高考生物一轮复习讲义315植物的激素调节精.docx

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高考生物一轮复习讲义315植物的激素调节精

第5讲　植物的激素调节

知识点一　生长素的发现过程（据图分析填空）

1．达尔文的实验

（1）实验过程及现象

单侧光照射下的现象分析：

a．带胚芽鞘尖端的①________生长；

b．去掉尖端的②________也不③________；

c．遮尖端的直立生长；

d．不遮尖端的弯向光源生长。

（2）实验结论：

单侧光照射能使④________产生某种刺激，并传递到下部的⑤________时，造成⑥________面比⑦________面生长快。

2．詹森的实验

（1）实验过程及现象

单侧光照射下的现象分析：

e．切去尖端的不生长，也不弯曲；

f．隔一“琼脂片”的胚芽鞘则⑧________生长。

（2）实验结论：

胚芽鞘尖端产生的刺激，可以透过琼脂块⑨________。

3．拜尔的实验

（1）实验过程及现象

黑暗条件下，把胚芽鞘的尖端切下，放在一侧，则向放置尖端

________弯曲生长。

（2）结论：

胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激⑪________________造成的。

4．温特的实验

（1）实验过程及现象

去掉尖端的胚芽鞘上放置“接触过尖端”的琼脂块则弯曲生长，放置“未接触过尖端”的琼脂块则不生长不弯曲。

（2）结论：

造成胚芽鞘弯曲的是一种⑫________，并命名为生长素。

5．植物激素：

由植物体内产生，能从⑬________运送到⑭________，对植物的生长发育有显著影响的⑮________。

知识点二　生长素的产生、运输、分布和作用

议一议：

生长素作用的两重性内容是什么，体现在哪些方面？

　比一比：

无子西瓜和无子番茄的形成原理有何不同？

知识必备

1．确认长不长：

应依据生长部位能否得到生长素

确认弯不弯：

应依据生长素能否均匀分布

2．导致生长素不均匀分布的三大因素

①单侧光照（须存在感光部位）；②地心引力（太空中丧失）；③人为干预（如插入云母片等）

3．经典实验中所用的特殊手段和一般方法的理解和应用

达尔文实验中，用锡箔来遮光；温特实验中利用琼脂块的透水原理，使其作为携带“影响物”的载体；所有的经典实验思想组合在一起，构成了“观察现象―→发现问题―→提出假设―→设计实验来验证假设―→得出实验结论”这一科学研究的一般思路。

判断正误

1．左栏达尔文、詹森的实验是在“单侧光”条件下进行的，在大田中阳光照射下也会有同样的实验现象（　　）。

2．温特实验之前的实验结论中不能出现“生长素”，只能说“刺激”（　　）。

3．证明“刺激”是“化学物质”而非其他信号的科学家是温特（　　）。

4．幼芽、幼叶和发育的种子中都能大量产生生长素，这三种器官中提取生长素最理想的是幼芽（　　）。

5．生长素的运输方式是极性运输，运输方向是主动运输（　　）。

6．不同器官对生长素的敏感程度不同，敏感程度由大到小的顺序是根>芽>茎（　　）。

连一连

　A．促进细胞分裂

B．促进果实成熟

③赤霉素

④细胞分裂素

⑤脱落酸E．稻田除草

⑥乙烯

⑦青鲜素G．促进扦插枝条

生根

学习笔记：

自我校对：

①弯向光源　②不生长　③弯曲　④胚芽鞘尖端　⑤伸长区　⑥背光　⑦向光　⑧弯向光源　⑨传递给下部　⑩相对的一侧　⑪在伸长区分布不均匀　⑫促进生长的物质　⑬产生部位　⑭作用部位　⑮微量有机物　⑯吲哚乙酸　⑰叶　⑱种子　⑲极性运输　⑳上端　

下端　

主动运输　

韧皮部　

生长旺盛　

抑制生长　

促进发芽　

疏花疏果　

促进生长　

生长素　

落花落果　

未成熟的种子　

细胞分裂

脱落　

果实成熟　

人工　

乙烯利　

赤霉素　

赤霉素

议一议：

生长素生理作用的两重性：

一般地说，低浓度的生长素促进生长，浓度过高则抑制生长。

它体现在两个方面，一是不同浓度的生长素对同一生理过程可表现为两种不同生理效应；二是不同器官对生长素的反应敏感程度也不一样，如顶端优势现象。

比一比：

①无子西瓜是利用的染色体变异的原理，奇数倍的染色体组不能正常减数分裂形成配子，因而不能受精获得种子。

②无子番茄是利用生长素能促进子房发育成果实的原理，染色体数目没有变化。

判断正误：

1.×　2.√　3.√　4.×　5.×　6.√

连一连：

①－G　②－E　③－C　④－A　⑤－D　⑥－B　⑦－F

生长素的发现和生理作用

一、燕麦胚芽鞘系列实验分析

以上实验均可设计相应对照实验，具体有：

（1）图①②表明：

光并未抑制胚芽鞘的生长（光未抑制促进生长的物质的合成）。

（2）图①③表明：

光照不均匀（单侧光照）会引起胚芽鞘生长不均匀，即造成向光弯曲。

（3）图③④对比分析可得出结论：

胚芽鞘弯向光源生长是因为有了尖端的缘故。

（4）图①②③④表明：

胚芽鞘生长和弯曲与尖端有关。

（5）图⑤⑥对比分析表明：

胚芽鞘生长与否和琼脂块本身无关，而是与处理过的琼脂块中的某种物质有关。

（6）图⑥⑦对比分析表明：

该物质能向下运输则胚芽鞘生长，反之，则胚芽鞘不生长。

（7）图⑤⑥⑦对比分析表明：

尖端产生了某种物质向下运输，促使胚芽鞘生长。

（8）图③⑥⑧对比分析表明：

该物质分布不均匀，是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而单侧光照仅仅是影响该物质分布不均匀的原因而已。

（9）图③⑨⑩对比分析表明：

感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，发生弯曲的部位在尖端下部。

（10）比较图⑪和⑫表明：

生长素的横向运输部位在胚芽鞘尖端，即感光部位。

——针对燕麦胚芽鞘的系列实验应明确下列结论

　a．生长素的产生部位——胚芽鞘尖端

b．发挥作用的部位——尖端下面一段

c．感光部位——胚芽鞘尖端

d．生长素的作用——促进生长

e．弯曲生长的原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀

f．引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力等

二、植物向性运动原因分析

1．向光性的原因分析

单侧光照射胚芽鞘尖端（或植物茎尖），导致生长素横向运输（向光侧→背光侧）而分布不均匀。

→弯向光源生长

可见向光性产生的内部因素是生长素分布不均匀，外部因素是单侧光的照射。

2．茎的负向重力性、根的向重力分析

原因：

地心引力→生长素分布不均匀→近地侧浓度高→

三、生长素生理作用相关曲线解读

1．生长素的双重作用曲线分析

（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（但仍为促进生长）。

（4）H点表示促进生长的最适宜浓度为g。

（5）C点表示促进生长的“阈值”，即大于C所处生长素浓度，将会使生长受抑制，此即所谓的“高浓度”。

2．根、茎、芽对生长素的敏感程度曲线解读

下图可解读以下信息：

（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（促进效果不同或抑制效果不同）。

（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（敏感性大小：

根>芽>茎），也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。

（3）曲线在A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果，而且A、B、C三点代表最佳促进效果点。

（4）“高浓度”生长素是指分别大于A′、B′、C′点对应的浓度，“低浓度”是指分别小于A′、B′、C′点对应的浓度，高和低是相对而言。

（5）不要将AA′、BB′、CC′段理解为抑制阶段，这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐降低。

（6）A′、B′、C′点既不促进生长，也不抑制生长。

3．单子叶、双子叶植物对生长素的敏感程度曲线解读

上图说明不同种类的植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物较单子叶植物敏感，故可用较高浓度的生长素类似物来杀死单子叶作物地里的双子叶杂草。

★★★　本考点是高考热点之一，题目考查多集中于生长素发现史上经典实验的变式应用、生长素生理作用及其应用等方面，实验分析、曲线分析类题型居多，选择题、非选择题均有命题出现。

【典例1】►（经典题）用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行如图所示的实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是（箭头表示单侧光）（　　）。

A．②⑤⑦B．①②③⑤⑧

C．①③④⑥⑦D．②⑤⑧

答案　D

（1）植物感光和感受重力的部位在尖端（芽尖、根尖等），只有尖端处才可发生横向运输，从而导致生长素分布不均匀。

（2）判断植物能否生长，要看有无生长素且能否运至作用部位。

（3）判断植物能否弯曲，要看生长素分布是否均匀。

单侧光、云母片、琼脂块、重力、旋转等都可能导致生长素分布不均匀。

【典例2】►（2010·新课标）从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段（无叶和侧芽），将茎段自顶端向下对称纵切至约

处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中。

一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成如图甲所示的弯曲角度（α），且α与生长浓度的关系如图乙所示。

请回答问题。

（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因：

________________________________________________________________________。

（2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度（A）和高浓度（B）。

为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2。

请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：

________________________________________________________________________。

解析　植物生长素的两重性曲线为一钟形曲线，在顶点为生长素最适浓度，高于或低于最适浓度，生长素的促进生长效果都会降低。

答案　

（1）生长素的生理作用具有两重性，最适生长素浓度产生最大α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的α值。

（2）若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B

【训练1】►（2011·河南调研）下列有关植物激素的叙述，正确的是（　　）。

A．图1中生长素（IAA）和赤霉素（GA）同时存在对茎切段细胞分裂有促进作用

B．图2中生长素对不同植物的影响有差异，较高浓度的生长素可作为小麦田中的双子叶杂草除草剂

C．图3中幼根a侧生长素浓度若在曲线C点，则b侧生长素浓度一定在F点

D．图4中侧芽b和顶芽a所含生长素的浓度依次为A和D

解析　图1中，两种植物激素同时存在时，茎切段的伸长效果较好，但不能得出其对茎切段细胞分裂有促进作用，故A错误；小麦是单子叶植物，分析图2可知，双子叶植物对生长素相对比较敏感，所以较高浓度的生长素可作为单子叶农作物田中的双子叶杂草除草剂，故B正确；横放的植物受重力影响，致使近地侧生长素浓度相对较高，由于根对生长素比较敏感，根近地侧生长受抑制，若远地侧生长素浓度处于最适浓度（C点对应浓度），则近地侧生长素浓度应大于E点对应的浓度，但不一定是F点对应的浓度，故C错误；植物表现出顶端优势，结合图4可知，顶芽a处的生长素浓度可处于最适浓度（B点对应浓度），侧芽b处的生长素浓度应大于C点对应的浓度，故D错误。

答案　B

多种激素对植物生命活动的共同调节

1．五种植物激素的比较

名称

产生部位

生理作用

对应的生长调节剂

应用

生长素

幼根、幼芽及发育的种子

促进生长，促进果实发育

萘乙酸、2，4D

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

幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官

①促进细胞伸长，引起植株长高；②促进种子萌发和果实发育

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

细胞分裂素

正在进行细胞分裂的器官（如幼嫩根尖）

①促进细胞分裂和组织分化；②延缓衰老

青鲜素

蔬菜贮藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间

乙烯

植物各部位，成熟的果实中更多

促进果实成熟

乙烯利

处理瓜类幼苗，能增加雌花形成率，增产

脱落酸

根冠、萎蔫的叶片等

抑制细胞分裂，促进叶和果实衰老与脱落

落叶与棉铃在未成熟前的大量脱落

2.多种激素的共同调节：

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，有的是相互促进的；有的是相互拮抗的。

举例分析如下：

（1）相互促进方面的有

①促进果实成熟：

乙烯、脱落酸。

②促进种子发芽：

细胞分裂素、赤霉素。

③促进植物生长：

细胞分裂素、生长素。

④诱导愈伤组织分化成根或芽：

生长素、细胞分裂素。

⑤延缓叶片衰老：

生长素、细胞分裂素。

⑥促进果实坐果和生长：

生长素、细胞分裂素、赤霉素。

（2）相互拮抗方面的有

①顶端优势：

生长素促进顶芽生长，细胞分裂素和赤霉素都促进侧芽生长。

②防止器官脱落：

生长素抑制花朵脱落，脱落酸促进叶、花、果的脱落。

③种子发芽：

赤霉素、细胞分裂素促进，脱落酸抑制。

④叶子衰老：

生长素、细胞分裂素抑制，脱落酸促进。

提醒　植物不同的生长发育时期以及不同的生理过程，各种激素所起的作用是不同的，有主次之分，如：

（1）果实发育主要是生长素的作用，果实成熟主要是乙烯的作用。

（2）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。

★★　本考点内容在近年高考中有上升趋势，题目大多考查多种植物激素对植物生长发育的共同调节作用及实例分析，题型多为选择题及实验探究题。

【典例3】►（2011·浙江理综，30）研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果见下图。

请回答下面的问题。

（1）比较曲线1、2、3与4，可知________对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是________，而且________（激素）能解除这种激素的抑制作用。

在保留顶芽的情况下，除了曲线3所采用的措施外，还可通过喷施________的化合物促进侧芽生长。

（2）比较曲线4与5，可知赤霉素能明显促进________，而在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于________组织。

（3）分析上图，推测侧芽生长速率不同的原因是侧芽内________浓度或比例的改变。

解析　

（1）比较1、2和4，当有顶芽存在及在去顶芽的切口处涂抹生长素时，侧芽生长都慢，由此推测，顶芽能够产生生长素，对侧芽的生长有抑制作用；1和3比较，当侧芽上涂抹细胞分裂素后，侧芽的生长速率加快，说明细胞分裂素能解除生长素的抑制作用；由曲线3的结果分析，对保留顶芽的植物喷施对抗生长素的化合物也能促进侧芽的生长。

（2）曲线4和5的变量是赤霉素，涂抹赤霉素的侧芽生长速率快，因此可断定赤霉素能促进侧芽的伸长；赤霉素在植物的分生组织中产生。

（3）综合5条曲线分析得出，在侧芽的生长过程中，不是某一种激素起作用，而是多种植物激素相互作用的结果。

答案　

（1）顶芽　生长素　细胞分裂素　对抗生长素

（2）侧芽的伸长　分生　（3）植物激素

【训练2】►种子的休眠、萌发与植物激素有着密切的关系。

将休眠状态的糖枫种子与湿砂混合后放在0～5℃的低温下1～2个月，就可以使种子提前萌发，这种方法叫层积处理。

如图表示糖枫种子在层积处理过程中各激素含量的变化情况。

据图分析下列说法中不正确的是（　　）。

A．从图中可以看出脱落酸对种子的萌发起抑制作用

B．在种子破除休眠的过程中，赤霉素与脱落酸之间存在协同关系

C．导致种子休眠和眠发过程中各种激素变化的根本原因是细胞内基因的选择性表达

D．各种激素含量的变化说明了植物的生命活动不只受单一激素的调节，而是多种激素相互协调共同发挥作用

解析　由图可知，在种子破除休眠的过程中，赤霉素与脱落酸之间的拮抗作用。

赤霉素可打破休眠，促进种子萌发，而脱落酸则抑制种子萌发。

答案　B

规律总结　植物生长、成熟、衰老等任何一种生理过程都是多种激素共同调节的结果，但不同的生理过程中激素的作用有主有次；激素之间的关系有的协同，有的拮抗。

研究生长素相关特性的人工实验方法归类

1．单侧光影响胚芽鞘弯曲生长的实验方法

（1）暗盒开孔法

（2）锡纸遮盖法

2．人工处理影响胚芽鞘弯曲生长的实验方法

（1）云母片插入法

（2）琼脂块切割移植法

①直立生长；

②向左弯曲生长；

③④a＝b＋c，b>c（a、b、c为琼脂块中生长素含量）

（3）装置旋转法

3．重力影响生长素的分布的实验方法

（1）幼苗横置法

生长素浓度a

（2）失重法：

幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但失去了根的向重力性和茎的负向重力性。

4．验证生长素的极性运输只能从形态学上端向下端运输

（1）实验操作（如图）

（2）实验现象：

A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组去掉尖端的胚芽鞘不生长不弯曲。

5．探究生长素促进扦插枝条生根的最适浓度

（1）实验过程

（2）实验分析

由右图曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素浓度，在A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同生长素浓度。

预实验主要目的：

①为进一步的实验摸索条件；②检验实验设计的科学性和可行性；③减少盲目性和人力、物力、财力的浪费。

6．其他植物激素及植物生长调节剂生理功能的实验探究多仿照上述生长素的研究方法！

★★　植物激素相关实验探究一向是高考热点之一，尤其是生长素分布及其影响因素，植物激素间的协同或拮抗作用等考查频度相对更高，题型多为非选择题，也可命制选择题。

【典例1】►（2011·海南生物卷，13）取某植物的胚芽鞘和幼根，切除胚芽鞘尖端和幼根根尖的尖端（即切除根冠和分生区），然后将胚芽鞘（近尖端向上）和幼根（近尖端向上）直立放置，分别在两者切面的左侧放置含有生长素的琼脂快（生长素浓度为促进胚芽鞘生长的最适浓度），培养在黑暗条件下，幼根和胚芽鞘弯曲生长且方向相反，关于这一现象的说法，合理的是（　　）。

A．胚芽鞘向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输

B．胚芽鞘向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输

C．幼根向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输

D．幼根向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输

答案　B

【典例2】►（2011·江苏）人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。

某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季插条生根和侧芽生长的影响，请回答下列问题。

　　　　图1　　　　　　　　　　图2

（1）由图1得出的初步结论是：

甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是________、________。

（2）由图1的结果________（填“能”或“不能”）判断0.5μmol/L的激素类似物乙对生根的影响。

为探究3μmol/L的激素类似物甲和0.5μmol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响，应设计________种培养基。

（3）已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则：

①X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有________作用。

②X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是________。

解析　本题主要考查植物激素类似物的生理作用，意在考查考生分析实验数据和识图的能力。

（1）根据图1中实验数据绘制的柱形图，可直观判断激素类似物甲促进月季插条生根，激素类似物乙抑制月季插条生根。

（2）图1中，激素类似物乙的浓度由0至1μmol/L，月季插条生根条数略有减少，但不能判断0.5μmol/L的激素类似物乙对生根的影响；若要探究这两种激素类似物对月季插条生根的复合影响，应设计含有0.5μmol/L激素类似物乙、含有3μmol/L激素类似物甲、含有0.5μmol/L激素类似物乙和3μmol/L激素类似物甲和不加激素的4种培养基进行培养。

（3）根据图2可知，在三种浓度的生长素类似物中，Z浓度的生长素类似物促进月季茎段侧芽生长的效果最佳，Y浓度次之，X浓度则表现为抑制。

高于和低于最适生长素浓度的两个生长素浓度对促进月季茎段侧芽生长可能具有相同效应，浓度过高可起抑制作用。

故可推知，X大于Y，也大于Z，但Z和Y之间的大小不确定。

答案　

（1）促进生根　抑制生根　

（2）不能　4　（3）①抑制

②X>Y，X>Z，Y与Z之间大小关系不确定

生长素的发现和生理作用

1．判断正误

（1）（2011·山东卷－A）草莓果实自然发育成熟与激素作用无关（　　）。

（2）（2011·山东卷－C）自然生长的雪松树冠呈塔形与激素作用无关（　　）。

解析　

（1）草莓果实自然发育成熟是幼嫩的种子产生生长素作用的结果；

（2）该现象利用了生长素作用的两重性中的顶端优势原理。

答案　

（1）　

（2）

2．（2010·海南生物，5）当某植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势，其主要原因是（　　）。

A．侧芽附近的生长素浓度过高，其生长受抑制

B．侧芽附近的生长素浓度较低，其生长受抑制

C．顶芽附近的脱落酸浓度较高，其生长被促进

D．侧芽附近的细胞分裂素浓度较高，其生长受抑制

解析　顶端优势产生的原因是：

顶芽产生的生长素运输到侧芽部位，并在侧芽处积累，由于生长素的作用具有两重性，所以侧芽因生长素浓度过高而生长受抑制，顶芽因生长素浓度适宜而优先生长，从而表现为顶端优势。

答案　A

3．（2010·重庆卷）将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内，从下图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置，此时，幼苗的生成情况是（　　）。

A．根水平生长，茎向上弯曲

B．根水平生长，茎向下弯曲

C．根向下弯曲，茎向上弯曲

D．根向下弯曲，茎向下弯曲

解析　此题也为识图题，但图形是书上没有的，是原创的，这就更加考查学生的识图理解能力了。

结合文字和图形可知，玉米幼苗固定在支架上，而光源随暗室同步缓慢匀速旋转，表面上是一个均匀光照而实际光源随暗室同步缓慢匀速旋转则是一个单侧光，表面上植物的茎在上、下方要受重力影