植物激素调节吕政.docx

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植物激素调节吕政

植物激素调节

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．带胚芽鞘尖端的弯向光源生长；

b．去掉尖端的不生长也不弯曲；

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：

单侧光照射能使胚芽鞘尖端产生某种刺激，并传递到下部的伸长区时，造成背光面比向光面生长快。

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”的胚芽鞘则弯向光源生长。

（2）实验结论：

胚芽鞘尖端产生的刺激，可以透过琼脂块传递给下部。

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，则向放置尖端相对的一侧弯曲生长。

（2）结论：

胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在伸长区分布不均匀造成的。

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促进生长的物质，并命名为生长素。

5．植物激素：

由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。

知识点二　生长素的产生、运输、分布和作用

1．化学名称：

吲哚乙酸（IAA）

2．合成部位：

幼嫩的芽，叶和发育中的种子

3．运输方式：

①极性运输：

从形态学上端运送到形态学下端，属于主动运输

②非极性运输：

通过成熟组织的韧皮部运输

4．分布：

植物体内各器官都有，相对集中的分布在生长旺盛的部位。

5．生理作用及作用特点：

①生理作用：

两重性---既能促进生长，又能抑制生长；既能促进发芽，又能抑制发芽；既能防止落花落果，又能疏花疏果

②作用特点：

Ⅰ浓度较低时促进生长；浓度较高时抑制生长。

Ⅱ不同器官对生长素的敏感程度不一样。

6．生长素类似物及其应用：

①概念：

具有与生长素相似的生理效应的化学物质。

②应用：

⑴促进扦插枝条的生根

⑵促进果实发育（获得无子果实，防止落花落果）

⑶顶端优势

⑷双子叶杂草的除草剂

⑸植物组织培养

知识点三　其他植物激素

1．赤霉素：

①合成部位：

主要是未成熟的种子、幼根和幼芽

②主要作用：

促进细胞伸长，引起植株增高，促进种子萌发和果实发育。

2．细胞分裂素：

①合成部位：

主要是根尖

②主要作用：

促进细胞分裂。

3．脱落酸：

①合成部位：

主要是根冠、萎焉的叶片等。

②主要作用：

抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。

4．乙烯：

①合成部位：

植物各个部位

②主要作用：

促进实成熟。

知识点四　植物生长调节剂

1．概念：

人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。

2．应用：

①用乙烯礼催熟凤梨

②用一定浓度的赤霉素处理芦苇，就可以使其纤维长度增加50%左右

③用赤霉素处理大麦种子，无需发芽就可以产生大量的α-淀粉酶，这样可以简化工艺，降低啤酒成本。

考点一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

【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

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。

【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：

________________________________________________________________________。

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

【例3】►（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

考点二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。

【例4】►（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

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

【例5】►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

考点三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！

课后练习

【训练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

【训练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________。

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

【训练3】►（2010·海南）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

【训练4】►（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

【训练5】►（2009·海南生物，16）下列关于植物激素的叙述，错误的是（　　）。

A．根尖能够产生细胞分裂素B．脱落酸能抑制马铃薯发芽

C．生长素的化学本质是蛋白质D．赤霉素施用过多可引起水稻植株疯长

【训练6】►（2009·广东生物，10）在黑暗条件下，细胞分裂素可延缓成熟绿叶中叶绿素的降解，表明细胞分裂素能（　　）。

A．延缓叶片变黄B．促进叶片衰老

C．在成熟的叶肉细胞中合成D．独立调节叶绿素降解的生理过程

【训练7】►（2010·江苏卷）为了探究生长素和乙烯对植物生长的影响及这两种激素的相互作用，科学家用某种植物进行了一系列实验，结果如下图所示，由此可初步推测（多选）（　　）。

A．浓度高于10－6mol/L的生长素会抑制该植物茎段的生长

B．该植物茎中生长素含量达到M值时，植物开始合成乙烯

C．该植物茎中乙烯含量的增加会促进生长素的合成

D．该植物茎中生长素和乙烯的含量达到峰值是不同步的

【训练8】►（2010·海南生物，6）某植物种子成熟后需经低温贮藏才能萌发，为探究其原因，检测了该种子中的两种植物激素在低温贮藏过程中的含量变化，结果如图。

根据激素的作用特点，推测图中a、b依次为（　　）。

A．赤霉素、脱落酸B．细胞分裂素、生长素C．脱落酸、细胞分裂素D．赤霉素、乙烯

【训练9】►（2010·北京理综，29）在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘（幼苗）伸长影响的实验中，将如图1所示取得的切段浸入蒸馏水中1h后，再分别转入5种浓度的A溶液（实验组）和含糖的磷酸盐缓冲液（对照组）中。

在23℃的条件下，避光振荡培养24h后，逐一测量切段长度（取每组平均值），实验进行两次，结果见图2。

请分析并回答问题。

（1）生长素类似物是对植物生长发育有重要________作用的一类化合物。

本实验中________mg/L浓度的溶液促进切段伸长的效果最明显。

（2）振荡培养的目的是：

①增加溶液中的________以满足切段细胞呼吸的需求；②使切段与溶液成分接触更________。

（3）生长素类似物A应溶解于________中，以得到5种浓度的A溶液。

切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少________对实验结果的影响。

（4）图2中，对照组切段的平均长度是________mm。

浓度为0.001mg/L的溶液对切段伸长________（选填“有”或“无”）促进作用；与浓度为1mg/L的结果相比，浓度为10mg/L的溶液对切段的影响是________。

（5）图2中，浓度为0.1mg/L时实验二所得数据与实验一偏差较大，在做原始记录时对该数据应________（选填下列选项前的字母）。

A．舍弃B．修改C．如实填写；为检验该浓度下相关数据的可靠性，还应________。

答案　

（1）调节　1

（2）①氧气　②均匀

（3）含糖的磷酸盐缓冲液　切段中内源激素

（4）7.0　有　促进伸长的作用减弱

（5）C　重复实验