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 寧波 315830； 2浙江省寧波市柴橋中學 寧波 315809)

1 關于植物向光性的兩個實驗

以下兩個關于植物向光性的實驗及其預測結果經常出現在試題的選擇題部分，其標準答案往往與真實實驗結果相悖。

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，有不少資料認為幼苗在單側光下直立生長。而事實是： 幼苗的尖端被云母片一分為二后，幼苗在單側光下仍然會表現出向光性生長。

分析： 實驗證明，尖端被云母片一分為二后，在單側光照下，植物仍然會表現出向光性生長。對此的解釋是： ①雖然整個尖端被一分為二，但是尖端的每一半仍然可能發生生長素的橫向運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有關，向光側的抑制生長物質增多抑制了向光側的生長，從而造成了彎曲生長[1]。

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

分析： 許多教輔資料認為背光側生長素會因為云母片阻擋而無法向下運輸，向光側的生長素雖然含量較少，但是仍然可以向下運輸，這就會導致幼苗背光生

圖1 在背光側的尖端下部插入云母片后幼苗的生長情況

長。但事實是： Boysen-Jensen(1913)的真實實驗得出的結論是： 當云母片從背光側插入時，胚芽鞘喪失向光性，幼苗依然會直立生長；而當云母片從向光側插入時，胚芽鞘才向光彎曲[2]。分析可能的原因是： 雖然背光側的生長素含量要高于向光側，卻因云母片阻礙而無法向下運輸，同時向光側的生長抑制物質的含量多于背光一側[3]，所以兩側的生長速度相同，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。而事實是： 高濃度的生長素可以促進側根和不定根的發生，所以不會抑制扦插枝條的不定根的生成。這是因為主根對生長素敏感，而側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

有一種誤解認為高濃度的生長素類似物因為能抑制雙子葉植物生長，所以可作為除草劑，這體現了生長素的兩重性。而事實是： 高濃度生長素類似物可以誘導細胞過度伸展最后導致植株死亡[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，形成層的細胞分生能力加強，產生腫脹，破壞了韌皮部的運輸功能，使植物因有機物運輸受阻而死。同時，這還破壞了植物正常的代謝，使植物呼吸作用加強，但不會產生ATP，造成植物細胞的損傷并浪費大量能量[5]。正常的生長素則容易被植物代謝掉，不會產生此危害。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生效果。

4 頂端優勢的產生原因

有一種觀點認為，頂端優勢產生的原因是頂芽產生的生長素在側芽積累，從而導致側芽因為生長素濃度過高而抑制生長。而事實是，生長素對側芽的抑制作用是間接的。

分析： 科學家已經發現頂端優勢的成因遠比原先認為的復雜： ①不同器官對生長素的反應敏感度不同，能促進主莖生長的生長素濃度往往對側芽和根生長有抑制作用[4]；②頂芽產生的生長素是通過抑制莖中的細胞分裂素合成從而控制莖中細胞分裂素的含量，進而抑制側芽中生長素的合成及向外運輸[6]；③同位素示蹤實驗顯示頂芽產生的生長素并未進入側芽，頂芽比側芽處的生長素濃度高，且生長素的濃度自上而下逐漸降低。而不是原先認為的側芽處能積累生長素而造成其濃度比頂芽處高，生長素并未在側芽處積累[7]。所以，植物的頂端優勢是生長素、細胞分裂素以及其他未知的信號分子共同作用的結果。

5 幼根中生長素的運輸方向

有一種誤解認為，幼根中生長素的運輸與莖中的運輸方式完全相同，是從形態學上端向形態學下端進行極性運輸。事實是： 幼根中的生長素運輸方向既有形態學下端向形態學上端運輸，也有形態學上端向形態學下端運輸，即兩種運輸方向都有。

分析： 形態學上端即形態學頂端，是指生長延伸的部位；形態學下端是指形態學基端。在地上部分生長素主要從形態學頂端向形態學基端運輸，而地下部分則主要從形態學基端向形態學頂端運輸。根尖產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。地上部分產生的生長素通過中柱越過根莖交界處進行向頂式運輸，然后根尖的生長素再經根的表層細胞通過向基式運輸向上回流(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脫落的作用

有一種誤解認為促進葉片和果實脫落的直接作用者是脫落酸，而事實是： 乙烯對葉片和果實脫落的影響更大。

分析： 研究發現，促進葉片和果實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脫落的[4]。所以，主宰植物器官脫落的內源激素主要是乙烯，而脫落酸的作用是間接的。