生长素在根部运输的几点认识

生长素在根部运输的几点认识

在人教版新课标高中生物必修3第3章第1节《植物生长素的发现》一节中,茎中生长素的运输方

向是形态学上端到下端的极性运输,那么,在植物根中生长素的运输方向是什么呢?

按照目前流行的各种高中生物教辅资料中,在解释把植物横放后根的向重力性时生长原因时,一般都认为:是根尖产生了生长素,在重力的作用下,由根尖的远地侧向近地侧横向运输,然后再向根基部方向运输,由于根对生长素很敏感,故抑制了近地侧根细胞的生长,使远地侧根细胞生长速度较快而出现向重力性生长。也就是说,根中生长素是由根尖向根基部的极性运输。然而,这种说法是不正确的。

1根中生长素的来源

IAA主要是在植物的顶端分生组织中合成的,合成后即被运输到植株各部和根中。IAA的运输

[1]是单方向的,只能从植物顶端往下运输而不能反过来从下面往顶端运输,所以称为极性运输。根

据根向重力性Evans-Moore模型,根直立生长时茎尖运向根冠的IAA在根中四周平均分布[2]。高中教材上也提到,生长素主要产生于幼嫩的芽、叶,发育中的种子等。生长素在植物中分布很广,但以生长旺盛的器官和组织如正在生长的茎尖和根尖的分生组织、胚芽鞘、受精后的子房和幼嫩的种子等含量较多,而在衰老的组织和器官中含量甚少[2]。从这里可以这样理解:根尖尤其是根尖分生组织中的较多生长素不是根尖产生的,而是茎尖产生后向下运输一直运输到根尖,并作用于根尖的。 2 根中生长素的极性运输

植物根中的生长素也表现极性运输的性质,不过是由根基部向根尖方向的运输,即向顶运输[2]。 目前,对根的向重性普遍是这样解释的,也就是Evans(1996)提出的根向重力性Evans-Moore模型:IAA在地上部合成,经维管系统运输到根,当根尖处于与重力线方向平行时,根冠细胞中淀

2+粉体沉降在柱细胞的底端,此时Ca和运到根冠的IAA向四周平均分配。然后IAA再经根皮层向基

方向运至根伸长区,以促进伸长区细胞均衡伸长,使根仍与重力线方向平行生长(图A)。但当根处于水平方向时(图B),淀粉体沉降至柱细胞下侧,从而促进Ca2+与IAA在下侧释放。Ca2+还增强IAA进入向基性的运输流,使IAA更多地经皮层运输到根的下侧,并在下侧积累。这种超最适浓度的IAA会抑制根下侧的伸长,从而引起根向下弯曲的运动反应[3]。

根据以上可知,根中生长素在根的微管系统中是从根基部向根尖的极性运输。

3 根中生长素的非极性运输

但是有人用14C-IAA体外供给植物的试验发现,根部吸收的大多随蒸腾流沿导管上运并转至其他部位[2]。这是怎么回事呢?

实际上,除了极性运输之外,在植物体中还存在非极性的长距离运输方式。非极性运输的方向决定于两端有机物浓度差等因素,是通过韧皮部进行运输的[2]。实际上植物体内的大部分束缚型生长素也是通过韧皮部运输的。束缚型生长素无生理活性,在植物体内的运输也没有极性,当束缚型生长素再度水解成游离型生长素时,又表现出生物活性和极性运输。也有人切除根尖或施用IAA的颉颃剂发现一般都能促进根的伸长,说明根尖中的IAA的含量通常处于抑制其生长的范围内。

所以,再结合前面对根的向重力性的解释可以看出,生长素在根(茎)的微管系统中是由根基部向根尖的极性运输,使根尖分布较多,由于根尖浓度大于靠近根尖部位,这种浓度差使得生长素

又从根尖沿韧皮部向根基部方向进行非极性运输。而这时的生长素很可能就是束缚型生长素。这可能对侧根的发生具有重要意义。

4 根中生长素的横向运输

生长素在植物的胚芽鞘尖端可以横向运输,是因为尖端没有维管束,当幼根处于水平方向时,根尖部位会发生横向运输吗?根据根向重力性Evans-Moore模型,当根从垂直方向转到水平方向时,根冠柱细胞中淀粉体向重力方向沉降,从而促进Ca2+和IAA在下侧释放[2]。从这里可以看出,在根尖的根冠部位存在生长素的横向运输。

综上所述,根中生长素的运输方向有极性运输、非极性运输、横向运输。根中的生长素主要来自地上部分的茎的幼嫩部位,通过微管系统从根基部向根尖进行极性运输;根尖积累的生长素可以通过韧皮部从根尖向根基部进行非极性运输;根尖的根冠部位在外力作用下(重力)可以发生横向运输。根的形态学上端是根基部,形态学下端是根尖。

生长素在根部运输的几点认识

在人教版新课标高中生物必修3第3章第1节《植物生长素的发现》一节中,茎中生长素的运输方

向是形态学上端到下端的极性运输,那么,在植物根中生长素的运输方向是什么呢?

按照目前流行的各种高中生物教辅资料中,在解释把植物横放后根的向重力性时生长原因时,一般都认为:是根尖产生了生长素,在重力的作用下,由根尖的远地侧向近地侧横向运输,然后再向根基部方向运输,由于根对生长素很敏感,故抑制了近地侧根细胞的生长,使远地侧根细胞生长速度较快而出现向重力性生长。也就是说,根中生长素是由根尖向根基部的极性运输。然而,这种说法是不正确的。

1根中生长素的来源

IAA主要是在植物的顶端分生组织中合成的,合成后即被运输到植株各部和根中。IAA的运输

[1]是单方向的,只能从植物顶端往下运输而不能反过来从下面往顶端运输,所以称为极性运输。根

据根向重力性Evans-Moore模型,根直立生长时茎尖运向根冠的IAA在根中四周平均分布[2]。高中教材上也提到,生长素主要产生于幼嫩的芽、叶,发育中的种子等。生长素在植物中分布很广,但以生长旺盛的器官和组织如正在生长的茎尖和根尖的分生组织、胚芽鞘、受精后的子房和幼嫩的种子等含量较多,而在衰老的组织和器官中含量甚少[2]。从这里可以这样理解:根尖尤其是根尖分生组织中的较多生长素不是根尖产生的,而是茎尖产生后向下运输一直运输到根尖,并作用于根尖的。 2 根中生长素的极性运输

植物根中的生长素也表现极性运输的性质,不过是由根基部向根尖方向的运输,即向顶运输[2]。 目前,对根的向重性普遍是这样解释的,也就是Evans(1996)提出的根向重力性Evans-Moore模型:IAA在地上部合成,经维管系统运输到根,当根尖处于与重力线方向平行时,根冠细胞中淀

2+粉体沉降在柱细胞的底端,此时Ca和运到根冠的IAA向四周平均分配。然后IAA再经根皮层向基

方向运至根伸长区,以促进伸长区细胞均衡伸长,使根仍与重力线方向平行生长(图A)。但当根处于水平方向时(图B),淀粉体沉降至柱细胞下侧,从而促进Ca2+与IAA在下侧释放。Ca2+还增强IAA进入向基性的运输流,使IAA更多地经皮层运输到根的下侧,并在下侧积累。这种超最适浓度的IAA会抑制根下侧的伸长,从而引起根向下弯曲的运动反应[3]。

根据以上可知,根中生长素在根的微管系统中是从根基部向根尖的极性运输。

3 根中生长素的非极性运输

但是有人用14C-IAA体外供给植物的试验发现,根部吸收的大多随蒸腾流沿导管上运并转至其他部位[2]。这是怎么回事呢?

实际上,除了极性运输之外,在植物体中还存在非极性的长距离运输方式。非极性运输的方向决定于两端有机物浓度差等因素,是通过韧皮部进行运输的[2]。实际上植物体内的大部分束缚型生长素也是通过韧皮部运输的。束缚型生长素无生理活性,在植物体内的运输也没有极性,当束缚型生长素再度水解成游离型生长素时,又表现出生物活性和极性运输。也有人切除根尖或施用IAA的颉颃剂发现一般都能促进根的伸长,说明根尖中的IAA的含量通常处于抑制其生长的范围内。

所以,再结合前面对根的向重力性的解释可以看出,生长素在根(茎)的微管系统中是由根基部向根尖的极性运输,使根尖分布较多,由于根尖浓度大于靠近根尖部位,这种浓度差使得生长素

又从根尖沿韧皮部向根基部方向进行非极性运输。而这时的生长素很可能就是束缚型生长素。这可能对侧根的发生具有重要意义。

4 根中生长素的横向运输

生长素在植物的胚芽鞘尖端可以横向运输,是因为尖端没有维管束,当幼根处于水平方向时,根尖部位会发生横向运输吗?根据根向重力性Evans-Moore模型,当根从垂直方向转到水平方向时,根冠柱细胞中淀粉体向重力方向沉降,从而促进Ca2+和IAA在下侧释放[2]。从这里可以看出,在根尖的根冠部位存在生长素的横向运输。

综上所述,根中生长素的运输方向有极性运输、非极性运输、横向运输。根中的生长素主要来自地上部分的茎的幼嫩部位,通过微管系统从根基部向根尖进行极性运输;根尖积累的生长素可以通过韧皮部从根尖向根基部进行非极性运输;根尖的根冠部位在外力作用下(重力)可以发生横向运输。根的形态学上端是根基部,形态学下端是根尖。


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