4.2.5. 生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
（一）植物的激素調(diào)節(jié)
1.植物的感性運(yùn)動(dòng)和向性運(yùn)動(dòng)。
植物的向性運(yùn)動(dòng)是植物受單向外界因素的刺激而引起的定向運(yùn)動(dòng);感性運(yùn)動(dòng)是指植物體受到不定向的外界刺激而引起的局部運(yùn)動(dòng)。外界單向刺激主要指光照、地心引力（重力）、溫度、濕度和化學(xué)物質(zhì)等，由于植物器官各部分所受的刺激不盡相同，使體內(nèi)生長素分布不均勻，各部分細(xì)胞生長速度不同，引起植物某些部分的趨向生長，表現(xiàn)為向性。植物的向性有向光性、向地性和背地性，還有向濕性、向肥性和向觸性。向觸性是指有些纏繞的植物，當(dāng)莖向其他直立物接觸時(shí)就朝向接觸的方向螺旋向上生長。
2.植物的向光性及其實(shí)驗(yàn)。
植物的向光性是植物的一種向性運(yùn)動(dòng)，由于光線能改變生長素的分布，向光一面生長素分布少，背光的一面生長素分布多，因此向光的一面細(xì)胞生長得慢，背光的一面細(xì)胞生長得快，結(jié)果使植物彎向光源生長。胚芽鞘的向光性實(shí)驗(yàn)證明，生長素對植物體的生長（細(xì)胞伸長）有促進(jìn)作用而不是促進(jìn)細(xì)胞的分裂。同時(shí)，感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端，單側(cè)光引起生長素橫向運(yùn)輸，向光彎曲的部位在尖端的下面一段，即生長素促進(jìn)細(xì)胞伸長的部位在尖端的下面一段。故接受光刺激的部位在頂端。
3.生長素的產(chǎn)生、分布和運(yùn)輸。
在植物體內(nèi)，合成生長素最活躍的部位是具有分生能力的組織。即正在進(jìn)行細(xì)胞分裂的分生組織，如頂端分生組織（根尖、莖尖）、形成層細(xì)胞、種子里正在分裂發(fā)育的胚等，作用的部位是正在增大的細(xì)胞，因?yàn)閯偡至训募?xì)胞體積很小，大液泡尚未形成。生長素的作用原理主要是通過增大細(xì)胞壁的可塑性，來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞伸長和體積的增大，對于成熟的植物細(xì)胞（細(xì)胞壁可塑伸展性喪失）則沒有作用。因此生長素主要集中在生長旺盛的部位。生長素主要在莖尖合成，輸送到植物體相應(yīng)部位發(fā)揮生理效應(yīng)。生長素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)往下端，而不能由形態(tài)學(xué)的下端運(yùn)往上端。即生長素的運(yùn)輸是極性運(yùn)輸，頂端優(yōu)勢現(xiàn)象充分說明了這一特點(diǎn)。生長素的極性運(yùn)輸是指從頂端向基部運(yùn)輸，根尖合成的生長素也可以向頂部運(yùn)輸，葉中合成的生長素也能通過韌皮部向其他部位運(yùn)輸。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在缺氧時(shí)，生長素的運(yùn)輸受到影響。這充分說明生長素的運(yùn)輸是一種消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸。
4.生長素的生理作用特點(diǎn)。
生長素對植物生長的作用往往具有兩重性，生長素既能促進(jìn)生長，也能抑制生長;既能促進(jìn)發(fā)芽，也能抑制發(fā)芽;既能防止落花落果，也能疏花疏果。這種現(xiàn)象與生長素的濃度和植物器官種類有關(guān)。植物體不同的組織器官，其生長發(fā)育要求不同濃度的生長素。相同濃度的生長素作用于不同器官引起的反應(yīng)不同（促進(jìn)或抑制），不同器官對生長素的敏感性不同，敏感性越強(qiáng)，其正常生長發(fā)育要求的生長素濃度越低。一般情況下，根最敏感，莖敏感性較差，芽介于根莖之間。對于同一器官而言，低濃度的生長素促進(jìn)生長，高濃度的生長素抑制生長，濃度的高、低是以生長素最適濃度為界劃分的，低于最適濃度為“低濃度”，高于最適濃度為“高濃度”，促進(jìn)和抑制是以發(fā)展的趨勢來決定的，在低濃度范圍內(nèi)，濃度越高，促進(jìn)生長的效果越明顯。
5.生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
植物的頂芽產(chǎn)生的生長素向下運(yùn)輸大量地積累在側(cè)芽部位，使這里的生長素濃度過高，從而使側(cè)芽的生長受到抑制。如果摘掉頂芽，側(cè)芽部位的生長素濃度降低了，側(cè)芽所受到的抑制作用就會(huì)解除，不久，側(cè)芽可以發(fā)育成枝條了。人們利用頂端優(yōu)勢原理進(jìn)行棉花的打頂摘心、果樹的整枝修剪，達(dá)到增產(chǎn)目的。生長素可以促進(jìn)某些不易生根的插條生根，提高了扦插的成活率。實(shí)際生活中，總是把帶有芽的枝條插入土中，過一段時(shí)間則生根成活，若把不帶芽的或帶芽的枝條倒插則不生根成活。如果雌蕊授粉以后，在子房發(fā)育成果實(shí)的早期，除去發(fā)育著的種子，果實(shí)停止發(fā)育，甚至早期落果。反之，如果沒有授粉的雌蕊柱頭上涂一定濃度的生長素溶液，子房仍能發(fā)育成果實(shí)。在生產(chǎn)實(shí)踐中可利用這個(gè)原理培育無籽果實(shí)，如無籽番茄、無籽黃瓜等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用一定濃度的生長素類似物溶液噴灑棉株，可以達(dá)到保蕾保苓的效果。
6.植物激素及其相互作用。
植物激素是指一些在植物體內(nèi)合成，并從產(chǎn)生部位運(yùn)到其他地方，對植物生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量（1μmol/L以下）有機(jī)物。植物激素一共分成五類，即生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯和脫落酸，前三類具有明顯促進(jìn)生長發(fā)育的功效，后兩類則主要抑制生長、促進(jìn)成熟。植物的個(gè)體發(fā)育受多種激素調(diào)節(jié)，五類激素大都同時(shí)存在于同一植株中，不同時(shí)期有不同的主要激素起主導(dǎo)的調(diào)節(jié)作用，多種激素相互協(xié)調(diào)，共同完成對植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)，例如頂端優(yōu)勢就是細(xì)胞分裂素和生長素共同作用的結(jié)果。如果用細(xì)胞分裂素處理側(cè)芽，就能解除頂端優(yōu)勢。
（一）植物的激素調(diào)節(jié)
1.植物的感性運(yùn)動(dòng)和向性運(yùn)動(dòng)。
植物的向性運(yùn)動(dòng)是植物受單向外界因素的刺激而引起的定向運(yùn)動(dòng);感性運(yùn)動(dòng)是指植物體受到不定向的外界刺激而引起的局部運(yùn)動(dòng)。外界單向刺激主要指光照、地心引力（重力）、溫度、濕度和化學(xué)物質(zhì)等，由于植物器官各部分所受的刺激不盡相同，使體內(nèi)生長素分布不均勻，各部分細(xì)胞生長速度不同，引起植物某些部分的趨向生長，表現(xiàn)為向性。植物的向性有向光性、向地性和背地性，還有向濕性、向肥性和向觸性。向觸性是指有些纏繞的植物，當(dāng)莖向其他直立物接觸時(shí)就朝向接觸的方向螺旋向上生長。
2.植物的向光性及其實(shí)驗(yàn)。
植物的向光性是植物的一種向性運(yùn)動(dòng)，由于光線能改變生長素的分布，向光一面生長素分布少，背光的一面生長素分布多，因此向光的一面細(xì)胞生長得慢，背光的一面細(xì)胞生長得快，結(jié)果使植物彎向光源生長。胚芽鞘的向光性實(shí)驗(yàn)證明，生長素對植物體的生長（細(xì)胞伸長）有促進(jìn)作用而不是促進(jìn)細(xì)胞的分裂。同時(shí)，感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端，單側(cè)光引起生長素橫向運(yùn)輸，向光彎曲的部位在尖端的下面一段，即生長素促進(jìn)細(xì)胞伸長的部位在尖端的下面一段。故接受光刺激的部位在頂端。
3.生長素的產(chǎn)生、分布和運(yùn)輸。
在植物體內(nèi)，合成生長素最活躍的部位是具有分生能力的組織。即正在進(jìn)行細(xì)胞分裂的分生組織，如頂端分生組織（根尖、莖尖）、形成層細(xì)胞、種子里正在分裂發(fā)育的胚等，作用的部位是正在增大的細(xì)胞，因?yàn)閯偡至训募?xì)胞體積很小，大液泡尚未形成。生長素的作用原理主要是通過增大細(xì)胞壁的可塑性，來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞伸長和體積的增大，對于成熟的植物細(xì)胞（細(xì)胞壁可塑伸展性喪失）則沒有作用。因此生長素主要集中在生長旺盛的部位。生長素主要在莖尖合成，輸送到植物體相應(yīng)部位發(fā)揮生理效應(yīng)。生長素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)往下端，而不能由形態(tài)學(xué)的下端運(yùn)往上端。即生長素的運(yùn)輸是極性運(yùn)輸，頂端優(yōu)勢現(xiàn)象充分說明了這一特點(diǎn)。生長素的極性運(yùn)輸是指從頂端向基部運(yùn)輸，根尖合成的生長素也可以向頂部運(yùn)輸，葉中合成的生長素也能通過韌皮部向其他部位運(yùn)輸。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在缺氧時(shí)，生長素的運(yùn)輸受到影響。這充分說明生長素的運(yùn)輸是一種消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸。
4.生長素的生理作用特點(diǎn)。
生長素對植物生長的作用往往具有兩重性，生長素既能促進(jìn)生長，也能抑制生長;既能促進(jìn)發(fā)芽，也能抑制發(fā)芽;既能防止落花落果，也能疏花疏果。這種現(xiàn)象與生長素的濃度和植物器官種類有關(guān)。植物體不同的組織器官，其生長發(fā)育要求不同濃度的生長素。相同濃度的生長素作用于不同器官引起的反應(yīng)不同（促進(jìn)或抑制），不同器官對生長素的敏感性不同，敏感性越強(qiáng)，其正常生長發(fā)育要求的生長素濃度越低。一般情況下，根最敏感，莖敏感性較差，芽介于根莖之間。對于同一器官而言，低濃度的生長素促進(jìn)生長，高濃度的生長素抑制生長，濃度的高、低是以生長素最適濃度為界劃分的，低于最適濃度為“低濃度”，高于最適濃度為“高濃度”，促進(jìn)和抑制是以發(fā)展的趨勢來決定的，在低濃度范圍內(nèi)，濃度越高，促進(jìn)生長的效果越明顯。
5.生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
植物的頂芽產(chǎn)生的生長素向下運(yùn)輸大量地積累在側(cè)芽部位，使這里的生長素濃度過高，從而使側(cè)芽的生長受到抑制。如果摘掉頂芽，側(cè)芽部位的生長素濃度降低了，側(cè)芽所受到的抑制作用就會(huì)解除，不久，側(cè)芽可以發(fā)育成枝條了。人們利用頂端優(yōu)勢原理進(jìn)行棉花的打頂摘心、果樹的整枝修剪，達(dá)到增產(chǎn)目的。生長素可以促進(jìn)某些不易生根的插條生根，提高了扦插的成活率。實(shí)際生活中，總是把帶有芽的枝條插入土中，過一段時(shí)間則生根成活，若把不帶芽的或帶芽的枝條倒插則不生根成活。如果雌蕊授粉以后，在子房發(fā)育成果實(shí)的早期，除去發(fā)育著的種子，果實(shí)停止發(fā)育，甚至早期落果。反之，如果沒有授粉的雌蕊柱頭上涂一定濃度的生長素溶液，子房仍能發(fā)育成果實(shí)。在生產(chǎn)實(shí)踐中可利用這個(gè)原理培育無籽果實(shí)，如無籽番茄、無籽黃瓜等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用一定濃度的生長素類似物溶液噴灑棉株，可以達(dá)到保蕾保苓的效果。
6.植物激素及其相互作用。
植物激素是指一些在植物體內(nèi)合成，并從產(chǎn)生部位運(yùn)到其他地方，對植物生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量（1μmol/L以下）有機(jī)物。植物激素一共分成五類，即生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯和脫落酸，前三類具有明顯促進(jìn)生長發(fā)育的功效，后兩類則主要抑制生長、促進(jìn)成熟。植物的個(gè)體發(fā)育受多種激素調(diào)節(jié)，五類激素大都同時(shí)存在于同一植株中，不同時(shí)期有不同的主要激素起主導(dǎo)的調(diào)節(jié)作用，多種激素相互協(xié)調(diào)，共同完成對植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)，例如頂端優(yōu)勢就是細(xì)胞分裂素和生長素共同作用的結(jié)果。如果用細(xì)胞分裂素處理側(cè)芽，就能解除頂端優(yōu)勢。