植物的向重力性
植物的运动
植物的运动植物的运动与多数动物不同，植物不能主动地整体移动，但植物体的各个部分也进行各种运动，其运动形式多种多样，运动机理也不尽相同。
但都是植物适应环境的表现，是感受环境刺激所作出的反应，而这些反应是通过细胞内一系列微观变化引起的。
1、植物的向性运动外界因素对植物单方向刺激所引起植物的定向生长运动，叫植物的向性运动。
由于所有的向性运动都是起因于受刺激部位的生长不均匀，所以向性运动是不可逆的生长运动。
根据刺激的因素，向性运动可分为向光性、向重力性、向化性和向水性。
1.1植物的向光性植物随光源的方向而弯曲生长的现象称向光性。
这是植物对单侧光刺激的一种反应。
根据植物向光弯曲的部位不同，可将其分为三种类型：①茎向光源方向弯曲，称正向光性，如向日葵、棉花等；②某些植物的根具有向光弯曲的特性，称负向光性，如常春藤的气生根；③叶片通过叶柄扭转使其处于对光线适合的位置，称横向光性。
关于植物向光性的机理，现在沿用的经典理论是：在单侧光的刺激下，引起相关部位生长素分布不均，即向光侧较少，背光侧较多，从而背光侧生长快向光侧生长慢，导致相关部位向光弯曲生长。
1.2 植物的向重力性播入土壤的种子，无论其胚的方向如何，胚根和胚芽总是有固定的生长方向，即根总是向下（与重力方向一致）生长，称为正向重力性；芽或茎总是向上（与重力方向相反）生长，称为负向重力性；而某些植物（如芦苇）的地下茎呈水平方向生长，称为横向重力性。
向重力性的机理和向光性相似，也是由于相关部位激素浓度不同而导致器官生长不均所致：植物体水平放置时，由于重力作用使生长素从上往下转移，这样上侧生长素少下侧生长素多，从而使茎的近地侧生长快远地侧生长慢，茎就弯曲向上生长；在根的部位生长素的分布和茎的一致，但由于根对生长素的敏感性高于茎和芽，所以远地侧生长快而近地侧生长慢，这样根就向下弯曲生长了。
1.3 植物的向水性和向化性植物的向水性是指土壤水分分布不均时根总是向着湿润的地方生长的特性。
2020沪科版高中生物选择性必修一第5章知识点归纳总结(复习必背)
选修1第5章植物生命活动的调节※胚芽鞘的感光部位和伸长部位分别是？★胚芽鞘的感光部位是尖端，伸长部位是尖端下部的伸长区。
※分别给以上两个部位罩上不透光材料，然后用单侧光照射，一段时间后的生长结果是？★罩住尖端的生长结果：直立生长；罩住尖端下部的生长结果：向光弯曲生长。
※明胶、琼脂和云母片对生长素的通透性情况？★明胶和琼脂可以透过生长素，云母片不能透过生长素。
※胚芽鞘出现向光性的原因是？★单侧光照射下，胚芽鞘尖端产生的生长素由向光侧向背光侧运输，使背光侧的生长素浓度更大，促进生长的作用更强，因此背光侧生长的更快。
※天然生长素有哪些？★吲哚-3-乙酸、4-氯吲哚乙酸、苯乙酸。
※生长素的合成部位？★生长素的合成部位主要在高等植物生长活跃的部位，如茎尖、嫩叶和发育中的种子等。
※生长素的运输方式？★一种是通过韧皮部进行的被动运输；另一种是在胚芽鞘、幼芽和幼根的薄壁细胞间进行短距离的单方向极性运输。
※极性运输属于何种运输？运输方向是？★主动运输；只能从形态学上端运往形态学下端。
※什么是顶端优势？★植物顶芽合成的生长素向下运输，大量积累在侧芽部位，而且距顶芽越近的侧芽生长素浓度越高，因生长素超过合适的浓度，侧芽生长被抑制，而顶芽处的生长素浓度适宜，所以顶芽优先生长，这种现象称为顶端优势，植株下部的的侧芽由于距离顶芽较远，生长素浓度较低，可以充分生长。
※生长素的作用方式、作用机制、发挥作用的影响因素？★作用方式：不组成细胞结构、不为细胞提供能量、不催化细胞代谢。
只是给细胞传达信息，：起着调节细胞生命活动的作用。
作用机制：生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内发生：一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。
生长素发挥作用的影响因素：（1）生长素的浓度：两重性，浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长。
（2）植物细胞的成熟情况：幼嫩细胞敏感，衰老细胞比较迟钝。
（3）器官的种类：敏感程度为根＞芽＞茎。
植物生理名词解释
●水分生理水分代谢：植物对水分的吸收、转运和散失的过程。
内聚力：同类分子间具有的分子间引力。
束缚水：又称结合水，是存在于细胞原生质胶体颗粒周围或存在于大分子结构空间中被牢固吸附着的水分。
自由水：存在于细胞间隙、原生质胶粒间、液泡中、导管和管胞内以及植物体其他间隙中的水分。
水势：指相同温度下，一个系统中1偏摩尔容积的混合溶液体系与1偏摩尔容积纯水之间自由能的差数。
溶质势：由于水中溶质颗粒的存在而引起细胞水势下降的数值，这部分降低的数值又名渗透势。
压力势：由于细胞吸水膨胀，使原生质向外对细胞壁产生膨压，而细胞壁向内产生的反作用力—壁压的存在使细胞水势升高的数值，一般为正值。
初始质壁分离时压力势为0，植物剧烈蒸腾时，为负值，水势下降。
衬质势：由于亲水的衬质与水分子间的相互作用而使水的自由能下降的那部分数值，为负值。
重力势：指水分在重力场中由于存在高度差而受重力作用，使水势升高的数值。
质外体：细胞原生质以外部分，包括细胞壁、细胞间隙、木质部导管和管胞等部位。
扩散：物质分子由高化学势向较低化学势运转直到在空间均匀分布的趋势。
（小距离）集流：由于压力差的存在而形成的大量分子集体的运动。
（大距离）水孔蛋白（AQP）：在原生质膜和液泡膜中存在一些蛋白，这些蛋白起着选择性水通道的作用。
根压：植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力缺素症：由于某种必需元素的缺乏，造成植物体内代谢紊乱，进而产生外观上可见的症状。
伤流：把植物从基部切断或植物受到创伤时，就会从断口或伤口处溢出液体的现象。
吐水：在土壤水分充足、空气湿度较大的环境中生长的植物，其叶片可直接向外溢泌水分的现象。
蒸腾作用：指水从植物地上部分以水蒸气状态向外界散失的过程。
蒸腾速率（蒸腾强度）：植物在单位时间内单位面积通过蒸腾作用所散失的水量。
单位：（g·m-2·h-1或mg·dm-2·h-1）。
蒸腾效率：指植物每蒸腾1kg水生成干物质的克数，也称为蒸腾比率，单位（g·kg-1）。
重力对植物生长方向的影响机制
重力对植物生长方向的影响机制一、引言植物生长方向的调控是植物生理学和生态学研究的重要内容之一。
重力作为一种普遍存在的环境因素，对植物生长方向具有显著影响。
本文将探讨重力如何影响植物的生长方向，以及植物如何通过内部机制响应重力，实现向地性生长。
1.1 重力对植物生长的普遍影响植物在地球上生长，不可避免地受到重力的影响。
重力不仅影响植物的形态结构，还影响其生长方向。
植物通过感知重力信号，调整生长方向，以适应环境，实现最优化的生长和繁殖。
1.2 研究重力影响的重要性了解重力对植物生长方向的影响机制，对于农业生产、植物生态学以及植物生理学等领域具有重要意义。
这不仅有助于我们更好地理解植物的生长发育过程，还可以为植物生长调控提供理论依据。
二、重力感知与信号传递植物感知重力并调整生长方向的过程涉及复杂的生物学机制。
这一过程主要包括重力感知、信号传递和生长响应三个环节。
2.1 重力感知机制植物主要通过两种方式感知重力：一种是通过细胞内的淀粉体，另一种是通过细胞壁的机械感应。
淀粉体是植物细胞特有的细胞器，它们在细胞内沉积，通过改变位置来感知重力。
细胞壁的机械感应则涉及到细胞壁的变形和细胞内压力的变化。
2.2 信号传递途径植物感知到重力信号后，会通过一系列信号传递途径将信号传递到生长活跃的区域。
这些信号传递途径包括激素信号、钙离子信号、以及一些特定的信号分子。
例如，生长素是一种重要的植物激素，它在重力影响下在植物体内重新分布，影响细胞的生长和分化。
2.3 生长响应与调控植物的生长响应是重力信号传递的最终结果。
植物通过调整细胞的生长速率和方向，实现向地性生长。
这种响应涉及到细胞分裂、细胞伸长以及细胞壁的重塑等多个方面。
三、植物对重力的适应性生长植物对重力的适应性生长是植物进化过程中形成的一种重要生存策略。
植物通过调整自身的生长模式，以适应不同的重力环境。
3.1 向地性生长向地性生长是植物对重力最直观的响应。
植物的根向下生长进入土壤，而茎向上生长以获取光照。
植物生理学名词解释
植物必需元素：对植物生长发育必不可少的元素。有三个标准，不可缺少性、不可替代性、直接功能性。采用溶液培养法，已确定17种，C、O、H、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。
被动吸收：细胞对矿质元素的吸收不需要代谢能量直接参与，离子顺着电化学势梯度转移的过程，即物质从其电化学势较高的区域向较低的区域扩散。
主动吸收：植物细胞利用代谢能量逆电化学势梯度吸收矿物质的过程。
营养最大效率期：对于某种栽培作物，施用肥料的营养效果最好的时期被称为植物营养最大效率期，许多作物的植物营养最大效率期在生殖生长时期。
C3途径和C3植物：用C14标记和纸层析技术发现的光合作用固定CO2的反应途径。由1，5—二磷酸核酮糖羧化酶催化固定CO2后，形成的最初产物３—磷酸甘油酸为三碳化合物，所以也被称为C3途径。只具有Ｃ3途经的植物称为Ｃ3植物。Ｃ3植物大多为温带和寒带植物，如水稻、小麦、棉花、大豆等。
CO2补偿点光合作用吸收CＯ2的量与呼吸作用释放CO2的量达到动态平衡时，也就是净光合速率为零时环境中的CO2浓度。
光形态建成：通常将依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变。最终汇聚成组织和器官的形成，称为光形态建成。
光敏色素：从植物抽提物中分离得到的一种吸收红光和远红光并且可以互相转化的色素分子（光受体）。
向重力性：植物在重力的影响下，保持一定方向生长的特性。
第十章 植物的生殖生理P333
花熟状态：植物开花之前必须达到的生理状态。
植物向性的实验报告
一、实验目的通过本实验，观察和探究植物在光照、水分和重力等外界因素刺激下的向性运动，了解植物向性运动的基本原理，并掌握植物向性运动实验的基本方法和步骤。
二、实验材料与仪器1. 实验材料：小麦幼苗、蚕豆种子、玉米种子等。
2. 实验仪器：培养皿、剪刀、滤纸、不透光的纸盒、锡纸、台灯、胶布、橡皮泥、清水、琼脂等。
三、实验方法与步骤1. 向光性实验（1）将小麦幼苗依次排开，分别栽种在两个花盒中。
（2）在幼苗旁边插一根火柴杆，作为对比的参照物。
（3）用剪刀在不透光的纸盒一侧挖一个直径为1厘米的孔，模拟单侧光照。
（4）将制作好的遮光罩扣住花盒，白天置于阳光充足的地方，夜间用台灯代替光源，使光从小孔中透入纸盒。
（5）每天打开纸盒，观察幼苗的生长情况，记录下高度、倾角及当日温度、天气等情况。
2. 趋水性实验（1）取几株长势相同但真叶尚未长出胚芽鞘的小麦幼苗。
（2）将幼苗种植在培养皿中，加入适量的清水。
（3）观察幼苗根部的生长方向，记录下根部的生长情况。
3. 向地性实验（1）将小麦幼苗横放，放置一段时间。
（2）观察根部的生长方向，记录下根部的生长情况。
四、实验结果与分析1. 向光性实验结果通过实验观察，发现小麦幼苗在单侧光照条件下，向阳的一侧生长速度较快，而背阳的一侧生长速度较慢，表现为向光性运动。
2. 趋水性实验结果通过实验观察，发现小麦幼苗在水分充足的情况下，根部会向着水分充足的地方生长，表现为趋水性运动。
3. 向地性实验结果通过实验观察，发现小麦幼苗在重力作用下，根部向下生长，表现为向地性运动。
五、实验结论1. 植物在光照、水分和重力等外界因素刺激下，表现出向性运动。
2. 向光性运动：植物会向着光的方向生长。
3. 趋水性运动：植物根部会向着水分充足的地方生长。
4. 向地性运动：植物的根部不会朝天上长，而是向下生长。
六、实验讨论1. 植物向性运动与植物激素的关系植物向性运动与植物激素有关，如生长素、赤霉素等。
根的向重力性
1.2 根向重力生长的生理机理向重力性（gravitropism）就是植物在重力的作用下保持向一定方向生长的性质，又可分为正向重力性、负向重力性和横向重力性。
目前，关于向重力生长的理论假说主要有三种。
1.2.1 Cholodny-Went 学说100 多年前，达尔文就注意到植物向重力性生长这一生理现象，后来经过人们多次实验，1927 年Cholodny 和1928 年Went 以燕麦胚芽鞘为实验材料，提出了生长素分布不均假说（Cholodny-Went Theory），认为植物的向重力生长现象是重力对重力敏感部位的生长素造成了不均等分配，从而引起了器官两侧不均等生长造成的，这是解释植物向光性和向重力性的经典理论。
1.2.2 平衡石学说早在达尔文时期人们就了解到根冠是一个感受重力刺激的关键部位，代表理论是平衡石学说，该学说认为根冠细胞内存在着感受重力刺激的可以移动的颗粒，称之为平衡石（statolith），含有这种颗粒的细胞称之为平衡细胞。
后来，人们提出造粉体（amyloplast）的概念，认为造粉体是根冠细胞中感受重力刺激的平衡石或叫做重力传感器（gravisensor），每个造粉体细胞（即平衡细胞）内含有多个淀粉颗粒，其分布也因器官而定，根部的平衡细胞多是根冠的柱状细胞，而茎部的分布于维管束周围的一两层细胞内，平衡石会在重力的作用下沉在细胞的底部。
平衡细胞在结构上有异于其他细胞，其细胞核位于细胞的中部或者两端，胞质也有明显的区域界线，分为内质网较多分布的周边区域和富含较多肌动蛋白微丝的中央区域。
平衡细胞中含有较多的淀粉颗粒，这些颗粒在垂直生长的器官中是分布在细胞的底部的，当重力场发生改变时，淀粉颗粒随之沉降到新的物理底端，介导着重力对植物生长的影响。
1.2.3 双叉理论1992 年，Mesland 根据非线形不平衡热力学说和重力的整体作用提出双叉理论，认为在细胞对重力感受和传导过程中细胞核和细胞骨架起着很重要的作用，推测在细胞的某一位置可能存在着对重力敏感的窗口（gravity-sensitive window）。
植物的向重力性反应及其机理概述
突变体！# ，根和花茎的向重力性弯曲受到明显抑制； 而一些拟南芥基因发生突变引起感受细胞内的淀粉体 沉降速度降低，造成花茎的向重力性反应缺陷。另 外 ， 有研究表明植物体内的由肌动蛋白丝等组成的细胞骨 架 、小液泡和管状内质网参与了淀粉体介导的重力信 号感受这一过程[(]。
尽 管 淀 粉 一 平 衡 石 假 说 得 到 了 普 遍 支 持 ，但 仍 有 一些实验现象用淀粉一平衡石假说解释不了：首 先 ， 上 面 所 说 的 激 光 消 融 实 验 显 示 ，去 除 根 冠 的 植 物 根 在 一定程度上仍具有向重力方向弯曲的能力；其 次 ，缺乏 淀粉体的拟南芥突变体！^#$的 根虽然表现一 定 的 向 重 力 性 缺 陷 ，但 延 长 重 力 刺 激 时 间 ，仍 然 能 够 发 生 一 定 的 弯 曲 ，因 此 推 测 可 能 还 存 在 另 外 的 感 受 机 制 。正如 系 列 研 究 所 证 明 的 ，植 物 的 原 生 质 体 也 能 感 受 重 力 刺 激 [5]，而且有人据此提出了原生质体假说。该假说认 为细胞中的原生质体在重力场上的取向发生改变时， 原生质体的上部的细胞膜和细胞壁之间的张力增强， 这种张力的改变通过细胞膜和细胞壁与细胞骨架之间 特 异 的 区 域 ，传 递 到 细 胞 膜 上 进 而 改 变 细 胞 膜 的 张 力 ， 活 化 离 子 通 道 ，最 终 引 起 植 物 器 官 的 向 重 力 性 弯 曲 [5]。
植物的向重力性
植物产生向重力性的原因：
2、IAA、Ca2+的作用
• 根横放时，平衡石下沉在细胞下侧内质网上，诱 导内质网释放Ca2+到细胞质， Ca2+与CaM结合 活化Ca泵和IAA泵，使根下侧积累较多的Ca和 IAA，根上、下侧生长速度不一样，从而产生向重 力性
植物向重力性的意义
• 向重力性使植物的根向土壤深处生长，这 样，既有利于植株的固定，又有利于从土 壤中吸收水和无机盐。
• 是植物对于外界环境的适应性。
植物的向重力性
分类
正向重力性：根顺着重力方向向下生长 负向重力性：茎背离重力方向向下生长 横向重力性：地下茎水平方向生长
植物产生向重力性的原因：
1、平衡石的作用
• 认为在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比 重较大的淀粉体分布，受重力影响而沉生一种压力，这种压 力就是被细胞感受的一种刺激，细胞感知后引起 不均衡生长。
2020-2021年高二生物 实验八植物向光性运动的实验设计和观察 人教版
2019-2020年高二生物实验八植物向光性运动的实验设计和观察人教版实验原理：向性运动是植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动。
它的运动方向随刺激的方向而定。
单侧光刺激下，植物表现出向光性运动。
在地心引力(重力)的影响下，植物的根表现出向重力性运动。
目的要求：1.初步学会设计植物向性运动实验的方法。
2.学会观察植物的向性运动。
重点：植物向性运动的实验原理。
选择合适的材料用具。
向光性和向重力性运动的实验步骤的设计。
观察、分析实验现象，得出结论。
难点：植物向性运动的实验步骤的设计。
材料用具：种在花盆中的植物幼苗(如玉米、小麦等)，刚萌发并已长出幼根的蚕豆种子或玉米种子等。
锡纸，滤纸，不透光的纸盒，培养皿，剪刀，台灯，胶布，橡皮泥，棉花，清水，琼脂。
方法步骤:一个比较完整的实验设计方案的实施过程,一般包括以下部分:1.拟定实验题目。
2.提出假设(一种可检验的解释)。
3.预期(检验假设所提出预期结果,预期实现说明假设成立,否则假设不成立)。
4.进行实验(设计实验遵循“对照原则”、“等量原则”、“单因子原则”，目的要达到，有可操作性。
5.收集数据。
6.分析现象和数据。
7.得出实验结论(根据事实推论,获得相应结论)。
8.写出书面实验报告。
实例:植物的向重力性实验设计方案示例1.实验目的:植物根的向重力性实验2.实验假设:植物的生长方向与地心引力（重力）有关3.实验预期:根向地生长4.材料用具:刚刚萌发的四粒玉米种子，培养皿，棉花，滤纸，胶带，橡皮泥。
5.实验过程:（1）取四粒同样大小、同样饱满、刚刚萌发的玉米种子，平放在一个培养皿内，使其胚根尖端朝向培养皿中央。
四粒玉米分别位于罗盘的东、西、南、北位置。
（2）将滤纸翦成培养皿大小，盖在玉米上。
在滤纸上面填满棉花，并浇足清水。
（3）盖上培养皿盖，用胶带把培养皿底与培养皿盖粘连在一起（切不可密封以保证通气），整个培养皿竖立放置在温暖的环境中。
6.实验记录:列表逐日记录四粒种子胚根的生长情况,重点观察记录其生长方向。
植物生理 名词解释
植物生理学一、名词解释植物生长物质：调节植物生长发育的微量生理活性物质，包括植物激素和植物生长调节剂。
植物激素：植物内源产生的、能从合成部位运往作用部位、对植物生长发育过程有显著影响的微量有机化合物。
植物生长调价剂：人工合成的、与植物激素有类似生理活性的物质称为植物生长调节剂、例如，2,4-D；萘乙酸；6-BA；乙烯利生长素的极性运输：生长素在植物体内的运输是极性运输，极性运输是单方向的，只能从形态学的上端向下端运输。
生长素是唯一具有极性运输性质的植物激素。
植物生长：植物在体积、重量、数目等形态指标方面的增加，是一种量的变化。
植物分化：植物细胞、组织和器官在形态结构、内部代谢和生理功能方面发生的变化，是一种反应不同细胞、组织和器官间区别的质的变化。
发育：植物生长和分化的总和，是植物生长分化的动态过程。
编程性细胞死亡：由有机体控制、遵循本身程序发展的细胞死亡。
分生组织：植物体内一些体积较小、等直径的胚性细胞。
（只分裂，不分化）相生相克现象：植物通过向环境释放化学物质而产生促进或抑制周围植物生长的效应，称为相生相克现象，又称化感作用。
生长温周期现象：植物对季节或昼夜温度变化的生长反应。
植物光形态建成：依赖光控制细胞分化、结构和功能的变化、表现为组织和器官建成的形态的变化。
向性运动：植物对外界单方向刺激发生反应所引起的定向生长运动。
向重力性：植物感受重力的刺激，在重力方向上发生生长反应的现象称向重力性。
向光性：植物器官对单方向光刺激发生反应而向光弯曲生长的现象。
向触性：单方向机械刺激引起的回旋生长运动。
感夜性：植物接受光暗变化信号，引起叶片的开合运动。
感温性：由温度变化引起器官两侧不均匀生长的运动。
春化作用：低温诱导促使植物开花的作用去春化作用：在植物春化过程结束之前，将植物放到较高的生长温度下，低温的效应被减弱或消除。
光周期：植物的开花与昼夜光暗的长度有关。
昼夜光暗长度即光周期。
光周期现象：植物对昼夜长度发生反应的现象称光周期现象。
植物的向性运动及机理简介
植物的向性运动及机理简介学习感悟：植物的生命调节过程在教材中内容不多，但重要，在历年的高考中经常高频出现，教学中也有许多疑难问题亟待解决，今天看到《生物学通报》（2003．05）的文章，还是能帮助系统解决植物的向性运动问题。
高等植物不能象动物一样自由移动整体的位置，但植物体的器官在空间可以产生移动，以适应环境的变化，这就是植物的运动。
高等植物的运动主要有两种类型：向性运动和感性运动。
植物向性运动是指在刺激方向和诱导所产生运动的方向之间有固定关系的运动。
依外界因素的不同，向性运动主要包括向光性、向重力性、向触性、向化性和向水性等。
向性运动大多是生长性运动，是不可逆的运动过程。
一、向光性植物随光的方向而弯曲的能力称为向光性，向光性是植物为捕获更多光能而建立起来的对不良光照条件的适应机制之一。
Charles Darwin和Francis Darwin（1880）首先发现该现象并通过对金丝雀虉（yì）草幼苗的向光性研究，提出植物向光性受到一种可运输物质的调控。
向光性分为正向光性、负向光性和横向光性（植物器官生长方向与射来的光垂直）。
植物感受光的位置主要有茎尖、根尖、胚芽鞘尖端、叶片或生长中的茎。
1．光受体蓝光是引起植物向光性最有效的光源，研究表明植物体内存在着对蓝光具有特殊敏感性而引起向光性反应的光受体。
光生物学家已克隆出数种cDNA，并证明至少有1种对向光性受体负责，但至今未鉴别出何种cDNA 表达向光性受体。
红光对诱导向光性反应无效，但有研究表明红光对其有深刻影响。
Liu ＆ Lino（1996）证明红光对蓝光诱导向光性的影响是由光敏色素介导的。
在黑暗中生长的植物无向光性反应。
该研究为生物学家找到光受体，阐明光转导途径提供了新的思路。
2．向光性运动机理目前，植物向光性运动机理有两种假说：生长素分布不均匀假说和抑制物质分布不均匀假说。
（1）生长素分布不均匀假说Cholodny（1927）＆ Went（1928）以燕麦胚芽鞘为材料研究发现在单侧蓝光作用下，背光侧胚芽鞘顶端扩散到琼脂中的生长刺激物质活性高于向光侧，并认为该物质是生长素，据此提出向光性运动是由于在单侧光作用下生长素分布不均匀引起的 Thimann等（1937）称之为Choodny－Went学说，并应用该学说解释植物向光性及向重力性运动现象，沿用至今，成为解释向光性运动的经典理论。
植物的向重力性反应及其机理概述
植物的向重力性反应及其机理概述
植物的向重力性反应(Gravitropism)又称重力感应性/重力反应性，是植物植株在检测到重力作用力时，产生的器官的可植株的空间定向的增长，本质上是动物的机体协调反应，所以也被称为机体协调反应。
一、植物的向重力性反应：
1、结构特征：
植物对重力场的反应是多器官重力反应的综合作用——主要是叶片、须根、嫩枝和枝轴等器官的增长反应，其中叶片是最显著的反应器官；
2、发生时机：
植物向重力性反应可能晚于其它反应，一般要24-48小时，但有时也可以在几分钟数小时之内发生；
3、分类形式：
植物向重力性反应的分类形式主要有上向反应和下向反应两种：
（1）上向反应：即重力作业力沿大地向上时，植物器官的变化是向上转向的；
（2）下向反应：即重力作业力沿大地向下时，植物器官的变化是向下转向的。
二、植物重力感应性的机理：
1、生物化学机理：
其机理主要与植物细胞内极性化合物甘油三酸酯和植物素分子有关，通过极性化合物甘油三酸酯分解和释放出植物素分子，形成植物体内的植物素梯度，及拮抗剂的释放，在植物细胞内激活磷酸化G差异，从而调节细胞性状的变化；
2、生理机理：
植物重力反应是植物细胞中蛋白质、极性激素、酸性脂等物质受重力场调节而分泌，并形成植物素分子梯度，从而影响细胞增殖和细胞组织状态，影响植物体器官的发育。
根的向重力性实验报告
植物根的向重力性实验报告
注意：此报告只可用于学习、参考!
1.提出问题：植物的根是向重力生长的，但是它们是否都是总向重力生长的呢？
2.作出假设：植物的根总是向重力生长
3.设计实验：
实验材料：绿豆若干颗，黑豆1颗，花生2颗
实验器材：长方形塑料盒1个，纸巾2张，塑料盖2个
实验方案：用水将纸巾打湿，放置在塑料盒中的塑料盖上。
把黑豆与花生放在一张湿纸巾上，把绿豆放在另一张湿纸巾上。
用保鲜袋包住塑料盒。
种子萌发出幼根后，观察其生长方向。
之后将所有种子翻过来，使根向上，观察根是否会再次向下生长。
结果预期：根向上后会再次向下生长。
4.实验过程
7月18日把黑豆、花生和绿豆分别放在两张湿纸巾上，放在塑料盒中的2个塑料盖上，用保鲜袋包上，放置在窗台上。
享受最纯净美食？快来绵羊国正品代购！
7月19日除花生之外所有种子都萌发出了幼根。
享受最纯净美食？快来绵羊国正品代购！
7月20日花生终于萌发出根了，黑豆和绿豆的根很壮，很长，可以从下图看出，所有种子的根都是向下（向重力）生长的，我把其中某些种子翻过来，让它们的根向上。
享受最纯净美食？快来绵羊国正品代购！
7月21日向上的根又重新弯曲向下了，某些根打了个“结”向
下弯曲。
注意这三个“结”
享受最纯净美食？快来绵羊国正品代购！
5.结果分析
黑豆、绿豆和花生的根都总是向下生长的，就算是向上后会再次向下生长。
由此可知，它们的根是总具有向重力性的。
6.结论
由这个实验可以得知，植物的根都总具有向重力性。
植物的向重力性反应及其机理概述
植物的向重力性反应及其机理概述植物在重力引导下的生长称为植物的向重力性。
植物向重力性反应的第一步是感受重力信号。
目前，关于重力信号感受的机制目前较关注的有两种假说：一是淀粉平衡石(statolith) 假说，二是原生质体压力假说。
植物根冠的柱状细胞和茎的维管束鞘细胞中存在淀粉体, 这些淀粉体被命名为平衡石。
中柱细胞和内皮层细胞通过淀粉体的沉降来感受重力变化。
生长素在调节根系向重力作用中起着重要作用，但生长素促进重力感知的机制以及随后的反应尚不清楚。
生长素介导平衡石的形成，从而调节植物的向重力性。
极性运输导致生长素在根系顶端形成浓度梯度，并调控三个关键淀粉颗粒合成基因SS4、PGM和ADG1的表达，从而影响了淀粉颗粒的积累。
这些淀粉颗粒作为平衡石感知重力变化。
进一步研究发现，TIR1介导的生长素信号是淀粉颗粒形成和根尖重力响应所必需的。
此外，在axr3突变体中，淀粉颗粒积累减少，并且根尖重力反应受到影响。
因此，生长素介导的平衡石的产生依赖于TIR1/AFB-AXR3介导的生长素信号通路。
生长素在向重力作用中具有双重作用：重力感知的调节和重力反应的调节。
植物的向地性-实验报告
植物的向性
【实验原理简述】
植物的向性运动是植物受到单向外界因素的刺激而引起的定向运动。
它的运动方向随刺激方向而定。
在地心引力（重力）的影响下，植物的根表现出向重力性运动。
【器材】
培养皿、吸水纸、剪刀、透明胶带纸、玻璃标记笔、橡皮泥、普通棉花、4粒浸泡过的玉米粒。
【步骤和记录】
1．把4粒浸泡过的玉米粒如图一所示摆放在培养皿的底盖里。
在玉米粒间的空隙填上普通棉花团，让棉花略高于玉米粒。
2．剪一块比培养皿底盖稍大的吸水纸，完全浸湿，使之恰好盖住玉米粒和棉花。
把培养皿侧立起来，观察玉米粒。
3．当玉米粒在培养皿中稳定时，用透明胶带纸将培养皿的两半封在一起。
将培养皿侧立置于橡皮泥上，放在暗处。
4．当玉米粒开始萌发时，每天绘出简图，表示出每个玉米粒的根和芽生长的方向，共绘5天。
【观察】
四天后，玉米种子开始发芽。
（由于过了四天才发芽，所以最终得到实验结果的只有三天）种子发芽后根有向地性，芽有背地性，但不明显。
第二天，由于种子在生长，现象更为明显。
到了第三天，我们可以明显地看出根的向地性，无论是哪颗种子发出的芽（其中没发芽的种子除外），根朝地心方向生长，芽则向反方向生长（如图）。
【结论】
植物在重力影响下，会保持向一定方向生长的特性。
图四 图五。
备课素材：钙泵与植物的向重力性关系 高二上学期生物人教版选择性必修1
钙泵与植物的向重力性关系人教2019版高中生物学教材必修1第88页图5-7以“钙泵”来说明ATP为主动运输供能的过程：人教2019版高中生物学教材选择性必修1第107页中提及“植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向”：那么，将重力信号转换成运输生长素的信号原理是怎样的？植物的生长发育会受到各种外界环境因素的影响。
在生长发育过程中,植物不断接受环境信号,并对这些环境信号做出反应,调整自己的生长发育和形态来适应环境。
植物信号转导是通过细胞接受胞内外信号后所产生的信号分子来进行的，作为细胞内外信号的第二信使，Ca2+在调节植物信号转导方面起着关键作用。
植物细胞钙泵的主要功能是通过消耗ATP中的能量来实现向细胞外泵出Ca2+，从而维持细胞内Ca2+的低浓度状态。
但是近年来的科学研究发现，细胞钙泵还有细胞内信号转导、气孔调节等功能，也与细胞分裂、向性运动等相关。
植物内质网膜上的钙泵可从细胞质中吸收Ca2+，在内质网中暂时储存大量的Ca2+，因而也参与了细胞质中Ca2+的调节。
内质网膜钙泵在种子发芽、分泌中起重要的作用。
叶绿体上的钙泵主要存在于叶绿体的内膜上，在叶绿体基质和细胞质之间的信号转导中发挥作用，同时与叶绿体内的能量转换过程和蛋白质进入叶绿体基质等有关。
植物的向重力性反应可以分为重力感受、信号转导、向重力性生长反应三个阶段，Ca2+在其中都起着重要的作用。
富含钙泵的内质网已经积累了大量的Ca2+,在“重力感受”阶段因重力引发的淀粉体沉降，促进了内质网通过Ca2+通道释放大量的Ca2+。
钙-钙调素(Ca2+-CaM)信号系统参与植物的信号转导,被释放的Ca2+在细胞内与CaM结合，Ca2+-CaM复合物激活了细胞膜的ATPase，ATPase活化后分别把IAA及Ca2+通过不同的途径输送到细胞外。
在“信号转导”阶段,升高浓度的Ca2+会启动钙信号途径，通过激活CaM来进一步激活Ca2+-CaM依赖型蛋白激酶(CaMK)或CaM结合蛋白(CaMBPs),并通过蛋白质磷酸化作用来影响IAA的极性运输。
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植物产生向重力性的原因：
2、IAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、Ca2+的作用
• 根横放时，平衡石下沉在细胞下侧内质网上，诱 导内质网释放Ca2+到细胞质， Ca2+与CaM结合 活化Ca泵和IAA泵，使根下侧积累较多的Ca和 IAA，根上、下侧生长速度不一样，从而产生向重 力性
植物向重力性的意义
• 向重力性使植物的根向土壤深处生长，这 样，既有利于植株的固定，又有利于从土 壤中吸收水和无机盐。
植物的向重力性
分类
正向重力性：根顺着重力方向向下生长 负向重力性：茎背离重力方向向下生长 横向重力性：地下茎水平方向生长
植物产生向重力性的原因：
1、平衡石的作用
• 认为在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比 重较大的淀粉体分布，受重力影响而沉积在细胞 底部，起平衡石的作用。它总是移向与重力方向 垂直的一边，对细胞质膜产生一种压力，这种压 力就是被细胞感受的一种刺激，细胞感知后引起 不均衡生长。
• 是植物对于外界环境的适应性。