新高考生物一轮复习考点课件第42讲 其他植物激素植物生长调节剂的应用及环境因素参与调节植物的生命活动(含解析)
展开第42讲 其他植物激素植物生长调节剂的应用及环境因素参与调节植物的生命活动
1.概述其他植物激素的种类和作用。2.阐明植物激素间的相互作用。3.概述植物生长调节剂在生产上的应用。4.概述光、温度、重力等环境因素调节植物生长发育的过程。
考点一 其他植物激素及植物生长调节剂的应用
考点二 探索植物生长调节剂的应用
主要考点 必备知识
考点三 环境因素参与调节植物的生命活动
(1)赤霉素(GA)的合成部位及主要作用
合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子
主要作用:促进细胞伸长,从而引起植株的增高;促进细胞分裂与分化;促进种子萌发、开花和果实发育。
1.其他植物激素的种类和作用
分布:主要分布在植物生长相对旺盛的部位
(2) 细胞分裂素(CTK)的合成部位及主要作用
主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化,侧枝发育、叶绿素合成。
用带有产生CTK类物质的菌的针,对番茄茎刺伤后,产生恶性肿瘤。
当感染冠瘿菌时西红柿茎干上形成的瘤
愈伤组织培养中,CTKs/IAA 比值接近时不分化;CTKs/IAA 比值高时促进芽分化;CTKs/IAA 比值低时促进根分化。
分布:主要分布在正在进行细胞分裂的部位
(3) 脱落酸(ABA)的合成部位及主要作用
合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。
主要作用:抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子的休眠。
ABA促进气孔关闭的原因:ABA能增加保卫细胞胞质中的Ca2+浓度,升高细胞pH值,高Ca2+水平和高pH值可刺激外向型Cl-和K+通道的活性,并且抑制内向K+通道的活性,使保卫细胞内K+和Cl-浓度减少;离子外流造成保卫细胞水势升高,细胞失水,气孔关闭。
分布:将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多
气孔保卫细胞中ABA信号的简单模式
思考:许多研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解。在自然界中存在这样一种现象:小麦、玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨的天气,种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释。
这是因为脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸,这些种子就不会像其他种子那样休眠了。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会不适时地萌发。
(4)乙烯(ETH)的合成部位及主要作用
合成部位:植物体各个部位。
主要作用:促进果实成熟;促进开花(和雌花分化);促进叶、花、果实脱落。(改变生长习性,表现为“三重反应”)
对于生长器官,乙烯的生理功能之一是促进细胞扩大。表现为三重反应和偏上性生长。 三重反应:乙烯对植物生长具有抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎失去向地性而横向生长三方面的效应。这是乙烯典型的生物学效应。可以作为鉴定乙烯的方法。
不同溶度的乙烯对黄化豌豆幼苗在黑暗中生长的影响(处理48h)
乙烯促使茎横向生长是由于它引起偏上生长所致。所谓偏上性生长是指器官的上部生长速度快于下部的现象。偏上生长也是乙烯的特效作用。
“三重反应”和“偏上性生长”
(5)油菜素內酯的合成部位及主要作用
合成部位:目前尚无法确定油菜素内酯的产生部位,可能在花粉、根和未成熟的种子等部位产生。
主要作用:促进茎、叶细胞的扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发等。
油菜素内酯被认定为第六类植物激素。
幼芽、幼根、未成熟的种子
①促进细胞伸长,从而引起植株增高;②促进细胞分裂与分化;③促进种子萌发、开花和果实发育。
①促进细胞分裂;②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
①抑制细胞分裂;②促进气孔关闭;③促进叶和果实的衰老和脱落;④维持种子休眠。
①促进果实成熟;②促进开花③促进叶、花、果实脱落;
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
①促进细胞伸长生长,诱导细胞分化;②影响器官的生长、发育。
①促进茎、叶细胞的扩展和分裂;②促进花粉管生长、种子萌发等。
2.植物激素间的相互作用
植物激素在植物体内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
生长素和赤霉素的协同作用
生长素和细胞分裂素的协同作用
生长素和细胞分裂素(促进增殖)、生长素和赤霉素(促进生长)
细胞分裂素、赤霉素、油菜素内酯
细胞分裂素、生长素、赤霉素
脱落酸:促进种子休眠,抑制种子萌发
赤霉素:促进种子萌发,促进植株生长
影响黄瓜雌雄花的分化:
(1)在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化。(2)各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
(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。
(4)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
3.植物生长调节剂的应用
(1)植物生长调节剂:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
(2)优点:原料广泛、容易合成、效果稳定等。
分子结构与植物激素完全不同,但是具有与植物激素类似的生理效应
分子结构和生理效应与植物激素类似
(4)应用实例(连线)
(5)植物生长调节剂的施用①注意事项:选择恰当的植物生长调节剂;还要综合考虑施用目的、效果、毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。②影响施用效果的因素:施用 、时间、 以及施用时植物的生理状态和气候条件等。
考向 植物激素间的相互作用分析1.研究发现,生长素和细胞分裂素都具有促进细胞分裂的效应,生长素只促进细胞核的分裂,与细胞质无关,而细胞分裂素主要是对细胞质的分裂起作用。为研究生长素和细胞分裂素对植物顶端优势的影响,取若干生长状态相似且良好的某植物幼苗进行相关实验,结果如下图所示。据图分析错误的是( )A.甲、乙、丙三组能够说明内源生长素能维持植物的顶端优势B.丙、丁两组不能说明生长素由茎尖向侧芽的运输为极性运输C.戊组细胞分裂素解除顶端优势的原因是其影响了生长素在侧芽处的积累D.生长素与细胞分裂素在调控植物顶端优势上表现为相抗衡关系
解析:甲组为空白对照组,可知侧芽生长受到抑制,乙组去除茎尖后侧芽萌发,丙组去除茎尖后用生长素处理切口,侧芽生长又受到抑制,说明顶芽可以产生生长
素,顶芽生长素向下运输导致侧芽生长素浓度高,生长受到抑制,顶芽生长素浓度低,优先生长,A正确;如果将生长素运输抑制剂涂抹在茎尖,侧芽萌发,则可以说明茎尖向侧芽运输,但都不能说明是极性运输,B正确;由题意可知,生长素和细胞分裂素都具有促进细胞分裂的效应,推测细胞分裂素解除顶端优势的原因可能是促进了侧芽的细胞分裂而表现出同步生长现象,并且生长素与细胞分裂素在调控植物顶端优势上表现为为相抗衡关系,C错误、D正确。
考向 其他植物激素及植物生长调节剂的应用1.乙烯是甲硫氨酸在AOC等酶的作用下经过一系列反应合成的,与细胞内的相应受体结合后能促进相关基因表达,进而促进果实的成熟。下列分析正确的是( )A.植物细胞内的乙烯是在核糖体上合成的B.乙烯的合成受基因控制,与环境温度无关C.乙烯通过调控基因的表达实现对植物生长的调节D.催化乙烯合成的AOC酶只存在于成熟的果实细胞中
解析:核糖体是蛋白质的合成场所,而乙烯不是蛋白质,故植物细胞内的乙烯不是在核糖体上合成的,A错误;据题意可知,乙烯与细胞内的相应受体结合后能促进相关基因表达,从而实现对植物生长的调节,促进果实的成熟,C正确;植物体各个部位都可以合成乙烯,故催化乙烯合成的AOC酶存在于植物体各个部位的细胞中,D错误。
1.细胞分裂素在果实生长中起促进作用( )2.植物激素赤霉素可由植物的特定部位或赤霉菌产生( )3.乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用( )4.脱落酸能够调控细胞的基因表达( )5.苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落( )6.用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存( )7.用一定浓度的乙烯利处理采摘后未成熟的香蕉,可促使其成熟( )
1.(选择性必修1 P97)植物激素在植物内的含量 ,但是在调节植物生长发育上的作用却 。2.(选择性必修1 P98)决定器官生长、发育的,往往不是________________ ,而是 。3.(选择性必修1 P99)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节往往表现出 。4.(选择性必修1 P99)植物的生长、发育,是由________________________ 调控的。
多种激素相互作用形成的调
探索植物生长调节剂的应用
1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
(1)实验原理:生长素类植物生长调节剂的生理作用与其浓度有很大的关系。适宜浓度的2,4—D可以促进插条生根,浓度过高会抑制生根,甚至会杀死双子叶植物。(2)实验过程
制作插条:把形态、大小一致的某种植物的插条分成10组,每组3枝 ↓配制梯度溶液:取生长素类调节剂按照不同的比例稀释成9份,第10份用 蒸馏水作为空白对照 ↓
浸泡法:溶液的浓度较低时使用;把插条的基部浸泡在配制好的溶液中,深约3cm;处理几小时至一天;最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。
沾蘸法:溶液的浓度较高时使用;把插条基部在药液中沾蘸一下(约5s),深约1.5cm。
实验培养:把每组处理过的枝条下端依浓度梯度从小到大分别放入盛清 水的托盘中浸泡,放在适宜温度下培养,每天观察一次,记 录生根情况 ↓记录结果:一段时间后观察插条的生根情况,并记录所得到的数据 ↓分析结果:由右图曲线可知,促进扦插枝条生根的 最适浓度是A点对应的生长素类调节剂 浓度,在A点两侧,存在促进生根效果 相同的两个不同浓度
实验前进行预实验的目的:通过预实验可确定有效浓度的大致范围,为确定最适浓度打下基础。 施用生长素类似物促进插条生根时,需要温度一致,所用的植株材料条件相同、 设置重复组,不少于3组。 凡是带芽或叶的插条,其扦插成活率比不带芽或叶的成活率高,但芽或叶并非越多越好,因为留叶过多,蒸腾作用失水多,易枯死 ;留芽过多会分泌较多生长素,影响实验结果,使结果不准确。
2.尝试利用乙烯利催熟水果
(1)实验原理:乙烯利是一种植物生长调节剂,工业品为液体;当溶液pH<3.5时,它比较稳定;但随着溶液pH升高,它会分解释放出乙烯;乙烯对水果有催熟作用,还可进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟。
(2)材料:番茄、香蕉等。
(3)自变量和因变量:处理后的生长时间、成熟程度。
(4)注意事项:乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性,操作时需要做好防护措施,并在通风良好的环境进行,乙烯利遇到明火可燃烧,需要注意防火。
植物激素与植物生长调节剂的比较
考向 实验过程和结果分析1.某实验小组探究一定浓度的萘乙酸(NAA)溶液和激动素(KT)溶液对棉花主根长度及单株侧根数的影响,结果如下图所示。据此分析,下列叙述错误的是( )A.乙、丙组分别与甲组比较,说明该实验所 用浓度的NAA抑制主根生长,KT促进主 根生长B.空白对照中主根长度大于侧根数,说明在 生长过程中主根具有顶端优势C.丙、丁组的实验结果与甲组比较,不能说明KT对侧根的发生具有浓度较低时 促进生长,浓度过高时抑制生长的作用D.甲、乙、丁组实验结果比较,说明KT能增强NAA对侧根生长的促进作用
解析:甲是空白对照组,乙组与甲组对比说明该浓度的NAA能抑制主根生长,丙组与甲组对比说明该浓度的KT能促进主根生长,A正确;
根据两侧纵坐标的数值可知,图中未体现主根长度与侧根长度的关系,因此不能体现主根具有顶端优势,B错误;丙组的实验结果与甲组比较,可以说明KT对侧根的发生具有抑制作用,而丁组的实验结果与甲组比较,可以说明NAA和KT共同作用对侧根的发生具有促进作用,但不能说明KT对侧根的发生具有浓度较低时促进生长,浓度过高时抑制生长的作用,C正确;甲、乙、丁组对比可知,一定浓度的KT对NAA促进侧根生长的效应具有增强作用,D正确。
考向 实验的拓展与应用1.将燕麦胚芽鞘和大豆下胚轴切段放在含2%蔗糖的培养液中进行实验,一段时间后向培养液中加入10 μml/L的生长素,并定时测定切段的延伸速率,结果如下图所示。下列有关分析,正确的是( )A.该实验的自变量是用10 μml/L的生长素培养 的时间B.在0~1小时内,生长素促进大豆下胚轴伸长 效果最好C.营养物质蔗糖的浓度过高会使燕麦胚芽鞘细胞失水D.10 μml/L的生长素是促进大豆下胚轴伸长的最适浓度
解析:该实验的自变量有两个,一是用10 μml/L的生长素培养的时间,二是植物下胚轴切段的种类,A错误;分析题图可知,1小时之后,大豆下胚轴延伸速率比较大,生长素促进大豆下胚轴伸长效果较好,B错误;本实验只有一组生长素为10 μml/L浓度下的生长情况,没有其他浓度的数据作比较,不能确定促进大豆下胚轴伸长的最适浓度,D错误。
1.在植物进行扦插时,为什么保留有芽和幼叶的枝条比较容易生根?
芽和叶在生长时能产生生长素,而生长素可促进扦插枝条生根。
2.在实验中,若两种浓度的生长素类调节剂促进插条生根效果基本相同,请分析原因。如何进一步确定最适浓度?
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。最适浓度应在两种溶液浓度之间,即在两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。
环境因素参与调节植物的生命活动
1.光对植物生长发育的调节
(1)光对植物生长发育的两种作用
①光是植物进行光合作用的能量来源;②在自然界中,种子萌发、植株生长、开花、衰老等都会受到光的调控。植物的向光性生长、实际上也是植物对光刺激的反应。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。
植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体。可以认为,环境中的红光、蓝光,对于植物的生长发育来说,是非常关键的。
信号经过传导,传递到细胞核内
光敏色素被激活,结构发生变化
细胞核内特定基因的转录变化
信号经过信息传递系统的传导,传递到细胞核内
细胞核内特定基因的转录变化(表达)
(3)光调控植物生长发育的反应机制
2.参与调节植物生命活动的其他环境因素(1)温度①年轮的形成,是树木生长对一年中不同时期环境温度反应的结果②有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用,称为春化作用。③温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动参与调节植物的生长发育。④植物分布的地域性很大程度上由温度决定。
温带地区,树木年复一年地加粗,构成一的年轮,表现出季节周期性变化。年轮形成的原因是:在春夏季细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带;在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带。
(2)重力①作用:调节植物生长发育和形态建成。②作用机制:植物的根、茎中有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。③“淀粉—平衡石”假说植物对重力的感受是通过富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
2.参与调节植物生命活动的其他环境因素
在根冠、胚芽鞘尖和茎的内皮层细胞中有比重比较大的淀粉体分布,受重力影响而沉积在细胞底部,起平衡石的作用。
根横放时,淀粉体下沉在细胞近地侧的内质网上,诱导内质网释放Ca2+到细胞质基质,Ca2+与钙调蛋白结合后活化Ca2+泵和IAA泵(均为ATP驱动泵),使近地侧积累较多的Ca2+和IAA。
知识拓展—淀粉-平衡石假说
3.植物生长发育的整体调控
植物细胞里储存着全套基因
植物的生长、发育、繁殖、休眠等
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
调控基因表达以及激素的产生、分布
器官和个体水平上的变化
考向 光对植物生长发育的调节1.在黑暗条件下培养小麦的根尖,当根尖生长到10 mm左右时用不同强度的单侧光对直立生长的根尖进行照射处理,一段时间后对向光侧与背光侧的生长素含量进行测定,结果如下表所示。下列相关叙述正确的是( )A.根尖产生的生长素化学本质是 α-萘乙酸B.实验表明光照强度影响了生长 素的合成C.实验说明单侧光促进生长素向背光侧运输D.强光照射可能促进根尖背向光源弯曲生长
解析:生长素的化学本质是吲哚乙酸等,A错误;光照强度影响了生长素分布,据表格可知:无论光照强度如何,生长素的总量相似,故光照强度对于生长素的合成没有影响,B错误;仅根据实验结果无法说明单侧光一定促进生长素向背光侧运输,也可能是向光侧生长素被分解所致,C错误;
由于根尖对生长素浓度敏感,背光侧生长素浓度高,抑制生长,因此强光照射可能会促进根尖向背光侧弯曲生长,D正确。
考向 温度、重力对植物生长发育的影响1.自然条件下,冬小麦是在头一年秋季萌发,以营养体(长出根、茎、叶的植物体)过冬,第二年夏初开花和结实。秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加,说明( )A.未经过低温处理的冬小麦,如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花B.赤霉素等植物激素控制着植物的生命活动C.赤霉素直接参与细胞内的代谢活动D.赤霉素具有解除种子休眠的作用
解析:秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件,低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加,说明赤霉素与植物的开花有关,故未经过低温处理的冬小麦,如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花,A正确;植物激素的合成受基因的控制,故基因控制着植物的生命活动,植物激素对生命活动只是起调节作用,不能直接参与细胞内的代谢,B、C错误;冬小麦是以营养体过冬的,故题干未体现赤霉素具有解除种子休眠的作用,D错误。
1.光只参与光合作用,为植物的生命活动提供能量( )2.光敏色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上( )3.光敏色素的化学本质是蛋白质,主要吸收红光和远红光( )4.重力可调节植物生长发育,但与植物形态建成无关( )5.植物的生长发育只受植物激素的调控( )
1.(选择性必修1 P106)光作为一种信号, 的全过程。2.(选择性必修1 P106)光敏色素是 ,分布在 ,其中在 。3.(选择性必修1 P108)植物生长发育的调控,是由____________________ 共同完成的。
影响、调控植物生长、发育
分生组织的细胞内比较丰富
4.源于选择性必修1 P106“相关信息”:光敏色素主要吸收____ 。植物体内除了光敏色素,还有感受蓝光的受体。
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