第5章 植物生命活动的调节——【期末复习】高二上学期生物章节知识点梳理（人教版2019选择性必修1）

第5章 植物生命活动的调节

第1节 植物生长素

一、生长素的发现过程

1.生长素的发现过程

（1）达尔文的实验

①发现问题：植物具有向光性，即在  单侧光  的照射下，植物朝向  光源  方向生长的现象。

②实验设计（材料：金丝雀虉草的胚芽鞘）

③实验结论：胚芽鞘  尖端 受  单侧光  刺激后，就向下面的  伸长区  传递某种“  影响  ”，造成伸长区  背光面  比  向光面  生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。

（2）鲍森·詹森的实验                           （3）拜尔的实验

（4）温特的实验

注：琼脂块的作用是 收集尖端产生的化学物质 ；对照组的目的是 排除琼脂块自身成分对实验的干  。

（5）其他科学家的研究：确认生长素的化学本质是  吲哚乙酸(IAA)  。

注：植物体内具有生长素效应的物质，除了IAA外，还有  苯乙酸(PAA)  、  吲哚丁酸(IBA)  等。

区别：生长素：属于  植物  (动物/植物)激素，化学本质是  吲哚乙酸  。

生长激素：属于  动物  (动物/植物)激素，化学本质是  蛋白质  ，由  垂体  产生。

2. 植物激素：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  。

3. 生长素的产生、运输和分布

（1）产生：部位：主要合成场所是  幼嫩的芽、叶  和  发育中的种子  。

（1）产生：来源：是由  色氨酸  经过一系列反应转变而来的。

（2）运输

①极性运输：生长素只能  单方向  地从  形态学上端  运输到  形态学下端  。

极性运输是细胞的  主动运输  ，需要  载体蛋白  协助，需要消耗  能量  。

②横向运输：由  单侧光、重力、离心力  等外界刺激引起，只发生在根、芽等各个部位的  尖端  。

③非极性运输：在  成熟  组织中，生长素可以通过  韧皮部  进行非极性运输。

（3）分布：在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在  生长旺盛  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。

4. 胚芽鞘(植物)向光性原因

（1）原因分析：植物的向光性是由于生长素  分布不均匀  造成的：  单侧光  照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量  多于  向光一侧，因而引起两侧的生长  不均匀  ，从而造成向光弯曲。

（2）原因图解

（3）小结：胚芽鞘向光性实验归纳

①生长素合成部位：   胚芽鞘尖端   。②生长素作用部位： 胚芽鞘尖端以下的部分(伸长区)。

③胚芽鞘感光部位：   胚芽鞘尖端   。④胚芽鞘弯曲生长部位： 胚芽鞘尖端以下的部分(伸长区)。

⑤胚芽鞘向光性外因：    单侧光照射    ；内因：  尖端下部生长素分布不均匀    。

⑥胚芽鞘生长与否：取决于     尖端下部能否获得生长素     ；

⑦胚芽鞘生长弯曲与否：取决于   尖端下部生长素分布是否均匀   。

5. 不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲现象分析

（1）暗盒开孔类                            （2）云母片(玻璃片)插入类(注：生长素不能透过)

现象：①    直立生长                       现象：①     直立生长      ②    直立生长   

②  向光弯曲生长                           ③   向光弯曲生长    ④  向左弯曲生长

（3）切割移植类

现象：①  直立生长    ②  向左弯曲生长   

③a、b、c关系为：  a＝b＋c，b＞c  ，胚芽鞘生长情况：  向右弯曲生长 

④a、b、c关系为：  a＝b＋c，c＞b  ，胚芽鞘生长情况：  向左弯曲生长 

（4）锡箔纸遮盖类                          （5）旋转类

现象：①  直立生长    ②  向光弯曲生长     现象：①  向中央弯曲生长    ②  直立生长

③  向开孔处弯曲生长 

（6）幼苗横置类                            （7）失重类

现象：①  根向下弯曲生长                   现象：  根茎都水平生长   

②  茎向上弯曲生长 

特别提醒：

①尖端是否产生生长素和产生生长素的多少，与光照无关，所以在黑暗的情况下胚芽鞘也能直立生长。

②幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但因无重力作用而失去了根的向重力性和茎的负向重力性。

6. 生长素极性运输的实验验证

两组相互对照，共同证明生长素只能由形态学  上端  向形态学  下端  运输。

二、生长素的生理作用

1. 作用机理：生长素能促进细胞  伸长生长  ，从而引起植株长高。

2. 作用方式：生长素 不直接  参与细胞代谢，而是作为 信息分子  给细胞传达一种 调节代谢  的信息。

3. 生长素的作用特点——  两重  性

（1）作用表现：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。

（2）影响生长素生理作用的因素

①浓度：一般情况下，在  浓度较低  时促进生长，在  浓度过高  时抑制生长，甚至  杀死  植物。

②成熟程度：一般来说，  幼嫩  的细胞对生长素敏感，  老细胞  则比较迟钝。

③器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为：  根  ＞  芽  ＞  茎  。

（3）生长素两重性曲线分析

①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效不同。即在一定浓度范围内  促进  生长，超过这一范围则  抑制  生长。以根为例：

A′点浓度：表现为对根的生长   既不促进，也不抑制   (为低浓度和高浓度的分界点)；

A′点前浓度(低浓度)：表现为  促进生长  ；A′点后浓度(高浓度)：表现为  抑制生长  。

A点浓度：为促进根生长的  最适浓度  ；A点前：随浓度升高，   促进作用逐渐增强   ；

AA′段：随浓度升高，   促进作用逐渐减弱   ；A′点后：随浓度升高，   抑制作用逐渐增强   。

注：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，最适浓度在这两种浓度之间。

②同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性高低：  根  ＞  芽  ＞  茎  )，也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。

例如：B′点浓度，对根表现为  抑制  作用，对芽表现为  既不促进、也不抑制  ，对茎表现为  促进

作用。

注意：在太空中(重力为0)，植物根、茎的生长不同于地球上，但生长素两重性的曲线仍适用。

4. 生长素两重性实例

（1）顶端优势

①概念：  顶芽  优先生长，侧芽受到  抑制  的现象。

②原因分析：顶芽产生的生长素向下极性运输，大量积累在靠近顶芽的  侧芽  附近。由于侧芽对生长素浓度比较  敏感  ，因此侧芽的生长受到  抑制  ；而顶芽处的生长素浓度适宜，生长  较快  。

③解除顶端优势的方法：  去掉顶芽  。如棉花摘心可使侧芽处生长素浓度  降低  (升高/降低)，

  促进  (促进/抑制)其生长。（思考：上图去掉顶芽后侧芽  A  生长较快）

④应用：需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势；不要长高、需要侧枝较多的植物（如棉花摘心、烟草打顶、果树修剪整枝）：去掉顶芽，解除顶端优势。

第2节 其他植物激素

1. 能引起水稻植株出现疯长现象(恶苗病)的激素是  赤霉素  。

2. 植物激素的合成部位和主要作用

注：第六类植物激素——油菜素内酯：促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发。

3. 各种激素间的相互关系

（1）在植物的  生长发育  和适应  环境变化  的过程中，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。

（2）在细胞分裂起作用的激素

_生长素_和__细胞分裂素__在细胞分裂起__协同_作用。

（3）生长素和赤霉素的关系

两者都能促进细胞伸长，表现为协同 作用。赤霉素既可促进 生长素的合成，又可抑制生长素分解。

（4）脱落酸和赤霉素的关系

脱落酸使种子保持 休眠状 态，赤霉素促进种子萌发 ，两者为拮抗  作用。

（5）生长素和乙烯的关系

生长素含量达到一定值时，促进 乙烯合成；乙烯含量升高会抑制 生长素的作用。可见高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的。

（6）在花的性别分化上起作用的激素

赤霉素_促进雄花分化，_脱落酸_促进雌花分化；_赤霉素_和_脱落酸_在黄瓜花的性别分化上起_拮抗_作用。

第3节植物生长调节剂的应用

1. 植物生长调节剂

（1）含义：  人工合成  的对植物的生长发育有  调节  作用的  化学物质  。

（2）优点：容易  合成  、原料  广泛  、  效果稳定  等优点。                   

思考：植物生长调节剂效果稳定的原因：     植物生长调节剂在植物体内没有分解它的酶    。

2. 植物生长调节剂的类型和作用

（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。

（3）生长调节剂应用的好处：提高作物产量、改善产品品质；减轻人工劳动。

（4）生长调节剂应用的负面影响：使用不当，可能影响作物产量和产品品质；过量使用，可能对人体健康和环境  带来不利影响。

3. 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度

（1）原理：适宜浓度的NAA溶液促进插条生根  ，浓度过高或过低都不利于插条生根  。

（2）处理插条的方法

①浸泡法：适用于  低  浓度溶液，要在遮阴和空气湿度较高的地方进行。

②沾蘸法：适用于  高  浓度溶液。

（3）变量分析

①自变量：不同生长素类似物溶液的  浓度  。

②因变量：插条的  生根  情况，如   生根时间，根的数量、长度   。

③无关变量：如  处理时间、光照、温度、枝条上芽的数量  ，无关变量要求  相同且适宜  。

（4）实验思路：设计一系列  浓度梯度  的生长素类似物溶液，观察统计各浓度下插条  生根情况  。

①将  生长状况  相同的插条平均分成若干组；

②配制对应组数的系列  梯度浓度  的生长素类似物溶液，使用清水(浓度为0)的一组作为  对照  组。

③分别用不同浓度的生长素类似物溶液处理对应组的  插条形态学下端  ；

④观察记录插条   生根时间，根的数量、长度   等，确定最适浓度。

实验中生根时间最短、数量最多、长度最长的一组对应浓度就是促进扦插生根的  最适浓度  。

（5）在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个  预实验  。可以为进一步的实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。

第4节 环境因素参与植物的生命活动

一、光对植物生长发育的调节

1.光对植物生长发育的作用

（1）光是植物进行光合作用的能量来源；

（2）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。

2.光信号传导的结构基础之一——光敏色素

（1）化学本质：蛋白质（色素—蛋白复合体）

（2）分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。

（3）吸收光的类型：主要是红光和远红光。

3.光调控植物生长发育的反应机制

二、参与调节植物生命活动的其他因素
  光，温度、重力  等环境因素也会参与调节植物的生长发育。

1.温度参与植物生长发育的调节的实例

（1）年轮形成的原因：

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。

（2）春化作用 ：经历低温诱导促使植物开花的作用。

2.重力参与植物生长发育的调节实例

正向重力性：根顺着重力方向向下生长（根的向地性）

负向重力性：茎背着重力方向向上生长（茎的背地性）

淀粉—平衡石假说：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。

三、植物生长发育的整体调控

高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控，是基因表达调控、激索调节和环境因素调节共同构成的网络。

1.基因表达调控：植物细胞里储存着全套基因，但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。

2.激素调节：激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。

3.环境因素调节：植物响应环境变化，调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官和个体水平上的变化。