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专题 32 植物生命活动调节
一、植物生长素
1.生长素的发现过程
科学家 实验 实验结论
胚芽鞘尖端受单侧光照射产生某种“影
达尔文 响”并向下面的伸长区传递,造成伸长区
背光面比向光面生长快
鲍森 胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传
詹森 递给下部
胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响
拜尔
在其下部分布不均匀造成的
造成胚芽鞘弯曲的是一种化学物质,并把
温特
这种物质命名为生长素
2.植物激素的概念
产生部位 植物体内
运输途径 从产生部位运送到作用部位
生理作用 影响植物生长发育
化学本质 微量有机物
3.生长素的合成、运输与分布
4.生长素的生理作用
(1)作用方式:不催化细胞代谢,不为细胞提供能量,而是给细胞传达信息,调节细胞生命活动。
(2)作用表现①在细胞水平:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。
②在器官水平:影响器官生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
(3)作用实质:生长素与生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定
基因表达,从而产生效应。
(4)影响生长素生理作用的因素
浓度 一般情况下,生长素在低浓度时促进生长,浓度过高时则会抑制生长
细胞的
幼嫩细胞对生长素敏感,衰老细胞比较迟钝
成熟程度
器官的种类 不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为: 根 > 芽 > 茎
(5)顶端优势
①概念:顶芽优先生长,侧芽受抑制的现象。
②形成原因
③解除方法:去除顶芽。
二、其他植物激素与植物生长调节剂的应用
1.其他植物激素的种类和作用(连线)
2.植物激素间的相互作用及作用特点
(1)激素间的相互作用
①协同作用:生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞
分裂的完成。
②作用效果相反:赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发。
③不同激素在代谢上存在相互作用:当生长素浓度升高到一定值时,促进乙烯的合成;乙烯含量过高
时,反过来抑制生长素的作用。
(2)激素的相对含量决定器官生长、发育。例如:黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化
形成雌花,比值较低则有利于分化形成雄花。
(3)不同激素的调节往往表现出一定的顺序性。例如,在猕猴桃的发育过程中,细胞分裂素、生长素、
赤霉素、脱落酸等激素的含量会按照一定次序出现高峰,调节果实发育和成熟。
3.植物生长调节剂的类型和作用
(1)植物生长调节剂:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。(2)类型
①分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸。
②分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如α萘乙酸、矮壮素等。
(3)植物生长调节剂的应用可以提高作物产量、改善产品品质,还可以减轻人工劳动,如减少园林植物
的修剪次数。
(4)施用植物生长调节剂,需要关注可能存在的负面影响。
4.探索植物生长调节剂的应用
(1)预实验
①概念:在正式实验前预先做的实验。
②意义:为进一步实验摸索条件;检验实验设计的科学性和可行性。
(2)激素处理植物的方法:浸泡法、沾蘸法。其中浸泡法药液浓度一般比较低。
(3)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度:
①实验原理:不同浓度的生长素类调节剂溶液中,插条生根的情况不同。在最适浓度下,插条生根最
多、最快。
②实验过程:
③结果分析:
根据测量数据,绘制如图所示曲线。促进插条生根的最适浓度为B′。
(4)利用乙烯利催熟水果
①采摘水果一般不等完全成熟,原因是完全成熟后采摘,在储存、运输和销售过程中容易腐烂。
②乙烯利的工业品为液体,当溶液pH<3.5时它比较稳定,随溶液pH升高,会分解释放乙烯。
三、环境因素参与调节植物的生命活动
1. 光对植物生长发育的调节
(1)在自然界中,种子萌发,植株生长、开花、衰老等,都会受到光的调控。
(2)光敏色素是一种植物接受光信号的分子,其化学本质是蛋白质。
2.参与调节植物生命活动的其他环境因素
(1)温度参与植物的生长发育主要是通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命
活动实现的。
(2)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
(3)植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
一、单选题
1.目前对于顶端优势现象产生原因的解释主要有3种观点。观点1认为顶芽产生的生长素向下运输到邻近
的侧芽,抑制侧芽生长;观点2认为顶芽比侧芽优先得到细胞分裂素,侧芽因得不到足够的细胞分裂素而
生长受到抑制;观点3认为顶芽是一个营养库,能优先享用由根部和叶片运来的营养物质,侧芽因得不到
充足的养分而生长受到抑制。下列说法错误的是( )
A.切除顶芽后在断面上施加生长素,侧芽生长受到抑制,此现象支持观点1
B.将外源细胞分裂素施于被抑制的侧芽,侧芽正常生长,此现象支持观点2
C.切除顶芽直至侧芽正常生长,侧芽处养分含量未增加,此现象支持观点3
D.顶端优势现象中侧芽处生长素的作用效果与植物水平放置后根近地侧生长素的作用效果相同
【答案】C
【分析】1、生长素的生理作用表现为两重性: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、生长素所发挥的作用,因为浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。不同植物
对生长素的敏感程度不同,双子叶植物>单子叶植物,同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同,敏
感程度表现为根>芽>茎。
【详解】A、观点1认为顶芽产生的生长素向下运输到邻近的侧芽,从而抑制侧芽生长。切除顶芽后排出
顶芽产生的生长素的影响,在断面上施加生长素,生长素通过极性运输到邻近的侧芽,侧芽生长仍然受到
抑制,此现象支持观点1,A正确;
B、观点2认为顶芽比侧芽优先得到细胞分裂素,侧芽因得不到足够的细胞分裂素而生长受到抑制,将外
源细胞分裂素施于被抑制的侧芽,使得侧芽获得了足够的细胞分裂素,顶端优势解除,此现象支持观点
2,B正确;
C、观点3认为顶芽可以优先享用由根部和叶片运来的营养物质,按照观点3,切除顶芽后,侧芽能够享用
到由根部和叶片运来的营养物质,但是如果侧芽处养分含量未增加,则此现象不支持观点3,C错误;
D、顶端优势现象中侧芽生长是受抑制的。植物水平放置后,生长素受重力影响使得近地侧生长素分布多
于远地侧,由于茎对生长素浓度不敏感,近地侧和远地侧均表现为促进,但是近地侧促进程度大于远地侧,
因此,顶端优势现象中侧芽处生长素的作用效果与植物水平放置后茎远地侧生长素的作用效果不同,D正确。
故选C。
2.某实验小组开展了探究吲哚乙酸(IAA)对月季插条生根作用的活动,结果如图。分析正确的是( )
A.所用插条要带有较多的芽和叶
B.实验结果可以证明IAA具有两重性
C.促进月季插条生根的最适浓度是10—8mol·L—1
D.每组中的插条数量越多效果就越好
【答案】B
【分析】分析题意,本实验目的是探究吲哚乙酸(IAA)对月季插条生根作用,实验的自变量是IAA浓度,
因变量是生根条数的平均值,据此分析作答。
【详解】A、插条不能带有太多的叶,否则插条不容易成活,芽太多会影响IAA的浓度,A错误;
B、与对照组相比,插条生根数量更多的组说明IAA能促进生根,更少的组能说明IAA抑制生根,图中既
有多于对照组的也有少于对照组的,所以能体现出IAA具有两重性,B正确;
C、促进月季插条生根的最适浓度不一定是10-8mol·L-1,还需要在此浓度两侧缩小浓度梯度进一步进行实
验,C错误;
D、插条数量太多会增加实验工作量和成本,D错误。
故选B。
3.欧洲卫矛是一种常见的绿化树种,为探究α-萘乙酸(NAA)和吲哚丁酸(IBA)对欧洲卫矛插条生根的
影响,某实验小组利用浸泡法将插条的基部浸泡在不同浓度的NAA和IBA溶液中,深约3cm,处理2h后
插入适当的基质中,60d后测量根长、根直径和生根数,结果如表。下列相关叙述正确的是( )
处理 根长(cm) 根直径(mm) 生根数(条)
CK 26.3 0.85 26.1
NAA(mg/L) 50 27.1 0.74 26.9150 39.2 0.73 29.6
300 24.6 0.76 25.5
50 40.7 0.87 26.3
IBA(mg/L) 150 62.1 0.8 45.9
300 48.9 0.75 33.7
A.NAA和IBA都属于植物细胞分泌的具有微量、高效特点的调节性物质
B.实验中NAA和IBA对欧洲卫矛插条生根数的影响均表现出两重性
C.不同浓度的NAA和IBA溶液对欧洲卫矛插条根直径的影响均表现为抑制作用
D.该实验中,150mg/L IBA溶液处理时,欧洲卫矛插条的生根效果最好
【答案】D
【分析】植物生长调节剂在生产实践中得到广泛的应用,探究出不同种类的植物生长调节剂在使用不同浓
度时对植物造成的影响,对它在生产实践中的应用有很好的指导作用。
题表分析:从表格可知,实验的自变量为植物生长调节剂的种类及浓度,因变量为根的长度、根的直径及
生根数。
【详解】A、NAA和IBA是人工合成的化合物,但它们与生长素有相似的生理作用,A错误;
B、实验中IBA组的数据与CK组的数据比较,IBA组的数据都大于CK组的数据,说明IBA对欧洲卫矛插
条生根数起促进作用,B错误;
C、当IBA的浓度为50mg/L时,根的直径为0.87mm,CK组根直径为0.85mm,没体现抑制作用,C错误;
D、用150mg/L IBA溶液处理欧洲卫矛插条时,三组因变量的数据都较其它组好,用150mg/L IBA溶液处
理欧洲卫矛插条生根效果最好,D正确。
故选D。
4.植物体内的IAA(吲哚乙酸)、IBA(吲哚丁酸)和PPA(苯乙酸)都属于生长素。为比较不同浓度的
IAA、IBA和PPA对某种植物根系生长的影响,科研人员进行了相关实验,实验结果如图所示。下列相关
叙述正确的是( )A.IBA、PPA等生长素只能抑制根系的生长
B.实验结果表明,随IAA浓度升高总根长度逐渐变小,说明IAA对根生长的抑制作用逐渐增强
C.相同浓度的IAA、IBA、PPA作用效果的差异可能是由于根细胞中三者的受体数量不同导致的
D.由于生长素在植物体内的作用较多,故植物体需要合成大量生长素才能满足自身生命活动的需求
【答案】C
【分析】分析柱形图:根据图上的浓度,在这些浓度下只有吲哚乙酸(IAA)体现了低浓度促进根的生长,
高浓度抑制根的生长。
【详解】A、0-0.05umol -1的吲哚丁酸和苯乙酸对该植物根系生长的影响情况未知,因此该实验不能证明
吲哚丁酸和苯乙酸对该植物根系的生长只有抑制作用,A错误;
B、实验结果表明,与对照组相比较,浓度为0.05和0.5的时候,IAA对根是促进作用,B错误;
C、受体具有特异性,相同浓度的IAA、IBA、PPA作用效果的差异可能是由于根细胞中三者的受体数量不
同导致的,C正确;
D、生长素具有微量高效的特点,因此在植物体内的含量不多,D错误。
故选C。
5.如图表示将玉米苗尖端分别置于不含生长素的相同的琼脂块上,并做不同的处理,一段时间后,测定
琼脂块中的生长素含量,并分别用a~f表示。下列有关叙述错误的是( )A.若向光侧的生长素会被分解,则a>b、c