问答题4：试述植物根向重性运动的机理。

（1）向光性运动机理：对于植物向光性的机理有两种学说：生长素学说和生长抑制物质学说。 生长素学说：认为向光性反应是由于生长素浓度的差异分布引起的，光照下生长素自顶端向背光侧运输，使背光侧的生长素浓度高于向光侧而生长较快，导致茎叶向光弯曲。 生长抑制物质学说：认为向光性反应并非是背光侧生长素含量大于向光侧所致，而是由于向光侧的生长抑制物质多于背光侧，向光侧的生长受到抑制的缘故。生长抑制剂抑制生长的原因可能是妨碍了生长素与生长素受体结合，减少生长素诱导与生长有关的mRNA的转录和蛋白质的合成。另外，生长抑制物质可能阻止表皮细胞中微管的排列，引起器官的不均衡增长。 （2）向重性运动机理：生长素学说认为，植物的向重性生长是由于重力诱导对重力敏感的器官内生长素不对称分布使器官两侧的差异生长而引起的。按照这个假说，生长素是植物的重力效应物，在平放的跟内，由于向地一侧浓度过高而抑制根的下侧生长，以致根向地弯曲。根中感受重力最敏感的部位是根冠，根冠中的柱细胞含有淀粉体。一般认为柱细胞中的淀粉体具有感受与传递重力信息的功能。其可能过程如下：①根由垂直改为水平后，柱细胞下部的淀粉体随重力方向沉降；②淀粉体的沉降触及内质网，使Ca2+从内质网释放；③Ca2+在胞质内与CaM结合；④Ca2+—CaM复合体激活质膜ATP酶；⑤活化的质膜H+—ATP酶促进生长素向下极性运转造成生长素不均匀分布，下侧积累超最适浓度的生长素抑制根下侧的生长，引起根的向下弯曲。