【高考冲刺】2014年高考生物三轮复习专题九 调节植物生命活动的激素

第四单元　生命系统的 稳态基础
考情分析预测
分析近三年的高考真题，可以看出，本专题内容也是高考中的重点部分，侧重点在脊椎动物的激素调节、神经调节、免疫调节以及生态系统及稳态性。本专题呈现命题的形式主要是选择题和非选择题，并结合图表，提供信息来命制试题，难度加大。预测今年本专题高考考查仍然会以脊椎动物的激素调节、神经调节、免疫调节为主的试题出现。具体分析就是：
(1)有关植物激素的考查以选择题和非选择题出现的是：生长素的作用及应用、其他植物激素仍然会以非选择题，即实验题为主命题。
(2)有关脊椎动物生命活动的调节及稳态的考查也是以选择题和非选择题形式出现。脊椎动物的激素调节、神经调节、免疫调节这三大调节，综合能力的考查占据主导地位，而体温、水盐、血糖调节主要以选择题形式出现。
(3)有关群体与生态系统的考查主要是非选择题，生态系统及稳态一直被命题者关注，多是非选择题。
在二轮复习时，需要着重关注以下三个方面：
(1)植物激素部分：本知识的考查涉及的主要是生长素发现过程，生长素产生和运输，生长素的生理作用；其他植物激素，如赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸，要知道它们的作用和应用，一定要灵活掌握。
(2)脊椎动物生命活动的调节及稳态部分：人体神经调节的结构基础和调节过程、神经冲动的产生和传导、神经体液调节、免疫调节是本专题的重中之重，大多考查的是非选择题，要学会将这几个调节综合起来解题；体温调节、水盐调节、血糖调节这几个调节要理解它们的基本含义就可以。
(3)群体与生态系统部分：种群和群落、生态系统及稳态性等知识点的考查也有一定的力度，要引起重视。
知识网络构建
专题九 调节植物生命活动的激素
考点一　有关生长素的实验
研究生长素的常见实验方法
（1）锡箔遮盖类：
A组中幼苗弯向光源生长，B组中右侧幼苗直立生长，每组左侧的幼苗起对照作用。
(2)暗盒开孔类：
(3)切割移植类：
如图(三)胚芽鞘D向左弯曲生长，胚根E向右弯曲生长。
(4)云母片插入类：
弯向光源生长的有①③⑤⑦；直立生长的有⑥⑧；不生长的有②。
(5)匀速旋转类(分析离心力与向心力，及放置的位置中心还是边缘)：
如图4－9－6所示，如果旋转速度较快，则茎向内侧生长，根向外侧生长。
如图4－9－7所示，切掉尖端胚芽鞘G直立生长。
(6)幼苗横放和失重类：
水平放置的幼苗一段时间后。生长素浓度：a＜b，c＜d。
失重后，仍保留向光性，但失去了根的向重力性和茎的负向重力性。
例1当植物受到环境刺激时，图4－9－9中所表示的生长素分布与生长情形正确的是(黑点代表生长素的分布)(　　)
①④　　
B．②④　
C．③⑤　　
D．②⑥
例2如图4－9－10实验，甲、乙、丙切去顶芽，丁顶芽不切除。将切下的乙顶芽放回原位置；将切下的丙顶芽放置在琼脂块上一段时间后将琼脂块置于丙原顶芽位置。四组枝条均给予图示单侧光照。下列对实验结果预测正确的是(　　)
A．最先发育为侧枝的是侧芽2
B．主枝直立生长的只有丙
C．能弯向光源生长的只有丁
D．丁中4号芽较5号芽优先生长
考点二　生长素的作用及应用
1．分析生长素作用的3个曲线
2.生长素的极性运输
极性运输(纵向运输)：由形态学的上端向下端运输，不受重力影响。
非极性运输(横向运输)：是受重力、单侧光等引起的生长素通过韧皮部进行的，与植物形态学方向无明显关系的运输方式。
生长素的极性运输是内因——植物的遗传特性决定的；而横向运输则是外因——单侧光、重力等因素引起的。
3．生长素与植物组织培养
在植物组织培养过程中，培养基中需要加入一定量的生长素和细胞分裂素，以调节细胞的脱分化和再分化。细胞分裂素与生长素之间的浓度比，可以调控芽的分化和根的形成，这说明植物的生长发育是受多种激素相互协调、共同调节。
4．区别生长素和生长激素
5.生长素与植物的向性运动
植物的向性运动与外界单向刺激引起生长素分布不均有关。常见几种向性运动产生的机理如图4－9－12所示：
例3分析下面有关对生长素的科学探究资料，回答问题。
实验目的：探究不同浓度的生长素对根生长的影响。
假设：生长素能促进根的生长，且浓度越高，促进作用越强。
实验方案：将小麦种子浸润萌发，如图4－9－14所见根部正在发展，从区域A剪取10 mm长的根段。配制不同浓度的生长素溶液，在每一种溶液中放入相同数量的根段，浸泡两天。
实验结果如下表。
生长素浓度(ppm) 两天后根段的平均长度(mm)
0 12.0
10－5 12.3
10－4 12.8
10－3 12.3
10－2 11.2
10－1 10.6
(1)根据上表内数据在坐标图中绘制在不同浓度的生长素溶液中，根段长度增长率的曲线图。
(2)实验所用的根段为什么取自区域A而不是区域B
________________________________________________________________________。
(3)上述表中数据，________________(能/不能)体现生长素的作用具有两重性。
(4)从上述表中可知，分别用生长素浓度为10－5 ppm和10－3 ppm处理根段，两天后的长度基本相同。假设用某未知浓度的生长素溶液处理根段，两天后的根段长度为12.3 mm左右，你如何确定该浓度是10－5 ppm还是10－3 ppm？简要描述你的思路。
①实验处理：将该溶液__________________________后，处理同样的根段。
②实验预期结果与结论：________________________________________________________________________。
例4为了探究同一植物不同器官对生长素的反应，某生物学研究小组利用以下材料用具进行了实验探究，得到下表的实验数据：
材料用具：培养皿、量筒、直尺、培养液(可用植物组织培养)、不同浓度的生长素溶液、已切去尖端的某种植物的胚根和胚芽各50条(初始长度均为10 mm)。
请根据实验材料和表中的实验数据回答下列问题：
(1)写出实验步骤的第二步和第四步。
第一步：取10套洁净的培养皿，分别编号为A1、A2、A3……A10。在上述培养皿中均加入适量的培养液，然后再在上述培养皿中分别加入适量且等量的浓度为10－13 mol/L、10－12 mol/L……10－4 mol/L的生长素溶液。
第二步： _________________。
第三步：将上述培养皿放在相同的适宜条件下培养。
第四步： _________________。
(2)根据本研究小组的实验数据，可以得出的实验结论是：
①________________________。
②________________________。
③_______________________。
(3)在本实验中，切去胚根和胚芽的尖端的原因是_____________。
例5将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内，从图示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置。此时，幼苗的生长情况是(　　)
A．根水平生长，茎向下弯曲
B．根水平生长，茎向上弯曲
C．根向下弯曲，茎向上弯曲
D．根向下弯曲，茎向下弯曲
例6从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼段(无叶和侧芽)，将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(α)如图甲，α与生长素浓度的关系如图乙。请回答：
(1)从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是__________________。
(2)将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测得半边的弯曲角度将得到α2。请预测α2与α1相比较的可能结果并得出相应的结论：____________________________________。
考点三　其他植物激素的作用及应用
1．生长素、赤霉素、细胞分裂素在细胞分裂时的作用顺序
生长素、细胞分裂素和赤霉素对植物的生长、发育有促进作用，称为植物生长促进剂；脱落酸和乙烯对植物的生长、发育有抑制作用，称为植物生长抑制剂。
植物激素与细胞分裂有密切关系，生长素、赤霉素和细胞分裂素等都可以影响细胞分裂，因为它们对DNA、RNA和蛋白质的形成都是有影响的。它们对细胞分裂影响的顺序，目前一般认为是：赤霉素→细胞分裂素→生长素。
当将烟草茎的髓进行组织培养时，细胞分裂的本来抑制作用便被解除，也即是说，本来不能进行细胞分裂的髓细胞，切下后，就有分裂的可能性。赤霉素可以加速这种解除作用同时还促进DNA合成；细胞分裂素也促进DNA的合成；生长素在较晚的时候才起作用，它促进RNA的形成。
2．生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等五种激素之间的关系
(1)相互促进作用
①促进植物生长：生长素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老：生长素、细胞分裂素。
③诱导愈伤组织分化成根或芽：生长素、细胞分裂素。
④促进果实成熟：脱落酸、乙烯。
⑤调节种子发芽：赤霉素、脱落酸。
⑥促进果实坐果和生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素。
(2)相互拮抗作用
①顶端优势：生长素促进顶芽生长抑制侧芽生长，细胞分裂素和赤霉素则消除顶端优势促进侧芽生长。
②调节器官脱落：生长素抑制花朵脱落，脱落酸促进叶、花、果的脱落。
③两性花的分化：生长素使雌花增加，赤霉素使雄花形成。
④调节气孔的开闭：细胞分裂素促进气孔张开，脱落酸促进气孔关闭。
例7某科研小组在研究植物顶端优势现象时，将大小相近的同种植物分为①②③三组，分别进行如下处理：①摘除顶芽；②保留顶芽，用2 mg/L的细胞分裂素处理侧芽；③保留顶芽。实验结果如图4－9－17所示，根据曲线可以得到的结论是(　　)
A．细胞分裂素在一定程度上可缓解顶端优势
B．细胞分裂素能抑制侧芽的生长
C．细胞分裂素只作用于侧芽
D．生长素和细胞分裂素的作用相同
教师备用习题
备选理由：考查了生长素促进植物的生长及运输，与例1和例2补充使用。
1．据下图实验可直接得出的结论是(　　)
A．生长素能促进植物生长
B．单侧光照引起生长素分布不均匀
C．生长素的运输为极性运输
D．感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端
备选理由：考查了植物激素的调节，与例7补充使用。
2．用矮壮素处理可以抑制植株增高，培育出矮化的水仙，提高观赏价值。与矮壮素的作用效果正好相反的植物激素是(　　)
A．乙烯利　　　　　B．赤霉素 C．2,4—D D．脱落酸
参考答案
第四单元　生命系统的 稳态基础
专题九 调节植物生命活动的激素
例1【解析】 A 此题考查了向光性及生长素的运输，属于考纲理解层次。单侧光照射导致胚芽鞘尖端生长素横向运输，由于极性运输，使胚芽鞘尖端下部背光侧生长素较向光侧多，从而导致向光弯曲生长，故①所表示的生长素分布与生长情形正确；地心引力导致根尖生长素横向运输，由于极性运输，使根近地侧生长素较背地侧多，由于根对生长素的敏感性高，使背地侧比近地侧长的快，从而导致根向下弯曲生长，故④所表示的生长素分布与生长情形正确。
【点评】 生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长，特别是细胞的伸长，对细胞分裂没有影响。植物感受光刺激的部位是在茎的尖端，但弯曲的部位是在尖端的下面一段，这是因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长，是对生长素最敏感的时期，所以生长素对其生长的影响最大。生长素在植物体内的运输是单方向的，只能从植物体形态学上端向形态学下端运输，在有单一方向的刺激(单侧光照)时生长素向背光一侧运输，其运输方式为主动运输。茎的背地生长和根的向地生长是由地球的引力引起的，原因是地球引力导致生长素分布的不均匀，在茎的近地侧分布多，背地侧分布少。由于茎的生长素最适浓度较高，茎的近地侧生长素多了一些对其有促进作用，所以近地侧生长快于背地侧，保持茎的向上生长；对根而言，由于根的生长素最适浓度较低，近地侧多了一些反而对根细胞的生长具有抑制作用，所以近地侧生长就比背地侧生长慢，保持根的向地性生长。若没有引力，根就不一定往下长了。
例2【解析】 B 此题考查的是生长素的生理作用，属于考纲分析判断层次。 甲去掉顶芽，不生长不弯曲；乙去掉顶芽，将切下的乙顶芽放回原位置，还可以感觉单侧光的照射，所以可以向光弯曲生长；丙顶芽放置在琼脂块上一段时间后将琼脂块又放在丙原顶芽位置，所以丙可以直立生长；丁顶芽不切除，所以丁向光弯曲生长；丁中4号比5号更接近顶芽，按照就近运输的原则，4号比5号的生长素浓度高，所以受抑制更严重，5号比4号优先生长。
【点评】 本实验实际跟温特的经典实验类似，即因为胚芽的感光部位在胚芽鞘，当胚芽鞘被除去后，植物的感光部位也就没有了。所以即使把含生长素的琼脂块放在正中央的胚芽上给予单侧光的照射也不会弯曲，而是直立生长。
例3【答案】（1）
(2)区域A是根的伸长区，伸长区细胞能生长和伸长；区域B是根的成熟区，成熟区细胞是高度分化的细胞，已停止生长(答到其中一点就可得分)
(3)能
(4)①稀释10倍
②如果两天后根段长度长于12.3 mm，说明该浓度为10－3 ppm，将该溶液稀释10倍后，处理同样的根段如果两天后根段长度短于12.3 mm，说明该浓度为10－5 ppm。
【解析】 此题以图像和坐标曲线为信息载体，综合考查植物生长素的调节，属于考纲综合运用层次。(1)根对生长素的灵敏度很高，从表格中看出适宜根伸长的最适宜浓度为10－4 ppm，大于或小于此值，根的伸长长度减少。
(2)实验所用的根段选择A区段是因为区域A是根的伸长区，伸长区细胞能生长和伸长；区域B是根的成熟区，成熟区细胞是高度分化的细胞，已停止生长。
(3)通过表格数据和曲线图明显看出生长素的作用具有两重性。
(4)表格数据看出分别用生长素浓度为10－5 ppm和10－3 ppm处理根段，两天后的长度基本相同；将该溶液稀释10倍后，处理同样的根段，如果两天后根段长度长于12.3 mm，说明该浓度为10－3 ppm，如果两天后根段长度短于12.3 mm，说明该浓度为10－5 ppm。
【点评】 同一植物不同部位的同种器官，由于生长素的运输，生长素的浓度却有一定的差异。如：树的顶芽和侧芽部位，由于顶芽生长素的向下极性运输，造成侧芽部位生长素大量积累，浓度过高的生长素抑制了侧芽的生长，这就是顶端优势现象。这种现象很好地体现了不同浓度的生长素对同一种器官的不同作用。
例4【答案】 (1)第二步：将50条已切去尖端的胚根及胚芽随机均分为10组，同时分别加入上述培养皿中
第四步：3天后，分别测量并记录每组培养皿中各条胚根及胚芽的长度，并求各组平均值
(2)①同种植物不同器官对生长素浓度的反应不同或胚根对生长素的敏感度大于胚芽
②生长素作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长
③胚根和胚芽的最适宜生长素浓度分别在10－10 mol/L和10－8 mol/L左右(其他合理答案可给分)
(3)因为胚根和胚芽自身能产生生长素，切去尖端可以避免胚根和胚芽产生生长素对实验变量的干扰
【解析】 考查植物激素调节知识及实验分析，属考纲综合运用层次。 (1)第二步总的思路是对胚芽和胚根进行分组不同处理。第四步总的思路是测定胚芽及胚根的生长情况。
(2)注意从不同角度得出结论，一是对同一器官，不同浓度生长素的作用效应；二是对不同器官作用效应的比较；三是得出促进胚芽、胚根生长的最适浓度。
(3)胚芽、胚根的尖端都会产生生长素干扰本实验，所以要除去。
【点评】 相同浓度的生长素对同一植物不同器官的影响：同一植物的不同器官所需生长素的最适浓度有很大区别。最典型的实例就是根的向地性和茎的背地性。植物横放时，由于重力的作用，近地侧的生长素浓度较高。茎的生长素最适浓度高，近地侧生长素多对其有促进作用，所以近地侧生长快于背地侧，茎背地生长；对根而言，由于根的生长素最适浓度低，近地侧生长素多对根细胞的生长具有抑制作用，所以近地侧生长就比背地侧生长慢，从而保持根的向地性生长。
例5【解析】 A 考查生长素的生理作用知识。属于考纲理解层次。玉米幼苗固定在支架上，而光源随暗室同步缓慢匀速旋转，表面上是一个均匀光照而实际光源随暗室同步缓慢匀速旋转则是一个单侧光，表面上植物的茎在上、下方要受重力影响有差别，而实际上因缓慢匀速旋转各方向受重力影响相同，所以植物的茎只受单侧光的影响而不受重力影响，生长素向背光侧横向运输多于向光侧，此时两侧的生长素的浓度都是促进生长的，背光侧的生长素浓度更有利于植物细胞的纵向伸长，故茎向光弯曲生长。同理植物的根不受重力的影响而自然水平生长。
【点评】 同一植物的不同器官对同一浓度生长素的反应不同，根最为敏感，芽次之，茎最弱。不同的植物(单双子叶植物)对同一浓度的生长素敏感性也不同。理解向性运动的原因，需要注意以下几个方面：(1)生长素的合成部位在尖端。(2)尖端感受单侧光的刺激部位，使生长素分布不均匀(向光侧少，背光侧多)。(3)生长和弯曲的部位在尖端下面的一段。因此，植物的生长、弯曲情况就依尖端下面一段的生长素分布来判断(对于茎，生长素多的一侧生长快，生长素少的一侧生长慢，结果生长并弯向慢的一侧；对于根，正好相反)。
例6【答案】 (1)生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的α值
(2)若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B
【解析】 本题考查了生长素对同一器官的生理作用，即双重性以及对实验的预测结果。植物生长素的双重性曲线为一钟形曲线，在顶点为生长素最适浓度，高于或低于最适浓度，生长素的促进生长效果都会降低。在这个实验中为了预测某浓度，是通过弯曲的角度来预测它的浓度。一般需讨论“如果出现结果①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样”，一般有多种可能的结果。即如果α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；如果α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B。
【高考命题者说】 本题主要考查考生应用生长素的知识对实验结果的分析和进行探究实验的能力。
生长素的生理作用具有双重性，既能促进生长，又能抑制生长，表现于在一定的浓度范围内，随浓度增加，促进植物生长的作用逐渐增强，当促进作用达到最大值后，随生长素浓度增加，则植物生长受到抑制的作用逐渐增强，或促进植物生长的作用逐渐减弱。本题中，将纵切的幼茎分别浸泡在不同浓度的生长素溶液中一段时间后，半边茎向切面一侧弯曲生长形成不同的弯曲角度，将这一实验数据绘制成曲线，从图乙容易分析出生长素浓度对弯曲角度大小的影响正是生长素双重性的表现。因此，用两个不同浓度的生长素溶液处理可产生同一个弯曲角度的现象，就可以用生长素作用的双重性解释，即生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的a。
本题抽样统计难度为0.486，区别度为0.645。
例7【解析】 A 此题以曲线为载体，考查的是生长素的生理作用，属于考纲综合运用层次。 从图可以看出摘除顶芽在一定时间内侧芽长度增加，超过一定时间侧芽长度不变，②保留顶芽，用2 mg/L的细胞分裂素处理侧芽，侧芽长度不断增加，③保留顶芽，侧芽受抑制，长度不变。根据曲线可以得到的结论是细胞分裂素在一定程度上可缓解顶端优势，A对。细胞分裂素能促进侧芽的生长，B错；细胞分裂素不只作用于侧芽，C错；生长素促进细胞伸长，细胞分裂素促进分裂，两者作用不同，D错。
【点评】 细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂。细胞分裂素不仅能促进细胞分裂，也可以使细胞体积扩大。但和生长素不同的是，细胞分裂素是通过细胞横向扩大增粗，而不是促进细胞纵向伸长来增大细胞体积的，它对细胞的伸长有一定的抑制效应。细胞分裂素能消除顶端优势，促进侧芽的迅速生长。在这方面，生长素同细胞分裂素间表现出明显的拮抗作用(两者的产生部位与运转方式决定根系与幼芽的生长、分化)。
教师备用习题
1．【解析】 A 本题考查生长素促进植物的生长及运输，属于考纲分析判断层次。 图中甲、乙的单一变量是琼脂块中是否含有生长素，甲图中含有而乙图中不含有，现象是甲直立生长而乙不生长，所以由此可以得出生长素具有促进植物生长的结论。
2．【解析】 B 此题考查的是植物激素的调节，属于考纲理解层次。赤霉素的主要作用：促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发和果实发育。乙烯利的作用是释放乙烯，促进果实成熟。2,4—D属于植物生长调节剂中生长素类似物，不是植物激素。适宜浓度范围内促进植物生长。脱落酸的主要作用：抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。