备课素材知识点：顶端优势的原因 高中生物学选择性必修一

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通常主茎的顶端生长很快,侧芽生长很慢或潜伏不长,这种主茎顶端生长占优势、抑制侧芽生长的现象,称为顶端优势。
这种现象产生的原因是什么？
顶端优势现象产生的原因，还没有肯定意见。解释此现象的学说主要有3种。
1、生长素或称生长素抑制学说。
K.V.蒂曼和F.斯科格于1933年提出。他们的实验证明，在蚕豆切除顶端后的断面上施加生长素，侧芽萌发受抑制，与不切除顶端的相同。他们认为顶芽是生长素合成的中心，在这里合成的生长素沿茎向基部运输，抑制侧芽生长。这是生长素直接抑制学说。R.斯诺于1937年提出，生长素并不直接抑制侧芽生长，而是引起一种间接的抑制作用，这是生长素间接抑制学说。
这一学说的其实验依据是：除去顶端，侧芽很快生长，如去顶后在切口处涂上含有生长素的羊毛脂，侧芽不能生长，即外施生长素能代替顶芽对侧芽的抑制作用。但后来有人在羽扇豆等植物上发现，在受顶端抑制的侧芽中，生长素的含量比侧芽生长所需的最适浓度要高。更发现，外施细胞分裂素给受抑制的侧芽，侧芽就能生长（即顶端优势解除），故认为侧芽被抑制的原因，是由于它们没有足够的细胞分裂素。细胞分裂素是在根中合成的，而顶芽产生的生长素的作用，可能控制细胞分裂素的运输，由于顶芽的生长素通过极性运输传递给侧芽，故顶芽生长素浓度低于侧芽生长素浓度，成为输入物质的库，比侧芽优先得到细胞分裂素。侧芽因生长素浓度高，得不到足够的细胞分裂素，因此生长受到抑制。
2、营养学说
K.格贝尔于1900年提出。他总结了植物的相关性抑制现象，认为顶芽的细胞生长迅速、代谢旺盛，所需营养物质较多。由于顶芽优先享用由根部和叶片运来的营养物质，使侧芽得不到充足的养分，从而生长受到抑制。
3、营养调运
F.W.温特于1936年提出，他认为顶端分生组织的细胞生长活跃，代谢旺盛，合成量大， 顶芽的高浓度激素促使营养物质向顶芽调运，使侧芽得不到足够的营养物质而受到抑制。顶端优势现象中激素的作用与物质调运的关系颇为复杂，可能有不止一种激素发生包括刺激与抑制两类作用。
顶端优势主要表现
大多数植物都有顶端优势现象，但表现的形式和程度因植物种类而异。顶端优势强的植物，几乎不生分枝，如乔木类的园艺植物。蔬菜中的番茄等植物顶端优势弱，能长出许多分枝。多年生木本植物由于顶端优势和芽的异质性的共同作用，表现出树冠成层分布的特性，称为层性现象。层性与树种、品种有关，如苹果、梨、核桃的顶端优势强，层性明显。柑橘、桃、李等顶端优势弱，层性不明显。
顶端对侧芽的抑制程度，随距离增加而减弱。因此对下部侧芽的抑制比对上部侧芽的轻。许多树木因此形成宝塔形树冠。顶端优势强弱与表现方式的不同，造成植物生长姿态的差异。顶端优势在匍匐茎、块茎、球茎、鳞茎和根的生长上也有明显表现。
顶端优势影响因素
顶端优势的强弱随植株年龄而变化，同时受营养和环境条件的影响。幼龄植物顶端优势强，老龄时减弱；光强过低，土壤通气不良或水分亏缺，顶端优势增强；氮素供应充足，顶端优势减弱。
顶端优势应用
农业生产上，常用消除或维持顶端优势的方法控制作物、果树和花木的生长，以达到增产和控制花木株型的目的。
去顶芽保侧芽，例如："摘心"、"打顶"，可使植物多分枝、多开花。常用打顶的办法去除顶端优势，以促使侧芽萌发、增加侧枝数目，或促进侧枝生长。例如对果树可使树形开展，多生果枝；对茶树和桑树，多生低部位侧枝便于采摘；对行道树，可扩大遮荫面积。有些化学药剂可以消除顶端优势，增加侧芽生长，提高农作物产量，其作用与剪去顶芽相似，如三碘苯甲酸（简称TIBA）已成功地应用于大豆生产中。这种方法称为化学去顶。