(共38张PPT)
第五章
第3节 植物生长调节剂的应用
课 程 标 准
1.举例说明植物生长调节剂的类型以及它们在生产中的作用。
2.概述植物生长调节剂的应用,认同使用植物生长调节剂应合理合法的观点。
3.尝试运用预实验方法开展探究,模拟解决生产实践中的技术问题。
4.关注植物生长调节剂的优点及不合理施用带来的危害。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
基础落实 必备知识全过关
知识点一 植物生长调节剂的类型和作用
1.概念:由 的,对植物的生长、发育有 作用的化学物质,称为植物生长调节剂。
2.优点:原料广泛、容易合成、效果 。
3.分类
(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。
人工合成
调节
稳定
4.应用实例(连线)
【名师点拨】
(1)用生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗,可得到无子番茄,是一种不可遗传的变异;用秋水仙素处理二倍体番茄幼苗,可得到多倍体番茄,是一种可遗传的变异。
(2)适当浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(简称2,4-D)可以促进插条生根,浓度过高时会抑制生根。
(3)青鲜素能抑制植物细胞生长与分裂,从而抑制发芽,被用于蔬菜和水果的保鲜,但其残留会损害人体健康。
(4)使用膨大剂的水果与正常水果相比,口感较差,汁水较少,甜味不足,而且不宜长时间储存。
5.作用
(1)提高作物产量、改善产品品质等。
①能延长或终止种子、芽及块茎的 。
②调节花的 比例。
③促进或阻止开花。
④诱导或控制果实 。
⑤控制植株 、形状等。
(2)能减轻人工劳动。
休眠
雌雄
脱落
高度
旁栏边角 想一想
(1)试分析植物生长调节剂的作用效果比植物激素更稳定的原因。
(2)瓜果蔬菜在种植时因使用了植物生长调节剂而引起社会的广泛关注,媒体接连曝出“激素黄瓜”“空心草莓”“爆炸西瓜”等。试探讨使用植物生长调节剂会不会影响农产品的品质。
提示 原因是在植物体内没有分解植物生长调节剂的酶。
提示 植物生长调节剂使用得当,可以改善产品品质。例如,适当使用赤霉素、细胞分裂素类物质可以提高葡萄品质。如果使用不当或片面追求短期经济效益,则有可能降低产品品质,甚至对人体的健康和环境带来不利影响。
结论语句 辨一辨
(1)植物生长调节剂都是人工合成的,作用效果稳定。( )
(2)植物生长调节剂可能对环境带来不利影响。( )
(3)植物生长调节剂必然会导致增产、增收。( )
(4)生长素类似物2,4-D属于植物生长调节剂。( )
(5)植物的生命活动只能通过植物激素来调节。( )
(6)用一定浓度的乙烯利处理采摘后未成熟的香蕉,可促使其成熟。( )
√
√
×
√
×
√
知识点二 植物生长调节剂的施用
1.植物生长调节剂的施用
(1)注意事项:在生产上首先需要根据实际情况,选择恰当的植物生长调节剂;还要考虑施用目的、效果、毒性, 、价格和施用是否方便等因素。
(2)影响施用效果的因素:施用 、 、 以及施用时植物的生理状态和 等。
调节剂残留
浓度
时间
部位
气候条件
2.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:适宜浓度的生长素类调节剂能促进插条生根。经不同浓度的生长素类调节剂溶液处理后,插条生根的情况不同。
(2)实验过程 先做预实验,确定大致范围
一系列浓度
生长状况
相同
插
条生根状况
(3)插条处理
(4)分析结果:由下图曲线可知,促进扦插枝条生根的 是A点对应的生长素类调节剂浓度,在A点两侧,存在
。
最适浓度
促进生根效果相同的两个不同浓度
【名师点拨】
(1)①设置空白对照——不添加生长素类调节剂的一组,如蒸馏水组。预实验中必须设置空白对照组,目的是判断生长素类调节剂所起的作用是促进还是抑制。
②设置相互对照——含不同浓度生长素类调节剂的组别间相互对照,其目的是判断促进作用或抑制作用程度的大小。
(2)一年生苗木的枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活,很容易生根,实验效果显著。
3.尝试利用乙烯利催熟水果
(1)乙烯利的性质
①工业品为液体。
②当溶液pH<3.5时,比较稳定,但随着溶液pH ,它会分解释放出 。
(2)乙烯利的作用
①对水果具有 作用。
②进一步诱导水果自身产生 ,加速水果成熟。
升高
乙烯
催熟
乙烯
(3)实验设计的分析
①实验的单一变量为香蕉是否浸过 溶液。
②浸过乙烯利溶液的香蕉和浸过蒸馏水的香蕉进行对照是为了排除浸泡操作本身对实验的影响。
③本实验的对照形式为 。浸过蒸馏水的一组实验为空白对照组。
④把香蕉放入塑料袋中的目的是防止乙烯利分解成 后逸散。
⑤把香蕉置于25 ℃左右阴暗处,排除 对香蕉催熟的影响。
(4)实验结果
浸过乙烯利溶液的香蕉成熟得快,浸过蒸馏水的香蕉成熟得慢。
(5)实验结论:乙烯利对香蕉具有 作用。
乙烯利
空白对照
乙烯
温度和光照
催熟
旁栏边角 想一想
(1)植物生长调节剂如果使用不当,不仅达不到预期目的,反而会造成损失。使用时应注意哪些问题
(2)在进行实验前,要进行预实验,其目的是什么
提示 应注意植物生长调节剂的使用效果与浓度、使用时期、使用方法、调节剂残留等。
提示 通过预实验确定有效浓度的大致范围,可为确定最适浓度打下基础。
结论语句 辨一辨
(1)在应用植物生长调节剂时需要考虑植物的生理状态。( )
(2)实验时常去掉插条的成熟叶片,原因是降低蒸腾作用,保持植物体内的水分平衡。( )
(3)处理时插条上下可颠倒,不影响插条的成活。( )
(4)在进行“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的实验时,正式实验需要设置空白对照组。( )
(5)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。
( )
(6)用生长素类调节剂溶液处理插条的方法有浸泡法、沾蘸法。( )
√
√
×
×
√
√
重难探究 能力素养全提升
主题一 植物生长调节剂及应用
【情境探究】
1.植物生长调节剂2,4-D是一种最早应用于农业生产的选择性除草剂,常用它除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。单子叶农作物与双子叶杂草对2,4-D浓度的反应如图曲线所示。
(1)从图中可以看出2,4-D的作用特点是 。
(2)图中X点(甲、乙的交点)对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是
生长,2,4-D作为除草剂的最佳使用浓度是 点所对应的浓度。
(3)近几年,媒体经常报道有些农民使用除草剂导致作物绝产的消息。如果农民使用的2,4-D不是假冒产品,请你分析导致作物绝产的最可能原因是 。
浓度较低时促进生长,浓度过高时抑制生长
促进
F或D
使用的除草剂浓度过高,抑制了作物的生长甚至杀死了作物
2.阅读乙烯利的产品说明,回答下列问题。
乙烯利是促进果实成熟的植物生长调节剂。它在酸介质中十分稳定,而在pH>4的环境中,会分解释放出乙烯。当乙烯利进入植物体内并传导到起作用的部位后,便释放出乙烯,与植物激素乙烯所起的生理功能相同。作用于番茄,能促进番茄果实早熟、着色,提前显出成熟色泽和风味,缩短上市时间,提高经济价值。
(1)在实际生产中,常用植物生长调节剂来代替天然植物激素的原因是什么
(2)催熟的水果会导致儿童“性早熟”吗 为什么
提示 天然植物激素的含量低,且提取困难。
提示 不会。儿童性早熟是受性激素调节的,而无论是乙烯还是乙烯利都不能在人体内表现出类似性激素的作用,也不能参与性激素的合成。
3.培育无子西瓜和无子番茄的原理有什么不同
提示 培育无子西瓜利用的是染色体变异的原理,染色体组为奇数时不能正常减数分裂产生配子,因而不能受精获得种子。培育无子番茄利用的是生长素能促进子房发育成果实的原理,染色体数目没有变化。
【方法突破】
1.植物激素与植物生长调节剂的比较
项目 植物激素 植物生长调节剂
来源 植物一定部位产生 人工化学合成
作用 对植物生长发育起调节作用
去向 被相应的酶分解失活 残留在植物体内继续发挥作用
效果 短暂,只发挥一次作用 持久稳定
实例 乙烯、生长素、细胞
分裂素、赤霉素等 乙烯利、生长素类调节剂、青鲜素等
2.植物生长调节剂的应用实例
(1)用GA(赤霉素类)打破莴苣、马铃薯块茎的休眠;促进芹菜等的生长,增加产量。
(2)用NAA促进黄杨、葡萄的生根;对棉花进行保花保果,防止脱落。
(3)用乙烯利促进黄瓜的雌花分化;促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。
(4)施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。
(5)用一定浓度的生长素类调节剂溶液补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响受粉而导致的瓜果类作物产量下降问题。(注:此措施不可用于缓解以收获种子为目的的各种粮食作物和油料作物的减产问题。)
【视角应用】
1.下列有关植物生长调节剂应用的叙述,正确的是( )
A.喷洒脱落酸可延长绿色类蔬菜的保鲜时间
B.用乙烯利处理采摘的苹果果实,可促进其发育和成熟
C.用赤霉素处理大麦,能使种子无须发芽就可产生α-淀粉酶
D.若在玉米受粉期遇到连续阴雨天,可用2,4-D处理来避免减产
C
解析 脱落酸可促进细胞衰老,不能延长保鲜时间,A项错误;乙烯利不能促进果实发育,B项错误;赤霉素可以通过促进α-淀粉酶的合成来促进种子萌发,C项正确;玉米主要收获的是种子,连绵阴雨天植物难以受粉,得不到种子,喷洒2,4-D是为了获取无子果实,不能避免减产,D项错误。
2.矮壮素、整形素和NAA都是农业生产中常用的植物生长调节剂。矮壮素能抑制植株长高、促进叶片绿色加深;整形素能阻碍内源生长素从顶芽向下运输。下列相关叙述错误的是( )
A.植物体内缺乏分解矮壮素的酶,故其作用效果稳定
B.整形素可减弱顶端优势,利于侧芽生长
C.矮壮素可增强小麦的光合作用
D.植物体内合成的NAA可促进果实发育
D
解析 植物体内没有分解植物生长调节剂的酶,所以使用植物生长调节剂具有效果稳定的作用,A项正确;整形素可阻碍内源生长素从顶芽向下运输,使侧芽的生长素浓度有所降低,减弱顶端优势,利于侧芽生长,B项正确;矮壮素能促进叶片绿色加深,使其光合作用增强,C项正确;NAA是植物生长调节剂,是由人工合成的,植物体内不能合成,D项错误。
主题二 探索植物生长调节剂的应用
【情境探究】
依据教材“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”相关内容,回答下列问题。
(1)选择插条时为什么需带有一定的芽或叶 所带的芽或叶的数量是否越多越好
提示 凡是带芽或叶的插条,其扦插成活率都比不带芽或叶的插条成活率高,但芽和叶并非越多越好。留叶过多,蒸腾作用失水多,不利于生根,插条易枯死。留芽过多,产生较多的生长素,会影响实验的结果,导致结果不准确。
(2)如果观察到插条不能生根,可能的原因有哪些
(3)该实验的对照关系是怎样的 对照的目的是什么 如何保证结果的准确可靠
提示 有可能枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水太多;有可能枝条幼芽、幼叶保留较多,本身合成一定浓度的生长素,浸泡后形态学下端处于浓度过高的抑制状态;有可能没有分清插条的形态学上端与下端。
提示 设置空白对照,用以判断调节剂起促进作用还是抑制作用。不同的几个实验组之间进行相互对照,目的是探究生长素类调节剂促进扦插枝条生根的最适浓度。设置重复组,即每组(同一浓度)不能少于3个枝条,最后求平均值,减少误差。
(4)在实验中,若两种浓度的生长素类调节剂促进插条生根的效果基本相同,请分析原因。如何进一步确定最适浓度
提示 由生长素作用曲线可知,存在作用效果相同的两种生长素浓度。最适浓度应在作用效果相同的两种浓度之间,即在两种浓度之间再等浓度梯度配制生长素类调节剂溶液进行实验。
【方法突破】
1.自变量浓度梯度设置策略
(1)在适宜范围内取值:生物体或细胞生活在特定的环境中,研究某因素对生物体或细胞的影响时,自变量应在它能发挥作用的范围内取值。
(2)梯度大小设置要适宜:梯度过小,变化不明显,实验组增多,增加了实验操作的难度;梯度过大,实验结果不准确。
(3)梯度设置方法:若进行定性分析,梯度设置可稍大些;若进行定量分析,梯度设置应小一些。为了使实验结果更准确,有时要做预实验,根据预实验结果在确定的有效浓度范围内进行更小的梯度设置。
2.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验可能出现的问题及原因分析
(1)不能生根:一是枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水太多;二是配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧;三是没有分清形态学的上端与下端。
(2)生根过少:浓度梯度过大、组别过少,错过最适浓度范围,导致生根过少。
【视角应用】
视角1 实验探究
1.某生物兴趣小组探究了植物生长素类调节剂(2,4-D)对富贵竹插条生根的影响,实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是( )
A.该探究实验的自变量是2,4-D溶液浓度,因变量为插条平均生根数
B.浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹生根既不促进也不抑制
C.若要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D溶液浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中,插条上的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
组别 1 2 3 4 5 6 7
清水 10-15 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5
平均生根数/条 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0
B
解析 此探究实验的自变量是2,4-D溶液浓度,因变量为插条平均生根数,A项正确;与对照组相比,浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹生根具有抑制作用,B项错误;促进富贵竹插条生根的最适2,4-D溶液浓度为10-11 mol/L左右,需缩小浓度梯度做进一步的实验,C项正确;实验过程中,插条上的叶片数以及实验室的温度等因素会影响实验结果,D项正确。
视角2 实验结果分析
2.色木槭叶片颜色鲜艳,具有观赏价值,木材用途广泛,具有较高的经济价值,但是种子存在休眠现象。为探究不同浓度赤霉素对色木槭种子萌发的影响,研究小组分别用0、100、200、300、400、500 mg/L的赤霉素浸泡六组种子24 h,观察种子萌发情况,结果如图。下列相关分析正确的是( )
A.为减小实验误差,可在正式实验之前进行预实验
B.需要在200~300 mg/L内,缩小梯度浓度再进行实验,得到最适浓度
C.用赤霉素处理其他植物种子时,作用结果与上图相同
D.种子休眠是色木槭在长期进化中形成的抵抗外界恶劣环境条件的能力
D
解析 预实验可以为正式实验摸索进一步的条件,检验实验的科学性和合理性,避免人力、物力和财力的浪费,不是为了减少实验误差,A项错误;需要在100~300 mg/L内,再设置更细化的梯度浓度进行实验,得到最适浓度,B项错误;赤霉素对色木槭种子的发芽表现出低浓度促进、高浓度抑制的特点,但对其他种子效果不能确定,C项错误;种子休眠是色木槭在长期进化中形成的抵抗外界恶劣环境条件的能力,当环境好转时种子才能发芽,D项正确。(共41张PPT)
第五章
第2节 其他植物激素
课 程 标 准
1.举例说出赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸的作用。
2.举例说明植物激素之间通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节。
3.明确植物生命活动受到多种因素的调节,其中最重要的是植物激素的调节。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
基础落实 必备知识全过关
知识点一 其他植物激素
1.其他植物激素的合成部位及主要作用
分
裂与分化
根尖
关闭
衰老
脱落
休眠
【易错提醒】
(1)用赤霉素处理后,植物细胞的遗传物质并未改变,其基因型未发生变化。该变异为不可遗传的变异,不能遗传给后代。
(2)促进果实发育≠促进果实的成熟
①生长素或赤霉素对果实的作用主要是促进果实的发育,即主要是使子房膨大形成果实及果实体积的增大。
②乙烯对果实的作用主要是促进果实的成熟,主要是使果实的含糖量、口味等果实品质发生变化。
2.植物激素的调控方式
一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控 、
、 和 等方式实现的。
细胞分裂
细胞伸长
细胞分化
细胞死亡
旁栏边角 想一想
(1)赤霉素是否只能在植物体内合成 赤霉菌合成的赤霉素是植物激素吗
(2)研究表明:脱落酸在高温下易降解,据此,请解释“小麦、玉米在即将成熟时,若经历持续干热后再遇大雨的天气,种子就容易在穗上发芽”。
提示 赤霉菌也能合成赤霉素,但赤霉菌合成的赤霉素不属于植物激素,因为植物激素是在植物体内合成的。
提示 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,这些种子就不会和其他种子那样休眠了。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会在穗上萌发。
结论语句 辨一辨
(1)细胞分裂素能促进芽的分化。( )
(2)乙烯能促进果实的成熟,所以在幼嫩的果实中含量较多。( )
(3)植物体内各种激素的含量都很微少。( )
(4)脱落酸能抑制马铃薯发芽。( )
(5)不同的激素可以调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等生理过程。( )
√
×
√
√
√
知识点二 植物激素间的相互作用
1.在植物生长发育过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种植物激素 共同调节。
(1)具有协同作用的激素
相互作用
(2)有些植物激素间的作用效果相反
①器官脱落
②种子萌发
(3)植物激素间的反馈作用
生长素达到一定浓度后就会 乙烯的合成,而乙烯对生长素的合成起 作用。
2.植物激素间相互作用图解
(1)植物生长与多种植物激素之间的关系
(2)生长素和细胞分裂素
(3)赤霉素通过 和 来促进细胞伸长,如下图。
①促进合成:赤霉素通过 色氨酸合成生长素来促进细胞伸长。
②抑制分解:赤霉素对生长素的分解具有 作用,赤霉素与生长素对促进细胞伸长具有 。
促进生长素的合成
抑制生长素的分解
促进
抑制
协同作用
(4)脱落酸和赤霉素
①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 种子萌发,脱落酸 种子萌发,所以种子是否萌发取决于赤霉素和脱落酸浓度之比,两者对种子萌发的作用是相反的。
促进
抑制
②决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
黄瓜茎端的脱落酸与 的比值较高,利于分化形成雌花;比值较低,利于分化形成雄花。
赤霉素
3.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
(1)不同激素的调节表现出一定的 。
①在果实的细胞分裂过程中,细胞分裂素、生长素、 浓度较高。
②在细胞伸长过程中占主导作用的激素是 和赤霉素。
③成熟、衰老时期脱落酸和 含量增加。
(2)果实在不同发育时期植物激素的 是不同的,这是受植物基因控制的,其实质是 的结果。
顺序性
赤霉素
生长素
乙烯
种类和含量
基因选择性表达
旁栏边角 想一想
(1)生长素、赤霉素及细胞分裂素均可促进植物生长,其机理是否相同 这体现了植物激素间的何种关系
(2)举例说明,在植物的生长发育过程中,不同种激素的调节是否表现出一定的顺序性
提示 生长素和赤霉素均可促进细胞伸长,使细胞体积增大,而细胞分裂素则可促进细胞分裂,使细胞数目增多,上述三类激素可通过协同作用,共同促进植物生长。
提示 是。如在猕猴桃果实的发育过程中,细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会像接力一样按照次序出现高峰,调节着果实的发育和成熟。
结论语句 辨一辨
(1)生长素、赤霉素、乙烯等共同控制草莓的果实的生长、发育、成熟。
( )
(2)高浓度的生长素能通过促进乙烯的合成抑制植物生长。( )
(3)细胞分裂素和生长素对于细胞分裂来说具有协同作用。( )
(4)对于细胞分裂而言,生长素和赤霉素之间存在协同作用,细胞分裂素与脱落酸之间存在对抗作用。( )
(5)各种植物激素是孤立地起作用,不需要多种激素相互作用共同调节。
( )
(6)密封贮藏导致水果各种激素合成增加。( )
√
√
√
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×
×
重难探究 能力素养全提升
主题一 其他植物激素
【情境探究】
1.刚收获的马铃薯块茎经过一段休眠期后才能萌发,种植时,最好用哪种激素处理可以解除休眠
提示 赤霉素。
2.植物的生长发育与植物激素密切相关,回答下列问题。
(1)脱落酸的合成部位是 。在高温环境中,细胞失水导致苹果叶片中的脱落酸含量 (填“增加”或“减少”),判断依据是 。
(2)细胞分裂素能促进细胞分裂。除此之外,科学家发现在黑暗条件下,它可延缓绿叶中叶绿素的降解,这说明细胞分裂素还具有什么作用
根冠、萎蔫的叶片等
增加
脱落酸可促进气孔关闭
提示 细胞分裂素能延缓叶片变黄、衰老。
3.下表是有关油菜素甾醇类(BR)研究的实验结果:
编号 1 2 3 4 5 6
油菜素甾醇类浓度/(mg·L-1) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
芹菜幼苗的平均株高/cm 16 20 38 51 42 20
(1)上述资料中,第2、6两组,芹菜幼苗的平均株高相同,BR对芹菜幼苗生长的 (填“促进”或“抑制”)作用相同。
(2)在芹菜幼苗生长的过程中,与BR作用类似的激素可能是 。
促进
赤霉素
【方法突破】
1.归纳总结植物激素的生理作用
2.植物激素与动物激素的比较
项目 植物激素 动物激素
不同点 产生部位 植物体的一定部位 内分泌器官或内分泌细胞
作用范围 广泛 作用于特定的器官
举例 生长素、乙烯等 生长激素、甲状腺激素等
相同点 (1)含量少,具有高效性
(2)从产生部位运输到作用部位发挥作用
(3)是信息分子,对生物体的生长发育起调节作用
【视角应用】
视角1 其他植物激素
1.[2021山东卷]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四种中的一种。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
B
解析 甲是细胞分裂素,其合成部位主要是根尖,A项错误;乙是赤霉素,可以通过赤霉菌发酵获得,B项正确;丙是生长素,在成熟的果实中生长素的作用减弱,C项错误;丁是脱落酸,脱落酸会抑制小麦种子发芽,D项错误。
2.油菜素内酯(BR)在第16届国际植物生长调节物质(IFGSA)会议上,被列入植物激素的范畴,具有促进植物生长、提高植物抗逆性等非常广泛的生理作用。研究发现:中低浓度的BR能促进植物气孔开放;高浓度的BR能促进脱落酸(ABA)的合成,诱导植物气孔关闭。下列相关叙述错误的是( )
A.BR对植物调节也具有微量、高效的特点
B.可用切除法来探究植物体BR的合成部位
C.对农作物施用外源BR溶液要注意浓度范围
D.BR和生长素、赤霉素对植物生长的调节具有协同作用
B
解析 激素的作用特点之一是微量和高效,BR作为植物激素对植物调节也具有微量、高效的特点,A项正确;植物激素不是由某种特定的内分泌腺合成和分泌的,不能用切除法来探究其合成部位,B项错误;中低浓度的BR能促进植物气孔开放,高浓度的BR能促进脱落酸(ABA)的合成,诱导植物气孔关闭,所以农业生产中施用外源BR要在正常浓度范围内,C项正确;BR具有促进植物生长、提高植物抗逆性等非常广泛的生理作用,说明在一定的浓度范围内,BR和生长素、赤霉素对植物生长的调节具有协同作用,D项正确。
植物激素间的相互作用
【情境探究】
1.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。下图为三种植物激素的相互作用模型,其中①②③表示植物激素。激素①②③的名称依次是什么
注:“ ”表示促进作用,“ ”表示抑制作用
提示 生长素、脱落酸和赤霉素。
2.下图是猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化,请据图回答下列问题。
(1)如果只分析脱落酸的曲线,能推测出脱落酸有什么作用 依据是什么
(2)据图推测细胞分裂素和脱落酸的生理作用存在什么关系 如何做出判断
(3)不同阶段各种激素的相对浓度不同,其根本原因是什么
提示 据图推测脱落酸可促进花瓣和果实的衰老和脱落。因为在开花后10 d和130 d左右脱落酸的含量较高,此时是花瓣和果实衰老、脱落的时期。
提示 开花后16 d左右,细胞分裂素含量达到最高,而脱落酸含量降低;开花后90 d开始脱落酸的含量大幅升高,而细胞分裂素含量降至最低,两者可能在促进果实生长和脱落方面相互对抗。
提示 其根本原因是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果(即基因的选择性表达)。
(4)从图中可以看出,各种植物激素在生命活动的调节中具有怎样的关系
提示 在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化,同时各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在植物生长发育过程中,不同激素的调节还往往表现出一定的顺序性。
【方法突破】
植物激素间的相互对抗
【视角应用】
视角1 植物激素间的相互作用
1.[2023临沂高二期末]下图表示生长素、赤霉素和乙烯对细胞纵向伸长的影响,a、b、c、d表示具体作用,下列说法错误的是( )
A.a和c表示促进作用,b和d表示抑制作用
B.赤霉素能够促进细胞纵向伸长,从而引起植株增高
C.细胞纵向伸长是多种激素相互作用形成的调控网络调控的
D.高浓度的生长素可促进乙烯的合成,故生长素和乙烯之间是协同关系
D
解析 赤霉素能够促进生长素的产生,抑制生长素的分解,从而促进茎秆伸长;低浓度生长素促进细胞伸长,高浓度生长素条件下,细胞纵向生长受到抑制可能原因是高浓度生长素促进乙烯产生,而乙烯抑制细胞的伸长生长,故a和c表示促进作用,b和d表示抑制作用,A项正确。赤霉素能够促进生长素的产生,抑制生长素的分解,从而促进细胞纵向伸长,引起植株增高,B项正确。细胞纵向伸长是由生长素、赤霉素、乙烯等多种激素相互作用形成的调控网络调控的,C项正确。低浓度生长素促进细胞伸长,乙烯抑制细胞的伸长生长,D项错误。
视角2 植物生长发育是多种激素共同调节的结果
2.每年的7~9月为某品种苹果的成熟期。研究人员在此期间,每隔10 d采摘果实测定其中几种激素的含量,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.苹果果实体积增大与赤霉素、细胞分裂素均能促进细胞的分裂和伸长有关
B.脱落酸和生长素含量增加有助于果实的成熟,这可能也与乙烯增加有关
C.成熟期果实体积增大减缓与果实内细胞分裂素含量下降有关
D.本实验结果可以说明苹果果实的成熟是多种激素共同调节的结果
A
解析 苹果果实体积增大与赤霉素促进细胞伸长和细胞分裂素促进细胞分裂有关,A项错误;乙烯具有催熟作用,故脱落酸和生长素含量增加有助于果实的成熟,这可能也与乙烯增加有关,B项正确;细胞分裂素促进细胞数目的增多,生长素和赤霉素促进细胞体积的增大,乙烯促进果实成熟,由图可知,成熟期果实体积增大减缓与果实内细胞分裂素含量下降有关,C项正确;植物的生长需要多种激素共同调节,本实验结果可以说明苹果果实的成熟是多种激素共同调节的结果,D项正确。(共2张PPT)
第五章 本章知识网络
生长素的发现过程
生长素的合成、运输与分布
植物生长素
细胞水平
促进细胞伸长、诱导细胞分化
生长素的生理作用
器官水平
影响器官的生长、发育
作用特点
低浓度促进、高浓度抑制
植物生命活动的调节
生长素
促进
细胞分裂
促进
种类、
细胞分裂素
作用
协
促
果实发育
抑
其他植物激素
细胞伸长
抑制
赤霉素
促进
果实成熟
作用效果相反
乙烯
促进
器官脱落
促进
脱落酸
植物生长调节剂的类型和作用
植物生长调节剂的应用
探索植物生长调节剂的应用
环境因素参与调节植物的生命活动
光、温度、重力(共35张PPT)
第五章
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
课 程 标 准
1.说明光对植物生长发育的调节作用。
2.简述温度、重力等对植物生命活动的调节,阐明环境因素的调节与植物的适应性之间的关系。
3.举例说明植物生命活动的调节具有复杂性和整体性。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
基础落实 必备知识全过关
知识点一 光对植物生长发育的调节
1.光对植物生长发育的调节
(1)光的调控作用:光作为一种 ,影响、调控植物的 。
信号
生长、发育
(2)光的信号传导
①光敏色素:植物接收光信号的分子之一。
蛋白质
②调控机制
2.光对植物颜色的影响
(1)机理: 的形成需要光。种子在黑暗中萌发,长成的幼苗叶片中缺乏叶绿素,表现为“黄化苗”。
(2)应用:韭黄、蒜黄的培育。
3.光对植物形态的影响
(1)植物的向光性
①机理:单侧光照使向光侧的生长素向背光侧转移,导致背光侧生长较快,从而使植物向光生长。
②意义:使植物得到尽可能多的 。
(2)豆芽的形态变化: 中的幼苗下胚轴较长,使幼苗尽快出土;一旦见光,子叶展开,上胚轴快速生长,长成豆苗,以接受光照。
叶绿素
光照
黑暗
4.光对植物开花的影响
(1)长日照植物
①概念:只有当日照长度 临界日长(14~17 h),或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽,只停留在营养生长阶段。
②实例:冬小麦、大麦、油菜、萝卜等,纬度超过60°的地区,多数植物是长日照植物。
(2)短日照植物
①概念:只有当日照长度 其临界日长(少于12 h,但不少于8 h)时才能开花的植物。在一定范围内,暗期越长,开花越早,如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。
②实例:许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物大多属于短日照植物,如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。
超过
短于
旁栏边角 想一想
(1)有些植物根据昼夜长短“决定”是否开花,是哪种环境因素在起作用 这与植物激素的分泌有关系吗
(2)植物主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用的原因是什么
提示 是光照时长(黑暗时长)在起作用;与植物激素的分泌有关。
提示 植物体内的光敏色素主要吸收红光和远红光,植物体内还有感受蓝光的受体,因此环境中的红光和蓝紫光对植物的生长发育非常关键。
结论语句 辨一辨
(1)有些植物种子的萌发受光的抑制。( )
(2)对于植物而言,光仅提供能量,不能调节植物生长发育。( )
(3)植株生长、开花接受光的调控,都体现了植物对环境的适应。( )
(4)缺乏光信号,植物就会出现幼苗黄化等现象。( )
(5)可以通过控制光照时间长短来控制花期。( )
(6)日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控。( )
√
×
√
√
√
√
知识点二 参与调节植物生命活动的其他环境因素
1.温度
(1)树木的 表现出季节周期性变化
①春夏季细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带。
②秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带。
年轮
【名师点拨】
年轮的形成,是树木对一年中不同时期环境温度反应的结果。
(2)春化作用
①概念:经一定时间的低温诱导促进植物开花的作用。
②举例:有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花,例如冬小麦、冬大麦、芹菜、胡萝卜、白菜等,如果不经过一定时间的低温,它们就会一直保持营养生长状态或很晚才能开花。
【名师点拨】
春化作用可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
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。
(3)植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行
温度影响酶的活性
①温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物的生长发育。
②植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
2.重力
重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。植物 、
生长就是在重力的调节下形成的。
根向地
茎背地
植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
在重力作用下,生长素由远地侧向近地侧运输,即A→a、B→b,这样a、b处的生长素浓度分别比A、B处的高。
(1)由于根对生长素比较敏感,a处过高浓度的生长素对根的生长起抑制作用,而A处的生长素浓度有利于根的生长,这充分体现了生长素的作用特点。
低浓度促进,高浓度抑制
(2)由于茎对生长素相对不敏感,b处的生长素浓度比B处的高,b处较高浓度的生长素对茎生长的促进作用更强,茎近地侧比远地侧生长快。
【名师点拨】
根向地生长有利于根吸收水分和无机盐,茎的背地生长有利于植物伸展枝叶,接受光照。
(3)淀粉—平衡石假说
①假说内容: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。
②作用机理
根尖水平放置
3.植物生长发育的整体调控 基因+激素+环境共同调节
植物生长发育的调控,是由 调控、 调节和
调节共同完成的。植物细胞里储存着 ,但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。激素作为信息分子,会影响细胞的 ,从而起到 的作用,激素的 是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
基因表达
激素
环境因素
全套基因
基因表达
调节
产生和分布
结论语句 辨一辨
(1)除了光,温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。( )
(2)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”。( )
(3)植物的根靠根冠中的细胞感受重力,从而引起根的向地生长。( )
(4)温度只影响细胞代谢,不参与植物生长发育的调节。( )
(5)激素的产生和分布只受基因表达调控,不受环境影响。( )
(6)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。( )
√
√
√
×
×
×
重难探究 能力素养全提升
主题一 光对植物生长发育的调节
【情境探究】
1.光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),受到光照时结构会发生变化。这一变化的实质可能是什么
2.“待到秋来九月八,我花开后百花杀”,菊花为短日照植物,在“五一”节时需要摆放菊花花坛,欲使菊花在“五一”节时开花,应对其进行怎样的处理
提示 蛋白质的空间结构发生变化。
提示 提前对其进行短日照处理。
【方法突破】
辨析光合色素和光敏色素
【视角应用】
1. 下列有关植物生长发育与光照的关系的说法,错误的是( )
A.叶绿体内的色素吸收并转化光能也是动物赖以生存的基础
B.叶绿素可感知光信号,调节光合作用
C.光信号照射光敏色素使其结构发生变化是光调节的关键一步
D.光信号会影响植物的有关基因表达
B
解析 叶绿体内的色素吸收并转化光能储存在有机物中,是生物界的物质和能量基础,动物的生存也依赖光合作用合成的有机物,A项正确;叶绿素可以吸收转化光能,但却不是接收调节信号的受体,B项错误;细胞内光信号的重要受体是光敏色素,是实现光调节的重要蛋白质,光信号照射光敏色素使其结构发生变化是光调节的关键一步,C项正确;光信号的信息经细胞内转换后,最终传递到细胞核影响基因的表达,D项正确。
2.下图为植物开花所需的光照条件示意图,下列表述错误的是( )
A.植物可以感知光信号并据此调整生长发育
B.长夜闪光对于植物能否开花并无明显影响
C.短日照植物一般在日照时间短于一定数值时开花
D.通过人为控制光照时间可以有效调控植物的花期
B
解析 由图中信息可知,光照时间(物理信息)会影响植物是否开花,植物可以感知光信号并据此调整生长发育,A项正确;由图中信息可知,短日/长夜时短日照植物开花,短日/长夜闪光时短日照植物不开花,长夜闪光对于植物能否开花有影响,B项错误;短日照植物一般在日照时间短于一定数值时开花,C项正确;植株是否开花受其内部特征(长/短日照植物)和外部环境(光照时长)共同决定,可通过人为控制光照时间有效调控植物的花期,D项正确。
主题二 其他环境因素对植物生长发育的调节
【情境探究】
1.春化作用过程中,感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加,说明低温通过什么机制影响植物的开花
2.自然条件下,冬小麦是在上一年秋季萌发,以营养体(长出根、茎、叶的植物体)过冬,第二年夏初开花和结实。秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加,这说明了什么
提示 通过影响基因的转录和翻译影响基因的表达。
提示 未经过低温处理的冬小麦,如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花。
3.种子萌发后,根向地生长、茎背地生长。如果将幼苗横过来,茎会弯曲向上生长,根则弯曲向下生长。
(1)茎和根的生长主要是受哪种因素调节的
(2)如果将该幼苗横放在太空中的“天宫空间站”内,它的根、茎可能会怎样生长
提示 重力。
提示 横向生长。
【方法突破】
植物生长发育的调控
【视角应用】
视角1 温度参与调节植物生命活动
1.有些植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖生长阶段的现象,称为春化作用,例如对于两年生植物胡萝卜,需要一定天数的低温处理才能开花,否则不能抽薹开花。若对这些未经春化作用的植物施用赤霉素GA,其不经低温过程也能诱导开花且效果显著。下列叙述错误的是( )
A.上述实例说明春化作用可能诱导了赤霉素的产生
B.赤霉素诱导植物的生长或开花与相关基因表达无关
C.植物的生长发育受植物激素与环境因素共同调节
D.植物在营养生长阶段也可能会合成脱落酸
B
解析 题述实例说明赤霉素能产生与春化相同的效果,说明春化作用可能诱导了赤霉素的产生,A项正确;赤霉素调节作用与基因表达密切相关,B项错误;植物生长受激素与环境因素共同调节,C项正确;植物在营养生长阶段也会出现叶片凋零,此时叶柄也会合成脱落酸,D项正确。
【题后归纳】植物生长发育的调控
植物的生长发育过程是基因适时选择性表达的结果。激素调节只是植物生命活动调节的一部分。光照、温度等环境因素的变化,会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化,影响基因的表达。
视角2 重力参与调节植物生命活动
2. 下图是解释玉米根向重力生长原因的模型。平衡石是根冠细胞特有的结构。在垂直放置的根中,平衡石停留在根冠细胞的基部,导致经由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1)。在水平放置的根中,平衡石停留在根冠细胞的近地侧,导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。根据该模型,下列分析正确的是( )
A.IAA在根部只能从伸长区向根冠运输
B.在水平放置的根中,近地侧伸长慢的原因是IAA浓度低于远地侧
C.若把去除根冠的玉米根水平放置,仍能观察到根向地弯曲生长
D.玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关
答案 D
解析 由图可知,IAA在根部既能从伸长区向根冠运输,也能从根冠向伸长区运输,A项错误;在水平放置的根中,近地侧伸长慢的原因是IAA浓度高于远地侧,根对生长素比较敏感,近地侧生长素浓度高,生长受到抑制,远地侧生长素浓度低,生长较快,B项错误;若把去除根冠的玉米根水平放置,失去了平衡石的作用,根水平生长,C项错误;由题意可知,玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关,D项正确。
【题后归纳】植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。(共61张PPT)
第五章
第1节 植物生长素
课 程 标 准
1.分析植物生长素的发现过程,阐明其中蕴含的科学本质特点。
2.概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用,尝试阐释植物生长素的极性运输和非极性运输。
3.构建模型分析植物向光性产生的原因和生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长的作用特点。
基础落实 必备知识全过关
重难探究 能力素养全提升
目录索引
基础落实 必备知识全过关
知识点一 生长素的发现过程
1.植物生长素的发现过程
向光
不生长也不弯曲
影响
直立
向光
尖端
向光
影响
对侧
分布不均匀
无感光作用
对侧
化学物质
生长素
【名师点拨】
(1)向光性:在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。
(2)胚芽鞘作为实验材料的优点:胚芽鞘可以进行光合作用,能观察到它的向光性;胚芽鞘形态简单,只有尖端和尖端下部,便于利用排除法研究其向光性的原因。
2.生长素
1934年,科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质—— 。1946年,科学家从高等植物中分离出生长素。
吲哚乙酸
【知识拓展】
吲哚乙酸是有机小分子。从图看出,吲哚乙酸的元素组成包括C、H、O、N。
吲哚乙酸化学结构式
3.植物向光性的解释
单侧光照射
背光
向光
两侧的生长不均匀
4.植物激素
产生部位
作用部位
生长发育
有机物
旁栏边角 想一想
植物激素与动物激素都称作“激素”,两者有什么相同点和不同点
提示 相同点:二者都是微量高效的物质,都能从产生部位运输到作用部位并发挥作用。
不同点:动物激素是由内分泌腺或内分泌细胞合成的,植物体内没有分泌激素的腺体,只是由一定的部位合成,如芽、嫩叶等;二者的化学本质也有较大区别。
结论语句辨一辨
(1)生长素的产生不需要光,其有光无光均能产生。( )
(2)胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧光刺激的部位都是胚芽鞘的尖端。
( )
(3)达尔文通过实验推测胚芽鞘尖端在单侧光照下能产生某种影响传递到尖端下方,温特通过实验证明了这种影响是一种化学物质。( )
(4)胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射无关。( )
(5)生长素的化学本质是蛋白质。( )
(6)植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。( )
√
√
√
×
×
√
知识点二 生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成、运输和分布
色氨酸
芽
种子
胚芽鞘
形态学上端
形态
主动运输
输导组织
生长旺盛
学下端
【名师点拨】
形态学上端与形态学下端的判断
2.生长素的含量特点
(1)产生部位 积累部位,如生长素浓度顶芽 侧芽,分生区
伸长区。
(2)生长旺盛部位 衰老部位,如幼根 老根。
3.植物向光弯曲生长
(1)原因
①内因:生长素的分布 。
②外因: 照射。
小于
小于
小于
大于
大于
不均匀
单侧光
(2)过程图解
旁栏边角 想一想
分析下列图中生长素横向运输的方向,思考影响横向运输的因素有哪些。
提示 甲①→②
乙③→④ ⑤→⑥ 丙⑦→⑧
影响因素:单侧光、重力和旋转等因素。
结论语句 辨一辨
(1)植物幼叶中的色氨酸可转变成生长素。( )
(2)胚芽鞘中生长素极性运输的方向是单向的,只能从形态学上端向形态学下端运输。( )
(3)成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。( )
(4)横向运输发生在尖端,发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”。( )
(6)幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。( )
√
√
√
×
√
×
知识点三 生长素的生理作用
1.生长素的作用方式、表现和实质
(1)作用表现
①在细胞水平:促进 、诱导 等作用。
②在器官水平:影响器官的生长、发育,如促进 发生,
影响 等。
(2)作用方式:不催化细胞代谢,不为细胞提供能量,而是给 ,
起着调节细胞生命活动的作用。
(3)作用本质:生长素与细胞内某种蛋白质—— 特异结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导 ,从而产生效应。
细胞伸长生长
细胞分化
侧根和不定根
花、叶和果实发育
细胞传达信息
生长素受体
特定基因的表达
2.生长素生理作用特点
(1)同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析
根最敏感
(2)不同植物对生长素敏感程度曲线分析
(3)影响因素
①浓度:一般情况下,在 时促进生长,在浓度过高时
生长。
②器官种类:不同器官对生长素的敏感程度不同。根、芽、茎的敏感程度从高到低依次为: 。
③细胞成熟程度:一般来说, 敏感, 比较迟钝。
浓度较低
抑制
根>芽>茎
幼嫩的细胞
衰老细胞
【名师点拨】
(1)某浓度的生长素起促进还是抑制作用,是与浓度为“0”时的效果相比的。
(2)抑制生长≠不生长,凡生长状况差于对照组的,认为生长受到抑制;生长状况好于对照组的,认为生长受到促进。抑制生长并非不生长,只是生长速度慢于对照组。
(3)由于生长素具有较低浓度促进生长、过高浓度抑制生长的作用特点,因此存在两种不同浓度的生长素促进效果相同的现象,最适浓度则在这两种浓度之间。
3.顶端优势
(1)概念:顶芽优先生长,侧芽受到抑制的现象。
(2)形成原因
(3)解除方法: 。
顶芽
促进
侧芽
抑制
摘除顶芽
高浓度抑制
旁栏边角 想一想
(1)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。”
尿液提供了 ,促进生根。
尿液中的该物质积累,以达到 浓度。
(2)为了避免路边的行道树长得太高,园艺工人可以采取什么措施解除顶端优势现象
生长素
适宜
提示 可以去掉行道树的顶芽,抑制顶芽的发育,促进侧芽的发育。
结论语句 辨一辨
(1)幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。( )
(2)当植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势,其主要原因是侧芽附近的生长素浓度过高,其生长受抑制。( )
(3)顶端优势现象、根的向地生长、茎的背地生长都说明了过高浓度生长素具有抑制生长的作用。( )
(4)生长素的作用效果受植物的种类、器官种类和生长素浓度等因素影响。
( )
(5)自然生长的雪松树冠呈塔形与激素的作用有关。( )
(6)生长素可以与受体特异性结合,促进细胞伸长生长和分裂、分化。
( )
×
√
×
√
√
√
重难探究 能力素养全提升
主题一 生长素的发现及相关实验探究
【情境探究】
1.达尔文实验是否解释出植物产生向光弯曲生长的原因
提示 没有。达尔文只是指出胚芽鞘尖端受单侧光刺激,能向伸长区传递某种“影响”,使背光面比向光面生长快,进而出现向光性弯曲生长。
直立生长
2. 不同处理方法下植物向性运动的结果图解分析(箭头表示单侧光)。
向光生长
直立生长
向光(小孔)生长
向右侧弯曲生长
直立生长
向光生长
向光生长
直立生长
向左侧弯曲生长
a=b+c,b>c
向中央弯曲生长
直立生长
向开孔处弯曲生长
A3>A2>A1=a1>a2>a3
⑥>④>②=①>③>⑤
【方法突破】
1.生长素的发现过程中,针对胚芽鞘系列实验的重要结论
(1)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。
(2)生长素发挥作用的部位——胚芽鞘尖端下面一段。
(3)感光部位——胚芽鞘尖端。
(4)生长素的产生是否需要光——不需要。
2.“两看法”判断植物“长不长、弯不弯”
【视角应用】
视角1 植物生长素的发现过程的实验分析
1.在生长素的发现过程中,很多科学家进行了实验来探索生长素的成分和作用。下列有关叙述正确的是( )
A.达尔文的实验证明了有某种化学物质从苗尖端传递到了下面
B.鲍森·詹森的实验选择琼脂的原因是化学物质能透过琼脂
C.温特的实验必须在单侧光下进行,否则不能得出支持达尔文假说的结论
D.拜尔的实验证明,胚芽鞘的弯曲生长是因为生长素分布不均造成的
B
解析 达尔文的实验证明了有某种“影响”从苗尖端传递到了下面,A项错误;鲍森·詹森的实验选择琼脂的原因是化学物质能够透过琼脂,从而得出相应的结论,B项正确;温特的实验不需要在单侧光下进行,C项错误;拜尔的实验证明,胚芽鞘的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,D项错误。
视角2 胚芽鞘向性运动的分析
2.如图所示的四组图表示了生长素发现的科学历程,下列有关实验结论的叙述错误的是( )
图1
图2
图3
图4
A.图1说明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端,尖端下部背光面比向光面生长快
B.图2说明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
C.图3说明弯曲生长是尖端下部生成的物质分布不均匀造成的
D.图4说明造成胚芽鞘弯曲生长的是一种物质,温特把它命名为生长素
答案 C
解析 达尔文实验(图1)说明胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,向尖端下部传递某种“影响”,造成尖端下部背光面比向光面生长快,A项正确;鲍森·詹森实验(图2)说明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部,B项正确;拜尔实验(图3)说明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的,C项错误;温特实验(图4)说明造成胚芽鞘弯曲的是一种化学物质,并把这种物质命名为生长素,D项正确。
主题二 生长素的合成、运输与分布
【情境探究】
下面是探究生长素的纵向运输方式的实验。
a组
b组
(1)由实验你能得出什么结论
(2)若b组形态学上端在上,把含生长素的琼脂块放在下面,可以吗 说明理由。
提示 a、b两组对比证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。
提示 不可以。不能排除重力作用。
【方法突破】
1.生长素的极性运输和非极性运输
(1)极性运输是将物质从植物的形态学上端运输到形态学下端,如根尖产生的生长素向上运输,而茎尖产生的生长素向下运输。这是一种主动运输过程,需要载体蛋白的协助,消耗能量,不受任何外力影响。
(2)非极性运输是与植物形态学方向无明显关系的运输方式,已通过实验得到证实,即在叶片表面施加外源性的生长素,在根的基部能检测到外源生长素;在根部施加外源性的生长素,在叶上能检测到外源生长素。
2.生长素的横向运输
(1)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)时会发生生长素的横向运输。
①受光照影响:单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素由向光侧运到背光侧,引起植物向光生长。
②受力影响
a.重力使生长素在幼根中从远地侧运到近地侧,幼茎中生长素也从远地侧运到近地侧,可引起植物根的向地性和茎的背地性。
b.离心力使胚芽鞘尖端中的生长素由中心向外运输。
(2)尖端处于均匀光照或黑暗条件时不发生生长素的横向运输。
(3)失重状态下由于没有重力的作用,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。
(4)琼脂等不能感光,不会影响生长素的横向运输和传递,而云母片、玻璃等则会阻断生长素的横向运输。
3.植物向光性产生的原因分析
A.胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端
B.该实验的目的是验证生长素促进胚芽鞘生长
C.生长素在胚芽鞘中的运输受重力因素影响
D.用14C标记生长素是为了加快生长素的运输速度
【视角应用】
视角1 植物生长素的极性运输
1.将含有14C标记的生长素的琼脂小块(供体)放在燕麦胚芽鞘中段的一端,另一块不含生长素的琼脂小块(受体)放在另一端,如下图所示。一段时间后检测受体中的放射性分布,在受体甲、丁中能检测到放射性,乙、丙中则不能。下列叙述正确的是( )
A
解析 根据题意,在受体甲、丁中能检测到放射性,乙、丙中则不能,说明胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端,A项正确;该实验的目的是验证生长素的运输方向,B项错误;在受体丁中能检测到放射性,而受体乙中不能,说明生长素在胚芽鞘中极性运输不受重力影响,C项错误;用14C标记生长素是为了检测生长素的运输情况,D项错误。
视角2 植物生长素的横向运输
2.(2021浙江杭州高二期中)为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧转运,导致背光侧生长素含量增加,促进生长作用增强,还是因为向光侧的生长素被分解,有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上,并进行不同处理,一段时间后,测定琼脂块中的生长素含量, 并分别用 a~f 表示)。下列有关叙述正确的是
( )
A.若b>a、c>d,说明在单侧光下,向光侧的生长素被分解了
B.若a>c+d=e+f,说明在单侧光下,生长素由向光侧向背光侧转运
C.若 cD.若背光侧生长素较向光侧多,则会使向光侧细胞伸长较背光侧快
C
解析 若a>b、cc+d=e+f,则说明在单侧光照射下,向光侧生长素被分解了,B项错误;因为生长素不能透过云母片运输,若 c主题三 生长素的生理作用
【情境探究】
生长素浓度与生长状况的曲线分析。
(1)A点——____________________________。
(2)AC段(不含A、C点)——随生长素浓度升高,
对生长的_________________。
(3)C点——促进生长的__________,促进效果最好。
(4)CE段(不含C、E点)——随生长素浓度升高,对生长的________________________。
既不促进生长也不抑制生长
促进作用逐渐增强
最适浓度
促进作用逐渐减弱
(5)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”(不包括A点生长素浓度);超过此值时,将由“__________”转向“__________”,从而进入抑制生长的“高浓度”。
(6)B、D两点——生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。
(7)EF段(不含E点)——随生长素浓度升高,对植物生长的________________________。
促进
抑制
抑制作用逐渐增强
【方法突破】
1.不同植物器官对生长素的敏感程度
同一浓度的生长素作用于不同器官引起的生理功能不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感程度不同,曲线体现了根、茎、芽的敏感性大小为根>芽>茎。
2.向光性和顶端优势
(1)向光性
(2)顶端优势
3.根的向地性和茎的背地性
【视角应用】
视角1 单曲线分析
1.下图表示植物生长素对植物生长的作用效果,下列说法错误的是( )
A.产生顶端优势的植株侧芽生长素浓度大于c
B.用A、B点对应浓度的生长素处理相同顶芽,则作用效果基本相同
C.在利用生长素的作用原理来培育无子番茄时,所用生长素浓度应低于c
D.若胚芽鞘向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度可能大于M
D
解析 顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽部位,使侧芽部位的生长素浓度过高而抑制生长,从而表现为顶端优势,所以,产生顶端优势的植物侧芽生长素浓度大于c,起抑制作用,A项正确;由于A、B点在图示中促进作用相同,所以用A、B点所对应浓度的生长素处理相同顶芽则效果基本相同,B项正确;低浓度的生长素可促进子房发育为果实,故在利用生长素作用原理来培育无子番茄时,所用生长素浓度应低于c,C项正确;向光性实验中胚芽鞘背光侧的生长素浓度大于向光侧,且背光侧生长速度大于向光侧,所以若胚芽鞘向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度应大于m、同时小于M,以保证背光侧的生长效应强于向光侧,D项错误。
甲
乙
视角2 多曲线综合分析
2.[2023长春高二期末]图甲表示燕麦幼苗生长素浓度与生长素作用效果的关系;图乙表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长情况;图丙表示燕麦胚芽鞘。有关叙述不正确的是( )
丙
A.甲、乙两图都说明了植物生长素较低浓度促进生长、过高浓度抑制生长的特性
B.图乙中a、b两点的生长素浓度均小于10-8mol/L
C.用两种不同浓度的生长素处理插条,都能生出相同数量的根,则最适浓度在这两种浓度之间
D.图丙的A段产生的生长素能向B段极性运输
答案 B
解析 图甲中显示生长素在较低浓度时促进生长、过高浓度时抑制生长;图乙中,b侧生长素含量低于a侧,b侧表现为促进生长,a侧表现为抑制生长。甲、乙两图均说明生长素在较低浓度时促进生长、过高浓度时抑制生长的特性,A项正确。根据上述分析和图甲可知,a侧生长素浓度大于10-8 mol/L,b侧生长素浓度小于10-8 mol/L,B项错误。用两种不同浓度的生长素处理插条,都能生出相同数量的根,说明促进作用相同。根据图甲可知,最适浓度在这两种浓度之间,C项正确。图丙的A段为胚芽鞘尖端,产生的生长素可通过极性运输向B段运输,D项正确。
视角3 应用实践
3.[2023天津高二期末]如图为某种植物的根和茎对不同浓度生长素的反应,下列相关叙述错误的是( )
A.植物生长的顶端优势现象可以通过去除顶芽而解除
B.B点对应的生长素浓度对根、茎表现出的效应是促进生长
C.图示可体现两种不同浓度的生长素可能具有相同的生理效应
D.若甲为双子叶植物,则可用C点对应的生长素浓度杀死小麦田中的甲
B
解析 植物生长的顶端优势现象可以通过去除顶芽,使侧芽生长素浓度降低而解除,A项正确;图中甲曲线代表根,乙曲线代表茎,因此B点对应的生长素浓度对根表现出的效应是既不促进也不抑制,对茎表现出的效应是促进生长,B项错误;图示可体现两种不同浓度的生长素可能具有相同的生理效应,如B点和D点对应的生长素浓度不同,但对茎具有相同的生理效应,C项正确;双子叶植物对生长素更敏感,小麦是单子叶植物对生长素较不敏感,所以若甲为双子叶植物,则可用C点对应的生长素浓度杀死小麦田中的甲,D项正确。
