2024届人教版高中生物一轮复习植物的激素调节学案
展开第5讲 植物的激素调节
1.植物生长素的发现和生理作用(Ⅱ)
2.其他植物激素(Ⅱ)
3.植物激素的应用(Ⅱ)
4.实验:探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
1.植物激素相互协调,共同调节植物的生命活动(生命观念)
2.五大类植物激素的作用及应用;生长素作用的特点——两重性;
植物激素之间的协同与拮抗作用(科学思维)
3.实验设计的分析:生长素的发现实验、生长素促进生根的探究实
验(科学探究)
考点1 植物生长素的发现
1.生长素的发现过程
(1)达尔文实验
(2)鲍森·詹森实验
(3)拜尔实验
(4)温特实验
2.植物激素的概念
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)合成部位
主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
(2)运输
甲 乙
①生长素的运输包括横向运输、极性运输和非极性运输。图甲中的a表示横向运输,b表示极性运输,c表示非极性运输。
②图乙中表示横向运输的有A→A′和B→B′,表示极性运输的有A→C、A′→C′、B→D、B′→D′。(用图中字母和箭头表示)
③图甲和图乙中引起生长素横向运输的因素分别是单侧光照和重力。
(3)分布
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。
1.达尔文通过实验证明了胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,产生生长素传递到伸长区造成向光生长。 (×)
提示:对温特实验之前的实验结论进行描述时,不能出现“生长素”,只能说“影响”。
2.鲍森·詹森的实验中,琼脂片可用云母片替代。 (×)
提示:生长素可以通过琼脂片但不可以通过云母片,所以鲍森·詹森的实验中不能用云母片替代琼脂片。
3.温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输。 (×)
提示:生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散作用。
4.生长素的极性运输需要ATP水解提供能量。 (√)
5.生长素在植物体内只能进行极性运输。 (×)
提示:在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
6.吲哚乙酸是一种具有催化作用的蛋白质。 (×)
提示:吲哚乙酸不是蛋白质,不具有催化作用。
为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输,一位同学设计了如图所示实验,一段时间后,发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素,请思考并回答下列问题:(必修3 P49“技能训练”)
(1)该同学实验设计不够严谨,不能达到实验目的,请你指出其中的问题。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示:该同学实验设计不够严谨,缺少对照实验,不能证明生长素能否从形态学下端向形态学上端运输,不能达到实验目的
(2)请你帮助这位同学完善实验设计,画图说明、文字叙述均可。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示:可以增加一组对照实验:取相同的胚芽鞘,切去顶端,将形态学上端朝下放置,如图做相同的实验(其他操作同题干中的实验组)
1.如图表示将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧后,胚芽鞘发生弯曲的情况。
若在该图的右侧给予单侧光照射,θ不变化的原因是_____________________________________________________________________。
提示:胚芽鞘没有尖端不能感光,该实验中单侧光不影响生长素的分布
2.拜尔实验在黑暗中进行,原因是_________________。
提示:排除光照对胚芽鞘生长的影响
1.植物激素和动物激素的比较
植物激素
动物激素
合成部位
无专门的分泌器官
内分泌腺或内分泌器官
作用部位
没有特定的器官
特定的器官、组织
运输途径
极性运输、非极性运输和横向运输
随血液循环(体液)运输
化学本质
有机小分子
蛋白质类、固醇类、氨基酸衍生物等
2.明确胚芽鞘系列实验的六个结论
(1)胚芽鞘感光部位——胚芽鞘尖端。
(2)胚芽鞘弯曲生长的部位——胚芽鞘尖端下面的一段。
(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)生长素发生横向运输的部位——胚芽鞘尖端。
(6)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。
3.植物向性运动原因分析
(1)向光性
归纳总结
(2)根的向地性和茎的背地性
4.归纳比较极性运输和横向运输
(1)极性运输只能由形态学上端向形态学下端运输,是一种逆浓度梯度的主动运输过程,需要消耗ATP,与细胞呼吸强度有关。
(2)横向运输发生在根尖、茎尖等生长素产生部位。这些部位在受到单一方向的外界刺激(如单侧光、重力和离心力等)时会发生横向运输。
(3)失重状态下水平放置的植物的根、芽中生长素分布是均匀的,植物会水平生长。
5.形态学上端和形态学下端的区分方法
6.全面分析不同处理条件下植物向性运动情况
类别
典型图示
生长情况
遮盖类
① ②
①直立生长
②向光弯曲生长
暗箱
类
① ②
①直立生长
②向光(小孔)弯曲生长
插入
类
①向右侧弯曲
生长
②直立生长
③向光弯曲生长
④向光弯曲生长
移植类
①直立生长
②向左侧弯曲生长
③④中IAA的含量:a=b+c,且b>c
旋转类
①直立生长
②向光弯曲生长
③向小孔弯曲生长
④向中心弯曲生长
横置类
①②中IAA含量及作用:
①a=b、c=d,都促进水平生长
②a
1.如图,在去除尖端的三组相同的胚芽鞘上分别放置相同大小的琼脂块后(a琼脂块中不含IAA),置于黑暗条件下,一段时间后观察到,A组胚芽鞘既不生长也不弯曲,B组和C组胚芽鞘出现弯曲生长。
(1)假设A组中a琼脂块中含有IAA,但b中不能检测到IAA,最可能的原因是什么?
提示:A组中去除尖端的胚芽鞘倒置了。
(2)琼脂块b1从a1中获得IAA的量小于a1的输出量,可能的原因是什么?
提示:IAA发挥作用后会被灭活。
2.对植物向光性现象解释有三种观点。生物小组为探究植物向光性的机理,设计了如图所示的实验装置,对A、B、C、D琼脂块中的生长素含量进行分析。
琼脂块中间用云母片隔开
若D>A=B>C,则支持的观点是什么?若A=B=D>C,则支持的观点是什么?若A=B=C=D,则支持的观点是什么?
提示:单侧光导致了生长素由向光侧转移到了背光侧;单侧光导致向光侧生长素分解;单侧光导致向光侧产生了抑制生长的物质。
3.现有一茎段,两端分别为A端、B端。如何在最短时间内检测出A端是否为形态学上端?请采用同位素示踪法设计实验(写出实验操作和实验预测,其他材料不限)。
提示:实验操作:将含有14C标记生长素的琼脂块放在A端,空白的琼脂块放在B端,一段时间后,检测B端琼脂块的放射性。
实验预测:(1)若B端有放射性,则A端是形态学上端;(2)若B端没有放射性,则A端是形态学下端。
生长素的发现实验及拓展
1.(2022·江苏南京调研)下列关于植物生长素发现过程的叙述,正确的是( )
A.达尔文通过实验提出,胚芽鞘尖端会产生生长素并向下传递
B.鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过云母片传递给下部
C.拜尔的实验证明了胚芽鞘弯曲生长的原因是生长素在尖端分布不均
D.温特的实验证明了胚芽鞘尖端产生了某种促进生长的物质,这种物质可由尖端向下运输,促进下部的生长
D [达尔文通过实验提出,胚芽鞘尖端会产生某种“影响”并向下传递,A错误;鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部,B错误;拜尔的实验证明了胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的,C错误;温特的实验证明了胚芽鞘的尖端确实产生了某种促进生长的物质,这种物质可由尖端向下运输,促进下部的生长,D正确。]
2.(2022·广东中山调研)如图表示生长素发现过程的部分相关实验,下列有关分析错误的是( )
A.达尔文的实验中胚芽鞘的遮光部位属于自变量
B.拜尔的实验中,在有光和无光条件下胚芽鞘的弯曲方向不同
C.图③是温特实验的实验组,其对照组使用的是未接触胚芽鞘尖端的琼脂块
D.温特的实验能证明生长素可以通过扩散的方式进入琼脂块
B [达尔文的实验中胚芽鞘的遮光部位属于自变量,A正确;拜尔的实验中,在有光和无光条件下胚芽鞘都弯曲,方向相同,B错误;图③是温特实验的实验组,其对照组使用的是未接触胚芽鞘尖端的琼脂块,C正确;温特的实验能证明生长素可以通过扩散的方式进入琼脂块,D正确。]
“四看法”分析与生长素有关的实验结果
第一,看尖端的有无。有尖端才有横向运输,没有尖端就没有横向运输。
第二,看插入的材料。云母片可以阻断生长素的运输,琼脂片则不会阻断生长素的运输。
第三,看插入的方向。云母片横向插入会影响生长素的极性运输,纵向插入则不会影响生长素的极性运输。
第四,看植物的部位。植物的不同部位对生长素的敏感程度不同,同样的浓度对不同部位可能会产生相反的效果。
生长素的产生、运输及分布
3.(2022·四川成都七中二模改编)下列关于植物激素的叙述,正确的是( )
A.生长素极性运输的方向与重力方向一致
B.植物的顶芽生长占优势时侧芽处生长素的合成受到抑制
C.植物几乎所有的生命活动都受到植物激素的调节
D.生长素在植物的成熟组织中只能从形态学下端运输到形态学上端
C [生长素极性运输的方向与重力方向不一定一致,如根尖极性运输是从形态学上端向下端,与重力方向相反,A错误;植物的顶端优势是顶芽产生的生长素在侧芽处积累,侧芽处生长素浓度过高,生长受抑制,并非抑制侧芽处生长素的合成,B错误;在植物的生长发育过程中,几乎所有的生命活动都受到植物激素的调节,C正确;生长素在幼嫩组织中只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,生长素在成熟组织中可发生非极性运输,D错误。]
4.(2022·山东济宁高三专题练习)某研究性课题小组的同学对植物生长素非常有研究兴趣,设计了图1、图2所示实验探究单侧光使胚芽鞘尖端的生长素转移了,还是将生长素分解了。下列说法正确的是( )
甲 乙
图1
图2
A.由图1可知,单侧光使生长素分布不均,从而引起胚芽鞘弯曲
B.如果图2中胚芽鞘的长度关系为c C.如果图2中胚芽鞘的长度关系为c D.胚芽鞘尖端对胚芽鞘弯曲没有作用,因为弯曲在尖端下面一段
A [图1中,若单侧光将生长素分解了,则甲和乙的胚芽鞘都应向光弯曲生长,但乙组胚芽鞘直立生长,说明单侧光并没有将生长素分解,而是盖玻片阻挡了生长素的转移,使胚芽鞘直立生长,所以由图1可知单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生转移,即使生长素分布不均匀,从而引起胚芽鞘弯曲,A正确;若单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生转移,则图2琼脂块中生长素的含量A=B,C
1.生长素的生理作用
(1)生理作用:通过促进细胞的纵向伸长,促进细胞生长。
(2)作用方式:不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息。
(3)特性:两重性。低浓度促进,高浓度抑制。具体如下:
(4)敏感程度:幼嫩细胞>衰老细胞;根>芽>茎。(填“>”“<”或“=”)
2.顶端优势
(1)概念:植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。
(2)原因
(3)解除方法:去除顶芽。
(4)应用:可适时摘除棉花的顶芽,解除顶端优势,以促进侧芽的发育,从而使它多开花、多结果。
3.生长素类似物及应用
(1)概念:具有与生长素相似的生理效应的人工合成的化学物质。
(2)应用
①防止果实和叶片的脱落。
②促进结实,获得无子果实。
③促进扦插枝条的生根。
1.生长素浓度不同,对芽生长的促进效果一定不同。 (×)
提示:因为生长素的两重性,所以生长素对芽的促进有一个最适浓度。最适浓度两侧,存在生长素浓度不同,但促进效果相同的点。
2.顶端优势现象、根的向地生长、茎的背地生长都说明了生长素作用的两重性。 (×)
提示:茎的近地侧、背地侧生长素对茎生长都是促进作用,没有出现高浓度抑制生长的情况,因此不能说明生长素作用的两重性。
3.顶芽生长占优势时,侧芽生长素的合成受到抑制。 (×)
提示:顶芽生长占优势时,侧芽生长素的合成不受影响。
4.不同种类的植物对生长素的敏感性不同,同一种植物的不同器官对生长素的敏感性也不同。 (√)
5.杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。 (×)
提示:顶芽快速生长是因为顶芽合成的生长素运输到侧芽,顶芽生长素浓度降低。
顶端优势的原理是________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示:植物顶芽产生的生长素向侧芽运输,侧芽生长素浓度高,抑制其发育,顶芽生长素浓度低,优先发育
1.生长素浓度与促进程度的曲线分析
(1)曲线区间代表的含义
①OH段:随生长素浓度升高,促进生长作用增强。
②HC段:随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。
③CD段:抑制生长。
(2)曲线特殊点的含义
①H点:促进生长的最适浓度为g。
②C点:表示促进生长的“阈值”,浓度大于C点所示值时抑制生长,小于C点所示值时促进生长。
2.不同植物对生长素的敏感程度曲线分析:双子叶植物比单子叶植物敏感
1.图1为胚芽鞘去掉尖端后立即放上含不同浓度生长素的琼脂块,α为胚芽鞘弯曲后的角度,图2为生长素浓度对胚芽鞘生长的影响曲线。
图1 图2
请在图2中画出图1中的角度随琼脂块生长素浓度变化的曲线。
提示:
2.某同学用绿豆种子为实验材料,研究生长素对芽的影响。他只配制了甲、乙两种不同浓度的生长素溶液,两组效果相同且都为促进作用。该同学有一失误,忘记了标记生长素溶液浓度的高低。请依据科学家实验结果和该同学的实验,想一个最简单的办法将两种生长素浓度的高低区别开来,并说明理由。
提示:测量并计算绿豆幼根的平均长度,较长者对应的浓度为低浓度,另一种为高浓度。对芽促进作用效果相同的两种生长素浓度,对根会出现低浓度促进和高浓度抑制的作用效果。
生长素的生理作用及两重性
1.(2022·四川德阳二模)科研人员配制了含有0、0.1、1.0、10.0、100.0 μmol/L茉莉酸(JA)的培养基,将一定条件下培养的水稻植株转移至含有不同浓度的JA培养基表面生长48h,侧根的生长情况如下表所示。已知JA可以增强水稻根相应区域的生长素极性运输,从而影响侧根数目的增加,水稻的根也具有顶端优势现象。下列叙述错误的是( )
JA浓度(μmol/L)
0
0.1
1.0
10.0
100.0
侧根增加数目(条)
42
35
29
8
0
A.适当切除水稻的根尖,可以使侧根数目增加
B.水稻根形态学下端生长素越多,侧根数目越多
C.题中100.0 μmol/L的JA抑制侧根生长的效果最显著
D.上述结果不能表明JA对侧根的生长作用具有两重性
B [根具有顶端优势现象,切除根尖可以减少侧根部位生长素的浓度,因而可以去除顶端优势,使侧根数目增加,A正确;由于生长素的极性运输使侧根部位生长素浓度较高,高浓度的生长素抑制了侧根的生长,因而根尖形态学下端侧根数目较少,B错误;结合表格信息可知,100.0 μmol/L的JA浓度处理时,侧根增加数目为0,因此该浓度下抑制侧根数目增加的效果最显著,C正确;图示表明随着茉莉酸浓度的增大,侧根增加数目均少于对照组,说明JA对侧根的生长具有抑制作用(表格没有体现促进作用),不能体现两重性,D正确。]
2.(2022·四川宜宾叙州二中二模)如图是某兴趣小组在适宜条件下做幼小植株的单侧光实验,发现茎具有向光性,根具有背光性。为了进一步探究根具有背光性的原因,该小组检测根尖4mm处向光侧和背光侧IAA的含量,结果如表所示。下列有关叙述不合理的是( )
处理
弯曲度
(o)
向光侧
(ng·g-1)
背光侧
(ng·g-1)
光强(lx)
45
126
401
黑暗
0
325
325
A.单侧光引起根的背光性生长体现了IAA的作用具有两重性
B.根具有背光性是IAA分布不均匀和根对IAA很敏感引起的
C.根和茎向光侧的IAA含量都低于背光侧,都起了促进作用
D.根和茎背光侧的IAA含量都高于向光侧,都起了抑制作用
D [根据表格信息可知:在单侧光照下,根的向光侧生长素浓度低,生长快,根的背光侧生长素浓度高,生长慢,单侧光引起根的背光性生长体现了IAA的作用具有两重性,A正确;根对生长素比较敏感,结合选项A可知,根具有背光性是IAA分布不均匀和根对IAA很敏感引起的,B正确;在单侧光照下,根和茎的生长素都由向光侧向背光侧运输,根和茎向光侧的IAA含量都低于背光侧,都起了促进作用,C正确;茎对生长素的敏感度小于根,茎背光侧的IAA含量高于向光侧,促进生长的效应也高于向光侧,D错误。]
生长素及其类似物的应用
3.(2019·海南高考)生长素及其类似物能够调节植物的生长发育。下列相关叙述错误的是( )
A.棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长,提高棉花产量
B.给果树适时喷施适量的NAA有利于保果,提高果实产量
C.用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到大量正常的番茄种子
D.带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶均能产生IAA
C [棉花栽培过程中去除顶芽可降低侧芽的生长素含量,解除顶端优势,促进侧芽生长,提高棉花产量,A正确;给果树适时喷施适量的NAA有利于保果,提高果实产量,若浓度过高会造成落果,B正确;用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到无子番茄,C错误;芽和幼叶均能产生IAA,因此带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,D正确。]
4.(2022·湖南长沙长郡中学模拟)下列生产措施中,与植物激素的应用无关的是( )
A.棉花栽培过程中,适时摘心有利于提高棉花产量
B.给三倍体无子西瓜授以二倍体西瓜花粉,有利于提高西瓜产量
C.植物移栽时,去除部分枝叶有利于移栽植物的存活
D.喷施适宜浓度的赤霉素有利于水稻的生长
C [棉花适时摘心实际上是解除棉花的顶端优势,故适时摘心有利于提高棉花产量,A不符合题意;给三倍体无子西瓜授以二倍体西瓜花粉,是利用二倍体西瓜花粉能刺激子房产生大量生长素,促进三倍体西瓜的子房发育成果实,有利于提高西瓜产量,B不符合题意;植物移栽时,去除部分枝叶减少叶片气孔对水分的散失,与植物激素无关,C符合题意;喷施适宜浓度的赤霉素有利于水稻的生长,D不符合题意。]
无子西瓜和无子番茄的比较
注意:香蕉是三倍体,不能形成正常的配子,所以不能受精发育成种子,需子房产生一定的生长素并自我刺激,发育成无子果实。考点3 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度(实验)
1.实验原理
植物生长调节剂对植物插条的生根情况有很大影响,而且用不同浓度、不同时间处理的影响程度不同。其影响存在一个最适浓度,在此浓度下植物插条的生根数量最多,生长最快。
2.实验流程
(1)插条的选取:一般选取生长旺盛的一年生插条。
(2)处理插条的方法:浸泡法(浓度较低)、沾蘸法(浓度较高)。
(3)分组设置
①设置重复组,即每组不能少于3根枝条。
②设置对照组:蒸馏水空白对照;设置浓度不同的几个实验组之间进行对比,目的是探究2,4D或α萘乙酸(NAA)促进扦插枝条生根的最适浓度。
1.注意事项
(1)控制无关变量:例如,要研究不同浓度药液的影响,处理的时间长短应该一致,选取的插条长短、芽的个数等条件也尽可能相同。
(2)如果对要研究的植物的有关情况所知甚少,可以先设计一组浓度梯度比较大的预实验进行摸索,再在预实验的基础上设计浓度梯度比较小的正式实验。
2.实验分析
(1)处理插条时,应将其基部(形态学下端)进行浸泡或沾蘸,否则扦插枝条不能成活。
(2)不可以根据生根的效果确定最适浓度,该实验只能大致探究最适浓度。
(3)配制生长素类似物浓度时,梯度要小,组别要多,否则不宜在更小的浓度梯度系列溶液中获得更精确的最适浓度范围。
1.(2022·四川宜宾模拟)下表是研究α萘乙酸(NAA)对某植物扦插成活率影响的预实验结果:
α萘乙酸(NAA)浓度(mg/L)
各组成活率/%
平均成
活率/%
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
300
80.83
85.94
86.93
84.57
400
83.05
92.40
90.95
88.80
500
93.03
97.76
95.46
95.42
600
85.94
80.86
89.69
85.50
对照
60.71
66.85
57.87
61.81
下列相关叙述错误的是( )
A.该实验的自变量是NAA浓度,因变量是植物插条的成活率
B.从表中数据可以看出不同浓度的NAA均提高了插条成活率
C.通过预实验可以摸索实验条件,但会造成人力、物力和财力的浪费
D.α萘乙酸等生长素类似物是植物生长调节剂,在生产上得到了广泛应用
C [根据表格信息可知,该实验的自变量是NAA浓度,因变量是植物插条的成活率,A正确;与对照组相比,不同浓度的NAA均提高了插条成活率,B正确;结合题表分析可知,做预实验的目的是摸索实验条件,从而避免盲目开展实验造成人力、物力和财力的浪费,C错误;α萘乙酸等生长素类似物是人工合成的植物生长调节剂,在生产上因为其效果稳定而应用广泛,D正确。]
2.(2022·四川树德中学模拟)如图1、图2分别是吲哚丁酸(IBA)和生根粉1号(ABT1)对某植物插条生根的影响的研究结果。下列相关叙述正确的是( )
图1 图2
A.该实验的因变量是生长素类似物的种类、浓度,自变量是生根数和根长
B.结果表明,IBA和ABT1对插条生根长度的作用具有两重性
C.为保证实验结果的准确性,所用插条必须生理状态一致且去除所有的芽
D.在用浸泡法处理插条时,应把插条的基部浸泡在配制的溶液中
D [分析图1、图2可知,该实验的自变量是生长素类似物的种类和浓度,因变量是生根数和根长,A错误;由于该实验没有设置空白对照(即清水处理组),因而无法判断IBA和ABT1对插条生根长度的作用是否具有两重性,B错误;芽能产生生长素,促进插条生根,实验中所用的插条保留适量芽有利于插条成活,C错误;在用浸泡法处理插条时,应把插条的基部浸泡在配制的溶液中,D正确。]考点4 其他植物激素
1.其他四种植物激素的产生部位和主要作用
2.植物激素间的相互关系
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。
(1)具有协同作用的激素
①促进生长的激素:生长素、赤霉素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老的激素:细胞分裂素和生长素。
③诱导愈伤组织分化成根或芽:生长素、细胞分裂素。
④促进果实坐果和生长:生长素、细胞分裂素、赤霉素。
(2)具有拮抗作用的激素
①器官脱落
②种子萌发
③叶片衰老:生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老,脱落酸促进叶片衰老。
(3)其他激素间的相互作用
①生长素达到一定浓度后就会促进乙烯的合成,而乙烯对生长素的合成起抑制作用,如图
②生长素和细胞分裂素促进植物生长的机制不同
③赤霉素通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长
3.植物生长调节剂的应用
(1)植物生长调节剂的特点
①优点:容易合成、原料广泛、效果稳定,可长时间发挥作用。
②缺点:使用不当会影响产品品质。
(2)应用实例(连线)
提示:①—C—b ②—B—a ③—D—c ④—E—d ⑤—A—e
1.细胞分裂素主要合成部位是根尖和茎尖。 (×)
提示:细胞分裂素主要合成部位是根尖。
2.细胞分裂素在果实生长中起促进作用。 (√)
3.苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落。 (×)
提示:苹果树开花后,喷施适宜浓度的生长素可防止落花落果。
4.“新摘未熟红柿,每篮放木瓜两三枚,得气即发,涩味尽失”体现了乙烯促进果实成熟。 (√)
5.植物激素可以影响基因的表达,基因也可以控制激素的合成。 (√)
1.生长素类似物属于植物生长调节剂,其效果稳定的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示:它们不是天然的物质,植物体内缺乏分解它们的酶
2.用传统法生产啤酒时,常用赤霉素处理大麦的目的在于_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示:使大麦种子无须发芽就可以产生α淀粉酶,这样就可以简化工艺,降低成本
1.研究表明:脱落酸在高温下易降解,据此,请解释“小麦、玉米即将成熟时,若经历持续一段时间的干热后再遇大雨的天气,种子就易在穗上发芽”。
提示: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。再遇到大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子易在穗上萌发。
2.某生物兴趣小组学习了关于植物激素的内容后,欲验证:赤霉素能促进种子萌发,脱落酸能促进种子的休眠,抑制种子的萌发,请简要写出实验思路和预期结果。
实验材料:具有生命力的某种植物种子若干,适宜浓度的赤霉素溶液,适宜浓度的脱落酸溶液,蒸馏水等。
提示:实验思路:取上述种子随机均分成3组,编号为A、B、C组,依次加入等量的蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、适宜浓度的脱落酸溶液,在相同适宜的条件下培养一段时间后,统计每组种子的萌发率。
预期结果:萌发率:B组>A组>C组。
植物激素的作用
1.(2022·四川凉山三模)植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法错误的是( )
A.利用不同植物对2,4D的敏感性不同进行田间除草
B.种子在萌发过程中存在赤霉素与脱落酸的拮抗作用
C.只要植物生长调节剂施用适宜浓度便没有任何危害
D.利用乙烯利催熟果实可以做到果实有计划地上市
C [不同植物对生长素的敏感性不同,高浓度的生长素会抑制杂草的生长促进某些作物的生长,所以可以利用不同植物对2,4D的敏感性不同进行田间除草,A正确。脱落酸抑制种子的萌发,赤霉素促进种子的萌发。在种子萌发过程中,脱落酸减少,赤霉素增多,两者在种子的萌发过程都存在,二者表现为拮抗作用,B正确。施用植物生长调节剂不仅要考虑施用浓度,还需考虑施用部位,施用部位不当会造成一定的危害,C错误。乙烯利是乙烯类似物,可以催熟果实,利用乙烯利催熟果实可以做到果实有计划地上市,D正确。]
2.(2022·四川泸州三模)我国有许多口口相传的农耕经验,如“育秧先育根,根深才叶茂”,这些经验既与水肥有关,也与植物激素紧密相关。下列有关叙述不合理的是( )
A.“根深”与细胞分裂素促进细胞增殖,以及生长素促进细胞生长有关
B.“根深叶茂”是因为根大量吸收无机盐、有机物等促进地上部分生长
C.若脱落酸受体与脱落酸的亲和力降低,则有利于种子萌发成秧苗
D.施用适量一定浓度的赤霉素,能促进α淀粉酶的合成,有利于种子萌发
B [“根深”过程涉及细胞的数目增多与体积增大,该过程中细胞分裂素促进细胞增殖,生长素促进细胞生长,A正确;植物根系不能直接吸收利用有机物,B错误;脱落酸能够抑制种子萌发,若脱落酸受体与脱落酸的亲和力降低,脱落酸无法发挥作用,则有利于种子萌发成秧苗,C正确;赤霉素促进种子萌发,施用适量一定浓度的赤霉素,能促进α淀粉酶的合成,有利于种子萌发,D正确。]
植物激素间的相互作用
3.(2022·四川泸县一中三模)如图为小麦种子发育和萌发过程中内源激素、种子含水量以及营养物质积累量的变化,据图分析,在种子发育过程中有关植物激素的作用不正确的是( )
A.种子发育与萌发过程中GA与ABA有协同作用,而与IAA有一定的拮抗关系
B.ABA促进种子贮藏蛋白基因的表达,促进种子脱水干燥,利于种子休眠
C.种子发育期IAA的作用可能与促进有机物向籽粒的运输与积累有关
D.种子萌发期GA可以调节淀粉酶基因的表达促进种子萌发
A [GA与IAA促进种子的发育和萌发,有协同作用,而ABA促进种子的休眠,故ABA与GA、IAA存在拮抗作用,A错误;种子发育后期,ABA含量升高,含水量下降,种子进入休眠期,故推测ABA促进种子贮藏蛋白基因的表达,促进种子休眠,B正确;种子发育期,IAA占优势,营养物质快速消耗,故IAA可能参与有机物向籽粒的运输,C正确;种子萌发期GA可以调节淀粉酶基因的表达,促进淀粉水解,水解产物葡萄糖参与氧化分解可以为种子萌发提供能量,故GA可以促进种子萌发,D正确。]
4.(2022·四川树德中学高三开学考试)为研究赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)在种子萌发中的作用,科学家利用拟南芥进行系列实验,实验处理及结果如表。据实验结果推测,错误的是( )
拟南芥
野生型
野生型
突变体1
突变体1
野生型
突变体2
突变体2
处理方式
MS培养基
MS培养基+一定量GA拮抗剂
MS培养基
MS培养基+一定量GA
MS培养基+一定量ABA
MS培养基
MS培养基+一定量ABA
种子萌发与否
萌发
未萌发
未萌发
萌发
未萌发
萌发
萌发
A.突变体1是GA合成异常突变体
B.突变体2可能是ABA受体异常突变体
C.野生型种子萌发时内源ABA含量高
D.GA与ABA在此过程中有拮抗作用
C [由表格信息,拟南芥突变体1不能在MS培养基上萌发,但可以在MS培养基+一定量GA培养基上萌发,说明突变体1是GA合成异常突变体,A正确;由于野生型拟南芥种子不能在MS培养基+一定量ABA培养基上萌发,而突变体2在MS培养基+一定量ABA培养基上萌发,并且因为突变体2也能在MS培养基上萌发,所以突变体2是ABA受体异常突变体,B正确;由于野生型拟南芥种子能在MS培养基上萌发,而不能在MS培养基+一定量ABA的培养基上萌发,说明野生型种子萌发时内源ABA含量很低,C错误;由实验结果分析可知,GA拮抗剂与ABA具有相同作用,进而说明GA与ABA在此过程中有拮抗作用,D正确。]
1.尖端均匀光照或黑暗时不发生生长素的横向运输。重力、光照等因素影响生长素的运输和分布,但与生长素的极性运输无关。
2.抑制生长≠不生长:所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的,即凡生长状况差于对照组的可认为“生长受到抑制”,生长状况好于对照组的可认为“促进生长”。
3.确认能否体现两重性的关键在于“浓度与生长情况”。如根的向地性生长、顶端优势等能体现两重性,因为生长较慢处的生长素浓度大于生长较快处的生长素浓度。
4.植物激素具有调节功能,不参与植物体结构的形成,也不是植物的营养物质。
5.促进果实“发育”的植物激素为生长素、赤霉素,促进果实“成熟”的激素为乙烯。
1.植物激素是指由植物体内产生,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。
2.植物向光性的原理是单侧光照射时,尖端产生的生长素由向光侧向背光侧发生横向运输,背光侧生长素浓度高,再经极性运输运送到尖端下部,导致下部背光侧生长素浓度高,生长速度快,植物向光弯曲生长。
3.生长素的生理作用具有两重性:低浓度促进生长,高浓度抑制生长甚至杀死植物。
4.顶端优势的原理:植物顶芽产生的生长素向侧芽运输,侧芽生长素浓度高,抑制其发育,顶芽生长素浓度低,优先发育。
5.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。
1.(2022·广东选择性考试)我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中,与植物生长调节剂使用直接相关的是( )
A.秸秆还田 B.间作套种
C.水旱轮作 D.尿泥促根
D [农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量,该过程主要是利用了物质循环的特点,与植物生长调节剂无直接关系,A不符合题意;采用间作套种的措施可以提高植物产量,其原理是保证作物叶片充分接收阳光,提高光能利用率,与植物生长调节剂无直接关系,B不符合题意;水旱轮作改变了生态环境和食物链,使害虫难以生存,能减少病虫害的发生,与植物生长调节剂无直接关系,C不符合题意;尿泥促根与生长素(类似物)密切相关,与题意相符,D符合题意。]
2.(2022·浙江6月选考)新采摘的柿子常常又硬又涩。若将柿子与成熟的苹果一起放入封闭的容器中,可使其快速变得软而甜。这主要是利用苹果产生的( )
A.乙烯 B.生长素
C.脱落酸 D.细胞分裂素
A [乙烯起催熟作用,成熟的苹果产生乙烯,使柿子“变得软而甜”,A正确;生长素具有促进植物生长的作用,不能催熟,B错误;脱落酸能抑制细胞分裂和种子萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用,不能催熟,C错误;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂,不能催熟,D错误。]
3.(2022·全国甲卷)植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因,下列推测合理的是( )
A.赤霉素合成途径受阻
B.赤霉素受体合成受阻
C.脱落酸合成途径受阻
D.脱落酸受体合成受阻
A [赤霉素具有促进细胞伸长的功能,该作用的发挥需要与受体结合后才能完成,故喷施某种激素后作物的矮生突变体长高,说明喷施的为赤霉素,矮生突变体矮生的原因是缺乏赤霉素而非赤霉素受体合成受阻(若受体合成受阻,则外源激素也不能起作用),A正确,B错误;脱落酸抑制植物细胞的分裂和种子的萌发,与植物矮化无直接关系,C、D错误。故选A。]
4.(2022·湖北选择性考试)水稻种植过程中,植株在中后期易倒伏是常见问题。在适宜时期喷施适量的调环酸钙溶液,能缩短水稻基部节间长度,增强植株抗倒伏能力。下列叙述错误的是( )
A.调环酸钙是一种植物生长调节剂
B.喷施调环酸钙的关键之一是控制施用浓度
C.若调环酸钙喷施不足,可尽快喷施赤霉素进行补救
D.在水稻基部节间伸长初期喷施调环酸钙可抑制其伸长
C [调环酸钙是一种植物生长调节剂,能缩短水稻基部节间长度,增强植株抗倒伏能力,A正确;喷施调环酸钙的关键之一是控制施用浓度,B正确;赤霉素促进茎秆生长,若调环酸钙喷施不足,不能喷施赤霉素进行补救,C错误;在水稻基部节间伸长初期喷施调环酸钙可抑制其伸长,D正确。]
5.(2020·全国卷Ⅲ)取燕麦胚芽鞘切段,随机分成三组,第1组置于一定浓度的蔗糖(Suc)溶液中(蔗糖能进入胚芽鞘细胞),第2组置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中,第3组置于IAA+Suc溶液中,一定时间内测定胚芽鞘长度的变化,结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是( )
A.KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压
B.胚芽鞘伸长生长过程中,伴随细胞对水分的吸收
C.本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的
D.IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高
C [K+、Cl-等无机盐离子可进入胚芽鞘细胞中,其对于维持细胞的正常渗透压起着重要作用,A项正确;水在细胞中的存在形式有两种,结合水和自由水,水是构成细胞的重要无机化合物,在胚芽鞘伸长生长过程中,伴随着细胞对水分的吸收,B项正确;KCl为无机盐,不能为生物体的生命活动提供能量,根据题干信息“用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果”可知,蔗糖不是作为能源物质来提高IAA作用效果的,C项错误;置于生长素+蔗糖(或KCl)溶液中的胚芽鞘伸长率比单独置于适宜浓度的生长素或单独置于一定浓度的蔗糖(或KCl)溶液中的胚芽鞘伸长率都高,说明IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入蔗糖或KCl而提高,D项正确。]
6.(2019·全国卷Ⅱ)某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端,分成甲、乙两组,按如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:
琼脂块
甲
乙
左
右
α角/度
20.4
9.0
9.1
(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输,这种运输的方向是____________________。
(2)图中α角形成的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)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___________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)植物生长素的极性运输是指生长素从植物的形态学上端向形态学下端运输。(2)将含有生长素的琼脂块置于去掉顶端的胚芽鞘的左侧,琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧,由于生长素在去顶胚芽鞘左、右两侧的不均匀分布,胚芽鞘弯向放置琼脂块的对侧生长,形成α角。(3)乙组中胚芽鞘顶端被云母片阻隔,光照处理后,生长素不能进行横向运输,左、右两侧琼脂块中收集到的生长素的量基本相等且小于甲组中琼脂块所收集的生长素的量,所以乙组中左、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。
[答案] (1)从形态学上端到形态学下端 (2)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生长,形成α角 (3)乙组中左、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
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