2020版高中生物 第一章 植物生命活动的调节 第二节 植物体内的其他激素学案 中图版必修3

2020版高中生物 第一章 植物生命活动的调节 第二节 植物体内的其他激素学案 中图版必修3

第二节　植物体内的其他激素 情景导入 课标导航 课程标准 ‎1.知道植物激素的概念。‎ ‎2.了解植物体内的其他激素。‎ ‎3.理解植物激素的相互作用。‎ ‎4.了解植物生长调节剂。‎ 关键术语 赤霉素　细胞分裂素　脱落酸　乙烯　植物生长调节剂 其他植物激素的种类 基础梳理 ‎1．细胞分裂素 ‎(1)分布：植物幼嫩的根尖、萌发的种子、正在发育的果实等生长旺盛的部位。‎ ‎(2)生理作用：促进细胞分裂和组织分化，延缓衰老。‎ ‎(3)实践应用：蔬菜和水果的保鲜。‎ ‎2．赤霉素 ‎(1)分布：植物的幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩组织和器官内。‎ ‎(2)生理作用：促进茎的伸长、引起植株快速生长，解除休眠，促进花粉萌发等。‎ ‎(3)实践应用：①促进矮生性植物的茎秆伸长；②解除种子和其他部位的休眠，提早用来播种。‎ ‎3．脱落酸 ‎(1)分布：植物的叶、芽、果实、种子和块茎中。‎ ‎(2)生理作用：抑制植物的细胞分裂和种子的萌发，促进花、果实和叶的脱落。‎ 13‎ ‎4．乙烯 ‎(1)分布：广泛存在于植物多种组织和器官中，特别是成熟的果实中。‎ ‎(2)生理作用：促进果实的成熟，刺激叶片脱落，抑制茎的伸长。‎ ‎[思维激活1]生长素和乙烯在果实生长过程中的作用有何不同？‎ 提示　生长素能促进果实的发育，乙烯的作用是促进果实的成熟。‎ ‎[思维激活2]想让马铃薯块茎提早萌发可用什么激素处理？‎ 提示　赤霉素，因为赤霉素可解除种子、块茎的休眠并促进萌发。‎ 合作探究 ‎1．植物激素的种类 除了生长素外，植物体内还存在赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素。‎ ‎2．其他植物激素的比较 激素名称 合成部位 存在较多的部位 生理功能 赤霉素 幼芽、幼根和未成熟的种子 幼嫩组织和器官 ‎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、块茎的休眠并促进花粉萌发 细胞分裂素 主要是根尖 正在进行细胞分裂的部位(生长旺盛的部位)‎ ‎①促进细胞分裂；②诱导芽的分化，延缓叶片的衰老 脱落酸 根冠和萎蔫的叶片 将要脱落和进入休眠的器官和组织 是最重要的生长抑制剂：①能抑制植物细胞的分裂和种子萌发；‎ ‎②促进叶和果实的衰老和脱落 乙烯 植物体的各个部位 广泛存在于植物体，成熟的果实含量最多 ‎①促进果实成熟；②促进器官脱落 特别提醒各类植物激素含量少，具有高效性，不直接参与代谢过程，但对生物体的新陈代谢、生长发育起调节作用。‎ ‎[巩固1]下列关于植物激素的叙述中，错误的是(　　)。‎ A．赤霉素能促进细胞生长 B．细胞分裂素存在于植物体任何部位 C．乙烯是一种气体激素 D．脱落酸能抑制细胞分裂和种子萌发 解析　细胞分裂素的合成部位主要是根尖，存在于植物幼嫩的根尖、萌发的种子、正在发育的果实等生长旺盛的部位，主要作用是促进细胞分裂和组织分化。‎ 13‎ 答案　B 13‎ 植物激素的相互作用 基础梳理 ‎1．在大多数情况下，各种植物激素通过复杂的途径共同调节着植物的生命活动。生长素和细胞分裂素分别通过促进细胞伸长和细胞分裂，来协调植物的生长。‎ ‎2．顶端优势是在生长素和细胞分裂素的共同参与下形成的。‎ ‎3．生长素可以降低各种器官对乙烯的敏感度，减少脱落。而赤霉素又能促进生长素的积累和运输。‎ ‎[思维激活3]“激素水果”会不会引起儿童性早熟？‎ 提示　不会。“激素水果”是用植物激素刺激生长或催熟的，由于它和人体的性激素是不同的化学物质，所以不会引起儿童性早熟。‎ 合作探究 各种植物激素间的相互作用 植物的各种生命活动都不是受单一激素的控制，而是各种激素相互作用的结果。‎ ‎1．生长素和赤霉素 ‎(1)关系图解 ‎(2)关系分析：协同关系。‎ ‎①促进合成：赤霉素通过促进色氨酸合成生长素，来促进细胞伸长。‎ ‎②抑制分解：赤霉素对生长素的分解具有抑制作用，所以赤霉素与生长素都能促进细胞伸长。‎ ‎2．生长素和细胞分裂素 ‎(1)关系图解 ‎ ‎ ‎(2)关系分析：两者之间属于协同关系，共同促进植物生长。‎ ‎3．脱落酸和赤霉素 ‎(1)关系图解(种子萌发过程)‎ 13‎ ‎(2)关系分析：拮抗关系。‎ ‎①脱落酸是植物生长抑制剂，抑制植物体内许多生理过程，能使种子保持休眠状态，一般在脱落的果实和种子中含量较高。‎ ‎②赤霉素能促进种子萌发，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效果是相反的。‎ ‎4．生长素和乙烯 ‎(1)关系图解 ‎(2)关系分析：拮抗关系。‎ 两者的含量变化如图所示：‎ ‎(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。‎ 特别提醒　植物生长发育的过程在根本上是基因在一定时间和空间选择性表达的结果。‎ ‎[巩固2]科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。这一事实说明了(　　)。‎ A．生长素和乙烯间具有协同作用 B．生长素和乙烯各自独立的发挥调节作用 C．生长素和乙烯间具有微妙的反馈调节关系 D．有机小分子激素可以脱离基因组的调控而自行调节代谢过程 解析　系统本身的工作效果反过来又作为信息来调节系统的工作，这种反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制。该事例显然属于维持机体稳态的反馈调节机制。生长素和乙烯虽然不是大分子蛋白质，不是基因表达的直接产物，但它们的合成和分解离不开酶的作用，而酶的合成情况是受基因程序性表达调控的。‎ 13‎ 答案　C 植物生长调节剂的作用 基础梳理 ‎1．植物生长调节剂是用人工合成的方法制成的具有植物激素活性的类似物。‎ ‎2．植物生长调节剂已广泛应用于生产实践，如高浓度的萘乙酸或2,4D被用作双子叶植物的除草剂，乙烯利被用于香蕉等果实的催熟。‎ ‎[思维激活4]未完全成熟的香蕉可用什么方法催熟？‎ 提示　(1)放入已经熟透的香蕉或其他果实。‎ ‎(2)使用一定浓度的乙烯利。‎ 合作探究 ‎1．优点 原料广泛、容易合成、效果稳定、作用时间较长等。‎ 特别提醒生长素的类似物和天然生长素一样，具有微量、高效、两重性等特点，其使用的效果与浓度、使用方法、使用日期等都有密切联系，使用不当，会给生产带来损失。‎ ‎2．负面影响 生长调节剂可能因植物体内没有相应的分解酶而持久作用，可能对食用者的身体健康造成不良影响。‎ ‎3．应用举例 ‎(1)乙烯利催熟凤梨(菠萝)，做到有计划地上市。‎ ‎(2)在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。‎ ‎(3)啤酒生产中用赤霉素诱导大麦产生α淀粉酶，代替大麦芽完成糖化过程。‎ ‎[巩固3]关于植物生长素和生长素类似物的叙述，错误的是(　　)。‎ A．适宜浓度的生长素类似物可促进无子果实的发育 B．同一植株根和芽生长所需的最适生长素浓度相同 C．单侧光照射燕麦胚芽鞘可使其生长素分布发生变化 D．用适宜浓度的生长素类似物处理插条可促进其生根 解析　适宜浓度的植物生长素及其类似物有促进植物细胞生长、果实发育和插条生根等作用，所以A、D两项正确。单侧光引起胚芽鞘中生长素由向光侧向背光侧转移，造成向光侧生长素较少，背光侧生长素较多，植物向光弯曲生长，所以C项正确。同一植株不同部位的植物细胞对生长素的敏感程度不同，根细胞对生长素较芽细胞敏感，所以根细胞生长的最适生长素浓度比芽细胞的低，所以B项错误。‎ 答案　B 13‎ ‎[巩固4]下列关于植物生长调节剂的说法，正确的是(　　)。‎ A．虽是人工合成，但其结构与天然激素完全相同 B．与天然激素相比，其生产应用效果没有不同 C．与含量低、提取困难的天然激素相比，其唯一的优点是原料广泛、容易合成 D．土壤、蔬菜、水果上残留的植物生长调节剂可能对人造成直接或间接的危害 解析　植物生长调节剂结构与天然激素类似但不完全相同，有的作用效果比天然激素还好，除了原料广泛、容易合成外，效果稳定、时效更长是它最突出的优点。‎ 答案　D ‎　　　　　植物激素在实践中的应用 ‎【例1】番茄果实成熟过程中，乙烯释放量、果实色素积累及细胞壁松弛酶活性变化规律如下图。从该图可得出乙烯能促进(　　)。‎ 果实成熟阶段 ‎①细胞壁松弛酶活性升高　②果实色素积累　③番茄果实发育　④番茄果实成熟 A．①②③ B．①②④‎ C．②③④ D．①③④‎ 思维导图　由各曲线的变化趋势看出：‎ 答案　B 反思总结植物生长调节剂在农产品生产中的应用 ‎①马铃薯、莴苣用赤霉素处理可打破休眠，促进萌发；‎ ‎②芹菜、苋菜、菠菜等在采收前喷施一定浓度的赤霉素可促进其营养生长，增加产量；‎ 13‎ ‎③黄瓜、南瓜用一定浓度的乙烯利喷施可促进雌花分化；‎ ‎④香蕉、柿子、番茄等上市前可以应用乙烯利催熟。‎ ‎　　　　　各种激素间的相互作用 ‎【例2】自然生长的植物在果实成熟过程中，各种植物激素都有明显变化。某植物生理学家研究了某种果实成熟过程中的激素变化(如图所示)。‎ 请据图回答下面的问题。‎ ‎(1)从图中可以看出不同激素在果实成熟过程中的主要生理功能不同。‎ 细胞分裂素的功能是______________________________________________________。‎ 生长素的生理作用是______________________________________________________。‎ 乙烯的生理作用是________________________________________________________。‎ ‎(2)生长素的化学本质是________，果实中生长素的主要来源是______________。‎ ‎(3)由图中可以看出，不同种类的____________大都同时存在于________植株体内，因此，植物的生长发育过程，不是受______________，而是由________________________________。‎ ‎(4)如果切取早期发育旺盛的果实小块放在切去尖端且有单侧光照射的燕麦胚芽鞘的切面上(正放)，过一段时间将会看到该胚芽鞘________生长。‎ 思维导图 解析　(2)生长素的化学名称是吲哚乙酸(IAA)。自然情况下，雌蕊受粉后，胚珠开始发育形成种子，此过程中产生的生长素促进子房发育成为果实。(3)根据果实成熟过程中激素的含量升降，说明果实的生长发育过程不是受单一激素的调节，而是由多种激素相互协调、共同调节。‎ 答案　(1)促进细胞分裂和组织分化　促进果实发育(促进细胞伸长生长)　促进果实的成熟 ‎(2)吲哚乙酸　发育着的种子 ‎(3)植物激素　同一　单一激素的调节　多种激素相互协调、共同调节 ‎(4)直立 13‎ ‎1．在植物体内的各种激素中，生理作用最为相似的是(　　)。‎ A．赤霉素和生长素 B．脱落酸和细胞分裂素 C．赤霉素和脱落酸 D．生长素和乙烯 解析　赤霉素和生长素都具有促进细胞纵向伸长的作用。脱落酸抑制细胞分裂，而细胞分裂素促进细胞分裂，乙烯促进果实成熟。‎ 答案　A ‎2．向日葵和番茄都能产生果实和种子，向日葵的果实是我们平常吃的“瓜子”。在上述两种植物开花期间，遇到连续的阴雨天，影响了植物的传粉，管理人员及时喷洒了适宜浓度的生长素溶液。下列对采取这一措施产生结果的叙述中，正确的是(　　)。‎ A．两种植物都能形成无子果实，产量未受影响 B．番茄形成无子果实，产量未受影响；向日葵形成无子果实，产量下降 C．两种植物都能形成无子果实，产量下降 D．番茄形成有子果实，产量上升；向日葵不能形成无子果实，产量下降 解析　‎ 答案　B ‎3．植物激素在农业生产和园林绿化方面得到广泛的应用，下列说法不正确的是(　　)。‎ A．利用生长素类似物合成除草剂，可清除农田和园林杂草或抑制杂草生长 B．在园林栽培中，可用赤霉素来促进植物细胞伸长，使植株增高 C．在进行组织培养时，在培养基中加入适量的细胞分裂素可促进细胞分裂 D．在果树挂果时，利用乙烯利促进果实细胞体积增大 解析　植物激素类似物乙烯利与乙烯的作用相同，它只能促进果实的成熟，不能促进果实的发育。‎ 答案　D ‎4．下图是生长素和乙烯相互作用的示意图，请据图回答下面的问题。‎ 13‎ ‎(1)甘蔗在长高阶段，激素的调节情况是__________________________________________。‎ ‎(2)甘蔗在长粗阶段，激素的调节情况是________________________________________。‎ 答案　(1)生长素浓度低，促进细胞伸长生长，甘蔗长高 ‎(2)生长素浓度高，促进乙烯增多，抑制细胞伸长生长，促进细胞横向扩大 课堂小结 考查知识点及角度 难度及题号 基础 中档 稍难 其他植物激素的作用 ‎1、2、5、6‎ ‎7‎ 植物激素的相互作用 ‎3、4‎ ‎8‎ ‎9‎ 一、选择题(共7小题，每小题4分，共28分)‎ ‎1．我国古代劳动人民积累的丰富农业生产经验，至今许多仍在实践中应用。下列叙述与植物激素作用无直接关系的是(　　)。‎ A．适时打顶去心，可促棉株开花结实。(据《农桑辑要》)‎ B．肥田之法，种绿豆最佳，小豆、芝麻次之。(据《齐民要术》)‎ C．正月种白稻，五月收获后，根茬长新稻，九月又成熟。(据《广志》)‎ D．新摘未熟红柿，每篮放木瓜两三枚，得气即发，涩味尽失。(据《格物粗谈》)‎ 解析　棉花适时打顶，可以解除棉株的顶端优势，与生长素有关，A项不符合题意；B项，存在于豆科植物根部的根瘤菌可以固氮，通过种豆科植物，可以增加土壤中氮元素含量，达到肥田的目的，与植物激素无关，B项符合题意；水稻的生长、发育、成熟与植物激素有关，C项不符合题意；D项与乙烯有关，D项不符合题意。‎ 答案　B 13‎ ‎2．在果实形成的过程中，关于激素的作用，正确的是(　　)。‎ A．赤霉素促进果实细胞的分裂 B．乙烯促进果实成熟 C．生长素促进果实的衰老 D．脱落酸促进细胞的伸长 解析　细胞分裂素促进细胞分裂，乙烯促进果实成熟，生长素可以促进生长也可以促进果实发育，脱落酸促进果实的衰老和脱落。‎ 答案　B ‎3．植物的果实从开始发育到完全成熟的过程中，主要由下列哪些激素共同起作用(　　)。‎ ‎①萘乙酸　②生长素　③2,4—D　④细胞分裂素⑤乙烯 A．①②⑤ B．②③④‎ C．②③⑤ D．②④⑤‎ 解析　植物果实发育过程中需细胞分裂素和生长素促进细胞的分裂和伸长，在果实发育到一定程度后，由于乙烯的催熟作用，使果实成熟。萘乙酸和2,4—D为人工制造的生长素类似物，在正常发育中，植物体内是不存在的。故选D。‎ 答案　D ‎4．乙烯和生长素都是重要的植物激素，下列叙述正确的是(　　)。‎ A．生长素是植物体内合成的天然化合物，乙烯是体外合成的外源激素 B．生长素在植物体内分布广泛，乙烯仅存在于果实中 C．生长素有多种生理作用，乙烯的作用只是促进果实成熟 D．生长素有促进果实发育的作用，乙烯有促进果实成熟的作用 解析　乙烯和生长素都是植物体内合成的激素，它们都广泛分布在多种组织中，乙烯的主要作用是促进果实成熟，生长素有促进果实发育的作用。‎ 答案　D ‎5．细胞分裂素不存在于(　　)。‎ A．茎尖 B．根尖 C．成熟的果实 D．萌发的种子 解析　细胞分裂素主要的合成部位是根尖，而主要的存在部位是幼嫩的根尖、茎尖、萌发的种子和正在发育的果实等器官，而成熟的果实中无细胞分裂素。‎ 答案　C ‎6．辣椒在盛花期遭遇连续暴雨，正常受粉受到影响，为防止减产，菜农采取了喷洒一定浓度的植物激素类似物溶液的措施。他们最可能使用了哪种激素类似物(　　)。‎ A．生长素 B．赤霉素 C．细胞分裂素 D．乙烯 13‎ 解析　生长素类似物可促进子房发育，获得无子果实等。‎ 答案　A ‎7．某学生开展了“NAA溶液对草莓发育影响”的研究，下图是实验结果示意图，图中箭头所示是草莓的瘦果，瘦果内包含着种子。根据有关信息可知，NAA溶液(　　)。‎ A．导致了多倍体草莓的产生 B．在本实验中帮助草莓完成了授粉 C．主要起到了驱虫的作用 D．其作用类似于草莓种子发育时产生的生长素 解析　NAA属于生长素类似物，它与生长素的作用类似。‎ 答案　D 二、非选择题(共22分)‎ ‎8．(10分)种子的休眠、萌发与植物激素有着密切的关系。将休眠状态的糖枫种子与湿沙混合后放在0～‎5℃‎的低温下1～2个月，就可以使种子提前萌发，这种方法叫层积处理。如图表示糖枫种子在层积处理过程中各种激素含量的变化情况，请据图回答：‎ ‎(1)从图中可以看出__________对种子的萌发起抑制作用，在种子破除休眠的过程中，赤霉素与脱落酸之间存在________关系。各种激素含量的变化说明了_______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)马铃薯块茎收获后也存在类似的休眠现象，要破除休眠使之提前萌发应该使用上图中的__________________处理，但在生产上人们常使用的是人工合成的此类激素的类似物，因为该类物质____________________________________________________________________。‎ ‎(3)导致种子休眠和萌发过程中各种激素变化的根本原因是______________________。‎ 答案　(1)脱落酸　拮抗　植物的生命活动不是受单一激素的调节而是多种激素相互协调共同发挥作用的 ‎(2)赤霉素或细胞分裂素　原料丰富，生产过程简单，在植物体内不易降解，效果稳定 13‎ ‎(3)基因组在一定的时间和空间程序性表达的结果 ‎9．(12分)为研究吲哚乙酸(IAA)与脱落酸(ABA)的运输特点，用放射性同位素‎14C标记IAA和ABA开展如下图所示的实验。请回答下列问题：‎ ‎(1)若图中AB为茎尖切段，琼脂块①和②中出现较强放射性的是________(填序号)；琼脂块③和④中均出现了较强放射性，说明ABA在茎尖的运输________(填“是”或“不是”)极性运输。若先用某种抑制剂(不破坏IAA、不影响细胞呼吸)处理茎尖切段，再重复上述实验，结果琼脂块①和②中放射性强度相近，该抑制剂的作用机理可能是________________。‎ ‎(2)若图中AB为成熟茎切段，琼脂块①、②、③和④均出现较强放射性，说明IAA在成熟茎切段中的运输______(填“是”或“不是”)极性运输。‎ ‎(3)适宜的激素水平是植物正常生长的保证。黄豆芽伸长胚轴的提取液，加入IAA溶液中可显著降解IAA，但提取液沸水浴处理冷却后，不再降解IAA，说明已伸长胚轴中含有______________。研究已证实光也有降解IAA的作用。这两条IAA降解途径，对于种子破土出芽后的健壮生长________(填“有利”、“不利”或“无影响”)。‎ 解析　(1)吲哚乙酸(IAA)具有极性运输的特点，只能从形态学上端(A)向形态学下端(B)运输，故琼脂块①和②中应是①中出现较强的放射性。③和④中都出现较强的放射性，说明脱落酸(ABA)在茎尖不具有极性运输的特点。吲哚乙酸(IAA)的运输方式是主动运输，抑制剂处理后①和②中放射性结果相近，说明抑制了吲哚乙酸(IAA)的主动运输，因不影响细胞呼吸，故很可能是抑制剂与运输IAA的载体结合，从而影响了IAA的主动运输。(2)在成熟组织中，吲哚乙酸(IAA)通过韧皮部进行非极性运输。(3)分析题目信息，可知黄豆芽伸长胚轴的提取液中含有催化IAA分解的酶。植物细胞内含有IAA氧化酶和光都能降解IAA，可确保种子破土出芽后，植物体内IAA的激素含量不会过多，保持正常水平，从而保证植株正常生长。‎ 答案　(1)①　不是　抑制剂与运输IAA的载体结合 ‎(2)不是 ‎(3)IAA氧化(降解)酶　有利 13‎