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2025届高考 一轮复习 人教版植物激素及其作用 课件(多选版) (1)
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这是一份2025届高考 一轮复习 人教版植物激素及其作用 课件(多选版) (1)，共60页。PPT课件主要包含了考点一植物生长素，3拜尔实验，4温特实验，植物激素的概念，促进效果，多结果，发出更多的侧枝，考点二其他植物激素，共同调控，细胞核等内容，欢迎下载使用。
【精梳·攻教材】一、生长素的发现过程1.发现过程:(1)达尔文实验:
(2)鲍森·詹森实验:
【名师点睛】 琼脂、云母片与玻璃片的区别琼脂不会阻断生长素的运输和传递,而云母片、玻璃片等则会阻断生长素的运输。
2.植物向光性的解释:
二、生长素的合成、运输和分布
【名师点睛】 形态学上端和下端在形态学上,分生迅速,向上或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。
三、生长素的生理作用及特性1.生长素的生理作用:
2.生长素的作用特点:
【名师点睛】 生长素体现低浓度促进生长,高浓度抑制生长的两实例(1)顶端优势。(2)根的向地生长。
【辨·清易错】 1.植物生长素就是指吲哚乙酸。( )分析:科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸,植物体内具有与吲哚乙酸相同效应的物质还有苯乙酸、吲哚丁酸等,它们都属于生长素。2.生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。( )3.生长素在植物各器官都有分布。( )
4.对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度相同。 ( )分析:如图:对于不同的器官来说,生长素促进根、芽生长的最适浓度不同。5.杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。( )分析:杨树顶芽自身能合成生长素,不需要侧芽提供。6.生长素的极性运输需ATP水解提供能量。( )7.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素。( )8.成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。( )
【写·练表达】 1.(选择性必修1 P94“思考·讨论”)不同浓度的生长素对茎生长的促进作用不一定不同,原因是:在最适浓度的两侧,____________________________________________________。2. (选择性必修1 P94“与社会的联系”)顶端优势原理得到广泛利用:(1)农民会适时摘除棉花的顶芽,以促进侧芽的发育,从而使它________________。(2)园艺师会适时修剪景观树木,让树木________________,使树型圆润、丰满。
会有两个不同浓度的生长素对植物产生相同的
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2023·邢台模拟)19世纪末,达尔文用燕麦的胚芽鞘进行以下实验。有关叙述错误的是( )A.实验①②对照可说明胚芽鞘弯曲生长与尖端有关B.实验①②③说明胚芽鞘尖端能够感受单侧光刺激C.若实验④增加尖端下部遮光处理则实验结果不变D.实验③④对照可排除单侧光对胚芽鞘生长的影响聚焦考查点:植物的向光性。
【解析】选D。实验①和实验②的区别在于有无尖端,①有尖端,胚芽鞘向光弯曲生长,②没有尖端,胚芽鞘没有表现出向光弯曲生长,说明胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关,A正确;实验①有尖端,胚芽鞘能感受单侧光从而向光弯曲生长,实验②没有尖端,胚芽鞘没有表现出向光弯曲生长,说明胚芽鞘未感受到单侧光刺激,实验③中尖端套上不透光小帽后胚芽鞘直立生长,综上所述可说明胚芽鞘能够感受单侧光刺激的部位是尖端,B正确;与实验③相比,实验④中尖端套上透光小帽,胚芽鞘向光弯曲生长,进一步证明感受单侧光刺激的部位是尖端,而不是尖端下部,因此若实验④增加尖端下部遮光处理则实验结果不变,C正确;实验③④均在尖端套上小帽,实验④为透光小帽,与实验③对照可排除小帽对胚芽鞘生长的影响,D错误。
【破解策略】掌握植物向光性产生的原因(1)原因分析:
【精练·提能力】1.(多选)(2023·衡水模拟)下列与植物生长素发现史相关的叙述,正确的是( )A.达尔文实验的自变量分别是尖端的有无、遮光部位的差异B.鲍森·詹森的实验在单侧光下进行,证明尖端产生的影响因素可透过琼脂片传递给下部C.拜尔的实验在黑暗中进行,自变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过D.温特的实验证明引起胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质,并把这种物质命名为生长素
【解析】选A、B、D。达尔文实验的自变量分别是尖端的有无、遮光部位的差异,说明了胚芽鞘弯曲生长的部位是尖端下部,感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端,A正确;鲍森·詹森在胚芽鞘的切面上放一个琼脂片,再将切下的尖端放在琼脂片上,并给予单侧光照射,植物弯向光源生长,证明胚芽鞘尖端产生的影响因素可以透过琼脂片传递给下部,B正确;温特实验的自变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过,C错误;温特的实验自变量是琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端,证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并把这种物质命名为生长素,D正确。
2.如图甲为横放在地面上植株幼苗的生长状况,图乙为不同生长素浓度对某植物部分器官生长的影响曲线。下列分析错误的是( )A.生长素不能催化细胞代谢、不为细胞提供能量,而是通过给细胞传达信息起调节作用B.图甲中根受重力刺激,造成a侧生长素浓度小于c侧,生长素对a侧细胞的促进作用小于c侧,导致根向地生长C.由图乙可知同一浓度的生长素对同一植物不同器官作用效果可能相同D.由图乙可知根对生长素的敏感性高于芽
【解析】选B。生长素不能催化细胞代谢、不为细胞提供能量,它是对植物生长发育具有调节作用的一类化合物,A正确;图甲中根受重力刺激,造成a侧生长素浓度小于c侧,生长素对a侧细胞的促进作用大于c侧(c侧有抑制作用),导致根向地生长,B错误;由图乙可知同一浓度的生长素对同一植物不同器官作用效果可能相同,如图中的c点对于根和芽的促进作用相同,C正确;由图乙可知根对生长素的敏感性高于芽,表现在较低浓度时根就表现出促进作用,D正确。
提升·关键能力——模型与建模生长素生理作用曲线分析(1)同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析:
(2)利用“三看法”判断生长素的作用特点:
【加固训练】1.下列实验中,能说明胚芽鞘尖端确实产生了“生长素”的是( )
【解析】选D。A图中为胚芽鞘弯向光源生长,说明胚芽鞘能感受单侧光的刺激,并向光生长,A错误;B图中胚芽鞘的尖端被切除,不生长,说明胚芽鞘的生长与尖端有关,B错误;C图中用锡箔将胚芽鞘的尖端部位遮光,是为了证明胚芽鞘的尖端是感受单侧光刺激的部位,C错误;D图中将胚芽鞘尖端放在琼脂块上一段时间,然后将琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘上,结果胚芽鞘能生长,说明胚芽鞘尖端确实产生了某种物质即“生长素”,D正确。
【知识纵横】胚芽鞘系列实验的六个结论(1)胚芽鞘感光部位——尖端。(2)胚芽鞘弯曲生长的部位——尖端下面一段(即伸长区)。(3)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。(4)生长素的产生是否需要光——不需要。(5)生长素横向运输的部位——胚芽鞘尖端。(6)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。
2.将含有14C标记的生长素的琼脂小块(供体)放在燕麦胚芽鞘中段的一端,另一块不含生长素的琼脂小块(受体)放在另一端,如图所示。一段时间后检测受体中的放射性分布,在受体甲、丁中能检测到放射性,乙、丙中则不能。下列叙述正确的是( )A.胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端B.该实验的目的是验证生长素能促进胚芽鞘生长C.生长素在胚芽鞘中的运输受重力因素控制D.用14C标记生长素是为了加快生长素的运输速度
【解析】选A。根据题意,在受体甲、丁中能检测到放射性,乙、丙中则不能,说明胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端,A正确;该实验的目的是验证生长素的运输方向,B错误;生长素在胚芽鞘中的极性运输受遗传因素控制,而不受重力控制,C错误;用14C标记生长素是为了检测生长素的运输情况,D错误。
3.如图中A、B、C表示花盆放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上。A放在转盘的圆盘上,B放在开小窗的暗箱内,暗箱放在转盘正中,C放在转盘正中,外面套上开小窗的暗箱。下列说法错误的是( )A.若A花盆随转盘旋转,花盆中的小苗将会背离圆心生长B.若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,C花盆中的小苗将会直立生长C.若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,B花盆中的小苗将会弯向单侧光源生长D.若B花盆和暗箱一起旋转,B花盆中的小苗将会弯向小窗生长
【解析】选A。影响A花盆的外力为离心力,生长素主要分布于外侧,小苗将向圆心生长,A错误;若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,小苗处于黑暗环境中,生长素分布均匀,小苗将直立生长,B正确;若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,只有当小窗转到光源方向时小苗才接受一次单侧光照射,小苗将弯向光源生长,C正确;若B花盆和暗箱一起旋转,则小苗表现为接受间断的单侧光照射,光源来源于小窗,所以小苗弯向小窗生长,D正确。
【方法规律】“两看法”判断植物长不长、弯不弯
【精梳·攻教材】一、其他植物激素的种类和作用
【名师点睛】 油菜素内酯的作用油菜素内酯被认定为第六类植物激素,油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。
二、植物激素间的相互作用1.各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素__________植物的生长发育和对环境的适应。例如,生长素主要促进________的分裂,而细胞分裂素主要促进________的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。2.不同植物激素在代谢上还存在着__________。 如:生长素和乙烯对细胞伸长生长的影响。
3.决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。例如,黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值______,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花。
【辨·清易错】 1.赤霉素的施用可引起水稻植株疯长。( ) 2.生长素主要促进细胞质分裂,细胞分裂素主要促进细胞核分裂。( )分析:生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。3.种子萌发过程中,赤霉素促进萌发,脱落酸抑制萌发。( )4.在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性。( )5.乙烯能促进果实的成熟,所以在幼嫩的果实中含量较多。( )分析:乙烯在成熟的果实中含量相对较多。
【写·练表达】 1.(选择性必修1 P96 正文)赤霉素不只能在植物体内合成,赤霉菌也可以合成赤霉素,但赤霉菌合成的赤霉素不是植物激素,原因是:____________________________。2.(选择性必修1 P98“思考·讨论”)脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素的生理作用的不同是:____________________________。
植物激素是在植物体内合成的
脱落酸往往表现出“抑制”作用
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2023·赣州模拟)关于种子萌发和休眠的调控机制,目前最被人们接受的“植物激素三因子”假说模型如下,据此分析错误的是( )A.赤霉素是种子萌发的必要激素B.脱落酸对种子萌发具有抑制作用,细胞分裂素能解除脱落酸的抑制作用C.用一定浓度的细胞分裂素溶液处理种子,可以提高种子萌发率D.植物体的生命活动受多种激素的共同调节聚焦考查点:植物激素间的相互作用。
【解析】选C。模型中1～4组与5～8组相比,只有当存在赤霉素时,种子才能萌发,因此种子萌发的必要激素是赤霉素,A正确;模型中3组与4组对比,可以说明脱落酸的存在对种子萌发具有抑制作用,再结合模型中1组与3组,细胞分裂素起到抵消脱落酸的作用,B正确;细胞分裂素虽然能起到抵消脱落酸的作用,但7组结果显示,仅有细胞分裂素时,种子并不萌发,可见,细胞分裂素对种子萌发并不单独起作用,故用一定浓度的细胞分裂素溶液处理种子,不能提高种子的萌发率,C错误;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,“植物激素三因子”假说模型也很好地证明了这一观点,D正确。
【破解策略】比较植物激素间的相互作用关系(1)协同作用:
【精练·提能力】1.下列关于植物激素在生产实践中应用的叙述正确的是( )A.冬季大棚中缺少昆虫为番茄传粉,喷洒适宜浓度的生长素可防止减产B.给芹菜喷洒适宜浓度的赤霉素,可使芹菜更加矮壮C.持续干热半月再遇数天阴雨,小麦种子易在穗上发芽是因为乙烯含量减少D.用适宜浓度的脱落酸浸泡大豆种子,可促进种子萌发
【解析】选A。番茄属于果实,生长素能促进果实的发育,因此冬季大棚中缺少昆虫为番茄传粉,喷洒适宜浓度的生长素可防止减产,A正确;给芹菜喷洒适宜浓度的赤霉素,可使芹菜长高,B错误;持续干热半月再遇数天阴雨,小麦种子易在穗上发芽是因为脱落酸含量减少,C错误;赤霉素具有促进种子萌发的作用,脱落酸能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,因此,用适宜浓度的赤霉素浸泡大豆种子可促进种子萌发,D错误。
2.(多选)(2024·邯郸模拟)植物激素在植物体内含量虽然微少,但作用却非常重要。下列有关植物激素描述正确的是( )A.植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的B.脱落酸和赤霉素的比例变化会影响花的分化,说明激素的相对含量可决定器官的分化C.生长素增加到一定浓度促进乙烯的合成,乙烯含量升高又抑制生长素的作用属于正反馈调节D.多种植物激素在调控植物生长发育时存在协同作用和作用效果相反
【解析】选A、B、D。植物激素是由植物自身合成的、能从产生部位运输到作用部位、对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的,A正确;脱落酸和赤霉素的比例高时有利于分化为雌花,比例低时有利于分化为雄花,说明激素的相对含量可决定器官的分化,B正确;乙烯含量升高是生长素含量增多引起的,乙烯含量增多抑制生长素的作用属于负反馈调节,C错误;生长素和赤霉素在促进生长方面存在协同作用,脱落酸和赤霉素在种子萌发过程中作用效果相反,D正确。
【从教材走向高考】 3.(必修1 P99 概念检测与拓展应用改编)花和果实的脱落是个受调控的过程。在干旱胁迫下,番茄会出现花提前凋落的现象,从而严重影响产量。为研究其中的机制,进行了相关实验。(1)正常情况下,发育着的种子产生生长素______番茄果实的发育;生长素向花梗基部运输,抑制花梗脱落区细胞活性以防脱落。当果实成熟后,由于生长素供应不足,脱落区细胞对乙烯敏感,引起果实脱落。 【解析】(1)生长素具有促进果实发育的作用,正常情况下,发育着的种子产生生长素促进番茄果实的发育。
(2)研究者构建了S2(编码植酸酶2的基因)过表达和S2敲低的番茄,统计了其在水分充足和干旱条件下的落花率,结果如图1。①由图1结果推测,干旱可能通过______________促进花脱落。 ②研究者检测了野生型植株在相应环境下S2的表达情况并验证了上述推测,检测结果为__________________________________________。
干旱胁迫下S2的表达量显著高于水分充足条件
【解析】(2)①在干旱条件下,S2敲低组的番茄落花率略高于水分充足条件下番茄落花率;而野生型、过表达组的番茄落花率远远高于水分充足条件下番茄落花率,自变量为有无S2,因变量为落花率,在干旱条件下,含有S2时,番茄落花率提高,这说明干旱可能通过促进S2的表达促进花脱落。②由①可知,干旱可能通过促进S2的表达促进花脱落,研究者检测了野生型植株在相应环境下S2的表达情况验证了上述推测,故检测结果为干旱胁迫下S2的表达量显著高于水分充足条件。
(3)磺肽素(PSK)是一种肽类激素,由PSK的前体通过S2蛋白的剪切形成。对番茄植株外施一定浓度的PSK前体,3天后统计落花率,结果如图2。请补充画出图中PSK前体处理敲低组的实验结果。答案:
【解析】(3)由图2可知,施加PSK前体组与施加水组相比,PSK前体组的落花率提高,这说明PSK的前体通过S2蛋白的剪切能形成磺肽素(PSK),PSK能提高落花率;如果PSK前体处理敲低组,PSK的前体无法通过S2蛋白的剪切,因此无法形成磺肽素(PSK),故与水处理敲低组相比,PSK前体处理敲低组落花率不变,故图中PSK前体处理敲低组的实验结果如下:
(4)在S2过表达植株中,乙烯响应基因T的表达量明显高于野生型。为了研究干旱胁迫下S2是否通过乙烯来诱导花脱落,请利用乙烯拮抗剂设计实验: __________________________________________________________________________________________________________________。 写出支持“干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖乙烯”的实验结果: ____________________________________________________________________________________________。
用乙烯拮抗剂分别处理野生型、过表达组和敲低组;对照组用水处理,其余条件
与实验组相同,一段时间后检测落花率
处理的植株的落花率与对照组的差值,在野生型、过表达组和敲低组之间没有明
【解析】(4)为了研究干旱胁迫下S2是否通过乙烯来诱导花脱落,自变量为乙烯作用的有无,因变量为落花率,设计实验为:干旱胁迫下,用乙烯拮抗剂分别处理野生型、过表达组和敲低组;对照组用水处理,其余条件与实验组相同,一段时间后检测落花率。若用乙烯拮抗剂处理的植株的落花率与对照组的差值,在野生型、过表达组和敲低组之间没有明显差异,说明干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖乙烯。
(5)研究表明,干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖生长素和乙烯。综合上述研究,将“S2”“生长素”“乙烯”“PSK前体”填写在相应方框中,以完善花脱落的调控图。
【解析】(5)干旱可能通过促进S2的表达促进花脱落,干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖生长素和乙烯,乙烯能促进花脱落,而生长素能抑制花脱落,因此“S2”“生长素”“乙烯”“PSK前体”对花脱落的调控如下:
【加固训练】1.(2024·江苏基地联考)植物的顶端优势受多种植物激素的共同调控。研究发现,蔗糖也能作为信号分子调控植物的顶端优势,其作用机制如图所示。相关叙述错误的是( )A.独脚金内酯和蔗糖在调控侧芽生长过程中相抗衡B.据图推测,休眠的侧芽中蔗糖的含量可能较低C.细胞分裂素与生长素含量的比值较高时有利于侧芽生长D.对休眠的侧芽施加适宜浓度的α-萘乙酸可解除顶端优势
【解析】选D。从题图可知,蔗糖起抑制BRCl的作用,独脚金内酯起促进BRCl的作用,所以在调控侧芽生长过程中蔗糖和独脚金内酯相抗衡,A正确;从题图可知,蔗糖促进侧芽生长,所以可以推测,休眠的侧芽中蔗糖的含量可能较低,B正确;从题图可知,细胞分裂素促进侧芽生长,生长素抑制侧芽生长,当细胞分裂素与生长素含量的比值较高时有利于侧芽生长,C正确;α-萘乙酸的生理作用与生长素类似,起抑制侧芽生长的作用,所以对休眠的侧芽施加适宜浓度的α-萘乙酸无法解除顶端优势,D错误。
2.已知大豆幼苗的生长受一系列内源因子和外源环境因素的精密调控,科学家利用大豆幼苗探究单作(MC)和间作(IC)两种不同生产体系下环境对大豆幼苗生长发育的影响,统计结果如图所示。下列有关说法正确的是( )A.调节大豆幼苗生长发育的内源因子只有植物激素B.该实验的因变量是大豆幼苗的生长速率C.与MC体系相比,IC体系下更有利于大豆幼苗的生长D.影响大豆幼苗生长的植物激素是赤霉素和生长素
【解析】选C。调控植物生长发育的内源因子有植物激素和相关基因表达的产物,A错误;由题图结果可知,该实验的因变量是胚根的长度、鲜重和干重,B错误;题图中显示,与MC体系相比,IC体系下更有利于大豆幼苗的生长(IC体系下大豆幼苗的胚根长度、鲜重和干重均大于MC体系下的),C正确;影响大豆幼苗生长的植物激素有多种,D错误。
【感悟高考】1.(2023·全国甲卷)植物激素是一类由植物体产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,下列关于植物激素的叙述,错误的是( )A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
【解析】选D。本题主要考查生长素的合成、作用和作用部位以及和其他植物激素的关系。生长素的合成原料是色氨酸,合成部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,A正确;生长素从产生部位通过不同的运输方式运输到其他部位发挥作用,B正确;当生长素浓度升高到一定程度时,会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,又会抑制生长素的作用,所以生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育,C正确;植物体内生长素参与细胞代谢过程,但不能作为催化剂,起催化作用的是酶,D错误。
【易错警示】不能正确获取题目信息:植物激素是植物体产生的,对植物的生长发育有调节作用的有机物,而不是具有催化作用的酶。
2.(2023·山东等级考)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是( )
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位B.①②之间有感受单侧光刺激的部位C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位D.②③之间无感受单侧光刺激的部位【解题指南】解答本题的关键有两点:(1)明确幼苗是否生长、生长快慢取决于生长素的有无和生长素含量的多少。(2)明确幼苗弯曲生长与生长素的分布不均有关。
【解析】选D。本题考查有关植物向光性的实验分析。据表格和题图可知,不切断任何部位,该幼苗正常弯曲生长,但在①处切断,即去除结构Ⅰ,生长变慢,推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位,A不符合题意。据表格可知,在①处切断,该幼苗缓慢生长且弯曲,而在②处切断后,该幼苗不能生长,推测①②之间含有生长素,且具有感光部位。推测可能是受到单侧光照射后,①②之间生长素分布不均,最终导致生长不均匀,出现弯曲生长,B、C不符合题意。在②处切断和在③处切断,幼苗都不生长,说明此时不能产生生长素。由于两组幼苗均不生长,无论②③之间有无感光部位,两组幼苗均不会弯曲,所以无法得出②③之间有无感受单侧光刺激的部位,D符合题意。
3.(2023·浙江1月选考)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。下列关于本实验的叙述,正确的是( )A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的D.不同时间的IAA处理效果体现IAA低浓度促进、高浓度抑制的作用特点
【解析】选A。切去叶片,目的是排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰,A正确。据图分析,越迟使用IAA处理,叶柄脱落所需的折断强度越低,因此抑制叶柄脱落的效应越弱,B错误。由图分析,不使用IAA处理,只有乙烯,会促进叶柄脱落,越早使用IAA越会抑制叶柄脱落,因此IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相反的,C错误。图中不同时间的IAA处理效果均表现为抑制折断,因此不能体现IAA低浓度促进作用,D错误。
4.(2023·北京等级考)水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是( )A.乙烯抑制主根生长B.赤霉素促进主根生长C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
【解析】选D。本题主要通过柱形图考查植物激素的作用。与对照组相比,外源施加乙烯,主根长度变短,说明乙烯抑制主根生长,A正确;与对照组相比,外源施加赤霉素,主根长度变长,说明赤霉素促进主根生长,B正确;乙烯抑制主根生长,赤霉素促进主根生长,说明赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长,C正确;同时施加赤霉素和乙烯,与单独施加赤霉素相比,主根长度变短,说明乙烯抑制赤霉素对主根生长的促进作用,D错误。
5.(2023·江苏选择考)为研究油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)对植物侧根形成是否有协同效应,研究者进行了如下实验:在不含BL、含有1 nml/L BL的培养基中,分别加入不同浓度IAA,培养拟南芥8天,统计侧根数目,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.0～1 nml/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成无影响B.1～20 nml/L IAA浓度范围内,BL与IAA对侧根形成的协同作用显著C.20～50 nml/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成影响更显著D.0～50 nml/L IAA浓度范围内,BL与IAA协同作用表现为低浓度抑制、高浓度促进
【解析】选B。0～1 nml/L IAA浓度范围内,加入BL培养拟南芥时侧根的形成相对量都高于不加BL时,说明BL对侧根形成有影响,A错误;图中1～20 nml/L IAA浓度范围内,随IAA浓度的增加,加入BL培养拟南芥时侧根的形成相对量都高于不加BL时,说明适宜浓度的BL与IAA可协同促进拟南芥侧根形成,B正确;结合实验数据可知,20～50 nml/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成影响不如1～20 nml/L IAA浓度范围内对侧根的影响更显著,C错误;由题图可知,在0～50 nml/L IAA浓度范围内,BL与IAA协同作用无论是低浓度还是高浓度,都表现为促进作用,D错误。
6.(2021·河北选择考)关于植物激素的叙述,错误的是( )A.基因突变导致脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时,种子休眠时间比野生型延长B.赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发时,胚乳中淀粉分解速度比野生型更快C.细胞分裂素受体表达量增加的植株,其生长速度比野生型更快D.插条浸泡在低浓度NAA溶液中,野生型比生长素受体活性减弱的株系更易生根
【解析】选A。本题考查的是植物激素相关知识。脱落酸的作用是促进种子休眠,抑制种子萌发,当脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时,脱落酸作用效果减弱,种子的休眠时间会缩短,A错误;赤霉素可促进种子萌发,当赤霉素受体表达量增加时,赤霉素的作用效果会加强,加速种子萌发,使得胚乳中淀粉的分解速度加快,B正确;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂,从而促进植株生长,当细胞分裂素受体表达量增加时,其生长速度会加快,C正确;NAA属于生长素类似物,可发挥与生长素相同的作用效果,当植株生长素受体活性减弱时,NAA促进植株生根的作用也会减弱,D正确。
7.(2023·湖南选择考改编)番茄果实发育历时约53天达到完熟期,该过程受脱落酸和乙烯的调控,且果实发育过程中种子的脱落酸和乙烯含量达到峰值时间均早于果肉。基因NCED1和ACO1分别是脱落酸和乙烯合成的关键基因。NDGA抑制NCED1酶活性,1-MCP抑制乙烯合成。花后40天果实经不同处理后果实中脱落酸和乙烯含量的结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.番茄种子的成熟期早于果肉,这种发育模式有利于种群的繁衍B.果实发育过程中脱落酸生成时,果实中必须有NCED1酶的合成C.NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟D.脱落酸诱导了乙烯的合成,其诱导效应可被1-MCP消除
【解析】选B。本题考查植物的激素调节等相关知识,意在考查考生的理解能力和曲线图分析能力。由题干信息“果实发育过程中种子的脱落酸和乙烯含量达到峰值时间均早于果肉”可知,种子的成熟期早于果肉,这样能确保种子在果实成熟前就达到自身萌发的条件,有利于种群的繁衍,A正确。由题干信息可知,基因NCED1是脱落酸合成的关键基因,且由左图分析可知,NDGA组NCED1酶活性被抑制时,在0～12天果实中脱落酸的含量基本不变,这说明脱落酸的生成必须有NCED1酶的作用,但不能说明脱落酸合成的同时就必须有NCED1酶的合成,B错误。由题干信息可知,基因ACO1是乙烯合成的关键基因,由右图分析可知,NDGA组(抑制NCED1酶)前10天乙烯含量基本没有改变,第10天开始乙烯含量略有增加,与对照组相比(第8天开始增加),乙烯含量增加的时间较晚。因此,NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟,C正确。由右图分析可知,脱落酸组乙烯含量更多,所以可推测脱落酸诱导了乙烯合成,但脱落酸+1-MCP组乙烯含量极少,说明其诱导效应可被1-MCP 消除,D正确。
【方法规律】曲线图分析方法(1)首先要关注横纵坐标、标注等图注信息。(2)要学会多条曲线对比分析,尤其是将各实验组曲线与对照组曲线进行对比分析,得出结论。
【预测高考】锁定新情境:脱落酸提高植物的抗旱能力 脱落酸在逆境条件下可迅速形成,使植物的生理过程发生变化以适应环境。为研究脱落酸提高植物抗旱能力的机制,科学家以滇润楠幼苗为材料做了相关实验,一定时间后,测定植物地下部分的脯氨酸含量,实验结果如图所示。
基于核心素养的新考向:1.(设计实验)脱落酸在植物体内的合成部位是____________________。脱落酸处理组采用每天每株喷施5 mL 50 μml·L-1的脱落酸溶液,对照组的处理是__________________________。 【解析】1.脱落酸是植物体内的一种激素,其合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片,脱落酸处理组采用每天每株喷施5 mL 50 μml·L-1的脱落酸溶液,对照组不接受实验变量处理,因此,对照组的处理是每天每株喷施5 mL的蒸馏水。
每天每株喷施5 mL的蒸馏水
2.(结构与功能观)脯氨酸是植物细胞中调节渗透压的重要物质。据图可知,正常水分条件和轻度干旱条件下,脱落酸处理组间脯氨酸含量____________;据图分析,脱落酸提高植物抗旱能力的机制是_________________________________________________________________________________________。 【解析】2.据图可知,在正常水分和轻度干旱条件下各处理组间脯氨酸含量无显著差异,重度干旱条件下脯氨酸含量显著增加,且(外源)脱落酸的喷施进一步导致了脯氨酸的积累。这说明脱落酸提高植物抗旱能力的机制是重度干旱时,植物细胞中脱落酸含量增多,使细胞中脯氨酸含量增多,细胞渗透压增大,吸水能力增强。
(重度)干旱时,植物细胞中脱落酸含量增多,
使细胞中脯氨酸含量增多,细胞渗透压增大,吸水能力增强
3.(归纳与演绎)另有研究发现,脱落酸能阻止尿苷掺入核酸分子中,但不能抑制氨基酸掺入蛋白质分子。据此推测,脱落酸抑制蛋白质合成的机理可能是__________________________________________。 【解析】3.尿苷是由一分子尿嘧啶和一分子核糖组成,是合成RNA的原料,若脱落酸能阻止尿苷掺入核酸分子中,说明脱落酸能抑制转录;脱落酸不能抑制氨基酸掺入蛋白质分子,说明脱落酸可能不抑制翻译。由此推测,脱落酸可能通过抑制转录过程来抑制蛋白质的合成。
脱落酸通过抑制转录过程来抑制蛋白质的合成
【精梳·攻教材】一、生长素的发现过程1.发现过程:(1)达尔文实验:
(2)鲍森·詹森实验:
【名师点睛】 琼脂、云母片与玻璃片的区别琼脂不会阻断生长素的运输和传递,而云母片、玻璃片等则会阻断生长素的运输。
2.植物向光性的解释:
二、生长素的合成、运输和分布
【名师点睛】 形态学上端和下端在形态学上,分生迅速,向上或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。
三、生长素的生理作用及特性1.生长素的生理作用:
2.生长素的作用特点:
【名师点睛】 生长素体现低浓度促进生长,高浓度抑制生长的两实例(1)顶端优势。(2)根的向地生长。
【辨·清易错】 1.植物生长素就是指吲哚乙酸。( )分析:科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸,植物体内具有与吲哚乙酸相同效应的物质还有苯乙酸、吲哚丁酸等,它们都属于生长素。2.生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。( )3.生长素在植物各器官都有分布。( )
4.对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度相同。 ( )分析:如图:对于不同的器官来说,生长素促进根、芽生长的最适浓度不同。5.杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。( )分析:杨树顶芽自身能合成生长素,不需要侧芽提供。6.生长素的极性运输需ATP水解提供能量。( )7.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素。( )8.成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。( )
【写·练表达】 1.(选择性必修1 P94“思考·讨论”)不同浓度的生长素对茎生长的促进作用不一定不同,原因是:在最适浓度的两侧,____________________________________________________。2. (选择性必修1 P94“与社会的联系”)顶端优势原理得到广泛利用:(1)农民会适时摘除棉花的顶芽,以促进侧芽的发育,从而使它________________。(2)园艺师会适时修剪景观树木,让树木________________,使树型圆润、丰满。
会有两个不同浓度的生长素对植物产生相同的
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2023·邢台模拟)19世纪末,达尔文用燕麦的胚芽鞘进行以下实验。有关叙述错误的是( )A.实验①②对照可说明胚芽鞘弯曲生长与尖端有关B.实验①②③说明胚芽鞘尖端能够感受单侧光刺激C.若实验④增加尖端下部遮光处理则实验结果不变D.实验③④对照可排除单侧光对胚芽鞘生长的影响聚焦考查点:植物的向光性。
【解析】选D。实验①和实验②的区别在于有无尖端,①有尖端,胚芽鞘向光弯曲生长,②没有尖端,胚芽鞘没有表现出向光弯曲生长,说明胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关,A正确;实验①有尖端,胚芽鞘能感受单侧光从而向光弯曲生长,实验②没有尖端,胚芽鞘没有表现出向光弯曲生长,说明胚芽鞘未感受到单侧光刺激,实验③中尖端套上不透光小帽后胚芽鞘直立生长,综上所述可说明胚芽鞘能够感受单侧光刺激的部位是尖端,B正确;与实验③相比,实验④中尖端套上透光小帽,胚芽鞘向光弯曲生长,进一步证明感受单侧光刺激的部位是尖端,而不是尖端下部,因此若实验④增加尖端下部遮光处理则实验结果不变,C正确;实验③④均在尖端套上小帽,实验④为透光小帽,与实验③对照可排除小帽对胚芽鞘生长的影响,D错误。
【破解策略】掌握植物向光性产生的原因(1)原因分析:
【精练·提能力】1.(多选)(2023·衡水模拟)下列与植物生长素发现史相关的叙述,正确的是( )A.达尔文实验的自变量分别是尖端的有无、遮光部位的差异B.鲍森·詹森的实验在单侧光下进行,证明尖端产生的影响因素可透过琼脂片传递给下部C.拜尔的实验在黑暗中进行,自变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过D.温特的实验证明引起胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质,并把这种物质命名为生长素
【解析】选A、B、D。达尔文实验的自变量分别是尖端的有无、遮光部位的差异,说明了胚芽鞘弯曲生长的部位是尖端下部,感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端,A正确;鲍森·詹森在胚芽鞘的切面上放一个琼脂片,再将切下的尖端放在琼脂片上,并给予单侧光照射,植物弯向光源生长,证明胚芽鞘尖端产生的影响因素可以透过琼脂片传递给下部,B正确;温特实验的自变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过,C错误;温特的实验自变量是琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端,证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并把这种物质命名为生长素,D正确。
2.如图甲为横放在地面上植株幼苗的生长状况,图乙为不同生长素浓度对某植物部分器官生长的影响曲线。下列分析错误的是( )A.生长素不能催化细胞代谢、不为细胞提供能量,而是通过给细胞传达信息起调节作用B.图甲中根受重力刺激,造成a侧生长素浓度小于c侧,生长素对a侧细胞的促进作用小于c侧,导致根向地生长C.由图乙可知同一浓度的生长素对同一植物不同器官作用效果可能相同D.由图乙可知根对生长素的敏感性高于芽
【解析】选B。生长素不能催化细胞代谢、不为细胞提供能量,它是对植物生长发育具有调节作用的一类化合物,A正确;图甲中根受重力刺激,造成a侧生长素浓度小于c侧,生长素对a侧细胞的促进作用大于c侧(c侧有抑制作用),导致根向地生长,B错误;由图乙可知同一浓度的生长素对同一植物不同器官作用效果可能相同,如图中的c点对于根和芽的促进作用相同,C正确;由图乙可知根对生长素的敏感性高于芽,表现在较低浓度时根就表现出促进作用,D正确。
提升·关键能力——模型与建模生长素生理作用曲线分析(1)同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析:
(2)利用“三看法”判断生长素的作用特点:
【加固训练】1.下列实验中,能说明胚芽鞘尖端确实产生了“生长素”的是( )
【解析】选D。A图中为胚芽鞘弯向光源生长,说明胚芽鞘能感受单侧光的刺激,并向光生长,A错误;B图中胚芽鞘的尖端被切除,不生长,说明胚芽鞘的生长与尖端有关,B错误;C图中用锡箔将胚芽鞘的尖端部位遮光,是为了证明胚芽鞘的尖端是感受单侧光刺激的部位,C错误;D图中将胚芽鞘尖端放在琼脂块上一段时间,然后将琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘上,结果胚芽鞘能生长,说明胚芽鞘尖端确实产生了某种物质即“生长素”,D正确。
【知识纵横】胚芽鞘系列实验的六个结论(1)胚芽鞘感光部位——尖端。(2)胚芽鞘弯曲生长的部位——尖端下面一段(即伸长区)。(3)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。(4)生长素的产生是否需要光——不需要。(5)生长素横向运输的部位——胚芽鞘尖端。(6)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。
2.将含有14C标记的生长素的琼脂小块(供体)放在燕麦胚芽鞘中段的一端,另一块不含生长素的琼脂小块(受体)放在另一端,如图所示。一段时间后检测受体中的放射性分布,在受体甲、丁中能检测到放射性,乙、丙中则不能。下列叙述正确的是( )A.胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端B.该实验的目的是验证生长素能促进胚芽鞘生长C.生长素在胚芽鞘中的运输受重力因素控制D.用14C标记生长素是为了加快生长素的运输速度
【解析】选A。根据题意,在受体甲、丁中能检测到放射性,乙、丙中则不能,说明胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端,A正确;该实验的目的是验证生长素的运输方向,B错误;生长素在胚芽鞘中的极性运输受遗传因素控制,而不受重力控制,C错误;用14C标记生长素是为了检测生长素的运输情况,D错误。
3.如图中A、B、C表示花盆放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上。A放在转盘的圆盘上,B放在开小窗的暗箱内,暗箱放在转盘正中,C放在转盘正中,外面套上开小窗的暗箱。下列说法错误的是( )A.若A花盆随转盘旋转,花盆中的小苗将会背离圆心生长B.若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,C花盆中的小苗将会直立生长C.若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,B花盆中的小苗将会弯向单侧光源生长D.若B花盆和暗箱一起旋转,B花盆中的小苗将会弯向小窗生长
【解析】选A。影响A花盆的外力为离心力,生长素主要分布于外侧,小苗将向圆心生长,A错误;若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,小苗处于黑暗环境中,生长素分布均匀,小苗将直立生长,B正确;若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,只有当小窗转到光源方向时小苗才接受一次单侧光照射,小苗将弯向光源生长,C正确;若B花盆和暗箱一起旋转,则小苗表现为接受间断的单侧光照射,光源来源于小窗,所以小苗弯向小窗生长,D正确。
【方法规律】“两看法”判断植物长不长、弯不弯
【精梳·攻教材】一、其他植物激素的种类和作用
【名师点睛】 油菜素内酯的作用油菜素内酯被认定为第六类植物激素,油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。
二、植物激素间的相互作用1.各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素__________植物的生长发育和对环境的适应。例如,生长素主要促进________的分裂,而细胞分裂素主要促进________的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。2.不同植物激素在代谢上还存在着__________。 如:生长素和乙烯对细胞伸长生长的影响。
3.决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。例如,黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值______,有利于分化形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花。
【辨·清易错】 1.赤霉素的施用可引起水稻植株疯长。( ) 2.生长素主要促进细胞质分裂,细胞分裂素主要促进细胞核分裂。( )分析:生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。3.种子萌发过程中,赤霉素促进萌发,脱落酸抑制萌发。( )4.在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性。( )5.乙烯能促进果实的成熟,所以在幼嫩的果实中含量较多。( )分析:乙烯在成熟的果实中含量相对较多。
【写·练表达】 1.(选择性必修1 P96 正文)赤霉素不只能在植物体内合成,赤霉菌也可以合成赤霉素,但赤霉菌合成的赤霉素不是植物激素,原因是:____________________________。2.(选择性必修1 P98“思考·讨论”)脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素的生理作用的不同是:____________________________。
植物激素是在植物体内合成的
脱落酸往往表现出“抑制”作用
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2023·赣州模拟)关于种子萌发和休眠的调控机制,目前最被人们接受的“植物激素三因子”假说模型如下,据此分析错误的是( )A.赤霉素是种子萌发的必要激素B.脱落酸对种子萌发具有抑制作用,细胞分裂素能解除脱落酸的抑制作用C.用一定浓度的细胞分裂素溶液处理种子,可以提高种子萌发率D.植物体的生命活动受多种激素的共同调节聚焦考查点:植物激素间的相互作用。
【解析】选C。模型中1～4组与5～8组相比,只有当存在赤霉素时,种子才能萌发,因此种子萌发的必要激素是赤霉素,A正确;模型中3组与4组对比,可以说明脱落酸的存在对种子萌发具有抑制作用,再结合模型中1组与3组,细胞分裂素起到抵消脱落酸的作用,B正确;细胞分裂素虽然能起到抵消脱落酸的作用,但7组结果显示,仅有细胞分裂素时,种子并不萌发,可见,细胞分裂素对种子萌发并不单独起作用,故用一定浓度的细胞分裂素溶液处理种子,不能提高种子的萌发率,C错误;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,“植物激素三因子”假说模型也很好地证明了这一观点,D正确。
【破解策略】比较植物激素间的相互作用关系(1)协同作用:
【精练·提能力】1.下列关于植物激素在生产实践中应用的叙述正确的是( )A.冬季大棚中缺少昆虫为番茄传粉,喷洒适宜浓度的生长素可防止减产B.给芹菜喷洒适宜浓度的赤霉素,可使芹菜更加矮壮C.持续干热半月再遇数天阴雨,小麦种子易在穗上发芽是因为乙烯含量减少D.用适宜浓度的脱落酸浸泡大豆种子,可促进种子萌发
【解析】选A。番茄属于果实,生长素能促进果实的发育,因此冬季大棚中缺少昆虫为番茄传粉,喷洒适宜浓度的生长素可防止减产,A正确;给芹菜喷洒适宜浓度的赤霉素,可使芹菜长高,B错误;持续干热半月再遇数天阴雨,小麦种子易在穗上发芽是因为脱落酸含量减少,C错误;赤霉素具有促进种子萌发的作用,脱落酸能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,因此,用适宜浓度的赤霉素浸泡大豆种子可促进种子萌发,D错误。
2.(多选)(2024·邯郸模拟)植物激素在植物体内含量虽然微少,但作用却非常重要。下列有关植物激素描述正确的是( )A.植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的B.脱落酸和赤霉素的比例变化会影响花的分化,说明激素的相对含量可决定器官的分化C.生长素增加到一定浓度促进乙烯的合成,乙烯含量升高又抑制生长素的作用属于正反馈调节D.多种植物激素在调控植物生长发育时存在协同作用和作用效果相反
【解析】选A、B、D。植物激素是由植物自身合成的、能从产生部位运输到作用部位、对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物,是通过调控细胞的分裂、伸长、分化、死亡来实现的,A正确;脱落酸和赤霉素的比例高时有利于分化为雌花,比例低时有利于分化为雄花,说明激素的相对含量可决定器官的分化,B正确;乙烯含量升高是生长素含量增多引起的,乙烯含量增多抑制生长素的作用属于负反馈调节,C错误;生长素和赤霉素在促进生长方面存在协同作用,脱落酸和赤霉素在种子萌发过程中作用效果相反,D正确。
【从教材走向高考】 3.(必修1 P99 概念检测与拓展应用改编)花和果实的脱落是个受调控的过程。在干旱胁迫下,番茄会出现花提前凋落的现象,从而严重影响产量。为研究其中的机制,进行了相关实验。(1)正常情况下,发育着的种子产生生长素______番茄果实的发育;生长素向花梗基部运输,抑制花梗脱落区细胞活性以防脱落。当果实成熟后,由于生长素供应不足,脱落区细胞对乙烯敏感,引起果实脱落。 【解析】(1)生长素具有促进果实发育的作用,正常情况下,发育着的种子产生生长素促进番茄果实的发育。
(2)研究者构建了S2(编码植酸酶2的基因)过表达和S2敲低的番茄,统计了其在水分充足和干旱条件下的落花率,结果如图1。①由图1结果推测,干旱可能通过______________促进花脱落。 ②研究者检测了野生型植株在相应环境下S2的表达情况并验证了上述推测,检测结果为__________________________________________。
干旱胁迫下S2的表达量显著高于水分充足条件
【解析】(2)①在干旱条件下,S2敲低组的番茄落花率略高于水分充足条件下番茄落花率;而野生型、过表达组的番茄落花率远远高于水分充足条件下番茄落花率,自变量为有无S2,因变量为落花率,在干旱条件下,含有S2时,番茄落花率提高,这说明干旱可能通过促进S2的表达促进花脱落。②由①可知,干旱可能通过促进S2的表达促进花脱落,研究者检测了野生型植株在相应环境下S2的表达情况验证了上述推测,故检测结果为干旱胁迫下S2的表达量显著高于水分充足条件。
(3)磺肽素(PSK)是一种肽类激素,由PSK的前体通过S2蛋白的剪切形成。对番茄植株外施一定浓度的PSK前体,3天后统计落花率,结果如图2。请补充画出图中PSK前体处理敲低组的实验结果。答案:
【解析】(3)由图2可知,施加PSK前体组与施加水组相比,PSK前体组的落花率提高,这说明PSK的前体通过S2蛋白的剪切能形成磺肽素(PSK),PSK能提高落花率;如果PSK前体处理敲低组,PSK的前体无法通过S2蛋白的剪切,因此无法形成磺肽素(PSK),故与水处理敲低组相比,PSK前体处理敲低组落花率不变,故图中PSK前体处理敲低组的实验结果如下:
(4)在S2过表达植株中,乙烯响应基因T的表达量明显高于野生型。为了研究干旱胁迫下S2是否通过乙烯来诱导花脱落,请利用乙烯拮抗剂设计实验: __________________________________________________________________________________________________________________。 写出支持“干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖乙烯”的实验结果: ____________________________________________________________________________________________。
用乙烯拮抗剂分别处理野生型、过表达组和敲低组;对照组用水处理,其余条件
与实验组相同,一段时间后检测落花率
处理的植株的落花率与对照组的差值,在野生型、过表达组和敲低组之间没有明
【解析】(4)为了研究干旱胁迫下S2是否通过乙烯来诱导花脱落,自变量为乙烯作用的有无,因变量为落花率,设计实验为:干旱胁迫下,用乙烯拮抗剂分别处理野生型、过表达组和敲低组;对照组用水处理,其余条件与实验组相同,一段时间后检测落花率。若用乙烯拮抗剂处理的植株的落花率与对照组的差值,在野生型、过表达组和敲低组之间没有明显差异,说明干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖乙烯。
(5)研究表明,干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖生长素和乙烯。综合上述研究,将“S2”“生长素”“乙烯”“PSK前体”填写在相应方框中,以完善花脱落的调控图。
【解析】(5)干旱可能通过促进S2的表达促进花脱落,干旱胁迫下S2诱导的花脱落不依赖生长素和乙烯,乙烯能促进花脱落,而生长素能抑制花脱落,因此“S2”“生长素”“乙烯”“PSK前体”对花脱落的调控如下:
【加固训练】1.(2024·江苏基地联考)植物的顶端优势受多种植物激素的共同调控。研究发现,蔗糖也能作为信号分子调控植物的顶端优势,其作用机制如图所示。相关叙述错误的是( )A.独脚金内酯和蔗糖在调控侧芽生长过程中相抗衡B.据图推测,休眠的侧芽中蔗糖的含量可能较低C.细胞分裂素与生长素含量的比值较高时有利于侧芽生长D.对休眠的侧芽施加适宜浓度的α-萘乙酸可解除顶端优势
【解析】选D。从题图可知,蔗糖起抑制BRCl的作用,独脚金内酯起促进BRCl的作用,所以在调控侧芽生长过程中蔗糖和独脚金内酯相抗衡,A正确;从题图可知,蔗糖促进侧芽生长,所以可以推测,休眠的侧芽中蔗糖的含量可能较低,B正确;从题图可知,细胞分裂素促进侧芽生长,生长素抑制侧芽生长,当细胞分裂素与生长素含量的比值较高时有利于侧芽生长,C正确;α-萘乙酸的生理作用与生长素类似,起抑制侧芽生长的作用,所以对休眠的侧芽施加适宜浓度的α-萘乙酸无法解除顶端优势,D错误。
2.已知大豆幼苗的生长受一系列内源因子和外源环境因素的精密调控,科学家利用大豆幼苗探究单作(MC)和间作(IC)两种不同生产体系下环境对大豆幼苗生长发育的影响,统计结果如图所示。下列有关说法正确的是( )A.调节大豆幼苗生长发育的内源因子只有植物激素B.该实验的因变量是大豆幼苗的生长速率C.与MC体系相比,IC体系下更有利于大豆幼苗的生长D.影响大豆幼苗生长的植物激素是赤霉素和生长素
【解析】选C。调控植物生长发育的内源因子有植物激素和相关基因表达的产物,A错误;由题图结果可知,该实验的因变量是胚根的长度、鲜重和干重,B错误;题图中显示,与MC体系相比,IC体系下更有利于大豆幼苗的生长(IC体系下大豆幼苗的胚根长度、鲜重和干重均大于MC体系下的),C正确;影响大豆幼苗生长的植物激素有多种,D错误。
【感悟高考】1.(2023·全国甲卷)植物激素是一类由植物体产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,下列关于植物激素的叙述,错误的是( )A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
【解析】选D。本题主要考查生长素的合成、作用和作用部位以及和其他植物激素的关系。生长素的合成原料是色氨酸,合成部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,A正确;生长素从产生部位通过不同的运输方式运输到其他部位发挥作用,B正确;当生长素浓度升高到一定程度时,会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,又会抑制生长素的作用,所以生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育,C正确;植物体内生长素参与细胞代谢过程,但不能作为催化剂,起催化作用的是酶,D错误。
【易错警示】不能正确获取题目信息:植物激素是植物体产生的,对植物的生长发育有调节作用的有机物,而不是具有催化作用的酶。
2.(2023·山东等级考)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是( )
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位B.①②之间有感受单侧光刺激的部位C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位D.②③之间无感受单侧光刺激的部位【解题指南】解答本题的关键有两点:(1)明确幼苗是否生长、生长快慢取决于生长素的有无和生长素含量的多少。(2)明确幼苗弯曲生长与生长素的分布不均有关。
【解析】选D。本题考查有关植物向光性的实验分析。据表格和题图可知,不切断任何部位,该幼苗正常弯曲生长,但在①处切断,即去除结构Ⅰ,生长变慢,推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位,A不符合题意。据表格可知,在①处切断,该幼苗缓慢生长且弯曲,而在②处切断后,该幼苗不能生长,推测①②之间含有生长素,且具有感光部位。推测可能是受到单侧光照射后,①②之间生长素分布不均,最终导致生长不均匀,出现弯曲生长,B、C不符合题意。在②处切断和在③处切断,幼苗都不生长,说明此时不能产生生长素。由于两组幼苗均不生长,无论②③之间有无感光部位,两组幼苗均不会弯曲,所以无法得出②③之间有无感受单侧光刺激的部位,D符合题意。
3.(2023·浙江1月选考)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。下列关于本实验的叙述,正确的是( )A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的D.不同时间的IAA处理效果体现IAA低浓度促进、高浓度抑制的作用特点
【解析】选A。切去叶片,目的是排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰,A正确。据图分析,越迟使用IAA处理,叶柄脱落所需的折断强度越低,因此抑制叶柄脱落的效应越弱,B错误。由图分析,不使用IAA处理,只有乙烯,会促进叶柄脱落,越早使用IAA越会抑制叶柄脱落,因此IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相反的,C错误。图中不同时间的IAA处理效果均表现为抑制折断,因此不能体现IAA低浓度促进作用,D错误。
4.(2023·北京等级考)水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是( )A.乙烯抑制主根生长B.赤霉素促进主根生长C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用
【解析】选D。本题主要通过柱形图考查植物激素的作用。与对照组相比,外源施加乙烯,主根长度变短,说明乙烯抑制主根生长,A正确;与对照组相比,外源施加赤霉素,主根长度变长,说明赤霉素促进主根生长,B正确;乙烯抑制主根生长,赤霉素促进主根生长,说明赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长,C正确;同时施加赤霉素和乙烯,与单独施加赤霉素相比,主根长度变短,说明乙烯抑制赤霉素对主根生长的促进作用,D错误。
5.(2023·江苏选择考)为研究油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)对植物侧根形成是否有协同效应,研究者进行了如下实验:在不含BL、含有1 nml/L BL的培养基中,分别加入不同浓度IAA,培养拟南芥8天,统计侧根数目,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.0～1 nml/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成无影响B.1～20 nml/L IAA浓度范围内,BL与IAA对侧根形成的协同作用显著C.20～50 nml/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成影响更显著D.0～50 nml/L IAA浓度范围内,BL与IAA协同作用表现为低浓度抑制、高浓度促进
【解析】选B。0～1 nml/L IAA浓度范围内,加入BL培养拟南芥时侧根的形成相对量都高于不加BL时,说明BL对侧根形成有影响,A错误;图中1～20 nml/L IAA浓度范围内,随IAA浓度的增加,加入BL培养拟南芥时侧根的形成相对量都高于不加BL时,说明适宜浓度的BL与IAA可协同促进拟南芥侧根形成,B正确;结合实验数据可知,20～50 nml/L IAA浓度范围内,BL对侧根形成影响不如1～20 nml/L IAA浓度范围内对侧根的影响更显著,C错误;由题图可知,在0～50 nml/L IAA浓度范围内,BL与IAA协同作用无论是低浓度还是高浓度,都表现为促进作用,D错误。
6.(2021·河北选择考)关于植物激素的叙述,错误的是( )A.基因突变导致脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时,种子休眠时间比野生型延长B.赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发时,胚乳中淀粉分解速度比野生型更快C.细胞分裂素受体表达量增加的植株,其生长速度比野生型更快D.插条浸泡在低浓度NAA溶液中,野生型比生长素受体活性减弱的株系更易生根
【解析】选A。本题考查的是植物激素相关知识。脱落酸的作用是促进种子休眠,抑制种子萌发,当脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时,脱落酸作用效果减弱,种子的休眠时间会缩短,A错误;赤霉素可促进种子萌发,当赤霉素受体表达量增加时,赤霉素的作用效果会加强,加速种子萌发,使得胚乳中淀粉的分解速度加快,B正确;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂,从而促进植株生长,当细胞分裂素受体表达量增加时,其生长速度会加快,C正确;NAA属于生长素类似物,可发挥与生长素相同的作用效果,当植株生长素受体活性减弱时,NAA促进植株生根的作用也会减弱,D正确。
7.(2023·湖南选择考改编)番茄果实发育历时约53天达到完熟期,该过程受脱落酸和乙烯的调控,且果实发育过程中种子的脱落酸和乙烯含量达到峰值时间均早于果肉。基因NCED1和ACO1分别是脱落酸和乙烯合成的关键基因。NDGA抑制NCED1酶活性,1-MCP抑制乙烯合成。花后40天果实经不同处理后果实中脱落酸和乙烯含量的结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.番茄种子的成熟期早于果肉,这种发育模式有利于种群的繁衍B.果实发育过程中脱落酸生成时,果实中必须有NCED1酶的合成C.NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟D.脱落酸诱导了乙烯的合成,其诱导效应可被1-MCP消除
【解析】选B。本题考查植物的激素调节等相关知识,意在考查考生的理解能力和曲线图分析能力。由题干信息“果实发育过程中种子的脱落酸和乙烯含量达到峰值时间均早于果肉”可知,种子的成熟期早于果肉,这样能确保种子在果实成熟前就达到自身萌发的条件,有利于种群的繁衍,A正确。由题干信息可知,基因NCED1是脱落酸合成的关键基因,且由左图分析可知,NDGA组NCED1酶活性被抑制时,在0～12天果实中脱落酸的含量基本不变,这说明脱落酸的生成必须有NCED1酶的作用,但不能说明脱落酸合成的同时就必须有NCED1酶的合成,B错误。由题干信息可知,基因ACO1是乙烯合成的关键基因,由右图分析可知,NDGA组(抑制NCED1酶)前10天乙烯含量基本没有改变,第10天开始乙烯含量略有增加,与对照组相比(第8天开始增加),乙烯含量增加的时间较晚。因此,NCED1酶失活,ACO1基因的表达可能延迟,C正确。由右图分析可知,脱落酸组乙烯含量更多,所以可推测脱落酸诱导了乙烯合成,但脱落酸+1-MCP组乙烯含量极少,说明其诱导效应可被1-MCP 消除,D正确。
【方法规律】曲线图分析方法(1)首先要关注横纵坐标、标注等图注信息。(2)要学会多条曲线对比分析,尤其是将各实验组曲线与对照组曲线进行对比分析,得出结论。
【预测高考】锁定新情境:脱落酸提高植物的抗旱能力 脱落酸在逆境条件下可迅速形成,使植物的生理过程发生变化以适应环境。为研究脱落酸提高植物抗旱能力的机制,科学家以滇润楠幼苗为材料做了相关实验,一定时间后,测定植物地下部分的脯氨酸含量,实验结果如图所示。
基于核心素养的新考向:1.(设计实验)脱落酸在植物体内的合成部位是____________________。脱落酸处理组采用每天每株喷施5 mL 50 μml·L-1的脱落酸溶液,对照组的处理是__________________________。 【解析】1.脱落酸是植物体内的一种激素,其合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片,脱落酸处理组采用每天每株喷施5 mL 50 μml·L-1的脱落酸溶液,对照组不接受实验变量处理,因此,对照组的处理是每天每株喷施5 mL的蒸馏水。
每天每株喷施5 mL的蒸馏水
2.(结构与功能观)脯氨酸是植物细胞中调节渗透压的重要物质。据图可知,正常水分条件和轻度干旱条件下,脱落酸处理组间脯氨酸含量____________;据图分析,脱落酸提高植物抗旱能力的机制是_________________________________________________________________________________________。 【解析】2.据图可知,在正常水分和轻度干旱条件下各处理组间脯氨酸含量无显著差异,重度干旱条件下脯氨酸含量显著增加,且(外源)脱落酸的喷施进一步导致了脯氨酸的积累。这说明脱落酸提高植物抗旱能力的机制是重度干旱时,植物细胞中脱落酸含量增多,使细胞中脯氨酸含量增多,细胞渗透压增大,吸水能力增强。
(重度)干旱时,植物细胞中脱落酸含量增多,
使细胞中脯氨酸含量增多,细胞渗透压增大,吸水能力增强
3.(归纳与演绎)另有研究发现,脱落酸能阻止尿苷掺入核酸分子中,但不能抑制氨基酸掺入蛋白质分子。据此推测,脱落酸抑制蛋白质合成的机理可能是__________________________________________。 【解析】3.尿苷是由一分子尿嘧啶和一分子核糖组成,是合成RNA的原料,若脱落酸能阻止尿苷掺入核酸分子中,说明脱落酸能抑制转录;脱落酸不能抑制氨基酸掺入蛋白质分子,说明脱落酸可能不抑制翻译。由此推测,脱落酸可能通过抑制转录过程来抑制蛋白质的合成。
脱落酸通过抑制转录过程来抑制蛋白质的合成
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