【学霸知识清单】高中生物(人教版2019)选择性必修第一册 第5章 第5章 植物生命活动的调节 - 必背知识清单

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第5章 植物生命活动的调节第1节 植物生长素一、生长素的发现过程1.生长素的发现过程（1）达尔文的实验①发现问题：植物具有向光性，即在  单侧光  的照射下，植物朝向  光源  方向生长的现象。②实验设计（材料：金丝雀虉草的胚芽鞘） 第一组第二组图示条件相同的  单侧光  照射处理a组：不作处理，保留胚芽鞘尖端c组：用锡箔帽子把  尖端  罩上b组：去掉  胚芽鞘尖端  d组：用锡箔罩住  尖端下面一段  自变量0   尖端的有无   00   尖端是否接受光照   0现象a组：    向光弯曲生长    c组：     直立生长     b组：   不生长、不弯曲   d组：   向光弯曲生长   结论向光性产生的有关部位是胚芽鞘的  尖端  感受光刺激的部位在胚芽鞘的  尖端  胚芽鞘生长与否取决于  尖端  的有无；胚芽鞘弯曲生长部位在  尖端以下部分  ③实验结论：胚芽鞘  尖端 受  单侧光  刺激后，就向下面的  伸长区  传递某种“  影响  ”，造成伸长区  背光面  比  向光面  生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。（2）鲍森·詹森的实验                           （3）拜尔的实验 第一组第二组  第一组第二组图示 图示条件相同的  单侧光  照射 条件0  黑暗  中0处理切去胚芽鞘尖端在胚芽鞘尖端和伸长区之间插入琼脂片 处理切取胚芽鞘尖端移至左侧切取胚芽鞘尖端移至  右侧  现象  不生长、不弯曲      向光弯曲生长     现象  向右弯曲生长    向左弯曲生长  结论胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过  琼脂片  传递给下部的伸长区 结论胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的“影响”在其下部分布 不均匀 造成的（4）温特的实验 实验组对照组图示处理把接触过  胚芽鞘尖端  的琼脂块切成小块，放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧把  未接触过胚芽鞘尖端  的琼脂块切成小块，放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧现象胚芽鞘会朝  琼脂块对侧弯曲  生长0胚芽鞘  不生长、不弯曲  0结论胚芽鞘的弯曲生长确实是一种  化学物质  引起的，温特把这种物种命名为  生长素  注：琼脂块的作用是 收集尖端产生的化学物质 ；对照组的目的是 排除琼脂块自身成分对实验的干  。（5）其他科学家的研究：确认生长素的化学本质是  吲哚乙酸(IAA)  。注：植物体内具有生长素效应的物质，除了IAA外，还有  苯乙酸(PAA)  、  吲哚丁酸(IBA)  等。区别：生长素：属于  植物  (动物/植物)激素，化学本质是  吲哚乙酸  。生长激素：属于  动物  (动物/植物)激素，化学本质是  蛋白质  ，由  垂体  产生。2. 植物激素：由  植物体内  产生，能从  产生部位  运送到  作用部位  ，对植物的生长发育有  显著影响  的  微量有机物  。3. 生长素的产生、运输和分布（1）产生：部位：主要合成场所是  幼嫩的芽、叶  和  发育中的种子  。（1）产生：来源：是由  色氨酸  经过一系列反应转变而来的。（2）运输①极性运输：生长素只能  单方向  地从  形态学上端  运输到  形态学下端  。极性运输是细胞的  主动运输  ，需要  载体蛋白  协助，需要消耗  能量  。②横向运输：由  单侧光、重力、离心力  等外界刺激引起，只发生在根、芽等各个部位的  尖端  。a.判断运输类型   横向运输：   ①④   极性运输：   ②③   b.在图中标出极性运输方向     c.在图中标出横向运输方向，并总结影响横向运输的因素    影响因素：     单侧光、重力、离心力     ③非极性运输：在  成熟  组织中，生长素可以通过  韧皮部  进行非极性运输。（3）分布：在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在  生长旺盛  的部分，如  胚芽鞘  、芽和根顶端的  分生组织  、  形成层  、  发育中的种子  和果实等处。4. 胚芽鞘(植物)向光性原因（1）原因分析：植物的向光性是由于生长素  分布不均匀  造成的：  单侧光  照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量  多于  向光一侧，因而引起两侧的生长  不均匀  ，从而造成向光弯曲。（2）原因图解       （3）小结：胚芽鞘向光性实验归纳①生长素合成部位：   胚芽鞘尖端   。②生长素作用部位： 胚芽鞘尖端以下的部分(伸长区)。③胚芽鞘感光部位：   胚芽鞘尖端   。④胚芽鞘弯曲生长部位： 胚芽鞘尖端以下的部分(伸长区)。⑤胚芽鞘向光性外因：    单侧光照射    ；内因：  尖端下部生长素分布不均匀    。⑥胚芽鞘生长与否：取决于     尖端下部能否获得生长素     ；⑦胚芽鞘生长弯曲与否：取决于   尖端下部生长素分布是否均匀   。5. 不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲现象分析（1）暗盒开孔类                            （2）云母片(玻璃片)插入类(注：生长素不能透过)    现象：①    直立生长                       现象：①     直立生长      ②    直立生长    ②  向光弯曲生长                           ③   向光弯曲生长    ④  向左弯曲生长 （3）切割移植类    现象：①  直立生长    ②  向左弯曲生长    ③a、b、c关系为：  a＝b＋c，b＞c  ，胚芽鞘生长情况：  向右弯曲生长  ④a、b、c关系为：  a＝b＋c，c＞b  ，胚芽鞘生长情况：  向左弯曲生长  （4）锡箔纸遮盖类                          （5）旋转类     现象：①  直立生长    ②  向光弯曲生长     现象：①  向中央弯曲生长    ②  直立生长③  向开孔处弯曲生长  （6）幼苗横置类                            （7）失重类   现象：①  根向下弯曲生长                   现象：  根茎都水平生长    ②  茎向上弯曲生长  特别提醒：①尖端是否产生生长素和产生生长素的多少，与光照无关，所以在黑暗的情况下胚芽鞘也能直立生长。②幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但因无重力作用而失去了根的向重力性和茎的负向重力性。      6. 生长素极性运输的实验验证         两组相互对照，共同证明生长素只能由形态学  上端  向形态学  下端  运输。二、生长素的生理作用1. 作用机理：生长素能促进细胞  伸长生长  ，从而引起植株长高。2. 作用方式：生长素 不直接  参与细胞代谢，而是作为 信息分子  给细胞传达一种 调节代谢  的信息。3. 生长素的作用特点——  两重  性（1）作用表现：既能促进生长，也能  抑制  生长；既能  促进  发芽，也能抑制发芽；既能防止   落花落果  ，也能疏花疏果。（2）影响生长素生理作用的因素①浓度：一般情况下，在  浓度较低  时促进生长，在  浓度过高  时抑制生长，甚至  杀死  植物。②成熟程度：一般来说，  幼嫩  的细胞对生长素敏感，  老细胞  则比较迟钝。③器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为：  根  ＞  芽  ＞  茎  。（3）生长素两重性曲线分析①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效不同。即在一定浓度范围内  促进  生长，超过这一范围则  抑制  生长。以根为例：A′点浓度：表现为对根的生长   既不促进，也不抑制   (为低浓度和高浓度的分界点)；A′点前浓度(低浓度)：表现为  促进生长  ；A′点后浓度(高浓度)：表现为  抑制生长  。A点浓度：为促进根生长的  最适浓度  ；A点前：随浓度升高，   促进作用逐渐增强   ；AA′段：随浓度升高，   促进作用逐渐减弱   ；A′点后：随浓度升高，   抑制作用逐渐增强   。注：由生长素作用曲线可知，存在作用效果相同的两种生长素浓度，最适浓度在这两种浓度之间。②同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性高低：  根  ＞  芽  ＞  茎  )，也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。例如：B′点浓度，对根表现为  抑制  作用，对芽表现为  既不促进、也不抑制  ，对茎表现为  促进作用。注意：在太空中(重力为0)，植物根、茎的生长不同于地球上，但生长素两重性的曲线仍适用。4. 生长素两重性实例（1）顶端优势①概念：  顶芽  优先生长，侧芽受到  抑制  的现象。②原因分析：顶芽产生的生长素向下极性运输，大量积累在靠近顶芽的  侧芽  附近。由于侧芽对生长素浓度比较  敏感  ，因此侧芽的生长受到  抑制  ；而顶芽处的生长素浓度适宜，生长  较快  。        ③解除顶端优势的方法：  去掉顶芽  。如棉花摘心可使侧芽处生长素浓度  降低  (升高/降低)，  促进  (促进/抑制)其生长。（思考：上图去掉顶芽后侧芽  A  生长较快）④应用：需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势；不要长高、需要侧枝较多的植物（如棉花摘心、烟草打顶、果树修剪整枝）：去掉顶芽，解除顶端优势。 第2节 其他植物激素1. 能引起水稻植株出现疯长现象(恶苗病)的激素是  赤霉素  。2. 植物激素的合成部位和主要作用种类合成部位生理功能生长素幼嫩的  芽和幼叶  和发育中的  种子  促进细胞  伸长生长  ，从而引起植株增高赤霉素GA未成熟的  种子  、  幼根  和  幼芽  ①促进细胞  伸长生长  ，从而引起植株增高；②促进种子  萌发  和果实  发育  细胞分裂素CTK主要是  根尖  ①促进细胞  分裂  ②促进芽的 分化    延缓衰老脱落酸ABA  根冠、萎蔫的叶片  等①抑制细胞  分裂  ；②促进叶和果实的  衰老  和  脱落  ③维持种子休眠  、促进气孔关闭乙烯ETH植物体  各个部位  ①促进果实成熟 ；②促进叶、花、果实脱落；③促进开花   注：第六类植物激素——油菜素内酯：促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发。3. 各种激素间的相互关系（1）在植物的  生长发育  和适应  环境变化  的过程中，各种植物激素并不是  孤立  地起作用，而是多种激素  相互作用  共同调节。（2）在细胞分裂起作用的激素 
_生长素_和__细胞分裂素__在细胞分裂起__协同_作用。 （3）生长素和赤霉素的关系两者都能促进细胞伸长，表现为协同 作用。赤霉素既可促进 生长素的合成，又可抑制生长素分解。（4）脱落酸和赤霉素的关系脱落酸使种子保持 休眠状 态，赤霉素促进种子萌发 ，两者为拮抗  作用。（5）生长素和乙烯的关系生长素含量达到一定值时，促进 乙烯合成；乙烯含量升高会抑制 生长素的作用。可见高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的。（6）在花的性别分化上起作用的激素
赤霉素_促进雄花分化，_脱落酸_促进雌花分化；_赤霉素_和_脱落酸_在黄瓜花的性别分化上起_拮抗_作用。
 第3节植物生长调节剂的应用1. 植物生长调节剂（1）含义：  人工合成  的对植物的生长发育有  调节  作用的  化学物质  。（2）优点：容易  合成  、原料  广泛  、  效果稳定  等优点。                    思考：植物生长调节剂效果稳定的原因：     植物生长调节剂在植物体内没有分解它的酶    。植物生长调节剂的类型和作用（1）分子结构和生理效应与植物激素 类似，如吲哚丁酸。 （2）分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素类似的生理效应，如α-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。（3）生长调节剂应用的好处：提高作物产量、改善产品品质；减轻人工劳动。（4）生长调节剂应用的负面影响：使用不当，可能影响作物产量和产品品质；过量使用，可能对人体健康和环境  带来不利影响。3. 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度（1）原理：适宜浓度的NAA溶液促进插条生根  ，浓度过高或过低都不利于插条生根  。（2）处理插条的方法①浸泡法：适用于  低  浓度溶液，要在遮阴和空气湿度较高的地方进行。②沾蘸法：适用于  高  浓度溶液。（3）变量分析①自变量：不同生长素类似物溶液的  浓度  。②因变量：插条的  生根  情况，如   生根时间，根的数量、长度   。③无关变量：如  处理时间、光照、温度、枝条上芽的数量  ，无关变量要求  相同且适宜  。（4）实验思路：设计一系列  浓度梯度  的生长素类似物溶液，观察统计各浓度下插条  生根情况  。①将  生长状况  相同的插条平均分成若干组；②配制对应组数的系列  梯度浓度  的生长素类似物溶液，使用清水(浓度为0)的一组作为  对照  组。③分别用不同浓度的生长素类似物溶液处理对应组的  插条形态学下端  ；④观察记录插条   生根时间，根的数量、长度   等，确定最适浓度。实验中生根时间最短、数量最多、长度最长的一组对应浓度就是促进扦插生根的  最适浓度  。（5）在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个  预实验  。可以为进一步的实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。 第4节 环境因素参与植物的生命活动一、光对植物生长发育的调节1.光对植物生长发育的作用（1）光是植物进行光合作用的能量来源；（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。2.光信号传导的结构基础之一——光敏色素（1）化学本质：蛋白质（色素—蛋白复合体）（2）分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。（3）吸收光的类型：主要是红光和远红光。
3.光调控植物生长发育的反应机制二、参与调节植物生命活动的其他因素
  光，温度、重力  等环境因素也会参与调节植物的生长发育。1.温度参与植物生长发育的调节的实例（1）年轮形成的原因：①春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；②秋冬季细胞分裂慢，细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。（2）春化作用 ：经历低温诱导促使植物开花的作用。2.重力参与植物生长发育的调节实例正向重力性：根顺着重力方向向下生长（根的向地性）负向重力性：茎背着重力方向向上生长（茎的背地性）淀粉—平衡石假说：植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。三、植物生长发育的整体调控高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控，是基因表达调控、激索调节和环境因素调节共同构成的网络。1.基因表达调控：植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。2.激素调节：激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。3.环境因素调节：植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。