备战2025年高考生物精品教案第九章植物生命活动的调节微专题13与植物激素相关的实验探究（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考生物精品教案第九章植物生命活动的调节微专题13与植物激素相关的实验探究（Word版附解析），共10页。
题型1 与生长素相关的实验设计
设计实验研究生长素的产生、分布和运输
（1）验证生长素的产生部位在胚芽鞘尖端
（2）探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
（3）验证生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端
（4）验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输
1.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实验，实验组设计如图所示。下列叙述错误的是（ B ）
A.对照组的羊毛脂中应不含CFM
B.对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端应朝下
C.本实验可用放射性同位素标记IAA作为测试指标
D.若图中受体中IAA含量明显低于对照组，则说明CFM对IAA的极性运输有抑制作用
解析 实验要遵循对照原则，该实验的自变量是生长调节物质CFM的有无，因此对照组的羊毛脂中应不含CFM，A正确。实验过程中无关变量应该相同且适宜，因此对照组豌豆幼苗茎切段的放置方式应该与实验组相同，B错误。本实验可用放射性同位素标记IAA作为测试指标，C正确。与对照组相比，若图中受体中IAA含量明显低于对照组，则说明CFM对IAA的极性运输有抑制作用，D正确。
2.将生长状况相同的胚芽鞘均分成①②③三组，处理方式如图所示。三组均在适宜条件下水平放置，一段时间后观察弯曲情况。实验结果为①③组胚芽鞘向上弯曲生长，②组胚芽鞘水平生长。下列有关说法错误的是（ C ）
A.该实验的对照组是①组，实验组是②③组
B.该实验能证明生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端
C.①③组胚芽鞘向上弯曲生长证明生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点
D.②组胚芽鞘水平生长的原因是云母片阻止了生长素的横向运输
解析 ①组未进行任何处理，是本实验的对照组，②③组是本实验的实验组，A正确；②组云母片插在尖端，③组云母片插在尖端下部，通过本实验②③的结果并与①对照分析可知，重力导致生长素的横向运输发生在胚芽鞘的尖端，B正确；①③组胚芽鞘都向上弯曲生长，只能说明生长素具有促进生长的作用，不能说明生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点，C错误；②组云母片插入尖端，胚芽鞘水平生长的原因是云母片阻止了生长素的横向运输，D正确。
3.[2024湖北四市联考]在四个暗箱中培养蚕豆幼苗，暗箱的开孔和光线射入情况如图1所示；不同浓度生长素与植物生长的关系如图2所示。下列说法错误的是（ D ）
A.选择①③进行实验，可探究蚕豆茎的生长方向与重力的关系
B.选择①②进行实验，可比较重力和单侧光对蚕豆茎生长方向影响的大小
C.③中幼苗出现顶端优势现象时，若顶芽处生长素浓度为g，则侧芽处生长素浓度大于c
D.④中幼苗出现向光弯曲生长时，若伸长区背光侧生长素浓度为2m，则向光侧生长素浓度为m～2m
解析 探究蚕豆幼苗的茎与根的生长与重力的关系时，单一变量是重力，可选择①和③两个装置进行实验，A正确；据图1中的①②两个装置分析，单一变量是单侧光，可以比较重力与单侧光对生长素分布影响程度的大小，进而可比较两者对蚕豆茎生长方向影响的大小，B正确；③中幼苗出现顶端优势现象时，其侧芽处的生长素浓度过高而抑制生长，因此若顶芽处生长素浓度为g，则侧芽处生长素浓度大于c，C正确；④中幼苗出现向光弯曲生长时，背光侧生长素浓度高于向光侧，且生长效应强于向光侧，若伸长区背光侧生长素浓度为2m，则向光侧生长素浓度为0～m，D错误。
题型2 设计和完善植物激素类实验
“五步法”设计和完善植物激素类实验
4.[11分]很多植物的开花跟昼夜长短有关，光周期能诱导植物产生开花激素。有的植物只有在昼长夜短时才能开花，称为长日照植物；有些植物只有在昼短夜长时才能开花，称为短日照植物。某同学做了光周期（日照长短）诱导菊花开花的实验，如图所示。图中菊花去掉了顶端的全部叶子，A、D植株分别接受长日照、短日照；B、C植株方框内为受短日照处理的部分。请回答下列问题：
（1）实验结果说明菊花属于 短日照 （填“长日照”或“短日照”）植物，感受光周期的部位是 叶 （填“叶”或“顶端”）。
（2）开花激素的产生部位是 叶 （填“叶”或“顶端”），开花激素的作用部位是 顶端 （填“叶”或“顶端”）。
（3）为了验证短日照植株产生的开花激素可使长日照条件下的同种植物开花，某同学借鉴“生长素的发现过程”设计了一个实验，实验步骤如下：
第一步：将植株经短日照处理后，切取一小段带叶枝条放置在琼脂块上一段时间。
第二步：取经长日照处理的菊花植株若干，在顶端下方切一小口，随机均分成甲、乙两组。
第三步：将经处理过的琼脂块放在甲组切口上，将未经过处理的琼脂块放在乙组植株切口上。
第四步：在一定条件下培养，观察植株是否开花。
①第一步的目的是 得到含有短日照植株产生的开花激素的琼脂块 。
②处理过的甲、乙两组植物均应置于 长 日照条件下培养，温度、水分等条件均应保持适宜且一致 。
③乙组实验是 空白对照 实验，其作用是 证明单独的琼脂块不会对植物开花产生影响 。
④预期实验结果：甲组植株 开花 ，乙组植株 不开花 。
解析 （1）图中A植株接受长日照不开花，D植株接受短日照开花，说明短日照条件下该植物才能产生开花激素并调节植物开花，故该植物属于短日照植物，B植株下部的叶接受短日照开花，C植株的顶端接受短日照不开花，可知感受光周期的部位是叶。（2）B植株下部的叶接受短日照开花，C植株的顶端接受短日照不开花，可知受短日照刺激能够产生开花激素的部位是叶，开花激素的作用部位是顶端。（3）①本实验第一步的目的是得到含有短日照植株产生的开花激素的琼脂块。②本实验的目的是验证短日照植株产生的开花激素可使长日照条件下的同种植物开花。实验设计要遵循对照原则和单一变量原则。无关变量都要保持适宜且一致。为了避免短日照使枝条产生激素影响实验，处理后的枝条应都置于长日照下。③该实验的单一变量为是否含有短日照植株产生的开花激素，要设计不含短日照植株产生的开花激素的空白对照，验证单独的琼脂块不会对植物开花产生影响。④该实验是为了验证短日照植株产生的开花激素可使长日照条件下的同种植物开花，所以预期实验结果是甲组开花，乙组不开花。
学生用书·练习帮P497
一、选择题
1.某生物兴趣小组用燕麦胚芽鞘进行了一系列实验，如图所示，其中“”表示光照方向，下列有关叙述错误的是（ D ）
A.a、b的生长素含量相等，胚芽鞘①将直立生长
B.胚芽鞘②将向右侧弯曲生长，胚芽鞘③将直立生长
C.胚芽鞘④⑥直立生长，胚芽鞘⑤向右弯曲生长
D.装置⑦和⑧中植株都会向暗箱开孔处弯曲生长
解析 图中胚芽鞘尖端匀速旋转处理后，a、b琼脂块中生长素的含量相等，故胚芽鞘①直立生长，A正确。由于含生长素的琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘②的左侧，因此胚芽鞘②弯向右侧生长；用锡箔小帽罩住胚芽鞘③的尖端，尖端不能感受单侧光刺激，故胚芽鞘③直立生长，B正确。胚芽鞘④尖端的中间插入云母片，阻碍了生长素的横向运输，故胚芽鞘④直立生长；胚芽鞘⑤尖端下方的一侧插入云母片，阻断了这一侧生长素向下运输，因此胚芽鞘⑤向右弯曲生长；胚芽鞘⑥的尖端以下插入琼脂片，光从上竖直照射，胚芽鞘⑥直立生长，C正确。装置⑦中暗箱不动，花盆匀速旋转，故装置⑦中植株直立生长；装置⑧整体匀速旋转，导致植株弯向暗箱开孔处生长，D错误。
2.[2024常州模拟]科研人员对NH4＋影响侧根分支的机理进行了研究，将三组某植物幼苗（如图1）分别培养在不同培养基中，处理及结果如图2所示。下列相关叙述错误的是（ D ）
注：NPA为生长素运输抑制剂。
A.NPA可能通过抑制细胞膜上生长素运输载体的活性来抑制生长素运输
B.比较Ⅰ、Ⅱ组结果可知，NH4＋能促进该植物幼苗侧根分支生长
C.比较Ⅱ、Ⅲ组结果可知，在有NH4＋时，NPA能抑制侧根分支生长
D.本实验可以证明主根尖端产生的生长素能通过极性运输运至侧根
解析 Ⅱ、Ⅲ组的自变量为是否进行NPA处理，接受NPA处理后侧根数减少，根据生长素能促进根的生长可推测，NPA处理可能通过抑制细胞膜上生长素载体的活性来抑制生长素运输，A正确；Ⅰ、Ⅱ组的自变量为是否有NH4＋的处理，由实验结果可知，Ⅱ组的侧根数量明显多于Ⅰ组，则推测NH4＋能促进该植物幼苗侧根分支生长，B正确；比较Ⅱ、Ⅲ组结果可知，与Ⅱ组相比，Ⅲ组接受NPA处理，侧根数目明显减少，说明在有NH4＋时，NPA处理能抑制侧根分支生长，C正确；本实验的目的是研究NH4＋影响侧根分支的机理，并未探究生长素的运输方式，因此，本实验不能证明主根尖端产生的生长素能通过极性运输运至侧根，D错误。
3.[2024南通模拟]为探究温度影响香菜种子萌发的作用机制，研究人员测定了不同温度条件下随着萌发时间的变化，香菜种子中不同植物激素的含量，结果如表。下列分析不合理的是（ A ）
A.脱落酸、赤霉素和细胞分裂素的含量是本实验的自变量
B.低温诱导不利于与脱落酸合成有关的基因表达
C.赤霉素和细胞分裂素均可促进香菜种子的萌发
D.温度变化会引起香菜种子发生包括激素合成在内的多种变化
解析 本实验的目的是探究温度影响香菜种子萌发的作用机制，自变量是温度和时间，因变量是香菜种子中脱落酸、赤霉素和细胞分裂素的含量，A符合题意；结合表格信息可知，萌发时间相等时，5 ℃条件下的脱落酸的含量均低于25 ℃条件下的，因而可推测低温诱导不利于与脱落酸合成有关的基因表达，B不符合题意；表格显示随着香菜种子萌发时间的延长，赤霉素和细胞分裂素含量均逐渐上升，因而可推测二者均可促进香菜种子的萌发，C不符合题意；温度变化会引起香菜种子发生包括激素合成在内的多种变化，D不符合题意。
4.为探究细胞分裂素延缓衰老的原因，研究人员设计了如下实验：在甲、乙两组烟草叶片A处均涂抹放射性的营养物质氨基丁酸，B处分别涂抹一定量的细胞分裂素和蒸馏水，一段时间后发现甲组B处呈现强烈的放射性，而乙组B处却没有放射性。结合所学知识，判断下列相关叙述错误的是（ D ）
A.细胞分裂素能促进细胞分裂、芽的分化和侧枝发育
B.细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，与生长素在促进植物生长的过程中起协同作用
C.细胞分裂素能够延缓衰老，推测甲组叶片中叶绿素含量较乙组叶片高
D.甲组B处结果说明细胞分裂素为氨基丁酸的主动运输提供了物质和能量
解析 适宜浓度的生长素促进细胞生长，细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，两种激素在植物的生长发育过程中表现为协同作用，B正确；细胞分裂素可以促进细胞分裂，促进芽的分化、侧枝发育和叶绿素合成，因此细胞分裂素能够延缓衰老，甲组叶片涂抹一定量的细胞分裂素，推测甲组叶片中叶绿素含量较乙组叶片高，C正确；甲组B处结果说明细胞分裂素能引起氨基丁酸向细胞分裂素所在的部位运输，不能说明细胞分裂素为氨基丁酸的主动运输提供了物质和能量，D错误。
5.[2023汕头模拟]某兴趣小组探究植物激素对顶端优势的影响，实验处理及结果如图所示。下列相关叙述正确的是（ D ）
A.植株侧芽的生长情况是本实验的无关变量
B.A组和B组对照可证实茎尖细胞合成的生长素维持了顶端优势
C.D组和E组实验结果说明细胞分裂素是通过抑制生长素运输解除顶端优势的
D.本实验说明生长素和细胞分裂素对侧芽萌发的调控作用相抗衡
解析 该实验的目的是探究植物激素对顶端优势的影响，植株侧芽的生长情况属于因变量，A错误；A组和B组对照，可证实茎尖维持了顶端优势，但是不能说明茎尖细胞产生了生长素，B错误；D组表明生长素运输抑制剂抑制生长素运输，降低侧芽处的生长素浓度而促进侧芽生长，而E组表明细胞分裂素通过促进细胞分裂而促进侧芽生长，二者作用机制不同，C错误；由实验结果可知，茎尖产生的生长素向下运输抑制侧芽的萌发，细胞分裂素促进侧芽的生长，生长素和细胞分裂素对侧芽萌发的调控作用相互抗衡，D正确。
二、非选择题
6.[2023锦州一模，10分]下面是研究生长素（IAA）运输方向的系列实验。
Ⅰ.为探究某生长调节物质M对IAA的极性运输是否有抑制作用，某同学利用豌豆幼苗茎切段进行了相关实验，实验组设计如图所示。回答下列问题：
（1）图中豌豆幼苗茎切段的A端是形态学的 上 （填“上”或“下”）端；豌豆茎切段中插入的羊毛脂可以作为 物质M 的载体。
（2）对照组与实验组的唯一区别是 实验组插入的羊毛脂含M，对照组插入的羊毛脂不含M ，其他处理均相同。
（3）如果实验结果为 实验组的受体琼脂块收集不到IAA，或者收集到的IAA的量明显少于对照组 ，则说明M对IAA的极性运输具有抑制作用。
Ⅱ.为探究在单侧光照射下燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输是发生在尖端（如图A段）还是尖端下面的一段（如图B段），某同学设计了如图所示的实验装置，请完成该实验设计。
（4）实验装置中云母片的作用是 阻断生长素运输 ，本实验的自变量是 云母片放置的位置 。
（5）若甲实验装置中胚芽鞘直立生长，乙实验装置中胚芽鞘向光弯曲生长，则燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输发生在 胚芽鞘尖端（A段） ；若甲实验装置中胚芽鞘向光弯曲生长，乙实验装置中胚芽鞘直立生长，则燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端下面的一端（B段） 。
解析 （1）（2）在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。该实验中豌豆幼苗茎切段的形态学上下端位置属于无关变量，各组应该相同且适宜，即都是形态学上端在上，因此A端是形态学的上端。本实验的目的是探究某生长调节物质M对IAA的极性运输是否具有抑制作用，根据实验目的可知自变量为是否使用M，其中实验组应使用M，据此判断豌豆幼苗茎切段中插入的羊毛脂可以作为物质M的载体，且对照组插入的羊毛脂不含M。（3）若M对IAA的极性运输具有抑制作用，则实验组的IAA极性运输受到抑制，实验结果为实验组的受体琼脂块收集不到IAA，或者收集到的IAA的量明显少于对照组。（4）该实验探究的是在单侧光照射下燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输是发生在尖端还是尖端下面的一段，所以实验装置中需要用云母片等来阻断生长素的运输，实验的自变量是云母片放置的位置，因变量是胚芽鞘的生长情况。（5）若甲实验装置中胚芽鞘直立生长，说明A段被云母片阻断，生长素不能横向运输，乙实验装置中胚芽鞘向光弯曲生长，说明B段被云母片阻断，生长素仍能横向运输，则可判断燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端（A段）。若甲实验装置中胚芽鞘向光弯曲生长，说明A段被云母片阻断，生长素仍能横向运输，乙实验装置中胚芽鞘直立生长，说明B段被云母片阻断，生长素不能横向运输，则可判断燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端下面的一段（B段）。
7.[2024江西第一次联考，10分]有些植物在生长期需要经历一段时间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。为研究春化作用对冬小麦开花的影响，科研人员选择京花3号和京冬1号两种冬小麦种子，进行不同天数的春化（4 ℃）处理后于同一天播种，统计冬小麦进入成花不同阶段所需的时间，结果如表所示。
注：Vn表示春化处理的时间；N表示不能发生。
回答下列问题：
（1）春化作用说明植物的生长发育过程不仅受植物激素的调节，还受 温度（或环境因素） 的调节。
（2）据表可知，春化处理与冬小麦进入成花不同阶段的关系为 春化处理是冬小麦启动花分化及开花所必需的，且在一定范围内春化处理时间越长，冬小麦启动花分化和开花所需的时间越短 。冬小麦开花需要春化处理的时间越长，其冬性越强。可判断 京花3号 品种的冬性更强，依据是 春化处理7天，京花3号不能开花，而京冬1号可以开花，春化处理14天，京花3号才开花 。
（3）某地区种植冬小麦通常是秋播夏收，据以上信息可知，如需在春天补种一批冬小麦，可采取的措施是 将冬小麦种子低温处理适宜时间后进行播种 。
（4）有些植物不需要春化作用，经过长日照处理也可以开花，如菠菜。有研究认为，春化作用与长日照两种效应可以相互替代。请以菠菜为研究材料设计两组实验来验证上述观点。
若预期结果为均开花，则实验设计思路为： 将生长状况相同且良好的菠菜随机均分为两组，一组菠菜在短日照条件下进行低温处理，另一组菠菜在长日照条件下不进行低温处理，其他条件相同且适宜，一段时间后观察两组菠菜是否开花 。
解析 （1）由题干信息“有些植物在生长期……称为春化作用”可知，植物的生长发育过程不仅受植物激素的调节，还受温度（或环境因素）的调节。（2）从表中可以看出，如果没有经过春化作用，则冬小麦不能启动花分化及开花，随着春化处理时间的增加，冬小麦启动花分化和开花所需的时间缩短，说明春化处理是冬小麦启动花分化及开花所必需的，且在一定范围内春化处理时间越长，冬小麦启动花分化和开花所需的时间越短。已知冬小麦开花需要春化处理的时间越长，其冬性越强。分析表格可知，春化处理7天，京花3号不能开花，而京冬1号可以开花，春化处理14天，京花3号才开花，说明京花3号的冬性更强。（3）春天转入夏天温度会升高，植物可能不能开花，如需在春天补种一批冬小麦，可将冬小麦种子低温处理适宜时间后进行播种。（4）确定实验思路，需要依托实验目的和实验结果等进行分析，可从以下程序入手：
温度
时间
激素种类
25 ℃
5 ℃
1周
2周
3周
4周
1周
2周
3周
4周
脱落酸/
（μg·L－1）
43
41
37
32
42
31
18
7
赤霉素/
（μg·L－1）
5
8
13
19
7
26
82
103
细胞分裂素/
（μg·L－1）
7
12
18
23
8
29
67
85
Vn（d）
京花3号
京冬1号
启动花分化
所需时间（d）
开花所需
时间（d）
启动花分化
所需时间（d）
开花所需
时间（d）
0
N
N
N
N
7
63
N
56
88
14
60
88
45
73
21
50
79
37
63
28
46
65
36
58