高考生物二轮专题3个体稳态的维持—调节：第2讲 植物的激素调节（Word版含解析）

高考生物二轮专题3：个体稳态　
第2讲　植物的激素调节
1.判断下列关于生长素叙述的正误:
【易错点点通】
(1)用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄。(2020·山东卷,T9) (　√　)
(2)2,4-D可杀除禾谷类田间双子叶杂草是由于双子叶植物对2,4-D的敏感性强。(2020·浙江卷,T22A) (　√　)
(3)达尔文通过实验证明了胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,产生某种“影响”传递到伸长区造成向光生长。 (　√　)
(4)温特实验说明了造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质。 (　√　)
(5)鲍森·詹森的实验中,琼脂片可用云母片替代。 (　×　)
分析: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。
(6)顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽。 (　×　)
分析:顶芽合成的生长素通过主动运输运至侧芽部位。
(7)同一植株的根和芽生长所需的最适生长素浓度相同。 (　×　)
分析:同一植株的根和芽所需的最适生长素浓度不同。
(8)生长素和生长激素的化学本质相同,所以都具有促进生长的作用。 (　×　)
分析:生长激素的化学本质是蛋白质,生长素的化学本质是吲哚乙酸,它们的化学本质不同。
(9)在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输,根失去了向地生长的特性。 (　×　)
分析:在太空失重状态下不影响植物激素的极性运输。
(10)喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花疏果。 (　×　)
分析:喷施生长素类似物过高时也可导致疏花疏果。
【易混对对碰】
易混1 A:生长素的合成部位在尖端,合成不需要光。 (√)
B:生长素的化学本质为吲哚乙酸,由色氨酸转化而来。 (√)
易混2 A:生长素的横向运输发生在尖端,并作用在尖端。 (×)
B:生长素的横向运输发生在尖端,通过极性运输到尖端下部促进细胞伸长。 (√)
易混3 A:植物的向光生长现象和顶端优势现象体现了生长素作用的两重性。 (×)
B:植物的顶端优势现象和根的向重力生长体现了生长素作用的两重性。 (√)
2.判断下列其他植物激素的作用及应用叙述的正误:
【易错点点通】
(1)不定根的分化是枝条内多种激素共同调控的结果。(2020·江苏卷,T11) (　√　)
(2)利用成熟木瓜释放的乙烯可催熟未成熟的柿子。(2020·山东卷,T9) (　√　)
(3)生长素和赤霉素都能促进植物生长。 (　√　)
(4)高浓度的生长素能通过促进乙烯的合成抑制植物生长。 (　√　)
(5)在黑暗条件下,细胞分裂素可延缓成熟绿叶中叶绿素的降解,表明细胞分裂素能延缓叶片变黄。 (　√　)
(6)果实生长发育和成熟受多种激素调节,其中脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落。 (　×　)
分析:脱落酸不具有促进细胞分裂的作用。
(7)根尖能够产生细胞分裂素。 (　√　)
(8)脱落酸能够调控细胞的基因表达。 (　√　)
(9)赤霉菌分泌的赤霉素是植物激素,可促进植物生长。 (　×　)
分析:只有在植物体内分泌的赤霉素才可称为植物激素。
(10)草莓果实的自然生长过程与生长素无关而与乙烯有关。 (　×　)
分析:生长素可促进草莓果实的发育。
【易混对对碰】
易混1 A:用细胞分裂素处理雌花可获得无子果实。 (×)
B:无子番茄和无子西瓜的培育原理不同。 (√)
易混2 A:植物激素控制植物所有的生命活动。 (×)
B:植物的生长发育过程是由基因控制,环境因子影响,激素调节参与下的一个复杂的过程。 (√)
易混3 A:生长素发挥作用是通过促进细胞分裂来促进植物生长的。 (×)
B:生长素浓度增高到一定值时,就会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高反过来又会抑制生长素促进细胞伸长的作用。 (√)
高频考点一　生长素的发现、运输、作用及特性
.胚芽鞘向光性原理的模型构建与解读:
2.总结植物激素与动物激素的区别:
项目 植物激素 动物激素
合成部位 无专门的分泌器官 专门的内分泌器官或细胞
作用部位 没有特定的器官 特定的器官、细胞
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、氨基酸衍生物类等
3.理解生长素的三类运输方式:
(1)极性运输:
(2)非极性运输:在成熟组织中,生长素通过韧皮部的筛管进行非极性运输。
(3)横向运输:在某些刺激(如单侧光、地心引力等)影响下,生长素在感受刺激的部位(如胚芽鞘的尖端)发生横向运输(不接受刺激的部位不能发生横向运输)。
4.理解生长素作用的两重性:
(1)高浓度与低浓度:当生长素浓度小于i时均为“低浓度”,高于i时才会抑制植物生长,称为“高浓度”。
(2)OH段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用增强。
(3)HC段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。
(4)最适浓度:H点表示促进生长的最适浓度为g。
(5)“阈值”:C点表示促进生长的“阈值”,即大于C点的生长素浓度将会使生长受抑制。
5.解读3条坐标曲线——根、芽、茎对生长素的反应敏感程度:
(1)不同浓度的生长素作用于同一器官,引起的生理效应不同。
(2)相同浓度的生长素对不同器官的生理效应不同。
(3)图中A、B、C三点所对应的生长素浓度称为最适浓度。
(4)图中曲线AA'、BB'、CC'反映生长素对植物生长的促进作用随浓度的增大逐渐减弱。
(5)由此得出生长素作用特点为两重性,如根的向地生长、顶端优势。
　(2021·全国甲卷)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
关键信息 解题突破口
生长素 生长素的运输主要是极性运输,也有非极性运输和横向运输;生长素在低浓度促进生长,高浓度抑制生长
顶端优势 侧芽附近生长素浓度较高,侧芽对生长素浓度比较敏感,因而使侧芽的生长受到抑制
生长素引起生物性状的改变 通过调控某些基因的表达来影响植物生长
对生长素的敏感程度 植物器官对生长素的反应敏感程度有明显差异,根>芽>茎
【解析】选D。本题考查植物激素的调节。顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部侧芽附近生长素浓度较高,由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此侧芽的生长受到抑制,从而形成顶端优势,因此A、B正确;光照、温度等环境因子的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调控,C正确;植物的根、芽、茎对生长素的敏感度大小关系:根>芽>茎,D错误。
　生长素极性运输的原因是什么
生长素极性运输的方式是主动运输,主动运输需要载体蛋白的协助和消耗能量。因此生长素极性运输的主要原因最可能是载体的分布。
1.(2021·佛山二模)酸生长学说认为:生长素能提高植物细胞膜上H+载体蛋白的活性,将细胞内H+外排到细胞壁,使细胞壁酸化,从而促进细胞伸长。下列说法中不支持该学说的是 (　　)
A.施用生长素后细胞壁的pH下降
B.中性缓冲液能抑制生长素的作用
C.某些物质能促进H+外排,但不能促进细胞伸长
D.抑制H+载体蛋白的活性,生长素促进细胞伸长的作用减弱
【解析】选C。生长素能提高植物细胞膜上H+载体蛋白的活性,可将细胞内H+外排到细胞壁,导致细胞壁处pH降低,A不符合题意;细胞壁酸化后,使生长素发挥作用,从而促进细胞伸长,所以使用中性缓冲液可抑制细胞壁酸化,从而抑制生长素的作用,B不符合题意;某些物质若能促进H+外排,则会使细胞壁酸化,从而能促进细胞伸长,C符合题意;抑制H+载体蛋白的活性,将抑制细胞内H+外排到细胞壁,抑制细胞壁酸化,从而使生长素促进细胞伸长的作用减弱,D不符合题意。
2.(2021·北京一模)研究人员以燕麦胚芽鞘为实验材料,研究了蔗糖和KCl对生长素(IAA)促进生长作用的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A.实验一、二的蔗糖组和KCl组使用的胚芽鞘不含IAA
B.蔗糖、KCl和IAA共同作用时都可以提高IAA对胚芽鞘生长的促进作用
C.两个实验中IAA组的结果都是由内源IAA作用引起的
D.两图结果说明蔗糖与KCl的作用都是为胚芽鞘生长供能
【解析】选B。生长素主要在根尖或茎尖合成,因此实验中所用的胚芽鞘含有IAA,只是含量低,A错误;由实验一的结果:IAA+蔗糖组燕麦胚芽鞘生长长度增加的百分比>IAA组,说明蔗糖可以提高IAA对胚芽鞘生长的促进作用,由实验二的结果:IAA+KCl组燕麦胚芽鞘生长长度增加的百分比>IAA组,说明KCl可以提高IAA对胚芽鞘生长的促进作用,B正确;两个实验中的IAA组是由内源IAA和施加的IAA共同作用引起的,C错误;两图结果能够说明蔗糖与KCl对IAA有促进作用,并不能证明蔗糖与KCl可以为胚芽鞘生长供能,D错误。
高频考点二　其他植物激素
　植物激素间的相互作用:
(1)协同作用和拮抗作用:
(2)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,如图:
(3)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:
(4)植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定的时间和空间上程序性表达的结果(基因的选择性表达)。
　【典例】(2021·河北选择考)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
关键信息 解题突破口
脱落酸 抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进种子进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落
赤霉素 促进细胞伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发,促进大麦种子产生α-淀粉酶
细胞分裂素 促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老
【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。
　为什么脱落酸对种子萌发的抑制作用可被赤霉素解除
脱落酸和赤霉素是两种作用相反的植物激素,脱落酸抑制种子萌发,赤霉素促进种子萌发,所以说脱落酸对种子萌发的抑制作用可被赤霉素解除。
1.(2021·北京一模)为研究水稻中脱落酸(ABA)长距离运输的机制,科研人员用3H标记的ABA处理叶片(图1),检测野生型和突变体水稻(DG1转运蛋白基因突变)叶片和颖果的放射性,实验结果如图2所示。下列相关说法不正确的是 (　　)
A.颖果中的ABA可能由叶片运输而来,非自身合成
B.实验结果表明脱落酸的作用特点具有两重性
C.植物激素的产生部位和作用部位可以不同
D.研究表明DG1转运蛋白可能与ABA转运有关
【解析】选B。脱落酸(ABA)在植物体的主要合成部位是根冠、萎蔫的叶片等,所以颖果中的ABA可能由叶片运输而来,A正确;分析图2信息并不能判断ABA的作用效果具有两重性,且两重性是生长素特有的作用效果,B错误;植物激素的产生部位和作用部位可能不同,比如茎尖产生的生长素能运输到侧芽,抑制侧芽的生长,C正确;根据图2信息,野生型和突变型颖果和叶片的放射性都不同,所以DG1转运蛋白可能与ABA转运有关,D正确。
【加固训练】
　油菜素甾醇是近年新发现的第六类植物激素,芸苔素是一种人工合成的油菜素甾醇类似物。某科研人员为了研究芸苔素对侧枝长度的影响,以拟南芥的野生型植株和突变体植株为实验材料进行了相关实验,实验结果如图,下列说法错误的是 (　　)
A.本实验的自变量是不同芸苔素浓度
B.芸苔素能促进野生型拟南芥侧枝的伸长,可用于解除植物的顶端优势
C.据图推测,拟南芥的突变体植物有可能缺乏识别芸苔素的特异性受体
D.芸苔素作用于植物,可以调节植物体基因组的表达进而促进植物的生长
【解析】选A。据图可知,本实验的自变量为拟南芥的类型及芸苔素的浓度,A错误;顶端优势的存在会抑制侧枝的生长,据图可知施加芸苔素能促进野生型拟南芥侧枝的伸长,因此可用于解除植物的顶端优势,B正确;据图推测,施加不同浓度的芸苔素对突变体植株的侧枝生长无影响,推测拟南芥的突变体植物有可能缺乏识别芸苔素的特异性受体,C正确;芸苔素是一种油菜素甾醇类似物,而油菜素甾醇是植物激素,植物激素的主要功能是调节植物代谢,可以调节植物体基因组的表达,所以芸苔素也可以起到相同作用,D正确。
【知识拓展】植物激素或植物生长调节剂的应用
(1)乙烯利——果实催熟,促进黄瓜的雌花分化。
(2)α-萘乙酸、2,4-D——促进插枝生根,防止落花落果及作为除草剂。
(3)青鲜素——保持果蔬鲜绿,延长储存时间。
(4)赤霉素——解除种子休眠,诱导大麦种子α-淀粉酶合成(用于啤酒生产)。
(5)生长素和细胞分裂素——用于植物组织培养
①比值适中,促进愈伤组织形成
②比值低,诱导芽分化
③比值高,诱导根分化
2.(2021·广东选择考)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,设计的技术路线如图所示。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
【解析】选C。本题以乙烯利催熟香蕉的实验为载体,主要考查乙烯的作用以及实验设计。对照组是没有用乙烯利处理的组,但是香蕉本身会产生乙烯,A错误;本实验的目的是探究乙烯利对香蕉的催熟过程,因此所取的香蕉应该是未成熟的,B错误;根据流程图中“每2 d取样1次,共6次”可知:
天数/d 0 2 4 6 8 10
取样次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次
C正确;香蕉成熟过程中,淀粉水解为还原糖,因此,淀粉含量逐渐下降,还原糖含量逐渐上升,D错误。
3.(2021·聊城二模)如图为某种植物种子发育过程和种子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,下列在种子发育过程中有关植物激素作用的叙述,错误的是 (　　)
A.种子发育期CK主要作用是促进细胞分裂
B.种子发育期IAA可能参与有机物向籽粒的运输与积累
C.种子萌发期GA可以调节淀粉酶基因的表达,促进种子萌发
D.ABA促进种子贮藏蛋白基因的表达,促进种子脱水干燥有利于萌发
【解析】选D。据图可知,图中种子发育期首先出现的是CK,细胞分裂素具有促进细胞分裂的作用,A正确;种子发育期其次增加的是GA和IAA,该阶段营养物质不断积累,说明GA和IAA参与有机物向籽粒的运输与积累,B正确;种子萌发期GA可以调节淀粉酶基因的表达,淀粉酶能够催化淀粉的水解,从而促进种子萌发,C正确;ABA促进种子贮藏蛋白基因的表达,并促进种子的脱水干燥,有利于种子的休眠,而促进种子萌发的是GA,D错误。
热考题型　植物激素类设计实验
“五步法”设计和完善植物激素类实验:
1.(2021·长沙一模)对植物生长素的实验研究一直是科学界研究的重点,请回答以下问题。
(1)为研究生长素的极性运输是否受重力的影响,某实验小组利用放射性强度相同的含14C-IAA琼脂片、不含IAA的空白琼脂片、去掉尖端的胚芽鞘等材料进行探究,其中某同学的实验设计思路如图,但还不严谨,请你仿照该同学形式补充一组实验并画在指定方框中,然后写出预期实验结果与结论。
预期实验结果与结论:__________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)生长素(吲哚乙酸)在植物体内的合成和代谢过程如图1所示,吲哚乙酸氧化酶是一种含铁蛋白。已知促进吲哚乙酸的合成和抑制吲哚乙酸的分解均能使生长素的含量增加。赤霉素通过提高生长素含量间接促进植物生长。假设赤霉素不会同时既促进吲哚乙酸合成,又抑制吲哚乙酸分解。图2所示为比较胚芽鞘尖端生长素含量的方法,某同学利用燕麦幼苗、完全培养液、缺铁培养液、赤霉素溶液(以上溶液浓度均适宜)、蒸馏水和琼脂块等材料,设计了实验,探究赤霉素提高生长素含量的机理。
(注:1号幼苗来自第1组,2号幼苗来自第2组,观察弯曲情况,多次重复实验,如果弯向左侧,则第1组生长素少,第3、4组比较与之类似。假定琼脂块转移生长素无损失,无关变量不干扰)
实验设计思路:培养实验分四个组别。第1组和第2组将数量、生长状况相同的燕麦幼苗放入等量且适量的完全培养液中;第3组和第4组将数量、生长状况相同的燕麦幼苗放入等量且适量的缺铁培养液中。第1组和第3组幼苗喷洒适量蒸馏水,第2组和第4组幼苗喷洒等量赤霉素溶液。培养一段时间后,进行如图2所示的比较胚芽鞘尖端生长素含量的处理,其中比较1组和2组幼苗的实验为甲组,比较3组和4组幼苗的实验为乙组。观察甲、乙两组去尖端胚芽鞘弯曲的情况。
请你写出预期实验结果及结论(提示:培养实验包括1、2、3、4四个组别,比较含量实验分甲、乙两个组别):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解法指导】图1表明生长素(即吲哚乙酸)在植物体合成和分解的代谢过程。本实验探究的是赤霉素如何提高生长素含量,实验假设为赤霉素能促进生长素的合成或抑制生长素的分解,从而提高生长素的含量,其中缺铁培养液能够阻止生长素氧化分解。
【解析】(1)该同学实验设计不够严谨,缺少对照实验,不能证明生长素的极性运输是否受重力的影响,若要证明,需要将去掉尖端的胚芽鞘倒置放置(形态学上端朝下垂直放置),检验重力是否会阻碍(或影响)生长素从形态学上端运输到形态学下端。因此补充的一组实验为去掉尖端的胚芽鞘倒置放置(形态学上端朝下垂直放置),并在下方放置一块含有14C-IAA的琼脂片,在上方放置一块空白琼脂片。一段时间后测定并比较两组空白琼脂片的放射性情况。如图:
由于生长素在胚芽鞘中的极性运输只能由形态学上端向形态学下端。若生长素的极性运输不受重力影响,两组空白琼脂片放射性相同;若生长素的极性运输受重力的影响,则两组空白琼脂片的放射性不同(第一组放射性含量高于第二组)。
(2)若赤霉素通过抑制生长素的分解间接促进生长(能抑制吲哚乙酸氧化酶的活性),由于甲组中的第1组幼苗喷洒适量蒸馏水,而第2组幼苗喷洒等量赤霉素溶液,都在等量且适量的完全培养液中培养,因此第2组生长素含量多于第1组,因此甲组去尖端胚芽鞘弯向1组对应一侧。乙组中的第3组幼苗喷洒适量蒸馏水,第4组幼苗喷洒等量赤霉素溶液,但都在等量且适量的缺铁培养液中培养,吲哚乙酸氧化酶不能合成,生长素都不能分解,因此第3组生长素含量等于第4组,因此乙组去尖端胚芽鞘直立生长。若赤霉素通过促进生长素合成间接促进生长,由以上分析可知,第2组生长素含量多于第1组,因此第4组生长素含量多于第3组,因此甲组去尖端胚芽鞘弯向1组对应一侧,乙组去尖端胚芽鞘弯向3组对应一侧。
答案:(1)
若两组空白琼脂片放射性相同,则生长素的极性运输不受重力影响;若两组空白琼脂片的放射性不同(第一组放射性含量高于第二组),则生长素的极性运输受重力的影响
(2)若甲组去尖端胚芽鞘弯向1组对应一侧,乙组去尖端胚芽鞘直立生长,则赤霉素通过抑制生长素的分解间接促进生长;若甲组去尖端胚芽鞘弯向1组对应一侧,乙组去尖端胚芽鞘弯向3组对应一侧,则赤霉素通过促进生长素合成间接促进生长
2.(2021·郑州三模)植物在生长发育和适应环境的过程中,受多种激素共同调节,请根据所学知识回答下列问题。
(1)“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。”——宋代《种艺必用》。泥封树枝促进生根是因为小便中含有　　　　　,该物质的化学名称是　　　　,合成原料是　　　　。
(2)“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”——宋代《格物粗谈·果品》。“气”是指　　　　,研究发现,该物质的产生具有“自促作用”,即该物质的积累可以刺激更多的该物质产生,这种调节机制属于　　　　调节。
(3)研究表明TIR1就是人们长期寻找而又一直未果的生长素受体。现有生长素突变超矮生型拟南芥植株,初步确定其产生的原因有两种可能:一是生长素受体异常(不能与生长素结合发挥作用);二是植株不能产生生长素(或生长素水平低)。请写出实验思路来探究超矮生型拟南芥植株产生的原因属于上述哪一种。(材料:超矮生型拟南芥幼苗若干,适宜浓度生长素溶液等)
设计思路:__________________________________________________________
___________________________________________________________。
预期结果和结论: ___________________________________________________
___________________________________________________________。
【解析】(1)根据《种艺必用》中的这段文字描述可知,小便中的物质能够促进树枝生根,所以小便中含有生长素,生长素的化学名称是吲哚乙酸,合成原料是色氨酸。
(2)这段文字来自教材,这里的“气”指的是乙烯。因为乙烯的积累能够刺激乙烯的产生,这样的调节机制是正反馈调节。
(3)针对生长素突变超矮生型拟南芥产生的两种可能原因,如果在其生长过程中外加使用生长素之后能够长高,则说明其具有生长素受体但不能产生生长素;若不能长高,说明是其缺少生长素受体导致的。
答案:(1)生长素　吲哚乙酸　色氨酸
(2)乙烯　正反馈
(3)随机选取超矮生型拟南芥幼苗若干平均分为两组,一组使用适宜浓度的生长素溶液处理,另一组不作处理,培养一段时间,观察测量并比较两组的植株平均高度　若两组株高一致,则超矮生型拟南芥幼苗是由生长素受体异常引起;若使用生长素溶液处理组大于不处理组,则超矮生型拟南芥幼苗是由植株不能产生生长素引起的
【解法技巧】
本题的材料选择主要来自教材,意指学生应该回归教材,扎实基础。同时,本题也强调学生用所学知识,设计实验解决实际问题的能力的培养。
3.(2021·北京二模)花生又称“落花生”,是因其具有“地上开花,地下结果”的特性,结果的过程可以分为果针入土和荚果膨胀两个阶段。
(1)果针入土:花生开花受精后,形成向地生长的果针,随着果针的伸长,推动果针顶端的子房入土。
①果针入土是果针感受重力的刺激,在重力方向上发生生长的反应,称为　　　　。
②有科学家认为花生果针入土的重力感受器是淀粉鞘细胞的淀粉粒。请设计实验检验此假说:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出实验组的简单思路即可)。
③研究尖端向下放置(正置,记作D)和果针尖端向上放置(倒置,记作U)的果针,在不含激素的MS培养基中培养,6小时后U果针发生向地弯曲,12小时后U果针弯曲程度加深;分别测量第6和第12小时果针中的各种激素的含量如图所示。
结果表明:D果针在离体生长过程中激素含量变化为GA3,IAA和6-BA含量逐渐下降,ABA含量上升;U果针在离体生长过程中激素含量变化为　　　　　　　,IAA的含量变化不大。这能否说明IAA在果针弯曲生长中不发挥作用 为什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)荚果膨大:在正常生长的花生植株上,随着果针的伸长,受精子房被推入土壤中,发育成荚果。人为阻止果针入土,果针将不能膨大形成荚果。
①推测光照对花生果针伸长和荚果膨大的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②为了探究影响花生荚果膨大的影响因素,研究人员选用悬空生长且生长状态一致的果针为材料,分别进行如下处理:
a.黑暗处理:将果针用锡箔纸包裹;
b.机械刺激:用镊子每天对果针尖端轻轻夹捏10次,但不损伤植物组织;
c.黑暗处理+机械刺激。
其余培养条件均相同且适宜,测定并记录_______________________。
请评价并完善本实验: _______________________。
若要探究机械刺激对花生荚果膨大的影响需要选择　　　　组实验处理。
【解析】(1)①果针入土是果针感受重力的刺激,使果针近地侧生长素含量高,远地侧生长素含量少,由于果针(根的结构)对生长素反应敏感,从而近地侧生长受抑制生长慢,而远地侧正好相反,因此果针在重力方向上发生生长的反应,称为根的向地性。
②有科学家认为花生果针入土的重力感受器是淀粉鞘细胞的淀粉粒,由于假说的内容是淀粉鞘细胞中的淀粉粒作为感受器,显然实验设计中的自变量是淀粉鞘细胞中淀粉粒的有无,观察的指标是果针能否入土,据此实验设计思路如下:设法用化学方法移除淀粉鞘细胞中的淀粉粒(或无淀粉粒的突变体)的果针水平放置,观察其生长方向。
③结果表明:D果针在离体生长过程中激素含量变化为GA3、IAA和6-BA含量逐渐下降,ABA含量上升;U果针在离体生长过程中激素含量变化为GA3、6-BA含量上升,ABA含量下降,显然果针中激素的含量变化与果针的放置方式有关,无论怎么放置,IAA的含量变化不大,但不能说明IAA在果针弯曲生长中不发挥作用,因为生长素作用的两重性以及IAA分布的不均匀导致了根的向地性特性的产生。
(2)荚果膨大:在正常生长的花生植株上,随着果针的伸长,受精子房被推入土壤中,发育成荚果。人为阻止果针入土,果针将不能膨大形成荚果。
①根据上述现象可推测光照对花生果针伸长起着促进作用,而对荚果膨大起着抑制作用。
②为了探究影响花生荚果膨大的影响因素,根据假说设计黑暗处理,同时模拟土壤的挤压作用,据此研究人员设计实验如下:选用悬空生长且生长状态一致的果针为材料,分别进行如下处理:
a.黑暗处理:将果针用锡箔纸包裹;
b.机械刺激:用镊子每天对果针尖端轻轻夹捏10次,但不损伤植物组织;
c.黑暗处理+机械刺激。
其余培养条件(无关变量)均相同且适宜,测定并记录荚果的大小、重量等。
根据实验设计的对照原则可知,本实验中缺少对照,需要增加一个对照组,让其果针自然伸长入土,并设法检测荚果的大小、重量等。
若要探究机械刺激对花生荚果膨大的影响需要选择a、c组实验处理即可,因为这两组的单一变量是有无机械刺激。
答案:(1)向地性(或向重力性)　化学方法移除淀粉鞘细胞中的淀粉粒(或无淀粉粒的突变体)的果针水平放置,观察其生长方向　GA3、6-BA含量上升,ABA含量下降　不能说明,向地性生长可能是IAA分布不均匀造成的　(2)促进果针伸长,抑制荚果膨大　荚果的大小、重量等　缺少对照,需要增加一个对照组,让其果针自然伸长入土　a、c
4.植物的生长发育受多种激素的共同调节。某研究小组切取菟丝子茎顶端2.5 cm长的切段若干,置于培养液中无菌培养一周后,开展生长素(IAA)和赤霉素GA3对茎切段伸长的影响及生长素(IAA)对茎切段中乙烯(ACC)产量的影响的研究。实验结果如图。请回答下列问题:
(1)将菟丝子切段置于培养液中培养一周的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)分析题图可以得出的结论有　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。
(3)根据图示结果判断:IAA促进茎切段伸长的最适浓度为　　　　,GA3促进茎切段伸长的最适浓度为　　　　　　　。
(4)若实验中发现有两组用不同浓度的GA3处理后,茎切段伸长量均为0.5 cm,因标签丢失,无法判断两组GA3浓度的大小,要想通过实验来判断两组GA3浓度的大小,请写出实验思路并得出相应结论:　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】(1)为了减少切段中内源激素对实验结果的影响,需要先将菟丝子切断置于培养液中培养一周。
(2)从图中可以得到的结论有IAA和GA3均能促进茎的伸长且在一定浓度范围内,IAA和GA3浓度越高促进作用越强;相同浓度时GA3促进效应比IAA大;当生长素的浓度增高到一定值后,才会促进乙烯的产生。
(3)根据柱状图分析可知,IAA促进茎切断伸长的最适浓度应该大于或等于250 μmol·L-1,GA3促进茎切断伸长的最适浓度为50 μmol·L-1左右(或介于10～250 μmol·L-1)。
(4)由图可知GA3处理的茎切段伸长量有0.8 cm,若茎切段伸长量为0.5 cm,则说明处理浓度低于或高于最适浓度,若低于最适浓度,则随着浓度的降低,切段伸长量减小,若高于最适浓度,则一定范围内随着浓度的降低,切段伸长量增大。因此要判断两组GA3浓度的大小,可以适度稀释一组GA3溶液并处理茎切段,观察记录茎切段伸长量,若伸长量大于0.5 cm,则该组浓度大,反之则小。
答案:(1)减少切段中内源激素对实验结果的影响
(2)IAA和GA3均能促进茎的伸长且在一定浓度范围内,IAA和GA3浓度越高促进作用越强　相同浓度时GA3促进效应比IAA大　当生长素的浓度增高到一定值后,才会促进乙烯的产生(答出两个即可)
(3)大于或等于250 μmol·L-1　50 μmol·L-1左右(或介于10～250 μmol·L-1)
(4) 适度稀释一组GA3并处理茎切段,观察记录茎切段伸长量。若伸长量大于
0.5 cm,则该组浓度大,反之则小
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