植物生长素的奥秘

植物生长素的奥秘（精选11篇）

植物生长素的奥秘 篇1

极性是普遍存在于生物体中的一种现象, 是指个体的组织器官在生长轴向上的不对称性, 而这种不对称性从受精卵开始就已经具备。德国植物学家Bünning在1973年曾说过“没有极性就没有分化”[1], 可见极性对植物发育的重要性。大量事实证明, 生长素在体内的不均匀分布, 控制着植物的极性发育。随着科学研究的逐步深入与迅速发展, 人们从各个层次上越来越深入地认识到植物的极性发育, 下面将近年来植物生长素极性运输的研究进展总结如下, 以供参考。

1 激素的极性分布对植物发育的影响

与动物不同, 植物的形态建成并不能在胚胎期就能全部完成, 而是随个体发育而不断形成新的组织和器官, 这一过程贯穿于植物体的整个生命周期。研究发现, 植物激素在这一过程中发挥着极为重要的作用, 调控着诸如顶端优势、器官与维管束分化等许多发育过程, 其调控机制与动物有所不同, 植物激素是由其所产生的部位移向其作用部位, 移动速度的大小和方向随激素的种类而不同。植物激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯5类, 它们都是些简单的小分子有机化合物, 通过生长物质之间的相互作用, 共同调控着植物的生长发育;而动物激素则是由身体的某些部分 (一些特殊的细胞、组织) 专门制造并直接分泌到组织间隙液和血液中去的一些特殊的化学物质, 是体内起信息传递作用的化学物质之一, 它们可以经血液循环或局部扩散达到另一类细胞, 调节后者的生理功能 (代谢、生长、发育及繁殖) 或维持内环境的相对恒定。

植物激素是一种存在于植株体内的痕量物质, 控制着植株的形态建成。早在18世纪, 法国科学家C.Bonnet和Duhamel du Monceau首先提出植物的生长发育受体内某种汁液控制;1880年, 德国科学家J.von.Sachs指出“控制植物根系和其他器官形成的物质, 在植物体中具有极性运输的特性, 并能控制植物生长”;1983年荷兰科学家F.Kogl等从一些植物中分离出高活性的生长素 (auxins) ———吲哚乙酸 (indole-3-acetic acid, IAA) [2], 从此, 植物学界展开了对激素的研究热潮, 并用生长素的分布和运输成功地解释了植物体的顶端优势现象。研究表明, 低浓度的生长素促进生长, 而高浓度的生长素抑制生长, 由此Bangerth提出了原发优势假说, 认为“先发器官通过其合成并向外运输IAA而抑制后发器官中IAA的输出, 导致后发器官 (如侧芽) 生长素浓度增高, 最终抑制其生长”[3,4]。生长素的这种由先发器官到后发器官的极性运输对植物体轴的建立和维持有着密切的关系, 调节着植株的正常生长发育和器官形成。作为一种重要的植物激素, 生长素参与了植物从胚胎发育、原基形成到果实成熟等各个方面的活动。例如, 生长素极性运输基因PIN1、PIN4和PIN7在拟南芥胚胎早期有规律地表达, 控制着早期胚胎的发生过程, 并控制着胚胎子叶的发生位置[5];同时生长素的极性运输和分布也能决定叶原基的起始位置, 如Reinhardt等发现生长素的局部浓度和PIN蛋白在膜上的重新定位对侧生器官原基的起始位点的决定是必需的[44]。

2 生长素的极性运输

生长素是目前研究较为透彻的一种植物激素, 它可通过极性运输实现其在植物体内的差异分布, 而这种差异分布是控制植物生长发育的重要因素。燕麦胚芽鞘“供体-受体琼脂块法 (donor-receiver agar block method) ”的经典试验表明, 它可像其他大分子物质一样在植物维管系统中运输, 而这种运输除顺浓度梯度的被动运输外, 同时也存在着逆浓度梯度的主动运输, 其速率为5~20cm/h[17,24]。

研究发现, 生长素在植物主茎茎尖、幼嫩叶片中合成后, 通过位于木质部的薄壁组织细胞沿主茎向茎基部运输;而在根部则存在2种不同的运输方式, 一种是在中柱细胞中由根基向根尖的向顶式运输, 另一种则是在表皮细胞中由根尖向根基的向基式运输[15,16]。生长素的这种极性运输为其浓度在植物体内的差异分布提供了条件, 而这种激素的浓度梯度分布又为植物发育和分化提供了必需的基本保障[5,6], 并在植物的整个生命周期中影响着诸如两侧对称、维管分化和器官发育等发育过程, 对发育中胚胎的极性启动和维持起重要作用[24];而在对拟南芥花分生组织的研究中发现, 生长素极性运输导致的浓度差异分布影响花原基发生的起始位置[8]。在对生长素极性运输机理研究中, Rubery (1974) 和Raven (1975) 等提出“在生长素运输细胞的基部可能存在一种特殊的控制极性运输的输出载体”的假说, 这种假说在随后的试验中相继得到证实[13], 如在培养过程中加入不同的生长素极性运输抑制剂能够得到一些特殊的表现缺陷型的植株;倪迪安等于1997年通过抑制生长素的极性运输而导致烟草的不定芽叶片发育形成喇叭状, 此外, 在拟南芥根的生毛细胞中根毛的发生位置发生改变[9,14];Y.E.Choi等于2001年发现TIBA可破坏不同时期刺五加 (Eleutherococcus senticosus) 球形胚的两侧对称性, 并抑制根尖和茎尖顶端分生组织以及维管束的分化, 但对于体轴已经建成、形成了两侧对称子叶的胚施加抑制剂, 并不影响以后正常植株的建成[7]。目前, 虽然对于这种作用机制的精确模式还不是十分了解, 但人们已逐渐形成了较为统一的观点, 即生长素运输抑制剂作用于原生质膜上的相关位点, 阻止了生长素的极性运输, 而极性运输抑制剂的作用靶点被认为是生长素的输入载体和输出载体。特定器官的正常发育是在一定的生长素浓度范围下发生的, 如果极性运输抑制剂阻断了生长素的运输, 将导致生长素局部浓度的分布比例异常, 继而导致器官发生和形态建成的异常[7,10,12]。

目前, 公认的生长素输入载体是类似于通透酶的AUXIN RESISTA-NT1 (AUX1) 家族及其具有潜在输入载体功能的同系物, 而输出载体是PIN-FORMED (PIN) 蛋白家族。此外, 一些ABC (ATP-binding cassette) 家族转录子———多药耐药基因 (multidrug resistance, MDR) 和磷酸化糖蛋白 (p-glycoprotein, PGP) 在生长素运输中也起到重要作用[22,23]。

3 生长素输出载体

20世纪80年代, 人们在拟南芥中发现一种花和花序发育不正常的突变体[45], 其花序表现为针状, 故称之为pin突变体。Okada等 (1991) 发现在pin1突变体茎的轴向上生长素的极性运输受到明显抑制, 并且其植株形态与用生长素抑制剂处理后的拟南芥植株相同, 因而, 首次把突变体的基因功能与生长素极性运输联系起来。其后, 人们发现PIN-FORMED (PIN) 蛋白家族是定位于细胞基部的主要输出载体, 控制着细胞中生长素的流动方向, 其家族中的每一种蛋白的表达都具有组织特异性。进一步研究表明, 拟南芥基因组中有8个PIN编码基因, 现在已对其中的5个进行了比较明确的研究分析, 而PIN5、PIN6和PIN8的功能目前尚不清楚。PIN蛋白家族中的每个成员都表现出组织特异性, pin突变体所表现的生长表型与生长素在相关组织中丧失运输方向有关[17,18,41]。

pin1突变体中, 生长素在花序轴的向基式运输减弱, 并使维管发育缺陷[19,23], 从该突变体中克隆出的PIN1基因编码具有622个氨基酸的蛋白, 推测该蛋白具有12个跨膜区域, 这与原核生物和真核生物的运输载体相类似[28]。免疫定位技术显示, PIN1主要位于薄壁细胞, 也在根中柱外周细胞以及叶原基中围绕初生叶脉分布, 对于IAA在茎尖的向基式运输和在根尖的向顶式运输中起到关键作用。

拟南芥pin2突变体的根表现出向重力性的缺失, PIN2/AGRAVITROPC1 (AGR1) /ETHY LENE INSENTIVE RO-OT1 (EIR1) 位于根表皮组织基部的皮层细胞顶端, pin2、agr1和eir1是3个等位基因, 其功能主要是参与根向重力反应过程中生长素的重新分布[17], 由茎尖向根尖运输的生长素在到达根尖分生组织后, 要在皮层细胞和表皮细胞进行重新分布, 并向伸长区和成熟区进行向基式运输, PIN2在这个过程中起到重要作用[29]。

pin3突变体表现出生长迟缓, 向光性和向重力性减弱, 并且白化苗中顶端的钩状构成减少[20,23]。PIN3分布在根中柱外周细胞以及茎和下胚轴的淀粉鞘细胞中, 与植物的向光反应和向重力反应中生长素的侧向分布相关, 重力刺激使得PIN3在小柱细胞中向感应重力刺激的细胞底部分布, PIN3的重新定位导致流向根下侧的侧根根冠和表皮的生长素流重新定向, 这样, PIN3就将重力刺激信号转化为生长素的不对称分布和器官的极性生长[30]。

PIN4则参与到根尖分生组织的静止中心下方建立生长素库, 这种生长素库对生长素的分布和植物的发育模式有重要意义。PIN7对根的向顶性运输和胚胎的极性建成有重要作用[17,21]。

4 生长素输入载体

早期的研究认为, 生长素在细胞间的流动依赖于ATP酶造成的H+浓度梯度, 亲脂性的IAA在酸性外环境下通过扩散进入中性环境的细胞内, 并转换成脂不溶性的阴离子, 这种脂不溶性阴离子形式的IAA只能通过输出载体将其运往细胞外。但是越来越多的研究表明, 生长素不只是仅能通过扩散方式进入细胞, 可能还存在着由输入载体介导的运输过程[25], 第1个被发现的输入载体是AUX1, 拟南芥aux1突变体根的生长对生长素的敏感性下降, 并丧失根的向地性反应。AUX1是由485个氨基酸残基组成的具有通透酶性质的蛋白质, 推测其具有11个跨膜区域, 这种通透酶输入氨基酸的机制与色氨酸类似物———IAA进入细胞的机制相似, 这就暗示着AUX1很可能具有生长素输入载体功能[26,32]。Delbarre和Yamamoto (1998) 的工作进一步证实了这种推测, 在1-NAA、IAA和2, 4-D等3种生长素中, 1-NAA是唯一可以通过自由扩散进入细胞的, 而其他2种则需要输入载体, 在aux1突变体中, 只有1-NAA可以恢复突变体根的向重力性表型[24,25,27]。此外, 在爪蟾卵细胞中异源表达AUX1, 卵细胞表现出对生长素的吸收增加, 并具有可饱和性, 这也有力地证明了AUX1是生长素输入载体[31]。经原位分析发现, AUX1不对称地分布于原生韧皮部, 并与PIN1的位置相反, 而在茎尖分生组织的L1层细胞中, AUX1与PIN1通常位于同一方向。AUX1对侧根根冠和伸长区表皮细胞的向重力性反应起着关键作用, 而在茎尖分生组织, AUX1可能控制着生长素的侧向扩散, 并限制其在控制叶序发生的外层细胞层的分布[33]。

5 PGP蛋白对生长素运输的影响

此外, 磷酸化糖蛋白 (P-glycoprotein, PGP) 调控植物发育的途径越来越受到人们的关注, PGP是属于一种叫做ATP结合盒 (ABC, ATP-bingding cassette) 蛋白家族, 它们在细胞间传递信号以影响并调节一些生化反应, 一些PGP基因突变表现出不同的发育缺陷, 这些缺陷与生长素信号选择、分布以及极性运输的改变相关[33]。Murphy等首次证明了PGP1可以直接将生长素运出植物细胞, 并且还能将激素从酵母和哺乳动物细胞中运送出去。在酵母细胞和He La细胞中, 一些PGPs可以通过质膜将生长素输入 (PGP1, PGP19) 或输出 (PGP4) 细胞[34,48]过表达的At PGP1在暗光下培养时下胚轴伸长, 这与低生长素浓度处理的野生型细胞相似, 而抗敏系 (anti-sense lines) 则表现出下胚轴伸长减弱, 这与1-N-naphthylph-thalamic acid (NPA) 抑制剂处理的小苗表型相似, 而atpgp1和atpgp19下胚轴表现出生长素向基性运输的减弱, 并且atpgp19的根对NPA的敏感性下降[47]。虽然一些PGPs蛋白也可以与输出抑制剂 (如NPA) 结合, 但抑制剂处理并不能完全模拟PGP的突变表型, 这说明PGP作用方式并不与PIN完全一致, PGP途径很可能是与AUX—PIN相平行的一条未知的调控途径[33,34,35]。

6 载体蛋白的调节机制

不同生长素运输载体在细胞上的定位差异, 不仅对生长素的运输具有重要意义, 同时对植株的细胞极性和组织极性的建成也具有重要意义。试验表明, PIN在细胞中处于一种循环运输的状态, 这种动态循环是由小泡运输调节的。PINs和AUX1蛋白定位于这种循环小泡上, 并对生长素运输起着重要作用[33,36]。这种载有PIN蛋白的小泡运输依赖于肌动蛋白, 而PIN的内摄作用则依赖于网格蛋白[46]。遗传学干扰和药物干扰网格蛋白的功能可以抑制极性运输蛋白的内摄和胞吞作用[37]。Brefeldin A (BFA) 是一种膜泡运输抑制剂, 其直接作用靶点是GONM, GONM为生长素应答因子 (auxin response factor, ARF) 家族的小G蛋白, GNOM基因编码一种ADP核糖基化作用因子-GTP交换因子 (ADP ribosylation factor-GTP exchange factor, ARF-GEF) , 这种因子调节细胞中负责运载PIN蛋白的胞泌小泡的形成。GNOM基因缺陷会导致胚胎极性丧失以及无根表型, 且所有的gonm突变体都表现出生毛细胞的根毛位置的向顶式转移, 这揭示了根毛定位需要GONM的参与。而在gnom突变体胚胎中, 不能够建立PIN1的极性定位, 使得其胚胎不能建立顶基轴和两侧对称[33,38]。

丝氨酸/苏氨酸激酶PINOID (PID) 是目前唯一被证明了与PIN极性定位确切相关的因子。PID可以诱导拟南芥根细胞中PIN蛋白从基部向顶部移动, 而在丧失PID功能的pid突变体胚胎和花序尖 (inflorescence tip) 表皮细胞中, PIN则表现出由顶端向基部运输。pid突变体与pin1突变体表型相似, 都表现出针状花絮, 且侧生器官减少。而过表达PID (35S∶:PID) 则表现出由于生长素减少而造成的主根萎蔫[40]。研究表明, PID直接将PIN中心亲水区域磷酸化, 而PP2A磷酸酶可以中和这种激酶的活性。PP2A磷酸酶作为一种重要的调控因子, 和PID一样都能部分地与PINs结合, 并抑制中央亲水区域的磷酸化位点, 以此介导PIN基顶极性定位。PP2A功能缺失会导致根向重力性丧失以及根尖分生组织融合, 这种突变型可以由敲除pid功能的突变体恢复部分表型。在植物中, 由载体可逆磷酸化介导的极性运输将依据目标情况将其运送至细胞内特异位点。对于PIN蛋白, 这种机制作为开关控制着生长素在细胞内的流动方向, 进而控制着组织分化、模式建成和器官发育[40,41,42]。另外, Zegzout等于2006年报道了PDK1蛋白激酶也可能通过质膜富集, 将PID丝氨酸290磷酸化来影响PID蛋白[43]。AXR4蛋白位于内质网上, 可以协助AUX1在细胞膜上的定位, 建立和维持其在膜上的极性。axr4无效突变体中, AUX1不能到达质膜, 只能滞留于内质网中, 并且表现出向重力性降低、侧根数减少等[32,37]。

7 结论

分子生物学和遗传学的进展, 已使人们可以在更深入的分子水平上研究生长素极性运输这一十分复杂的生命现象。对生长素的深入研究为植物生长发育的人工调控积累大量的理论依据。但是, 人们对生长素极性运输的机理及其调控网络仍然不甚清楚, 许多问题都有待于深入研究。可以相信, 随着分子生物技术的飞速发展, 通过对生长素极性运输载体的定位、膜泡运输以及调节因子和调控网络的研究, 人们对生长素作用机制的认识将会更加清楚。

植物生长素的奥秘 篇2

红花酢浆草很小，大部分叶茎大约1～3厘米左右，像是从矮人国里走出来的小矮人。花儿有五片花瓣，由紫到淡紫，逐渐变化的颜色美丽极了，就像一位身穿紫裙的少女。一阵微风吹来，少女便在迎风起舞。

花朵的形态各种各样。有的含羞待放，粉紫的花苞鲜嫩可爱；有的刚刚绽放，几只小蜜蜂就迫不及待地钻了进去。

碧绿的叶子簇拥着可爱的花儿。叶子像爱心，绿油油的，使人觉得令有一番情趣。它们总是喜欢在一起生长，远远看上去，就像是一个数世同堂，生生不息的大家族。上午，我看见它们开得特别茂盛，可下午放学时却发现它们娇嫩的花朵就闭合了，这引起了我的好奇。回到家，我立马放下书包，上网查了一下相关资料，资料上说：因为上午的太阳光很强，花能吸收营养，而下午的太阳光有点弱，营养就消失了。所以就有闭合的现象。

植物名称的奥秘 篇3

对于刚开始学习认识植物的人来说，最感困扰的莫过于植物的中文称呼。因为植物的中文称呼常随着时代及地方的不同而不同，同一种植物往往有不同的称呼(同物异名)，如杨桃又称五敛子、阳桃、羊桃；甚至不同的植物可能具相同的称呼(同名异物)，如马齿苋科的马齿苋以及桑科的水同木(又称大有树)都叫猪母乳。所以要认识植物，不得不先弄清楚称呼后，才能与人沟通。

俗名与拉丁名

可以说，为植物和动物取名字是人类最原始的本能之一，名字是人们相互之间沟通、交流各种植物信息的基础。但是因为各民族的文化不一，对同一种植物的称呼往往不同，交流起来往往比较困难。通常情况下，世界各国都有用自己国家的文字命名的植物名，这就是俗名。我们所熟知的菊花、玫瑰、牡丹、水杉、银杏、桫椤、紫荆等，都是植物名称，不过它们不是学名，而是俗名或者地方名。再比如，红枫在美国东部至少有4种俗名。在英格兰，白睡莲至少有15个俗名，如果算上德国、法国和荷兰的叫法，它有超过240个俗名。有时，一个俗名在不同地区，又用来指称完全不同的植物。所以俗名通常不能提供属或种间关系的信息，它们彼此孤立。有些植物，特别是一些稀有品种，并没有俗名。

为了便于研究和交流，迫切需要采用一种万能的语言，用一种单一的一致认同的名字来为一种生物命名，所以国际上还通用一种用拉丁语命名的植物名，植物的拉丁名是由国际植物学会决议后定出命名法规，而后施行的。

目前，拉丁名是国际植物学界进行交流的标准用名，其他的名称都不算数。国际上标准的植物学名采用双名法，是由瑞典植物学家林奈于1753年5月1日首创。即植物的学名统一由属名和种名(又称种加词)组成，之后再加上一个命名人的人名，一般是命名人的姓氏，并统一用拉丁文表示。

以我们最熟悉的小麦和稻为例。小麦的拉丁名(亦称拉丁学名)，为“Triticum aestivum Linn，”，其中第一个词为小麦属，第二词为夏季(夏天)的，意为在夏天收获，第三词为瑞典植物学家林奈的名字缩写。稻的拉丁名为“Oryza sativaLinn，”，其中第一个词来自希腊语，意为稻米，第二个词意为种植的，第三个词则与小麦相同，是林奈的缩写。

采用双名法的好处是，植物拉丁学名写出来，无论哪个国家的学者见到都知道指的是哪种植物，对于该植物所属的科、属、种，一目了然，避免了使用俗名的混乱。

一般，拉丁学名的属名和种加词都是有意义的，但也有部分名词的意义今人已无法知道。

由于我们使用较多的是植物的俗名，所以下面重点看看植物的俗名。

就有花植物来说，全球有30多万种，每个种都有一个中文名字，许多种还远远不止一个名字，也有许多种共用一个名字，情况相当复杂。但是这中间有奥秘可寻。

从蒲公英说起

蒲公英的名字由何而来?笔者困惑了许多年，后来从一个民间传说里找到了答案。传说古代一户人家的姑娘得了乳疮，疼痛难忍，封建家长不但不同情，反而认为她不贞，气得姑娘要寻短见，跑到河边跳河。正巧有蒲姓父女二人正在打渔，将她救了上来。得知姑娘的病情，蒲父采来一种草，捣烂让姑娘敷在患处。敷了几次药后，居然治好了姑娘的病。姑娘高兴极了，就把那无名草称为蒲公英，以表示对蒲家父女的感谢。从此蒲公英能消炎治疮的药效就传下来了。但故事的真假已不得而知。

最近，笔者查考《本草药名汇考》一书，对蒲公英这个名字的来历多了一份了解。

据该书考证，蒲公英原来叫“蒲公草”，始见于唐代《新修本草》一书。到宋代的《本草图经》上始有蒲公英之名。明代李梃《医学入门》一书：“蒲公用此草治痈肿得救，故名。”这与前面那个民间传说相符合。

但“蒲公英”三个字的考证，还有奥秘。

在《新修本草》之前，名医孙思邈所著的《备急千金要方》中有“凫公英”之名，即为蒲公英。“凫”音“浮”，指野鸭。“凫公”，犹“凫翁”，指野鸭颈上的毛。《急就篇》卷三：“青草鸡翘凫翁濯。”颜师古注：“凫者，水中之鸟，今谓之水鸭也。翁，头上毛也。”唐玄应《一切经音义》：“鸟头上毛日翁。”蒲公英的果实成熟后，果实上端有一喙，喙上端有一丛白色冠毛，其状如“凫翁”。“英”实指“花”。屈原《离骚》有“秋菊之落英”句，“落英”即落花。

这样就明白了：蒲公英开花后，果熟有白毛，如“凫翁”，因此才叫做蒲公英。由“凫”字谐音成“蒲”，最终叫出了“蒲公英”之名，为今日通用之名。

转了一个大弯子，考证了许多，蒲公英之名才水落石出，《本草药名汇考》功不可没，由此可见，有些植物名的来源必须查考古籍，才有门路，尤其古药方。

据形态习性为名

许多植物的名，明显看出是据形态习性而得名的，如银杏。

据《绍兴本草》：“银杏，以其色如银，形似小杏，故以名之。”所谓“色如银”，是指银杏种子外皮有一层白粉，白如银的缘故。银杏又称“白果”，这是由于把银杏种子外层肉质的种皮去掉后，露出的中种皮呈白色的缘故。为什么银杏又被叫作“白果”?乃常人误以为银杏种子为果实的缘故。银杏还被称为鸭脚木，因其叶像鸭足的缘故。《本草纲目》中称银杏为“公孙树”。有解释说，老公公种银杏树，许多年还结不出种子来，要等到他的孙辈时，才能吃上银杏种子。可见，一种银杏，诸多名称，皆为依据它的形态习性。

又如忍冬，是一种忍冬科忍冬属的藤本植物。所谓“忍冬”，指此植物凌冬不凋，甚至在叶腋还能发出新芽叶的缘故。所以它也被叫为“忍寒草”或“过冬藤”。

忍冬又称“金银花”。据《本草纲目》：“花初开白色，经一二日则色黄，故名‘金银花’。”

不了解的人以为，金银花能开黄色和白色两种花，所以，金银花又有“双花”之名。

又如罗汉果，属于葫芦科藤本植物，它结的果实呈稍长的圆球状，被有白色茸毛，很像罗汉的头，故名罗汉果。罗汉果是一种清热润肺、治便秘的药。

类似得名的植物还有罗汉松，属于罗汉松科罗汉松属，它的种子卵圆形，长达1.2厘米，外有肉质套被，有白粉，形状也像罗汉头，故名。

以季节性命名者

从生长、开花、结实到枯萎，植物的一生均有季节性，以此命名的植物有不少，比如夏枯草。

夏枯草的植株在春天生长旺盛，入夏渐枯萎，故名夏枯草。

还有一种夏至草，是北京常见的一种野草，春天发芽，很快开

花，到了五六月份，就逐渐枯萎了，此时正是夏至时节，故名夏至草。

迎春花为木樨科灌木，它在早春时节开花，人们认为它是春天最早开花的植物，故叫它迎春花。

北京山地有一种苦菜菜，为野生草本，属菊科。因为这种植物在秋季才开花，所以得名“秋苦菜菜”。

款冬为一种中药材，属菊科草本植物。之所以得名“款冬”，指此花不怕严寒，凌冬而生。

植物名中的人名

一些植物的名称来自古代人名。

何首乌为蓼科藤本植物，块根入药，有乌须发的功效。考其名源于民间传说。据《晔子本草》记载：“其药本草无名，因何首乌见藤夜交，便即采食有功，因以采人为名尔。”就是说，有个名叫何首乌的人，发现这种植物的藤子夜晚交结，就用他的名字命名。

还有传说，古代有个何姓白发老人，因吃这种植物而白发变黑，长寿百岁，故称这种植物为“何首乌”。

又如徐长卿，属萝蘑科鹅绒藤属，其根入药。徐长卿本为人名，据李时珍说：“徐长卿，人名也，常以此药治邪病，人遂以名之。”其药功能为祛风止湿、止痛止痒，治跌打损伤。

再如刘寄奴，为玄参科草本植物。刘寄奴本为人名。在古代传说中，刘寄奴带兵时，一次在山上见到一条大蛇，刘用箭将蛇射伤。第二天，刘寄奴听到林中有捣臼的声音，一看原来是两个小孩正在用杵在石臼中捣一种草。小孩告诉刘寄奴，他们的大王昨日被箭射伤，这是治伤的药。刘寄奴大声吓跑小孩，将药取回，为人治伤，果然有活血化瘀的疗效。后来，人们就叫这种草为“刘寄奴”。

杜仲树为我国特产，也是一种药用植物，其树皮入药，可治疗高血压。杜仲胶为工业原料。为什么叫杜仲呢?据李时珍言：“昔有杜仲服此得道，因以名之。”李时珍的这一解说比较牵强，很可能是杜仲服此药治好了病的缘故，所以人们就用杜仲命名此树了。

以动物名为名的植物

有一些植物是用动物的名称来命名的，大多是象形而来，如狗尾草，属禾本科狗尾草属，其花穗有很多毛，粗细形状像狗尾巴。狼尾草则比狗尾草粗长些。虎尾草，花序宽得多，猫尾草也类似……上述诸种皆为禾本科植物。

此外，还有鼠尾草、羊草、牛鞭草、马鞭草、猴板栗、金鱼藻、狐尾藻、鸡眼草、杜鹃花、豹子花，等等。

再如蓖麻的拉丁名rjcinus意即寄生于羊、犬身上的虱子。因为蓖麻的种子形态极像虱子。鸡冠花的拉丁名为Cefasia cristata，其中Cetosia从希腊文Kelos而来，意为火烧，指鸡冠花色红如火。

名花之名探源

在中国十大名花中，牡丹的名字很有意思。据《本草纲目》记载：“牡丹以色丹者为上，虽结子而根上生苗，故名牡丹。”古人的经验是，种牡丹不要种子，而以其根上生出的苗直接分株繁殖。如此一来，植株就成了无牡无牝之匹，故谓之“牡”。

梅花之所以得名“梅”，按照李时珍的说法：“梅者，媒也。媒合众昧。”梅实在古代被用作调味品，梅花因此得名。

荷花又称莲花。“荷”，字做何解释呢?据《说文解字》：“荷，芙蕖叶。”段玉裁注：“盖大叶骇人，故谓之荷。”李时珍解释说，莲茎“乃负叶者也，有负荷之义”。那么，“莲”字又做什么解释呢?据《说文解字》徐灏注笺：“莲之言连，其房如蜂窠相连属也。”这一解释很有道理。

水仙花之名则与希腊古代神话有关。在希腊古代神话中，有一个名叫那悉索斯的青年男子，十分英俊，许多仙女都喜欢他，但都被他拒绝了。复仇女神知道此事后，决定惩罚他。一次，那悉索斯在水中看到自己的影子，误以为是一位美少女，爱上了她，最后死在水中，化身为水仙花。水仙花的拉丁文名字就叫“那悉索斯”。

又如睡莲属的拉丁名Nymphaea是从森林与河流的女神而得名的。

因环境和地名而得名

许多植物的名称反映了它们所处的生态环境，还有一些植物的名称则反映了它们分布的地域。前者如高山紫菀、森林勿忘我、水苦荬、水浮莲、旱麦瓶草、北沙参、川苔草、岩败酱、盐地碱蓬、瓦上松……后者如山东银莲花、宁夏枸杞、山西玄参、四川千金藤、新疆麻花头、昆明红景天、西藏红景天、黄山栎、河北栎等。

再如橘的拉丁名Otrus一词从cifron而来，为巴勒斯坦的一个镇名。

作为兰科一大属的石斛属，其拉丁名为Dendrobium，其中dendron为树之意，bios为生命，合起来指石斛是生长在树上的气生植物。

柳属Safix古梵文而来，意为水，表示此植物喜水的特性。

因误解而得名

有些植物的得名，是因为当时人们对这些植物的特性观察有误，只看到表面现象而没有深入研究，就定出名字。这类植物最著名的就是无花果。

无花果属桑科榕属，原产印度，为小乔木，其花序外形为倒圆锥状，被人误以为是果实，并认为此植物不会开花。所以得名无花果。

说不清来源的名字

还有一些植物的名字无从考证，如十大名花中的桂花，又称木樨，为乔木，秋天开花，花小而多，很香。再如杜鹃花的得名也很难说清楚，是否因为开花时正值杜鵑鸟叫的时候?

需要说明的是，现今植物的中文称呼方式，几乎均沿用过去的称呼。如果有一种新植物且找不到植物的中文俗称时，往往会用英文名字直译，或者是以学名的含义翻译成中文。

《植物生长素的发现》教学设计 篇4

本节主要包括生长素的发现过程, 生长素的产生、运输和分布两部分内容。通过观察生活中的现象, 总结植物向光性的特点。通过动画演示及探究活动弄清生长素的发现过程以及植物向光性的原因。重点介绍达尔文、詹森、拜尔、温特等科学家的实验, 揭示生长素的化学本质及其在植物体内的运输特点。纵观高中教材, 利用科学研究的过程来呈现知识的部分并不多。本节为学生提供了良好的科学探究素材。

【学情分析】

本章内容安排在《动物和人体生命活动的调节》之后, 学生对于生物体生命活动的调节已有了一定的认识, 已有一定的知识基础和生活体验, 如植物的向光性生长、向重力性等。

【学法指导】

采用动画演示形式激发学生的学习兴趣, 鼓励学生大胆发言, 讲出自己的见解, 教师从中发现问题, 纠正、弥补出现的差错和漏洞, 帮助学生正确表述。通过设计不同难度层次的问题以小组合作活动的形式, 引导学生从不同的角度、层次、途径去思考。

【教学目标】

1.知识与技能:概述植物生长素的发现过程;理解植物向光性的原因, 生长素在植物体内的产生、分布和运输。

2.过程与方法:学生能初步运用所学知识分析问题, 训练逻辑思维的严密性。

3.情感、态度与价值观:通过生长素发现过程的介绍, 使学生认识到科学的发展是一个继承、修正、补充、创新的过程。使学生学会科学的研究方法, 体验严谨的实验作风、求实的科学态度、探索未知的科学精神;通过实验的分析评价与设计, 体验感知科学探究的曲折, 培养学生团结协作的精神, 提高学生的科学素质。

【教学重难点】

生长素的发现过程、植物向光性的原因;生长素的产生、运输和分布。

【教学方法】

本节课借助多媒体动画结合讲述法、观察法、讨论法等多种教学方法。通过对几位科学家的实验介绍, 使学生体验科学史, 充分发挥学生学习的主体性。

【教学过程】

新课导入

展示图片:一红杏枝条伸展到墙外。请同学们用诗词来描述此情景。

学生:“春色满园关不住, 一枝红杏出墙来”。

教师:是墙外的什么诱惑使“红杏”探出脑袋, 向外张望?我们身边是不是也有类似的生活现象呢? (朝向光源生长)

引出向光性, 列举生活中的向光性实例。介绍向性运动, 思考:含羞草受到碰触垂下叶子是向性运动吗?

那么, 植物向光性的原因是什么呢?早在19世纪就引起了科学家的注意, 并深入研究发现了生长素, 作出突出贡献的有达尔文、詹森、拜尔和温特。今天这节课, 我们就和这几位科学家一起来揭示生长素的奥秘。一起来学习《植物生长素的发现》。

新课学习

一、生长素的发现过程

(一) 达尔文的实验

教师:达尔文研究了光照对金丝雀虉草胚芽鞘生长的影响, 动画演示实验一和实验二。实验一:单侧光照射胚芽鞘, 一段时间后, 胚芽鞘向光弯曲生长。实验二:切去尖端, 单侧光照, 胚芽鞘不生长不弯曲。

观看动画, 思考:

1. 感受光刺激的部位在哪里?

2. 达尔文的两组实验的条件有什么不同?通过比较思考, 你能得出什么结论?

小组交流讨论, 得出结论:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端, 向光弯曲的部位在尖端下面伸长区。教师指导示范, 学生画出实验简图。

达尔文还有一个更巧妙的实验, 动画演示实验三:用锡箔小帽分别套住胚芽鞘尖端和下面的一段, 用单侧光照射, 幼苗分别直立生长和向光弯曲生长。

观看动画, 思考:为什么要分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段呢? (排除法, 观察某一部分不受光刺激时胚芽鞘的反应, 从而确定是胚芽鞘尖端感受了光刺激)

小组讨论回答, 完成图解, 得出结论:单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激, 这种刺激向下传递, 造成背光面比向光面生长快。

那么, 这种刺激是一种物质吗?詹森和拜尔又对其进行了深入研究。我们来看看他们是怎样研究的。

(二) 詹森的实验

动画演示实验, 思考:这种刺激到底是什么?起什么作用?如何证明尖端产生刺激与光照无关?如果所用材料不透水 (云母片) 实验现象又如何?

观看动画, 小组交流讨论, 得出结论:胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。

(三) 拜尔的实验

动画演示实验, 拜尔在黑暗条件下做的实验, 思考:生长素的产生需要光吗?光起什么作用?顶端产生的刺激能传到下部, 为什么能使下方生长不均匀?

观看动画, 小组交流讨论, 得出结论:胚芽鞘的弯曲生长, 是因为顶尖产生的刺激在其下部不均匀造成的。

詹森和拜尔通过对感光部位的研究初步确定刺激为化学物质。若是尖端产生某种物质促进生长, 我们就可以把该物质收集起来, 设计相应的实验方案去验证。什么物质可以起收集作用呢?经科学家多次实验, 用琼脂比较好。接下来温特又通过怎样的实验去验证的呢?

(四) 温特的实验

动画演示温特实验, 思考:为什么要在黑暗中做这个实验?这种物质是什么呢?

自由思考讨论, 得出结论:确实是一种化学物质, 由胚芽鞘尖端产生的, 能促进生长, 命名为生长素, 是植物激素的一种。化学本质是IAA, 具有生长效应的物质还有IBA、PAA。

二、植物激素

教师:什么是植物激素?小结生长素的发现过程及作用原理。

学生回顾生长素的发现过程:设计实验、提出假说、实验验证、得出结论。

三、生长素的产生、运输和分布

小组自学讨论下列问题:

1.生长素的合成部位在哪里?

2.生长素运输特点是什么?这属于哪种运输方式?

3.生长素分布在植物的哪些器官中?

4.生长素在植物体内含量?作用效果如何?

教师区分:形态学上端、下端 (生长的方向反方向)

1.植物体向光性的原因。

2.科学家们发现生长素的过程。

3.生长素的产生、运输和分布。

【板书设计】

一、向性运动:向光性

二、生长素的发现

1.感受光刺激的部位:胚芽鞘尖端

生长素产生的部位:胚芽鞘尖端

向光弯曲的部位:胚芽鞘尖端下部

2.化学本质:IAA

生长效应物:PAA, 吲哚丁酸IBA

3.植物向光性的原因

三、植物激素

四、生长素的产生、运输和分布

【教学反思】

大自然植物的奥秘作文 篇5

有一天，我观察了两朵花发现了：仙人掌和月月红比真是小巫见大巫啊，因为仙人掌一点也不好看上面还有刺，月月红非常非常漂亮还不会像仙人掌一样上面有刺会扎到手。仙人掌其实光看外表不好看，不过仙人掌可以治病呢。

有一次，我去给它们浇水的时候发现了一个问题：为什么仙人掌会有刺呢？我去文奶奶：“奶奶，奶奶为什么仙人掌有刺呢？”奶奶说：“仙人掌当然有刺了，不然怎么会叫仙人掌呢，一定会有刺的啊!”

过了几天，我从妈妈新给我买的书――《少年科学》这本书中找到了答案，原来仙人掌主产于沙漠干旱地区，在长期的进化过程中，其叶子渐渐退化为刺，因为刺几乎没有蒸腾作用，利于水分保持所以能够适应沙漠的生存的条件。

植物能“识亲认故”的奥秘 篇6

2001年，瑞士植物学家、巴塞尔大学教授斯托克林博士做了一项有趣的实验：他将两株箭叶蓼分别栽种在一株大海蓼和一株蓝禾草的身旁。大海蓼跟箭叶蓼是“远亲”，同属蓼叶植物，而蓝草禾则是“陌生人”，跟箭叶蓼“八竿子打不到一块儿”。博士撇开大海蓼和蓝禾草，只单独向两株箭叶蓼发起“警报”，向它们喷洒化学刺激物质“茉莉酮酸甲酯”。这本是一场模拟，因为许多植物在受到敌人侵害时，都会释放“茉莉酮酸甲酯”。奇妙的是，监测发现，与自己“远亲”种植在一起的箭叶蓼，叶片上马上产生了毒素以增強防御，并警告“大海蓼”：“得到情报，有敌人来犯，请警惕！”而与“异族”蓝禾草生长在一起的那株箭叶蓼，却无动于衷，身上丝毫毒素都没有产生，反而自顾自地加快了生长的步伐。

2007年，加拿大科学家苏珊·达德利也对植物“识亲认故”的奥秘进行了探索。苏珊采用一株生长在北美五大湖岸边的开花灌木紫茉莉科叶子花属植物美洲海南芥做研究对象。他先将海南芥跟一株异族植物小叶红檀种在一起，几个月后再移栽，与自己的“兄弟”叶子花属植物深红三角花“合住”。

研究发现，当海南芥和小叶红檀生活在一起时，海南芥对这位“陌生合租人”表现出非常不客气的态度，毫不犹豫地伸展根系，拼命吸收土壤中的水分和养料。而与自己的“好兄弟”深红三角花“同居”一个花盆时，海南芥却一反常态，表现出温柔、包容的一面。它尽力阻止自己饥渴的根系伸展，和和气气地与“兄弟”分享资源。

苏珊感到好奇，再做了一个试验：将海南芥、小叶红檀和深红三角花赶往一个“大杂屋”，让三株植株同处一室，共用一个花盆。奇迹发生了，此时的海南芥表现出十分“犹豫”的表情，根系伸展畏首畏尾，伸展吧，又怕伤了深红三角花的感情，不伸展吧，又对小叶红檀这位异族植物心有不甘。于是，几个月以内，它的根系总是表现出一种既不争夺也不自我抑制的平和状态。

接下来的几年里，植物的“识亲认故”现象陆续在其他一些植物中被发现。2010年，科学家在智利荒漠中研究了一种蒿属类植物三齿蒿。三齿蒿释放的酒香味常用来驱赶昆虫。科学家剪去一株三齿蒿的叶子来模拟一场侵害，结果发现，如果在这株三齿蒿的周围生长的是它的同胞，它就会迅速长出更粗硬的枝条来抵御侵害；如果在它周围生长的只是异族，它就没有反应。

2012年，美国植物学家达德利的学生阿曼达·菲勒甚至还研究了一些树木是否会关心自己的后代。根据她的预测，距离父母较近的树木可能长势最好。

那么，植物究竟靠什么秘密武器来“识亲认故”呢？科学家经过研究，发现能识别亲友的植物大多具有一种分泌液，识别亲友的信号就以分泌液的形式表达出来。这种分泌液由植物的根系产生，包含苯酚、类黄酮、糖分、有机酸、氨基酸和蛋白质等复杂成分。

如今，植物这种“识亲认故”的能力已引起了农学家的注意。他们设想，如果将两种“亲缘关系”较近的农作物种植在一起，让它们相互帮助，共同驱赶害虫、吸引传粉昆虫和促进营养物质的摄取，是不是会获得增产呢？

植物生长素的奥秘 篇7

1.知识与技能。

(1) 概述植物生长素的发现过程。

(2) 解释植物向光性的原因。

(3) 体验发现生长素的过程和方法。

2.过程与方法。

(1) 引导启发学生提出问题、做出假设, 设计植物的向光性实验及胚芽鞘尖端产生某种物质实验并预期、观察、记录、分析实验结果并得出结论。通过对实验和问题的讨论, 逐步提高分析实验、评价实验的能力。

(2) 培养学生实验设计探究能力及训练学生逻辑思维的严密性。

3.情感、态度与价值。

通过实验的分析评价与设计, 体验感知科学探究的曲折, 提高科学素养, 端正科学研究的态度和形成勇于探索精神, 拓展知识视野;植物的向光性运动原因的解释, 能养成“由表及里、从现象到本质”分析问题的思维习惯;能评价实验设计和结论;能养成逻辑思维的严密性, 提高学生的科学素养。

重点难点

1.教学重点:概述植物生长素的发现过程、解释原因。

2.教学难点:理解实验设计的严谨性。

教学方法

1.教师的启发式引导与学生自主探索、合作交流相结合。

2.教师多媒体展示与学生板书、提问等常规教学手段相结合。

教学用具

“生长素的发现”多媒体课件。

教学过程

1.创设情境, 提出课题。

生物最基本的特征是新陈代谢, 生物体随时都在进行着复杂的生命活动, 这些活动能够顺利进行, 又能对外界刺激变化做出非常精确的反应:向日葵的幼茎随着太阳转动, 植物的幼苗破土而出, 秋天的树叶随风飘落。这些都依靠生物体自身的调节作用。那么植物生命活动调节的奥秘是什么?

教师活动1:展示向光性图片引课。

学生活动1:指出向光现象的特点, 思考:植物为什么具有向光性?从而导入新课。

2.自主探究, 归纳发现。

教师活动2:许多人可能对植物向光性的现象熟视无睹, 但正是对向光性的研究, 引导人们揭示了植物生命活动调节的奥秘, 发现了第一种植物激素——生长素。

简介 (多媒体) 在植物生长素发现过程中做出重大贡献的科学家

从1880年至1934年, 前后经过五十四年的研究, 最终发现了生长素。我们不仅要理解科学家的科学方法、实验过程和逻辑思维特点, 更要有科学家的探索精神和毅力, 现在让我们一起来探索。

学生活动2:自学课本P46-47

今天我们不局限于课本, 以实验设计的形式, 一起来探究一下植物向光生长的原因。

知识点一:生长素五大发现实验

(一) 达尔文实验

实验1:胚芽鞘受单侧光照射, 弯向光源生长。

实验2:切去胚芽鞘尖端, 胚芽鞘既不生长, 又不弯曲。

实验3:用锡箔小帽罩住胚芽鞘尖端, 胚芽鞘直立生长。

实验4:用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段, 单侧光只照射胚芽鞘尖端, 胚芽鞘仍然弯向光源生长。

教师活动3:设问:

(1) 1组和2组对照能得到什么“推测”?胚芽鞘的向光生长和尖端有关。

(2) 1组和3组对照能得到什么“推测”?胚芽鞘尖端感受单侧光刺激。

(3) 3组和4组对照能得到什么“推测”?更充分说明感光部位是胚芽鞘尖端。

课堂活动1:

如何确定以上“推测”的正确性?我们通过科学实验进行论证。

回顾必修1——生物科学研究的基本方法:

观察确定实验题目→分析假设→设计实验方案 (设计对照实验, 控制单一变量) →预测实验结果→观察实验结果→对比分析得出结论。尤其是“控制单一变量原则”。

提示:通过达尔文4组实验现象设置合适的探究题目, 注意自变量的选择。

学生活动3:设计“实验报告” (由学生补充完成。)

植物向光性探究实验报告

一、实验题目:

二、实验材料:

三、实验过程: (强调变量的设置)

四、实验现象:

五、实验结论:

教师活动4:提出3个探究实验题目, 由学生分组完成。

☆探究实验一

题目:植物是否具有向光性。

变量:有无单侧光的照射

实验材料:完整胚芽鞘 (其余略)

预期结果、实验结果、分析结论 (略)

结论:植物具有向光性, 能对单侧光刺激做出反应。

提出问题:胚芽鞘能对光刺激做出反应, 向光弯曲与胚芽鞘哪个部位有关?

如何证明?——探究实验二

☆探究实验二

题目:探究与胚芽鞘向光弯曲有关的部位。

变量:有无胚芽鞘尖端

实验材料:胚芽鞘、刀片 (其余略)

预期结果、实验结果、分析结论 (略)

结论:胚芽鞘的向光性弯曲与尖端有关。

提出问题:单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长是单侧光对植物的哪一部位起作用?感受光刺激的部位是哪?是尖端还是尖端下方?

如何证明?——探究实验三

☆探究实验三

题目:探究胚芽鞘感光部位。

变量:锡箔片罩盖部位分别为胚芽鞘尖端或胚芽鞘尖端下方

实验材料:完整胚芽鞘、锡箔帽 (其余略)

预期结果、实验结果、分析结论 (略)

结论:胚芽鞘的生长与弯曲与尖端有关, 尖端是感受光刺激的部位

学生活动4:和老师一起尝试设计实验, 初步体会变量的确定及实验过程的分析。

(教师点评上述实验中用了研究问题的常用方法——对照实验, 对照实验通常只能有一个变量, 如果实验结果不同, 就说明是由这一变量引起的, 这是生物学实验的基本原则。)

教师活动5:提问:尖端感光, 尖端下方弯曲生长, 它们之间存在什么关系?

达尔文推想胚芽鞘尖端可能产生某种物质在单侧光照射下对胚芽鞘尖端下方的部分产生某种影响。

达尔文之后, 科学家又进行了一系列的实验。

学生活动5:自学教材, 理解分析。

(二) 詹森实验

结论:该刺激是一种化学物质而且能透过琼脂传递到下部。

实验证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给尖端下方。

思路分析:

借助达尔文实验思路 (尖端及尖端下方) 将胚芽鞘“尖端”及“尖端下方”用琼脂隔开。考查尖端与尖端下方物质运输的联系。

(三) 拜尔实验

结论:胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的刺激在尖端下面一段分布不均造成的。

实验证明胚芽鞘的弯曲生长, 是因为尖端产生的刺激在尖端下方分布不均匀造成的。

思路分析:

无单侧光刺激下, 尖端放在切面一侧造成生长素在尖端下方分布不均, 也出现弯曲生长现象。

说明:尖端放置在切面一侧相当于单侧光刺激。

总结:尖端通过产生的某种物质影响下部生长。

如果尖端确实通过产生某种物质来影响下部生长, 那么这种物质应该可以转移到另一种“物质”中, 从而使该“物质”具有与尖端同样的效应。——温特实验

(四) 温特实验

教师活动6:简述实验过程及实验现象, 提问:如果实验就这样完成, 你是否有质疑?

学生活动6:讨论本实验目的:验证胚芽鞘尖端下面一段的弯曲生长是由尖端产生的物质引起的, 而不是由琼脂块本身引起的, 完善实验。

课堂活动2:

实验步骤:

1.取10个新鲜的胚芽鞘平均分为A、B两组, 切去尖端;准备两块大小相同的琼脂块M、N;

2.将切去的尖端置于琼脂块M上, N不做处理, 一段时间后, 把M、N各均分为5块, M放在A组切去尖端的胚芽鞘的一侧, N放在B组的一侧;

3.将两组胚芽鞘置于相同且适宜的环境下培养, 一段时间后, 观察两组胚芽鞘的生长弯曲情况。

预期结果:A组:朝向琼脂块对侧弯曲生长, B组:既不生长又不弯曲。

教师点评:本实验设计有两个关键:

(1) 如何验证尖端是否产生了某种物质, 实验处理应将尖端与下部分离;能否找到一种吸附该物质的基质, 该基质应该有相应的特点, 即吸附物质并向下运输。

(2) 强调生物实验的对照性原则。

结论:胚芽鞘顶端确实可以产生某种向下运输的并能引起胚芽鞘生长的物质。

思路分析:

设置对照实验, 对比尖端产生的“某物质”在不均匀分布条件下对生长是否有影响。

温特认为这可能是和动物激素类似的物质, 并把这种物质命名为:生长素。

(五) 郭葛实验

教师活动7:生长素究竟是什么物质呢?

1934年, 荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了这种物质, 经过鉴定知道它叫吲哚乙酸。

直到1942年, 人们才从高等植物中分离出了生长素, 并确认它就是IAA。生长素的发现, 是从研究植物向光性开始的, 通过几代科学家经过50多年的研究完成的。

学生活动7:总结生长素发现过程的关键点

向光性

——→向光性与尖端有关

——→尖端感受光刺激

——→尖端产生某种物质

——→分离鉴定这种物质

知识点二:植物向光性的解释

教师活动8:展示多媒体, 引导学生分析

学生活动8:归纳:生长素分布不均匀。

单侧光照射后, 胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧, 引起两侧生长不均匀, 造成向光弯曲。

课堂拓展:胚芽鞘向光性的另一种可能解释

20世纪80年代以来有学者用向日葵、萝卜等做向光性研究的时候, 对向光侧和背光侧的IAA浓度进行了精确的测量, 结果发现两侧的IAA浓度基本相等。这样就无法用生长素的机理来解释向光性了, 另一种可能原因:在单侧光的刺激下, 生长抑制物 (可能是黄质醛) 在向光一侧积累, 导致向光侧生长受到抑制而背光侧生长正常, 引起向光性。

根据本节所学有关知识, 设计一个造型独特的盆景方案。

课后反思

本节课的教学内容涉及的实验, 在现有的实验室条件下不可能短期完成, 需要一定的培养周期。在传统的教学中, 都是老师滔滔不绝地讲, 学生默默地听, 课堂气氛沉闷, 教学效率低下, 更谈不上培养学生自主学习的能力和探究能力。我采用了引导探究式的教学方法后, 通过创设自主合作的学习情境, 调动学生的学习积极性, 体现以下教学特点:

1.教学过程注重培养学生的科学素质。

教学过程的设计强调学生的参与, 从中培养学生的创造能力。学生设计实验时教师提供部分实验材料, 并着重介绍第1次接触到的材料及用具, 使学生理解材料及用具在实验中所起的作用, 由学生对比分析做出选择或由学生思考提出替代性实验材料 (如有的学生提出用盖玻片代替云母片) 。极大地解放了学生的思想, 培养了学生思维的创造性、广阔性和独立性;同时学生的学习积极性、主动性增强。

2.教学过程中培养了学生的科学态度。

在探究的过程中, 实验的分析假设有可能是正确的, 也有可能是错误的。假设是否正确应该用实验来证明而不能凭空臆测, 从中培养了学生实事求是的科学实验态度。

3.培养了学生的团队精神与协作意识。

在教师的引导下, 学生互相帮助共同思考用科学实验的基本方法学习, 设计了10多个实验, 从中培养了学生团结协作的精神和意识。

植物生长素的奥秘 篇8

关键词：鹅掌楸,生长调节剂,生长

鹅掌楸为木兰科鹅掌楸属落叶大乔木, 别名马褂木、双飘树。鹅掌楸是十分罕见而古老的树种, 为世界珍贵树种之一, 中国特有的珍稀植物, 列为国家Ⅱ级重点保护珍稀濒危物种。鹅掌楸树形端正, 树姿雄伟, 叶形奇特, 古朴似马褂, 秋叶金黄, 金黄色花朵大而美丽, 欧州人称之为“中国的郁金香树”, 极具观赏价值。材质淡红褐色, 轻软适中, 纹理清晰, 结构细, 质轻软、易加工, 少变形, 是建筑、造船、家具的优良用材。其优美的绿化效应与优质木材的利用价值, 在林业界早已引起高度的重视和普遍关注, 尤其是近些年来, 各地大力发展鹅掌楸生产, 其泛围之广, 达到前所未有的境地。

本研究主要是针对鹅掌楸2年生苗木, 利用不同植物生长调节剂及其不同浓度对鹅掌楸苗木进行处理, 与对照相比, 观测鹅掌楸苗木在苗高、径粗生长的影响, 摸索鹅掌楸苗木生长调控技术, 促进鹅掌楸快速生长具有十分重要的意义。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

6-BA、IAA均选用上海源聚生物科技有限公司生产, 含量为98.0%的可湿性粉剂, 供试植物统一采用移栽成活后的鹅掌楸2年生实生苗。

1.2 数据采集

于药剂处理前和处理后1个月测量苗高、米径, 米径用游标卡尺测定, 精确到0.01cm, 苗高用直尺测定, 精确到0.05cm。

1.3 试验设计

试验设计了用2种生长调节剂加入适量的氮、磷、钾元素, 配制成不同浓度的3种配方, 在一般山地成片栽植的鹅掌楸中, 完全采取随机抽样设计试验小区, 每1小区为10株苗木, 每个配方处理2个重复, 同时设置相应对照小区, 对照不作生长调节剂处理, 试验区和对照区植株的其它田间管理相同, 统一采用灌根处理方法, 于当年3月上中旬测量苗高、米径数据后进行第1次处理, 每隔40~50天处理1次, 共计5次, 到10月底结束处理, 于11月底苗木基本停止生长后, 叶片转黄色开始脱落再次对苗高、米径进行测量。

1.4 数据处理

利用SOSS13.0软件进行数据处理及分析, 由于试验组分和植物株数多, 测量后对株高、米径统一取其平均值, 保留小数点后2位数。苗高、米径的相对增量=试验结束后的测量值—试验前的测量值。

2 试验结果统计

各配方处理结果, 测量数据统计见下表:

试验结果表明, 由2种植物生长调节剂组合成3种不同浓度的配方, 对鹅掌楸苗木的生长均有不同程度的促进作用, 但是, 随着生长剂浓度增大, 促进作用减小, 其中以IAA (100) +6-BA (30) +N (150g) +P.K (50g) 配方的促进果最好, 比对照植物生长增高27.77cm、增粗0.71cm。

3 结论与讨论

植物生长调节剂被植物吸收进入体内, 通过调节植物的代谢活动达到促进植物生长目的。IAA的生理作用广泛, 影响细胞分裂、细胞伸长和分化, 影响营养器官的生长。6-BA可抑制植物叶绿素降解, 提高氨基酸含量, 促进细胞分裂和扩大, 诱导侧芽萌发, 促进分枝, 使植物营养体增粗增高。

从试验结果得出:本试验选用的2种植物生长调节剂和设计的3种配方浓度, 对鹅掌楸植物营养生长都有不同程度的促进作用, 但是, 随着生长调节剂浓度增大, 生长量减少, 调整配方浓度还可以增加生长量。

植物生长素的奥秘 篇9

一、作出假设概述

1.假设和作出假设

假设:在一定的经验材料的基础上, 以一定的科学知识 (即科学原理) 为依据, 对自然界或生物学实验中的可以观察到的现象提出一种尚待通过科学实验检验的推测或猜想。[2]

作出假设:是科学探究的技能之一, 假设的提出, 首先, 要有实验和观察的依据;其次, 需要严谨的推理和大胆的想象;第三, 需要通过观察和实验进一步验证和完善。

2.作出假设的基本过程

作出假设的过程, 一般可分为如下三个阶段:第一阶段是假设的出发点和客观依据;第二阶段是假设基本观点的提出;第三阶段是假设具体内容的确定、验证和完善。这三个阶段是彼此相互依存、相辅相成的。引导学生进行作出假设的技能训练的具体方法步骤如图1所示.

二、作出假设技能训练要点

人教版普通高中课程标准教科书生物必修3《稳态与环境》第3章第1节“植物生长素的发现”, 以科学探究过程为主线安排教材内容, 展现了科学家从生活现象中发现问题, 在科学思维指导下定义问题, 在科学实验中解决问题的探究过程, 该教学内容蕴含了作出假设的训练素材。因此, 以作出假设的方法步骤为教学线索设计教学, 可实现对学生作出假设的技能训练。

1.深入理解问题情境, 明确问题的给定, 为假设提供客观事实

针对需要解决的问题, 教师创设问题情境, 引导学生深入理解问题情境, 明确问题情境的实质内涵———给定, 为假设提供观察和实验依据, 即客观事实。

示例:教师指导学生阅读教材P46“问题探讨”, 引导学生调查研究和自然观察问题情境———“向着窗外生长的植株”, 明确问题的给定:①单侧光是植物向光生长的条件;②植物的幼嫩部分弯向光源生长的实质是芽的不均匀生长的结果。总结客观事实:植物向光生长的根本原因是单侧光导致植物的芽发生了不均匀生长。

2.分析客观事实, 抽象归纳本质内涵, 形成假设的基本观念

客观事实是一种结果, 任何结果都有其产生的原因, 探求导致结果的原因, 是揭示结果本质内涵的过程, 这个过程可以通过实验的方法来实现。

示例:教师组织学生对上述客观事实展开讨论, 深入分析如下问题:单侧光作为植物向光生长的条件, 是植物向光生长的直接诱因还是间接诱因呢?为解决这个问题, 科学家达尔文以金丝雀虉草胚芽为实验材料, 设计并实施四组实验 (课本P46) 。分析这四组实验结果可知, 植物向光生长的本质内涵:①胚芽鞘尖端是单侧光的作用位点, 而胚芽鞘尖端以下一段为向光生长的效应位点;②单侧光是植物向光生长的间接诱因。

3.运用已知的知识和原理, 进行严谨推理和大胆想象, 提出假设的具体内容

(1) 以假设的基本观念为依据, 结合已知知识原理, 进行推理和想象, 提出假设的具体内容

客观事物的本质内涵、规律、原理等是人类进一步认识客观世界的基础, 人类可以以此为依据, 作为推理的已知判断, 运用严谨的推理和大胆的想象, 对未知的事物作出新判断, 即作出假设。

示例:教师启发学生回忆再认芽的结构和生长特性等旧知识, 引导学生运用严谨的推理和大胆的想象, 为植物向光生长作出假设。

已知判断:①芽的结构和生长特性;②单侧光是植物发生向光生长的间接诱因;③胚芽鞘尖端是单侧光的作用位点, 而胚芽鞘尖端以下一段为向光生长的效应位点。

推理得出新判断:单侧光诱导胚芽鞘尖端产生直接诱因, 下传至胚芽鞘尖端以下一段发生作用。

大胆猜想:①单侧光诱导胚芽鞘尖端产生的直接诱因可能是某种可传递的“影响”;②这种“影响”在胚芽的伸长区分布不均匀导致伸长区背光面比向光面生长快, 因而使胚芽鞘向光弯曲生长。

归纳总结假设的具体内容:单侧光诱导胚芽鞘尖端产生某种“影响”, 向胚芽的伸长区不均匀传递, 导致伸长区背光面比向光面生长快, 进而使胚芽鞘出现向光性弯曲。

(2) 通过演绎, 运用假设预测新的实验, 进一步验证和完善假设

假设是否正确, 除了可以解释已有的客观结果以外, 还得能预测新的实验, 这是作出假设的必要环节和技能。教师充分收集课程资源, 创设问题情境, 为学生运用假设演绎新实验, 预测其结果创设训练平台[3]。

示例:假设演绎———胚芽鞘尖端产生的“影响”经由不同的介质从胚芽鞘尖端往下部传递的实验。

教师提供不同介质即琼脂片与云母片的相关理化性质等知识背景, 并创设如下问题情境:根据达尔文关于植物向光性的假设, 在胚芽鞘尖端与胚芽伸长区之间分别插入琼脂片、云母片, 在单侧光的照射下, 实验结果是怎样的呢?请学生运用假设进行演绎, 对实验结果进行预测, 具体演绎推理如下。

根据假设, 已知判断:①琼脂片和云母片的理化性质;②胚芽鞘尖端在单侧光照射下产生的这种“影响”, 可能是一种可传递的物质。

推理得出新判断:在胚芽鞘尖端与其以下部分之间放入可传导介质 (琼脂片) 和绝缘介质 (云母片) , 在单侧光照射下, 前者发生向光弯曲生长, 后者不生长不弯曲。

待学生对新实验假说演绎出预测结果之后, 教师展示科学家鲍森·詹森所做实验的结果并对学生的预测给予评价, 进而检验和强化学生假说演绎技能。

三、作出假设技能训练策略

1.明确作出假设的基本过程, 并以其为线索组织教学

作出假设的步骤包括:第一阶段, 通过自然观察、调查研究或实验, 为作出假设提供大量的客观事实;第二阶段, 分析客观事实, 抽象概括出其实质内涵, 形成假设的基本观念;第三阶段, 以假设的基本观念为已知判断, 结合已知的知识原理, 运用逻辑思维进行严谨的推理、运用非逻辑思维进行大胆的想象, 提出假设的具体内容, 并运用假设演绎解释已有的客观事实和预测新的实验, 以验证和完善假设。

2.小组合作学习是作出假设技能训练教学的有效组织形式

新课程强调同组异质、异组同质的小组合作学习, 以利于培养学生自学能力和积极参与学习的意识, 实现由学会到会学的转变。在作出假设的技能训练中, 小组合作学习的优势在于小组成员在已有知识储备、逻辑思维和非逻辑思维水平、表达能力等方面各有所长, 通过互补合作, 集思广益, 有利于作出假说各阶段的顺利进行。

3.统整课程资源, 开展作出假设技能的主题系列训练, 是强化和巩固技能的有效途径

普通高中课程标准教科书中, 有很多内容适于作为对学生进行作出假设技能训练的素材, 教师应统整课程资源, 充分挖掘, 合理利用, 以实施作出假设技能主题系列训练, 进而达到强化和巩固学生作出假设的技能。例如, 人教版普通高中课程标准教科书生物必修1中, 可以以如下5个素材对学生进行作出假设技能的系列训练:探究植物细胞的吸水和失水———生物膜的流动镶嵌模型———关于酶本质的探索———探究酵母菌细胞呼吸的方式———光合作用的探究历程。

另外, 以科学探究技能主题系列训练为线索统整课程资源, 对于教师进行系统、合理地安排教学以及专业成长具有很大的帮助和促进作用, 有利于教与学的互动, 实现有效教学。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准 (实验) [M].北京:人民教育出版社, 2003.

[2]陈咸峰.科学假说在科学理论形成中的作用[J].法制与社会, 2010, (10) :281-282.

植物生长素的奥秘 篇10

关键词：植物生理学,植物激素,生长素运输模式

在当代本科生教育中, 《植物生理学》一直是生物类学生非常重要的一门专业课, 也是生物类考研考生大多会遇到的一门课程。多年来植物生理学教科书的不同版本相继推出, 这些教材无论从深度和广度都不断提高。但是涉及到植物生长物质这一章节中植物重要激素生长素, 很少提及生长素在植物根中运输模式是怎样的。尽管国外植物生理学教科书已经及时更新了植物根中生长素运输的相关内容, 但还缺少一个完整的生长素运输模型, 这不利于学生全面理解和掌握植物重要激素生长素在细胞内的调节机制和作用模式。完整的补充这一知识点有利于学生全面的认识这一植物激素, 了解生长素运输对生长素发挥作用所带来的影响。因此, 建议及时补充植物生理学中生长素在植物根中的运输模式。

1 生长素运输对于植物生长的重要意义

生长素主要在植物叶原基、嫩叶和茎尖等生命力旺盛的部位合成, 随后以一种特殊的极性转运方式 (自植物形态学上端向形态学下端运输) 将其运输到目的地发挥生物学功能。早期在植物中使用生长素运输抑制剂发现, 生长素运输在调节植物器官发育、根和茎分支、植物可逆的向光性和向地性等方面的作用尤为突出。生长素通过极性运输维持其在植物体内的梯度性分布, 是植物形态建成的主要决策者[1]。

2 生长素在植物根中运输模式

极性运输是生长素的一个重要特征。传统意义上的生长素极性运输是指生长素从植株的茎尖生长点和幼叶等组织向下部组织的单向运输。近十几年来, 对生长素的极性运输有了更深入的研究, 已知植物中不仅存在着从茎尖向根的极性运输, 还具有在组织局部的极性运输。例如, 在根尖存在着生长素的环流, 从地上部分通过维管组织运输来的生长素经过根尖中柱细胞间的单向运输, 向根尖静止中心聚集, 然后又通过表皮细胞和侧根冠细胞向根尖的伸长区运输, 再通过皮层细胞向根尖分生区回流。生长素发挥调控作用, 主要是通过在植物组织或器官建立不对称分布, 生长素的极性运输在生长素浓度梯度的建立和维持中具有重要的作用。

3 生长素运输蛋白

3.1 生长素内流载体蛋白

生长素内流载体能够在逆浓度梯度情况下将生长素运输到细胞体内, 这种有效的运输方式对于建立和维持器官和细胞中最佳的生长素浓度梯度及分布是必需的。在拟南芥中已发现的生长素内流载家族。AUX1蛋白是拟南芥中第一个发现并且研究较为清楚的生长素内流载体, 它协同生长素外流载体共同调节根中生长素的向基性运输和向顶性运输, 对于根的向重力性应答和侧根形成非常重要[1]。

3.2 生长素外流载体蛋白

生长素外流载体PIN蛋白的序列与原核生物的膜转运蛋白同源性较高, 但被认为在早期被子植物中的PIN蛋白已经进化成一类具有独特功能的蛋白家族[2]。植物中PIN蛋白的名称是根据拟南芥中该家族成员PIN1的突变表型命名的, 由于PIN1突变体的生殖器官发育异常, 形成“针形”花序。拟南芥基因组包含8个PIN基因, 在根尖分生区, PIN1、PIN4和PIN7定位于中柱细胞, 负责将地上部分新合成的生长素向根尖运输, 在静止中心处形成生长素的最大化;分布于小柱细胞中PIN3和PIN7负责将根尖处的生长素向根冠两侧细胞横向转运[3];除了分布在根皮层细胞的基部PIN2参与向根尖处生长素流动外, 一部分在根尖表皮细胞顶部分布的PIN2负责根冠两侧生长素的向远端分生组织流动, 这样在根尖分生区就形成一个生长素“环型”流, 负责根的向地性和分生区细胞特性的维持[4]。

4 结语

综上所述, 有关生长素这三点的内容对于学生更好的了解和掌握生长素的运输模式非常重要。通过了解生长素的运输模式, 学生可以明白生长素分布及浓度梯度的建立对于生长的发挥生理作用的重要性, 更加全面的认识这一激素。

因此建议在植物生理学教材中适当添加这一方面的内容, 这对学生全面了解植物生长物质来说是有益的, 值得教学界同仁考虑。

参考文献

[1]Peer W.A.Seven things we think we know about auxin transport[J].Mol Bcular Plant, 2011, 4 (3) :487-504.

[2]Krecek P.The PIN-FORMED (PIN) protein family of auxin transporters[J].Genome Biology, 2009, 10 (12) :249.

[3]邹纯雪, 门淑珍.生长素的外输载体PIN蛋白家族研究进展[J].中国细胞生物学学报, 2013, 35 (5) :574-582.

[4]Feraru E.PIN polar targeting[J].Plant Physiol, 2008, 147 (4) :1553-1559.

[5]张继澍.植物生理学[M].第2版.北京:高等教育出版社, 2006.

内源激素对植物生长的影响 篇11

关键词：内源激素,植物,生长

植物的生长过程极其复杂, 不仅需要有机物与无机物为其细胞的生命活动提供营养, 还需要有植物生长物质进行调控。这主要包括植物激素和植物生长调节剂两种。植物激素是植物自身合成的, 产生于植物体内部, 又被称为内源激素[1]。植物的种子萌发、生长发育、衰老、器官脱落等有规律的生命活动, 都是由植物内源激素调节的。内源激素包含多种物质, 其中生长素 (IAA) 、赤霉素 (GA) 、细胞分裂素 (CTK) 、脱落酸 (ABA) 和乙烯 (ETH) 等, 这些内源激素在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。主要从植物种子的萌发、生长发育和衰老等方面阐述了内源激素对植物生长的影响。

1内源激素的概念

植物激素指的是在植物体内合成, 并且对植物生长发育起到明显作用的微量有机物质, 由于其产生于植物体的内部, 因此被称为内源激素。

2对植物生长的影响

2.1对种子休眠和萌发的影响

近年来, 研究人员对植物激素的研究大都停留在植物内源激素对种子休眠延迟或打破休眠、种子萌发等层面的研究。其结果表明, 在成熟的种子中, ABA普遍存在不利于种子的萌发, 但对维持种子的休眠有利。这可能是由于ABA可以抑制一些有利于种子萌发的酶类物质的合成与作用, 从而进一步抑制了m RNA的转录, 进而使得在种子萌发时所必需的特定酶蛋白的合成与作用。例如, 学者在对山楂种子的研究中发现, 生长素 (IAA) 对山楂种子萌发有促进作用, 而脱落酸 (ABA) 对萌发起到较强的抑制作用, 并且有着明显的促进休眠作用;同时, 学者们研究还发现, GA3和ABA可能通过促进和抑制酚类物质的氧化而影响山楂种子的休眠和萌发[2]。

学者在研究中也发现, 刚收获的浅休眠种子, 其内部会含有较高的ABA物质, 而经过后熟的非休眠种子ABA含量会发生较为明显的下降现象。在对杉木伐桩休眠芽的研究中也发现, ABA对休眠芽的萌发和停止萌发可能起着平衡和抑制作用[3]。

由此可以看出, 植物内源激素与植物的休眠和休眠的解除有密切关系, 这已为许多研究所证实。不同种类的内源激素在植物生长发育过程中有不同的作用, 且不同种类之间有交互作用[4]。

2.2对果实生长发育的影响

很多研究表明果实的生长发育, 不只是一种激素在起作用, 各激素间存在着平衡关系。IAA是内源激素中唯一的一个具有极性运输特点的调节激素, 它总是从植物形态学上端向下端运输, 不能反向运输。而且, IAA还具有低浓度下促进生长、高浓度下抑制生长的特点。IAA类物质在适宜的浓度下可以促进生根, 保持顶端优势, 并会影响花的性别分化等功能。众所周知, ETH是具有较强的促进果实成熟、调控果实糖代谢的一个关键激素。如胡芳名等通过对枣的果实生长发育期内源激素变化规律的研究发现, 枣的生长发育明显受到内源IAA、GA的影响, 另外, 内源IAA、GA和ABA之间的平衡、调节和控制着枣果实的生长发育[5]。苹果果实生长发育的全过程也不同程度的受到内源激素的调控[6]。

2.3对植物衰老的影响

环境因子、源库关系和激素被认为是能够调控植物衰老的因子。ABA具有促进植物衰老的作用, 而CTK则可延缓衰老。植物的叶片衰老是植物激素生理特性的敏感表现。加速叶片衰老的主要原因之一是CTK含量的下降。然而, ABA在植物衰老方面的作用研究结论并不一致。一般情况下, ABA促进植物衰老的作用在老叶中表现的比较明显。但是, 在对水稻和蚕豆叶片衰老的研究中, ABA的含量并没有明显增加[7]。另外, 在对小麦叶片衰老的研究中发现, 随着叶片的逐步成熟与衰老, ABA含量逐渐下降, 并维持在比较低的水平, 而CTK正好与其相反[8]。因此认为激素间的相互平衡在植物的衰老过程起着非常关键的作用。

结束语

目前, 学者们对内源激素在细胞学基础上的研究, 主要停留在其对植物生长发育各个不同阶段的影响上, 但对内源激素在生化及分子生物学方面的研究略显不足, 如对代谢酶和遗传物质是如何影响的, 又是如何协调的等等还需进一步的研究。

参考文献

[1]李萍.内源激素对油菜花芽分化及种子休眠影响的研究[J].上海蔬菜, 2010 (3) :16.

[2]张培玉, 杨晓玲, 项殿芳等.山楂种子休眠和萌发与内源激素含量的变化[A].中国园艺学会成立70周年纪念优秀论文选编[C].1999:206-209.

[3]高健, 程淑婉, 夏民洲.杉木伐桩休眠芽萌发时的内源激素状况[J].林业科学研究, 1994, 7 (5) :550-554.

[4]杜国华, 周良骋, 谢中稳等.板栗空篷机理及增产技术研究[J].安徽农业科学, 1994, 22 (2) :184-186.

[5]曹柳青, 郝敏, 贾晓梅.内源激素及植物生长调节剂对枣果实生长发育影响的研究进展[J].广西园艺, 2008, 19 (5) :67-68.

[6]邹养军, 王永熙.内源激素对苹果果实生长发育的调控作用研究进展[J].陕西农业科学, 2002 (10) :13-15.

[7]宋纯鹏.植物衰老生物学[M].北京:北京大学出版社, 1998:70-79.