专题十四植物的激素调节.docx
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专题十四植物的激素调节
专题十四植物的激素调节
一、生长素的发现
科学家
实验处理方法、现象
实验结论
达尔文
(1)a和b对照说明:
胚芽鞘的向光生长与
尖端有关;由此推断:
尖端可能会产生某种影响,单侧光照射下会影响下部的生长。
(2)a与c对照说明:
尖端可能产生的促进生长的影响与胚芽鞘尖端是否接受光照无关。
(3)c、d与a对照说明,感光部位在_胚芽鞘的尖端,而向光弯曲部位在胚芽鞘尖端下面_的一段。
结论:
单侧光照射能使胚芽鞘尖端产生某种“影响”,当传递到下部的_伸长区时,造成其背光面比向光
面生长快,因而向光生长。
鲍森·
詹森
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
对照组:
尖端下部放云母片或玻璃片
拜尔
胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部位的分布不均匀
对照组:
尖端放正中
温特
e与f对照说明:
胚芽鞘尖端产生的刺激确实是一种化学物质,并将其命名为生长素
其他科学家
生长素的化学本质吲哚乙酸(IAA)
二、生长素的产生、运输和分布
1.生长素的运输方式
(1)极性运输:
在胚芽鞘芽、幼叶、幼根等幼嫩组织中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不受人为调整的空间位置的影响。
(2)非极性运输:
在成熟组织中,生长素可通过韧皮部的筛管进行非极性运输。
(3)横向运输:
是由单一方向的刺激(如单侧光、重力等)引起的,发生在胚芽鞘、芽和根的尖端。
如在单侧光下,生长素从胚芽鞘向光侧移向背光侧。
思维拓展:
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。
(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.植物的向光性
(1)原因分析:
(2)归纳总结
3.植物茎的背地性和根的向重力性
(1)原因分析:
(2)归纳总结
胚芽鞘系列实验的相关结论
(1)胚芽鞘感光部位——尖端。
(2)胚芽鞘弯曲生长的部位——尖端下面一段。
(3)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。
(4)生长素的产生是否需要光——不需要。
(5)生长素横向运输的部位——胚芽鞘尖端。
(6)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。
例:
1、科学家温特做了如下实验:
把切下的燕麦尖端放在琼脂块上,几小时后,移去胚芽鞘尖端,将琼脂块切成小块。
再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧,结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。
但是,如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块,胚芽鞘则既不生长也不弯曲。
该实验证明了( )
A.生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
B.造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质
C.生长素的化学本质是吲哚乙酸D.胚芽鞘会弯向光源生长
2、选取长度相同的幼苗,实验装置如下图甲所示,给予光照,在不同时间测定胚芽鞘伸长的长度,结果如图乙。
能正确表示对照组、实验组光照侧和背光侧胚芽鞘伸长长度的曲线依次是( )
A.①②③ B.②③①
C.③②①D.②①③
3、取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为a、b、c、d四组。
将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段,并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置,得到a′、b′两组胚芽鞘。
然后用单侧光照射,发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长,b′组胚芽鞘无弯曲生长,其原因是( )
A.c组尖端能合成生长素,d组尖端不能
B.a′组尖端能合成生长素,b′组尖端不能
C.c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,d组尖端的生长素不能
D.a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b′组尖端的生长素不能
4、(2014·江苏高考)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”)。
参考:
1-3BBD
4、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
三、生长素的作用特点(两重性)
(1)图1表示不同浓度生长素的生理作用不同,表现为两重性:
①a点——既不促进也不抑制生长。
②a~c段(不含a点)——随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。
③c点——促进生长的最适浓度,促进效果最好。
④c~e段(不含e点)——仍为“促进”浓度,只是随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。
⑤e点——对植物生长的效应与a点相同,既不促进生长,也不抑制生长。
此值为促进生长的浓度“阈值”——低于此值时均为促进生长的“低浓度”,超过此值时均为抑制生长的“高浓度”。
⑥e~f段(不含e点)——随生长素浓度升高,对生长的抑制作用增强。
⑦b、d两点——生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。
(2)图2表不同浓度的生长素对不同器官所起作用的关系曲线。
①不同浓度的生长素作用于同一器官上,所起的生理功效不同(低浓度促进,高浓度抑制)。
②同一浓度的生长素作用于不同器官上,所起的生理功效也不同(如生长素的浓度为10-6mol/L时,对根、芽、茎的作用分别是抑制、既不促进也不抑制、促进)。
③A、B、C三点对应的生长素浓度分别为促进根、芽、茎生长的最适浓度,说明不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:
根>芽>茎),也说明不同器官正常生长需要的生长素浓度不同。
④A′、B′、C′点分别表示对根、芽、茎的作用是既不促进也不抑制。
低于A′、B′、C′点对应的浓度,表现为促进作用,高于A′、B′、C′点对应的浓度则起抑制作用。
(3)图3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。
例:
11.(2014·南京三模)下图甲表示不同浓度的生长素对芽生长的作用效应,图乙表示植物的芽在不同浓度生长素溶液中的生长情况,则图甲中的a、b、c、d点所对应的乙图中生长状况,正确的是( )
A.a—① B.b—②
C.c—③D.d—④
2.如下图所示,如果根甲侧的生长素浓度在曲线的a点(为10-10mol·L-1),下列有关描述正确的是( )
A.在fc的范围内的生长素浓度均能促进生长
B.ad属于生长抑制范围
C.乙侧的生长素浓度低于甲侧,相当于曲线fe段浓度,因而细胞伸长生长慢
D.在太空中(重力为零),根的生长将不同于上图的弯曲生长,坐标图中生长素的曲线也不适用于根的生长
参考:
CA
四、其他植物激素与生长素类似物
1、其他植物激素
2.植物激素及其类似物的应用
植物激素
生长素
赤霉素
细胞分裂素
乙烯
脱落酸
对应生长调节剂
萘乙酸2,4D
赤霉素
青鲜素
乙烯利
矮壮素
应用
①促进扦插枝条的生根;②促进果实发育,防止落花落果;③农业除草剂;④培育无子番茄等无子果实
①促进植物茎秆伸长;②解除种子和其他部位休眠,提早用来播种
蔬菜贮藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长贮存时间
①用于瓜果的催熟;
②处理瓜类幼苗,能增加雌花形成率,增产
减少棉铃在未成熟前的大量脱落
3.植物激素间的相互作用
在植物生长发育和适应环境过程中各种激素并不是孤立起作用,而是多种激素相互作用共同调节,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促进生长的激素:
生长素、赤霉素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老的激素:
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:
例:
1、果实生长发育和成熟受多种激素调节。
下列叙述正确的是( )
A.细胞分裂素在果实生长中起促进作用
B.生长素对果实的发育和成熟没有影响
C.乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用
D.脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落
2.不同浓度的生长素影响某植物乙烯生成和成熟叶片脱落的实验结果如右图所示。
下列有关叙述正确的是( )
A.乙烯浓度越高脱落率越高
B.脱落率随生长素和乙烯浓度增加而不断提高
C.生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互对抗的
D.生产上可喷施较高浓度生长素类似物降低脱落率
3.光照、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长影响的实验结果如下图所示。
下列叙述正确的是( )
A.茎伸长受抑制均由赤霉素合成抑制剂引起
B.赤霉素是影响茎伸长的主要因素之一
C.植物茎伸长与光照时间无关
D.该植物是赤霉素缺失突变体
4.棉花幼铃(幼果)获得光合产物不足会导致其脱落。
为研究某种外源激素对棉花光合产物调配的影响,某课题组选择生长整齐的健壮植株,按下图1步骤进行实验,激素处理方式和实验结果如图2所示(上述处理不影响叶片光合与呼吸强度)。
图1
图2
(1)该放射性物质中被标记的元素是________。
光合作用过程中,含标记元素的化合物被光反应提供的________还原成糖类。
在适宜温度下测得叶片光饱和点,若其他条件不变,进一步提高温度,则该叶片光饱和点的变化是________。
(2)由实验结果推断,幼铃脱落显著减少的是________组。
B组幼铃放射性强度百分比最低,说明B组叶片的光合产物________。
为优化实验设计,增设了D组(激素处理叶片),各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是________。
由此可知,正确使用该激素可改善光合产物调配,减少棉铃脱落。
(3)若该激素不能促进插条生根,却可促进种子萌发和植株增高,其最可能是________。
参考:
1-3ADB
4、
(1)碳 [H] 降低
(2)C 输出减少 C>A>B>D (3)赤霉素
五、胚芽鞘不同处理情况下图解分析
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
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
①:
a=b c=d,都促进水平生长
②:
a
专题训练
一、选择题
1.(2015·稽阳联考)下面关于植物激素的生理作用及其应用的叙述中,错误的是( )
A.用细胞分裂素处理侧芽,可解除生长素对侧芽生长的抑制
B.春季水稻种子播种前,可用含赤霉素的温水浸泡种子
C.相对密闭的贮藏环境会诱导产生大量乙烯,不利于新鲜果蔬的长期贮藏
D.用一定浓度的2,4D处理表土,可以抑制杂草的滋生
2.用矮壮素处理可以抑制植株增高,培育出矮化的水仙,提高观赏价值。
与矮壮素的作用效果正好相反的植物激素是( )
A.乙烯利 B.赤霉素
C.2,4DD.脱落酸
3.下列关于植物生命活动调节的叙述,不正确的是( )
A.光照、温度等环境因子通过影响细胞代谢而影响植物生命活动
B.植物生长发育过程中,几乎所有的生命活动都受到植物激素的调节
C.在植物激素中,生长素对于植物生长发育过程起主导作用
D.植物的生长发育过程,实质是基因在一定时间和空间上程序性表达的结果
4.(2015·新余模拟)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
5.下图表示黄化燕麦幼苗中生长素相对含量的分布,根据所学知识和图中信息判断,下列叙述错误的是( )
A.生长素主要在生长活跃的部位合成
B.b点所对应的幼苗部位的细胞体积比a点所对应的幼苗部位的细胞体积大
C.a点生长素浓度相对较高,是由b、c点对应的细胞合成的生长素运输到a点所致
D.若将a点对应浓度的生长素作用于d点对应的细胞,可能会抑制d点细胞的生长
6.(2015·绵阳诊断)根部的生长素在单侧光照射下会向背光一侧运输,下图为研究单侧光的光照强度与根弯曲角度关系的实验装置和实验结果。
结合所学知识,分析下列有关说法错误的是( )
A.该实验可以验证生长素对根部生理作用具有两重性
B.光照强度越强,根部生长素向背光一侧运输得越多
C.单侧光照强度越强,向光侧的生长素促进作用越强
D.根背光弯曲生长是环境影响基因组程序性表达的结果
7.(2014·石家庄二模)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,下列叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙可能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
8.(2014·浙江高考)下图表示施用IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根数的影响。
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.施用IAA对诱导侧根的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10-4mol·L-1的IAA相比,未施用的植株主根长而侧根数量少
9.对下图中d、e两点生长素浓度的分析合理的是( )
A.若d点对应点的浓度为b,则e点对应c点的浓度
B.若d点对应点的浓度为a,则e点对应b点的浓度
C.若d点对应点的浓度为a,则e点对应c点的浓度
D.若d点对应点的浓度为c,则e点对应b点的浓度
10.(2015·武汉调研)植物的根冠内能合成一种植物激素,并且能主动地向根尖的伸长区运输;其作用与分生区合成的低浓度的IAA的作用相反,与增强植物的抗逆性有关。
若对玉米根冠做以下四种处理,请根据植物激素相互作用共同调节的特点判断,四个根尖可能向左弯曲生长的是( )
11.植物越冬休眠和夏天生长受多种激素的调节,如下图所示,有关叙述正确的是( )
A.越冬休眠时,植物体内的赤霉素和脱落酸的含量都会增加
B.秋末①→③→⑤过程能增加叶肉细胞内的胡萝卜素含量,提高光合作用速率
C.夏季①→③→④过程能增加植物体内细胞分裂素含量,促进植物生长
D.各种植物激素通过直接参与细胞内的代谢过程实现对生命活动的调节
12.(2015·浙江六校联考)大麦种子的胚乳外面环绕着一种特殊的细胞,叫糊粉层,如右图所示。
种子萌发期间,糊粉层合成和释放水解酶,分解储藏在胚乳中的营养物质;而胚在萌发期间会产生赤霉素。
科学家将大麦种子的胚除去,发现种子不能萌发,于是推测胚在种子萌发时的作用是产生赤霉素诱导糊粉层合成水解酶。
为证实这个观点,需做的实验是( )
A.向结构完整的种子中加入赤霉素,观察种子是否萌发
B.向除去胚的种子中加入赤霉素,观察种子是否萌发
C.向除去糊粉层的种子中加入赤霉素,观察种子是否萌发
D.向去除胚和糊粉层的种子中加入赤霉素,观察种子是否萌发
二、非选择题
13.(2014·北京高考)为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。
实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2。
(1)植物激素是植物细胞之间传递________的分子。
(2)本实验中,试管用滤膜封口是为了在不影响________通过的情况下,起到________的作用。
用激素处理时应将IAA加在________(填“培养液中”或“茎芽尖端”)。
(3)图2数据显示,GA3和IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出________作用,GA3的这种作用更为显著。
(4)植物伸长生长可能是细胞数量和/或________增加的结果。
当加入药物完全抑制DNA复制后,GA3诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%,说明GA3影响茎芽伸长生长的方式是____________________。
(5)从图2中B组(或C组)的数据可知,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的________倍、IAA单独处理的________倍,由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在________的关系。
(6)A组数据未显示出GA3和IAA具有上述关系,原因可能是离体时间短的茎芽中________的量较高。
14.生长素的主要作用是促进细胞纵向伸长,其作用机理如下图所示,请回答下列问题:
(1)生长素作用的第一步是与细胞膜上的受体结合,形成“激素—受体复合物”,这一过程体现了细胞膜的________功能。
(2)被激活的“激素—受体复合物”能引起内质网释放Ca2+,Ca2+促使细胞内的H+以________的方式运往细胞外,增加了细胞壁的延展性,使细胞壁对细胞的压力减小,导致细胞吸水、体积增大而发生不可逆增长。
细胞在生长过程中体积变化最大的细胞器是________。
实验发现,细胞在持续生长过程中,细胞壁的厚度能基本保持不变,出现这种现象的原因是________(填细胞器)为细胞壁添加了新的成分。
(3)此外,Ca2+还能激活细胞中的转录因子,它进入细胞核后,能引起________酶催化mRNA的合成。
(4)生长素促进根系生长时具有最适宜浓度,稍高浓度的生长素能促进乙烯的生物合成,从而抑制根的伸长,这说明生长素的作用具有________。
(5)科学家研究发现紫外光可以抑制植物生长,原因是紫外线增加了植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性,从而促进了生长素氧化为3亚甲基氧代吲哚,而后者没有促进细胞伸长的作用。
现在提供生长状况相同的健康的小麦幼苗若干作为实验材料,请完成下列实验方案,以验证紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。
步骤1:
将小麦幼苗平均分为甲组和乙组。
步骤2:
给予甲组____________________(光照),给予乙组________(光照)。
步骤3:
观察两组幼苗的________,并测量______________的含量。
预测实验结果及结论:
______________________________________________________
________________________________________________________________________。
参考答案:
1-5CBCBC6-10CCCBB11-12CB
13、答案:
(1)信息
(2)气体 防止污染 茎芽尖端
(3)促进 (4)细胞长度 促进细胞伸长和细胞分裂
(5)3.6(3) 18(60) 协作 (6)内源IAA
14、答案:
(1)识别(信息传递)
(2)主动运输 液泡 高尔基体 (3)RNA聚合 (4)两重性
(5)适宜的可见光 同等强度的可见光和一定强度的紫外光 高度(生长状况和高度) 两组植株中3亚甲基氧代吲哚 甲组植株生长高于乙组,甲组中3亚甲基氧代吲哚含量少于乙组
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- 专题 十四 植物 激素 调节