第 17 章 植物生命活动的调节
第 1 节 植物生长素
一、生长素的发现
达尔文父子 鲍森 詹森 拜尔 温特
实
S
验
*J *J
示
意 )6' S
图 ,/*J *J
胚芽鞘的向光性与尖端有关 胚芽鞘的弯
①②: ; 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学
胚芽鞘的感光部位在尖端 胚芽鞘尖端产 曲生长是尖
③④: . 物质引起的 并把这种物质命名为生
结 总推论 胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后 生的 影响 可 端 产 生 的 ,
: , “ ” 长素
论 向下面的伸长区传递了某种 影响 造 以透过琼脂片 影响 在其 .
“ ”, “ ” 注 吲哚乙酸 苯乙酸 吲
成伸长区背光面比向光面生长快 因而 传递给下部 下部分布不 : (IAA)、 (PAA)、
, 哚丁酸 等 都属于生长素
使胚芽鞘出现向光性弯曲 均匀造成的 (IBA) ,
易混易错 生长素有光、无光都可产生,但光照可影响生长素在植物体内的分布.
知识拓展 对生长素的发现相关实验的思考
()从对照实验设计的单一变量原则分析,鲍森詹森实验的不足之处在于没有形成单一变量,无法排除琼脂片影响
１
胚芽鞘生长的可能.
()拜尔实验在黑暗中进行的原因是排除光照可能对实验结果造成的干扰.
２
()拜尔实验的不足之处是无法证明胚芽鞘尖端产生的影响是否为某种物质.
３
小表达 植物向光弯曲生长的原因是什么?
.
答案:单侧光照射后,生长素从向光侧向背光侧运输,引起两侧生长素分布不均匀,使胚芽鞘背光侧生长素的含量高
于向光侧,因此背光侧生长快于向光侧,造成向光弯曲
二、生长素的合成、运输、分布及生理作用
合成 主要在芽 幼嫩的叶和发育中的种子中 色氨酸经一系列反应可转变成生长素
、 ,
极性运输 在胚芽鞘 芽 幼叶和幼根中 只能从形态学上端运输到形态学下端 方式是主动运输
、 、 , ,
运输 非极性运输 在成熟组织中 生长素可通过输导组织进行非极性运输
,
横向运输 环境因素如单侧光引起的向背光侧运输 水平放置时沿重力方向运输
;
植物体各器官中都有分布 但相对集中分布在生长旺盛的部分 如胚芽鞘 芽和根尖的分生组织 形成
分布 , , 、 、
层 发育中的种子和果实等处
、
１４０ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学续表
作用方式 不组成细胞结构 不提供能量 不催化细胞代谢 而是给细胞传达信息 调节细胞的生命活动
, , , ,
2 D *
作用机制 *J236*J2 '4 A' =D
细胞水平 促进细胞伸长生长 诱导细胞分化等
主要作用 (１) : 、 ;
器官水平 影响器官的生长 发育 如促进侧根和不定根发生 影响花 叶和果实发育等
(２) : 、 , , 、
生理
作用 一般情况下 生长素在浓度较低时
(１) ,
促进生长 在浓度过高时则会抑制生
,
长 如图所示
作用特点 , ;
对生长素的敏感程度 根 芽
(２) : ＞ ＞
茎 双子叶植物 单子叶植物 幼嫩细
, ＞ ,
胞 衰老细胞
＞
*J2 M7 *J2"UE*J
顶端优势 DD
7 *J2"PU7*J2DU*J
生长素
作用实例 *J2"D
DD
根的向地 DD 8 DD E U8,!U *
F F *J2 U JU85
性和茎的
P P E D *JU *J
背地性 0 0 8D *J
0
易混易错 ()抑制生长 不生长:凡生长状况差于对照组(自然生长或清水处理组)的,可认为生长受到抑制;凡
１ ≠
生长状况好于对照组的,可认为生长受到促进.
()不同浓度的生长素对茎生长的促进作用不一定不同,因为在最适浓度的两侧,会有两个不同浓度的生长素对植物
２
产生相同的促进效果.
小表达 ( 全国甲, 改编)( 北京, 改编)解除顶端优势的方法:
２０２１ ３ ２０２１ １０
.
答案:摘除顶芽、施用抑制顶芽生长素运输的植物生长调节剂、喷施细胞分裂素
知识归纳 植物激素与动物激素辨析
分泌器官 运输 化学本质 作用部位 共同点
()都是调节生命活动的化
在一定部位产生,无 多样、 无 明 显 靶 １
植物激素 一般是小分子物质 学物质;
特定的分泌器官 复杂 器官
()都能从产生部位运输到
有特定的分泌器官 随体液 有蛋白质类、多肽类、氨基 靶 细 胞、靶 ２
动物激素 作用部位发挥作用;
(或分泌细胞) 运输 酸衍生物类、类固醇类等 器官
()都具有微量、高效的特点
３
学生用书 P121
真题选改判 不需要载体蛋白
. ( )
１( 河北,)在水稻的成熟组织中 生长素可 ２答案
．２０２４ ９ , ． ✕
进行非极性运输 ３( 天津,)食用含有植物生长素的水果 植
. ( ) ．２０２２ ８ ,
１答案 物生长素会促进儿童性腺过早发育
． √ . ( )
２( 全国甲,)单侧光下生长素的极性运输 ３答案
．２０２４ ３ ． ✕
第 17章 植物生命活动的调节 １４１
４( 全国甲,)在促进根 茎两种器官生长 芽萌发
．２０２１ ３ 、
时 茎是对生长素更敏感的器官 打顶后涂抹生长素与不涂抹相比 能增强上
, . ( ) D． ,
４答案 部叶片净光合速率
． ✕
教考衔接 答案 B
链接教材 选必 生长素的运输方向实验探究
典例 ( 福建, , 分)烟草是以叶片为产品 １P９５
２０２１ １４４
为了检测生长素的运输方向 某人做了如下实
的经济作物 当烟草长出足够叶片时 打顶 摘 ,
. , (
验 取一段玉米胚芽鞘 切去顶端 使胚
去顶部花蕾 是常规田间管理措施 但打顶后侧 . , ２mm,
) ,
芽鞘不再产生生长素 在上端放一块含有生长
芽会萌动生长 消耗营养 需要多次人工抹芽 .
, ,
素的琼脂 下端放一块不含有生长素的琼脂 胚
摘除侧芽 以提高上部叶片的质量 该措施费 , (
( ) ,
芽鞘形态学上端朝上 过一段时间检测 发现
时费力 可以采取打顶后涂抹生长素的方法替 ). ,
.
下端的琼脂块逐渐有了生长素
代人工抹芽 科研人员探究打顶后涂抹生长素 .
.
*J2+)6
对烟草上部叶片生长的影响 实验结果如图 0
,
所示
0
. *J2+)6
本实验能否得出 生长素在胚芽鞘内只能由
(１) “
形态学上端运输到形态学下端 这一结论 为
” ?
什么
?
欲验证 中的结论应怎样改进实验方案
(２) (１) ?
答案 不能 因为该实验只能证明 生长素
(１) . “
可以从胚芽鞘形态学上端运输到形态学下端
”,
下列分析错误的是 而不能证明 生长素不能从胚芽鞘形态学下端
( ) “
打顶后涂抹的生长素进入烟草后 可向下运输 运输到形态学上端
A． , ”.
打顶后的抹芽措施不利于营养物质向上部叶 应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下 两琼
B．
(２) 、
片转移 脂块位置不变的实验 以研究生长素能否从胚
,
打顶涂抹生长素能建立人工顶端优势抑制侧 芽鞘形态学下端运输到形态学上端
.
C．
１４２ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
第 2 节 其他植物激素和植物生长调节剂的应用
一、其他植物激素
激素种类 赤霉素 细胞分裂素 脱落酸 乙烯 油菜素内酯
幼根 幼芽和未成熟的 可能是花粉 未
合成部位 、 主要是根尖 根冠 萎蔫的叶片等 植物体各个部位 、
种子 、 成熟的种子和根
促进细胞伸长 引起植 促进细胞分裂 抑制细胞分裂 促进 促进茎 叶细胞
, ; ; 促进果实成熟 、
株增高 促进细胞分裂 促进芽的分化 气孔关闭 促进叶和 ;的扩展和分裂
主要作用 ; 、 ; 促进开花 促进 ,
与分化 促进种子萌发 侧枝发育和叶绿 果实的衰老和脱落 ; 促进 花 粉 管 生
; 、 ;叶 花 果实脱落
开花和果实发育 素合成 维持种子休眠 、 、 长 种子萌发等
、知识归纳 一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等
方式实现的.
小表达 (选必 )研究表明:脱落酸在高温下易降解.据此,请解释“小麦、玉米即将成熟时,如果经历持续一
１P９９
段时间的干热之后又再遇大雨,种子就容易在穗上发芽”. .
答案:脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽.持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解,种子便不会休眠,随后大
雨给穗上种子提供了萌发所需的水分,于是种子就在穗上萌发
二、植物生长调节剂的应用
概念 由人工合成的 对植物的生长 发育有调节作用的化学物质
, 、
优点 容易合成 原料广泛 效果稳定等
、 、
分子结构和生理效应与植物激素的类似 如吲哚丁酸
(１) , ;
类型 分子结构与植物激素的差别较大 但具有与植物激素类似的生理效应 如 萘乙酸
(２) , , αＧ
等
(NAA)
植物
NAA、２,４ＧD、为生长素类调节剂 可促进插条生根 促进果实发育 培育无子番茄 用作除草剂
生长 吲哚丁酸 , ; 、 ;
调节剂 赤霉素 使大麦种子无须发芽就可以产生 淀粉酶
αＧ
膨大剂 使水果长势加快 个头变大 加快水果成熟
、 ,
应用
青鲜素 抑制发芽
抑制细胞伸长 但不抑制细胞分裂 抑制茎 叶生长 但不影响生殖 可提高作物
矮壮素 , ; 、 , ,
抗倒伏能力
乙烯利 催熟未成熟果实
处理部位 插条基部
浸泡法 溶液浓度较低 处理时间较长 浸泡几小时至一天
处理方法 (１) : , ( );
探索生长素 沾蘸法 溶液浓度较高 处理时间很短 沾蘸一下 约
探索
(２) : , ( , ５s)
类调节剂促 需要进行预实验 预实验可以为进一步的实验摸索条件 也可以检验实验设
植物
(１) , ,
进插条生根 计的科学性和可行性 通过预实验确定最适浓度范围 取因变量最大值时对应
. :
生长
的最适浓度 注意事项 的自变量两侧浓度为进一步实验范围 处理插条时插条上下不能颠倒 否则
调节
;(２) ,
扦插枝条不能成活 无关变量需相同且适宜 应选用相同的植物材料 插条的
剂的
;(３) , ,
生理状况 带有的芽数相同 插条处理的时间一致等
、 ,
应用
尝试利用
乙烯利溶液 时比较稳定 随着 升高 会分解释放乙烯 催熟果实
乙烯利催 (１) pH＜３．５ , pH , , ;
乙烯对水果有催熟作用 还可以进一步诱导水果自身产生乙烯 加速水果成熟
熟水果 (２) , ,
小表达 ()植物生长调节剂为什么效果稳定? 成分,植物体内一般没有相应的酶去分解它,因此植物生
１
. 长调节剂作用效果更稳定
()( 辽宁, 改编)( 海南, 改编)( 浙江 ()生长素具有较低浓度促进生长,过高浓度抑制生长的
２ ２０２２ １１ ２０２２ ７ ２０２０ ２
月选考, 改编)用 , 作双子叶杂草的除草剂的原 特性,利用双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感的
７ ２２ ２４ＧD
理是 . 特点,可在单子叶植物的农田中使用较高浓度的生长素
答案:()人工合成的植物生长调节剂不是植物体原有的 类调节剂,如 , ,以抑制双子叶杂草的生长
１ ２４ＧD
第 17章 植物生命活动的调节 １４３
学生用书 P123
真题选改判 ２( 新课标,)叶片萎蔫时叶片中脱落酸的
．２０２４ ２
１( 安徽,)组织培养中 细胞分裂素与生长 含量会降低
．２０２４ ９ , . ( )
素浓度比值高时能诱导根的分化 ２答案
. ( ) ． ✕
１答案 ３( 辽宁, )实验中生长调节剂的浓度范围
． ✕ ．２０２３ １２
可以通过预实验确定 ８答案 细胞核分裂 细胞质分裂
. ( ) ．
３答案 ９生长素和细胞分裂素的相互抑制作用
． √ ． :
４( 海南,)矮壮素处理后 小麦植株矮小 植物生长发育过程中 生长素主要由
．２０２２ ７ , 、 (１) ,
节间短 说明矮壮素的生理效应与赤霉素的 幼嫩的叶和发育中的种子合成 顶
, 、 .
相同 芽产生的生长素向下运输 侧枝发育 适
. ( ) , ;
４答案 宜浓度的生长素可 侧根的生长(选
． ✕
５( 江苏, )赤霉素促进萌发对种子是有益 必 )( 全国甲,)
．２０２１ １７ １P９３－９４ ２０２１ ３ .
的 脱落酸抑制萌发对种子是有害的 细胞分裂素主要由 合成向上运输 可
, . ( ) (２) ,
５答案 侧枝发育 侧根形成(选必 )
． ✕ , １P９７.
６( 浙江 月选考, )双子叶植物花 叶和果 能够解除顶端优势
．２０２０ ７ ２２ 、 (３) ,
实的脱落过程中存在生长素与乙烯的对抗作 能解除细胞分裂素对侧根的抑制作用(
２０２１
用 北京, )
. ( ) １０ .
６答案 ９答案 芽 抑制 促进 根尖 促进
． √ ． (１) (２)
７( 山东,)用适宜浓度的生长素类调节剂处理 抑制 细胞分裂素 生长素
．２０２０ ９ (３)
未受粉的番茄雌蕊 可获得无子番茄 １０进行植物组织培养时 当生长素比例高于细
, . ( ) ． ,
７答案 胞分裂素时 促进 当生长素比
． √ , ;
从真题到教材 例低于细胞分裂素时 促进
, ,
８生长素和细胞分裂素的协同作用 生长素主 二者比例相当时促进
． :
要促进 细胞分裂素主要促 ( 天津, )
, ２０２０ １５ .
进 二者协调促进细胞分裂 １０答案 生根 生芽 脱分化形成愈伤组织
, ．
的完成(选必 )
１P９８ .
１４４ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
学生用书 P124
植物激素间的相互作用
1.各种植物激素并不是孤立地起作用 而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应
, .
相互作用 主要表现 实例
植物生长 生长素 赤霉素 细胞分裂素
: 、 、
BL2
E
E
*J2 36J 36/
一类植物激素可以 E '*J
协同 36 = E
增强另一类植物激 36= 36,
作用 36=2 E 36B= E
素的生理效应
延缓叶片衰老 生长素 细胞分裂素
: 、
促进种子萌发 细胞分裂素 赤霉素
: 、
促进果实坐果和生长 细胞分裂素 赤霉素
: 、续表
顶端优势 高浓度生长素抑制侧芽生长 形成顶端优势 细胞分裂素可促进侧芽
: , ;
生长 解除顶端优势
一类植物激素的作 ,
相抗衡
用被另一类植物激 器官脱落 较低浓度的生长素抑制花的脱落 脱落酸促进花的脱落
作用 : ;
素所阻抑的现象
种子萌发 赤霉素 细胞分裂素促进种子萌发 脱落酸抑制种子萌发
: 、 ;
叶片衰老 生长素 细胞分裂素抑制衰老 脱落酸促进衰老
: 、 ;
一类植物激素影响
生长素可以促进乙烯的合成 而乙烯含量的增加又反过来抑制生长素的合成
到另一类植物激素 , ,
如图
反馈作用 的合成水平后 后 :
, E E
者又反过来影响前 *J2" 36J*J & *J2"P
者的合成水平
2.很多情况下 决定植物某一生理效应的往往不 研究马铃薯贮藏时间与内源激素含量之间的关
,
是某一种激素的绝对含量 而是各种激素之间 系 研究人员测定了马铃薯块茎贮藏期间在不同
, ,
的相对含量 温度条件下的发芽率 图 以及 条件下
. ( １), ２０℃ ３
黄瓜雌 雄花的分化 种内源激素的含量 图 下列叙述正确的是
(１) 、 ( ２).
!P K7
S*80+69F ( )
BL2+!
! K7
植物组织培养中植物细胞的发育方向
(２)
!P
*J2
! 7
36=2+!
!D 33
图 图
１ ２
3.在植物生长发育过程中 不同种激素的调节往 贮藏第 天时 下马铃薯块茎脱落酸含
, A． ６０ ,４℃
往表现出一定的顺序性 量可能高于
.
２０℃
如图为苹果果实发育各阶段激素变化情况 马铃薯块茎贮藏期间 赤霉素 脱落酸的值高
: B． , /
抑制发芽
降低温度或喷洒赤霉素均可延长马铃薯块茎
C．
的贮藏时间
下贮藏 天后 赤霉素促进马铃薯芽
D．２０℃ １２０ ,
生长的作用大于生长素
答案 A
典例 激素间的相互作用 ( 重庆, , 分)为
２０２３ １１３
第 17章 植物生命活动的调节 １４５
变式 同知识不同考查角度 激素的相对含量决定细胞分化方向 ( 辽宁, , 分)用含有不同植物生
２０２３ １４２
长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽 研究结果如表 下列叙述错误的是
, . ( )组别
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０
处 ６ＧBA(mgL －１ ) １
理
－１
及 NAA(mgL ) ０．０５ ０．１ ０．２ ０．３ ０．５ － － － － －
结 －１
果
２,４ＧD(mgL ) － － － － － ０．０５ ０．１ ０．２ ０．３ ０．５
不定芽诱导率
(％) ６８ ７５ ７７ ６９ ５９ ８１ ９２ ８３ ７０ ６１
注 诱导率 出不定芽的外植体数 接种的外植体数
: ＝ / ×１００％
培养基中 比例过高 不利于不定芽的诱导
A． NAA/６ＧBA ,
推断 应为细胞分裂素类植物生长调节剂
B． ６ＧBA
该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产
C．
相同条件下 诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于
D． ,NAA ２,４ＧD
答案 D
第 3 节 环境因素参与调节植物的生命活动
一、环境因素对植物生命活动的调节
光的调控作用 光作为一种信号 影响 调控植物生长 发育的全过程
, 、 、
本质 蛋白质 色素 蛋白复合体 主要吸收红光和远红光
( — ),
分布 植物的各个部位 其中在分生组织的细胞内比较丰富
,
光敏色素可参与调节种子萌发 红光促进种子萌发 远红光抑制萌发 等
光 光敏色素 植物接收 生理作用 ( , )
( 生理过程
光信号的分子之一
)
3 72=$ ' = *'
E3 "U4 E 36 =D (
作用机制
*
影响本质 主要通过影响酶的活性来实现
树木的年轮表现出季节周期性变化
温度 (１) ;
表现 春化作用 经过一段时期的低温诱导促使植物开花的作用
(２) : ;
植物分布的地域性很大程度上由温度决定
(３)
重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
(１) ;
重力 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
(２) 、 , ,
衡 从而调节植物的生长方向
,
知识拓展 重力对植物生长调节的机制———“淀粉—
平衡石假说”
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细
胞,即平衡石细胞来实现的,根向地性的机理分析如图所示:
１４６ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
小表达 (选必 )根的向地生长和茎的背地生长
+E=D
１P１０７
有什么意义? .
答案:根向地生长,可以深扎根,有利于植物吸收水分和 (
'* "
2
无机盐;茎背地生长,可以将枝条伸向天空,有利于植物
吸收阳光进行光合作用 A7
A7
二、植物生长发育的整体调控
'$2
B F +
植物生长发育的调控是由基因表达调控
、
激素调节和环境因素调节共同完成的
.
第 17章 植物生命活动的调节 １４７
学生用书 P126
真题选改判 远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响 研究
,
１( 江西, )植物可通过感受光质和光周期 小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验 其
.
．２０２４ １３
等光信号调控开花 中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响
. ( )
１答案 如图甲所示 红光 远红光及外施赤霉素对莴苣
, 、
． √
２( 江西, )植物体中感受光信号的色素均 种子萌发的影响如图乙所示
.
．２０２４ １３
衡分布在各组织中
. ( )
２答案
． ✕
３( 广东, )当室外栽培的水仙被移入室内
．２０２３ １５
后 出现徒长甚至倒伏 说明强光促进了水仙
, ,
花茎及叶的伸长生长
. ( )
３答案
． ✕
４( 全国甲,)生长素可以调节植物体内某 甲
．２０２１ ３
些基因的表达从而影响植物生长
. ( )
４答案
． √
从真题到教材
５光敏色素是一类蛋白质 色素 蛋白复合
． ( —
体 分布在植物的各个部位 其中在
), ,
细胞内比较丰富 在受到光照射时 光敏色
. , 乙
素的 会发生变化 这一变化的信息 据图分析 下列叙述正确的是
, , ( )
会经过信息传递系统传导到 影响 远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加 促
, A． ,
从而表现出生物学效应(选必 进种子萌发
, １
)( 江西, )( 广东, )( 新课
红光能激活光敏色素 促进合成赤霉素相关
P１０６ ２０２４ １３ ２０２３ １５ ２０２３ B． ,
标,)
基因的表达
２ .
５答案 分生组织 结构 细胞核内 特定基
红光与赤霉素处理相比 莴苣种子萌发的响
． C． ,
因的表达
应时间相同
教考衔接
若红光处理结合外施脱落酸 莴苣种子萌发
D． ,
典例 ( 浙江 月选考, , 分)为研究红光 率比单独红光处理高
２０２３ ６ １５２ 、
答案 B 由上述实验结果可以得出什么结论
(１) ?
链接教材 选必 红光、远红光对种子萌发的 莴苣种子对红光的反应远比红外光敏感 如
１P１０９ (２) ,
果经过红光和红外光处理后 将莴苣种子置于
影响 科学家用红光和红外光依次照射的方法 ,
,
自然光下而不是黑暗条件下 莴苣种子的发芽
对一批莴苣种子进行处理 然后置于暗处 一 ,
, .
情况会如何
段时间后 这些莴苣种子的发芽情况如下表 ?
,
答案 红光促进莴苣种子发芽 红外光抑制
所示 (１) ,
.
莴苣种子发芽 莴苣种子会发芽 因为自然
组别 光照射处理方式 发芽情况 .(２) ,
光包含红光和红外光 莴苣种子对红光更敏感
对照组 无光照 不发芽 , ,
因此在自然光照射下会发芽
组 红光 发芽 .
１
组 红光 红外光 不发芽
２ →
组 红光 红外光 红光 发芽
３ → →
组 红光 红外光 红光 红外光 不发芽
４ → → →
１４８ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
