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新高考生物一轮复习课件：第27讲 植物生命活动的调节（含解析）
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这是一份新高考生物一轮复习课件：第27讲 植物生命活动的调节（含解析），共60页。PPT课件主要包含了素养目标，单侧光，背光面，②鲍森·詹森实验，③拜尔实验，不均匀，④温特实验，琼脂块，单侧光照射，两侧生长不均匀等内容，欢迎下载使用。
一、植物生长素1.生长素的发现过程(1)经典实验过程和结论①达尔文实验
(2)植物向光性的解释(3)植物激素的概念:由植物体内产生,能从 运送到 ,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,称作植物激素。 调节作用
2.生长素的合成、运输和分布(1)合成部位:主要是 。 (2)来源:由 转变而来。 (3)分布部位:植物体各器官中都有分布,相对集中地分布在 的部分。 (4)运输:
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
3.生长素的生理作用及特点(1)生理作用①细胞水平上:促进细胞 、诱导 等。 ②器官水平上:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
(2)作用特点①低浓度促进生长,高浓度抑制生长。A点:既不促进生长也不抑制生长。A~C段(不含A点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。C点:促进生长的最适浓度,其促进效果最好。CE段(不含E点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。 依然是促进作用E点:促进生长的浓度“阈值”。低于此值时均为促进生长的“低浓度”;超过此值时,将由“促进”转向“抑制”,从而进入抑制生长的“高浓度”。B、D两点:生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。EF段:随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强。
②不同器官对生长素的敏感程度不同,敏感性大小:根>芽>茎。
③不同生物对生长素的敏感程度不同,敏感性大小:双子叶植物>单子叶植物。除草剂原理用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草,同时促进单子叶植物生长。
(3)典型实例——顶端优势①概念:植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。②产生原因:③解除方法:摘除顶芽。 解除顶端优势
知识拓展1.不同处理条件下植物向性运动的结果分析
2.植物的向性运动(1)植物的向光性 单侧光影响
(2)植物茎的背地性和根的向地性 重力影响①表现:
旁栏边角(选择性必修1,第95页,“拓展应用”)我国宋代著作《种艺必用》中,记载了一种促进空中压条生根的方法:“凡嫁接矮果及花,用好黄泥晒干,筛过,以小便浸之。又晒干,筛过,再浸之。又晒又浸,凡十余次。以泥封树枝……则根生。”请你运用已学过的知识,分析其中的科学道理。
提示 因为人尿中含有不能被人体消化、吸收的微量的生长素,将黄泥反复浸到尿液中再晒干,黄泥中就会吸附一定量的生长素。用这样的黄泥封裹枝条,就能利用其中的生长素促进枝条生根。
易错辨析基于对植物生长素的理解,判断下列表述是否正确。(1)植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素。( )(2)用一定浓度的IBA溶液浸泡葡萄插条基部可诱导其生根。( )(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。( )(4)横向运输发生在尖端,产生效应的部位也在尖端。( )(5)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。( )
二、其他植物激素1.其他植物激素的种类和作用
2.植物激素间的相互作用(1)不同植物激素间的相关性 共同促进生长①生长素和赤霉素之间的协同作用
②生长素和细胞分裂素之间的协同作用
③生长素和乙烯之间的相互作用低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,反过来会 生长素的作用。
④脱落酸和赤霉素之间的相互作用,种子萌发过程中,脱落酸和赤霉素两种激素浓度的变化:赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,种子是否萌发取决于赤霉素和脱落酸的浓度之比,两者对种子萌发的作用是 的。 a.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高有利于分化形成雌花;b.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较低有利于分化形成雄花。
不同时期,植物激素的种类和含量各不相同(2)植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的果实在不同发育时期植物激素的种类和含量是不同的,这是受植物基因控制的,其实质是 的结果。
知识拓展1.明确植物激素的生理作用
2.对比分析植物激素与动物激素
旁栏边角(选择性必修1,第99页,“拓展应用”改编)研究表明,脱落酸在高温下易降解,请据此解释“小麦、玉米即将成熟时,若遇干热后再遇大雨的天气,种子就容易在穗上发芽”的现象。
提示 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。再遇到大雨天气又给穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就在穗上萌发。
易错辨析基于对其他植物激素的理解,判断下列表述是否正确。(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)豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响。( )(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)脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落。( )
三、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.植物生长调节剂的类型和作用(1)概念:由人工合成的,对植物的 有 作用的化学物质。 (2)优点:原料广泛、 、效果稳定等。 植物体内缺少分解植物生长调节剂的酶(3)类型:①分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸;②分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如α-萘乙酸(NAA)、矮壮素等。
2.[实例]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:①生长素类调节剂对植物插条的生根情况有很大的影响,在不同浓度、不同时间下处理插条,其影响程度不同。②生长素类调节剂的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)预实验的意义是可以为进一步的实验 ,也可以检验实验设计的 和 。
(4)结果分析: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。
(5)注意事项:①控制无关变量:无关变量在实验中的处理要采用等量性原则。如选用相同的花盆、相同的植物材料,插条的生理状况、带有的芽数相同,插条处理的时间长短一致等。②处理插条:a.生长素类调节剂处理插条可用浸泡法(溶液浓度较低)或沾蘸法(溶液浓度较高,处理时间较短)。b.处理时插条上下不能颠倒,否则扦插枝条不能成活。c.扦插时常去掉插条成熟叶片,原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用,保持植物体内的水分平衡。
3.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在自然界中, ,植株生长、 、衰老等,都会受到光的调控。 ②光敏色素:植物接受光信号的分子之一。
③调控机制:④说明:光既能作为植物细胞的能量来源,又能通过影响光敏色素等蛋白质的结构,引起光信号传导,改变细胞激素水平和基因表达水平。
(2)参与调节植物生命活动的其他环境因素
(3)植物生长发育的整体调控植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果
知识拓展1.常见植物生长调节剂及其应用
2.辨析光合色素和光敏色素
旁栏边角(选择性必修1,第107页,“思考·讨论”)有的植物需要经过春化作用才能开花,这对于它们适应所生存的环境有什么意义?
提示 春化作用的出现和休眠一样,也是植物应对恶劣环境的一种策略,植物在开花时最脆弱,如果此时遇上低温,则很容易无法抵抗而不开花或死亡。所以经过长久的演化,植物会等待寒冬过去后再开花结实,以确保顺利繁衍后代。
易错辨析1.基于对植物生长调节剂的应用的理解,判断下列表述是否正确。(1)植物生长调节剂都是人工合成的,作用效果稳定。( )(2)使用一定浓度的膨大素能加快草莓的生长、发育和成熟。( )(3)乙烯利在植物体内分解释放出乙烯,促进果实成熟,诱导植株产生乙烯。( )(4)用生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄。( )
2.基于对环境因素参与调节植物的生命活动的理解,判断下列表述是否正确。(1)光敏色素主要吸收红光和远红光,是植物体内唯一感受光照的受体。( )(2)光敏色素感受光照之后,不会影响植物体内基因的表达。( )(3)萌发期的种子经过低温处理,会产生诱导植物开花的化学物质。( )(4)被普遍认可的一种解释重力对植物生长调节的机制是“淀粉-平衡石假说”。( )(5)对于植物而言,光不仅提供能量,还能调节植物生长发育。( )
考向探究考向1生长素的相关实验分析1.(2022湖南长沙雅礼中学模拟)科学家为了解释植物向光生长的现象提出了两种假说:①单侧光照引起生长素的横向运输,使生长素分布不均而导致弯曲生长;②单侧光照引起向光侧产生生长抑制物而导致弯曲生长。下图表示两位同学为验证某植物向光生长的原因所做的对照实验,
下列分析错误的是( )A.若实验一甲、乙两组都向光生长,则说明假说②成立B.若实验二甲、乙两组结果无明显差异,则说明假说①成立C.若实验一甲直立生长、乙向光生长,则实验二应表现为甲生长速度比乙快D.若实验一甲、乙两组都向光生长,则实验二应该表现为甲的生长速度比乙慢
答案 C 解析 若实验一甲、乙两组都向光生长,说明植物向光生长与生长素的横向运输无关,即假说②成立,A项正确;若实验二甲、乙两组生长无明显差异,说明光照不会引起植物产生生长抑制物,即假说①成立,B项正确;若实验一甲直立生长、乙向光生长,说明假说①成立,此时实验二应表现为甲、乙两组生长速度相同,C项错误;若实验一甲、乙两组都向光生长,说明植物向光生长与生长素的横向运输无关,即假说②成立,实验二甲组光照会产生生长抑制物,因而甲的生长速度比乙慢,D项正确。
考向2生长素的合成、运输和分布2.(2022山东潍坊一模)生长素极性运输的化学渗透偶联学说的基本观点是:生长素以弱酸的形式经输入载体协同运输(能量由跨膜质子电位提供)进入细胞,在细胞质中生长素主要以离子形式存在并大量积累。离子形式的生长素通过分布于细胞基部的输出载体顺浓度梯度输出细胞,正是由于输出载体在细胞中的极性分布决定了生长素的极性运输。下列叙述错误的是( )A.植物体内的生长素多为IAA,合成它的原料是色氨酸B.若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用,可利用其抑制剂设计实验C.生长素的输入、输出载体都能转运生长素,故其空间结构相同D.生长素的极性输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中
答案 C 解析 IAA是人类最早发现的一种生长素,植物体内的生长素也多为IAA,其合成原料是色氨酸,A项正确;若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用,输出载体即为实验自变量,可利用其抑制剂控制输出载体设计实验,B项正确;生长素的输入、输出载体虽然都能转运生长素,但是运输的方向不同,其空间结构也不相同,C项错误;生长素的合成部位主要集中在植物的幼嫩部位,故其输出载体大多也分布在幼嫩组织细胞中,D项正确。
考向3顶端优势3.(2022全国甲,3)生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与生长素有关的叙述,错误的是( )A.植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除B.顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长C.生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物生长D.在促进根、茎两种器官生长时,茎是对生长素更敏感的器官
答案 D 解析 顶芽产生的生长素逐渐向下运输,离顶芽越近的侧芽生长素浓度越高,由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此侧芽的生长发育受到抑制,植株表现出顶端优势,植物顶端优势现象可通过摘除顶芽而解除,A、B两项正确。生长素属于植物激素,能够通过调节植物体内某些基因的表达影响植物生长,C项正确。在促进根、茎两种器官生长时,根对生长素更敏感,D项错误。
4.(2022北京)植物顶芽产生生长素向下运输,使侧芽附近的生长素浓度较高,抑制侧芽的生长,形成顶端优势。用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝。下列关于植物激素作用的叙述,不正确的是( )A.顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长B.去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长C.细胞分裂素能促进植物的顶端优势D.侧芽生长受不同植物激素共同调节
答案 C 解析 顶芽生长素浓度低,促进其生长,侧芽生长素浓度高,抑制其生长,故顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长,A项正确;去顶芽或抑制顶芽的生长素运输都可以使侧芽的生长素浓度降低,进而促进侧芽生长,B项正确;由题意可知,用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝,说明细胞分裂素能减弱植物的顶端优势,C项错误;由题意可知,侧芽生长可受到生长素、细胞分裂素的调节,故其生长受不同植物激素的共同调节,D项正确。
考向4重力对生长素的影响5.(2022湖北恩施模拟)“淀粉-平衡石假说”认为植物依靠内含“淀粉体”的细胞感受对重力的单一方向的刺激,使横放的茎、根等部位发生生长素的横向运输。植物光合作用产生的葡萄糖经由聚合转变成淀粉,再以淀粉粒的形式储存于淀粉体中。下列叙述错误的是( )A.“淀粉体”可感受重力的方向B.“淀粉体”最终将重力信号转变成运输生长素的信号C.植物根部的向地生长体现了生长素低浓度时促进生长、高浓度时抑制生长D.根的远地侧生长素分布较多,生长较快,而使根向地生长
答案 D 解析 “淀粉-平衡石假说”认为植物细胞依靠“淀粉体”感受对重力的单一方向刺激,A项正确;植物细胞内的“淀粉体”感受重力信号的刺激,并将重力信号转变成运输生长素的信号,使近地侧生长素浓度高于远地侧,B项正确;由于根部细胞对生长素比较敏感,故生长素浓度较高的近地侧生长受到抑制,这体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长,C项正确;根的远地侧生长素分布较少,生长较快,而使根向地生长,D项错误。
方法突破1.比较极性运输和横向运输
2.判断植物“长不长、弯不弯”的方法
3.有关生长素作用特点的4个注意点
4.植物向光性和顶端优势产生的原理分析
5.牢记胚芽鞘系列实验的五个结论
考向探究考向1其他植物激素1.(2022山东)实验发现,物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽,乙可解除种子休眠,丙浓度低时促进植株生长,浓度过高时抑制植株生长,丁可促进叶片衰老。上述物质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素4种中的一种。下列说法正确的是( )A.甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片B.乙可通过发酵获得C.成熟的果实中丙的作用增强D.夏季炎热条件下,丁可促进小麦种子发芽
答案 B 解析 甲是细胞分裂素,合成部位主要是根尖,A项错误;乙是赤霉素,可通过某些微生物发酵获得,B项正确;丙是生长素,丁是脱落酸,成熟的果实中,生长素的作用减弱,脱落酸的作用增强,C项错误;乙是赤霉素,夏季炎热条件下,赤霉素可促进小麦种子发芽,脱落酸抑制发芽,D项错误。
2.(2022河北)下列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
答案 A 解析 脱落酸受体无法与脱落酸正常结合,会使种子休眠时间缩短,A项错误;赤霉素可以促进淀粉酶的合成,促进种子萌发,B项正确;细胞分裂素会促进植株的生长,C项正确;生长素受体活性减弱的株系不易生根,D项正确。
考向2不同植物激素作用的相关性3.(2022浙江6月选考)BA对苹果丛状苗生根的影响如下图所示。对照组为“MS培养基+NAA”,实验组分别选取在“MS培养基+NAA”培养了0 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h的丛状苗,用“MS培养基+NAA+BA”各处理24 h后,再转入“MS培养基+NAA”继续培养。各组都在丛状苗培养的第14 d和第28 d观察并统计生根率,NAA和BA的浓度均为1 μml/L。下列叙述正确的是( )A.BA前期处理抑制生根,后期处理促进生根B.BA对不同实验组丛状苗的生根效果均不同C.不同实验组丛状苗的生根率随培养时间延长而提高D.实验结果说明了生长素和细胞分裂素共同促进生根
答案 C 解析 分析题图可知,除了处理时间为120 h的一组外,其余时间段用BA处理丛状苗的生根率均比对照组(不用BA处理组)低,即在实验的处理时间段内,BA处理均抑制生根,A项错误;除了处理时间为120 h的一组与对照组比较生根效果没有明显差异外,其他各实验组丛状苗的生根效果均低于对照组,即起到抑制效果,B项错误;对比第14 d和第28 d的生根率,不同实验组丛状苗的生根率都随培养时间延长而提高,C项正确;根据题意分析可知,实验结果并未说明生长素(NAA)和细胞分裂素(BA)共同促进生根,D项错误。
考向3实验探究植物激素的作用和关系4.(2022湖南)独脚金内酯(SL)是近年来新发现的一类植物激素。SL合成受阻或SL不敏感突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1(max1)和SL突变体2(max2),其生长素水平正常,但植株缺失顶端优势,与野生型(W)形成明显区别。在幼苗期进行嫁接试验,培养后植株形态如右上图所示。
据此分析,下列叙述错误的是( )A.SL不能在产生部位发挥调控作用B.max1不能合成SL,但对SL敏感C.max2对SL不敏感,但根能产生SLD.推测max2_S+max1_R表现顶端优势缺失
答案 A 解析 根据野生型W和③④的生长情况进行分析,W可以产生SL,且W和③④地上部分都表现出了顶端优势,说明SL可以在产生部位(地上部位)发挥调节作用,A项错误;根据题图可知,max1没有表现出顶端优势,但当其地上部分和W植株的根进行嫁接后(①),就表现出了顶端优势,说明其自身不能产生SL,由于野生型产生的SL从根运输至地上部分,所以max1接受了SL,表现出顶端优势,因此对SL敏感,B项正确;根据题图可知,②中max2的地上部分和野生型的根结合,没有恢复顶端优势,说明max2对SL不敏感,又从⑤中(max1不能产生SL,但当其与max2结合后,表现出了顶端优势)可以看出, max2的根产生了SL,运输至地上部分,使地上部分表现出顶端优势,C项正确;当max2的地上部分和max1的根结合后由于max2对SL不敏感,因此不会表现出顶端优势,即表现为顶端优势缺失,D项正确。
方法突破1.植物生长与多种植物激素之间的关系
2.辨析植物激素间的相互作用关系(1)协同作用
3.植物激素及植物生长调节剂的应用实例
考向探究考向1植物生长调节剂的应用1.(2022辽宁)下表为几种常用的植物生长调节剂,下列有关其应用的叙述错误的是( )A.用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条,可促进生根B.用一定浓度的6-BA抑制马铃薯发芽,以延长贮藏期C.用乙烯利处理棉花可催熟棉桃,便于统一采摘D.用PP333处理水稻可使植株矮化,增强其抗倒伏能力
答案 B 解析 萘乙酸的作用与生长素类似,故用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条,可促进其生根,A项正确;6-BA的作用与细胞分裂素类似,但抑制马铃薯发芽,延长贮藏期的激素是脱落酸,与细胞分裂素无关,故6-BA不能抑制马铃薯发芽,以延长贮藏期,B项错误;乙烯利作用与乙烯类似,故用乙烯利处理棉花可催熟棉桃,便于统一采摘,C项正确;PP333作用与赤霉素合成抑制剂类似,故用PP333处理水稻可使植株矮化,增强其抗倒伏能力,D项正确。
2.(2022广东)乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动,以乙烯利溶液为处理剂,研究乙烯对香蕉的催熟过程,设计的技术路线如下图。下列分析正确的是( )A.对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响B.实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实C.根据实验安排第6次取样的时间为第10天D.处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
答案 C 解析 对照组是没有用乙烯利溶液处理的组别,但香蕉本身会产生乙烯,A项错误;本实验的目的是研究乙烯利对香蕉的催熟过程,因此实验材料应选择乙烯含量很少的未成熟的香蕉,成熟的香蕉含乙烯多,会影响实验结果,B项错误;由流程图中“每2 d取样1次,共6次”可知,第10天进行第6次取样,C项正确;香蕉成熟过程中,淀粉逐渐水解为还原糖,因此淀粉含量逐渐下降,而还原糖含量逐渐上升,D项错误。
考向2无子果实3.下列关于植物激素及其类似物应用的叙述,正确的是( )A.春季水稻种子播种前,可用含赤霉素的温水浸泡种子B.用生长素类似物处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄C.油菜开花期遇上长期阴雨天气,喷施适宜浓度的生长素类似物可以减少损失D.苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落
答案 A 解析 赤霉素能促进种子萌发,春季水稻种子播种前,可用含赤霉素的温水浸泡种子,加快种子萌发,A项正确;用生长素类似物处理二倍体番茄幼苗,可得到无子番茄,而不是多倍体番茄,B项错误;由于油菜收获的是菜籽,而不是果实,所以油菜开花期遇上长期阴雨天气,喷洒适宜浓度的生长素类似物,不能提高产量,减少损失,C项错误;脱落酸能够促进果实的衰老和脱落,喷施适宜浓度的生长素可防止果实脱落,D项错误。
易错提醒香蕉是三倍体,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。
考向3植物生长调节剂的应用4.(2022江苏南京模拟)研究人员进行了多种外源性植物生长调节剂对大麦种子萌发产生α-淀粉酶影响的实验,结果如下图所示。下列相关叙述错误的是( )A.脱落酸在种子萌发中的作用与赤霉素相互对抗B.人工合成的6-甲基嘌呤是一种与脱落酸作用相当的植物激素C.糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所D.大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量比值增加
答案 B 解析 脱落酸具有抑制种子萌发的作用,赤霉素具有促进种子萌发的作用,因此脱落酸在种子萌发中的作用与赤霉素相互对抗,A项正确;人工合成的6-甲基嘌呤不属于植物激素,B项错误;保温时间在去除糊粉层前的15~20 h内,赤霉素与6-甲基嘌呤联合处理组、赤霉素与脱落酸联合处理组产生α-淀粉酶的量均已经稳定在较低水平,但赤霉素处理组产生α-淀粉酶的量继续增加,去除糊粉层后,赤霉素处理组产生α-淀粉酶的量随着保温时间的延长不再发生变化,说明去除糊粉层后,α-淀粉酶将不再产生,进而推知糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所,C项正确;根据上述分析可知,大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量比值增加,D项正确。
考向4光对植物生长发育的调节5.(2022辽宁绥中一中模拟)高等植物的生长发育受到环境因素的调节,光照、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要,请判断下列说法不正确的有几项?( )①对植物来说,光只是提供能量 ②光敏色素是一类色素—蛋白复合体,主要吸收红光和远红光 ③接受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化 ④植物分布的地域性很大程度上就是由光照决定的 ⑤高等植物正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合 ⑥年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节 ⑦植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的A.2项B.4项C.5项D.6项
答案 A 解析 对植物来说,光不只提供能量,还能作为一种信号,影响和调控植物生长、发育的全过程,①错误;光敏色素是一类色素-蛋白复合体,主要吸收红光和远红光,②正确;接受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息经过信息传递系统传导到细胞核,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,③正确;植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的,④错误;植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合,⑤正确;年轮的宽窄同当年降水或温度关系十分密切,春化作用指用低温诱导促使植物开花,说明温度参与植物生长发育的调节,⑥正确;“淀粉-平衡石假说”认为植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的,⑦正确。
考向5植物生长发育的整体调控6.(2022河南郑州模拟)当植物叶片衰老时,在叶柄基部开始形成离层。研究发现细胞内乙烯含量升高具有双重效应:一是促进离层细胞中水解酶类(包括纤维素酶和果胶酶)的诱导合成;二是增加IAA的钝化,减少IAA抑制叶片脱落的强度。下列叙述错误的是( )A.在叶片脱落过程中生长素与乙烯相互拮抗B.乙烯能够直接催化离层细胞细胞壁水解加速叶片脱落C.离层的形成和叶片脱落可以避免虫害损伤其周围的组织D.叶片的脱落过程是受许多因素影响和多种激素共同调节的
答案 B 解析 根据题意可知,生长素在叶片脱落过程中起抑制作用,与乙烯相互拮抗,A项正确;乙烯可通过促进离层细胞中纤维素酶和果胶酶的诱导合成间接催化水解离层细胞的细胞壁,B项错误;被虫害损伤的叶片及时脱落,能避免虫害损伤其周围的组织,是生物对环境的适应,C项正确;叶片的脱落过程是受许多因素影响和多种激素(如IAA、乙烯等)共同调节的,D项正确。
方法突破1.把握植物激素的4种实验方法
2.无子西瓜和无子番茄的比较
3.春化作用与植物的生长
与植物激素相关的实验设计知识必备1.验证生长素的产生部位在尖端(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一侧(如图1)。(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一侧(如图2)。
2.验证生长素的横向运输发生在尖端(1)实验操作:如下图所示。(2)实验现象:装置a中的胚芽鞘直立生长;装置b和c中的胚芽鞘向光弯曲生长。
3.验证生长素只能从形态学上端运输到形态学下端(1)实验操作:如下图所示。(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不生长不弯曲。
4.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度(1)实验操作:如下图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。(2)结果预测及结论:①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。③若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。
5.验证生长素在果实发育中的作用及合成部位(1)原理:果实发育与生长素的关系。①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因缺乏生长素而停止发育,甚至引起果实在早期脱落。②在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子。
专项突破典例.(2022山东潍坊模拟)某校生物兴趣小组把一个胚芽鞘尖端放在一块琼脂块上,琼脂块的中央被云母片隔开,同时被一个纸盒罩住,纸盒的一侧开口,有单侧光照(如图1所示)。经过以下3种方法处理一段时间:仅纸盒转动、仅胚芽鞘和琼脂块转动、整个装置同时转动,然后分别把甲、乙所示琼脂块放在3个切去尖端胚芽鞘的切口上(如图2)。
胚芽鞘的生长状况分别是( )A.直立生长、向右弯曲生长、向右弯曲生长B.向左弯曲生长、直立生长、向右弯曲生长C.向左弯曲生长、向右弯曲生长、直立生长D.向右弯曲生长、直立生长、向右弯曲生长
答案 D 解析 仅纸盒转动时,胚芽鞘始终只有右侧受到单侧光照射,所以甲所含的生长素浓度高于乙,故图2中胚芽鞘向右弯曲生长;仅胚芽鞘和琼脂块转动时,相当于胚芽鞘的每一侧都均匀受光,所以甲所含的生长素浓度等于乙,故图2中胚芽鞘直立生长;当整个装置同时转动时,始终是靠近开口的一侧受到光照,所以甲所含的生长素浓度高于乙,图2中胚芽鞘向右弯曲生长。
专项训练1.(2020全国Ⅲ)取燕麦胚芽鞘切段,随机分成3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, 结果如右图所示。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
答案 C 解析 K+、Cl-是植物细胞需要的无机盐离子,可被植物细胞通过主动运输的方式吸收,进入细胞后可调节细胞的渗透压,A项合理;水是细胞进行生命活动所必需的物质,所以,胚芽鞘伸长生长过程中伴随细胞对水分的吸收,B项合理;由题意可知,用KCl代替Suc进行实验可以得到相同的结果,说明KCl的作用效果与Suc基本相同,而KCl不能作为能源物质,故Suc不是作为能源物质来提高IAA作用效果的,C项不合理;与置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中的第2组相比,置于IAA+Suc溶液中的第3组的胚芽鞘伸长率更高,可推测加入Suc可提高IAA促进胚芽鞘伸长的效果,又因用KCl代替Suc进行实验可以得到相同的结果,说明KCl也可提高IAA促进胚芽鞘伸长的效果,D项合理。
2.探究不同浓度的生长素类似物溶液对某植物插条生根的影响,实验组的结果如下表所示。下列叙述错误的是( )A.促进该植物插条生根的最适浓度介于a~dB.生根数多的实验组根的长度也更长C.若清水对照组中平均生根数为15条,则该实验中最大浓度为cD.仅据此表不能判断各浓度对该植物插条生根的影响是促进还是抑制
一、植物生长素1.生长素的发现过程(1)经典实验过程和结论①达尔文实验
(2)植物向光性的解释(3)植物激素的概念:由植物体内产生,能从 运送到 ,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,称作植物激素。 调节作用
2.生长素的合成、运输和分布(1)合成部位:主要是 。 (2)来源:由 转变而来。 (3)分布部位:植物体各器官中都有分布,相对集中地分布在 的部分。 (4)运输:
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
3.生长素的生理作用及特点(1)生理作用①细胞水平上:促进细胞 、诱导 等。 ②器官水平上:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
(2)作用特点①低浓度促进生长,高浓度抑制生长。A点:既不促进生长也不抑制生长。A~C段(不含A点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。C点:促进生长的最适浓度,其促进效果最好。CE段(不含E点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。 依然是促进作用E点:促进生长的浓度“阈值”。低于此值时均为促进生长的“低浓度”;超过此值时,将由“促进”转向“抑制”,从而进入抑制生长的“高浓度”。B、D两点:生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。EF段:随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强。
②不同器官对生长素的敏感程度不同,敏感性大小:根>芽>茎。
③不同生物对生长素的敏感程度不同,敏感性大小:双子叶植物>单子叶植物。除草剂原理用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草,同时促进单子叶植物生长。
(3)典型实例——顶端优势①概念:植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。②产生原因:③解除方法:摘除顶芽。 解除顶端优势
知识拓展1.不同处理条件下植物向性运动的结果分析
2.植物的向性运动(1)植物的向光性 单侧光影响
(2)植物茎的背地性和根的向地性 重力影响①表现:
旁栏边角(选择性必修1,第95页,“拓展应用”)我国宋代著作《种艺必用》中,记载了一种促进空中压条生根的方法:“凡嫁接矮果及花,用好黄泥晒干,筛过,以小便浸之。又晒干,筛过,再浸之。又晒又浸,凡十余次。以泥封树枝……则根生。”请你运用已学过的知识,分析其中的科学道理。
提示 因为人尿中含有不能被人体消化、吸收的微量的生长素,将黄泥反复浸到尿液中再晒干,黄泥中就会吸附一定量的生长素。用这样的黄泥封裹枝条,就能利用其中的生长素促进枝条生根。
易错辨析基于对植物生长素的理解,判断下列表述是否正确。(1)植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素。( )(2)用一定浓度的IBA溶液浸泡葡萄插条基部可诱导其生根。( )(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。( )(4)横向运输发生在尖端,产生效应的部位也在尖端。( )(5)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。( )
二、其他植物激素1.其他植物激素的种类和作用
2.植物激素间的相互作用(1)不同植物激素间的相关性 共同促进生长①生长素和赤霉素之间的协同作用
②生长素和细胞分裂素之间的协同作用
③生长素和乙烯之间的相互作用低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,反过来会 生长素的作用。
④脱落酸和赤霉素之间的相互作用,种子萌发过程中,脱落酸和赤霉素两种激素浓度的变化:赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发,种子是否萌发取决于赤霉素和脱落酸的浓度之比,两者对种子萌发的作用是 的。 a.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高有利于分化形成雌花;b.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较低有利于分化形成雄花。
不同时期,植物激素的种类和含量各不相同(2)植物的生长、发育是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的果实在不同发育时期植物激素的种类和含量是不同的,这是受植物基因控制的,其实质是 的结果。
知识拓展1.明确植物激素的生理作用
2.对比分析植物激素与动物激素
旁栏边角(选择性必修1,第99页,“拓展应用”改编)研究表明,脱落酸在高温下易降解,请据此解释“小麦、玉米即将成熟时,若遇干热后再遇大雨的天气,种子就容易在穗上发芽”的现象。
提示 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。再遇到大雨天气又给穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就在穗上萌发。
易错辨析基于对其他植物激素的理解,判断下列表述是否正确。(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)豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响。( )(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)脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落。( )
三、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.植物生长调节剂的类型和作用(1)概念:由人工合成的,对植物的 有 作用的化学物质。 (2)优点:原料广泛、 、效果稳定等。 植物体内缺少分解植物生长调节剂的酶(3)类型:①分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸;②分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如α-萘乙酸(NAA)、矮壮素等。
2.[实例]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:①生长素类调节剂对植物插条的生根情况有很大的影响,在不同浓度、不同时间下处理插条,其影响程度不同。②生长素类调节剂的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)预实验的意义是可以为进一步的实验 ,也可以检验实验设计的 和 。
(4)结果分析: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。
(5)注意事项:①控制无关变量:无关变量在实验中的处理要采用等量性原则。如选用相同的花盆、相同的植物材料,插条的生理状况、带有的芽数相同,插条处理的时间长短一致等。②处理插条:a.生长素类调节剂处理插条可用浸泡法(溶液浓度较低)或沾蘸法(溶液浓度较高,处理时间较短)。b.处理时插条上下不能颠倒,否则扦插枝条不能成活。c.扦插时常去掉插条成熟叶片,原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用,保持植物体内的水分平衡。
3.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在自然界中, ,植株生长、 、衰老等,都会受到光的调控。 ②光敏色素:植物接受光信号的分子之一。
③调控机制:④说明:光既能作为植物细胞的能量来源,又能通过影响光敏色素等蛋白质的结构,引起光信号传导,改变细胞激素水平和基因表达水平。
(2)参与调节植物生命活动的其他环境因素
(3)植物生长发育的整体调控植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果
知识拓展1.常见植物生长调节剂及其应用
2.辨析光合色素和光敏色素
旁栏边角(选择性必修1,第107页,“思考·讨论”)有的植物需要经过春化作用才能开花,这对于它们适应所生存的环境有什么意义?
提示 春化作用的出现和休眠一样,也是植物应对恶劣环境的一种策略,植物在开花时最脆弱,如果此时遇上低温,则很容易无法抵抗而不开花或死亡。所以经过长久的演化,植物会等待寒冬过去后再开花结实,以确保顺利繁衍后代。
易错辨析1.基于对植物生长调节剂的应用的理解,判断下列表述是否正确。(1)植物生长调节剂都是人工合成的,作用效果稳定。( )(2)使用一定浓度的膨大素能加快草莓的生长、发育和成熟。( )(3)乙烯利在植物体内分解释放出乙烯,促进果实成熟,诱导植株产生乙烯。( )(4)用生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄。( )
2.基于对环境因素参与调节植物的生命活动的理解,判断下列表述是否正确。(1)光敏色素主要吸收红光和远红光,是植物体内唯一感受光照的受体。( )(2)光敏色素感受光照之后,不会影响植物体内基因的表达。( )(3)萌发期的种子经过低温处理,会产生诱导植物开花的化学物质。( )(4)被普遍认可的一种解释重力对植物生长调节的机制是“淀粉-平衡石假说”。( )(5)对于植物而言,光不仅提供能量,还能调节植物生长发育。( )
考向探究考向1生长素的相关实验分析1.(2022湖南长沙雅礼中学模拟)科学家为了解释植物向光生长的现象提出了两种假说:①单侧光照引起生长素的横向运输,使生长素分布不均而导致弯曲生长;②单侧光照引起向光侧产生生长抑制物而导致弯曲生长。下图表示两位同学为验证某植物向光生长的原因所做的对照实验,
下列分析错误的是( )A.若实验一甲、乙两组都向光生长,则说明假说②成立B.若实验二甲、乙两组结果无明显差异,则说明假说①成立C.若实验一甲直立生长、乙向光生长,则实验二应表现为甲生长速度比乙快D.若实验一甲、乙两组都向光生长,则实验二应该表现为甲的生长速度比乙慢
答案 C 解析 若实验一甲、乙两组都向光生长,说明植物向光生长与生长素的横向运输无关,即假说②成立,A项正确;若实验二甲、乙两组生长无明显差异,说明光照不会引起植物产生生长抑制物,即假说①成立,B项正确;若实验一甲直立生长、乙向光生长,说明假说①成立,此时实验二应表现为甲、乙两组生长速度相同,C项错误;若实验一甲、乙两组都向光生长,说明植物向光生长与生长素的横向运输无关,即假说②成立,实验二甲组光照会产生生长抑制物,因而甲的生长速度比乙慢,D项正确。
考向2生长素的合成、运输和分布2.(2022山东潍坊一模)生长素极性运输的化学渗透偶联学说的基本观点是:生长素以弱酸的形式经输入载体协同运输(能量由跨膜质子电位提供)进入细胞,在细胞质中生长素主要以离子形式存在并大量积累。离子形式的生长素通过分布于细胞基部的输出载体顺浓度梯度输出细胞,正是由于输出载体在细胞中的极性分布决定了生长素的极性运输。下列叙述错误的是( )A.植物体内的生长素多为IAA,合成它的原料是色氨酸B.若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用,可利用其抑制剂设计实验C.生长素的输入、输出载体都能转运生长素,故其空间结构相同D.生长素的极性输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中
答案 C 解析 IAA是人类最早发现的一种生长素,植物体内的生长素也多为IAA,其合成原料是色氨酸,A项正确;若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用,输出载体即为实验自变量,可利用其抑制剂控制输出载体设计实验,B项正确;生长素的输入、输出载体虽然都能转运生长素,但是运输的方向不同,其空间结构也不相同,C项错误;生长素的合成部位主要集中在植物的幼嫩部位,故其输出载体大多也分布在幼嫩组织细胞中,D项正确。
考向3顶端优势3.(2022全国甲,3)生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与生长素有关的叙述,错误的是( )A.植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除B.顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长C.生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物生长D.在促进根、茎两种器官生长时,茎是对生长素更敏感的器官
答案 D 解析 顶芽产生的生长素逐渐向下运输,离顶芽越近的侧芽生长素浓度越高,由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此侧芽的生长发育受到抑制,植株表现出顶端优势,植物顶端优势现象可通过摘除顶芽而解除,A、B两项正确。生长素属于植物激素,能够通过调节植物体内某些基因的表达影响植物生长,C项正确。在促进根、茎两种器官生长时,根对生长素更敏感,D项错误。
4.(2022北京)植物顶芽产生生长素向下运输,使侧芽附近的生长素浓度较高,抑制侧芽的生长,形成顶端优势。用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝。下列关于植物激素作用的叙述,不正确的是( )A.顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长B.去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长C.细胞分裂素能促进植物的顶端优势D.侧芽生长受不同植物激素共同调节
答案 C 解析 顶芽生长素浓度低,促进其生长,侧芽生长素浓度高,抑制其生长,故顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长,A项正确;去顶芽或抑制顶芽的生长素运输都可以使侧芽的生长素浓度降低,进而促进侧芽生长,B项正确;由题意可知,用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝,说明细胞分裂素能减弱植物的顶端优势,C项错误;由题意可知,侧芽生长可受到生长素、细胞分裂素的调节,故其生长受不同植物激素的共同调节,D项正确。
考向4重力对生长素的影响5.(2022湖北恩施模拟)“淀粉-平衡石假说”认为植物依靠内含“淀粉体”的细胞感受对重力的单一方向的刺激,使横放的茎、根等部位发生生长素的横向运输。植物光合作用产生的葡萄糖经由聚合转变成淀粉,再以淀粉粒的形式储存于淀粉体中。下列叙述错误的是( )A.“淀粉体”可感受重力的方向B.“淀粉体”最终将重力信号转变成运输生长素的信号C.植物根部的向地生长体现了生长素低浓度时促进生长、高浓度时抑制生长D.根的远地侧生长素分布较多,生长较快,而使根向地生长
答案 D 解析 “淀粉-平衡石假说”认为植物细胞依靠“淀粉体”感受对重力的单一方向刺激,A项正确;植物细胞内的“淀粉体”感受重力信号的刺激,并将重力信号转变成运输生长素的信号,使近地侧生长素浓度高于远地侧,B项正确;由于根部细胞对生长素比较敏感,故生长素浓度较高的近地侧生长受到抑制,这体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长,C项正确;根的远地侧生长素分布较少,生长较快,而使根向地生长,D项错误。
方法突破1.比较极性运输和横向运输
2.判断植物“长不长、弯不弯”的方法
3.有关生长素作用特点的4个注意点
4.植物向光性和顶端优势产生的原理分析
5.牢记胚芽鞘系列实验的五个结论
考向探究考向1其他植物激素1.(2022山东)实验发现,物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽,乙可解除种子休眠,丙浓度低时促进植株生长,浓度过高时抑制植株生长,丁可促进叶片衰老。上述物质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素4种中的一种。下列说法正确的是( )A.甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片B.乙可通过发酵获得C.成熟的果实中丙的作用增强D.夏季炎热条件下,丁可促进小麦种子发芽
答案 B 解析 甲是细胞分裂素,合成部位主要是根尖,A项错误;乙是赤霉素,可通过某些微生物发酵获得,B项正确;丙是生长素,丁是脱落酸,成熟的果实中,生长素的作用减弱,脱落酸的作用增强,C项错误;乙是赤霉素,夏季炎热条件下,赤霉素可促进小麦种子发芽,脱落酸抑制发芽,D项错误。
2.(2022河北)下列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
答案 A 解析 脱落酸受体无法与脱落酸正常结合,会使种子休眠时间缩短,A项错误;赤霉素可以促进淀粉酶的合成,促进种子萌发,B项正确;细胞分裂素会促进植株的生长,C项正确;生长素受体活性减弱的株系不易生根,D项正确。
考向2不同植物激素作用的相关性3.(2022浙江6月选考)BA对苹果丛状苗生根的影响如下图所示。对照组为“MS培养基+NAA”,实验组分别选取在“MS培养基+NAA”培养了0 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h的丛状苗,用“MS培养基+NAA+BA”各处理24 h后,再转入“MS培养基+NAA”继续培养。各组都在丛状苗培养的第14 d和第28 d观察并统计生根率,NAA和BA的浓度均为1 μml/L。下列叙述正确的是( )A.BA前期处理抑制生根,后期处理促进生根B.BA对不同实验组丛状苗的生根效果均不同C.不同实验组丛状苗的生根率随培养时间延长而提高D.实验结果说明了生长素和细胞分裂素共同促进生根
答案 C 解析 分析题图可知,除了处理时间为120 h的一组外,其余时间段用BA处理丛状苗的生根率均比对照组(不用BA处理组)低,即在实验的处理时间段内,BA处理均抑制生根,A项错误;除了处理时间为120 h的一组与对照组比较生根效果没有明显差异外,其他各实验组丛状苗的生根效果均低于对照组,即起到抑制效果,B项错误;对比第14 d和第28 d的生根率,不同实验组丛状苗的生根率都随培养时间延长而提高,C项正确;根据题意分析可知,实验结果并未说明生长素(NAA)和细胞分裂素(BA)共同促进生根,D项错误。
考向3实验探究植物激素的作用和关系4.(2022湖南)独脚金内酯(SL)是近年来新发现的一类植物激素。SL合成受阻或SL不敏感突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1(max1)和SL突变体2(max2),其生长素水平正常,但植株缺失顶端优势,与野生型(W)形成明显区别。在幼苗期进行嫁接试验,培养后植株形态如右上图所示。
据此分析,下列叙述错误的是( )A.SL不能在产生部位发挥调控作用B.max1不能合成SL,但对SL敏感C.max2对SL不敏感,但根能产生SLD.推测max2_S+max1_R表现顶端优势缺失
答案 A 解析 根据野生型W和③④的生长情况进行分析,W可以产生SL,且W和③④地上部分都表现出了顶端优势,说明SL可以在产生部位(地上部位)发挥调节作用,A项错误;根据题图可知,max1没有表现出顶端优势,但当其地上部分和W植株的根进行嫁接后(①),就表现出了顶端优势,说明其自身不能产生SL,由于野生型产生的SL从根运输至地上部分,所以max1接受了SL,表现出顶端优势,因此对SL敏感,B项正确;根据题图可知,②中max2的地上部分和野生型的根结合,没有恢复顶端优势,说明max2对SL不敏感,又从⑤中(max1不能产生SL,但当其与max2结合后,表现出了顶端优势)可以看出, max2的根产生了SL,运输至地上部分,使地上部分表现出顶端优势,C项正确;当max2的地上部分和max1的根结合后由于max2对SL不敏感,因此不会表现出顶端优势,即表现为顶端优势缺失,D项正确。
方法突破1.植物生长与多种植物激素之间的关系
2.辨析植物激素间的相互作用关系(1)协同作用
3.植物激素及植物生长调节剂的应用实例
考向探究考向1植物生长调节剂的应用1.(2022辽宁)下表为几种常用的植物生长调节剂,下列有关其应用的叙述错误的是( )A.用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条,可促进生根B.用一定浓度的6-BA抑制马铃薯发芽,以延长贮藏期C.用乙烯利处理棉花可催熟棉桃,便于统一采摘D.用PP333处理水稻可使植株矮化,增强其抗倒伏能力
答案 B 解析 萘乙酸的作用与生长素类似,故用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条,可促进其生根,A项正确;6-BA的作用与细胞分裂素类似,但抑制马铃薯发芽,延长贮藏期的激素是脱落酸,与细胞分裂素无关,故6-BA不能抑制马铃薯发芽,以延长贮藏期,B项错误;乙烯利作用与乙烯类似,故用乙烯利处理棉花可催熟棉桃,便于统一采摘,C项正确;PP333作用与赤霉素合成抑制剂类似,故用PP333处理水稻可使植株矮化,增强其抗倒伏能力,D项正确。
2.(2022广东)乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动,以乙烯利溶液为处理剂,研究乙烯对香蕉的催熟过程,设计的技术路线如下图。下列分析正确的是( )A.对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响B.实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实C.根据实验安排第6次取样的时间为第10天D.处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
答案 C 解析 对照组是没有用乙烯利溶液处理的组别,但香蕉本身会产生乙烯,A项错误;本实验的目的是研究乙烯利对香蕉的催熟过程,因此实验材料应选择乙烯含量很少的未成熟的香蕉,成熟的香蕉含乙烯多,会影响实验结果,B项错误;由流程图中“每2 d取样1次,共6次”可知,第10天进行第6次取样,C项正确;香蕉成熟过程中,淀粉逐渐水解为还原糖,因此淀粉含量逐渐下降,而还原糖含量逐渐上升,D项错误。
考向2无子果实3.下列关于植物激素及其类似物应用的叙述,正确的是( )A.春季水稻种子播种前,可用含赤霉素的温水浸泡种子B.用生长素类似物处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄C.油菜开花期遇上长期阴雨天气,喷施适宜浓度的生长素类似物可以减少损失D.苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落
答案 A 解析 赤霉素能促进种子萌发,春季水稻种子播种前,可用含赤霉素的温水浸泡种子,加快种子萌发,A项正确;用生长素类似物处理二倍体番茄幼苗,可得到无子番茄,而不是多倍体番茄,B项错误;由于油菜收获的是菜籽,而不是果实,所以油菜开花期遇上长期阴雨天气,喷洒适宜浓度的生长素类似物,不能提高产量,减少损失,C项错误;脱落酸能够促进果实的衰老和脱落,喷施适宜浓度的生长素可防止果实脱落,D项错误。
易错提醒香蕉是三倍体,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。
考向3植物生长调节剂的应用4.(2022江苏南京模拟)研究人员进行了多种外源性植物生长调节剂对大麦种子萌发产生α-淀粉酶影响的实验,结果如下图所示。下列相关叙述错误的是( )A.脱落酸在种子萌发中的作用与赤霉素相互对抗B.人工合成的6-甲基嘌呤是一种与脱落酸作用相当的植物激素C.糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所D.大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量比值增加
答案 B 解析 脱落酸具有抑制种子萌发的作用,赤霉素具有促进种子萌发的作用,因此脱落酸在种子萌发中的作用与赤霉素相互对抗,A项正确;人工合成的6-甲基嘌呤不属于植物激素,B项错误;保温时间在去除糊粉层前的15~20 h内,赤霉素与6-甲基嘌呤联合处理组、赤霉素与脱落酸联合处理组产生α-淀粉酶的量均已经稳定在较低水平,但赤霉素处理组产生α-淀粉酶的量继续增加,去除糊粉层后,赤霉素处理组产生α-淀粉酶的量随着保温时间的延长不再发生变化,说明去除糊粉层后,α-淀粉酶将不再产生,进而推知糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所,C项正确;根据上述分析可知,大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量比值增加,D项正确。
考向4光对植物生长发育的调节5.(2022辽宁绥中一中模拟)高等植物的生长发育受到环境因素的调节,光照、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要,请判断下列说法不正确的有几项?( )①对植物来说,光只是提供能量 ②光敏色素是一类色素—蛋白复合体,主要吸收红光和远红光 ③接受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化 ④植物分布的地域性很大程度上就是由光照决定的 ⑤高等植物正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合 ⑥年轮、春化作用均能说明温度参与植物生长发育的调节 ⑦植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的A.2项B.4项C.5项D.6项
答案 A 解析 对植物来说,光不只提供能量,还能作为一种信号,影响和调控植物生长、发育的全过程,①错误;光敏色素是一类色素-蛋白复合体,主要吸收红光和远红光,②正确;接受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息经过信息传递系统传导到细胞核,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应,③正确;植物分布的地域性很大程度上是由温度决定的,④错误;植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的,需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合,⑤正确;年轮的宽窄同当年降水或温度关系十分密切,春化作用指用低温诱导促使植物开花,说明温度参与植物生长发育的调节,⑥正确;“淀粉-平衡石假说”认为植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的,⑦正确。
考向5植物生长发育的整体调控6.(2022河南郑州模拟)当植物叶片衰老时,在叶柄基部开始形成离层。研究发现细胞内乙烯含量升高具有双重效应:一是促进离层细胞中水解酶类(包括纤维素酶和果胶酶)的诱导合成;二是增加IAA的钝化,减少IAA抑制叶片脱落的强度。下列叙述错误的是( )A.在叶片脱落过程中生长素与乙烯相互拮抗B.乙烯能够直接催化离层细胞细胞壁水解加速叶片脱落C.离层的形成和叶片脱落可以避免虫害损伤其周围的组织D.叶片的脱落过程是受许多因素影响和多种激素共同调节的
答案 B 解析 根据题意可知,生长素在叶片脱落过程中起抑制作用,与乙烯相互拮抗,A项正确;乙烯可通过促进离层细胞中纤维素酶和果胶酶的诱导合成间接催化水解离层细胞的细胞壁,B项错误;被虫害损伤的叶片及时脱落,能避免虫害损伤其周围的组织,是生物对环境的适应,C项正确;叶片的脱落过程是受许多因素影响和多种激素(如IAA、乙烯等)共同调节的,D项正确。
方法突破1.把握植物激素的4种实验方法
2.无子西瓜和无子番茄的比较
3.春化作用与植物的生长
与植物激素相关的实验设计知识必备1.验证生长素的产生部位在尖端(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一侧(如图1)。(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一侧(如图2)。
2.验证生长素的横向运输发生在尖端(1)实验操作:如下图所示。(2)实验现象:装置a中的胚芽鞘直立生长;装置b和c中的胚芽鞘向光弯曲生长。
3.验证生长素只能从形态学上端运输到形态学下端(1)实验操作:如下图所示。(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不生长不弯曲。
4.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度(1)实验操作:如下图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。(2)结果预测及结论:①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。③若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。
5.验证生长素在果实发育中的作用及合成部位(1)原理:果实发育与生长素的关系。①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因缺乏生长素而停止发育,甚至引起果实在早期脱落。②在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子。
专项突破典例.(2022山东潍坊模拟)某校生物兴趣小组把一个胚芽鞘尖端放在一块琼脂块上,琼脂块的中央被云母片隔开,同时被一个纸盒罩住,纸盒的一侧开口,有单侧光照(如图1所示)。经过以下3种方法处理一段时间:仅纸盒转动、仅胚芽鞘和琼脂块转动、整个装置同时转动,然后分别把甲、乙所示琼脂块放在3个切去尖端胚芽鞘的切口上(如图2)。
胚芽鞘的生长状况分别是( )A.直立生长、向右弯曲生长、向右弯曲生长B.向左弯曲生长、直立生长、向右弯曲生长C.向左弯曲生长、向右弯曲生长、直立生长D.向右弯曲生长、直立生长、向右弯曲生长
答案 D 解析 仅纸盒转动时,胚芽鞘始终只有右侧受到单侧光照射,所以甲所含的生长素浓度高于乙,故图2中胚芽鞘向右弯曲生长;仅胚芽鞘和琼脂块转动时,相当于胚芽鞘的每一侧都均匀受光,所以甲所含的生长素浓度等于乙,故图2中胚芽鞘直立生长;当整个装置同时转动时,始终是靠近开口的一侧受到光照,所以甲所含的生长素浓度高于乙,图2中胚芽鞘向右弯曲生长。
专项训练1.(2020全国Ⅲ)取燕麦胚芽鞘切段,随机分成3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, 结果如右图所示。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
答案 C 解析 K+、Cl-是植物细胞需要的无机盐离子,可被植物细胞通过主动运输的方式吸收,进入细胞后可调节细胞的渗透压,A项合理;水是细胞进行生命活动所必需的物质,所以,胚芽鞘伸长生长过程中伴随细胞对水分的吸收,B项合理;由题意可知,用KCl代替Suc进行实验可以得到相同的结果,说明KCl的作用效果与Suc基本相同,而KCl不能作为能源物质,故Suc不是作为能源物质来提高IAA作用效果的,C项不合理;与置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中的第2组相比,置于IAA+Suc溶液中的第3组的胚芽鞘伸长率更高,可推测加入Suc可提高IAA促进胚芽鞘伸长的效果,又因用KCl代替Suc进行实验可以得到相同的结果,说明KCl也可提高IAA促进胚芽鞘伸长的效果,D项合理。
2.探究不同浓度的生长素类似物溶液对某植物插条生根的影响,实验组的结果如下表所示。下列叙述错误的是( )A.促进该植物插条生根的最适浓度介于a~dB.生根数多的实验组根的长度也更长C.若清水对照组中平均生根数为15条,则该实验中最大浓度为cD.仅据此表不能判断各浓度对该植物插条生根的影响是促进还是抑制
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