考点27植物激素的生理作用及相关应用分析.docx
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考点27植物激素的生理作用及相关应用分析
考点27 植物激素的生理作用及相关应用分析
题组一 生长素的生理作用及特点
1．（2013·大纲全国，4）关于植物生长素和生长素类似物的叙述，错误的是（ ）
A．适宜浓度的生长素类似物可促进无子果实的发育
B．同一植株根和芽生长所需的最适生长素浓度相同
C．单侧光照射燕麦胚芽鞘可使其生长素分布发生变化
D．用适宜浓度的生长素类似物处理插条可促进其生根
答案 B
解析 适宜浓度的植物生长素及其类似物有促进植物细胞生长、果实发育和插条生根等作用，A、D两项正确。
单侧光引起胚芽鞘中生长素由向光侧向背光侧转移，造成向光侧生长素较少，背光侧生长素较多，植物向光弯曲生长，C项正确。
同一植株不同部位的植物细胞对生长素的敏感程度不同，根细胞对生长素较芽细胞敏感，所以根细胞生长的最适生长素浓度比芽细胞的低，B项错误。
2．（地方卷重组）判断与填充下列相关实验的推断与分析：
（1）将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA（生长素运输抑制剂）的溶液中，用水平单侧光照射根部（如图），测得根的弯曲角度及生长速率（如表），据此实验的结果可知生长素对水稻根生长的作用具有两重性，单侧光对向光一侧生长素的合成没有影响（2012·四川，4BC）（ × ）
处理方式
测定指标
外源生长素（mg/L）
NPA（μmol/L）
0
0.001
0.01
0.1
3
弯曲角度α（度）
37
40
31
22
16
生长速率（mm/天）
15
17
13
11
8
（2）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。
由图可知，促进侧根数量增加的IAA溶液，会抑制主根的伸长；而若将未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶，会导致侧根数量减少（2014·浙江，2AC改编）（ √ ）
（3）（2015·四川，10改编）植物侧芽的生长受生长素（IAA）及其他物质的共同影响。
有人以豌豆完整植株为对照进行了以下实验：
实验一：
分组进行去除顶芽、去顶并在切口涂抹IAA处理后，定时测定侧芽长度，见下图一；实验二：
用14CO2饲喂叶片，测定去顶8h时侧芽附近14C放射性强度和IAA含量，见下图二。
①实验一中，去顶32h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组，其原因是__________________
________________________________________________________________________。
②实验二中，a、b两组侧芽附近14C信号强度差异明显，说明去顶后往侧芽分配的光合产物________。
③综合两个实验的数据推测，去顶8h时Ⅰ组和Ⅲ组侧芽附近的IAA浓度关系为：
Ⅰ组________（大于/小于/等于）Ⅲ组；去顶8h时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组，请对此结果提出合理的假设：
_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 ①涂抹的IAA运输到侧芽附近，高浓度的IAA抑制了侧芽的生长 ②增多 ③等于 Ⅱ组去顶后往侧芽分配的光合产物增多，促进侧芽生长
解析 ①实验一中，去顶32h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组，其原因是人工涂抹IAA后，导致侧芽部位生长素浓度过高，起到抑制作用。
②实验二中，a、b两组侧芽附近14C信号强度差异明显，说明去顶后往侧芽分配的光合产物增加。
③由图可以直接看出，去顶8hⅠ组和Ⅲ组侧芽附近的IAA浓度关系为：
Ⅰ组等于Ⅲ组；去顶8h时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组，很可能是Ⅱ组去顶后往侧芽分配的光合产物增多，促进侧芽生长。
题组二 其他植物激素的生理作用及关系
3．（地方卷重组）判断下列关于其他植物激素的叙述：
（1）生长素可通过促进乙烯合成来促进茎段细胞伸长，而草莓果实的自然生长过程与生长素无关而与乙烯有关（2013·海南，7D和2008·江苏，15C）（ × ）
（2）如图所示为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，由图可知生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互对抗的（2012·浙江，3C）（ × ）
（3）如图是为了探究某植物种子成熟后需经低温贮藏才能萌发的原因，检测出该种子中的两种植物激素在低温贮藏过程中的含量变化结果。
根据激素的作用特点，推测图中a、b依次为赤霉素、脱落酸（2010·海南，6A）（ √ ）
（4）不同处理对某植物性别分化的影响如表所示，则由表可知赤霉素和细胞分裂素在单独使用时促进性别分化的效应是相互对抗的，若对完整植株使用赤霉素合成抑制剂，则雌株数量增多（2015·浙江，3CD改编）（ √ ）
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
依纲联想
1．正确理解生长素生理作用的特性
（1）不同器官对生长素的敏感度
①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理效应不同；而相同浓度的生长素对不同器官生理效应不同。
②图中A、B、C三点所对应的浓度为最适浓度，根、芽、茎三者对生长素的反应敏感程度大小关系是根>芽>茎。
③图中AA′、BB′、CC′反映生长素对植物生长的促进作用随浓度的增大而逐渐减弱。
（2）同一器官不同浓度下的作用
①若曲线表示植物的幼苗，其出现向光性时，测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围应为：
大于m小于M。
②若曲线表示植物的茎，在植物水平放置，表现出茎的背地性时，测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为大于0小于m。
③若曲线表示植物的根，在植物水平放置，表现出根的向地性时，测得其根的远地侧生长素浓度为m，则近地侧生长素浓度范围应为大于i。
④若曲线表示植物的芽，在顶端优势中，且测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的浓度范围应为大于i。
顶端优势现象中顶芽和侧芽的浓度大小在曲线图中的相对关系如下图所示：
2．五种植物激素的比较及相互关系
（1）协同作用：
生长素和赤霉素共同促进植物生长；生长素和细胞分裂素都能够诱导植物组织分化、延缓叶片衰老；脱落酸和乙烯都能够促进果实成熟；赤霉素和细胞分裂素都能够促进种子发芽；生长素、细胞分裂素和赤霉素都能促进果实坐果和生长。
（2）拮抗作用：
赤霉素和脱落酸在种子萌发过程中分别起促进和抑制作用；生长素和脱落酸在植物的生长方面，前者起促进作用，后者起抑制作用。
总之，在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素控制的，而是多种激素相互作用的结果。
这些激素之间的关系，有的是相互促进，有的是相互拮抗，正是由于各种激素的共同作用，才使植物能正常生长发育，并能适应各种环境条件的变化。
植物生长发育过程中各种激素的相对浓度的变化曲线如图所示：
考向一 植物激素作用机理辨析与探讨
1．生长素可促进细胞伸长，其中的一个原因就是它可增加细胞壁的可塑性。
有一种学说认为，生长素与细胞膜上的受体结合，促进细胞质中的H＋分泌到细胞壁中，使其酸化，可增加某些降解细胞壁的酶（如β半乳糖苷酶）的活性，使细胞壁松弛，可塑性增加。
依据该学说，下述判断中正确的是（ ）
A．生长素浓度越高，使细胞伸长的作用越大
B．生长素是通过调控降解细胞壁的酶合成基因的表达，来影响植物的生理活动
C．根尖细胞和叶肉细胞中，细胞膜上能与生长素结合的受体数量几乎相等
D．在弯曲生长的幼苗中，背光一侧细胞的细胞壁中比向光一侧更接近β半乳糖苷酶的最适pH
答案 D
解析 生长素的生理作用具有两重性，并不是生长素浓度越高，使细胞伸长的作用越大，A错误；生长素是通过增加某些降解细胞壁的酶（如β半乳糖苷酶）的活性，使细胞壁松弛，从而使细胞伸长，B错误；生长旺盛的部位对生长素比较敏感，该部位细胞膜上能与生长素结合的受体数量较多，成熟部位对生长素比较迟钝，该部位细胞膜上能与生长素结合的受体数量较少，根尖细胞比叶肉细胞生长旺盛，细胞膜上能与生长素结合的受体数量多，C错误；在弯曲生长的幼苗中，背光一侧细胞比向光一侧生长较快，可知背光一侧细胞的细胞壁中比向光一侧更接近β半乳糖苷酶的最适pH，D正确。
思维延伸
（1）植物生长素促进生长的机理可以用下图表示，判断下列有关分析：
①图中物质A是氨基酸，物质B是蛋白质（ × ）
②物质A转变为物质B与高尔基体无关（ × ）
③由图可以看出植物生长素能参与细胞内的能量转换（ × ）
④由图可以看出植物生长素能调节遗传信息的表达（ √ ）
（2）下图是根据细胞壁松散学说绘制的一定浓度生长素促进植物细胞伸长的原理图。
请分析回答：
①从图中可以看出，在生长素的刺激下，H＋通过________方式跨膜进入了细胞壁，激活酶X，进而促进________________________，从而使细胞壁松散，最终使细胞伸长。
②图中结构A的化学本质是__________，生长素发挥作用首先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。
③有研究表明，适宜浓度的酸性物质，都能引起植物细胞的伸长，这些研究成果是否支持细胞壁松散这一学说？
________（填“是”或“否”）。
④生长素促进细胞伸长的过程中，细胞内______（填“会”或“不会”）形成新的mRNA。
答案 ①主动运输 连接纤维素分子的多糖链水解（多糖链断裂） ②蛋白质 信息交流 ③是 ④会
考向二 生长素的生理作用特点及相关实验辨析
2．为研究单侧光的光照强度与根弯曲角度的关系，将某植物幼苗培养在适宜浓度的培养液中。
据图判断，下列说法错误的是（ ）
A．实验表明单侧光照越强，根尖背光侧生长素含量越多
B．单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关
C．生长素对水稻根生长的作用具有两重性
D．根背光弯曲生长是环境影响基因组程序性表达的结果
答案 A
解析 图中实验没有设置不同强度的光照进行对比实验，因此根据图中信息不能判断单侧光光照越强，根尖背光侧生长素含量越多，A错误；单侧光照射下，生长素由向光侧移向了背光侧，背光侧浓度过高，起抑制作用，故根的背光生长与生长素的运输有关，B正确；单侧光照条件下，背光侧生长素浓度高抑制生长，向光侧生长素浓度低，促进生长，因此可以验证生长素对根部生理作用具有两重性，C正确；生长素对于生命活动的调节是基因组程序性表达的结果，因此根背光弯曲生长是环境影响基因组程序性表达的结果，D正确。
思维延伸
（1）研究人员培养水稻，当根长为10cm左右时将根置于黑暗条件下，用不同强度的单侧光对竖直生长的根进行处理，发现根均出现背光生长现象。
已知光照不会影响生长素的合成，测定处理后根尖向光侧和背光侧的生长素含量，结果如图1所示。
请回答：
①由图可知，单侧光照射后，根向光侧生长素含量下降，原因是________________________或______________________________。
与光照强度40μmol·m－2·s－1相比，光照强度100μmol·m－2·s－1对生长素分布的影响程度________。
②在单侧光照射下，水稻根背光生长的原因是________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③若下图2所示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。
结合上图1信息，可推测单侧光照强度越强，根部生长素向背光一侧运输的量________，背光侧的________作用越来越明显，因而导致弯曲角度________。
④若要利用将根水平放置的发芽水稻种子探究一定光照强度的单侧光和重力对根弯曲生长的影响程度，请简要描述实验思路，并预期实验结果和得出结论。
实验思路：
_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预期实验结果和得出结论：
a．如果________________________________________________________________________，
则单侧光和重力对根弯曲生长的影响程度相同；
b．如果________________________________________________________________________，
则单侧光对根弯曲生长的影响程度大于重力；
c．如果________________________________________________________________________，
则单侧光对根弯曲生长的影响程度小于重力。
答案 ①部分生长素向背光侧运输 光照引起向光侧生长素的分解 大（强） ②背光侧生长素浓度比向光侧高，而根对生长素敏感，背光侧生长速度比向光侧慢（其他答案合理即可） ③越多 抑制 变大 ④在水稻根的正下方用一定光照强度的单侧光照射，在适宜条件下培养一段时间后观察根的弯曲方向 a．水稻根水平生长
b．水稻根向上弯曲生长 c．水稻根向下弯曲生长
（2）将一盆栽植物横放于地，在下面的坐标系图1和图2中分别绘出其水平方向的主根的c—近地侧和a—远地侧生长素浓度变化的曲线和茎的d—近地侧和b—远地侧生长素浓度变化的曲线（图中虚线表示对根或茎生长既不促进也不抑制的生长素浓度）。
答案
（3）若将植物横放，测量根和茎生长素浓度与其生长状况的关系如图甲所示，则曲线上O、P、Q、R点最可能分别对应于图乙中的什么位点？
提示 O—b、P—c、Q—a、R—d。
3．某兴趣小组将某生长状态相同的植物进行不同处理，结果如图所示，下列相关叙述错误的是（ ）
A．该兴趣小组研究的主要目的是探究植物激素对顶端优势的影响
B．D和E实验说明生长素抑制剂和细胞分裂素作用的原理相同
C．要证实内源生长素维持了顶端优势，至少要进行A、B、C实验
D．由此实验可知，生长素和细胞分裂素在调控顶端优势中表现为相互拮抗关系
答案 B
解析 本实验的自变量为是否去除顶芽、是否涂抹细胞分裂素，因变量是侧芽的生长，该兴趣小组研究的主要目的是探究植物激素对顶端优势的影响，A正确；生长素运输抑制剂抑制生长素的运输，细胞分裂素的作用是促进细胞分裂，二者的作用机理不同，B错误；植物的顶端优势是指顶端产生较多的生长素向下运输，导致侧芽处的生长素浓度升高，这种高浓度的生长素抑制了侧芽的生长，而顶芽处则由于生长素向下运输，生长素的浓度较低，所以生长得较快，这样就出现了顶芽生长素浓度低促进生长，而侧芽生长素浓度高抑制生长的现象。
要证实内源生长素维持了顶端优势，需要设计空白对照组，即A组；实验组去除顶芽，之后在切口添加生长素进行验证，即B、C组，C正确；通过实验的结果，可得知：
茎尖产生的生长素向下运输并抑制侧芽的萌发。
生长素的作用是促进细胞伸长。
顶端产生较多的生长素，向下运输，导致侧芽处的生长素浓度升高，这种高浓度的生长素抑制了侧芽的生长，导致顶端优势的产生。
细胞分裂素可以促进细胞分裂，主要分布在尖端，促进侧芽的生长，因此生长素和细胞分裂素在调控顶端优势中的相互关系为拮抗关系，D正确。
思维延伸
下图是大豆幼苗不同部位生长素的测试结果，a～f表示大豆幼苗地上部分的不同部位。
判断下列叙述：
（1）g点生长素浓度高于e点，g部位生长受抑制，因此支持顶端优势（ √ ）
（2）a的生长速度一定比c快（ × ）
（3）f合成的生长素可以运输到e（ × ）
（4）g所含生长素的一部分可能是由e合成的（ √ ）
（5）达到g点的生长素相对含量高，需消耗ATP（ √ ）
（6）g点表现为不生长，其生长素是由其以下部位运输来的（ × ）
4．某科研人员为了探究萘乙酸对萝卜幼苗生长的影响做了如下实验：
①将长势一致的萝卜幼苗随机分为若干组，每组20株。
②配制四组不同浓度的萘乙酸溶液：
A＝2.500mg/L、B＝3.125mg/L、C＝4.165mg/L、D＝6.250mg/L。
③用不同浓度的萘乙酸溶液分别处理四组萝卜幼苗，并置于相同且适宜的环境条件下培养一段时间。
对幼苗叶绿素含量测量数据如图所示：
（1）本实验中所用的萘乙酸是一种生长素类似物，和乙烯利一样都称为_______________。
据图可知，随着萘乙酸浓度的降低，萝卜幼苗中的叶绿素含量逐渐________。
（2）有人指出以上实验操作步骤中存在明显缺陷，不能达到预期的实验结果。
请你提出修改意见：
________________________________________。
（3）本实验还获得了不同浓度萘乙酸对样品中可溶性蛋白含量的影响的有关数据，如下表：
处理
样品鲜重（g）
单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量（mg/g）
A
0.51
11.05
B
0.51
11.03
C
0.56
10.82
D
0.54
10.06
E
0.61
9.97
由数据分析可以得出，单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量最高的组别是________。
表中数据________（能/不能）支持萘乙酸能够提高萝卜幼苗单位质量中蛋白质含量，原因是________________________________________________________。
欲确定使用萘乙酸的最适浓度，应该在____________mg/L浓度范围内设计实验进一步确定其精确值。
答案
（1）植物生长调节剂 下降
（2）增加空白对照组，即用蒸馏水处理
（3）A 能 萘乙酸处理的组别中可溶性蛋白含量均高于对照组 0～3.125
解析
（1）本实验中所用的萘乙酸是一种生长素类似物，和乙烯利一样都称为植物生长调节剂，据图可知，随着萘乙酸浓度的降低，萝卜幼苗的叶绿素含量逐渐下降。
（2）实验设计要遵循对照原则，该实验还缺少对照组，因此应该增加空白对照组，即用蒸馏水处理。
（3）由表中数据可知，A组单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量最高。
A～D组单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量均比对照组高，由此可见，表中数据能支持萘乙酸能提高萝卜幼苗单位质量中蛋白质含量。
欲确定使用萘乙酸的最适浓度，应该在0～3.125mg/L浓度范围内缩小浓度梯度进一步进行实验。
考向三 其他植物激素的作用及激素间的关系辨析
5．（2016·浙江，2）某研究小组进行了外施赤霉素和脱落酸对贮藏期马铃薯块茎发芽影响的实验，结果如下图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．为使马铃薯块茎提早发芽，可以外施脱落酸
B．为延长马铃薯块茎的贮藏时间，可以外施赤霉素
C．外施赤霉素后，马铃薯块茎从开始发芽到最大发芽率所需的时间更短
D．对照组马铃薯块茎中赤霉素含量与脱落酸含量的比值，第5周时大于实验开始时
答案 D
解析 据图可知，脱落酸具有抑制马铃薯块茎发芽的作用，A错误；延长马铃薯块茎的贮藏时间需要抑制马铃薯的发芽，所以应外施脱落酸，B错误；据图可知，外施赤霉素组和不施激素组，马铃薯块茎开始发芽时间，前者稍早，但达到最大发芽率所需的时间相同，故总时长前者更长，C错误；第5周时对照组的发芽率升高，所以第5周时马铃薯块茎内赤霉素含量升高，脱落酸含量下降，D正确。
6．将某植物叶圆片平均分为三组，分别置于一定浓度的GA（赤霉素）溶液、BA（一种细胞分裂素）溶液、未加激素的对照组溶液中，一段时间后检测叶绿素含量，并与实验前叶绿素含量作比较，所得结果如图所示。
下列分析最为合理的是（ ）
A．对照组中叶绿素的分解不受激素调节
B．BA的类似物可能被应用于蔬菜保鲜
C．GA可以延缓叶绿素分解，而BA没有此作用
D．GA和BA在阻止叶绿素分解方面一定具有协同作用
答案 B
解析 对照组中叶绿素的分解也受激素调节，A错误；BA溶液与未加激素的对照组相对比，叶绿素分解较慢，BA的类似物可能被应用于蔬菜保鲜，B正确；GA可以延缓叶绿素分解，BA也有此作用，C错误；题干中没有GA和BA共同作用的组别，故不能说明GA和BA在阻止叶绿素分解方面一定具有协同作用，D错误。
7．如图表示植物激素对某植物果实发育、成熟、衰老和脱落的调节作用，A、B、C代表不同的植物激素。
下列说法正确的是（ ）
A．激素A对细胞伸长生长具有促进作用
B．高浓度的生长素可以防止落花落果
C．果实成熟时激素B直接参与细胞内的代谢活动
D．激素C在幼嫩的组织和器官中含量较多
答案 A
解析 激素A是赤霉素，对细胞伸长生长具有促进作用，A正确；生长素的生理作用具有两重性，高浓度的生长素可以促进落花落果，B错误；激素不能直接参与代谢，只起调节代谢的作用，C错误；激素C是脱落酸，在萎蔫的叶片和将要脱落的果实和器官中含量较多，D错误。
8.叶片的脱落是由离层（如图甲）的细胞分离而引起的。
乙烯促进离层区细胞合成和分泌酶X，酶X能够水解离层区细胞的细胞壁导致叶柄脱落，同时叶片脱落与离层区两侧（近基端和远基端）的生长素含量相关（如图乙），据图及相关知识判断下列叙述错误的是（ ）
A．生长素是在幼叶中合成的，生长素的运输方式为扩散
B．叶片脱落过程中，脱落酸和乙烯具有协同作用
C．叶片的脱落与否取决于远基端和近基端生长素的相对浓度
D．叶片脱落是多种激素共同调节的结果
答案 A
解析 生长素的运输方式是主动运输，A错误；由题干信息可知乙烯能促进植物叶柄脱落，这与脱落酸的作用类似，B正确；在离层远基端生长素含量高可抑制叶片脱落，在离层近基端生长素含量高可促进叶片脱落，C正确；植物生长发育过程中多种激素相互作用共同调节，D正确。
思维延伸
结合原题信息判断如下叙述：
（1）酶X最可能是纤维素酶和果胶酶（ √ ）
（2）离层细胞中内质网和高尔基体等细胞器丰富（ √ ）
（3）可以在离层远基端施用生长素来促进叶片脱落（ × ）
（4）综合上述所有信息，生长素在叶柄内从远基端向近基端进行运输的过程可能对乙烯的合成有促进作用（ √ ）
（5）若据上述图示信息，可绘制出下图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坐标图（ √ ）
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