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生长素极性运输的方向和原因

本文刊登于《中学生物教学》2010年第6期（总第２０３期）问题：1.如何理解极性运输？

2.根部的生长素运输方向究竟是什么？

3.生长素产生极性运输的原因是什么呢？

如何理解极性运输

邓过房极性运输是指生长素从形态学上端向形态学下端运输。如何区分“形态学上端和形态学下端”？在形态学上，分生迅速，向上或向者向下延伸的是上端；分生缓慢，不延伸或者延伸很少的是下端。对于植物而言，“形态学上端”通常指茎尖、根尖。

段怡忠对极性运输，马来如主编的《植物生理学》有如下内容：“极性运输是生长素的纵向运输形式，就是说生长素只能从形态学的上端向下端运输。在植物体内，实际存在着通过扩散及蒸腾作用而进行的向顶（上）运输和向基（下）的极性运输，而后者占优势。向基运输量远远超过向顶运输，因此从整体上看，生长素的运输是向基的。”从以上资料可以看出，极性运输是生长素在植物体内的纵向运输方式，极性运输应该是指被运输的生长素在宏观上朝着一个方向运动，并不是只向一个方向运输，实际上是既有纵向向上的运输，又有纵向向下运输，只是纵向向下的运输占优势，所以整体上表现出朝着一个方向运动的极性运输。

根部的生长素运输方向

１现流行高中生物教辅资料与高校教材的矛盾

常正良[湖南省衡阳县第三中学（４１１２００）] 现在流行的各种高中生物教辅资料在解释根的向重力性时，对根部生长素极性运输的方向，都认为是由根尖向根基部运输，即向基运输。这些资料中说，根尖是形态学上端，根部的生长素由根尖分生区产生，由根尖极性运输到根的基部。

武维华编《植物生理学》明确指出：“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。”这就是说，对根来说，根基部才是形态学上端，根部的生长素的极性运输是向顶运输。

２根部的生长素是怎样运输的

张兴亚[河南省鲁山三高（４６７３００）] 生长素的运输是极性运输，从形态学上部向下部运输，对于地上部分好理解，但对于根部，是怎样运输的呢？是从根尖向基部，还是相反？恳请同行释疑。

周伟[湖南省耒阳市第一中学（４２１８０１）] 根部产生的生长素很少，主要靠地上部分供给。而根部生长素运输既有向基运输，又有向顶运输。

请看科学家提出的“Ca2+和生长素在根向重力性过程中重新分布的模式”：IAA在地上部合成，经维管系统运输到根，当根尖与重力线方向平行时，根冠细胞中淀粉体沉降在柱细胞的底部，此时Ca2+和运输到根冠的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。但当根处于水平方向时，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生长反应。

段怡忠周老师所说的“而根部生长素运输既有向基运输，又有向顶运输”与“生长素的运输是极性运输，从形态学上部向下部运输”不互相矛盾吗？

安徽芜湖网友生长素利用筛管进行运输是由顶芽到根尖，浓度依次递减，属于非极性运输。

陶勇向顶运输属于极性运输；向基运输，要通过皮层和表皮细胞，属于非极性运输，即教材所描述的通过韧皮部运输，速度较快；横向运输（在根冠区细胞进行），一般可用来解释向重力性。

刘永生在根的中柱部分，细胞水平上的形态学上下方向是从根基部指向根尖，所以中柱中生长素的极性运输方向是向顶运输；而在皮层部分，细胞水平上形态学上下端的方向是从根尖指向根基，所以在皮层中生长素的极性运输方向是向基运输。

邓过房生长素的运输方式有３种：一种是和其它同化产物一样，通过韧皮部运输，运输速度约为１cm/h~2.4cm/h，运输方向决定于两端有机物浓度差等因素，即通常所说的非极性运输；另一种是仅局限于胚芽鞘、幼根、幼茎的薄壁细胞之间短距

离单方向的运输，即通常所说的极性运输，极性运输是一种局部运输方式；还有一种是，当植物生长素受到单向刺激时，包括单侧光、重力等因素，会发生横向运输。

对于茎来说，生长素的运输方式包括横向运输、非极性运输和极性运输，这里的极性运输是由茎尖、胚芽鞘向茎的基部，即幼茎的薄壁细胞运输，即所谓的向基运输。对根来说，不同组织中存在着３种不同的运输方式：在中柱细胞中，由根基向根尖的向顶式运输即极性运输；在表皮细胞中，由根尖向根基的向基式运输，即非极性运输；在根冠区细胞和伸长区细胞中，生长素的运输方向是横向运输。

需要注意的是：极性与非极性运输是植物先天性就具有的运输特点；而横向运输在有单向刺激的条件下才发生，是属于外界因素造成的，且感受部位只能是尖端，如茎尖，根尖，其他部位不会发生。

中国科学院植物研究所副所长种康说：回顾过去几十年对生长素极性运输的研究，是一个新的研究结果不断挑战原有模型和假设的过程，如根中起主导作用的输入方式、根中生长素存在回流、PIN1在膜内的快速转位的发现等。随着相关研究的继续深入，新的结果不仅会充实并修正现有的知识架构，而且将会为向地反应、生长点维持与器官发生和发育等领域的研究提供新的线索。[本话题初稿由邓过房老师搜集整理]