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新高考生物一轮复习课件 第八单元 第5课 植物的激素调节（含解析）
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这是一份新高考生物一轮复习课件 第八单元 第5课 植物的激素调节（含解析），共60页。PPT课件主要包含了核心概念·自查，分布不均匀，生长素，有机物，色氨酸，韧皮部，生长旺盛，调节代谢，去除顶芽，根的向地等内容，欢迎下载使用。
第5课 植物的激素调节
核心概念·自查
【概念导图】一图知全局
【概念梳理】闭书测基础 一、生长素的发现、产生、分布及运输1.生长素的发现过程:
尖端
尖端
快
分布不均匀
生长素
2.植物激素的概念:(1)产生:植物体内;(2)运输:从______部位到______部位; (3)作用:影响植物生长发育;(4)本质:微量_________。 3.生长素的产生、运输和分布:(1)产生:①产生原料:_______。②产生部位:主要是___________________________。
产生
作用
有机物
色氨酸
幼嫩的芽、叶和发育中的种子
(2)运输:①极性运输:在 _______________________处,只能从形态学_____运输到形态学_____。 ②非极性运输:在成熟组织中通过________进行。 (3)分布:植物体各器官中都有,相对集中地分布在_________的部分。
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
上端
下端
韧皮部
生长旺盛
二、生长素的生理作用及其应用1.生理作用:通过促进细胞的纵向伸长,促进细胞生长。2.作用方式:不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种_________的信息。3.特性:两重性。低浓度_____,高浓度_____。具体如下:
调节代谢
促进
抑制
4.实例剖析:(1)顶端优势:①概念:植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。②原因:
③解除方法:_________。④应用:可适时摘除棉花的顶芽,解除顶端优势,以促进侧芽的发育,从而使它多开花、多结果。(2)根的向地性:重力→生长素分布不均(_____侧生长素浓度高,_____侧生长素浓度低)→生长不均(_________侧生长慢,_____侧生长快)→根向地生长。5.敏感程度:根>芽>茎,幼嫩>衰老,双子叶植物>单子叶植物。
去除顶芽
向地
背地
根的向地
背地
6.生长素类似物:(1)概念:_________的具有与_______相似生理效应的化学物质。(2)种类:α-萘乙酸(NAA)、2,4-D等。(3)应用:①防止果实和叶片的_____;②促进结实;③获得_________;④促进扦插枝条_____。
人工合成
生长素
无子果实
生根
脱落
三、其他植物激素及其相互作用1.其他植物激素的合成部位和主要作用(连线):
2.植物生长调节剂:(1)概念:_____合成的对植物的生长发育_______作用的化学物质。(2)优点:容易合成、原料广泛、_________等。
人工
有调节
效果稳定
(3)应用实例(连线)
四、探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用1.预实验:(1)概念:在_________前预先做的实验。(2)意义:为进一步实验_________;检验实验设计的_______________。2.激素处理植物的方法:_______、_______。前者药液浓度一般比后者低。3.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度:(1)实验原理:不同浓度的生长素类似物溶液中,插条生根的情况不同。在_________下,插条生根最多、最快。
正式实验
摸索条件
科学性和可行性
浸泡法
沾蘸法
最适浓度
(2)实验过程:
(3)结果分析:根据测量数据,绘制如图所示曲线。促进插条生根的最适浓度为___。
B'
【概念辨析】全面清障碍 1.判断有关生长素的发现、产生、运输和分布相关叙述的正误:(1)幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。 ( )分析:植物激素的含量是微量的。(2)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。 ( )分析:生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散作用。
×
×
(3)吲哚乙酸是一种具有催化作用的蛋白质。 ( )分析:吲哚乙酸不是蛋白质,不具有催化作用。(4)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。 ( )(5)成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。 ( )
×
√
√
2.判断下列有关生长素作用及应用相关叙述的正误:(1)幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。 ( )分析:幼嫩细胞比成熟细胞对生长素更敏感。(2)棉花表现出的顶端优势与顶芽产生的生长素的极性运输有关。 ( )(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。 ( )分析:侧芽相对于顶芽为形态学下端,由于生长素的极性运输,生长素不能由形态学下端运输到形态学上端。
×
√
×
(4)生长素浓度不同,对芽生长的促进效果一定不同。 ( )分析:生长素作用具有两重性,低于或高于最适浓度,可以产生相同的促进效果。(5)顶端优势和根的向地生长说明了生长素生理作用的两重性。 ( )(6)喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花疏果。 ( )分析:高浓度的生长素类似物可以疏花疏果,低浓度的生长素类似物可以保花保果。
×
√
×
3.判断有关其他植物激素及其相互作用的叙述正误:(1)细胞分裂素主要分布在根尖和茎尖。 ( )分析:细胞分裂素主要分布在根尖。(2)苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落。 ( )分析:脱落酸促进叶片和果实的脱落。(3)用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存。 ( )分析:赤霉素能促进马铃薯发芽,不利于储存。(4)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。 ( )
×
×
×
√
(5)豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响。 ( )(6)植物激素可以影响基因的表达,基因也可以控制激素的合成。 ( )
√
√
【概念活用】教材命题源1.教材必修3 P52“拓展题”改编:将幼苗在适宜条件下横放,一段时间以后,由于______的作用使生长素近地侧多于背地侧,而且根对生长素的敏感程度_______(填“大于”或“小于”)茎,因此根近地侧生长素浓度高_____生长,茎近地侧生长素浓度高_____生长,从而使幼苗的根向地生长,茎背地生长。
重力
大于
抑制
促进
2.教材必修3 P54“教材原文”:“在植物生长发育和适应环境的变化过程中,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”。如图为果实发育过程中不同植物激素的浓度变化曲线,回答下列问题:
(1)在果实细胞伸长阶段,起作用的激素主要有 _______________。 (2)果实发育不同阶段各种激素的浓度不同,根本原因是 __________________。 (3)从图中可以看出,在果实发育过程中具有协同作用的激素是_________________________________________。
生长素和赤霉素
基因的选择性表
达
细胞分裂素、
生长素和赤霉素;乙烯和脱落酸
关键能力·进阶
考点一 生长素的发现、产生、分布及运输【典例精研引领】将生长状况相同的完整胚芽鞘均分成①②③三组,处理方式如图所示。三组均在适宜条件下水平放置,一段时间后观察弯曲情况。实验结果为①③组背地弯曲生长,②组水平生长。下列有关说法错误的是 ( )
A.该实验能证明生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端B.②组云母片不会阻止生长素的极性运输C.①③组胚芽鞘背地弯曲生长说明高浓度的一侧长得慢D.①组属于对照组,②③组均属于实验组
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】选C。当云母片阻断尖端的时候,胚芽鞘的生长情况与对照组不同,没有出现背地弯曲,说明生长素的横向运输是发生在尖端的,A项正确。从结构上看,②组的云母片是顺着植物结构放置的,不会影响生长素的极性运输,B项正确。茎的近地侧生长素浓度高于背地侧,比背地侧长得快,高浓度的一侧长得快,C项错误。本实验①组属于没有经过任何处理的空白对照,②③组都经过了云母片的实验处理,属于实验组,D项正确。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)从产生部位及运输方向的角度分析生长素的横向运输与极性运输、非极性运输有何不同。(科学思维:比较与分类)提示:生长素横向运输只发生在根尖、茎尖等产生生长素的部位,且需要单侧光或重力等单方向的刺激;极性运输从形态学上端运向形态学下端,不受重力、光照等的影响;非极性运输发生在成熟的组织(如韧皮部)中。
(2)如果在失重状态下进行上述实验,①～③组实验结果分别为① _________;②_________;③_________。原因是____________________________________________________________________________。(科学思维:演绎和推理) (3)如果实验材料替换为植物幼嫩的根尖重新进行上述实验,①～③组实验结果分别为①_________;②_________;③_________。(科学思维:比较与分析)
水平生长
水平生长
水平生长
没有重力作用,水平放置的胚芽鞘近地
侧和背地侧的生长素分布是均匀的,会水平生长
向地生长
水平生长
向地生长
【知能素养提升】 1.胚芽鞘向光性原理的模型构建与解读:(科学思维:分析与建模)
2.辨析极性运输和横向运输:(科学思维:比较、分析)(1)极性运输只能由形态学上端向形态学下端运输,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。(2)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。
3.不同处理条件下植物向性运动的结果分析:(科学思维:归纳与分析)
【热点考向演练】考向一 结合植物生长方向的判断与分析,考查科学思维能力1.如图用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验,能生长但不弯曲的是 ( )
A.③④ B.①④ C.②⑤ D.①⑤
【解析】选B。尖端是感光部位,图中①用锡箔遮住尖端,因此直立生长;②尖端能够感受到单侧光的刺激,因此弯向右侧光源生长;尖端是产生生长素的部位,③切去尖端将不生长也不弯曲;④切去尖端后,中间放置含生长素的琼脂块,并且单侧光对其无刺激作用,因此直立生长;⑤胚芽鞘切去尖端后,在胚芽鞘的右侧放置含生长素的琼脂块,因此胚芽鞘弯向左侧生长。
2.如图所示,a、b、c表示对胚芽鞘做不同处理的实验,d为一植株被纸盒罩住,纸盒的一侧开口,用单侧光照射。下列对实验结果的描述,正确的是( )A.b、c胚芽鞘中的生长素均发生了横向运输B.a直立生长,b向光弯曲生长,c向光弯曲生长C.若固定d中植株,旋转纸盒,则植株向左弯曲生长D.若将d中纸盒和植株一起旋转,则植株向小孔弯曲生长
【解析】选D。在单侧光下,胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端,胚芽鞘c没有尖端,A错误。生长素不能通过玻璃片,a直立生长;生长素可穿过琼脂片,单侧光照会引起生长素分布不均匀,胚芽鞘b向光弯曲生长;含生长素的琼脂块放在向光侧,胚芽鞘c背光弯曲生长,B错误。若固定d中植株,旋转纸盒,则植株向右(光源处)弯曲生长,C错误。若d中纸盒和植株一起旋转,则只有小孔部位能受到单侧光照射,胚芽鞘会弯向小孔生长,D正确。
【方法技巧】判断植物“长不长、弯不弯”的方法
注:①判断生长素的有无,一看有没有产生部位,二看有没有人为施加;②尖端下部伸长区相当于生长素作用的“靶细胞”部位。
考向二 围绕生长素的产生、运输及分布,考查科学思维能力3.如图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,甲、乙两侧的生长情况,对照组未经单侧光处理。下列叙述正确的是 ( )
A.甲为背光侧,IAA含量低于乙侧和对照组B.对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲C.若光照前去除尖端,甲、乙两侧的生长状况基本一致D.IAA先极性运输到尖端下部再横向运输
【解析】选C。据图可知,甲侧为背光侧,其生长素(IAA)的含量高于乙侧和对照组,A错误;对照组的燕麦胚芽鞘没有受到单侧光的照射,因此不弯曲,但是其尖端可以产生生长素,因此其应该直立生长,B错误;若光照前去除尖端,则没有尖端感受单侧光刺激,则甲、乙两侧生长情况应该基本一致,C正确;生长素先在尖端进行横向运输,再向下进行极性运输,D错误。
4.(2021·合肥模拟)下列与生长素的产生、运输和分布相关的叙述,正确的是( )A.生长素只能在幼嫩的芽、叶和发育的种子中产生B.生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的C.生长素在植物体内只能进行极性运输D.生长素在植物体的各器官中都有分布
【解析】选D。生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,故选项A错误;色氨酸经过一系列反应才转变成生长素,故选项B错误;在成熟组织中,生长素可通过韧皮部进行非极性运输,故选项C错误;生长素在植物体的各器官中都有分布,但相对集中地分布在生长旺盛的部位,D正确。
【加固训练·拔高】1.如图中,A、B、C表示花盆放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上。A放在转盘的圆盘上,B放在开小窗的暗箱内,暗箱放在转盘正中;C放在转盘正中,外面套上开小窗的暗箱。下列说法错误的是 ( )
A.若A花盆随转盘旋转,花盆中的小苗将会背离圆心生长B.若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,C花盆中的小苗将会直立生长C.若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,B花盆中的小苗将会弯向单侧光源生长D.若B花盆和暗箱一起旋转,B花盆中的小苗将会弯向小窗生长
【解析】选A。影响A花盆中的小苗生长素分布的外力为离心力,生长素主要分布于外侧,小苗将会向圆心生长,A项错误;若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,小苗处于黑暗环境中,生长素分布均匀,因此C花盆中的小苗将会直立生长,B项正确;若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,只有当小窗转到光源方向时小苗才接受一次单侧光照射,小苗将弯向光源生长,C项正确;若B花盆和暗箱一起旋转,则小苗表现为接受间断的单侧光照射,光源来源于小窗,所以小苗向小窗弯曲生长,D项正确。
2.生长素能促进植物细胞生长,作用机理如图所示。下列说法不正确的是( )A.生长素与细胞膜受体结合可引起H+以主动运输的方式向外运输B.细胞壁在碱性条件下发生结构改变导致细胞膨胀,引起细胞生长C.生长素的调节作用依赖于细胞内的信息传递过程D.生长素通过影响细胞的基因表达来调节植物生长
【解析】选B。由题图分析可知,生长素与细胞膜受体结合,能引起内质网释放Ca2+,Ca2+促进细胞内的H+利用ATP中的能量转运到细胞外,所以H+的跨膜运输方式是主动运输,A正确;由题图可知,H+运输到细胞膜外,细胞壁是在酸性条件下发生结构改变导致细胞膨胀,引起细胞生长的,B错误;由题图可知,生长素的调节作用分别是通过内质网释放Ca2+和细胞内的活化因子来完成信息传递过程,C正确;由题图可知,生长素与活化因子结合后进入细胞核,促进相关基因的表达来调节植物生长,D正确。
考点二 生长素的生理作用及其应用【典例精研引领】图1是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧,一段时间后,测定胚芽鞘弯曲的情况(弯曲角度用α表示);图2表示随着琼脂块中的生长素浓度变化导致胚芽鞘弯曲角度α的变化情况。下列有关叙述正确的是 ( )
A.接触琼脂块一侧的胚芽鞘细胞的分裂速度加快,导致弯曲生长B.琼脂块中的生长素浓度为Ⅰ时,胚芽鞘向左侧弯曲C.琼脂块中的生长素浓度大于Ⅱ时,α值越来越大,胚芽鞘生长受到抑制D.琼脂块中的生长素浓度为0时,胚芽鞘还能生长,可能是胚芽鞘中含有生长素
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】选D。生长素具有促进细胞伸长生长的作用,所以接触琼脂块一侧的胚芽鞘细胞的生长速度加快,导致弯曲生长;琼脂块中的生长素浓度为Ⅲ时,胚芽鞘向左侧弯曲;琼脂块中的生长素浓度大于Ⅱ时,α值越来越大,但只要α值小于90°,胚芽鞘生长仍受到促进;琼脂块中的生长素浓度为0时,去掉尖端的胚芽鞘还能生长,可能是去掉尖端的胚芽鞘中含有生长素。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)从左侧进行单侧光照是否影响本实验的结果?请说明理由。(科学思维:分析与综合)提示:不影响。单侧光不影响生长素在琼脂块中的分布。(2)是否存在含有某浓度生长素的琼脂块使胚芽鞘直立生长?为什么?(科学思维:比较与分类)提示:存在,从浓度Ⅱ开始,随着生长素浓度的升高对胚芽鞘的促进作用降低,直至促进作用为0,则胚芽鞘直立生长。
【备选典例】图1表示不同植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系,图2为不同浓度的生长素对植物生长的影响曲线。下列叙述错误的是 ( )
A.图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素的作用具有两重性B.图1中曲线Ⅰ、Ⅱ的最低点和图2中的H点对应的生长素浓度均为促进相应植物生长的最适浓度C.若图1中的a点对应的生长素浓度为图2中的m,则b点对应的生长素浓度大于eD.若图1中的c点对应的生长素浓度为图2中的m,则d点对应的生长素浓度应大于g小于2m
【解析】选D。图1中,在一定生长素浓度范围内,植物生长单位长度所需时间均比生长素浓度为0时要短,超过一定浓度后,情况则相反;图2中,当生长素浓度为0～e时,生长素对植物生长起促进作用,当生长素浓度大于e时,生长素对植物生长起抑制作用;因此,图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素的作用具有两重性,A正确。图1中,曲线Ⅰ、Ⅱ的最低点均表明相应植物生长单位长度所需时间最短,对应最适生长素浓度;图2中的H点表示生长素对植物生长的促进作用最大,对应的g是生长素促进相应植物生长的最适浓度,B正确。图1中的a点对应的生长素浓度对相应植物生长起促进作用,b点对应的生长素
浓度对相应植物生长起抑制作用;图2中生长素浓度为m时对植物生长起促进作用,生长素浓度大于e时对植物生长起抑制作用,因此,若a点对应的生长素浓度为图2中的m,则b点对应的生长素浓度大于e,C正确。图1中的c、d两点对应的生长素浓度对相应植物生长均起促进作用,d点的促进作用更大且d点在最适浓度之前;若c点对应的生长素浓度为图2中的m,则d点对应的生长素浓度介于m与g之间,D错误。
【知能素养提升】1.生长素作用两重性曲线模型的构建与解读:(科学思维:建模与分析)(1)生长素浓度与促进程度的曲线分析:
上图表示不同浓度生长素的生理作用不同,表现为两重性。曲线解读:①AB段——随生长素浓度升高,对茎生长的_________________。②B点——促进茎生长的_____浓度。③BC段(不含C点)——随生长素浓度升高,对茎生长的_________________。④C点——_________________。⑤CD段——生长素浓度过高,_________。⑥对茎而言,“低浓度”和“高浓度”的界限指的是__点对应的生长素浓度。
促进作用逐渐增强
最适
促进作用逐渐减弱
既不促进也不抑制
抑制生长
C
(2)不同器官对生长素的敏感程度曲线分析:
上图表示不同器官对生长素的敏感程度不同,根>芽>茎。曲线解读:①促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次约为_____ mol·L-1、____ mol·L-1、____mol·L-1,说明不同器官对生长素的敏感性_____(填“相同”或“不同”)。②10-6 mol·L-1的生长素浓度对于根是_____作用,对于茎是_____作用,这说明同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理效应_____(填“相同”或“不同”)。
10-10
10-8
10-4
不同
抑制
促进
不同
(3)不同植物对生长素的敏感程度曲线分析:如图表示不同植物对生长素的敏感程度不同,双子叶植物比单子叶植物敏感性强。
2.根的向地性和茎的背地性现象的分析:(科学思维:分析和推理)(1)图解:
(2)分析:
【热点考向演练】考向一 结合生长素的作用特点——两重性,考查科学思维1.(2021年辽宁适应性测试)如图是吲哚乙酸(IAA)诱导豌豆茎切段伸长生长的典型剂量反应曲线，图中将对照组(不加IAA)的伸长生长设为“0”。据图分析，下列叙述正确的是 ( )
A.在M点对应的IAA浓度下，切段不发生伸长生长B. IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈正相关C. IAA浓度高于10-4 mol/L后，随着浓度升高，其抑制伸长生长的作用越来越弱D.不同浓度的IAA对切段伸长生长的作用可能相同
【解析】选D。本题主要考查植物激素调节的实验结果分析。在M点对应的IAA浓度下，切段与对照组的伸长生长程度相同，图中只是将对照组(不加IAA)的伸长生长设为“0”，A项错误；在一定浓度范围内，IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈正相关，超过一定浓度后，IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈负相关，B项错误；IAA浓度在10-4mol/L到M点之间，随着浓度升高，其促进伸长生长的作用越来越弱，C项错误；在IAA对切段伸长生长的促进作用最强浓度(大约10-5mol/L)左右，不同浓度的IAA促进切段伸长生长的作用可能是相同的，D项正确。
2.科学家研究不同生长素浓度对某植物不同器官的作用,所得结果如图甲所示;图乙是将该植物的幼苗横放一段时间后根和茎的生长情况。下列相关叙述错误的是 ( )
A.图乙中根a侧的生长素浓度应大于图甲A点对应的生长素浓度B.图乙中茎c侧的生长素浓度应小于图甲C点对应的生长素浓度C.该植物不同器官对生长素的敏感程度不同,其中茎最不敏感D.不同浓度的生长素对该植物同一器官的生长影响不可能相同
【解析】选D。图乙中近地侧a侧的生长素浓度大于远地侧b侧的生长素浓度且a侧表现为抑制生长,反映在图甲中应当是大于A点对应的生长素浓度,A正确;图乙中c侧为近地侧,生长素浓度大于远地侧d侧,茎对生长素不敏感,故c侧对应的生长素浓度表现为促进生长,反映在图甲中应当为小于C点对应的生长素浓度,B正确;图示表明同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同,其中根最敏感,茎最不敏感,C正确;据图可知,不同浓度的生长素对该植物的同一器官的生长影响可能相同,D错误。
考向二 围绕生长素的作用原理及相关应用,考查生命观念和科学思维3.下列关于生长素在农业生产上的应用的叙述正确的是 ( )A.若水稻没有受粉,采用喷洒一定浓度的生长素的方法可以补救产量B.用适宜浓度的2,4-D处理插条两端,可促进插条两端都生根C.高浓度的生长素可以作为除草剂除去小麦田中的双子叶杂草D.胚芽鞘在黑暗环境中不能合成生长素,因而不能生长
【解析】选C。水稻收获的是种子,生长素促进的是子房的子房壁生长,不能提高产量,A项错误;插条处理只能使形态学下端生根,形态学上端经处理后不生根,B项错误;双子叶杂草比小麦(单子叶植物)对生长素更敏感,C项正确;胚芽鞘在有无光照条件下都能合成生长素,光影响的主要是横向运输,D项错误。
4.(2020·山东等级考模拟)草莓果实表面有许多瘦果。将生长一致的草莓植株分为四组,对照组 S0 不作处理,S1、S2 和 S3 组植株上的幼果去除瘦果,再在 S2 组叶片上、S3 组幼果上分别喷施一定浓度的生长素(IAA)溶液,实验结果如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.果实开始发育后,瘦果内能够合成生长素促进果实长大B.S1 组的果实略有增大可能是由来源于其他组织的 IAA 引起的C.S2 组的结果表明喷施到叶片上的外源 IAA 可运输到果实D.S3 组成熟果实的大小与 IAA 溶液的浓度总是呈正相关
【解析】选D。去除瘦果后草莓发育显著减小,说明瘦果可以分泌IAA促进果实发育长大,A正确;除了发育的种子,嫩叶、芽等其他植物器官也可以产生IAA,B正确;在S2组叶片上喷施IAA可促进果实长大,说明IAA可由叶片运输至果实,C正确;IAA的作用具有两重性,D错误。
【加固训练·拔高】1.如图表示IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根数量的影响。下列叙述错误的是 ( )
A.促进侧根数量增加的IAA溶液,会抑制主根的伸长B.IAA对侧根的诱导作用表现为低浓度促进、高浓度抑制C.将未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶,会导致侧根数量增加D.与施用10-4 mol·L-1的IAA相比,未施用的植株主根长而侧根数量少
【解析】选C。观察两曲线图可知,促进侧根数量增加的IAA溶液,会抑制主根的伸长,A项正确;由第二个曲线图可知,随IAA浓度增加,每株侧根数先增多后减少,B项正确;参照题图中植物体内生长素的运输方向,芽和幼叶会产生IAA,向根部运输,将未施用IAA的植株去除部分芽和幼叶,会减少根部IAA含量,此时运输到根部的IAA量将会低于原未施用IAA的植株,导致侧根数量减少,C项错误;观察第一个曲线图可知,与施用10-4 mol·L-1的IAA相比,未施用IAA的植株主根长;观察第二个曲线图可知,与施用10-4 mol·L-1的IAA相比,未施用IAA的植株侧根数量少,D项正确。
2.某研究小组用玉米进行了相关的实验,图一是对玉米胚芽鞘进行的单侧光处理,一段时间后,将胚芽鞘尖端下部纵切,切面如图二所示,图三表示一株倒伏的玉米植株。以下分析正确的是 ( )
A.图二中的c处细胞对应图一中的a部位B.由图分析可知,生长素通过促进细胞分裂使植物生长C.图二中的d部位的效果相当于图三中的e部位D.图二中的c部位的效果相当于图三中的g部位
【解析】选C。图二中的c处细胞生长慢,对应图一中的b部位,A项错误;由图分析可知,生长素通过促进细胞伸长使植物生长,B项错误;图二中的d部位的细胞生长速度较快,效果相当于图三中的e部位,C项正确;图二中的c部位的细胞生长速度较慢,效果相当于图三中的f部位,g部位处于抑制状态,D项错误。
3.(2019·全国卷Ⅱ)某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端,分成甲、乙两组,按如图所示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧,一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角),测得数据如表。据此回答问题。
(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输,这种运输的方向是___________。(2)上图中α角形成的原因是________________________________________。(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,但小于甲琼脂块所引起的α角,原因是__________________________________________。
【解析】(1)生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,称为极性运输。(2)胚芽鞘出现了向右弯曲生长是因为琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧,使胚芽鞘切段左侧的生长素浓度高于右侧,引起胚芽鞘左侧生长快于右侧,形成α角。(3)据表中数据可知,乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,所以左右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,而甲琼脂块中的生长素含量较高,所以甲琼脂块所引起的α角会更大。
答案:(1)从形态学上端到形态学下端(2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧,使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,引起胚芽鞘左侧生长快于右侧,形成α角(3)乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,但小于甲琼脂块中生长素的含量
考点三 其他植物激素及其相互作用【典例精研引领】通常,叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响,将某植物离体叶片分组,并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK+ABA溶液中,再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断,下列叙述错误的是 ( )
A.细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老B.本实验中CTK对该植物离体叶片的作用能被ABA削弱C.可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】选C。据题图分析可知:与蒸馏水处理的对照组相比,用一定浓度的细胞分裂素CTK溶液处理,一段时间内叶片中叶绿素含量较高,而用一定浓度的脱落酸ABA溶液处理,则叶绿素含量较低,两者同时使用则介于两者之间,说明本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱,A正确,B正确;由于叶绿素吸收光,将水光解成NADPH和氧气,根据CTK组比ABA组的叶绿素含量高可知,ABA组叶绿体中NADPH合成速率小于CTK组,C错误;秋天银杏树的叶由绿变黄,是由于叶绿素含量下降,使得类胡萝卜素的颜色凸显出来,据题图ABA组叶绿素含量低可推测,施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程,D正确。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)四组实验全是置于光下进行,如果在黑暗中进行是否可以?请简述原因。(科学探究:实验设计)提示:不可以。本实验的目的是研究激素对叶片衰老的影响,除了实验中设置的激素变量外,其他无关变量要适宜。黑暗条件下叶绿素无法正常合成,条件不适宜。
(2)脱落酸促进种子休眠、叶片脱落对植物来说意义何在?(生命观念:进化与适应观)提示:秋冬季叶片的脱落,对于植物抵抗蒸腾作用,减少营养消耗,具有积极的意义。
【知能素养提升】1.归纳概括植物激素的生理作用:(科学思维:归纳和概括)
2.辨析植物激素间的相互作用关系:(科学思维:比较和归纳)(1)相互促进方面的实例:
(2)相互拮抗方面的实例:
3.辨析植物生命活动调节的四个易误点:(1)促进果实发育和成熟的主要激素是不同的:果实发育主要是生长素作用的结果,果实成熟主要是乙烯作用的结果。(2)生长素与细胞分裂素促进生长的作用原理是不同的: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。(3)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。
(4)激素调节只是植物生命活动调节的一部分,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果(基因的选择性表达)。
【热点考向演练】考向一 围绕其他植物激素的作用,考查稳态与平衡观和生命的物质观1.(2020·山东等级考)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 ( )A.提高培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值可促进愈伤组织分化出根B.用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄C.用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发D.利用成熟木瓜释放的乙烯可催熟未成熟的柿子
【解析】选A。本题主要考查植物生命活动的调节。培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值增大,有利于愈伤组织分化出芽,A项错误;给未受粉的番茄雌蕊柱头涂上一定浓度的生长素类似物溶液,可获得无子番茄,B项正确;用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可解除休眠,促进种子萌发,C项正确;乙烯可促进果实的成熟,D项正确。
2.(2021·长治模拟)如图为种子发育过程和萌发过程中内源激素、种子含水量以及营养物质积累量的变化。据图分析,有关植物激素的作用错误的是 ( )
A.首先出现的是CK,其主要作用是促进细胞分裂和组织分化B.其次增加的是GA和IAA,参与有机物向籽粒的运输与积累C.在植物生长发育过程中激素调节的特点是多种激素相互协调、共同调节D.ABA促进种子贮藏蛋白的基因表达,并促进种子的脱水干燥,有利于种子的萌发
【解析】选D。图中首先出现的是CK,具有促进细胞分裂和分化的作用,A正确;其次增加的是GA和IAA,该阶段营养物质不断积累,说明GA和IAA参与有机物向籽粒运输与积累,B正确;由图可知,从种子萌发到果实的成熟有多种激素在起作用,可见激素调节的特点是多种激素相互协调、共同调节,C正确;ABA促进种子贮藏蛋白的基因表达,并促进种子的脱水干燥,有利于种子的休眠,而促进种子萌发的是GA,D错误。
考向二 围绕激素之间的相互作用,考查科学思维能力3.果实生长、发育、成熟过程中发挥生理作用的植物激素种类众多,下列关于植物激素的叙述,正确的是 ( )A.脱落酸由根冠和萎蔫的叶片中特定的腺细胞合成,主要作用是促进叶和果实的衰老和脱落B.植物生长发育过程的调控,根本上在于多种激素的相互作用共同调节C.乙烯主要在根冠、成熟的叶片和发育中的果实等成熟组织中合成,是促进果实成熟的主要植物激素
D.果实生长过程中生长素和赤霉素含量较高,它们主要通过促进细胞伸长来促进果实的生长和发育【解析】选D。植物体内没有分泌植物激素的特定腺体和腺细胞,A错误;植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,B错误;乙烯在植物体各个部位都有合成,没有主要的合成部位,C错误;果实的生长发育过程依赖于果实中细胞的生长、分裂和分化,生长素和赤霉素在果实成熟前含量较高,它们的主要作用是促进细胞伸长,D正确。
4.(2021·九江模拟)为探究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)的作用效果,研究人员利用不同浓度的GA3溶液和IAA溶液处理3.0 cm长的豌豆茎段,观察其对豌豆茎段的影响结果如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.促进植物生长的激素除生长素、赤霉素外,还有细胞分裂素B.图中的b曲线说明生长素作用具有两重性C.赤霉素不仅能促进果实发育,还可延长植物种子的贮藏时间D.赤霉素与生长素混合使用比单独使用生长素对促进茎的生长的效果要好
【解析】选A。对植物生长有促进作用的激素有生长素、赤霉素和细胞分裂素,A正确;图中的b曲线实验处理组均大于对照组,没有体现生长素作用具有两重性,B错误;赤霉素能促进种子的萌发,缩短植物种子的贮藏时间,C错误;由曲线可知,在一定范围内,单独使用生长素比赤霉素与生长素混合使用对促进茎的生长的效果要好,但当生长素浓度超过400nM后,混合使用GA3和生长素的效果更好,D错误。
【拓展延伸】植物生长与多种植物激素之间的关系(1)生长素和乙烯对细胞伸长生长的影响:
(2)赤霉素与生长素在促进茎秆伸长方面的关系:
5.(2021·泸州模拟)激素调节在植物的生长发育过程和对环境的适应过程中发挥着非常重要的作用。并且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。回答下列问题:(1)如图表示种子萌发过程中两种激素的含量变化:
①曲线a代表的激素是________,作用是______________________________。 ②用激素b多次喷洒水稻植株后,会引起茎、叶生长速度过快,稻谷产量降低,推测其原因是___________________________________________________。 (2)研究发现,乙烯的产生具有“自促作用”,即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生。这种乙烯合成的调节机制属于_________________调节。 (3)在农业生产中,用一定浓度的____________________作为除草剂,可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草,其原理是_____________________________________________________________________________________________ 。
【解析】(1)①分析可知,曲线a代表脱落酸,它的作用是 抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;②用激素b多次喷洒水稻植株后,过多的赤霉素会引起茎、叶生长速度过快,稻谷产量降低,推测其原因是营养物质过多用于茎、叶生长,向稻穗输送的营养物质减少;(2)乙烯的产生具有“自促作用”,即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生。这种乙烯合成的调节机制属于反馈调节;(3)生长素的生理作用具有双重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。不同植物器官、不同种类植物,对生长素的敏感性不同。器官中根的敏感性最强,双子叶杂草的敏感性比单子叶农作物强。
答案:(1)①脱落酸 抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落 ②营养物质过多用于茎、叶生长,向稻穗输送的营养物质减少 (2)反馈(3)生长素类似物 高浓度生长素类似物抑制双子叶杂草生长,但促进单子叶植物生长
【加固训练·拔高】1.为研究赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)在种子萌发中的作用,科学家利用拟南芥突变体进行系列实验,实验处理及结果如表。据实验结果推测,错误的是 ( )
A.突变体1是GA受体异常突变体 B.突变体2是ABA受体异常突变体C.野生型种子萌发时内源ABA含量很低D.GA与ABA在此过程中有拮抗作用
【解析】选A。突变体1在MS培养基上不萌发,在MS培养基+一定量GA培养基上萌发,可知突变体1应是缺乏GA而不是GA受体异常,A错误;由后三组实验结果可知,突变体2在添加一定量的ABA条件下也不能抑制其萌发,说明突变体2是ABA受体异常突变体,B正确;野生型种子在萌发时内部激素发生变化,ABA含量降低,由野生型在MS培养基上能够萌发也可以推知其内源ABA含量很低,C正确;由三组用野生型作为实验材料的结果可知,GA与ABA在种子萌发过程中有拮抗作用,GA促进种子萌发,ABA抑制种子萌发,D正确。
2.为探究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆幼苗伸长生长的影响,某生物兴趣小组用生长素和赤霉素处理豌豆的完整幼苗和去顶幼苗后,测得不同条件下豌豆两种幼苗的伸长量,结果如表。相关分析错误的是 ( )
注:CK为空白对照组。
A.用生长素单独处理豌豆的两种幼苗时,均可促进它们的伸长生长B.赤霉素处理去顶幼苗效果不佳,原因可能与内源激素的含量有关C.两种激素同时处理时,体现了激素对豌豆幼苗伸长生长的协同作用D.实验的自变量是激素种类和豌豆幼苗是否去顶,因变量是幼苗伸长量
【解析】选C。根据表格数据,用生长素单独处理豌豆的两种幼苗时,测量值均大于对照组,说明均可促进幼苗的伸长生长,A正确;赤霉素处理完整幼苗效果比处理去顶幼苗的效果要好,原因可能与内源激素的含量有关,B正确;两种激素同时处理完整幼苗时比单独使用IAA强,但弱于GA,不能体现两种激素对豌豆幼苗伸长生长的协同作用,C错误;实验的自变量是激素种类和豌豆幼苗是否去顶,因变量是幼苗伸长量,D正确。
3.在植物的生长过程中,如果生活条件不适宜,植物体内就会产生脱落酸(ABA),使部分器官脱落。 研究发现,ABA还具有调节气孔的作用。请回答下列问题:(1)脱落酸的主要合成部位是__________。除了促进叶和果实的衰老和脱落,脱落酸还对种子的休眠有__________作用。(2)有理论认为,保卫细胞气孔的开闭与K+浓度密切相关,K+大量进入保卫细胞时,气孔张开;ABA可促进K+的外流。据此判断,ABA可__________叶片气孔张开。
(3)用不同浓度的外源ABA处理葡萄品种A和B的果实,检测葡萄品种A和B的果实在喷施ABA后的成熟情况,结果如图所示(CK为对照组):
分析如图,可得出的结论是__________、__________。
【解析】(1)脱落酸主要在根冠和萎蔫的叶片等部位合成,在将要脱落的器官和组织中含量多,主要作用是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落,还能抑制种子的萌发,促进种子休眠。(2)根据题意,K+大量进入保卫细胞时,气孔张开;ABA可促进K+的外流,从而抑制叶片气孔张开。(3)根据图示可知,该实验的自变量有ABA溶液浓度、葡萄品种。分析图可知,ABA对品种A和品种B果实的成熟均具有促进作用;不同浓度的ABA对葡萄果实成熟的促进作用不同;ABA对品种A果实成熟的促进作用大于品种B。
答案:(1)根冠、萎蔫的叶片 促进 (2)抑制(3)ABA对品种A和B果实的成熟均具有促进作用(或随ABA浓度的增大及喷施时间的延长,对果实成熟的促进作用增强) 不同浓度的ABA对葡萄果实成熟的促进作用不同(或ABA对品种A果实成熟的促进作用大于品种B)(合理即可)
考点四 与植物激素相关的实验设计【典例精研引领】(2020·太原模拟)某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类似物(2,4-D)对富贵竹插条生根的影响,实验结果如表所示。下列说法不正确的是( )
A.该探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条平均生根条数B.浓度为10-5 mol·L-1的2,4-D溶液对富贵竹生根既不促进也不抑制C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需要缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验D.实验过程中,每个插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
【名师授法解题】 抓题眼练思维
【解析】选B。根据表格分析可知,该实验的自变量是2,4-D浓度,因变量是插条平均生根条数,A正确;与清水组相比,浓度为10-5 mol·L-1的2,4-D溶液对富贵竹生根具有抑制作用,B错误;促进富贵竹插条生根的最适2,4-D浓度为10-11 mol·L-1左右,需要缩小浓度梯度做进一步的实验,C正确;实验过程中,每个插条的叶片数以及实验室的温度等属于无关变量,都会影响实验结果,D正确。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)本实验使用的富贵竹插条上芽的数量属于_______变量,富贵竹插条上芽的数量要保证相同,原因是 ________________________________________________________。(科学探究:实验设计)
无关
芽能产生生长素,芽的数量相同,可以避免对实验
结果造成影响
(2)根据实验结果分析,促进富贵竹插条生根的2,4-D的最适浓度应位于___________。实验结果能否说明2,4-D促进富贵竹插条生根的作用具有两重性?提示:清水处理下富贵竹平均生根条数为2,当2,4-D浓度较低时平均生根条数大于2,表现为促进作用,当2,4-D浓度大于10-7时,平均生根条数小于2,表现为抑制作用,所以能说明2,4-D具有两重性。
10-13
～10-9
【知能素养提升】1.有关生长素的几种类型的实验设计:(科学探究:实验设计)(1)验证生长素的产生部位在尖端:①实验组:取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。②对照组:__________________________________________________________(如图乙)。
取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧
(2)验证生长素的横向运输发生在尖端:①实验操作(如图):②实验现象:装置a中胚芽鞘_________;装置b和c中胚芽鞘_____________。
直立生长
弯向光源生长
(3)验证生长素只能是从形态学上端运输到形态学下端:①实验操作(如图):
②实验现象:A组去掉尖端的胚芽鞘_____________,B组去掉尖端的胚芽鞘_____________。
向右弯曲生长
不生长不弯曲
(4)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度:①实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
②结果预测及结论:a.若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明__________________________________。b.若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明__________________________________。c.若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。
重力对生长素
分布的影响大于单侧光
单侧光对生长素分
布的影响大于重力
(5)验证生长素在果实发育中的作用及合成部位:①原理:果实发育与生长素的关系。
a.如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因___________而停止发育,甚至引起果实早期脱落。b.在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以_______________。②实验过程:
缺乏生长素
果实内没有种子
③结果:A组_______________,B组_______,C组发育成_________。④结论:生长素是果实发育所必需的;正常情况下,生长素来自发育中的种子。
发育成有子黄瓜
不发育
无子黄瓜
2.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度注意事项:(科学探究:实验分析、评价)(1)需进行预实验:预实验可以为进一步的实验摸索条件,也可以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。(2)设置对照组、重复组:①设置对照组。清水作空白对照;设置浓度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似物促进扦插枝条生根的最适浓度。②设置重复组,即每组不能少于3个枝条。
(3)控制无关变量:无关变量在实验中的处理要采用等量原则。如选用相同的花盆、相同的植物材料,插条的生理状况、带有的芽数相同,插条处理的时间长短一致等。(4)处理插条:①生长素类似物处理插条可用浸泡法(溶液浓度较低)或沾蘸法(溶液浓度较高,处理时间较短)。②处理时插条上下不能颠倒,否则扦插枝条不能成活。③扦插时常去掉插条成熟叶片,原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用,保持植物体内的水分平衡。
(5)插条生根异常的原因分析:①不能生出不定根:用多种不同浓度的生长素类似物浸泡后,扦插的枝条不能生根,主要有以下几种可能:a.是枝条所带叶片较多、蒸腾作用过强、失水过多;b.是枝条幼芽、幼叶保留过多,本身能合成一定浓度的生长素,浸泡后形态学下端处于高浓度的抑制状态;c.是配制的营养液缺乏营养元素或缺氧;d.是没有分清形态学的上端与下端,即枝条倒插。②都能生出不定根:同一浓度生长素类似物处理枝条,不同的枝条可能生出不同数目的不定根,如枝条上芽多,则产生的生长素多,就容易生出更多的不定根。
3.植物激素探究实验的一般设计思路:(1)分组编号。将实验材料分成多份,各份之间长势良好且基本相同,并编号1、2、3……(2)实验条件的设置:①确定变量:一般来说,实验中的变量就是我们要研究的对象。比如研究激素的作用,那么变量就是激素的有无;比如研究激素浓度对生长的影响,变量就是激素浓度。②设置条件:实验组与对照组之间,或各实验组之间,只有一个变量,其他的因素要保持相同且适宜。
(3)实验结果的统计:能够反映激素作用的结果并不是唯一的。我们确定观察对象时,要注意三个原则:①与实验目的密切相关。②观察对象要具体明确。③便于观察和统计。(4)得出实验结论:①结论与实验目的相关。②结论与实验数据相符。
【热点考向演练】考向一 围绕生长素相关的实验设计,考查实验设计和分析能力1.(2018·海南高考)激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂。为了探究激动素对侧芽生长的影响,某同学将生长状态一致的豌豆苗随机分为A、B、C三组,实验处理如表。处理后,定期测量侧芽的长度,结果如图所示。
回答下列问题:(1)从实验结果可知,顶芽能抑制侧芽生长,这种现象称为______________。 (2)A组侧芽附近的生长素浓度 (填“高于”“低于”或“等于”)B组相应侧芽附近的生长素浓度,原因是________________________________。
(3)为了验证激动素对A组侧芽生长有促进作用,还应该增加一个处理组D,D组的处理是________________________,预测该处理的实验结果是:D组侧芽生长量________________(填“大于”“小于”或“等于”)A组的生长量。
【解析】(1)顶芽优先生长而抑制侧芽生长的现象叫做顶端优势。(2)A组去除了顶芽,没有顶芽产生的生长素向下运输;而B组含有顶芽能产生生长素并向下运输,积累在侧芽上,所以A组侧芽附近的生长素浓度低。(3)依据题表分析,B组和C组是保留顶芽情况下的对照,缺少一个与A组去除顶芽下的对照,故要增加一个D组,处理方法为去除顶芽,用蒸馏水涂抹侧芽。由B组和C组分析激动素能促进侧芽生长,D组侧芽的生长量小于A组的生长量。答案:(1)顶端优势(2)低于 顶芽是产生生长素的场所,去除顶芽后没有生长素向下运输(3)去除顶芽,用蒸馏水涂抹侧芽 小于
2.研究生长素极性运输的经典实验是所谓的“供体—受体琼脂块”方法,现利用如图处理方法做实验。
(1)检测4个实验受体琼脂块,其中含有生长素的是哪些?________________。 (2)为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输,一位同学设计了如图实验①,一段时间后,发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素。作为其对照组,最合适的是哪一组?________________。 (3)有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点,你认为最适合判断该观点是否正确的对照实验是____________(选两组)。可支持该观点的实验结果为___________________________________________________________。
【解析】(1)生长素的极性运输是指生长素能从形态学上端运输到形态学下端,不能反过来运输,检测4个实验受体琼脂块,其中含有生长素的是①④。(2)实验目的是验证生长素在胚芽鞘中的极性运输,实验的自变量就是形态学上下端的不同,②是最佳对照组。(3)实验目的是验证生长素的极性运输与重力无关,实验的自变量是重力,正确的一组对照实验是①④,实验结果为两实验的受体琼脂块都有生长素,且含量相等,则该观点正确。答案:(1)①④ (2)② (3)①④ 若两组实验的受体琼脂块都有生长素,且含量相等,则该观点正确
【方法技巧】把握植物激素的四种实验方法
考向二 围绕植物生长调节剂的应用探究,考查实验分析能力3.为探究2,4-D溶液浓度对迎春枝条生根的影响,研究人员首先按照图一所示步骤配制了一系列浓度梯度的2,4-D溶液,然后选择插条,分组、编号,浸泡枝条,适宜条件下培养,得到实验结果如图二所示。请据图回答下列问题:
(1)配制一系列浓度的2,4-D溶液各9 mL,具体如图一所示。据图所示,对5号烧杯中的2,4-D溶液还应进行的操作是应____________,该操作是为了控制无关变量,体现了实验设计的____________(填“单一变量”或“平行重复”)原则。 (2)选择生长状况相同,芽的数量相同的迎春枝条若干,随机均分成_____组。 (3)用2,4-D溶液处理枝条的两种方法是沾蘸法和____________,其中对照组用____________在相同条件下处理相同时间。
(4)在相同且适宜的条件下培养一段时间,测量并记录每组迎春枝条的____________,对所得的实验数据进行统计分析。 (5)实验结果表明:促进生根的最适浓度在____________mol·L-1,该实验结果____________(填“能”或“不能”)体现两重性。
【解析】(1)该实验的自变量为2,4-D溶液浓度,因变量是生根数,其他变量都为无关变量,都应保持相同,所以对5号烧杯中的2,4-D溶液还应吸走1 mL,保持与其他烧杯溶液的量相同,该操作体现了单一变量原则。(2)根据图二实验分为6组,因此应选择生长状况相同,芽的数量相同的迎春枝条若干,随机分成6组。(3)用2,4-D溶液处理枝条的两种方法是沾蘸法和浸泡法,为了保证单一变量,对照组应当用等量的蒸馏水在相同条件下处理相同时间。(4)本实验的因变量是生根数,因此应当测量并记录每组迎春枝条的平均生根数,对所得的实验数据进行统计分析。(5)由图二可知,在生长素浓度为10-11～10-10 mol·L-1时,促进生根效果相同,故促进生根的最适浓度应在10-11～10-10 mol·L-1之间,
与蒸馏水组比较,浓度为10-8 mol·L-1抑制生根,实验结果能体现两重性。答案:(1)吸去1 mL溶液 单一变量 (2)6 (3)浸泡法 等量的蒸馏水 (4)(平均)生根数(或生根情况) (5)10-11～10-10 能
【加固训练·拔高】1.某科研小组研究低钾胁迫对水稻苗期生长的影响时,以耐低钾基因型水稻N18和N19为实验组。普通水稻N27为对照组进行实验。将长势一致的上述幼苗移栽到K+浓度为低钾(K0)和正常钾(K1) 2个水平的溶液中进行培养,并测定幼苗体内各种激素含量,结果如图所示。下列推断或叙述错误的是 ( )
注:IAA(生长素)、GA1(赤霉素)、ZR(一种细胞分裂素)、ABA(脱落酸)A.实验中各基因型水稻的ABA含量均为正常钾条件下低于低钾条件下B.耐低钾水稻对低钾胁迫的反应可能是吸收、运输钾能力强或钾利用率高C.低钾胁迫下耐低钾水稻植株中IAA、ZR和GA1含量都显著低于N27D.水稻耐低钾与其植物激素水平或激素间比例有关,进而影响其生理过程
【解析】选C。根据题图可知,实验中各基因型的水稻幼苗ABA含量均为K1条件下低于K0条件下,即均是正常钾条件下低于低钾条件下,A正确;由题意推断,耐低钾水稻对低钾胁迫的反应主要表现是吸收、运输钾能力强或钾利用率高,B正确;低钾胁迫下耐低钾水稻植株中IAA/ABA、ZR/ABA和GA1/ABA都高于N27,但低钾胁迫下耐低钾水稻植株中IAA、ZR和GA1含量不确定,C错误;根据植物激素具有调节植物生命活动的作用推知,水稻耐低钾与其植物激素水平或激素间比例有关,进而影响其生理过程,D正确。
2.植物激素中的赤霉素(GA)能诱导α-淀粉酶的产生,促进种子萌发;脱落酸(ABA)能抑制种子萌发。某研究小组分别用三组试剂(①、②、③)对种子进行处理,所得结果如图所示,图中X是一种mRNA合成抑制剂,“↓”表示开始处理的时间。请回答下列问题:
(1)GA除能促进种子萌发外,还能促进________________(填“细胞分裂”或“细胞伸长生长”),从而促进植物生长。(2)本实验的自变量是______________________;图中第②③组结果表现出高度的相似性,说明ABA的作用机制可能是抑制__________酶的活性,从而抑制mRNA的合成。在α-淀粉酶的合成方面,ABA与GA表现为__________(填“协同”或“拮抗”)作用。
(3)大量事实已经证明内源ABA具有促进脱落的效应,但用ABA作为脱叶剂的田间试验尚未成功,这可能是由于植物体内的____________________________(答出两种即可)对ABA(促进脱落的效应)有抵消作用。进一步研究发现,脱落的器官中乙烯含量明显较高,其原因可能是____________________________。
【解析】(1)GA除能促进种子萌发外,还能促进细胞伸长生长,从而促进植株生长。(2)从图中可以看出第①组只加GA,第②组加GA和X,第③组加GA和ABA,故本实验的自变量是影响赤霉素作用的试剂种类;图中第②③组结果表现出高度的相似性,说明ABA的作用机制可能是抑制RNA聚合酶的活性,从而抑制mRNA的合成,进而抑制α-淀粉酶的合成,而GA可促进α-淀粉酶的合成,故在α-淀粉酶的合成方面,ABA与GA表现为拮抗作用。(3)大量事实已经证明内源ABA具有促进脱落的效应,但外源ABA作为脱叶剂的田间试验则没有成功,这可能是由于植物体内的赤霉素(GA)、细胞分裂素或生长素等对ABA(促进脱落的效应)有抵消作用。进一步研究发现,脱落的器官中乙烯含量明显较高,其原因可能是
ABA(脱落酸)能促进乙烯的产生。答案:(1)细胞伸长生长 (2)影响赤霉素作用的试剂种类 RNA聚合 拮抗 (3)赤霉素(GA)、细胞分裂素或生长素等 ABA(脱落酸)能促进乙烯的产生
新情境·新命题
【命题新情境】植物生命活动的调节主要靠植物激素,图甲是植物激素间的相互作用关系网络图,图乙表示叶柄离层细胞两侧(近基端和远基端)的生长素浓度与叶片脱落关系,据图回答问题。
【命题新角度】1.据图甲可知植物生命活动的调节是________________。除图甲所列的关系外,还有相关激素间的____________关系。 2.俗话说“秋风扫落叶”,其实落叶的真正原因不在秋风,而在自身的激素调节,据图乙分析可知当远基端生长素浓度___________近基端生长素浓度时,叶柄将进入脱落状态,此时生长素在叶柄内是从远基端向近基端进行极性运输,通过对图甲分析可知,该运输过程对乙烯的合成有___________作用,而乙烯的增加对生长素的合成具有___________作用,乙烯又能促进离层细胞合成和分泌纤维素酶和果胶酶,这两种水解酶水解离层细胞的细胞壁导致叶柄脱落。
3.为了进一步确认落叶离层的是2.中的原因,据所给实验材料补充实验步骤并回答问题:实验材料:两盆长势相同生长旺盛的天竺葵,白色洋葱鳞片叶,紫色洋葱鳞片叶,适宜浓度的蔗糖溶液,蒸馏水,载玻片,盖玻片,显微镜,乙烯,透明塑料袋,细线,烧杯,纱布等。实验步骤:(1)将两株长势相同、生长旺盛的天竺葵分别罩在两个大小相同透明的塑料袋中,A中加入一定量的乙烯气体,B中不加乙烯作为对照组。(2)其他条件完全相同的情况下培养5～6天,其间注意适当透气。
(3)剪取等量的叶柄基部,在____________(填“破坏”或“不破坏”)其细胞的情况下,分别将其____________,得到溶液A和溶液B,待用。 (4)撕取等量的____________分别放在溶液A、B中处理一段时间。 (5)取两片载玻片编号①、②,分别在其中央滴几滴适宜浓度的蔗糖溶液,再取对应编号溶液处的相应材料,展平,盖上盖玻片。(6)放在显微镜下观察____________________________________________。 实验现象及结论:如果①载玻片上的细胞呈____________,②载玻片上的细胞为相互连接的多边形,即可证明。
4.其实在落叶过程中还有一种与乙烯起协同作用的激素,该激素是_______。
【解析】1.图甲是植物激素间的相互作用关系网络图,据图可看出植物每一项生命活动的调节是多种激素共同作用的结果。除图甲所列的关系外,还有相关激素间的协同关系。
2.由图乙可知,当远基端生长素浓度小于或等于近基端生长素浓度时,叶柄脱落。已知生长素在叶柄内是从远基端向近基端进行极性运输,这使远基端生长素浓度降低,近基端生长素浓度升高,当远基端生长素浓度小于或等于近基端生长素浓度时,叶柄进入脱落状态,通过对图甲分析可知,该运输过程对乙烯的合成有促进作用,而乙烯的增加对生长素的合成具有抑制作用,乙烯又能促进离层细胞合成和分泌纤维素酶和果胶酶,这两种水解酶水解离层细胞的细胞壁导致叶柄脱落。
3.为了进一步确认落叶离层的目的是乙烯诱导纤维素酶和果胶酶的合成和分泌,这两种水解酶水解离层细胞的细胞壁导致叶柄脱落。可确定其自变量是乙烯,因变量是纤维素酶和果胶酶,由于纤维素酶和果胶酶是离层细胞分泌的,所以提取时不用破坏细胞,直接用蒸馏水浸泡,纱布直接粗过滤即可。因变量纤维素酶和果胶酶的测量用紫色洋葱外表皮细胞,若其浸泡液里含有这两种酶,则处理过的细胞没有细胞壁呈紫色球形;若其浸泡液里不含这两种酶,则处理过的细胞仍然有细胞壁呈相互连接的多边形。4.其实在落叶过程中还有一种与乙烯起协同作用的激素,能促进叶片脱落,该激素是脱落酸。
答案:1.多种激素共同作用的结果 协同2.小于或等于 促进 抑制3.(3)不破坏 用蒸馏水浸泡,纱布过滤 (4)紫色洋葱外表皮 (6)细胞形态 紫色球形4.脱落酸
【拓展视野】酸生长理论生长素能够促进细胞伸长来促进植物生长,科学家通过相关实验,提出了“酸生长理论”来解释生长素作用的机理。“酸生长理论”的要点是:①原生质膜上存在着非活化的质子泵(H+-ATP酶),生长素作为泵的变构效应剂,与泵蛋白结合后使其活化;②活化了的质子泵消耗能量(ATP),将细胞内的H+泵到细胞壁中,导致细胞壁基质溶液的pH下降;③在酸性条件下,H+一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂,另一方面(也是主要的方面)使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加,从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键
断裂,细胞壁松弛;④细胞壁松弛后,细胞的压力势下降,导致细胞的水势下降,细胞吸水,体积增大而发生不可逆增长。
第5课 植物的激素调节
核心概念·自查
【概念导图】一图知全局
【概念梳理】闭书测基础 一、生长素的发现、产生、分布及运输1.生长素的发现过程:
尖端
尖端
快
分布不均匀
生长素
2.植物激素的概念:(1)产生:植物体内;(2)运输:从______部位到______部位; (3)作用:影响植物生长发育;(4)本质:微量_________。 3.生长素的产生、运输和分布:(1)产生:①产生原料:_______。②产生部位:主要是___________________________。
产生
作用
有机物
色氨酸
幼嫩的芽、叶和发育中的种子
(2)运输:①极性运输:在 _______________________处,只能从形态学_____运输到形态学_____。 ②非极性运输:在成熟组织中通过________进行。 (3)分布:植物体各器官中都有,相对集中地分布在_________的部分。
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
上端
下端
韧皮部
生长旺盛
二、生长素的生理作用及其应用1.生理作用:通过促进细胞的纵向伸长,促进细胞生长。2.作用方式:不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种_________的信息。3.特性:两重性。低浓度_____,高浓度_____。具体如下:
调节代谢
促进
抑制
4.实例剖析:(1)顶端优势:①概念:植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。②原因:
③解除方法:_________。④应用:可适时摘除棉花的顶芽,解除顶端优势,以促进侧芽的发育,从而使它多开花、多结果。(2)根的向地性:重力→生长素分布不均(_____侧生长素浓度高,_____侧生长素浓度低)→生长不均(_________侧生长慢,_____侧生长快)→根向地生长。5.敏感程度:根>芽>茎,幼嫩>衰老,双子叶植物>单子叶植物。
去除顶芽
向地
背地
根的向地
背地
6.生长素类似物:(1)概念:_________的具有与_______相似生理效应的化学物质。(2)种类:α-萘乙酸(NAA)、2,4-D等。(3)应用:①防止果实和叶片的_____;②促进结实;③获得_________;④促进扦插枝条_____。
人工合成
生长素
无子果实
生根
脱落
三、其他植物激素及其相互作用1.其他植物激素的合成部位和主要作用(连线):
2.植物生长调节剂:(1)概念:_____合成的对植物的生长发育_______作用的化学物质。(2)优点:容易合成、原料广泛、_________等。
人工
有调节
效果稳定
(3)应用实例(连线)
四、探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用1.预实验:(1)概念:在_________前预先做的实验。(2)意义:为进一步实验_________;检验实验设计的_______________。2.激素处理植物的方法:_______、_______。前者药液浓度一般比后者低。3.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度:(1)实验原理:不同浓度的生长素类似物溶液中,插条生根的情况不同。在_________下,插条生根最多、最快。
正式实验
摸索条件
科学性和可行性
浸泡法
沾蘸法
最适浓度
(2)实验过程:
(3)结果分析:根据测量数据,绘制如图所示曲线。促进插条生根的最适浓度为___。
B'
【概念辨析】全面清障碍 1.判断有关生长素的发现、产生、运输和分布相关叙述的正误:(1)幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。 ( )分析:植物激素的含量是微量的。(2)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。 ( )分析:生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散作用。
×
×
(3)吲哚乙酸是一种具有催化作用的蛋白质。 ( )分析:吲哚乙酸不是蛋白质,不具有催化作用。(4)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。 ( )(5)成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。 ( )
×
√
√
2.判断下列有关生长素作用及应用相关叙述的正误:(1)幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。 ( )分析:幼嫩细胞比成熟细胞对生长素更敏感。(2)棉花表现出的顶端优势与顶芽产生的生长素的极性运输有关。 ( )(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。 ( )分析:侧芽相对于顶芽为形态学下端,由于生长素的极性运输,生长素不能由形态学下端运输到形态学上端。
×
√
×
(4)生长素浓度不同,对芽生长的促进效果一定不同。 ( )分析:生长素作用具有两重性,低于或高于最适浓度,可以产生相同的促进效果。(5)顶端优势和根的向地生长说明了生长素生理作用的两重性。 ( )(6)喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花疏果。 ( )分析:高浓度的生长素类似物可以疏花疏果,低浓度的生长素类似物可以保花保果。
×
√
×
3.判断有关其他植物激素及其相互作用的叙述正误:(1)细胞分裂素主要分布在根尖和茎尖。 ( )分析:细胞分裂素主要分布在根尖。(2)苹果树开花后,喷施适宜浓度的脱落酸可防止果实脱落。 ( )分析:脱落酸促进叶片和果实的脱落。(3)用赤霉素处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存。 ( )分析:赤霉素能促进马铃薯发芽,不利于储存。(4)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。 ( )
×
×
×
√
(5)豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响。 ( )(6)植物激素可以影响基因的表达,基因也可以控制激素的合成。 ( )
√
√
【概念活用】教材命题源1.教材必修3 P52“拓展题”改编:将幼苗在适宜条件下横放,一段时间以后,由于______的作用使生长素近地侧多于背地侧,而且根对生长素的敏感程度_______(填“大于”或“小于”)茎,因此根近地侧生长素浓度高_____生长,茎近地侧生长素浓度高_____生长,从而使幼苗的根向地生长,茎背地生长。
重力
大于
抑制
促进
2.教材必修3 P54“教材原文”:“在植物生长发育和适应环境的变化过程中,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”。如图为果实发育过程中不同植物激素的浓度变化曲线,回答下列问题:
(1)在果实细胞伸长阶段,起作用的激素主要有 _______________。 (2)果实发育不同阶段各种激素的浓度不同,根本原因是 __________________。 (3)从图中可以看出,在果实发育过程中具有协同作用的激素是_________________________________________。
生长素和赤霉素
基因的选择性表
达
细胞分裂素、
生长素和赤霉素;乙烯和脱落酸
关键能力·进阶
考点一 生长素的发现、产生、分布及运输【典例精研引领】将生长状况相同的完整胚芽鞘均分成①②③三组,处理方式如图所示。三组均在适宜条件下水平放置,一段时间后观察弯曲情况。实验结果为①③组背地弯曲生长,②组水平生长。下列有关说法错误的是 ( )
A.该实验能证明生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端B.②组云母片不会阻止生长素的极性运输C.①③组胚芽鞘背地弯曲生长说明高浓度的一侧长得慢D.①组属于对照组,②③组均属于实验组
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】选C。当云母片阻断尖端的时候,胚芽鞘的生长情况与对照组不同,没有出现背地弯曲,说明生长素的横向运输是发生在尖端的,A项正确。从结构上看,②组的云母片是顺着植物结构放置的,不会影响生长素的极性运输,B项正确。茎的近地侧生长素浓度高于背地侧,比背地侧长得快,高浓度的一侧长得快,C项错误。本实验①组属于没有经过任何处理的空白对照,②③组都经过了云母片的实验处理,属于实验组,D项正确。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)从产生部位及运输方向的角度分析生长素的横向运输与极性运输、非极性运输有何不同。(科学思维:比较与分类)提示:生长素横向运输只发生在根尖、茎尖等产生生长素的部位,且需要单侧光或重力等单方向的刺激;极性运输从形态学上端运向形态学下端,不受重力、光照等的影响;非极性运输发生在成熟的组织(如韧皮部)中。
(2)如果在失重状态下进行上述实验,①～③组实验结果分别为① _________;②_________;③_________。原因是____________________________________________________________________________。(科学思维:演绎和推理) (3)如果实验材料替换为植物幼嫩的根尖重新进行上述实验,①～③组实验结果分别为①_________;②_________;③_________。(科学思维:比较与分析)
水平生长
水平生长
水平生长
没有重力作用,水平放置的胚芽鞘近地
侧和背地侧的生长素分布是均匀的,会水平生长
向地生长
水平生长
向地生长
【知能素养提升】 1.胚芽鞘向光性原理的模型构建与解读:(科学思维:分析与建模)
2.辨析极性运输和横向运输:(科学思维:比较、分析)(1)极性运输只能由形态学上端向形态学下端运输,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。(2)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。
3.不同处理条件下植物向性运动的结果分析:(科学思维:归纳与分析)
【热点考向演练】考向一 结合植物生长方向的判断与分析,考查科学思维能力1.如图用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验,能生长但不弯曲的是 ( )
A.③④ B.①④ C.②⑤ D.①⑤
【解析】选B。尖端是感光部位,图中①用锡箔遮住尖端,因此直立生长;②尖端能够感受到单侧光的刺激,因此弯向右侧光源生长;尖端是产生生长素的部位,③切去尖端将不生长也不弯曲;④切去尖端后,中间放置含生长素的琼脂块,并且单侧光对其无刺激作用,因此直立生长;⑤胚芽鞘切去尖端后,在胚芽鞘的右侧放置含生长素的琼脂块,因此胚芽鞘弯向左侧生长。
2.如图所示,a、b、c表示对胚芽鞘做不同处理的实验,d为一植株被纸盒罩住,纸盒的一侧开口,用单侧光照射。下列对实验结果的描述,正确的是( )A.b、c胚芽鞘中的生长素均发生了横向运输B.a直立生长,b向光弯曲生长,c向光弯曲生长C.若固定d中植株,旋转纸盒,则植株向左弯曲生长D.若将d中纸盒和植株一起旋转,则植株向小孔弯曲生长
【解析】选D。在单侧光下,胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端,胚芽鞘c没有尖端,A错误。生长素不能通过玻璃片,a直立生长;生长素可穿过琼脂片,单侧光照会引起生长素分布不均匀,胚芽鞘b向光弯曲生长;含生长素的琼脂块放在向光侧,胚芽鞘c背光弯曲生长,B错误。若固定d中植株,旋转纸盒,则植株向右(光源处)弯曲生长,C错误。若d中纸盒和植株一起旋转,则只有小孔部位能受到单侧光照射,胚芽鞘会弯向小孔生长,D正确。
【方法技巧】判断植物“长不长、弯不弯”的方法
注:①判断生长素的有无,一看有没有产生部位,二看有没有人为施加;②尖端下部伸长区相当于生长素作用的“靶细胞”部位。
考向二 围绕生长素的产生、运输及分布,考查科学思维能力3.如图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,甲、乙两侧的生长情况,对照组未经单侧光处理。下列叙述正确的是 ( )
A.甲为背光侧,IAA含量低于乙侧和对照组B.对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲C.若光照前去除尖端,甲、乙两侧的生长状况基本一致D.IAA先极性运输到尖端下部再横向运输
【解析】选C。据图可知,甲侧为背光侧,其生长素(IAA)的含量高于乙侧和对照组,A错误;对照组的燕麦胚芽鞘没有受到单侧光的照射,因此不弯曲,但是其尖端可以产生生长素,因此其应该直立生长,B错误;若光照前去除尖端,则没有尖端感受单侧光刺激,则甲、乙两侧生长情况应该基本一致,C正确;生长素先在尖端进行横向运输,再向下进行极性运输,D错误。
4.(2021·合肥模拟)下列与生长素的产生、运输和分布相关的叙述,正确的是( )A.生长素只能在幼嫩的芽、叶和发育的种子中产生B.生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的C.生长素在植物体内只能进行极性运输D.生长素在植物体的各器官中都有分布
【解析】选D。生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,故选项A错误;色氨酸经过一系列反应才转变成生长素,故选项B错误;在成熟组织中,生长素可通过韧皮部进行非极性运输,故选项C错误;生长素在植物体的各器官中都有分布,但相对集中地分布在生长旺盛的部位,D正确。
【加固训练·拔高】1.如图中,A、B、C表示花盆放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上。A放在转盘的圆盘上,B放在开小窗的暗箱内,暗箱放在转盘正中;C放在转盘正中,外面套上开小窗的暗箱。下列说法错误的是 ( )
A.若A花盆随转盘旋转,花盆中的小苗将会背离圆心生长B.若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,C花盆中的小苗将会直立生长C.若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,B花盆中的小苗将会弯向单侧光源生长D.若B花盆和暗箱一起旋转,B花盆中的小苗将会弯向小窗生长
【解析】选A。影响A花盆中的小苗生长素分布的外力为离心力,生长素主要分布于外侧,小苗将会向圆心生长,A项错误;若C花盆旋转,暗箱不随转盘旋转,小苗处于黑暗环境中,生长素分布均匀,因此C花盆中的小苗将会直立生长,B项正确;若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,只有当小窗转到光源方向时小苗才接受一次单侧光照射,小苗将弯向光源生长,C项正确;若B花盆和暗箱一起旋转,则小苗表现为接受间断的单侧光照射,光源来源于小窗,所以小苗向小窗弯曲生长,D项正确。
2.生长素能促进植物细胞生长,作用机理如图所示。下列说法不正确的是( )A.生长素与细胞膜受体结合可引起H+以主动运输的方式向外运输B.细胞壁在碱性条件下发生结构改变导致细胞膨胀,引起细胞生长C.生长素的调节作用依赖于细胞内的信息传递过程D.生长素通过影响细胞的基因表达来调节植物生长
【解析】选B。由题图分析可知,生长素与细胞膜受体结合,能引起内质网释放Ca2+,Ca2+促进细胞内的H+利用ATP中的能量转运到细胞外,所以H+的跨膜运输方式是主动运输,A正确;由题图可知,H+运输到细胞膜外,细胞壁是在酸性条件下发生结构改变导致细胞膨胀,引起细胞生长的,B错误;由题图可知,生长素的调节作用分别是通过内质网释放Ca2+和细胞内的活化因子来完成信息传递过程,C正确;由题图可知,生长素与活化因子结合后进入细胞核,促进相关基因的表达来调节植物生长,D正确。
考点二 生长素的生理作用及其应用【典例精研引领】图1是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧,一段时间后,测定胚芽鞘弯曲的情况(弯曲角度用α表示);图2表示随着琼脂块中的生长素浓度变化导致胚芽鞘弯曲角度α的变化情况。下列有关叙述正确的是 ( )
A.接触琼脂块一侧的胚芽鞘细胞的分裂速度加快,导致弯曲生长B.琼脂块中的生长素浓度为Ⅰ时,胚芽鞘向左侧弯曲C.琼脂块中的生长素浓度大于Ⅱ时,α值越来越大,胚芽鞘生长受到抑制D.琼脂块中的生长素浓度为0时,胚芽鞘还能生长,可能是胚芽鞘中含有生长素
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】选D。生长素具有促进细胞伸长生长的作用,所以接触琼脂块一侧的胚芽鞘细胞的生长速度加快,导致弯曲生长;琼脂块中的生长素浓度为Ⅲ时,胚芽鞘向左侧弯曲;琼脂块中的生长素浓度大于Ⅱ时,α值越来越大,但只要α值小于90°,胚芽鞘生长仍受到促进;琼脂块中的生长素浓度为0时,去掉尖端的胚芽鞘还能生长,可能是去掉尖端的胚芽鞘中含有生长素。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)从左侧进行单侧光照是否影响本实验的结果?请说明理由。(科学思维:分析与综合)提示:不影响。单侧光不影响生长素在琼脂块中的分布。(2)是否存在含有某浓度生长素的琼脂块使胚芽鞘直立生长?为什么?(科学思维:比较与分类)提示:存在,从浓度Ⅱ开始,随着生长素浓度的升高对胚芽鞘的促进作用降低,直至促进作用为0,则胚芽鞘直立生长。
【备选典例】图1表示不同植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系,图2为不同浓度的生长素对植物生长的影响曲线。下列叙述错误的是 ( )
A.图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素的作用具有两重性B.图1中曲线Ⅰ、Ⅱ的最低点和图2中的H点对应的生长素浓度均为促进相应植物生长的最适浓度C.若图1中的a点对应的生长素浓度为图2中的m,则b点对应的生长素浓度大于eD.若图1中的c点对应的生长素浓度为图2中的m,则d点对应的生长素浓度应大于g小于2m
【解析】选D。图1中,在一定生长素浓度范围内,植物生长单位长度所需时间均比生长素浓度为0时要短,超过一定浓度后,情况则相反;图2中,当生长素浓度为0～e时,生长素对植物生长起促进作用,当生长素浓度大于e时,生长素对植物生长起抑制作用;因此,图1和图2中曲线的变化情况都能够反映生长素的作用具有两重性,A正确。图1中,曲线Ⅰ、Ⅱ的最低点均表明相应植物生长单位长度所需时间最短,对应最适生长素浓度;图2中的H点表示生长素对植物生长的促进作用最大,对应的g是生长素促进相应植物生长的最适浓度,B正确。图1中的a点对应的生长素浓度对相应植物生长起促进作用,b点对应的生长素
浓度对相应植物生长起抑制作用;图2中生长素浓度为m时对植物生长起促进作用,生长素浓度大于e时对植物生长起抑制作用,因此,若a点对应的生长素浓度为图2中的m,则b点对应的生长素浓度大于e,C正确。图1中的c、d两点对应的生长素浓度对相应植物生长均起促进作用,d点的促进作用更大且d点在最适浓度之前;若c点对应的生长素浓度为图2中的m,则d点对应的生长素浓度介于m与g之间,D错误。
【知能素养提升】1.生长素作用两重性曲线模型的构建与解读:(科学思维:建模与分析)(1)生长素浓度与促进程度的曲线分析:
上图表示不同浓度生长素的生理作用不同,表现为两重性。曲线解读:①AB段——随生长素浓度升高,对茎生长的_________________。②B点——促进茎生长的_____浓度。③BC段(不含C点)——随生长素浓度升高,对茎生长的_________________。④C点——_________________。⑤CD段——生长素浓度过高,_________。⑥对茎而言,“低浓度”和“高浓度”的界限指的是__点对应的生长素浓度。
促进作用逐渐增强
最适
促进作用逐渐减弱
既不促进也不抑制
抑制生长
C
(2)不同器官对生长素的敏感程度曲线分析:
上图表示不同器官对生长素的敏感程度不同,根>芽>茎。曲线解读:①促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次约为_____ mol·L-1、____ mol·L-1、____mol·L-1,说明不同器官对生长素的敏感性_____(填“相同”或“不同”)。②10-6 mol·L-1的生长素浓度对于根是_____作用,对于茎是_____作用,这说明同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理效应_____(填“相同”或“不同”)。
10-10
10-8
10-4
不同
抑制
促进
不同
(3)不同植物对生长素的敏感程度曲线分析:如图表示不同植物对生长素的敏感程度不同,双子叶植物比单子叶植物敏感性强。
2.根的向地性和茎的背地性现象的分析:(科学思维:分析和推理)(1)图解:
(2)分析:
【热点考向演练】考向一 结合生长素的作用特点——两重性,考查科学思维1.(2021年辽宁适应性测试)如图是吲哚乙酸(IAA)诱导豌豆茎切段伸长生长的典型剂量反应曲线，图中将对照组(不加IAA)的伸长生长设为“0”。据图分析，下列叙述正确的是 ( )
A.在M点对应的IAA浓度下，切段不发生伸长生长B. IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈正相关C. IAA浓度高于10-4 mol/L后，随着浓度升高，其抑制伸长生长的作用越来越弱D.不同浓度的IAA对切段伸长生长的作用可能相同
【解析】选D。本题主要考查植物激素调节的实验结果分析。在M点对应的IAA浓度下，切段与对照组的伸长生长程度相同，图中只是将对照组(不加IAA)的伸长生长设为“0”，A项错误；在一定浓度范围内，IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈正相关，超过一定浓度后，IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈负相关，B项错误；IAA浓度在10-4mol/L到M点之间，随着浓度升高，其促进伸长生长的作用越来越弱，C项错误；在IAA对切段伸长生长的促进作用最强浓度(大约10-5mol/L)左右，不同浓度的IAA促进切段伸长生长的作用可能是相同的，D项正确。
2.科学家研究不同生长素浓度对某植物不同器官的作用,所得结果如图甲所示;图乙是将该植物的幼苗横放一段时间后根和茎的生长情况。下列相关叙述错误的是 ( )
A.图乙中根a侧的生长素浓度应大于图甲A点对应的生长素浓度B.图乙中茎c侧的生长素浓度应小于图甲C点对应的生长素浓度C.该植物不同器官对生长素的敏感程度不同,其中茎最不敏感D.不同浓度的生长素对该植物同一器官的生长影响不可能相同
【解析】选D。图乙中近地侧a侧的生长素浓度大于远地侧b侧的生长素浓度且a侧表现为抑制生长,反映在图甲中应当是大于A点对应的生长素浓度,A正确;图乙中c侧为近地侧,生长素浓度大于远地侧d侧,茎对生长素不敏感,故c侧对应的生长素浓度表现为促进生长,反映在图甲中应当为小于C点对应的生长素浓度,B正确;图示表明同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同,其中根最敏感,茎最不敏感,C正确;据图可知,不同浓度的生长素对该植物的同一器官的生长影响可能相同,D错误。
考向二 围绕生长素的作用原理及相关应用,考查生命观念和科学思维3.下列关于生长素在农业生产上的应用的叙述正确的是 ( )A.若水稻没有受粉,采用喷洒一定浓度的生长素的方法可以补救产量B.用适宜浓度的2,4-D处理插条两端,可促进插条两端都生根C.高浓度的生长素可以作为除草剂除去小麦田中的双子叶杂草D.胚芽鞘在黑暗环境中不能合成生长素,因而不能生长
【解析】选C。水稻收获的是种子,生长素促进的是子房的子房壁生长,不能提高产量,A项错误;插条处理只能使形态学下端生根,形态学上端经处理后不生根,B项错误;双子叶杂草比小麦(单子叶植物)对生长素更敏感,C项正确;胚芽鞘在有无光照条件下都能合成生长素,光影响的主要是横向运输,D项错误。
4.(2020·山东等级考模拟)草莓果实表面有许多瘦果。将生长一致的草莓植株分为四组,对照组 S0 不作处理,S1、S2 和 S3 组植株上的幼果去除瘦果,再在 S2 组叶片上、S3 组幼果上分别喷施一定浓度的生长素(IAA)溶液,实验结果如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.果实开始发育后,瘦果内能够合成生长素促进果实长大B.S1 组的果实略有增大可能是由来源于其他组织的 IAA 引起的C.S2 组的结果表明喷施到叶片上的外源 IAA 可运输到果实D.S3 组成熟果实的大小与 IAA 溶液的浓度总是呈正相关
【解析】选D。去除瘦果后草莓发育显著减小,说明瘦果可以分泌IAA促进果实发育长大,A正确;除了发育的种子,嫩叶、芽等其他植物器官也可以产生IAA,B正确;在S2组叶片上喷施IAA可促进果实长大,说明IAA可由叶片运输至果实,C正确;IAA的作用具有两重性,D错误。
【加固训练·拔高】1.如图表示IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根数量的影响。下列叙述错误的是 ( )
A.促进侧根数量增加的IAA溶液,会抑制主根的伸长B.IAA对侧根的诱导作用表现为低浓度促进、高浓度抑制C.将未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶,会导致侧根数量增加D.与施用10-4 mol·L-1的IAA相比,未施用的植株主根长而侧根数量少
【解析】选C。观察两曲线图可知,促进侧根数量增加的IAA溶液,会抑制主根的伸长,A项正确;由第二个曲线图可知,随IAA浓度增加,每株侧根数先增多后减少,B项正确;参照题图中植物体内生长素的运输方向,芽和幼叶会产生IAA,向根部运输,将未施用IAA的植株去除部分芽和幼叶,会减少根部IAA含量,此时运输到根部的IAA量将会低于原未施用IAA的植株,导致侧根数量减少,C项错误;观察第一个曲线图可知,与施用10-4 mol·L-1的IAA相比,未施用IAA的植株主根长;观察第二个曲线图可知,与施用10-4 mol·L-1的IAA相比,未施用IAA的植株侧根数量少,D项正确。
2.某研究小组用玉米进行了相关的实验,图一是对玉米胚芽鞘进行的单侧光处理,一段时间后,将胚芽鞘尖端下部纵切,切面如图二所示,图三表示一株倒伏的玉米植株。以下分析正确的是 ( )
A.图二中的c处细胞对应图一中的a部位B.由图分析可知,生长素通过促进细胞分裂使植物生长C.图二中的d部位的效果相当于图三中的e部位D.图二中的c部位的效果相当于图三中的g部位
【解析】选C。图二中的c处细胞生长慢,对应图一中的b部位,A项错误;由图分析可知,生长素通过促进细胞伸长使植物生长,B项错误;图二中的d部位的细胞生长速度较快,效果相当于图三中的e部位,C项正确;图二中的c部位的细胞生长速度较慢,效果相当于图三中的f部位,g部位处于抑制状态,D项错误。
3.(2019·全国卷Ⅱ)某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端,分成甲、乙两组,按如图所示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧,一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角),测得数据如表。据此回答问题。
(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输,这种运输的方向是___________。(2)上图中α角形成的原因是________________________________________。(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,但小于甲琼脂块所引起的α角,原因是__________________________________________。
【解析】(1)生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,称为极性运输。(2)胚芽鞘出现了向右弯曲生长是因为琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧,使胚芽鞘切段左侧的生长素浓度高于右侧,引起胚芽鞘左侧生长快于右侧,形成α角。(3)据表中数据可知,乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,所以左右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,而甲琼脂块中的生长素含量较高,所以甲琼脂块所引起的α角会更大。
答案:(1)从形态学上端到形态学下端(2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧,使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,引起胚芽鞘左侧生长快于右侧,形成α角(3)乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,但小于甲琼脂块中生长素的含量
考点三 其他植物激素及其相互作用【典例精研引领】通常,叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响,将某植物离体叶片分组,并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK+ABA溶液中,再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断,下列叙述错误的是 ( )
A.细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老B.本实验中CTK对该植物离体叶片的作用能被ABA削弱C.可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程
【名师授法解题】抓题眼练思维
【解析】选C。据题图分析可知:与蒸馏水处理的对照组相比,用一定浓度的细胞分裂素CTK溶液处理,一段时间内叶片中叶绿素含量较高,而用一定浓度的脱落酸ABA溶液处理,则叶绿素含量较低,两者同时使用则介于两者之间,说明本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱,A正确,B正确;由于叶绿素吸收光,将水光解成NADPH和氧气,根据CTK组比ABA组的叶绿素含量高可知,ABA组叶绿体中NADPH合成速率小于CTK组,C错误;秋天银杏树的叶由绿变黄,是由于叶绿素含量下降,使得类胡萝卜素的颜色凸显出来,据题图ABA组叶绿素含量低可推测,施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程,D正确。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)四组实验全是置于光下进行,如果在黑暗中进行是否可以?请简述原因。(科学探究:实验设计)提示:不可以。本实验的目的是研究激素对叶片衰老的影响,除了实验中设置的激素变量外,其他无关变量要适宜。黑暗条件下叶绿素无法正常合成,条件不适宜。
(2)脱落酸促进种子休眠、叶片脱落对植物来说意义何在?(生命观念:进化与适应观)提示:秋冬季叶片的脱落,对于植物抵抗蒸腾作用,减少营养消耗,具有积极的意义。
【知能素养提升】1.归纳概括植物激素的生理作用:(科学思维:归纳和概括)
2.辨析植物激素间的相互作用关系:(科学思维:比较和归纳)(1)相互促进方面的实例:
(2)相互拮抗方面的实例:
3.辨析植物生命活动调节的四个易误点:(1)促进果实发育和成熟的主要激素是不同的:果实发育主要是生长素作用的结果,果实成熟主要是乙烯作用的结果。(2)生长素与细胞分裂素促进生长的作用原理是不同的: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。(3)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。
(4)激素调节只是植物生命活动调节的一部分,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果(基因的选择性表达)。
【热点考向演练】考向一 围绕其他植物激素的作用,考查稳态与平衡观和生命的物质观1.(2020·山东等级考)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 ( )A.提高培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值可促进愈伤组织分化出根B.用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄C.用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发D.利用成熟木瓜释放的乙烯可催熟未成熟的柿子
【解析】选A。本题主要考查植物生命活动的调节。培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值增大,有利于愈伤组织分化出芽,A项错误;给未受粉的番茄雌蕊柱头涂上一定浓度的生长素类似物溶液,可获得无子番茄,B项正确;用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可解除休眠,促进种子萌发,C项正确;乙烯可促进果实的成熟,D项正确。
2.(2021·长治模拟)如图为种子发育过程和萌发过程中内源激素、种子含水量以及营养物质积累量的变化。据图分析,有关植物激素的作用错误的是 ( )
A.首先出现的是CK,其主要作用是促进细胞分裂和组织分化B.其次增加的是GA和IAA,参与有机物向籽粒的运输与积累C.在植物生长发育过程中激素调节的特点是多种激素相互协调、共同调节D.ABA促进种子贮藏蛋白的基因表达,并促进种子的脱水干燥,有利于种子的萌发
【解析】选D。图中首先出现的是CK,具有促进细胞分裂和分化的作用,A正确;其次增加的是GA和IAA,该阶段营养物质不断积累,说明GA和IAA参与有机物向籽粒运输与积累,B正确;由图可知,从种子萌发到果实的成熟有多种激素在起作用,可见激素调节的特点是多种激素相互协调、共同调节,C正确;ABA促进种子贮藏蛋白的基因表达,并促进种子的脱水干燥,有利于种子的休眠,而促进种子萌发的是GA,D错误。
考向二 围绕激素之间的相互作用,考查科学思维能力3.果实生长、发育、成熟过程中发挥生理作用的植物激素种类众多,下列关于植物激素的叙述,正确的是 ( )A.脱落酸由根冠和萎蔫的叶片中特定的腺细胞合成,主要作用是促进叶和果实的衰老和脱落B.植物生长发育过程的调控,根本上在于多种激素的相互作用共同调节C.乙烯主要在根冠、成熟的叶片和发育中的果实等成熟组织中合成,是促进果实成熟的主要植物激素
D.果实生长过程中生长素和赤霉素含量较高,它们主要通过促进细胞伸长来促进果实的生长和发育【解析】选D。植物体内没有分泌植物激素的特定腺体和腺细胞,A错误;植物的生长发育过程,在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果,B错误;乙烯在植物体各个部位都有合成,没有主要的合成部位,C错误;果实的生长发育过程依赖于果实中细胞的生长、分裂和分化,生长素和赤霉素在果实成熟前含量较高,它们的主要作用是促进细胞伸长,D正确。
4.(2021·九江模拟)为探究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)的作用效果,研究人员利用不同浓度的GA3溶液和IAA溶液处理3.0 cm长的豌豆茎段,观察其对豌豆茎段的影响结果如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.促进植物生长的激素除生长素、赤霉素外,还有细胞分裂素B.图中的b曲线说明生长素作用具有两重性C.赤霉素不仅能促进果实发育,还可延长植物种子的贮藏时间D.赤霉素与生长素混合使用比单独使用生长素对促进茎的生长的效果要好
【解析】选A。对植物生长有促进作用的激素有生长素、赤霉素和细胞分裂素,A正确;图中的b曲线实验处理组均大于对照组,没有体现生长素作用具有两重性,B错误;赤霉素能促进种子的萌发,缩短植物种子的贮藏时间,C错误;由曲线可知,在一定范围内,单独使用生长素比赤霉素与生长素混合使用对促进茎的生长的效果要好,但当生长素浓度超过400nM后,混合使用GA3和生长素的效果更好,D错误。
【拓展延伸】植物生长与多种植物激素之间的关系(1)生长素和乙烯对细胞伸长生长的影响:
(2)赤霉素与生长素在促进茎秆伸长方面的关系:
5.(2021·泸州模拟)激素调节在植物的生长发育过程和对环境的适应过程中发挥着非常重要的作用。并且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。回答下列问题:(1)如图表示种子萌发过程中两种激素的含量变化:
①曲线a代表的激素是________,作用是______________________________。 ②用激素b多次喷洒水稻植株后,会引起茎、叶生长速度过快,稻谷产量降低,推测其原因是___________________________________________________。 (2)研究发现,乙烯的产生具有“自促作用”,即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生。这种乙烯合成的调节机制属于_________________调节。 (3)在农业生产中,用一定浓度的____________________作为除草剂,可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草,其原理是_____________________________________________________________________________________________ 。
【解析】(1)①分析可知,曲线a代表脱落酸,它的作用是 抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;②用激素b多次喷洒水稻植株后,过多的赤霉素会引起茎、叶生长速度过快,稻谷产量降低,推测其原因是营养物质过多用于茎、叶生长,向稻穗输送的营养物质减少;(2)乙烯的产生具有“自促作用”,即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生。这种乙烯合成的调节机制属于反馈调节;(3)生长素的生理作用具有双重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。不同植物器官、不同种类植物,对生长素的敏感性不同。器官中根的敏感性最强,双子叶杂草的敏感性比单子叶农作物强。
答案:(1)①脱落酸 抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落 ②营养物质过多用于茎、叶生长,向稻穗输送的营养物质减少 (2)反馈(3)生长素类似物 高浓度生长素类似物抑制双子叶杂草生长,但促进单子叶植物生长
【加固训练·拔高】1.为研究赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)在种子萌发中的作用,科学家利用拟南芥突变体进行系列实验,实验处理及结果如表。据实验结果推测,错误的是 ( )
A.突变体1是GA受体异常突变体 B.突变体2是ABA受体异常突变体C.野生型种子萌发时内源ABA含量很低D.GA与ABA在此过程中有拮抗作用
【解析】选A。突变体1在MS培养基上不萌发,在MS培养基+一定量GA培养基上萌发,可知突变体1应是缺乏GA而不是GA受体异常,A错误;由后三组实验结果可知,突变体2在添加一定量的ABA条件下也不能抑制其萌发,说明突变体2是ABA受体异常突变体,B正确;野生型种子在萌发时内部激素发生变化,ABA含量降低,由野生型在MS培养基上能够萌发也可以推知其内源ABA含量很低,C正确;由三组用野生型作为实验材料的结果可知,GA与ABA在种子萌发过程中有拮抗作用,GA促进种子萌发,ABA抑制种子萌发,D正确。
2.为探究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆幼苗伸长生长的影响,某生物兴趣小组用生长素和赤霉素处理豌豆的完整幼苗和去顶幼苗后,测得不同条件下豌豆两种幼苗的伸长量,结果如表。相关分析错误的是 ( )
注:CK为空白对照组。
A.用生长素单独处理豌豆的两种幼苗时,均可促进它们的伸长生长B.赤霉素处理去顶幼苗效果不佳,原因可能与内源激素的含量有关C.两种激素同时处理时,体现了激素对豌豆幼苗伸长生长的协同作用D.实验的自变量是激素种类和豌豆幼苗是否去顶,因变量是幼苗伸长量
【解析】选C。根据表格数据,用生长素单独处理豌豆的两种幼苗时,测量值均大于对照组,说明均可促进幼苗的伸长生长,A正确;赤霉素处理完整幼苗效果比处理去顶幼苗的效果要好,原因可能与内源激素的含量有关,B正确;两种激素同时处理完整幼苗时比单独使用IAA强,但弱于GA,不能体现两种激素对豌豆幼苗伸长生长的协同作用,C错误;实验的自变量是激素种类和豌豆幼苗是否去顶,因变量是幼苗伸长量,D正确。
3.在植物的生长过程中,如果生活条件不适宜,植物体内就会产生脱落酸(ABA),使部分器官脱落。 研究发现,ABA还具有调节气孔的作用。请回答下列问题:(1)脱落酸的主要合成部位是__________。除了促进叶和果实的衰老和脱落,脱落酸还对种子的休眠有__________作用。(2)有理论认为,保卫细胞气孔的开闭与K+浓度密切相关,K+大量进入保卫细胞时,气孔张开;ABA可促进K+的外流。据此判断,ABA可__________叶片气孔张开。
(3)用不同浓度的外源ABA处理葡萄品种A和B的果实,检测葡萄品种A和B的果实在喷施ABA后的成熟情况,结果如图所示(CK为对照组):
分析如图,可得出的结论是__________、__________。
【解析】(1)脱落酸主要在根冠和萎蔫的叶片等部位合成,在将要脱落的器官和组织中含量多,主要作用是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落,还能抑制种子的萌发,促进种子休眠。(2)根据题意,K+大量进入保卫细胞时,气孔张开;ABA可促进K+的外流,从而抑制叶片气孔张开。(3)根据图示可知,该实验的自变量有ABA溶液浓度、葡萄品种。分析图可知,ABA对品种A和品种B果实的成熟均具有促进作用;不同浓度的ABA对葡萄果实成熟的促进作用不同;ABA对品种A果实成熟的促进作用大于品种B。
答案:(1)根冠、萎蔫的叶片 促进 (2)抑制(3)ABA对品种A和B果实的成熟均具有促进作用(或随ABA浓度的增大及喷施时间的延长,对果实成熟的促进作用增强) 不同浓度的ABA对葡萄果实成熟的促进作用不同(或ABA对品种A果实成熟的促进作用大于品种B)(合理即可)
考点四 与植物激素相关的实验设计【典例精研引领】(2020·太原模拟)某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类似物(2,4-D)对富贵竹插条生根的影响,实验结果如表所示。下列说法不正确的是( )
A.该探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条平均生根条数B.浓度为10-5 mol·L-1的2,4-D溶液对富贵竹生根既不促进也不抑制C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需要缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验D.实验过程中,每个插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
【名师授法解题】 抓题眼练思维
【解析】选B。根据表格分析可知,该实验的自变量是2,4-D浓度,因变量是插条平均生根条数,A正确;与清水组相比,浓度为10-5 mol·L-1的2,4-D溶液对富贵竹生根具有抑制作用,B错误;促进富贵竹插条生根的最适2,4-D浓度为10-11 mol·L-1左右,需要缩小浓度梯度做进一步的实验,C正确;实验过程中,每个插条的叶片数以及实验室的温度等属于无关变量,都会影响实验结果,D正确。
【母题变式延伸】核心素养新命题(1)本实验使用的富贵竹插条上芽的数量属于_______变量,富贵竹插条上芽的数量要保证相同,原因是 ________________________________________________________。(科学探究:实验设计)
无关
芽能产生生长素,芽的数量相同,可以避免对实验
结果造成影响
(2)根据实验结果分析,促进富贵竹插条生根的2,4-D的最适浓度应位于___________。实验结果能否说明2,4-D促进富贵竹插条生根的作用具有两重性?提示:清水处理下富贵竹平均生根条数为2,当2,4-D浓度较低时平均生根条数大于2,表现为促进作用,当2,4-D浓度大于10-7时,平均生根条数小于2,表现为抑制作用,所以能说明2,4-D具有两重性。
10-13
～10-9
【知能素养提升】1.有关生长素的几种类型的实验设计:(科学探究:实验设计)(1)验证生长素的产生部位在尖端:①实验组:取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。②对照组:__________________________________________________________(如图乙)。
取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧
(2)验证生长素的横向运输发生在尖端:①实验操作(如图):②实验现象:装置a中胚芽鞘_________;装置b和c中胚芽鞘_____________。
直立生长
弯向光源生长
(3)验证生长素只能是从形态学上端运输到形态学下端:①实验操作(如图):
②实验现象:A组去掉尖端的胚芽鞘_____________,B组去掉尖端的胚芽鞘_____________。
向右弯曲生长
不生长不弯曲
(4)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度:①实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
②结果预测及结论:a.若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明__________________________________。b.若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明__________________________________。c.若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。
重力对生长素
分布的影响大于单侧光
单侧光对生长素分
布的影响大于重力
(5)验证生长素在果实发育中的作用及合成部位:①原理:果实发育与生长素的关系。
a.如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因___________而停止发育,甚至引起果实早期脱落。b.在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以_______________。②实验过程:
缺乏生长素
果实内没有种子
③结果:A组_______________,B组_______,C组发育成_________。④结论:生长素是果实发育所必需的;正常情况下,生长素来自发育中的种子。
发育成有子黄瓜
不发育
无子黄瓜
2.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度注意事项:(科学探究:实验分析、评价)(1)需进行预实验:预实验可以为进一步的实验摸索条件,也可以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。(2)设置对照组、重复组:①设置对照组。清水作空白对照;设置浓度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似物促进扦插枝条生根的最适浓度。②设置重复组,即每组不能少于3个枝条。
(3)控制无关变量:无关变量在实验中的处理要采用等量原则。如选用相同的花盆、相同的植物材料,插条的生理状况、带有的芽数相同,插条处理的时间长短一致等。(4)处理插条:①生长素类似物处理插条可用浸泡法(溶液浓度较低)或沾蘸法(溶液浓度较高,处理时间较短)。②处理时插条上下不能颠倒,否则扦插枝条不能成活。③扦插时常去掉插条成熟叶片,原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用,保持植物体内的水分平衡。
(5)插条生根异常的原因分析:①不能生出不定根:用多种不同浓度的生长素类似物浸泡后,扦插的枝条不能生根,主要有以下几种可能:a.是枝条所带叶片较多、蒸腾作用过强、失水过多;b.是枝条幼芽、幼叶保留过多,本身能合成一定浓度的生长素,浸泡后形态学下端处于高浓度的抑制状态;c.是配制的营养液缺乏营养元素或缺氧;d.是没有分清形态学的上端与下端,即枝条倒插。②都能生出不定根:同一浓度生长素类似物处理枝条,不同的枝条可能生出不同数目的不定根,如枝条上芽多,则产生的生长素多,就容易生出更多的不定根。
3.植物激素探究实验的一般设计思路:(1)分组编号。将实验材料分成多份,各份之间长势良好且基本相同,并编号1、2、3……(2)实验条件的设置:①确定变量:一般来说,实验中的变量就是我们要研究的对象。比如研究激素的作用,那么变量就是激素的有无;比如研究激素浓度对生长的影响,变量就是激素浓度。②设置条件:实验组与对照组之间,或各实验组之间,只有一个变量,其他的因素要保持相同且适宜。
(3)实验结果的统计:能够反映激素作用的结果并不是唯一的。我们确定观察对象时,要注意三个原则:①与实验目的密切相关。②观察对象要具体明确。③便于观察和统计。(4)得出实验结论:①结论与实验目的相关。②结论与实验数据相符。
【热点考向演练】考向一 围绕生长素相关的实验设计,考查实验设计和分析能力1.(2018·海南高考)激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂。为了探究激动素对侧芽生长的影响,某同学将生长状态一致的豌豆苗随机分为A、B、C三组,实验处理如表。处理后,定期测量侧芽的长度,结果如图所示。
回答下列问题:(1)从实验结果可知,顶芽能抑制侧芽生长,这种现象称为______________。 (2)A组侧芽附近的生长素浓度 (填“高于”“低于”或“等于”)B组相应侧芽附近的生长素浓度,原因是________________________________。
(3)为了验证激动素对A组侧芽生长有促进作用,还应该增加一个处理组D,D组的处理是________________________,预测该处理的实验结果是:D组侧芽生长量________________(填“大于”“小于”或“等于”)A组的生长量。
【解析】(1)顶芽优先生长而抑制侧芽生长的现象叫做顶端优势。(2)A组去除了顶芽,没有顶芽产生的生长素向下运输;而B组含有顶芽能产生生长素并向下运输,积累在侧芽上,所以A组侧芽附近的生长素浓度低。(3)依据题表分析,B组和C组是保留顶芽情况下的对照,缺少一个与A组去除顶芽下的对照,故要增加一个D组,处理方法为去除顶芽,用蒸馏水涂抹侧芽。由B组和C组分析激动素能促进侧芽生长,D组侧芽的生长量小于A组的生长量。答案:(1)顶端优势(2)低于 顶芽是产生生长素的场所,去除顶芽后没有生长素向下运输(3)去除顶芽,用蒸馏水涂抹侧芽 小于
2.研究生长素极性运输的经典实验是所谓的“供体—受体琼脂块”方法,现利用如图处理方法做实验。
(1)检测4个实验受体琼脂块,其中含有生长素的是哪些?________________。 (2)为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输,一位同学设计了如图实验①,一段时间后,发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素。作为其对照组,最合适的是哪一组?________________。 (3)有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点,你认为最适合判断该观点是否正确的对照实验是____________(选两组)。可支持该观点的实验结果为___________________________________________________________。
【解析】(1)生长素的极性运输是指生长素能从形态学上端运输到形态学下端,不能反过来运输,检测4个实验受体琼脂块,其中含有生长素的是①④。(2)实验目的是验证生长素在胚芽鞘中的极性运输,实验的自变量就是形态学上下端的不同,②是最佳对照组。(3)实验目的是验证生长素的极性运输与重力无关,实验的自变量是重力,正确的一组对照实验是①④,实验结果为两实验的受体琼脂块都有生长素,且含量相等,则该观点正确。答案:(1)①④ (2)② (3)①④ 若两组实验的受体琼脂块都有生长素,且含量相等,则该观点正确
【方法技巧】把握植物激素的四种实验方法
考向二 围绕植物生长调节剂的应用探究,考查实验分析能力3.为探究2,4-D溶液浓度对迎春枝条生根的影响,研究人员首先按照图一所示步骤配制了一系列浓度梯度的2,4-D溶液,然后选择插条,分组、编号,浸泡枝条,适宜条件下培养,得到实验结果如图二所示。请据图回答下列问题:
(1)配制一系列浓度的2,4-D溶液各9 mL,具体如图一所示。据图所示,对5号烧杯中的2,4-D溶液还应进行的操作是应____________,该操作是为了控制无关变量,体现了实验设计的____________(填“单一变量”或“平行重复”)原则。 (2)选择生长状况相同,芽的数量相同的迎春枝条若干,随机均分成_____组。 (3)用2,4-D溶液处理枝条的两种方法是沾蘸法和____________,其中对照组用____________在相同条件下处理相同时间。
(4)在相同且适宜的条件下培养一段时间,测量并记录每组迎春枝条的____________,对所得的实验数据进行统计分析。 (5)实验结果表明:促进生根的最适浓度在____________mol·L-1,该实验结果____________(填“能”或“不能”)体现两重性。
【解析】(1)该实验的自变量为2,4-D溶液浓度,因变量是生根数,其他变量都为无关变量,都应保持相同,所以对5号烧杯中的2,4-D溶液还应吸走1 mL,保持与其他烧杯溶液的量相同,该操作体现了单一变量原则。(2)根据图二实验分为6组,因此应选择生长状况相同,芽的数量相同的迎春枝条若干,随机分成6组。(3)用2,4-D溶液处理枝条的两种方法是沾蘸法和浸泡法,为了保证单一变量,对照组应当用等量的蒸馏水在相同条件下处理相同时间。(4)本实验的因变量是生根数,因此应当测量并记录每组迎春枝条的平均生根数,对所得的实验数据进行统计分析。(5)由图二可知,在生长素浓度为10-11～10-10 mol·L-1时,促进生根效果相同,故促进生根的最适浓度应在10-11～10-10 mol·L-1之间,
与蒸馏水组比较,浓度为10-8 mol·L-1抑制生根,实验结果能体现两重性。答案:(1)吸去1 mL溶液 单一变量 (2)6 (3)浸泡法 等量的蒸馏水 (4)(平均)生根数(或生根情况) (5)10-11～10-10 能
【加固训练·拔高】1.某科研小组研究低钾胁迫对水稻苗期生长的影响时,以耐低钾基因型水稻N18和N19为实验组。普通水稻N27为对照组进行实验。将长势一致的上述幼苗移栽到K+浓度为低钾(K0)和正常钾(K1) 2个水平的溶液中进行培养,并测定幼苗体内各种激素含量,结果如图所示。下列推断或叙述错误的是 ( )
注:IAA(生长素)、GA1(赤霉素)、ZR(一种细胞分裂素)、ABA(脱落酸)A.实验中各基因型水稻的ABA含量均为正常钾条件下低于低钾条件下B.耐低钾水稻对低钾胁迫的反应可能是吸收、运输钾能力强或钾利用率高C.低钾胁迫下耐低钾水稻植株中IAA、ZR和GA1含量都显著低于N27D.水稻耐低钾与其植物激素水平或激素间比例有关,进而影响其生理过程
【解析】选C。根据题图可知,实验中各基因型的水稻幼苗ABA含量均为K1条件下低于K0条件下,即均是正常钾条件下低于低钾条件下,A正确;由题意推断,耐低钾水稻对低钾胁迫的反应主要表现是吸收、运输钾能力强或钾利用率高,B正确;低钾胁迫下耐低钾水稻植株中IAA/ABA、ZR/ABA和GA1/ABA都高于N27,但低钾胁迫下耐低钾水稻植株中IAA、ZR和GA1含量不确定,C错误;根据植物激素具有调节植物生命活动的作用推知,水稻耐低钾与其植物激素水平或激素间比例有关,进而影响其生理过程,D正确。
2.植物激素中的赤霉素(GA)能诱导α-淀粉酶的产生,促进种子萌发;脱落酸(ABA)能抑制种子萌发。某研究小组分别用三组试剂(①、②、③)对种子进行处理,所得结果如图所示,图中X是一种mRNA合成抑制剂,“↓”表示开始处理的时间。请回答下列问题:
(1)GA除能促进种子萌发外,还能促进________________(填“细胞分裂”或“细胞伸长生长”),从而促进植物生长。(2)本实验的自变量是______________________;图中第②③组结果表现出高度的相似性,说明ABA的作用机制可能是抑制__________酶的活性,从而抑制mRNA的合成。在α-淀粉酶的合成方面,ABA与GA表现为__________(填“协同”或“拮抗”)作用。
(3)大量事实已经证明内源ABA具有促进脱落的效应,但用ABA作为脱叶剂的田间试验尚未成功,这可能是由于植物体内的____________________________(答出两种即可)对ABA(促进脱落的效应)有抵消作用。进一步研究发现,脱落的器官中乙烯含量明显较高,其原因可能是____________________________。
【解析】(1)GA除能促进种子萌发外,还能促进细胞伸长生长,从而促进植株生长。(2)从图中可以看出第①组只加GA,第②组加GA和X,第③组加GA和ABA,故本实验的自变量是影响赤霉素作用的试剂种类;图中第②③组结果表现出高度的相似性,说明ABA的作用机制可能是抑制RNA聚合酶的活性,从而抑制mRNA的合成,进而抑制α-淀粉酶的合成,而GA可促进α-淀粉酶的合成,故在α-淀粉酶的合成方面,ABA与GA表现为拮抗作用。(3)大量事实已经证明内源ABA具有促进脱落的效应,但外源ABA作为脱叶剂的田间试验则没有成功,这可能是由于植物体内的赤霉素(GA)、细胞分裂素或生长素等对ABA(促进脱落的效应)有抵消作用。进一步研究发现,脱落的器官中乙烯含量明显较高,其原因可能是
ABA(脱落酸)能促进乙烯的产生。答案:(1)细胞伸长生长 (2)影响赤霉素作用的试剂种类 RNA聚合 拮抗 (3)赤霉素(GA)、细胞分裂素或生长素等 ABA(脱落酸)能促进乙烯的产生
新情境·新命题
【命题新情境】植物生命活动的调节主要靠植物激素,图甲是植物激素间的相互作用关系网络图,图乙表示叶柄离层细胞两侧(近基端和远基端)的生长素浓度与叶片脱落关系,据图回答问题。
【命题新角度】1.据图甲可知植物生命活动的调节是________________。除图甲所列的关系外,还有相关激素间的____________关系。 2.俗话说“秋风扫落叶”,其实落叶的真正原因不在秋风,而在自身的激素调节,据图乙分析可知当远基端生长素浓度___________近基端生长素浓度时,叶柄将进入脱落状态,此时生长素在叶柄内是从远基端向近基端进行极性运输,通过对图甲分析可知,该运输过程对乙烯的合成有___________作用,而乙烯的增加对生长素的合成具有___________作用,乙烯又能促进离层细胞合成和分泌纤维素酶和果胶酶,这两种水解酶水解离层细胞的细胞壁导致叶柄脱落。
3.为了进一步确认落叶离层的是2.中的原因,据所给实验材料补充实验步骤并回答问题:实验材料:两盆长势相同生长旺盛的天竺葵,白色洋葱鳞片叶,紫色洋葱鳞片叶,适宜浓度的蔗糖溶液,蒸馏水,载玻片,盖玻片,显微镜,乙烯,透明塑料袋,细线,烧杯,纱布等。实验步骤:(1)将两株长势相同、生长旺盛的天竺葵分别罩在两个大小相同透明的塑料袋中,A中加入一定量的乙烯气体,B中不加乙烯作为对照组。(2)其他条件完全相同的情况下培养5～6天,其间注意适当透气。
(3)剪取等量的叶柄基部,在____________(填“破坏”或“不破坏”)其细胞的情况下,分别将其____________,得到溶液A和溶液B,待用。 (4)撕取等量的____________分别放在溶液A、B中处理一段时间。 (5)取两片载玻片编号①、②,分别在其中央滴几滴适宜浓度的蔗糖溶液,再取对应编号溶液处的相应材料,展平,盖上盖玻片。(6)放在显微镜下观察____________________________________________。 实验现象及结论:如果①载玻片上的细胞呈____________,②载玻片上的细胞为相互连接的多边形,即可证明。
4.其实在落叶过程中还有一种与乙烯起协同作用的激素,该激素是_______。
【解析】1.图甲是植物激素间的相互作用关系网络图,据图可看出植物每一项生命活动的调节是多种激素共同作用的结果。除图甲所列的关系外,还有相关激素间的协同关系。
2.由图乙可知,当远基端生长素浓度小于或等于近基端生长素浓度时,叶柄脱落。已知生长素在叶柄内是从远基端向近基端进行极性运输,这使远基端生长素浓度降低,近基端生长素浓度升高,当远基端生长素浓度小于或等于近基端生长素浓度时,叶柄进入脱落状态,通过对图甲分析可知,该运输过程对乙烯的合成有促进作用,而乙烯的增加对生长素的合成具有抑制作用,乙烯又能促进离层细胞合成和分泌纤维素酶和果胶酶,这两种水解酶水解离层细胞的细胞壁导致叶柄脱落。
3.为了进一步确认落叶离层的目的是乙烯诱导纤维素酶和果胶酶的合成和分泌,这两种水解酶水解离层细胞的细胞壁导致叶柄脱落。可确定其自变量是乙烯,因变量是纤维素酶和果胶酶,由于纤维素酶和果胶酶是离层细胞分泌的,所以提取时不用破坏细胞,直接用蒸馏水浸泡,纱布直接粗过滤即可。因变量纤维素酶和果胶酶的测量用紫色洋葱外表皮细胞,若其浸泡液里含有这两种酶,则处理过的细胞没有细胞壁呈紫色球形;若其浸泡液里不含这两种酶,则处理过的细胞仍然有细胞壁呈相互连接的多边形。4.其实在落叶过程中还有一种与乙烯起协同作用的激素,能促进叶片脱落,该激素是脱落酸。
答案:1.多种激素共同作用的结果 协同2.小于或等于 促进 抑制3.(3)不破坏 用蒸馏水浸泡,纱布过滤 (4)紫色洋葱外表皮 (6)细胞形态 紫色球形4.脱落酸
【拓展视野】酸生长理论生长素能够促进细胞伸长来促进植物生长,科学家通过相关实验,提出了“酸生长理论”来解释生长素作用的机理。“酸生长理论”的要点是:①原生质膜上存在着非活化的质子泵(H+-ATP酶),生长素作为泵的变构效应剂,与泵蛋白结合后使其活化;②活化了的质子泵消耗能量(ATP),将细胞内的H+泵到细胞壁中,导致细胞壁基质溶液的pH下降;③在酸性条件下,H+一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂,另一方面(也是主要的方面)使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加,从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键
断裂,细胞壁松弛;④细胞壁松弛后,细胞的压力势下降,导致细胞的水势下降,细胞吸水,体积增大而发生不可逆增长。
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