【生物】2019届一轮复习人教版8-1植物的激素调节学案
第八单元 生命活动的调节
考纲参照
1.植物生长素的发现和作用(Ⅱ)
2.其他植物激素(Ⅱ)
3.植物激素的应用(Ⅱ)
4.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用(Ⅰ)
5.人体神经调节的结构基础和调节过程(Ⅱ)
6.神经冲动的产生、传导和传递(Ⅱ)
7.人脑的高级功能(Ⅰ)
8.脊椎动物激素的调节(Ⅱ)
9.脊椎动物激素在生产上的应用(Ⅰ)
10.稳态的生理意义(Ⅱ)
11.神经、体液调节在维持稳态中的作用(Ⅱ)
12.体温调节、水盐调节和血糖调节(Ⅱ)
13.人体免疫系统在维持稳态中的作用(Ⅱ)
14.艾滋病的流行和预防(Ⅱ)
15.模拟尿糖的检测(Ⅰ)
考情回顾
本单元在高考中处于重要地位, 也是高考反映课程的命题点。高考中对动植物激素调节的考查多以各种激素生理作用为基础,考查考生对基础知识的掌握情况,常以选择题和实验设计题的形式出现。其中植物的激素调节基本上三年考一回,对神经调节的考查,以兴奋在神经纤维上的传导和突触间的传递为基础,考查考生对知识的理解,多以实验分析题、图表分析题的形式出现。对血糖的调节、水盐平衡的调节、体温调节的考查一般结合神经—体液—免疫调节在维持稳态中的作用,同时联系神经—体液调节的相关知识进行综合考查,命题形式多样化既有选择题,也有非选择题,还有实验分析及设计题、曲线分析题、新情境试题等
课时安排
植物的激素调节(1课时);动物生命活动调节(4课时)
课时1 植物的激素调节
见《自学听讲》P162
生长素的发现过程
1.达尔文的实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论:① 在单侧光照射下,尖端产生的某种影响传递到下部② 时,造成③ 比④ 生长快。
2.詹森的实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论:胚芽鞘尖端产生的影响可以透过⑤ 传递给下部。
3.拜尔的实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论:胚芽鞘的弯曲生长,是尖端产生的影响在其下部⑥ 造成的。
4.温特的实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论:尖端产生的“某种影响”是一种⑦ ,他将该化学物质命名为⑧ 。
生长素的产生、运输和分布
1.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⑨ 。
(2)运输:生长素的运输包括横向运输、极性运输和非极性运输。下图甲中的a表示的是 ,b表示的是 ,c表示的是非极性运输;乙图中A→A'和B→B'的运输方式是 ,A→C、A'→C'、B→D、B'→D'的运输方式是 。
(3)分布部位:植物体各器官中都有,但相对集中地分布在 的部分,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
2.影响生长素分布的因素
(1)外因:
①单侧光照射影响生长素的运输,产生植物 性。
②地心引力影响生长素的运输,产生根的 性。
(2)内因:
根、茎本身遗传特性,即根对生长素的敏感性 ,茎对生长素的敏感性 。
3.分析植物产生向光性的原因
总结
①胚芽鞘 ②伸长区 ③背光侧 ④向光侧 ⑤琼脂片
⑥分布不均匀 ⑦化学物质 ⑧生长素 ⑨发育中的种子 ⑩横向运输 极性运输 横向运输 极性运输 生长旺盛 向光 向地 强 弱 生长素 单侧光 不均匀 多 少 快于
1.放在窗台上久不移动的盆栽植物,生长方向有什么特点?可能是哪种环境刺激引发了该盆栽植物生长方向的改变?
提示 弯向窗外生长。是较长时间的单侧光刺激引起该植株弯向窗外光源生长。
2.对于同一植物不同器官,生长素促进作用的最适宜浓度是否相同?为什么?
提示 不同,因为同一种植物的不同器官对生长素浓度的反应不一样。
3.对于同一植物同一器官来说,生长素的作用与浓度有何关系?
提示 不同的生长素浓度, 对于同一植物同一器官所起的作用不同。 在一定浓度范围内促进生长且随生长素浓度的增加,促进作用先增强,后减弱,超过这一范围则抑制生长甚至杀死植物。
1.以植物向光性为背景的考题是考查考生分析能力和综合应用能力的良好素材,高考对植物向光性的考查侧重以自然或实验状态下的植物向性运动现象为背景。
例1 将一玉米幼苗固定在支架上,支架固定在温度、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内,从如图所示状态开始,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,茎向上弯曲
B.根水平生长,茎向下弯曲
C.根向下弯曲,茎向上弯曲
D.根向下弯曲,茎向下弯曲
解析 从题干信息可知,玉米幼苗固定在支架上,支架固定在暗室内,三者合为一体,而光源随它们同步缓慢匀速旋转。因缓慢匀速旋转各方向受重力影响相同,所以植物的茎和根的生长素分布不受重力的影响。结合图形可知,单侧光只照射茎,所以根部生长素的分布也不受单侧光影响,即均匀分布,因此,根自然水平生长;茎受到单侧光的刺激,因此茎弯曲生长的方向与光照方向一致,即茎向下弯曲生长。
答案 B
2.围绕生长素生理作用的两重性所设计的实验题、图像题是历年高考的重点。在复习时考生应通过实验设计思路的训练,提高图文转化能力、图表分析能力。
例2 (2016年南昌模拟)下图甲表示不同浓度生长素对某植物生长的影响,图乙表示将盆栽植物横放后植物的生长状况。下列分析错误的是( )。
A.图甲曲线表明生长素的生理作用具有两重性,P点为最适浓度
B.图乙中茎的背地性与胚芽鞘的向光性中生长素的作用机理相似
C.图乙中根的向地生长体现了生长素具有两重性
D.用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条,生根数量一定不同
解析 生长素的生理作用具有两重性,不同浓度的生长素的促进效果可能相同,P点时生长素浓度促进效果最明显,所以为最适浓度。图乙中茎的背地性与胚芽鞘的向光性中生长素的作用机理相似。根向地生长的原因是高浓度生长素抑制生长,低浓度生长素促进远地侧根的生长,体现了生长素作用的两重性。
答案 D
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.生长素的极性运输仅发生在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,而在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
3.生长素的生理作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长甚至杀死植物。
4.赤霉素可促进细胞伸长,促进种子萌发和果实发育;细胞分裂素可促进细胞分裂;脱落酸可抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;乙烯则可促进果实成熟。
5.生长素主要分布在生长旺盛的部位,主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
6.生长素所发挥的作用,因生长素浓度、植物细胞成熟情况和器官种类的不同而存在较大差异。
7.人工合成的植物激素类似物称为植物生长调节剂,它们不属于植物激素。
1.(2016年全国丙高考)为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组,实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下,在黑暗中放置一段时间后,对照组胚芽鞘无弯曲生长,实验组胚芽鞘发生弯曲生长,如图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是( )。
A.胚芽鞘b侧的IAA含量与b'侧的相等
B.胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量不同
C.胚芽鞘b'侧细胞能运输IAA而c'侧细胞不能
D.琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量
解析 根据题意可知,琼脂块a中不含生长素,所以胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧均不含生长素,故B项错误;琼脂块a'中含有生长素,所以胚芽鞘b'侧含IAA,A项错误;胚芽鞘细胞均能运输IAA,C项错误。
答案 D
2.(2016年四川高考)有人从真菌中提取到甲、乙和丙三种生长素类似物,分别测试三种类似物的不同浓度对莴苣幼根生长的影响,结果如下图。以下说法不正确的是( )。
A.甲、乙和丙对莴苣幼根生长的影响均具有两重性
B.在0~20 ppm范围内,甲对莴苣幼根的促进作用大于丙
C.乙的浓度大于20 ppm后,对莴苣幼根生长起抑制作用
D.据图推测,用30 ppm的甲处理莴苣幼芽可抑制其生长
解析 三种类似物的不同浓度对莴苣幼根生长的影响,均体现了低浓度促进生长,高浓度抑制生长,即两重性, A项正确;分析曲线图可知:在0~20 ppm范围内,甲对莴苣幼根的促进作用大于丙,B项正确;与对照组相比,乙的浓度大于20 ppm后,对莴苣幼根生长起抑制作用,C项正确;不同的植物器官对同一浓度的生长素类似物的敏感度不同,作用的效果也不同,用30 ppm的甲处理莴苣幼芽不一定抑制其生长,D项错误。
答案 D
3.(2016年浙江高考)某研究小组进行了外施赤霉素和脱落酸对贮藏期马铃薯块茎发芽影响的实验,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )。
A.为使马铃薯块茎提早发芽,可以外施脱落酸
B.为延长马铃薯块茎的贮藏时间,可以外施赤霉素
C.外施赤霉素后,马铃薯块茎从开始发芽到最大发芽率所需的时间更短
D.对照组马铃薯块茎中赤霉素含量与脱落酸含量的比值,第5周时大于实验开始时
解析 据图可知脱落酸具有抑制马铃薯块茎发芽的作用,A项错误;延长马铃薯块茎的贮藏时间的同时需要抑制马铃薯的发芽,所以应外施脱落酸,B项错误;据图可知外施赤霉素组和不施激素组,马铃薯块茎从开始发芽到最大发芽率所需的时间相同,C项错误;第5周后对照组的发芽率升高,所以第5周后马铃薯块茎内赤霉素含量升高,脱落酸含量下降,D项正确。
答案 D
见《自学听讲》P165
1.在叶、芽、根、发育中的种子中提取生长素最理想的材料是什么?
提示 发育中的种子。
2.生长素的运输都是极性运输吗?
提示 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从植物形态学上端向下端运输而不能倒过来运输,即极性运输。在植物成熟的组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
3.农民在棉花栽培过程中,为什么需要摘心(打顶)?
提示 生长素的功能特性是低浓度促进生长,高浓度抑制生长。顶芽产生的生长素向下运输,大量积累在侧芽部位,生长素浓度过高,抑制侧芽生长。所以在棉花长到一定高度时,为促进侧芽生长成果枝,多结棉桃,提高产量,需要摘心(打顶),以降低侧芽部位生长素浓度,以利于生长。
4.成熟的香蕉不易搬运和储存,果农在香蕉尚绿时采收,果贩如何处理以促进香蕉适时成熟?
提示 用乙烯催熟,因为乙烯有促进果实成熟的作用。
生长素的发现过程
1.植物的向光性分析
(1)原因
①外因:单侧光照射。
②内因:生长素在尖端以下部分的分布不均匀。
(2)解释
单侧光照射胚芽鞘尖端→生长素向背光侧运输(横向运输),导致生长素含量②>①→生长素从②到③、从①到④→伸长区生长素含量③>④→生长不均匀(背光侧快) →向光弯曲生长
2.不同处理条件下植物生长弯曲情况分析
类别
图解条件
相关结果
遮盖类
①直立生长
②向光生长
暗箱类
①直立生长
②向光(小孔)生长
插入类
①向右侧生长
②直立生长
③向光生长
④向光生长
移植类
①直立生长
②向左侧生长
③④中IAA的含量:
a=b+c,b>c
(续表)
类别
图解条件
相关结果
旋转类
①直立生长
②向光生长
③向小孔生长
④茎向心生长,根离心生长
横置类
①②中IAA含量及作用:
①a=b,c=d,都促进水平生长
②a
衰老组织,如幼根>老根。
4.植物茎的背地性和根的向重力性分析
(1)原因分析:
(2)归纳总结
1.对生长素的运输及植物生长的正确理解
(1)极性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,不受重力的影响。
(2)横向运输只发生在产生部位受外界因素的影响时,如单侧光和重力、离心力等。尖端在均匀光照和黑暗下不发生横向运输。
(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。
2.生长素运输方式的验证方法
(1)验证生长素的横向运输发生在尖端。
①实验操作(如下图):
②实验现象:装置a中胚芽鞘直立生长;装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。
(2)验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输。
①实验操作(如下图):
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也不弯曲。
例3 科学家做过如图实验,把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学上端,把另一块不含生长素的琼脂块作为接受块放在下端(如图);另一实验是把一段燕麦胚芽鞘倒转过来,把形态学下端朝上,做同样实验。请分析,经过一段时间后,接受块甲和接受块乙的成分有何变化( )。
A.甲含有生长素,乙不含有
B.乙含有生长素,甲不含有
C.甲、乙都含有生长素
D.甲、乙都不含有生长素
解析 根据题意和图示分析可知:生长素进行极性运输,只能由形态学上端向形态学下端运输。第一组实验把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学上端,把另一块不含生长素的琼脂块作为接受块放在下端,则甲含有生长素;另一组实验是把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学下端,把另一块不含生长素的琼脂块作为接受块放在上端,则乙不含有生长素。
答案 A
例4 将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来,用不能透过生长素的薄玻璃片分割,放在琼脂切块上,实验处理如图1所示,收集到的生长素(IAA)的含量如图2所示。下列说法正确的是( )。
A.a与b对照说明薄玻璃片不影响生长素的横向运输
B.b与c对照说明琼脂切块影响生长素的运输
C.c与d对照说明单侧光照射促使生长素向背光侧转移
D.该实验说明了生长素的产生部位是胚芽鞘尖端
解析 该实验重点探讨了生长素的横向运输。a与b对照说明有无光照不影响生长素向下运输;b与c对照说明琼脂切块不影响生长素的运输;而c与d对照说明单侧光照射能促使生长素向背光侧转移。
答案 C
生长素的生理作用
1.生长素的作用方式及特点
(1)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。
(2)作用:既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。
(3)作用特点:具有两重性(低浓度促进,高浓度抑制)。
2.影响生长素作用的因素
(1)生长素的浓度:一般情况下,低浓度时促进生长,浓度过高时抑制生长,甚至会杀死细胞。
A点为较低浓度促进生长,B点促进作用最强,C点既不促进也不抑制,D点为较高浓度抑制生长。
(2)同一植物不同器官:根、芽、茎对生长素的反应敏感程度不同,根>芽>茎,如下图。
曲线在A、B、C三点代表最佳促进效果,A'、B'、C'点以上的部分体现了不同浓度生长素的促进效果,A'、B'、C'点分别表示生长素对根、芽、茎的生长既不促进,也不抑制。
(3)植物组织的成熟程度不同:幼嫩细胞敏感,衰老细胞则比较迟钝。
(4)植物种类:双子叶植物一般比单子叶植物敏感,如下图:
3.两重性的实例
(1)顶端优势
①图1中,顶芽产生的生长素向下运输,侧芽A、B、C的生长素浓度高,由于侧芽对生长素浓度比较敏感,生长发育受到抑制,而顶芽生长素浓度低,优先发育,从而表现出顶端优势。
②图2中,顶芽被去掉,侧芽的生长素浓度降低,抑制被解除,侧芽得以发育,顶端优势被打破。
③图3中,去掉顶芽后用含生长素的琼脂块代替,推测侧芽A、B、C的发育情况仍受到抑制,说明顶端优势确实是由于生长素分布不均匀造成的。
(2)根的向地性
当幼苗横放时,由于重力的作用,生长素在近地侧浓度较高,即:B>A,D>C。茎对生长素敏感性弱,A、B两侧都是促进作用,且B侧促进作用更强,使茎背地生长(没有体现出两重性);根对生长素敏感性高,D侧浓度高,抑制生长,因此生长速度C>D,使根向地生长,这体现了生长素生理作用的两重性。
生长素作用的两重性分析方法
1.生长素的作用具有两重性,即在一定浓度范围内促进植物器官生长,浓度过高则抑制植物器官生长。
2.生长素作用的两重性多涉及坐标曲线图形式的试题。一定要搞清促进作用或抑制作用时对应的生长素浓度。不要误把最适生长素浓度看成促进作用和抑制作用的“分水岭”。
3.常见的体现生长素作用两重性的实例
(1)植物的顶端优势:低浓度生长素对顶芽表现为促进作用,高浓度生长素对侧芽表现为抑制作用。
(2)除草剂:一定浓度的生长素类似物对双子叶杂草表现为抑制作用,而对单子叶作物表现为促进作用。
(3)根的向地性:近地侧高浓度的生长素表现为抑制作用,远地侧低浓度的生长素表现为促进作用。
例5 如下图实验,甲、乙、丙枝条切去顶芽,丁顶芽不切除。将切下的乙顶芽放回原位置,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
解析 解除顶端优势后,侧芽容易发育成枝条,最先发育为侧枝的是侧芽1。甲主枝不生长,乙、丁由于具有顶芽,在单侧光的照射下,生长素从向光侧向背光侧运输,都会向光生长,主枝直立生长的只有丙。丁中4号芽生长素浓度高,生长受抑制,5号芽生长素浓度低,优先生长。
答案 B
例6 下图中甲是一盆栽植株,乙表示该植株不同器官对不同浓度生长素的反应。请据图回答:
(1)乙图中 点的浓度可表示甲图②处的生长素浓度,欲使②萌发成侧枝,可采用的方法是 。
(2)将该植物置于左侧光照下,一段时间后,乙图中的 点的浓度可表示甲图④处的生长素浓度。
(3)当生长素浓度在10-8~10-6 mol/L区间时,对根、芽、茎生长的作用依次是 。
(4)若将植物横放一段时间后,⑥比⑤处生长得快,则⑤处的生长素浓度可能对应乙图的 点。
(5)已知除草剂能使杂草的茎死亡,从而导致杂草死亡,请问用除草剂除草时生长素浓度应处于乙图的 状态下。
解析 (1)甲图②处是侧芽,生长受抑制,生长素浓度高,对应F点;解除顶端优势的方法是摘除顶芽。 (2)将该植物置于左侧光照下,向左侧弯曲生长,右侧生长得快,左侧生长得慢,所以④处的生长素浓度是乙图中C点。(3)从图中可见,当生长素浓度在10-8~10-6 mol/L区间时,抑制根的生长、促进芽的生长、促进茎的生长。(4)若将植物横放一段时间后,⑥比⑤处生长得快,则⑤处的生长素浓度高,抑制生长,所以可能对应乙图的E点。(5)已知除草剂能使杂草的茎死亡,从而导致杂草死亡,说明做除草剂的生长素类似物浓度比较高,所以用除草剂除草时生长素浓度应处于大于G的状态下。
答案 (1)F 摘掉顶芽(或:摘掉①) (2)C (3)抑制、促进、促进 (4)E (5)大于G点对应的生长素浓度(或:大于G)
探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
1.实验原理
(1)生长素类似物对植物插条的生根情况有很大的影响。
(2)用生长素类似物在不同浓度、不同时间下处理插条,其影响程度不同。
(3)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.实验步骤
3.实验中可能出现的问题分析
(1)分析不同插条的生根情况。①不能生出不定根:有可能是枝条上没有芽,枝条倒插等。②都能生出不定根:促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根,而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样,如枝条上芽多,则产生的生长素就多,就容易促进不定根的发生。
(2)分析与本实验相关的其他因素:①温度等无关变量要一致;②设置重复组,即每组不能少于3个枝条;③设置对照组,用清水作空白对照。设置浓度不同的几个实验组进行对比,目的是探究2,4-D促进扦插枝条生根的最适浓度。
实验注意事项
(1)本实验的自变量为生长素类似物溶液的浓度,因变量为不同浓度下的插条生根数量,两者之间会出现低浓度促进生根,高浓度抑制生根的关系,而其他因素如取材材料的种类、生长素类似物的处理时间、蒸馏水、温度等都是无关变量,在实验中的处理要采用等量原则。
(2)根据实验的要求选择合适的实验材料。为了保证实验设计的严谨性,还需要设置重复实验和一定的对照实验,预实验时需要设置清水的空白对照,在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。另外,在配制溶液时,浓度梯度要小,组别要多。
(3)掌握正确的实验操作。例如沾蘸法是把插条的基部在浓度较高的溶液中蘸一下(约5 s),深约1.5 cm即可,千万不能将整个枝条泡入其中;浸泡法要求的溶液浓度较低,并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行。由于生长素类似物有一定的毒性,实验结束后应妥善处理废液。
(4)在确定了最适浓度的大致范围后,可在此范围内利用更小浓度梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。
例7 某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根的影响,实验结果如下图,有关分析错误的是( )。
A.初步判断,甲对微型月季插条生根的作用是促进生根
B.初步判断,乙对微型月季插条生根的作用是抑制生根
C.图中的结果不能判断0.5 μmol/L的激素类似物乙对生根的影响
D.若探究甲和乙对插条生根的复合影响,应设计3组材料进行实验
解析 由图可以看出,在一定浓度范围内,随着激素类似物甲浓度增加,月季插条生根的数量逐渐增多,故甲对微型月季插条生根的作用是促进生根,A项正确;由图可以看出,随着激素类似物乙浓度的增加,月季插条生根的数量逐渐减少,故乙对微型月季插条生根的作用是抑制生根,B项正确;激素类似物乙的浓度在0~1 μmol/L之间,月季枝条生根条数略有减少,且从图示可以看出该实验设置的实际浓度梯度较大,因此不能确定0.5 μmol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的影响,C项正确;若想进一步探究激素类似物甲和激素类似物乙对插条生根的复合影响,应设置在基本培养液中,只添加甲、只添加乙、甲和乙混合添加,甲、乙都不加作空白对照组,故应设计4组材料进行实验,D项错误。
答案 D
例8 为研究不同浓度的生长素类似物2,4-D对猪笼草插条生根的影响,研究人员做了如下实验:取生长状态相似的三年生植株,剪取长度相同的插条120段,每段保留1片嫩叶。将插条随机均分成四组,采用浸泡法处理24 h后扦插。在适宜条件下培养一段时间,实验结果如下。请回答有关问题。
浓度(mg/L)
生根率(%)
根数/株
株高(cm)
0
49.2
18.8
6.5
20
82.8
21.3
6.9
(续表)
浓度(mg/L)
生根率(%)
根数/株
株高(cm)
50
83.3
24.3
9.6
100
79.6
22.1
10.5
(1)保留嫩叶的插条比较容易成活,是因为嫩叶能产生 促进插条生根。处理插条时除了使用浸泡法外,还可使用 法。后者的2,4-D溶液的浓度应比浸泡法的 。
(2)表中数据能否说明2,4-D对插条生根具有两重性? 。理由是 。
(3)本实验的结论是 。
(4)在进一步探究2,4-D促进插条伸长的最适浓度时,可根据株高数据判断所配制的2,4-D溶液的起始浓度应为 mg/L。
解析 (1)保留嫩叶的插条比较容易成活,是因为嫩叶能产生生长素,促进插条生根。生长素类似物处理插条的方法有沾蘸法和浸泡法,沾蘸法的浓度要求较高,处理时间较短;而浸泡法的浓度较低,处理时间较长。(2)表中数据不能说明2,4-D对插条生根具有两重性。因与对照组相比,实验组对插条生根均表现为促进作用,无抑制作用。(3)据表中数据可知,在一定范围内,2,4-D既能促进插条生根也能促进插条生长。(4)据表中数据可知,浓度为50 mg/L至100 mg/L,株高是增加的,故若进一步探究2,4-D促进插条伸长的最适浓度时,可根据株高数据判断所配制的2,4-D溶液的起始浓度应为50 mg/L。
答案 (1)生长素 沾蘸 高 (2)否 与对照组相比,实验组对插条生根均表现为促进作用,因此不能说明具有两重性 (3)在一定范围内,2,4-D既能促进插条生根也能促进插条生长 (4)50
其他植物激素
1.常见五种植物激素比较
激素
名称
合成
部位
存在较多
的部位
生理功能
应用
生长素
嫩芽、
嫩叶、发
育中的
种子
生长旺盛
的部位
①促进细胞伸长生长
②促进果实发育
①生产某些无子果实
②促进插条生根
赤霉素
幼芽、
幼根、
未成熟
的种子
顶芽的分
生组织、
幼叶、胚
①促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植株增高
②解除种子、块茎的休眠并促进萌发
①促进矮生性植物茎秆伸长
②解除种子和其他部位的休眠
③使芦苇的纤维长度增长
④使大麦无须发芽产生α-淀粉酶
(续表)
激素
名称
合成
部位
存在较多
的部位
生理功能
应用
细胞
分裂素
根尖等
正在进行细胞分裂的部位
①促进细胞分裂
②延缓叶片的衰老
蔬菜保存过程中起保鲜作用
脱落酸
根冠和
萎蔫的
叶片
将要脱落或进入休眠的器官和组织
①最重要的生长抑制剂,能抑制植物细胞分裂和种子萌发
②促进叶和果实的衰老和脱落
促进叶、花、果脱落
乙烯
植物体
的各个
部位
广泛存在于植物体内,成熟的果实中含量更多
促进果实的成熟
果实的催熟
2.植物激素间的相互作用
在植物生长发育和适应环境的过程中,各种激素并不是孤立起作用的,而是多种激素相互作用共同调节的,如下图所示:
激素间的相互作用,有的是相互促进,有的是相互拮抗。具体表现如下:
(1)具有协同作用的激素:
①促进生长:生长素、赤霉素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老:细胞分裂素和生长素。
③促进果实成熟:乙烯、脱落酸。
(2)具有拮抗作用的激素:
①器官脱落:
②种子萌发:
3.植物生长调节剂
1.有关植物激素作用的两点提醒
(1)促进果实的发育和成熟的激素不同:果实发育主要是生长素的作用结果,果实成熟主要是乙烯的作用结果。
(2)生长素与细胞分裂素促进生长的作用原理不同:生长素促进细胞伸长,即体积增大;细胞分裂素促进细胞分裂,即细胞数目增多。二者共同促进植株生长。
2.无子番茄与无子西瓜的比较
比较项目
无子西瓜
无子番茄
培育原理
染色体变异
施加外源生长素促进果实发育,阻止受粉
无子原因
减数分裂时染色体联会紊乱,不能产生正常的生殖细胞
有正常生殖细胞,但因没有受粉,不能完成受精作用
无子性状
能否遗传
能,结无子西瓜的植株经植物组织培养后,所结西瓜仍是无子
不能,结无子番茄的植株经植物组织培养后,所结番茄有子
例9 下列有关植物激素调节的叙述,不正确的是( )。
A.使用一定浓度的生长素处理扦插枝条,能提高插条的成活率
B.使用一定浓度的赤霉素处理芹菜幼苗,能提高芹菜的产量
C.使用一定浓度的脱落酸处理浸泡过的小麦种子,能提高种子的萌发率
D.使用一定浓度的乙烯处理凤梨,能让凤梨提前上市
解析 生长素具有促进植物生长的作用,在生产上可用于促进扦插的枝条生根,A项正确;赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高,芹菜产量与茎秆有关,B项正确;脱落酸抑制种子的萌发,C项错误;乙烯的主要作用是促进果实成熟,故使用一定浓度的乙烯处理凤梨,能让凤梨提前上市,D项正确。
答案 C
例10 下图表示某些植物激素对幼苗生长的调节作用,图中A、B表示不同的植物激素。下列说法不正确的是( )。
A.激素A、B分别表示乙烯和赤霉素
B.据图可以推断出a浓度高于b浓度
C.在图示的过程中激素A和B属于拮抗关系
D.由图可知幼苗的正常生长是多种激素共同调节的结果
解析 由图可知,激素A表示赤霉素(赤霉素的生理作用是促进细胞伸长),激素B可以抑制细胞伸长,由多种组织合成,故为乙烯,A项错误;幼苗能够继续生长,即植物激素对幼苗的促进作用大于对幼苗的抑制作用,故可推断出a浓度高于b浓度,B项正确;激素A促进细胞伸长,激素B抑制细胞伸长,故两者之间属于拮抗关系,C项正确;从图中可以看出,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、共同调节的结果,D项正确。
答案 A
1.生长素主要分布在生长旺盛的部位,主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
2.生长素所发挥的作用,因生长素浓度、植物细胞成熟情况和器官种类的不同而存在较大差异。
3.人工合成的植物激素类似物称为植物生长调节剂,它们不属于植物激素。
见《针对训练》P63
基 础 题
1、3、4、5、9、10、11
拓 展 题
2、6、7、8、12、13
下列有关植物生长素发现及应用的叙述中,正确的是( )。
A.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
B.燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关
C.顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制
D.在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输,根失去向地生长的特性
解析 温特的实验中生长素从胚芽鞘进入琼脂块的方式是扩散,A项错误;光照不影响生长素的极性运输,B项正确;顶芽不影响侧芽生长素的合成,C项错误;在失重状态下植物激素仍能进行极性运输,D项错误。
答案 B
下图是植物体内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)形成的过程,下列有关说法错误的是( )。
甲瓦
龙酸法尼基
焦磷酸
A.GA与ABA在植物不同器官和组织中含量不同,但在植物体内含量都极低
B.GA与ABA有一定的拮抗作用,共同对植物生长发育起着调节作用
C.GA与ABA形成过程的代谢途径相似,都受到外界因素的影响
D.一些休眠植物在夏季产生脱落酸促进芽休眠,而冬季来临时产生赤霉素促进生长
解析 不同的植物激素在植物不同器官和组织中含量往往都不同,植物激素的特点是微量、高效,A项正确;GA促进生长,ABA诱导休眠、抑制生长,二者有一定的拮抗作用,共同对植物生长发育起着调节作用,B项正确;甲瓦龙酸在长日照条件下形成赤霉素,短日照条件下形成脱落酸,C项正确;植物体内激素在不同时间含量不同,夏季日照长,产生的赤霉素较多,促进植物生长,而冬季日照短,产生的脱落酸较多,促进芽休眠,D项错误。
答案 D
甲图表示燕麦生长素浓度与作用的关系;乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置,培养一段时间后的生长状况;丙图表示燕麦胚芽鞘。有关叙述正确的是( )。
A.甲、乙图示都说明了植物生长素的生理作用具有两重性
B.乙图中a、b两点生长素浓度都小于10-8 mol/L
C.丙图A段产生的生长素只能向B段极性运输而不能横向运输
D.用两种不同浓度的生长素处理插条,都能生根,则最适浓度在这两种浓度之间
解析 甲图中横轴以下是抑制,横轴以上是促进。乙图中a侧生长素浓度高,抑制生长,b侧生长素浓度较低,促进生长,所以甲、乙图示都说明了植物生长素的生理作用具有两重性,A项正确,B项错误。生长素的运输有极性运输和横向运输,前者只能从形态学上端运往下端,而不能反向进行,后者是发生在尖端的运输,C项错误。由甲图看出,用任何两种不同浓度的生长素处理插条,都能生根,表示该浓度促进生长,但最适浓度并不一定在这两种浓度之间。
答案 A
关于植物激素及其类似物在农业生产实践上的应用,符合实际的是( )。
A.黄瓜结果后,喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落
B.番茄开花后,喷洒一定浓度的乙烯利,可促进子房发育成果实
C.喷洒适宜浓度的生长素类似物,可获得无子西瓜
D.用一定浓度赤霉素溶液处理黄麻、芦苇等植物,可使植株增高
解析 脱落酸促进叶和果实的衰老和脱落;乙烯利是促进果实成熟的,而不是促进发育;无子西瓜不是由于生长素类似物促进子房发育而得到的;赤霉素可以促进植株增高。
答案 D
甲、乙、丙及NAA等植物激素或植物激素类似物的作用模式如下图所示,图中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。下列叙述中错误的是( )。
A.甲、乙、丙皆为非蛋白质的小分子有机物
B.乙、丙最可能代表赤霉素和生长素
C.NAA引起染色体变异形成无子果实
D.甲、乙之间具有拮抗作用
解析 脱落酸、赤霉素、生长素的本质都不是蛋白质,为非蛋白质的小分子有机物,A项正确;分析题图中乙、丙的作用可知,乙是赤霉素,丙是生长素,B项正确;NAA能促进未受精的子房发育成果实进而形成无子果实,与染色体变异无关,C项错误;分析题图可知,甲的作用是促进种子休眠和抑制生长,乙是抑制种子休眠,促进生长,二者的作用相互拮抗,D项正确。
答案 C
下图表示猕猴桃果实采摘后乙烯释放速率和硬度的变化规律。下列相关说法正确的是( )。
A.猕猴桃果实在成熟过程中,参与调节的植物激素只有乙烯
B.猕猴桃采摘前,果实细胞不能合成乙烯,有利于果实发育
C.猕猴桃采摘后,乙烯释放增加,果实硬度减小
D.采摘后将猕猴桃置于密闭环境中保存,有利于延长储藏时间
解析 猕猴桃的生长发育、果实成熟等过程,都是多种激素共同调节的结果。植物体的各个部位都能合成乙烯,但在成熟的果实中分布较多。分析图中曲线可知,猕猴桃采摘后,乙烯释放增加,果实硬度减小。采摘后将猕猴桃置于密闭环境中保存,乙烯含量增加,促进果实成熟,不利于储藏。
答案 C
研究人员探究生长素(IAA)和青霉素对小麦胚芽鞘切段生长的影响,得到图甲所示结果;探究不同浓度的脱落酸(ABA)和青霉素对小麦胚芽鞘切段生长的复合影响,得到图乙所示的结果。据此可判断( )。
A.图甲中青霉素促进胚芽鞘生长的最适浓度比生长素的低
B.图甲中高浓度青霉素对胚芽鞘切段的伸长不起作用
C.图乙中青霉素对脱落酸抑制胚芽鞘节段的伸长具有对抗作用
D.图乙中青霉素对抗作用的大小与脱落酸的浓度无关
解析 由图甲可知,青霉素促进胚芽鞘生长的最适浓度比生长素高,A项错误;图甲中高浓度青霉素对胚芽鞘切段的伸长起促进作用,且促进作用保持稳定,B项错误;图乙中ABA对胚芽鞘伸长具有抑制作用,而随着青霉素浓度的升高,这种抑制作用有所减缓,说明青霉素对脱落酸抑制胚芽鞘节段的伸长具有对抗作用,C项正确;图乙中青霉素对抗作用的大小与脱落酸的浓度有关,D项错误。
答案 C
在种植新疆无子葡萄品种“无核白”的过程中,发现通过大量喷施赤霉素可提高产量(注:无子果实的形成过程中,没有经过授粉作用)。下列有关说法正确的是( )。
A.无子果实形成时染色体数减半
B.赤霉素能促进果实细胞的伸长
C.果实形成过程中必须有赤霉素
D.赤霉素能抑制种子的形成
解析 题中所述无子葡萄在形成过程中没有经过授粉作用,且果实是由子房发育而成,该过程是有丝分裂,染色体数未减半,A项错误;赤霉素可促进细胞的纵向伸长从而提高无子葡萄的产量,B项正确;赤霉素可促进果实的发育,但在果实的形成过程中,赤霉素不是必需的,因为生长素也能促进果实发育,C项错误;赤霉素可促进果实的发育和种子的萌发,不会抑制种子的形成,D项错误。
答案 B
下表为五类植物激素的部分生理效应(“+”表示促进作用;“-”表示抑制作用)。下列叙述错误的是( )。
项目
种子
发芽
顶端
优势
果实
生长
器官
脱落
插条
生根
生长素
+
+
-
+
赤霉素
+
+
+
-
-
细胞分裂素
+
-
+
-
脱落酸
-
+
乙烯
-
+
A.同一激素在植物不同生长发育阶段引起的生理效应不同
B.在果实生长调节中起协同作用的激素有生长素、赤霉素和细胞分裂素
C.表中结果说明,植物正常生长发育过程是多种激素共同调节的结果
D.解除植物顶端优势只能采取去除顶芽的方法
解析 由表格信息可知,摘除顶芽或施用细胞分裂素均可解除植物的顶端优势。
答案 D
有人做了如下实验,将某种开花植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中,加入少量蔗糖作为能源,同时设置了空白对照组。他发现在有生长素的培养液中出现了乙烯,且生长素浓度越高,培养液中乙烯的浓度也越高,根尖的生长所受的抑制也越强。下列推断中不正确的是( )。
A.此人设置的空白对照组是将等量根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中
B.本实验的自变量是生长素浓度,因变量是乙烯浓度和根尖生长情况
C.生长素和乙烯都属于植物激素,对植物生长的作用往往都具有两重性
D.据实验结果可推知,高浓度生长素诱导根细胞合成并分泌乙烯
解析 根据题干可知,在生长素的作用下,根尖产生了乙烯,而且生长素浓度越高,乙烯浓度也越高,产生的乙烯对植物的生长具有抑制作用。本实验的自变量是生长素的浓度,因变量是根尖生长情况以及乙烯的浓度。生长素和乙烯都属于植物激素,生长素对植物生长的作用具有两重性,但是乙烯没有。
答案 C
为研究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆黄化幼苗茎切段伸长的影响,设计了以下两个实验:
实验一:用不同浓度的IAA和GA分别处理相同的茎切段,结果如下图1所示。
实验二:将相同的茎切段自顶端向下对称纵切到3/4处后,分别做不同的处理,一段时间后,结果如上图2所示。
请回答下列问题:
(1)分析图1可以得出的结论是
。
(2)根据图1实验结果,图2中的IAA理想浓度应为 μmol/L,GA理想浓度应为 μmol/L。
若想进一步研究IAA和GA之间相互作用的关系,则应该用 处理茎切段作为实验组。
(3)分析图2结果,研究者推测IAA和GA的作用部位有差异,用图2中的甲、乙、丙三组弯曲部位的茎切段为实验材料,分别制作 (填“横切片”或“纵切片”)进行显微观察。若乙组与甲组对比,观察到乙组 现象,则表明IAA作用于表皮细胞;若丙组与甲组对比,观察到丙组 现象,则表明GA作用于内部组织细胞。
解析 (1)由图1可知使用IAA和GA茎切段的伸长量都比不使用的长,而GA更长些,说明IAA和GA均能促进茎的伸长生长,且GA促进效应比IAA大。(2)图2中IAA处理向内侧弯曲,与对照组比长度长,说明外侧生长快,IAA浓度应对应图1中250 μmol/L,而图2中GA处理向外侧弯曲,与对照组比长度长,说明促进效果明显,GA浓度应对应图1中50 μmol/L。要研究IAA和GA之间的相互作用关系,应设置一组用IAA和GA同时处理茎切段,如果没有原来各自的伸长量大,说明二者有拮抗作用;如果比原来单独使用的伸长量大,说明二者有协同作用。(3)因为在图2中二者弯曲方向不同,应制作纵切片。如果乙组与甲组对比,乙组表皮细胞较长,说明IAA作用于表皮细胞,因此向内弯曲;如果丙组与甲组对比,丙组内部组织细胞较长,说明GA作用于内部组织细胞,因此向外弯曲。
答案 (1)IAA和GA均能促进茎的伸长生长,且GA促进效应比IAA大 (2)250 50 IAA和GA同时 (3)纵切片 表皮细胞较长 内部组织细胞较长
下图为横放的、萌发后的玉米种子。请据图回答下列问题。
(1)萌发玉米中的生长素主要来自芽的 和根的 。
(2)在黑暗环境中一段时间后,根、茎分别出现不同的向性。此时,生长受到抑制的是 侧(填图中字母)。
(3)玉米种子萌发初期, (填激素名称)增加,促进了淀粉的水解。然后 (填激素名称)增加,细胞的分裂加快; (填激素名称)增加,细胞的体积增大。
(4)研究发现,根冠分泌物X可能影响根的生长。为探究其影响状况,某同学设计的实验如下图所示。
置于黑暗中,一段时间后观察根尖的生长状况。
①若 ,说明分泌物X对根生长有促进作用。
②若 ,说明分泌物X对根生长有抑制作用。
③若 ,说明分泌物X对根生长无影响。
解析 (1)生长素主要产生于根的分生区、芽的分生组织中。(2)种子横放,根会出现向地性,芽出现背地性。根据向地性产生的原因可知D侧生长受抑制。(3)赤霉素可使种子在不发芽的状态下产生淀粉酶,细胞分裂素促进细胞分裂,生长素促进细胞的纵向伸长(即细胞体积变大)。(4)若分泌物X对根生长有促进作用,则切除左侧根冠后,根尖向左弯曲生长;若分泌物X对根生长有抑制作用,则切除左侧根冠后,根尖向右弯曲生长;若分泌物X对根生长无影响,则切除左侧根冠后,根尖不弯曲(或竖直生长)。
答案 (1)顶端(分生组织) 尖端(生长点或分生区) (2)D (3)赤霉素 细胞分裂素 生长素 (4)根尖向左弯曲生长 根尖向右弯曲生长 根尖不弯曲(或竖直生长)
光合促进剂是一种与生长素有类似生理作用的生长调节剂。某科研人员用番茄作为实验材料来探究光合促进剂的生理作用,其实验过程和结果如下。
实验材料:生长状况相同且长势良好的番茄若干株、适宜浓度的光合促进剂、蒸馏水、尺、天平等。
(1)实验步骤(请补充完善)
第一步:选取生长状况相同且长势良好的番茄若干株,随机均分为甲、乙、丙、丁四组。
第二步:对实验组甲、丙两组喷洒 ;对对照组乙、丁两组喷洒 。
第三步:将四组番茄放置于 的条件下培养,观察四组番茄的叶片颜色,测量并计算每组番茄的 ;待成熟后计算每组坐果数量、称量并计算单果重量的平均值。
(2)实验结果:如下表所示。
植物生长状况、产量记录表
名称
平均株高(cm)
坐果数(个)
叶色
平均单果重(g)
甲组
220.2
28.2
深绿
172.5
乙组
206.6
26.4
绿
156
丙组
222.8
27.6
深绿
170
丁组
218.8
25.8
绿
152.5
(3)根据所学知识回答下列问题:
①该实验中,因变量有 个。设置甲、丙两组(或乙、丁两组)相同实验遵循的是 实验原则。
②据表中叶色情况分析推断:光合促进剂增加番茄产量的原因可能是促进了 (物质)的合成,提高了光能利用率,进而提高果实产量。据表中数据分析推断:光合促进剂具有与生长素类似的生理作用,如促进生长、 。
③若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a,则当光合促进剂的浓度小于a时,番茄产量 (填“会”“不会”或“不一定”)降低。
解析 (1)第二步:该实验的目的是探究光合促进剂的生理作用,因此实验的自变量为是否喷施适宜浓度的光合促进剂,即实验组喷施适宜浓度的光合促进剂,对照组喷施与光合促进剂等量的蒸馏水。第三步:该实验中的培养条件是无关变量,实验过程中无关变量应保持一致且适宜,因此要将四组番茄放置于相同且适宜的条件下培养;由表格中的信息可知,实验的因变量是叶片颜色、平均株高、坐果数和平均单果重,因此一段时间后,要观察四组番茄的叶片颜色,测量并计算每组番茄的平均株高,待成熟后计算每组坐果数量、称量并计算单果重量的平均值。(2)①分析表格中的信息可知,实验的因变量是叶片颜色、平均株高、坐果数和平均单果重,有4个因变量;甲、丙两组实验处理方法相同,为实验组,乙、丁两组处理方法相同,为对照组,目的是消除偶然因素对实验结果的影响,相同实验遵循平行重复(或重复)的实验原则。②据表中叶色情况分析推断:光合促进剂通过促进叶绿素的合成提高光合作用效率进而提高果实产量;依表中数据分析推断:光合促进剂具有与生长素类似的生理作用,如促进生长、促进果实发育。③由于生长素作用具有两重性,光合促进剂具有生长素效应,因此若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a,但当光合促进剂的浓度小于a时,番茄产量不一定降低。
答案 (1)适量的适宜浓度的光合促进剂 等量的蒸馏水 相同且适宜 平均株高(或植株的平均高度、株高的平均值) (3)①4 平行重复(或重复) ②叶绿素 促进果实发育 ③不一定
