植物生命活动的调节.docx
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植物生命活动的调节
植物生命活动的调节
知识内容
要求
植物激素调节
(1)生长素的发现过程、作用及其特点
(2)活动:
探究2,4
D对插枝生根的作用
(3)五大类植物激素的作用
(4)植物激素的应用
b
c
a
b
考点1 生长素的发现过程、
作用及其特点
1.(2017·浙江4月选考)植物学家温特利用切去尖端的幼苗进行如图所示的实验。
下列叙述错误的是( C )
A.在黑暗条件下进行实验是为了避免光的干扰
B.①与④的结果证明琼脂块不含促进幼苗生长的化学物质
C.②与③的结果证明苗尖端含有促进幼苗生长的化学物质
D.该实验的成功之处在于将苗尖端的化学物质扩散到琼脂块中再去影响切去尖端的幼苗
解析:
①②④或①③④的结果证明苗尖端含有促进幼苗生长的化学物质。
2.
(2016·浙江10月选考)将生长素能透过的明胶插在幼苗尖端与其下部之间,如图所示。
给予单侧光照射一段时间后,幼苗将( C )
A.直立生长B.不生长
C.向光弯曲生长D.背光弯曲生长
解析:
幼苗尖端产生的生长素能透过明胶向下运输,因此幼苗在单侧光照射下仍能表现出向光弯曲生长。
3.(2016·浙江4月选考)
将含有适宜浓度生长素的琼脂块放在幼苗切面的左侧,如图所示。
一段时间后,幼苗将( D )
A.不生长
B.向左弯曲生长
C.直立生长
D.向右弯曲生长
解析:
切去尖端的幼苗,由于左侧放置含生长素的琼脂块,因此左侧比右侧生长快,幼苗将向右弯曲生长。
4.(2017·浙江11月选考)将云母片插入苗尖端及其下部的不同位置如图所示,给予单侧光照射。
下列不发生弯曲生长的是( D )
解析:
A幼苗左侧生长素浓度高,所以向右弯曲生长;B幼苗右侧生长素浓度高,所以向左侧弯曲生长;C幼苗右侧生长素浓度高,所以向左侧弯曲生长;D幼苗两侧生长素浓度相同,故直立生长。
1.生长素的发现
生长素发现过程实验比较及分析
科学家
达尔文父子
波森·詹森
温特
实验
图示
实验
结论
感光部位在尖端,弯曲部位在尖端下面一段
有一种化学物质由苗尖端向下传递
苗尖中确实存在一种能够促进生长的化学物质
实验
对光
的需求
需要光
可在无光条件下进行,观察生长现象
不需要光
续表
实验
提升
(1)生长素的产生部位——苗尖端;
(2)发挥作用的部位——尖端下面一段;(3)感光部位——苗尖端;(4)生长素的作用——促进生长;(5)弯曲生长的原因——生长素分布不均匀,导致生长不均匀;(6)引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力等
2.幼苗弯曲判断
类别
图示
实验现象
锡箔纸
遮盖类
①直立生长;②向光弯曲生长
云母片
插入类
①直立生长;②不生长;③向光弯曲生长;④向右弯曲生长
切割移
植类
①直立生长;②向左弯曲生长;③向左弯曲生长;④向左弯曲生长,但弯曲度比③小
暗箱旋
转类
①直立生长;②向光弯曲生长;③向小孔弯曲生长
3.生长素的本质及作用特点
(1)生长素的本质
生长素是一种小分子有机物——吲哚乙酸,是在细胞内由色氨酸合成的。
(2)生长素生理作用的特点
低浓度起促进作用,高浓度起抑制作用,而且往往与发生作用的器官有密切关系,具体如下:
a.生长素作用的两重性分析
①当生长素浓度小于i时均为“低浓度”,高于i时才会抑制植物生长,成为“高浓度”。
②曲线中OH段表明:
随生长素浓度升高,促进生长作用增强。
③曲线中HC段表明:
随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍能促进生长)。
④H点表示促进生长的最适宜的生长素浓度(g)。
b.不同器官对生长素的敏感性
①同一浓度的生长素作用于不同器官,引起的生理效应不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:
根>芽>茎)。
②曲线中A、B、C三点代表生长素的最佳促进效果,A'、B'、C'点以上的部分曲线体现了不同浓度生长素对不同器官的不同促进效果,A'、B'、C'点分别表示该浓度的生长素对根、芽、茎的生长既不促进,也不抑制。
c.不同植物对生长素的敏感性
不同种类的植物对生长素的敏感性不同,双子叶植物比单子叶植物敏感程度高。
【自我诊断】
1.生长素是一种大分子有机物,是在细胞内由色氨酸合成的。
( × )
2.达尔文父子实验证明某种物质由尖端向下运输,并提出了化学物质假说。
( × )
3.云母和明胶对生长素的透过性不同。
( √ )
4.尖端下面一段背光侧细胞伸长快,主要是向光侧生长素被分解,背光侧生长素多造成的。
( × )
5.同一植株的幼根对生长素的反应敏感度高于幼芽。
( √ )
6.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。
( √ )
7.同一浓度的生长素溶液对不同器官的作用效应可能不同。
( √ )
8.植物生长素是植物体内信息的化学载体,起着信息传递的作用。
( √ )
考向1 生长素的发现
【例1】(2018·宁波模拟)如图表示科学家波森·詹森利用明胶和云母处理幼苗进行的实验过程和结果(注:
化学物质能够透过明胶却不能透过云母)。
下列叙述正确的是( )
A.明胶片处理组在光下进行,云母片处理组在黑暗中进行
B.本实验证明了明胶和云母对实验结果没有影响
C.本实验证明了生长素由苗顶端向下传递
D.该实验的结果支持达尔文的推测——有化学物质从苗尖端传递到下面
解析:
明胶片处理组和云母片处理组都在光下进行;本实验证明了明胶对实验结果没有影响,而云母片对实验结果有影响;波森·詹森进行实验时,还没有提出生长素概念;用明胶处理的幼苗能生长,用云母处理的幼苗不生长,因此实验结果支持达尔文的“可能有某种化学物质从苗尖端传递到了下面”的假说。
答案:
D
生长素发现过程的易错细节分析
实验
名称
进行实验
的初衷
实验主
要操作
实验说明
实验易
错点
验证幼苗弯曲是否与单侧光的照射有关
①单侧光照射幼苗
②感光部位探究
①实验结论:
幼苗的向光弯曲与单侧光的照射有关
②间接证明感光部位在尖端,弯曲部位在尖端下面一段
③提出化学物质假说
本实验未提出生长素的概念
验证化学物质假说
采用琼脂和云母阻断物质运输,观察生长现象
证明了达尔文父子的化学物质假说
本实验在有光和无光的条件下均能进行
续表
实验
名称
进行实验
的初衷
实验主
要操作
实验说明
实验易
错点
分离尖端中的物质,并证明该物质的功能
①将幼苗尖端放于空白琼脂上,收集尖端中的物质
②利用收集到的物质研究其对去除尖端幼苗的生长的影响
收集到尖端中的物质,并研究了该物质的功能
①尖端中的物质进入琼脂块的方式为扩散
②本实验不需要单侧光照射
【热点变式】(2018·浙江联考)如图所示为温特进行的研究某种促进生长物质的实验。
下列叙述正确的是( D )
A.用明胶块代替琼脂块会得到不同的实验结果
B.在黑暗条件下实验是为了防止光引起琼脂块中物质分布不均匀
C.①③④组对照,可说明弯曲方向与这种促生长物质的含量有关
D.该物质进入琼脂块的方式与进入尖端下部的方式不同
解析:
用明胶和琼脂块的实验结果相同;黑暗条件下进行实验操作,主要是排除光照等无关变量,光照不会引起琼脂块中物质分布不均匀;①③④组对照,只能说明含有该物质的琼脂块的位置影响弯曲;该物质进入琼脂块的方式是扩散,进入尖端下部的方式是主动转运。
考向2 幼苗弯曲判断
【例2】(2018·浙江教学质检)如图是以小麦苗尖端进行的实验过程示意图。
实验结果是尖端下部( )
A.不生长不弯曲 B.直立生长不弯曲
C.向左弯曲生长D.向右弯曲生长
解析:
分析图示可知,尖端下部左侧生长素浓度高,因此向右弯曲生长。
答案:
D
“两看法”判定生长方向
(1)一看长不长:
苗尖端以下的部位能否获得生长素,若有生长素,则会生长;若无生长素,则既不生长也不弯曲。
(2)二看弯不弯:
苗尖端以下的部位生长素是否均匀,若生长素分布均匀,则直立生长;若生长素分布不均匀,则弯向生长素少的一侧生长。
【热点变式】(2018·浙江9月联考)如图1是以小麦胚芽鞘进行的实验过程示意图,则在图2表示的琼脂块上放置的尖端数量(N)与小麦胚芽鞘弯曲程度关系的4条曲线中,正确的是( C )
A.①B.②C.③D.④
解析:
由图1可知小麦胚芽鞘弯曲方向是向右的;胚芽鞘尖端的生长素是扩散进入下面的琼脂的,因此当胚芽鞘数量增加到一定程度后,琼脂能收集的生长素的浓度是有限的,弯曲角度趋向一个平衡值。
考向3 生长素的本质及作用特点
【例3】下列关于植物生长素生理作用的叙述,错误的是( )
A.不同种的植物对生长素的敏感度不同
B.同一植物不同器官对生长素的敏感度不同
C.两种不同浓度生长素对根的作用效果可能相同
D.生长素浓度越低对芽的促进作用越明显
解析:
在一定的浓度范围内,随着生长素浓度增加促进作用增强,而高于最适浓度时,随着生长素浓度的增加促进作用减弱。
答案:
D
【疑难变式】图1表示幼苗在水平放置时的生长情况,图2表示根和茎对不同浓度生长素的不同反应,则在图3中能表示a(茎的近地侧)、b(根的近地侧)两点的生长素浓度变化的曲线依次是( A )
A.①和②B.①和③
C.②和③D.②和④
解析:
由于重力作用影响,根、茎的近地侧生长素浓度会随水平放置时间的延长而增加。
生长素生理作用的特点:
具有双重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长,但生长素的双重作用与浓度和器官有关,根比芽敏感,芽比茎敏感。
因此,图3中能表示a(茎的近地侧)、b(根的近地侧)两点的生长素浓度变化的曲线依次是①和②。
考点2 探究2,4
D对插枝生根的
作用及五大类植物激素的作用
1.(2016·浙江10月选考)在“探究2,4
D对插枝生根的作用”的活动中,将某种植物枝条分成两组进行实验。
下列叙述错误的是( D )
A.两组应选用长势相同的枝条
B.用根的数目和长度作为观测指标
C.一组用蒸馏水处理,另一组用等量2,4
D溶液处理
D.实验结论是2,4
D浓度越高,促进生根的作用越强
解析:
2,4
D是生长素类似物,其对插枝生根作用具有两重性,浓度过高会抑制生根。
2.(2016·浙江4月选考)某兴趣小组探究2,4
D对插枝生根的作用,实验结果如下表所示。
组别
1
2
3
4
5
2,4
D溶液浓度
0
a1
a2
a3
a4
根的平均数目(条)
1.8
6.4
7.8
7.8
1.3
注:
a1、a2、a3、a4依次增大
下列叙述与该实验不相符的是( C )
A.a1浓度的2,4
D抑制生根
B.组别1在实验中起对照作用
C.促进生根的最适浓度在a2与a3间
D.2,4
D既能促进生根也能抑制生根
解析:
由图表信息可知促进插枝生根的最适浓度在a2与a3之间。
3.(2018·浙江4月选考)
某同学进行了2,4
D对插枝生根作用的实验,结果如图所示,其中丙是蒸馏水处理组。
下列叙述正确的是( B )
A.图中纵坐标的名称只能用根数量表示
B.2,4
D的浓度是该实验的可变因素
C.由图中可知甲组的2,4
D浓度高于乙组
D.达到a点的生根效果,甲组处理时间比乙组长
解析:
2,4
D对插枝生根作用的实验中,自变量为2,4
D的浓度,因变量为根的数量或根的总长度,因此,图中纵坐标的名称可用根数量或根的总长度表示;由于2,4
D对插枝生根的作用具有两重性,虽然图中甲组2,4
D浓度对插枝生根的促进作用高于乙组,但无法判断两组的2,4
D浓度的大小;由图可知,达到a点的生根效果,甲组处理时间比乙组短。
1.活动:
探究2,4
D对插枝生根的作用
(1)实验原理
2,4
D是生产和实验中经常使用的生长素类似物,与生长素一样,能够促进植物的生长,且不同浓度的2,4
D对插枝生根的效果不同。
(2)变量分析
①自变量:
不同浓度的2,4
D溶液。
②因变量:
插枝生根情况(插枝上根的总长度)。
③检测因变量的指标:
插枝上根的总长度。
④无关变量:
插枝的生理状态及生长状况、扦插的枝条数、2,4
D溶液的体积及处理时间、温度、pH、扦插土壤条件等。
(3)方法步骤
(4)实验分析
由图中曲线可知,促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的2,4
D浓度,在A点两侧,存在促进生根效果相同的两个不同2,4
D浓度。
2.五种植物激素的作用及应用比较
名称
产生部位
生理作用
应用
生
长
素
顶芽、幼叶和胚
促进茎伸长,影响根生长,抑制侧芽生长,使植物产生向光性等
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
赤
霉
素
顶芽、根的分生组织、幼叶和胚
①促进茎伸长和叶的生长,促进开花和果实发育
②促进种子萌发
③影响根的生长和分化
①促进植物茎秆伸长
②解除种子和其他部位休眠,提早萌发
③无籽葡萄的形成
细胞
分裂
素
在根、胚和果实中形成,由根运至其他器官
①促进细胞分裂和萌发
②延缓衰老
③影响根的生长和分化
农产品的保鲜,延长果蔬贮存时间
乙
烯
成熟中的果实,茎的节,衰老的叶子
促进果实成熟,对抗生长素的作用,因物种而异,促进或抑制根、叶、花的生长和发育
果实的催熟
脱
落
酸
叶、茎、根、绿色果实
①抑制生长
②失水时使气孔关闭
③保持休眠
落叶和棉铃在未成熟前的大量脱落
【我自诊断】
1.天然的植物激素和人工合成的植物激素类似物合称为植物生长调节剂。
( √ )
2.用生长素处理番茄得到无子番茄,属于可遗传变异。
( × )
3.激素往往是在植物体的某一部位产生,然后运输到另一部位起作用的。
( √ )
4.使用一定浓度的脱落酸处理浸泡过的小麦种子,能提高种子的萌发率。
( × )
5.当植物的特定部位感受到外界的刺激时,会引起该部位激素浓度或比例的改变。
( √ )
6.同一部位的细胞可能含有多种不同的植物激素,共同配合调节植物的生命活动。
( √ )
7.生长素类似物在植物不同生长时期使用,对植物的调节效果基本相同。
( × )
8.植物激素都具有两重性,即低浓度促进植物的生长,高浓度抑制植物的生长。
( × )
考向1 探究2,4
D对插枝生根的作用
【例1】(2018·绍兴9月模拟)利用生长状况相同的月季和玫瑰插枝条若干,按下表设计实验组别(“+”表示加入适量相应材料,“-”表示不加):
组别
1
2
3
4
5
6
月季插枝
+
+
+
-
-
-
玫瑰插枝
-
-
-
+
+
+
较低浓度2,4
D
-
-
+
-
-
+
较高浓度2,4
D
-
+
-
-
+
-
蒸馏水
+
-
-
+
-
-
关于2,4
D对插枝的作用,本实验不可能得出的结论是( )
A.促进两种插枝生根的最适浓度相同
B.高浓度抑制生根,低浓度促进生根
C.同种浓度的2,4
D对不同插枝的作用不同
D.不同浓度的2,4
D对同种插枝的作用不同
解析:
本实验没有设置浓度梯度,所以不能得出促进两种插枝生根的最适浓度是否相同;若较低浓度2,4
D组的生根数目大于蒸馏水组,较高浓度的2,4
D组的生根数目小于蒸馏水组,可以得出高浓度抑制生根,低浓度促进生根;若第3组和第6组(或第2组和第5组)生根数不同,可以得出同种浓度的2,4
D对不同插枝的作用不同;若第2组和第3组(或第5组和第6组)生根数不同,可以得出不同浓度的2,4
D对同种插枝的作用不同。
答案:
A
对生长素类似物及实验设计再认识
(1)利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效,其原因是人工合成的生长素类似物具有生长素的作用,但植物体内没有分解它的酶,因而能长时间发挥作用。
(2)实验原则有对照原则、单一变量原则、等量原则、可重复性原则、科学性原则等。
在插枝生根的曲线上,最适浓度对应的点的两侧存在促进生根效果相同的两个生长素浓度,不可只考虑到一种浓度。
【热点变式】(2018·浙江教学质检)如图为探究2,4
D对插枝生根作用的活动结果。
相关叙述错误的是( D )
A.该实验的自变量是2,4
D浓度
B.该实验开始时各组枝条长势应相同
C.结果表明2,4
D对主根伸长的作用具有两重性
D.当2,4
D浓度大于1000mmol/L时主根不再伸长
解析:
本实验自变量是2,4
D浓度;该实验开始时各组枝条长势应相同;据图可以得出,低浓度2,4
D促进主根伸长,高浓度2,4
D抑制主根伸长;据图曲线的趋势可以看出,当2,4
D浓度大于1000mmol/L时,主根可以继续伸长或停止伸长。
考向2 五大类植物激素的作用及应用
【例2】下列关于植物激素及其类似物在生产实践上的应用,符合实际的是( )
A.黄瓜结果后,喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落
B.细胞分裂素促使果皮细胞转变成与母本相同的基因型
C.用一定浓度的赤霉素溶液处理黄麻、芦苇等植物,使植株增高
D.乙烯广泛存在于植物的多种组织,主要促进果实的发育
解析:
脱落酸的作用是促进叶和果实衰老、脱落;细胞分裂素能促进细胞分裂,但不能改变细胞的基因型;赤霉素能促进细胞伸长,从而引起植株增高,所以用一定浓度的赤霉素溶液处理黄麻、芦苇等植物,能使植株增高;乙烯广泛存在于植物的多种组织,主要促进果实的成熟。
答案:
C
考向3 基于图表考查激素间的平衡协调作用
【例3】(2018·嘉兴9月基础测试)科学家探究了不同浓度的NAA对油桃果实软化和乙烯生物合成的影响。
用浓度分别为0、0.1、0.5、1.0mmol·L-1的NAA溶液喷洒于采摘后的果实表面(每组10个),自然晾干后套袋,贮藏于通风库中。
选取0、2、4d三个时间点测定果实硬度(图甲),选取处理后1、2、3、4、5d五个时间点测定样品的乙烯释放量(图乙),如果如图所示。
下列分析正确的是( )
A.NAA的浓度是本实验的唯一可变因素
B.研究结果显示,采收后果实硬度与乙烯释放量均发生明显变化
C.本实验中经不同浓度的NAA溶液处理,果实硬度下降,且与NAA浓度成正比
D.由结果推测,该种油桃体内的生长素可能通过调控乙烯的合成共同调控果实成熟
解析:
本实验的自变量是NAA的浓度和采后时间;NAA浓度为0时,采收后2天和4天的果实硬度几乎相同,采收后5天内乙烯释放量没有变化;采后2天,NAA浓度为0.1的果实硬度比浓度为0时的硬度上升;从图乙看出,随NAA浓度增大,乙烯释放量增大,可以推测,该种油桃体内的生长素可能通过调控乙烯的合成共同控制果实成熟。
答案:
D
图解法分析五大激素在植物生理发育过程中的作用
(1)不同发育时期植物激素的种类和数量不同,体现了基因的选择性表达。
(2)植物生长发育过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素控制的。
(3)激素间的相互作用,有的是相互促进,有的是相互抑制。
【疑难变式】猕猴桃果实采摘后,置于常温下贮藏,测得果实内的ABA(脱落酸)及其他相关生理指标的变化趋势如图所示。
有关叙述正确的是( B )
A.ABA的释放可有效促进果实的软化,促进果实的成熟
B.猕猴桃果实的成熟过程受ABA、乙烯等多种激素的共同调节
C.猕猴桃采摘后,乙烯释放增加,果实硬度增加,加快果实的成熟
D.第六天称猴桃果实呼吸强度骤降后又升高,此变化不利于果实成熟
解析:
由图可知:
猕猴桃采摘后,乙烯释放增加,果实硬度减小,故乙烯的释放可有效促进果实的软化,加快果实的成熟;猕猴桃果实的成熟过程受ABA、乙烯等多种激素的共同调节;猕猴桃采摘后,乙烯释放增加,果实硬度减小,故乙烯的释放可有效促进果实的软化,加快果实的成熟;第六天猕猴桃果实呼吸强度骤然下降,此后又迅速升高,此变化利于果实成熟。
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