高中生物001知识讲解植物生命活动调节2Word文档下载推荐.docx
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生长
感受光刺激的部位在尖端
(注意:
弯曲生长的部位在尖端下方)
用锡箔遮住胚芽鞘尖端下部;
1910年丹麦
詹森
在胚芽鞘尖端的切面上放一个琼脂片;
再将切下的尖端放上;
进行单侧光照;
向光弯曲生长
胚芽鞘尖端产生的刺激,可透过琼脂片传递到下部
1914年匈牙利
拜尔
将尖端放到切面的一侧;
在黑暗中生长一段时间;
向放尖端的对侧弯曲生长
胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激,在其下部分布不均匀造成的;
该刺激可能是一种化学物质
1928年荷兰
温特
将与胚芽鞘尖端接触过的琼脂块放到切面的一侧
向放琼脂
块的对侧
弯曲生长
造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质,它的分布不均匀造成了植物的弯曲生长;
温特将此物质命名为生长素。
将未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放到切面一侧
1931年
科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸(IAA)
(生长素的化学本质一般指吲哚乙酸,即IAA,还有苯乙酸,吲哚丁酸等)
总结向光生长的原因:
考点三、生长素的特点
科学家对生长素做了大量的实验研究,通过对这些实验进行分析总结,可得出生长素的一些特点:
1.作用原理:
可促进细胞的伸长,从而促进植物生长
2.合成原料:
色氨酸
3.合成部位:
分生组织(如根尖分生区;
幼嫩的芽、叶、种子;
形成层等)
4.分布部位:
细胞伸长、生长旺盛的部位(如发育中的种子和果实、胚芽鞘等)
规律:
产生部位<积累部位(如顶芽<侧芽、分生区<伸长区)
生长旺盛的部位<衰老组织(如生长点>老根)
【高清课堂:
植物生命活动调节专题403837生长素的极性运输】
5.运输方式
(1)极性运输:
①生长素只能从形态学的上端向下端运输,即极性运输,极性运输为主动运输。
②植物生长的方向为形态学上端,如下图中的根尖、茎尖便为形态学上端,根尖产生的生长素会向上(斜上)运输,而茎尖产生的生长素向下(斜下)运输。
③证明生长素极性运输方式的实验(绿色部分代表含生长素):
生长素可由尖端向下运输。
左图中,生长素可向下运输,上方的琼脂块颜色变浅。
右图中,生长素不能向下运输。
(2)横向运输:
如在单侧光照射下,胚芽鞘尖端产生的生长素会由向光侧向背光侧运输。
考点四、生长素作用的两重性
1.生长素作用的两重性的含义
生长素既能促进生长,也能抑制生长
既能促进发芽,也能抑制发芽
既能防止落花落果,也能疏花疏果
2.生长素作用的两重性曲线分析,如下图:
(1)生长素浓度小于i时为“低浓度”,促进植物生长;
生长素浓度高于i时为“高浓度”,会抑制植物生长。
(2)曲线中OH段表明:
随生长素浓度的升高,促进生长的作用增强。
曲线中HC段表明:
随生长素浓度的升高,促进生长的作用减弱(但仍为促进生长)。
(3)H点表示促进生长的最适生长素浓度为g。
C点表示促进生长的“阈值”,C点过后,植物的生长将受抑制。
(4)不同器官对生长素的敏感程度不同,如下图:
①根、芽、茎对生长素的敏感程度为根>芽>茎,即根最敏感,其促进生长的最适生长素浓度最低。
②相同浓度的生长素,对不同器官的生理效应不同:
如生长素浓度为10-4时,是促进茎生长的最适浓度,但却抑制根和芽和生长,对根的生长抑制作用最强。
3.生长素作用两重性的实例:
(1)顶端优势:
①含义:
顶芽优先生长,侧芽生长受到抑制的现象。
②原因:
顶芽产生的生长素向侧芽部位运输,在侧芽部位积累,侧芽生长素含量过高而使其生长受到抑制。
③解除顶端优势的方法:
摘除顶芽,使生长素不再向侧芽积累。
④生长素由顶芽向侧芽运输为极性运输,尽管侧芽处的生长素浓度已比顶芽处高,但顶芽的生的生长素仍能源源不断地逆浓度梯度向侧芽运输,说明极性运输为主动运输。
(2)植物茎的负向重力性与根的向重力性的产生机制:
考点五、其他植物激素及植物激素间的相互关系
1.其他植物激素
激素名称
主要合成部位
主要分布部位
生理作用
主要应用
生长素
(IAA)
(类似物为萘乙酸、2,4-D等)
分生组织
生长旺盛的部位,如
发育中的种子和果实、胚芽鞘
具有两重性,一般低浓度促进生长,高浓度抑制生长
促进生长、扦插枝条生根、果实发育;
获得无籽果实
用作除草剂
细胞分裂素(CK)
根尖
正在进行细胞分裂的部位,如萌发的种子等
促进细胞分裂;
延缓叶片衰老;
促进组织分化;
多用于植物的萌芽和分枝
赤霉素
(GA)
幼芽、幼根、未成熟的种子
普遍存在于植物体内,幼嫩的组织和器官中含量较多
促进茎的伸长,引起植株快速生长;
解除种子、块茎的休眠并促进萌发
促进植物茎杆伸长;
解除种子和其他部位的休眠,提早用于播种
脱落酸
(ABA)
根冠和萎蔫的叶片
将要脱落和进入休眠期的器官和组织,如成熟的果实和种子
是一种生长抑制剂,可抑制植物的细胞分裂和种子的萌发;
促进叶片和果实等的衰老和脱落
促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯
植物体各个部位
广泛存在于植物体内,成熟的果实中含量最多
促进果实成熟;
刺激叶子脱落、抑制茎的伸长等
处理瓜类幼苗,能增加雌花的形成率,增加产量
2.植物激素间的相互关系
(1)
上图是某果实在发育及衰老等过程中各种激素的含量变化,可以看出不同发育时期植物激素的种类和数量不同,其实质是基因选择性表达的结果。
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,有的相互促进,有的相互拮抗,正是由于各种激素的共同作用,才使植物正常进行生长发育并适应环境变化。
(2)组织培养中的植物激素
形成愈伤组织
诱导丛芽
诱导生根
MS培养基
标准成分
成分减半
6-BA(相当于细胞分裂素)
0.5mg/L
2~3mg/L
0.1mg/L
NAA(相当于生长素)
0.02~0.3mg/L
BA/NAA
适中促进形成愈伤组织
比例高利于生芽
比例低促生根
考点六、研究植物激素的实验及其分析方法
类别
图解
相关结果
遮盖类
①直立生长
②向光生长
暗箱类
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
②向左侧生长
③④中IAA的含量:
a=b+c,b>
c
旋转类
③向小孔生长
④茎向心生长,根离心生长(离心力使生长素分布不均匀)
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<
b c<
d,a、c、d促进生长,b抑制生长
浓度梯度类
用不同浓度IAA的处理植物
得出相应的最适宜的生长素浓度
要点诠释:
植物生长趋势判断方法:
(1)长不长:
看有无生长素
(2)弯不弯:
看生长素分布是否均匀
(3)生长素分布是否均匀:
看是否有光和力(如重力、离心力)的影响
【典型例题】
类型一、基础知识考查
植物生命活动调节专题403837典型例题1】
例1.农业生产上常用一定浓度的生长素类似物作为除草剂,除去单子叶农作物中的双子叶杂草,下图中横轴表示生长素浓度的变化,下列说法正确的是()
A.曲线①表示单子叶农作物,曲线②表示双子叶杂草
B.除草的原理是利用一定浓度的除草剂抑制杂草的生长,但对农作物无任何作用
C.喷洒的除草剂的最适宜浓度是②曲线最高点对应的生长素浓度
D.喷洒的除草剂浓度越高,除草效果越好
【答案】C
【解析】仔细分析图可知,若曲线①表示单子叶农作物,则在实际生产中找不到去除其中的双子叶杂草的适宜生长素浓度。
而若曲线②表示单子叶农作物,曲线①表示双子叶杂草,生产中可用曲线②最高点对应的生长素浓度喷洒除草剂,既可促进单子叶农作物的生长,又可抑制双子叶杂草的生长。
【点评】此题考查的知识点为生长素作用的两重性,同时还需仔细识图并分析。
举一反三:
【变式1】研究人员进行了多种植物激素对豌豆侧芽生长影响的实验,结果见下图。
请回答:
(1)比较曲线1、2、3、4,可知对侧芽的生长有抑制作用,其中起主要作用的是,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,还可通过喷施的类似物促进侧芽生长。
(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,推测侧芽生长速度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;
细胞分裂素与细胞分裂素一样可对抗生长素作用;
(2)侧芽伸长;
分生组织;
(3)植物激素
【解析】本题主要考查有关植物激素之间的相互作用以及相关的实验分析能力。
通过多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验结果曲线的对比分析,找出实验的自变量,明确实验变量与因变量的因果关系,便可得出相关的结论。
(1)通过比较曲线1、2、3与4,再结合实验设计的单一变量和对照原则,可知1和4;
2和4;
1和3各形成一组对照实验。
在1和4这组对照实验中,实验变量为顶芽的有无,实验结果是去掉顶芽后的豌豆植株侧芽的平均长度长,说明顶芽对侧芽的生长有抑制作用。
在2和4这组对照实验中,实验变量去顶芽的切口是否涂抹生长素,实验结果是切口涂抹生长素后侧芽的生长受到抑制,进一步说明对侧芽生长起抑制作用的是生长素。
在1和3这组对照实验中,实验变量保留顶芽的情况下是否在侧芽上涂抹细胞分裂素,实验结果是涂抹细胞分裂素后的豌豆植株侧芽的平均长度比不涂抹长,侧芽生长明显,说明细胞分裂素可以解除生长素对侧芽生长抑制的作用。
由于生长素对侧芽生长起抑制作用,在保留顶芽的情况下,可以喷施对抗生长素的化合物来解除这种抑制促进侧芽的生长。
(2)通过比较曲线4与5,可知在这组对照实验中,实验变量是赤霉素的有无,因变量是侧芽的生长状况,其观测指标是侧芽的平均长度,结果是去顶芽切口涂抹赤霉素后侧芽生长的平均长度大于没有涂抹赤霉素的一组,由此说明赤霉素能明显促进侧芽的伸长。
在完整豌豆植株的顶芽中,赤霉素产生于顶芽的分生组织细胞。
(3)综合以上实验可知侧芽的生长,同时受到生长素、赤霉素和细胞分裂素等的影响,由此推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内不同植物激素浓度或比例的改变。
例2.(2014全国高考)为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论,需要先利用琼脂块收集生长素,之后再测定其含量。
假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关,下列收集生长素的方法(如图示)中,正确的是
【答案】B
【解析】A项,C项和D项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下,由于云母片插入胚芽鞘尖端的阻挡作用,生长素均不能发生横向运输,无法使其在琼脂块中分布不均匀。
B项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下,先发生横向运输,然后纵向运输到尖端以下的不同的琼脂块中,再通过测定不同琼脂块中生长素含量的大小,即可验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀,故选B。
【点评】本题考查生长素的相关知识,意在考查考生识记和理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
【变式1】下图为种子发育和萌发过程中内源激素起主要调控作用的时间,以及种子含水量和营养物质积累量的变化曲线(CK—细胞分裂素;
GA—赤霉素;
ABA—脱落酸;
IAA—生长素),据图分析,有关植物激素作用的叙述不正确的是()
A.种子发育期出现的CK,主要作用是促进细胞分裂和组织分化
B.种子发育中GA和IAA有利于有机物向籽粒的运输与积累
C.ABA能促进种子脱水,有利于种子的萌发
D.种子萌发开始时,GA有解除种子休眠的作用
【解析】从图中可看出,ABA出现时,含水量开始降低,但含水量降低并不利于种子的萌发。
类型二、有关植物激素的实验及分析
例3.(2015重庆高考)我国古代劳动人民积累的丰富农业生产经验,至今仍在实践中应用。
下列叙述与植物激素作用无直接关系的是
A.适时打顶去心,可促进棉株开花结实。
(据《农桑辑要》)
B.肥田之法,种绿豆最佳,小豆、绿豆次之。
(据《齐明要术》)
C.正月种白稻,五月收获后,根茬长新稻,九月又成熟。
(据《广志》)
D.新摘未成熟的红柿,每蓝放木瓜二、三枚,得气即发,涩味尽失。
(据《格物粗谈》)
【解析】棉花适时打顶摘心是为了解除顶端优势,这与生长素的两重性有关,A项错误;
绿豆能和根瘤菌互利共生,可以利用空气中的氮,起到固氮的作用,从而提高土壤肥力,与植物激素无关,B项符合;
在水稻的根茬发芽长出新稻主要与生长素有关,再发育到成熟是受多种植物激素共同调节的结果,C项错误;
柿子的成熟与木瓜释放的乙烯有关,D项错误。
【点评】本题考查植物激素类似物的生理作用及其作用特点的实验数据分析和相互关系的实验设计能力。
【变式1】荷兰学者Went于1928年把燕麦胚芽鞘尖端切下,放在琼脂薄片上,约1-2小时后移去胚芽鞘尖端,将琼脂小块放在去顶胚芽鞘一侧,然后置于黑暗条件下培养,胚芽鞘逐渐向放置琼脂小块的对侧弯曲生长。
该实验结果不能直接证明的问题是()
A.胚芽鞘顶端能产生影响生长的物质B.影响生长的物质自顶端向下运输
C.胚芽鞘产生的某物质能促进胚芽鞘的生长D.单侧光使该物质在胚芽鞘内呈不均匀分布
【答案】D
【解析】本实验未涉及到单侧光
例4.植物的根具有向重力生长的特性,下列是研究根向重力生长机理的两个实验:
实验一:
将空白琼脂和含EDTA的琼脂做成帽状,分别套在甲、乙两组玉米胚根的根冠外(示意图如下)。
提示:
EDTA的作用是去除与其临近部位的Ca2+
。
将胚根水平放置培养一定时间后,观察到甲组胚根向重力(下)生长,乙组胚根水平生长。
根据上述实验结果,得出实验结论:
。
实验二:
水平放置的胚根弯曲向下生长,与根冠近地侧的Ca
2+
浓度明显高于远地侧有关。
研究表明,根总是朝着Ca
浓度高的方向弯曲生长。
为验证这一结论,有人设计了下列实验方案。
请根据提供的实验材料和用具,写出第二步及以后的实验步骤和实验结果,并回答问题。
(1)实验材料和用具:
胚根等长的萌发玉米种子,含EDTA的琼脂帽,含Ca2+
的琼脂块,空白琼脂块,培养皿等。
(2)实验步骤:
第一步:
取若干个培养皿,在每个培养皿中放置适量的萌发玉米种子,按实验一中乙组的方法处理胚根一定时间后,移去根冠外的琼脂帽。
第二步:
(3)实验结果:
(4)科学家进一步证实,根冠中生长素的分布受Ca2+
浓度影响,当胚根水平放置时,重力诱导Ca2+
向根冠下侧移动,导致近地侧的生长素浓度比远地侧高。
请分析胚根的生长素分布与向重力生长的关系
。
实验一结论:
胚根向重力(下)生长与(根冠部位的)Ca
有关。
(2)实验步骤:
第二步:
将培养皿均分成两组,编为A组、B组。
第三步:
在A组的每个胚根上方放一个空白琼脂块,在B组的每个胚根上方放一个含Ca2+的琼脂块。
第四步:
将胚根水平放置培养一定时间后,观察胚根的生长方向。
(3)实验结果:
当A组胚根仍在水平生长时,B组胚根已弯曲向上生长。
(4)生长素对根生长的作用具有两重性,低浓度生长素可促进生长,高浓度则抑制生长。
对根来说,生长素的最适浓度低,近地侧的生长素浓度过高,生长慢;
远地侧的生长素浓度较低,生长快,因而胚根弯曲向下生长。
【解析】
首先,要搞清楚已知的试验一中甲、乙两组的试验不同条件和引起的不同现象。
甲组没有改变胚根的任何物质(比如Ca2+)的含量和分布,胚根向重力(下)生长;
乙组中含EDTA的琼脂帽除去了胚根尖端周围与之临接部位的Ca2+,胚根水平生长,由此可知胚根向重力生长与否与胚根尖端Ca2+分布和含量有关。
其次,根据题目要求由已知的结论要做论证试验,必须注意试验所用材料、用具的选择及设计过程中对比试验的作用。
已知水平放置的胚根弯曲向下生长与根冠近地侧的Ca2+浓度明显高于远地侧有关,研究表明根总是朝着Ca2+浓度高的方向弯曲生长。
那么我们就要设计一个试验将根制造出两侧不同Ca2+浓度的材料,并且要对照即两侧浓度仍相同的情况。
好在需要突破的是对于未处理的相同胚芽鞘而言,可能其根冠均有Ca2+分布,这会造成试验的误差与结论的错误,试验第一步已经处理了,就是所有的胚根都用含EDTA的琼脂帽处理,去除根冠周围的Ca2+。
那么接下来就要继续做的是试验中要有对照处理,即一组要使胚根两侧Ca2+浓度不同,一组则相同。
所以第二步:
将培养皿均分成两组,编为A组和B组,在A组的胚根上方放一个空白琼脂块(仍保持两侧Ca2+浓度一致),在B组的胚根上方放一个含Ca2+的琼脂块(使上侧远地侧Ca2+浓度高于近地侧)。
最后将胚根水平放置培养一段时间,观察胚根的生长方向。
试验结果预测的是:
A组胚根仍水平生长,B组已弯曲向上生长。
此时应该注意的是所得结果应该符合需要论证的试验结果。
否则试验就是失败的。
这就是论证性研究试验与在不知结论情况下做的研究试验的不同处了。
前者要符合已知结论才能算试验的成功,后者则是不定向的,据正确的试验过程所得结果而定。
最后,把生长素与Ca2+关联起来就要注意了。
我们知道生长素的作用有双重性,即在一定范围内随着生长素浓度的升高,表现出促进植物生长,超过这个浓度则抑制生长。
植物的不同部位生长素作用的最适浓度不同(根所要求的最适浓度10-10mol/l,茎要求的最适浓度10-4mol/l),即一定浓度的生长素,对根的生长表现为抑制,而对茎的生长则是促进;
超过一定浓度,茎的生长亦将受到抑制。
由上胚根水平放置时,重力诱导Ca2+向根冠下侧移动,导致胚根近地侧生长素浓度比远地侧高,则我们可以得出胚根的生长素分布与向重力生长的关系简述如下:
生长素对根生长的作用具有两重性,低浓度生长素可促进生长,高浓度则抑制生长。
对根来说,生长素的最适浓度低,近地侧的生长素浓度过高,生长慢;
【点评】考查植物的向性运动。
本题重在研究Ca2+
、生长素分布与作用原理
【变式1】下图中琼脂块1和2按图中位置被转移至刚切除尖端的胚芽鞘上,几天后的结果应是()
【答案】A
【解析】在重力作用下,胚芽鞘下端生长素积累更多
例5.为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。
培养基编
浓度/mg.L-1
m/%
n/个
6-BA
IAA
1
0.5
76.7
3.1
2
0.1
77.4
6.1
3
0.2
66.7
5.3
4
60.0
5.0
回答下列问题:
(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为 和 两类。
上述培养基中,6-BA属于 类生长调节剂。
(2)在该实验中,自变量是 ,因变量是 ,自变量的取值范围是 。
(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是 培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入 (填“6-BA”或“IAA”)。
(1)大量元素;
微量元素;
细胞分裂素
(2)IAA浓度;
丛芽外植体的比率及丛芽平均数;
0~0.5mg/L
(3)1
(4)6-BA
本题是对选修一植物组培过程的考查,同时涉及必修一和必修三的一些知识,尤其是必修三两种激素细胞分裂素和生长素的考查。
再加上以实验分析的形式考察中学生物实验的基础知识,综合性强,并不局限于选修一,是为“选修可以考察必修”一说的集中体现。
第
(1)问第一空考查必需元素的分类(可分为大量元素 微量元素),必修一的基础知识,选修一教材上亦有原句。
第
(1)问第二空考查植物生长调节剂的知识。
植物体内5大植物激素,分别为生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、乙烯类、脱落酸类,要求掌握植物生长调节剂的名称;
选修一的植物组织培养实验中又重点分析了生长素类、细胞分裂素类,要求识记二者比例对植物脱分化的影响(生长素多有利于生根,细胞分裂素多有利于长芽);
由表格易知IAA比例上升抑制长芽,为生长素(吲哚乙酸),故6-BA为细胞分裂素。
第
(2)问考查生物实验的基础知识,自变量是IAA(6-BA浓度不变),取值范围是0到0.5;
因变量是丛芽数(即再生丛芽外植体的比率和再生丛芽外植体上的丛芽平均数)
第(3)问直接从表格中可读出。
第(4)问依然与植物体内的激素有关,参阅第(1)问第二空解析
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- 高中生物 001 知识 讲解 植物 生命 活动 调节