植物生命活动调节 思维导图
中心主题：植物生命活动调节
核心概念
- 定义：植物体通过特定的物质，感知内外环境的变化，并作出适应性反应，以维持稳态、适应环境、繁衍后代的过程。
- 特点：
- 整体性：植物体各部分相互联系、相互协调,形成一个统一的整体。
- 适应性：调节的最终目的是使植物更好地适应环境。
- 稳态：通过调节维持内部环境的相对稳定。
主要调节方式
植物激素
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定义：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
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特点：
- 微量高效：极低的浓度就能产生显著生理效应。
- 可运输性：在植物体内进行极性运输或非极性运输。
- 协同与拮抗：不同激素之间相互作用,共同调节生命活动。
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五大类经典激素：
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生长素
- 代表物质：吲哚乙酸
- 主要作用：
- 促进生长：主要促进细胞伸长生长。
- 促进果实发育：发育中的种子合成生长素,促进子房发育成果实。
- 促进扦插枝条生根。
- 防止落花落果。
- 两重性：
- 低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
- 实例：顶端优势（顶芽生长素浓度低，促进自身生长；侧芽生长素浓度高，受抑制）。
- 运输方式：极性运输（从形态学上端向下端）。
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赤霉素
- 主要作用：
- 促进细胞伸长：打破种子和休眠芽的休眠,促进萌发。
- 促进果实发育：促进某些果实（如无籽葡萄）的发育。
- 促进茎秆伸长：导致植株节间伸长，表现为“疯长”。
- 主要作用：
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细胞分裂素
- 主要作用：
- 促进细胞分裂：主要存在于正在进行细胞分裂的部位，如根尖、芽尖。
- 延缓叶片衰老：与生长素协同作用，保持叶片绿色,延长光合作用时间。
- 促进芽的分化。
- 主要作用：
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脱落酸
- 主要作用：
- 抑制生长：抑制细胞分裂和种子萌发。
- 促进脱落：促进叶、花、果实的脱落。
- 促进休眠：在秋季，促进叶片脱落和芽进入休眠状态,以度过寒冬。
- 逆境响应：在干旱、寒冷等胁迫条件下大量合成，帮助植物抵抗逆境，故称为“应激激素”。
- 主要作用：
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乙烯
- 主要作用：
- 促进果实成熟：是促进果实成熟的关键激素。
- 促进器官脱落：促进叶、花、果实的老化和脱落。
- 促进开花和雌花分化。
- 特点：气体激素,在植物体内易于扩散。
- 主要作用：
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植物生长调节剂
- 定义：人工合成的,对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
- 与植物激素的关系：
- 相似性：作用效果与植物激素相似。
- 差异性：化学结构和性质可能与天然激素不同，效果更稳定、持久。
- 应用实例：
- 促进生长：如矮壮素，防止植物徒长,使茎秆粗壮。
- 生根：如萘乙酸,用于扦插育苗。
- 催熟：如乙烯利，在常温下释放乙烯，用于催熟香蕉、番茄。
- 疏花疏果：如乙烯利,可以疏除过量的花果。
- 除草：如2,4-D,作为选择性除草剂。
环境因素调节
- 光：
- 光周期现象：植物对昼夜长短的反应，影响开花时间（如长日照植物、短日照植物）。
- 光敏色素：感受红光和远红光，调控种子萌发、避荫反应等。
- 温度：
- 影响酶的活性,从而影响所有生命活动。
- 春化作用：某些植物（如冬小麦）需要经历一段时间的低温才能开花。
- 重力：
影响根和茎的生长方向（向地性、背地性）。
- 触摸：
感应机械刺激，引起生长反应（如含羞草叶片闭合）。
调节的应用
- 农业生产：
- 提高产量：合理使用生长调节剂，促进果实发育、防止落花落果。
- 改善品质：控制果实成熟期、提高果实甜度、改善外观。
- 方便管理：控制株型（如使用矮壮素）、延长储藏期（如抑制发芽）。
- 繁殖育苗：利用生长素促进扦插枝条生根。
- 园艺与观赏：
- 控制花期,满足观赏需求。
- 促进生根,快速繁殖珍稀植物。
- 环境保护：
使用无公害的生长调节剂替代某些农药。
总结与展望
- 核心机制：植物通过激素作为信号分子，整合环境信号，在基因表达层面进行调控，最终表现为宏观的形态建成和生理响应。
- 发展趋势：
- 精准农业：利用传感器和AI技术，根据作物和环境的具体情况,精确施用生长调节剂。
- 绿色环保：研发更高效、更安全、对环境友好的新型植物生长调节剂。
- 分子机制深入：利用基因编辑等技术，深入研究激素信号转导通路,为作物改良提供理论支持。
