高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第8单元 热点题型九 植物激素调节的相关实验探究

一、与生长素有关的实验题

1．(2019·全国Ⅱ，29节选)某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按下图所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)，测得数据如下表。据此回答下列问题：

(1)上图中α角形成的原因是________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(2)据表可知，乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的α角，原因是____________________________________________。

审题关键

(1)切去顶端的胚芽鞘切段不再生长，但在切口处放上含有适宜浓度生长素的琼脂块后，胚芽鞘切段将继续生长。图中在胚芽鞘切段左侧放上含有生长素的琼脂块，使该侧生长素浓度高于右侧，细胞生长的速度大于右侧，形成α角。

(2)生长素在胚芽鞘尖端进行横向运输和极性运输。乙组中生长素不能透过云母片，导致左、右两侧琼脂块中生长素含量几乎相等，约是甲组琼脂块中生长素含量的一半。

答案　(1)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成α角　(2)乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲琼脂块中生长素的含量

(1)验证尖端产生生长素

①实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘的一侧(如图甲所示)。

②对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘的一侧(如图乙所示)。

(2)验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段

①实验组：在胚芽鞘尖端与下面一段之间插入云母片(如图甲所示)。

②对照组：胚芽鞘不进行处理(如图乙所示)。

(3)验证生长素的横向运输发生在尖端

①实验操作

②实验现象：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。

(4)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度

1．为探究植物生长素的作用机理，某同学设计了图1、图2所示实验，探究单侧光是使胚芽鞘尖端的生长素转移了，还是将生长素分解了。下列说法不正确的是(　　)

A．由图1可知单侧光将生长素分解，从而引起胚芽鞘弯曲

B．如果胚芽鞘的长度关系为c＜a＝b＝d，则说明单侧光使胚芽鞘尖端向光侧生长素分解了

C．如果胚芽鞘的长度关系为c＜a＝b＜d，则说明单侧光使向光侧生长素转移了

D．胚芽鞘尖端产生的生长素对胚芽鞘的弯曲生长起关键作用

答案　A

解析　图1中，若单侧光将生长素分解了，则甲组和乙组的胚芽鞘都应向光弯曲生长，但乙组胚芽鞘直立生长，说明单侧光没有将生长素分解，而是盖玻片阻止了生长素的横向运输，生长素均匀分布，使胚芽鞘直立生长，A项错误；由图2可知，如果胚芽鞘的长度关系为c＜a＝b＝d，则说明单侧光使胚芽鞘尖端向光侧生长素分解了，B项正确；如果胚芽鞘的长度关系为c＜a＝b＜d，则说明单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移，C项正确；由整个实验可知，胚芽鞘尖端产生的生长素对胚芽鞘的弯曲生长起关键作用，D项正确。

2．取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组，将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射，发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘无弯曲生长，其原因是(　　)

A．c组尖端能合成生长素，d组尖端不能

B．a′组尖端能合成生长素，b′组尖端不能

C．c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能

D．a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b′组尖端的生长素不能

审题关键

(1)图中a组尖端和b组尖端都能产生生长素，a′组和b′组的区别是胚芽鞘的尖端下部放置的分别是c组正立的和d组倒置的切段。

(2)由于生长素在胚芽鞘中的运输只能从形态学上端运输到形态学下端，因此，a′组胚芽鞘尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b′组胚芽鞘尖端的生长素不能向胚芽鞘基部运输。

(3)c组和d组尖端都能合成生长素，本实验没有用到c组和d组尖端。

答案　D

(1)实验操作

(2)实验现象：A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组去掉尖端的胚芽鞘既不生长也不弯曲。

2．为探究生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用，取豌豆幼苗茎切段进行对照实验，实验组设计如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．实验组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝上，对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝下

B．对照组羊毛脂中不含CFM

C．可用放射性同位素标记IAA作为测试指标

D．若受体中IAA含量与对照组相比明显减少，则说明CFM对极性运输有抑制作用

答案　A

解析　豌豆幼苗茎切段形态学上、下端属于无关变量，各组应该相同且适宜，即都是形态学上端朝上，A项错误；该实验的自变量是有无生长调节物质CFM，所以对照组羊毛脂中不含CFM，B项正确；受体中IAA含量的多少，可作为CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用的测试指标，故可用放射性同位素标记IAA作为测试指标，C项正确；若受体中IAA含量与对照组相比明显减少，则说明CFM对极性运输有抑制作用，D项正确。

3．黄瓜是雌雄同株异花传粉植物，用正常的黄瓜雌花作为实验材料验证生长素的作用，设计的做法是将用于实验的雌花在开花前套上纸袋，然后分别作如下处理：①1号花开花后给雌蕊柱头涂一定浓度的生长素并套袋，一段时间后移走纸袋；②2号花开花后人工授粉并套袋，一段时间后移走纸袋。此设计的缺陷是(　　)

A．1号花未进行人工授粉   B．缺乏自然传粉的雌花

C．2号花未涂生长素   D．缺乏只套袋处理的雌花

审题关键

本实验的目的是验证生长素的作用，该实验的自变量是有无生长素，1号有外源生长素，2号有人工授粉后发育中的种子提供的生长素，所以缺乏没有生长素的一组，即缺乏只套袋处理的雌花，该实验的因变量是果实的发育情况。

答案　D

(1)原理

(2)过程

相同黄瓜植株

(3)结果：A组发育成有子黄瓜，B组不发育，C组发育成无子黄瓜。

(4)结论：生长素是果实发育所必需的，主要由发育中的种子合成。

3．为了验证发育中的种子能产生生长素并促进果实发育，研究人员利用某异花传粉的高等植物进行对照实验，甲组植物正常受粉后套袋处理，乙组植物在开花前套袋处理，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．甲组子房直径逐渐增大只与生长素的促进作用有关

B．乙组子房逐渐萎缩是因为发育后期产生了大量乙烯

C．子房套袋的目的是避免单侧光引起生长素分布不均

D．该实验不能证明种子能产生促进果实发育的生长素

答案　D

解析　子房发育等植物生命活动是多种激素共同作用的结果，A项错误；乙组植物在开花前进行了套袋处理，不能受粉产生种子，所以没有生长素的产生，导致子房不能发育而萎缩，B项错误；子房套袋的目的是防止自然受粉产生种子，以免干扰实验结果，C项错误；根据该实验的过程和结果只能证明受粉与果实发育之间的关系，不能证明种子能产生促进果实发育的生长素，D项正确。

二、与植物激素有关的实验设计题

为探究生长素和赤霉素对豌豆茎节间切段生长的影响，某同学设计了如图所示的实验，图1实验操作科学无误，图2为实验结果，该同学根据实验结果得出了生长素和赤霉素在促进豌豆茎节间切段生长方面具有协同作用的结论。请据图回答下列问题：

(1)根据实验结果分析，该同学的实验结论__________(填“一定”或“不一定”)成立。作出该判断的理由是__________________________________________________。

(2)根据生长素的作用具有两重性的特点，该同学又提出“赤霉素对豌豆茎节间切段生长的作用也具有两重性”的假说。请写出验证该假说的简单实验设计思路和支持该假说的预期实验结果。

实验设计思路：_________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

支持该假说的预期实验结果：_______________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

审题关键

(1)本实验目的是探究生长素和赤霉素对豌豆茎节间切段生长的影响，实验应设置不加赤霉素和生长素的对照组，实验组设置为加等量的生长素，加等量的赤霉素，加等量的赤霉素和生长素混合物。

(2)实验中要注意控制无关变量，因此豌豆的生长状况应相同，且切取的部位和长度应相同，并放在相同条件下培养。

(3)根据曲线图中的信息得出结论：赤霉素与生长素具有协同作用。

(4)两重性是指低浓度能促进生长，高浓度能抑制生长，要研究赤霉素对豌豆茎节间切段生长的作用也具有两重性，实验设计思路为配制一系列浓度梯度的赤霉素溶液，分别用清水和所配制的赤霉素溶液处理长度和生长状况相同的豌豆茎节间切段，在相同且适宜的条件下培养一段时间，观测并计算每组茎切段的平均长度。

答案　(1)不一定　缺少不加激素处理的对照组，不能确定这两种激素对豌豆茎节间切段生长是否起促进作用

(2)配制一系列浓度梯度的赤霉素溶液，分别用清水和所配制的赤霉素溶液处理长度和生长状况相同的豌豆茎节间切段，在相同且适宜的条件下培养一段时间，观测并计算每组茎节间切段的平均长度　较低浓度赤霉素溶液处理组茎节间切段的平均长度比清水组的长，较高浓度赤霉素溶液处理组茎节间切段的平均长度比清水组的短

4．为探究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆幼苗伸长的影响，某生物兴趣小组用生长素和赤霉素处理豌豆幼苗的完整植株和去顶植株，实验测得不同条件下幼苗伸长的长度如下表所示。下列分析不正确的是(　　)

注：CK为空白对照组。

A．实验的自变量是激素种类和植株类型，因变量是豌豆幼苗伸长量

B．生长素和赤霉素单独作用时均可促进两种植株幼苗的伸长生长

C．生长素和赤霉素混合作用时均能体现对两种植株伸长的协同作用

D．赤霉素处理去顶植株效果不佳的原因可能与内源生长素的含量有关

答案　C

解析　根据题意和表格可知，实验的自变量是激素种类和植株类型，因变量是豌豆幼苗伸长量，A项正确；由表格数据可知，生长素和赤霉素单独作用时豌豆幼苗伸长量均大于空白对照组，说明生长素和赤霉素单独作用时均可促进两种植株幼苗的伸长生长，B项正确；对于完整植株来说，生长素和赤霉素混合作用时豌豆幼苗的伸长量23 mm小于赤霉素(GA)单独作用时幼苗的伸长量29 mm，此时不能体现生长素和赤霉素两种激素的协同作用，C项错误；对于去顶植株来说，生长素和赤霉素混合作用时豌豆幼苗的伸长量17.2 mm大于赤霉素(GA)单独作用时幼苗的伸长量8.1 mm，由此可推知，赤霉素处理去顶植株效果不佳的原因可能与内源生长素的含量减少有关，D项正确。

5．植物激素在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。请回答下列问题：

(1)研究发现，乙烯的产生具有“自促作用”，即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生，因此，这种乙烯合成的调节机制属于________调节。

(2)赤霉素作用的发挥也同动物激素一样，需要受体。现有赤霉素突变矮生玉米品种，初步确定其产生的原因有两种可能：一是植株不能产生赤霉素(或赤霉素水平低)，二是受体异常(不能与赤霉素结合发挥作用)。请设计实验来探究该突变矮生玉米品种产生的原因。材料：突变矮生玉米幼苗若干株、赤霉素溶液、根据需要其他用品自选。

(要求：写出实验思路，预期实验结果和结论)

设计实验思路：_________________________________________________________________

______________________________________________________________________________。

预期实验结果和结论：

①________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)正反馈　(2)选取生长状况相同(或相似)的突变矮生玉米幼苗若干株平均分为两组，一组用赤霉素处理作为实验组，另一组不做处理作为对照组，培养一段时间后，测量并比较两组植株的平均高度(或生长情况或长势)　①若两组株高一致，则突变矮生玉米品种由受体异常引起　②若实验组高于对照组，则突变矮生玉米品种由植株不能产生赤霉素引起

解析　(1)乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生的机制为正反馈调节。(2)分析题干信息，实验目的是探究该突变矮生玉米品种产生的原因是赤霉素水平低还是受体异常，实验的自变量是赤霉素的有无，因变量是突变矮生玉米植株的生长情况，因此，选取生长状况相同(相似)的突变矮生玉米幼苗若干株平均分为两组，一组用赤霉素处理作为实验组，另一组不做处理作为对照组，培养一段时间后，测量并比较两组植株的平均高度(或生长情况或长势)。