阻礙而無法向下運(yùn)輸，同時(shí)向光側(cè)的生長抑制物質(zhì)的含量多于背光一側(cè)[3]，所以兩側(cè)的生長速度相同，幼苗直立生長。

2 高濃度的生長素對根的抑制作用

對于生長素對根的作用，有一種誤解是認(rèn)為高濃度的生長素(>10-8mol/L)抑制所有根的生長，所以高濃度生長素抑制扦插枝條生根。而事實(shí)是： 高濃度的生長素可以促進(jìn)側(cè)根和不定根的發(fā)生，所以不會抑制扦插枝條的不定根的生成。這是因?yàn)橹鞲鶎ιL素敏感，而側(cè)根和不定根對生長素非常不敏感[4]。而教材中的圖例“生長素濃度對根和莖細(xì)胞生長的影響”所指的是主根。

3 高濃度的生長素類似物作為除草劑的問題

有一種誤解認(rèn)為高濃度的生長素類似物因?yàn)槟芤种齐p子葉植物生長，所以可作為除草劑，這體現(xiàn)了生長素的兩重性。而事實(shí)是： 高濃度生長素類似物可以誘導(dǎo)細(xì)胞過度伸展最后導(dǎo)致植株死亡[2]，而并非其抑制了雙子葉植物的生長。

分析： 雙子葉植物過量吸收生長素類似物后，形成層的細(xì)胞分生能力加強(qiáng)，產(chǎn)生腫脹，破壞了韌皮部的運(yùn)輸功能，使植物因有機(jī)物運(yùn)輸受阻而死。同時(shí)，這還破壞了植物正常的代謝，使植物呼吸作用加強(qiáng)，但不會產(chǎn)生ATP，造成植物細(xì)胞的損傷并浪費(fèi)大量能量[5]。正常的生長素則容易被植物代謝掉，不會產(chǎn)生此危害。單子葉植物因能迅速使人工生長素類似物失活，所以除草劑也不會對單子葉植物產(chǎn)生效果。

4 頂端優(yōu)勢的產(chǎn)生原因

有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，頂端優(yōu)勢產(chǎn)生的原因是頂芽產(chǎn)生的生長素在側(cè)芽積累，從而導(dǎo)致側(cè)芽因?yàn)樯L素濃度過高而抑制生長。而事實(shí)是，生長素對側(cè)芽的抑制作用是間接的。

分析： 科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)頂端優(yōu)勢的成因遠(yuǎn)比原先認(rèn)為的復(fù)雜： ①不同器官對生長素的反應(yīng)敏感度不同，能促進(jìn)主莖生長的生長素濃度往往對側(cè)芽和根生長有抑制作用[4]；②頂芽產(chǎn)生的生長素是通過抑制莖中的細(xì)胞分裂素合成從而控制莖中細(xì)胞分裂素的含量，進(jìn)而抑制側(cè)芽中生長素的合成及向外運(yùn)輸[6]；③同位素示蹤實(shí)驗(yàn)顯示頂芽產(chǎn)生的生長素并未進(jìn)入側(cè)芽，頂芽比側(cè)芽處的生長素濃度高，且生長素的濃度自上而下逐漸降低。而不是原先認(rèn)為的側(cè)芽處能積累生長素而造成其濃度比頂芽處高，生長素并未在側(cè)芽處積累[7]。所以，植物的頂端優(yōu)勢是生長素、細(xì)胞分裂素以及其他未知的信號分子共同作用的結(jié)果。

5 幼根中生長素的運(yùn)輸方向

有一種誤解認(rèn)為，幼根中生長素的運(yùn)輸與莖中的運(yùn)輸方式完全相同，是從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端進(jìn)行極性運(yùn)輸。事實(shí)是： 幼根中的生長素運(yùn)輸方向既有形態(tài)學(xué)下端向形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸，也有形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸，即兩種運(yùn)輸方向都有。

分析： 形態(tài)學(xué)上端即形態(tài)學(xué)頂端，是指生長延伸的部位；形態(tài)學(xué)下端是指形態(tài)學(xué)基端。在地上部分生長素主要從形態(tài)學(xué)頂端向形態(tài)學(xué)基端運(yùn)輸，而地下部分則主要從形態(tài)學(xué)基端向形態(tài)學(xué)頂端運(yùn)輸。根尖產(chǎn)生的生長素含量很少，根所需的生長素主要來自地面以上部分向下的傳遞。地上部分產(chǎn)生的生長素通過中柱越過根莖交界處進(jìn)行向頂式運(yùn)輸，然后根尖的生長素再經(jīng)根的表層細(xì)胞通過向基式運(yùn)輸向上回流(圖2)[8]。

圖2 生長素在幼苗中的流動方向

6 脫落酸對葉片和果實(shí)脫落的作用

有一種誤解認(rèn)為促進(jìn)葉片和果實(shí)脫落的直接作用者是脫落酸，而事實(shí)是： 乙烯對葉片和果實(shí)脫落的影響更大。

分析： 研究發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)葉片和果實(shí)脫落主要是由乙烯和生長素的平衡所引起的。脫落酸是通過引起乙烯含量的增加來引起葉片和果實(shí)脫落的[4]。所以，主宰植物器官脫落的內(nèi)源激素主要是乙烯，而脫落酸的作用是間接的。