生物浙科版 (2019)第二节 植物激素调节植物生命活动学案

这是一份生物浙科版 (2019)第二节 植物激素调节植物生命活动学案，共20页。学案主要包含了生长素等内容，欢迎下载使用。

1.举例说明几种主要植物激素的作用。
2.简述植物激素及其类似物在生产上的应用价值,尝试辨析植物激素的应用可能引发的食品安全、环境保护等方面的问题。
1.归纳总结植物激素之间的相互作用,认同生物界的因果关系具有复杂性。
2.关注植物激素在生产上的应用可能引发的食品安全、环境安全问题,做出理性解释和判断,形成社会责任。
一、生长素、细胞分裂素和赤霉素起促进作用
1.细胞分裂素
(1)合成部位:主要是根尖。
(2)主要分布:细胞分裂旺盛的部位,如根尖、茎尖、发育中的果实和萌发的种子等。
(3)主要作用:促进细胞分裂;促进有丝分裂所需的特定蛋白质合成和活化;个体水平上促进植物向上生长,促进侧芽生长,促进果实生长,促进种子萌发,延缓叶片衰老等。
2.赤霉素
(1)合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子。
(2)主要作用:促进细胞伸长,从而促进植物增高;促进细胞分裂;促进叶片扩大,促进果实生长,促进种子萌发,解除休眠,抑制衰老等。
1.在高等植物体内,细胞分裂素和赤霉素的合成部位是否相同?
提示:在高等植物体内,细胞分裂素主要在根尖合成,赤霉素主要在幼芽、幼根和未成熟的种子中合成。
2.发育中的果实能合成细胞分裂素吗?
提示:发育中的果实是合成细胞分裂素的重要部位。
二、脱落酸和乙烯帮助植物度过不良环境
1.脱落酸
(1)合成部位:成熟的绿叶和果实。
(2)主要作用:抑制生长,促进叶片和果实脱落,保持休眠,提高植物抗逆性;促进气孔关闭,削弱蒸腾作用。
2.乙烯
(1)合成部位:高等植物各器官,其中萌发的种子、凋谢的花朵、成熟的果实,释放的乙烯较多。
(2)主要作用:促进果实成熟;在不利的环境中促进叶片或果实的脱落,增强植物体的抗逆性。
1.当植物大量失水而枯萎时,叶片中哪种激素浓度会升高,引起气孔迅速关闭,从而削弱蒸腾作用,减少水分流失?
提示:脱落酸。
2.高等植物各器官是否都能产生乙烯?
提示:是。
三、不同激素通过协同或拮抗等方式共同调节植物生命活动
1.植物体的各项生命活动都处在植物激素的调控当中
大多数情况下,不是一种激素在起作用,而是多种激素共同发挥作用,控制着植物的生长、发育和繁殖。
2.实例分析
(1)细胞分裂素与生长素。
植物组织培养中,细胞分裂素与生长素的比例关系决定愈伤组织的分化方向。若两者比例合适,愈伤组织分化出根和茎叶;如果细胞分裂素太多而生长素少,只长茎叶不长根,反之,则只长根不长茎叶;当生长素少,细胞分裂素也不多时,则愈伤组织继续生长,不发生分化。
(2)生长素与乙烯。
高浓度生长素抑制生长,很可能通过乙烯起作用。
(3)生长素和赤霉素。
两者往往协同作用,共同促进茎的伸长。
(4)脱落酸和乙烯。
两者常常协同作用,共同促进叶片脱落等。
(5)赤霉素和脱落酸。
两者常常相互拮抗,如赤霉素促进种子萌发,而脱落酸抑制种子萌发。
1.植物组织培养中,决定愈伤组织的分化方向的是什么植物激素?
提示:生长素和细胞分裂素的比例。
2.试解释下列现象:小麦、玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨天气,种子就容易在穗上发芽。研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解。
提示:脱落酸能维持种子休眠,抑制细胞分裂。持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解。脱落酸含量降低,这些种子就会解除休眠,然后大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需的水分,于是种子就容易在穗上发芽。
四、植物生长调节剂在农业生产中得到广泛应用
1.植物生长调节剂含义
由人们合成和筛选出的许多化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质。
2.类型
(1)生长素类植物生长调节剂:2,4-D、NAA(萘乙酸)、IBA等。
主要用途:诱导形成无籽果实、促进扦插枝条生根、防止落花落果、促进生长;高浓度的生长素类物质还可用作除草剂。
(2)其他植物生长调节剂:乙烯利、6-BA(细胞分裂素类)、矮壮素(赤霉素的拮抗剂)等。
3.其他天然植物激素及作用
(1)激素类型:油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等。
(2)主要作用:对植物的生长发育起促进或抑制作用,尤其在提高植物的抗逆性或抗病能力方面发挥着重要作用。
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?
提示:天然植物激素含量低,到了体外常常性质不稳定,且提取困难、不易保存。
2.某药厂生产一种植物生长调节剂,如果让你设计该产品的说明书,你认为除了使用浓度参考范围外,还应该注明什么?
提示:植物生长调节剂的使用说明书除标明使用浓度范围外,还要注明使用的时间、使用方法、注意事项、有效期等。
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1.在个体水平上,细胞分裂素能促进植物向上生长,促进侧芽生长,抑制果实生长。( × )
提示:细胞分裂素也能促进果实生长。
2.赤霉素是一类能促进植物增高的激素,赤霉素能够促进细胞伸长,不能促进细胞分裂。( × )
提示:赤霉素是一类能促进植物增高的激素,与生长素相似,赤霉素能够促进细胞伸长。同时,赤霉素也能促进细胞分裂。
3.无籽葡萄的培育说明赤霉素促进果实生长。( √ )
4.脱落酸是植物体内最重要的生长抑制剂。抑制生长对于植物的重要意义是促进脱落,促进休眠。( √ )
5.乙烯是一种气体植物激素,高等植物萌发的种子、凋谢的花朵、成熟的果实,释放的乙烯较多。( √ )
6.人工合成乙烯利较容易,但效果却不稳定。( × )
提示:乙烯利是植物生长调节剂,其合成的原料广泛,且容易合成,效果稳定。
7.不同激素都是通过协同方式共同调节植物生命活动的。( × )
提示:不同激素通过协同或拮抗等方式共同调节植物生命活动。
8.植物组织培养中,如果生长素太多而细胞分裂素少,则愈伤组织继续生长,不发生分化。( × )
提示:植物组织培养中,如果生长素太多而细胞分裂素少,则只长根不长茎叶。而当生长素少,细胞分裂素也不多时,则愈伤组织继续生长,不发生分化。
9.具有协同作用的激素只有生长素和赤霉素。( × )
提示:生长素和赤霉素往往协同作用,共同促进茎的伸长;脱落酸和乙烯也常常协同作用,共同促进叶片脱落等。
10.双子叶植物杂草通常对2,4-D特别敏感,而单子叶植物特别是禾本科植物对2,4-D不敏感,故而使用高浓度的2,4-D可以除去农作物中的双子叶植物类杂草。( √ )
任务一 植物激素的种类及作用
[任务突破1]
列表比较赤霉素、细胞分裂素的合成部位、分布及生理作用
[即时应用]
[典例1-1] 白菜需要经1～7 ℃低温环境处理后才能开花结实,未经低温处理的白菜如果外施赤霉素也能正常开花,此事例能说明( A )
A.赤霉素能促进开花
B.赤霉素能解除种子休眠
C.赤霉素必须经低温诱导才能合成
D.白菜必须经低温环境处理才能开花
解析:白菜经低温处理后可开花结实,未经低温处理的白菜,外施赤霉素也能正常开花,说明赤霉素能促进开花。
[典例1-2] 不同处理对某植物性别分化的影响如表所示,下列叙述正确的是( C )
A.根产生的赤霉素能促进雌株形成
B.叶产生了促进雌株形成的细胞分裂素
C.若对完整植株施用赤霉素合成抑制剂,则雌株数量增多
D.赤霉素和细胞分裂素对性别分化的作用不是相互对抗的
解析:对比完整植株、去部分根植株及去部分根+施用细胞分裂素植株的分化结果,可推知根产生的细胞分裂素能促进植株分化为雌株。同理,可推知叶产生的赤霉素能促进植株分化为雄株。对完整植株施用赤霉素合成抑制剂,可以抑制赤霉素的合成,效果等同于去部分叶,分化后雌株占多数。两种植物激素调节性别的分化,细胞分裂素促进雌株的形成,赤霉素促进雄株的形成,所以这两种激素的调节作用是相互对抗的。
[任务突破2]
列表比较脱落酸、乙烯的合成部位、分布及生理作用
[即时应用]
[典例1-3] 脱落酸与植物的衰老、成熟、抗逆性有关。下列相关叙述错误的是( C )
A.脱落酸在植物体内可作为信号分子,起着信息传递的作用
B.脱落酸促进叶片和果实的衰老和脱落
C.提高脱落酸含量可解除种子的休眠状态
D.植物体内脱落酸含量的变化是植物适应环境的一种方式
解析:脱落酸是植物激素,在植物体内可作为信号分子,起着信息传递的作用;脱落酸促进叶片和果实的衰老和脱落;脱落酸维持种子休眠,所以提高脱落酸含量保持种子的休眠;植物体内脱落酸含量的变化是植物适应环境的一种方式。
[典例1-4] “引来繁花缀满枝,瓜熟蒂落也有时”是多种植物激素共同作用的结果。下列关于植物激素的叙述,错误的是( C )
A.植物激素的产生部位和作用部位可以不同
B.植物茎切段中乙烯含量升高,可抑制生长素促进细胞伸长的作用
C.脱落酸可促进叶和果实的衰老脱落,并促进细胞分裂
D.与“瓜熟蒂落”相关的激素主要是脱落酸和乙烯
解析:由植物激素的概念可知,植物激素的产生部位和作用部位可以不同,如乙烯可在植物体的各个部位产生,其作用部位主要是成熟的组织和器官;一定浓度的生长素可促进乙烯的生成,植物茎切段中乙烯含量升高,可抑制生长素促进细胞伸长的作用;脱落酸能促进叶片和果实的脱落,促进细胞分裂的植物激素是细胞分裂素;由以上分析可知,与“瓜熟蒂落”相关的激素主要是脱落酸和乙烯。
任务二 激素间的相互作用
[任务突破1]
辨析激素间的协同作用与相互拮抗
[即时应用]
[典例2-1] 乙烯、脱落酸与其他激素共同调节植物的生命活动。下列叙述错误的是( A )
A.乙烯可促进果实发育
B.乙烯具有对抗生长素的作用
C.脱落酸可促进气孔关闭
D.脱落酸与赤霉素对种子萌发的作用相互拮抗
解析:乙烯具有促进果实成熟的作用;一定浓度的乙烯具有抑制生长的作用,故乙烯具有对抗生长素的作用;脱落酸与植物对不良环境发生响应有关,在缺水条件下脱落酸含量上升,导致气孔关闭,减少水分蒸发,有利于植物度过不良条件;赤霉素具有促进细胞伸长,解除种子休眠并促进其萌发的作用;脱落酸具有抑制植物细胞分裂和种子萌发,促进植物进入休眠,促进叶和果实的衰老、脱落的作用,故脱落酸与赤霉素对种子萌发的作用相互拮抗。
[典例2-2] 如图为海带中生长素(IAA)和脱落酸(ABA)的含量与海带生长变化的关系,据图分析下列叙述正确的是( D )
A.海带增长率与IAA含量呈负相关
B.海带在后期生长缓慢,原因是IAA含量下降,与ABA含量变化无关
C.海带ABA含量在一年之中的变化呈上升趋势
D.IAA和ABA在海带生长的调节上相互拮抗
解析:由题图可知,IAA含量下降的同时海带长度和宽度增长率也下降,说明两者呈正相关;海带在后期生长缓慢,原因是IAA含量下降,同时ABA含量升高,这是两者共同作用的结果;题图中只有11月到来年5月的数据,没有其他时间的实验数据,故无法判断海带ABA含量一年之中的变化趋势;IAA促进生长而ABA抑制生长,说明IAA和ABA在海带生长的调节上相互拮抗。
[任务突破2]
列表归纳生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用
(1)生长素和细胞分裂素比例与愈伤组织分化的关系。
(2)在实际生产中常用植物生长调节剂来代替天然植物激素,原因是天然植物激素含量低,且提取困难。同时植物体内有分解天然激素的酶,易分解激素,使其作用时间短。
[即时应用]
[典例2-3] 某同学培养烟草愈伤组织,结果如图所示。该培养基中生长素和细胞分裂素的含量比例关系为( B )
A.细胞分裂素多,生长素少
B.细胞分裂素少,生长素多
C.细胞分裂素中等量,生长素少
D.细胞分裂素和生长素比例合适
解析:由题图分析可知,烟草愈伤组织的根比较发达,茎叶的发育相对较弱,此时生长素用量多,细胞分裂素用量少。
任务三 常见植物生长调节剂及应用
[任务突破]
1.列表归纳植物生长调节剂及应用
2.列表比较植物激素与植物生长调节剂
[即时应用]
[典例3-1] 植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法错误的是( B )
A.细胞分裂素可用于蔬菜和水果的保鲜
B.乙烯利常被用于促进开花和果实的发育
C.适宜浓度的赤霉素可促进种子萌发、解除休眠
D.适当提高生长素的比例可促进愈伤组织分化出根
解析:细胞分裂素能促进细胞分裂,可用于蔬菜和水果的保鲜;乙烯利与乙烯作用相似,主要作用是促进果实成熟,不能促进开花;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,此外它还有防止器官脱落和解除种子、块茎休眠,促进萌发等作用;生长素和细胞分裂素的比例可决定愈伤组织的分化方向,提高培养基中生长素的比例可促进愈伤组织分化出根。
[典例3-2] (2020·浙江7月选考)下列关于植物激素应用的叙述,错误的是( D )
A.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
B.双子叶植物花、叶和果实的脱落过程中存在生长素与乙烯的对抗作用
C.赤霉素能促进果柄伸长,使无籽葡萄的果实增大
D.喷洒脱落酸可延长绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间
解析:由于双子叶植物对2,4-D的敏感性强,单子叶植物对2,4-D的敏感性弱,所以可用2,4-D杀除禾谷类田间的双子叶杂草;生长素既能防止落花落果,也能疏花疏果,生长素浓度增高到一定值时会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素的作用,所以双子叶植物花、叶和果实的脱落过程中存在生长素与乙烯的对抗作用;赤霉素能促进茎的伸长和果实的发育,所以赤霉素能促进果柄伸长,使无籽葡萄的果实增大;脱落酸抑制植物生长,促进叶和果实的衰老和脱落,故喷洒脱落酸会缩短绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间。
植物
激素
主要合
成部位
存在较多的部位
生理作用
赤
霉
素
幼芽、幼根和未成熟的种子
较多存在于植物生长旺盛部位,如幼叶、根尖、果实和种子中
促进细胞伸长和细胞分裂,从而引起植株增高;促进叶片扩大、种子萌发、果实生长,解除休眠,抑制衰老等
细胞
分裂
素
主要是根尖
主要分布在细胞分裂旺盛的部位,如茎尖、根尖、萌发的种子和发育中的果实等
促进细胞分裂;促进侧芽生长,促进果实生长,促进种子萌发,延缓叶片衰老等
处理
结果
完整植株
雌、雄株各占一半
去部分根
雄株占多数
去部分根+施用细胞分裂素
雌株占多数
去部分叶
雌株占多数
去部分叶+施用赤霉素
雄株占多数
植物
激素
主要合
成部位
存在较多
的部位
生理作用
脱
落
酸
成熟的绿叶和果实
将要脱落的器官和组织中含量较多,逆境条件下会增多
抑制生长;促进气孔关闭;促进叶片和果实的衰老和脱落;保持休眠,提高植物的抗逆性
乙烯
高等植物各器官
广泛存在于植物体内,成熟的果实含量多
促进果实成熟;促进叶、花、果实脱落
相互作
用类型
生理作用
相关激素
协同
作用
促进植物生长
细胞分裂素促进细胞分裂,而生长素、赤霉素则是促进增殖的子细胞继续增大
延缓叶片衰老
生长素、细胞分裂素
诱导愈伤组织
分化成根或芽
生长素、细胞分裂素
促进果实成熟
和脱落
脱落酸、乙烯
促进种子发芽
细胞分裂素、赤霉素
促进果实坐
果和生长
生长素、细胞分裂素、赤霉素
相互
拮抗
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
调节种子萌发
赤霉素、细胞分裂素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发
调节叶片衰老
生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老,脱落酸促进叶片衰老
比例
结果
细胞分裂素太多而生长素少
只长茎叶不长根
细胞分裂素和生长素均少
愈伤组织继续生长,不发生分化
细胞分裂素少,生长素太多
只长根不长茎叶
激素
对应植物
生长调节剂
应用
生长素
NAA
(萘乙酸)、
2,4-D、
IBA
①促进扦插枝条生根
②促进果实发育,防止落花落果
③用作农业除草剂
④培育无籽番茄等无籽果实
赤霉素
赤霉素
①促进植物茎秆伸长
②解除种子和其他部位的休眠,提早用来播种
细胞
分裂素
6-BA
蔬菜储藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长储存时间
乙烯
乙烯利
用于催熟果实
类别
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
生理作用
对植物生长发育进行调节
作用后去向
被相应的酶分解失活
残留在植物体内继续发挥作用
作用效果
短暂,一般只发挥一次作用
持久稳定
实例
乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸
乙烯利、生长素类植物生长调节剂、青鲜素、赤霉素、矮壮素