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文档简介
第九单元第5讲
植物激素调节考点由高考知核心知识点预测植物激素调节考点1植物激素的调节(2023·北京卷)(2023·广东卷)(2023·山东卷)(2023·湖南卷)(2023·海南卷)(2023·湖北卷)(2023·浙江卷)(2023·山西卷)(2023·天津卷)考点2环境因素参与植物生命活动的调节(2023·广东卷)(2023·浙江卷)(2023·山西卷)考点1植物激素的调节(2022·北京卷)(2022·广东卷)(2022·湖南卷)(2022·福建卷)(2022·重庆卷)(2022·辽宁卷)(2022·河北卷)(2022·江苏卷)(2022·海南卷)(2022·山东卷)(2022·浙江卷)考点2环境因素参与植物生命活动的调节(2022·北京卷)(2022·浙江卷)热点预测与趋势分析考察内容:①重点是6种植物激素②人教版变化的内容:a、去掉了生长素作用“两重性”这个名词;b、新增油菜素内酯;c、新增植物激素间的相互作用;d、新增探索植物生长调节剂的应用;e、新增环境因素参与调节植物的生命活动题型:所占比重不大,但是是必考项目,一般为选择题,如果出题,环境因素参与调节植物的生命活动是必考内容1植物生长素2其他植物激素3植物生长调节剂的应用4环境因素参与调节植物的生命活动1植物生长素科学家实验实验结论达尔文和他儿子的实验
(一)生长素的发现过程①②③④①和②对照说明:胚芽鞘的生长和向光弯曲与尖端有关③和④对照说明:胚芽鞘的感光部位在尖端推测:胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。1植物生长素科学家实验实验结论鲍森·詹森的实验
拜尔的实验(一)生长素的发现过程胚芽鞘弯曲生长,是由于顶端产生的物质在顶端以下分布不均引起的。引起弯曲生长的是化学物质,这种物质可以穿过琼脂到达弯曲发生的区域。1植物生长素(一)生长素的发现过程科学家实验实验结论温特的实验
实验②作为对照组,排出琼脂块对尖端胚芽鞘的影响。①②胚芽鞘的弯曲生长确实是由顶端产生的化学物质引起的。并把这种物质命名为生长素。1植物生长素(一)生长素的发现过程实验者主要思路与方法达尔文父子鲍森·詹森拜尔温特(1)请总结四位科学家的主要思路与方法,填入下表去除胚芽鞘顶端,观察去除整个结构的影响用锡箔小帽套住顶端,以去除单侧光对顶端的影响在胚芽鞘顶端和顶端以下部位之间插入琼脂片或云母片,在单侧光照射下,观察物质的运输是否被阻断黑暗条件下,改变胚芽鞘顶端的位置,相当于人为施加了物质的不均匀分布放置过胚芽鞘顶端的琼脂块(而不是胚芽鞘本身)可使去顶胚芽鞘弯曲生长,证实化学物质的存在1植物生长素(一)生长素的发现过程(2)小结:对植物向光性的原因:1植物生长素(一)生长素的发现过程(2)小结:对植物向光性的原因:单侧光生长素分布不均匀
外因:内因:1植物生长素(3)
生长素的化学本质——吲哚乙酸吲哚乙酸(IAA)化学结构式①1931年,荷兰科学家郭葛等人首先从
中分离出了这种物质,经过鉴定,知道它叫
。②直到1946年,人们才从
中分离出了生长素,并确认它就是IAA。除IAA外还有
等。吲哚乙酸(IAA)高等植物吲哚丁酸(IBA)苯乙酸(PAA)人尿1植物生长素(4)生长素相关实验及分析①不同处理条件下植物生长弯曲情况分析判断植物向性运动的常用方法有:遮盖类、暗箱类、插入类、移植类、旋转类、横置类、失重类等。类别图解条件相关结果遮盖类①直立生长;②向光生长1植物生长素类别图解条件相关结果暗箱类插入类移植类①直立生长;②向光(小孔)生长①向右侧生长;②直立生长;③向光生长;④向光生长①直立生长;②向左侧生长;③④中IAA的含量关系:a=b+c,b>c(4)生长素相关实验及分析1植物生长素类别图解条件相关结果旋转类横置类失重类①直立生长;②向光生长;③向小孔生长;④茎向心生长,根离心生长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抑制生长向光性仍保留,但失去了根的向重力性和茎的负向重力性幼苗移到太空(4)生长素相关实验及分析1植物生长素(4)生长素相关实验及分析②“三看法”判断胚芽鞘生长情况1植物生长素(二)
植物激素的概念概念微量有机物本质对植物生长发育有显著影响作用从产生部位运送到作用部位运输植物体内产生产生1植物生长素植物激素与动物激素的区别类别植物激素动物激素分泌器官化学本质作用部位运输方式联系无特定的分泌器官有特定的内分泌腺一般是小分子物质蛋白质、类固醇等无明显的器官器官、细胞多样、复杂随着体液运输二者都是调节生命活动的化学物质,都能从产生部位运输到作用部位发挥作用且都具有微量、高效的特点。1植物生长素(三)生长素的合成、运输与分布原料:色氨酸合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成分布相对集中分布在
的部位(如:胚芽鞘、芽和根的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处)生长旺盛运输极性运输部位:胚芽鞘、芽、幼叶和幼根方向:从
运输到。主动运输形态学上端形态学下端(不受其他因素影响)方式:非极性运输:在成熟组织中,通过
进行韧皮部横向运输部位:根尖、茎尖等生长素产生的部位单侧光、重力等单一方向刺激原因:1植物生长素只能由形态学上端向形态学下端运输,是一种逆浓度梯度的主动运输过程,需要消耗ATP,与细胞呼吸强度有关指根尖、茎尖等生长素产生部位在受到单一方向的外界刺激(如单侧光、重力、离心力等)时发生的运输明晰极性运输和横向运输极性运输横向运输1植物生长素探究——如何证明
的存在?极性运输1植物生长素(四)生长素的生理作用及特点(1)生理作用①细胞水平上起着促进________________、诱导细胞分化等作用;②器官水平上则影响器官的生长、发育,如促进__________________,影响花、叶和果实________等;(2)作用方式:不直接参与____________,而是给细胞传达一种____________的信息。(3)作用特点:细胞伸长生长侧根和不定根发生发育细胞代谢调节代谢因浓度、细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。在浓度较低时促进生长,在浓度过高时抑制生长。不同器官对生长素敏感程度不同,通常根最敏感,芽次之,茎最不敏感;对同一器官而言,幼嫩细胞更敏感。1植物生长素实例1:顶端优势①现象:____优先生长,____生长受到抑制。②原因:顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽部位,导致侧芽处生长素浓度_____,发育受到_____。③解除方法:___________。④应用:顶芽侧芽较高抑制摘除顶芽顶端(生长素的来源)抑制侧芽促进侧芽侧芽抑制解除去掉顶端维持顶端优势:可以达到增产。如:材用树木解除顶端优势:可以达到增产,调节植株形态。如:年桔、盆景(3)作用特点:1植物生长素实例2:根的向地性(3)作用特点:根向地生长茎背地生长重力作用下的横向运输,生长素浓度B>A重力作用下的横向运输,生长素浓度D>CABCD抑制促进促进弱促进强ABCD极性运输极性运输注意:茎的向光性和茎的背地生长不体现生长素的作用特点1植物生长素相关曲线曲线含义不同浓度生长素的生理作用不同,表现为两重性(4)
生长素生理作用的曲线分析解读①a点:既不促进生长也不抑制生长;②a~c段:随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强;③c点:促进生长的最适浓度,促进效果最好;④c~e段:仍为促进生长的浓度,只是随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱;⑤e点:既不促进生长,也不抑制生长;⑥b、d两点:生长素浓度虽然不同,但促进效果相同;⑦f点:抑制生长1植物生长素相关曲线曲线含义表示不同器官对生长素的敏感程度不同,其大小依次为根>芽>茎表示不同植物对生长素的敏感程度不同,双子叶植物比单子叶植物敏感(4)
生长素生理作用的曲线分析解读植物激素种类合成部位主要作用赤霉素①__________________________________促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞②_____________;促进种子萌发、开花和果实发育细胞分裂素主要是③_______促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成2其他植物激素分裂与分化(一)其他植物激素的合成部位和主要作用根尖幼芽幼根未成熟的种子2其他植物激素(一)其他植物激素的合成部位和主要作用植物激素种类合成部位主要作用乙烯植物体各个部位促进果实④______;促进开花;促进⑤________________脱落酸⑥________________等抑制细胞分裂;促进气孔⑦______;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子⑧_____(续表)成熟叶、花、果实脱落根冠、萎蔫的叶片关闭休眠2其他植物激素(二)植物激素的相互作用在植物生长和发育的过程中,任何一种生理活动都不只受单一激素控制,而是多种激素相互作用的结果。作用类型作用概念生理表现不同激素在某一方面起相似作用,增强效果协同作用生长素主要促进细胞核的分裂,而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赤霉素、细胞分裂素促进种子萌发脱落酸促进脱落的效果可因乙烯的增加而得到增强2其他植物激素作用类型作用概念生理表现一种激素的作用被另一种激素所阻抑(二)植物激素的相互作用对抗作用生长素促进不定根的形成,赤霉素作用相反生长素促进顶端优势,细胞分裂素相反生长素促进器官生长;脱落酸促进器官脱落脱落酸促进休眠,抑制萌发;赤霉素作用相反脱落酸促进衰老、脱落;细胞分裂素起延缓作用2其他植物激素(二)植物激素的相互作用作用类型作用概念生理表现一种激素的作用受另一种激素的调节,或促进,或抑制反馈作用一般来说,植物激素对植物生长、发育的调控,是通过调控____________、____________、____________和____________等方式实现的。2其他植物激素(三
)植物激素调控植物生长、发育的方式细胞分裂细胞伸长细胞分化细胞死亡2其他植物激素(四)植物激素间的相互作用(1)在植物___________________________的过程中,某种激素的含量会发生变化,同时,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__________________________。(2)决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的__________,而是不同激素的__________。生长发育和适应环境变化生长发育和对环境的适应绝对含量相对含量(3)在植物生长发育过程中,不同种激素的调节还往往表现出一定的______________。总之,植物的生长、发育,是由多种激素相互作用形成的__________调控的。顺序性调节网络2其他植物激素(五)无子西瓜和无子番茄的比较3植物生长调节剂的应用(1)植物生长调节剂。①概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有_____作用的__________。②生产原因:植物体内的激素含量_______,_____困难。③优点:原料______,容易合成,效果______。(一)植物生长调节剂的类型、作用和施用(2)植物生长调节剂的类型(从分子结构来看)。①________________________与植物激素类似,如吲哚丁酸。②____________与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的________________,如α萘乙酸(NAA)、矮壮素等。调节化学物质非常少提取广泛稳定分子结构和生理效应分子结构生理效应(3)植物生长调节剂的应用。①提高作物______、改善产品______等。②减轻人工劳动。产量品质3植物生长调节剂的应用①施用注意事项。a.在生产上首先需要根据实际情况,选择恰当的植物生长调节剂。b.要综合考虑施用________________________,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。c.对于某种植物生长调节剂来说,施用________、时间、部位及施用时植物的____________和气候条件等,都会影响施用效果,施用不当甚至会影响生产。(4)植物生长调节剂的施用。②具体生产问题应用a.要促进扦插枝条生根,我们可以选用____________植物生长调节剂。b.要对果实催熟,可以选择__________。目的、效果和毒性浓度生理状态生长素类乙烯利(5)植物生长调节剂应用的实例3植物生长调节剂的应用类型应用实例赤霉素①在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理,可以使芦苇的纤维长度增加50%左右②啤酒生产中用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就可以产生α-淀粉酶,从而简化工艺,降低啤酒酿造成本③用赤霉素打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠;促进芹菜等的营养生长,增加产量生长素类调节剂①用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根;对苹果、梨进行疏花疏果,促进脱落;对棉花进行保花保果,防止脱落②2,4D可用作除草剂,除去单子叶农作物田间的双子叶杂草(5)植物生长调节剂应用的实例3植物生长调节剂的应用类型应用实例乙烯利①用乙烯利催熟凤梨(菠萝),做到有计划上市②用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化膨大素使西瓜、草莓、葡萄等长势加快、个头变大,加快水果成熟,提前上市青鲜素延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期3植物生长调节剂的应用(二)植物生长调节剂对应的植物激素植物激素对应生长调节剂生长素赤霉素细胞分裂素乙烯脱落酸萘乙酸、2,4-D赤霉素青鲜素乙烯利矮壮素(三)植物激素与植物生长调节剂的比较3植物生长调节剂的应用项目植物激素植物生长调节剂来源生理作用作用后去向作用效果实例植物一定部位产生人工化学合成对植物生长发育进行调节被相应的酶分解失活残留在植物体内继续发挥作用短暂,只发挥一次作用持久稳定乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸乙烯利、生长素类调节剂、青鲜素等3植物生长调节剂的应用(四)探究植物生长调节剂的应用探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度视频3植物生长调节剂的应用1.能选取合适的扦插枝条作为实验材料;2.能设计实验方案,控制自变量、因变量、无关变量;3.能运用表格、曲线图、柱形图等对实验数据进行分析;4.能通过预实验和正式实验确定插条生根的最适浓度;5.能尊重科学,实事求是记录实验数据和结果。【实验目标】(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用【材料处理】选择材料:材料处理:下端削成斜面,增加吸水面积促进成活,每枝留3~4个芽。同种的生长旺盛的一年生枝条(容易生根)取材原则:容易、方便和效果良好(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用【变量处理】自变量:因变量:
无关变量:生长素类似物(NAA)的不同浓(单一变量);插条生根的数量和长度(观测指标);插条的情况、侵泡时间的长短、培养温度等(要相同且适宜)。(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用先设置较大梯度浓度进行预实验,为进一步实验摸索条件,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力、时间的浪费。(可先配制母液再逐级稀释)【配制不同浓度梯度的NAA浓度】(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用研究人员利用紫背天葵作为实验材料,试图找到某种植物生长调节剂(简称NAA溶液)促进插条生根的最适浓度。实验步骤如下:①选用长势、长度、粗细等均一致的紫背天葵插条若干,随机均分成6组,每组3~5枝,分别编号为A、B、C、D、E、F;【实验步骤】插条的生长状况等是无关变量,应保持相同且适宜。(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用②配制一系列的NAA溶液,浓度分别为0、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8(mol/L);对照原则、单一变量原则【实验步骤】(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用③将6组插条分别在步骤②中配制的NAA梯度溶液中浸泡一段时间;
④将上述6组插条分别扦插到相同条件的环境中(水培),并在适宜的条件下培养一段时间;
培养条件等是无关变量(要相同且适宜)【实验步骤】(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用⑤观察记录,并统计各组插条生根数目、测量根的长度。观测指标(可操作性,容易测量,且能很好反映因变量变化)【实验步骤】(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用NAAmol/L生根数目第8天根长/mm平均根长/mm第4天第5天第6天第7天第8天010-810-710-610-510-4不同浓度的NAA对插条生根的影响尊重原始实验数据的真实性(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用【数据处理】以生长素类调节剂的浓度为横坐标,以根的数目(每组平均值)为纵坐标,绘制曲线图,并确定插条生根的最适浓度。科学性原则实事求是原则(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用科学性原则(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用【结果分析】科学性原则,有独立的思考分析对数据、图像等进行综合分析,得出实验结论。(1)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度3植物生长调节剂的应用(2)尝试利用乙烯利催熟水果①乙烯利分解释放出乙烯。②乙烯能促进果实成熟,还可进一步诱导果实自身产生乙烯。【实验原理】【实验设计的分析】①实验的单一变量为香蕉是否浸过乙烯利溶液。②浸过乙烯利溶液的香蕉和浸过蒸馏水的香蕉进行对照是为了排除浸泡操作本身对实验的影响。③本实验的对照形式为空白对照。浸过蒸馏水的一组实验为空白对照组。④把香蕉放入塑料袋中的目的是防止乙烯利分解成乙烯后逸散。⑤把香蕉置于25℃左右阴暗处,排除温度和光照对香蕉催熟的影响。3植物生长调节剂的应用【实验结果】浸过乙烯利溶液的香蕉成熟得快,浸过蒸馏水的香蕉成熟得慢。乙烯对香蕉具有催熟作用。【实验结论】(2)尝试利用乙烯利催熟水果4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光作为一种______,影响、调控植物生长、发育的全过程。②植物能够对光作出反应的原因。植物可以感知________。植物具有能够接受光信号的分子,________是其中的一种。光敏色素是一类________,分布在植物各个部位,其中在__________的细胞内比较丰富。③植物对光作出反应的过程:在受到光照射时,光敏色素的______会发生变化,这一变化的信息会经过______________传导到细胞核内,影响________________,从而表现出生物学效应。信号光信号光敏色素蛋白质分生组织结构信息传递系统特定基因的表达4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。光调控作用调控植株的开花和衰老调控种子的萌发
感受信号--光敏色素被激活,其结构发生变化调控机制调控植株的生长传导信号--信号经过转导传递到细胞核内表现出生物学效应--相应mRNA翻译出特定蛋白质发生反应--细胞核内特地基因转录变化光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。4环境因素参与调节植物的生命活动光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。光调控植物生长发育的反应机制示意图4环境因素参与调节植物的生命活动温度参与植物的生长发育影响开花结果影响种子萌发决定植物分布的地域性影响叶的衰老、脱落影响植株生长(2)温度对植物生长发育的调节。4环境因素参与调节植物的生命活动重力调控实例茎的背地性根的向地性生长素沿重力方向不均匀分布淀粉体沿重力方向沉降调控机制:淀粉平衡石假说(3)重力对植物生长发育的调节。重力方向改变对植物生长产生影响影响生长素运输4环境因素参与调节植物的生命活动调控机制:淀粉平衡石假说淀粉体这种假说认为,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。当重力方向发生改变时,平衡石细胞中的“淀粉体”就会沿着重力方向沉降,引起植物体内一系列信号分子的改变,如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布,从而造成重力对植物生长的影响。④激素的产生和分布是_______________的结果,也受到____________的影响。③激素作为____________,会影响细胞的____________,从而起到调节作用。4环境因素参与调节植物的生命活动(4)植物生长发育的整体调控①植物生长发育的调控,是_______________、__________和________________共同完成的。②植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在______________________的调控之下。基因表达调控
激素调节环境因素调节基因适时选择性表达信息分子基因表达基因表达调控环境因素
基因表达激素调节植物生长发育环境因素调
控调节
调节
影响影响影响需要需要核心考点1生长素生长素的发现生长素发现的四个著名实验:在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性19世纪末,达尔文父子实验:条件:有胚芽鞘,单侧光现象:向光弯曲生长条件:去掉胚芽鞘尖端,单侧光现象:不生长、不弯曲条件:用锡箔小帽罩住尖端,单侧光现象:直立生长,不弯曲条件:用锡箔罩住尖端下面的一段,单侧光现象:向光弯曲生长①②对比说明:胚芽鞘的向光性与尖端有关③④对比说明:感光部位在尖端;向光弯曲部位在尖端下面一段①②③④胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。总的结论:1913年,鲍森·詹森实验:条件:切下尖端,在尖端与尖端下面一段之间垫上琼脂片,单侧光现象:弯向光源生长结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部1918年,拜尔实验:条件:黑暗;切下尖端,将尖端放在去尖胚芽鞘的一侧现象:弯向未放尖端的一侧生长结论:因为尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的1926年,温特实验:条件:第一组:把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上,几小时后,移去尖端,将琼脂切成小块;再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。第二组:没放过尖端的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。现象:第一组:弯向未放琼脂块的一侧生长第二组:不生长,不弯曲结论:进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,并把这种物质命名为生长素(auxin)。一般是指吲哚乙酸(IAA)也可以是苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(IBA)生长素的化学本质:1934年,科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。1946年人们才从高等植物中将其分离出来,并确认它也是IAA。吲哚乙酸(IAA)化学结构式生长素的化学本质:植物激素:⑥油菜素内酯植物的向光性、根的向地性、茎的背地性、顶端优势等生长现象的解释向光性:植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的:单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。有学者根据一些实验结果提出,植物向光性生长,是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。根的向地性与茎的背地性:重力:重力导致生长素在向地侧分布多:C>AD>B根对生长素更敏感(A、B、C、D四点的浓度范围为10-10-10-4mol
L-1)所以,生长速率:C<AD>B顶端优势:顶芽优先生长,侧芽生长受抑制的现象。一般情况下,生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长。顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽处生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势。去掉顶芽后,侧芽处的生长素浓度降低,于是侧芽萌动、加快生长生长素的合成、运输与分布主要是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素(IAA)。合成:在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向地运输,称为极性运输。极性运输是一种主动运输。极性运输:运输:在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输。非极性运输:生长素在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、形成层、发育中的种子和果实等处。分布:生长素的生理作用生理作用:细胞水平:促进细胞伸长生长、促进细胞核分裂、诱导细胞分化;促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。器官水平:作用特点:生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老细胞则比较迟钝不同器官对生长素的敏感程度也不一样:根>芽>茎双子叶植物比单子叶植物敏感注意:促进还是抑制是相对于空白对照组而言的,如果比空白对照组生长快就是促进,比空白对照组慢就是抑制核心考点2其他植物激素赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯1、赤霉素(简称GA)合成部位:主要作用:幼芽、幼根和未成熟的种子促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂与分化;促进种子萌发、开花和果实发育。赤霉素的发现:①恶苗病:当水稻感染了赤霉菌后,会出现植株疯长的现象,病株往往比正常植株高50%以上,并且结实率大大降低②恶苗病原因:赤霉菌分泌的赤霉素引起③赤霉素在植物中普遍存在,植物体内的赤霉素包括许多种2、乙烯合成部位:主要作用:植物体各个部位促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落3、细胞分裂素合成部位:主要作用:主要是根尖促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成;4、脱落酸合成部位:主要作用:根冠、萎蔫的叶片等抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠。主要作用:促进茎、叶细胞的扩展和分裂;促进花粉管生长、种子萌发等一般来说,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。
5、油菜素内酯植物激素间的相互作用1、协同作用:2、拮抗作用:3、激素比例:4、激素调节的顺序性:生长素和细胞分裂素对细胞分裂起协同作用: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赤霉素与脱落酸对种子萌发起拮抗作用:赤霉素促进萌发脱落酸抑制萌发决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。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。例如,在弥猴桃果实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像接力一样按照次序出现高峰,调节着果实的发育和成熟。植物的生长、发育,是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的。
核心考点3植物生长调节剂的类型和作用及应用一、知识点速记:1、植物生长调节剂人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。2、优点原料广泛、容易合成、效果稳定3、植物生长调节剂的种类:一类分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸;另一类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-茶乙酸(NAA)、矮壮素等。4、应用实例用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶赤霉素:膨大剂(也叫膨大素):会使水果长势加快、个头变大,加快成熟,使其提前上市。适用于西瓜、草莓、葡萄等。可以延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期(抑制发芽)可能有副作用。青鲜素:5、植物生长调节剂的作用对于提高作物产量、改善产品品质等施用植物生长调节剂还能减轻人工劳动,如减少园林植物的修剪次数植物生长调节剂使用不当,则可能影响作物产量和产品品质;过量使用植物生长调节剂,还可能对人体健康和环境带来不利影响延长或终止种子芽及块茎的休眠调节花的雌雄比例促进或阻止开花诱导或控制果实脱落控制植株高度形状等植物生长调节剂不是营养物质,也不是万灵药,只有配合浇水、施肥等措施,适时施用,才能发挥效果。6、植物生长调节剂的施用①首先需要根据实际情况,选择恰当的植物生长调节剂;②还要综合考虑施用目的、效果和毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。③对于某种植物生长调节剂来说,施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等,都会影响施用效果,施用不当甚至会影响生产。假如我们现在要解决的生产问题是促进托插枝条的生根,我们可以选用生长素类植物生长调节剂;假如我们要对果实催熟,可以选择乙烯利。二、科学方法:预实验目的:为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性实例:在探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时,通过预实验确定有效浓度的大致范围,可为确定最适浓度打下基础预实验也必须像正式实验一样认真进行才有意义。三、探究·实践
探索植物生长调节剂的应用问题:探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度①常用的生长素类调节剂:2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸,简称2,4-D)可以促进插条生根,浓度过高时会抑制生根,高浓度的2,4-D甚至会杀死双子叶植物NAA、2,4-D、吲哚丙酸、IBA1、材料用具:②某种植物生长旺盛的一年生枝条2、设计实验:①用生长素类调节剂处理插条的方法:插条的基部浸泡在配制好的溶液中,深约3cm,处理几小时至一天。要求溶液的浓度较小,并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。浸泡法:沾蘸法:把插条基部在浓度较高的药液中沾蘸一下(约5s),深约1.5cm即可②注意控制无关变量:核心考点4环境因素参与调节植物的生命活动高等植物的生长发育是受环境因素调节的。光、温度、重力对植物生长发育的调节作用尤为重要。一、光对植物生长发育的调节1、光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。①种子萌发例如,④衰老⑤植物的向光性生长烟草和莴苣——有光萌发洋葱、番茄——有光抑制萌发②植株生长豆芽:黑暗——下胚轴生长有光——形态变化并长成豆苗③开花长日照开花——菠菜(白天13h,开花)短日照开花——菊、水稻与昼夜长短无关——黄瓜、棉花、向日葵2、调节原理(1)感光物质光敏色素①色素—蛋白复合体②分布在植物体的各个部位,在分生组织的细胞内比较丰富③主要吸收红光和远红光感受蓝光的受体(2)调节过程(以光敏色素为例)(生物书P106)红光或远红光光敏色素光敏色素被激活,结构发生变化信号经过转导,传递到细胞核内细胞核内特定基因的转录变化表现出生物学效应感受信号:传导信号:发生反应:二、参与调节植物生命活动的其他环境因素1、季节轮回、气温周期性变化:2、气温午高夜低:3、植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行4、植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的影响:发芽、开花、落叶、休眠植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分年轮的形成:在春夏季细胞分裂快、细胞体积大,形成颜色较浅的带;在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小,形成颜色较深的带春化作用:有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。如,冬小麦意义:这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况(二)重力1、现象:根的向地生长、茎的背地生长2、原理: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“淀粉一平衡石假说”平衡石细胞(一类富含“淀粉体”的细胞)“淀粉体”就会沿着重力方向沉降引起植物体内一系列信号分子的改变影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布根向地生长、茎背地生长重力方向发生改变三、植物生长发育的整体调控1、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。2、植物细胞里储存着全套基因,但是某个细胞的基因如何表达则会根据需要作调整。植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。3、对于多细胞植物体来说,细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调,需要通过激素传递信息。激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用。4、同时,激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。在个体层次,植物生长、发育、繁殖、休眠,实际上,是植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。【答案】D考点1植物激素的调节(2023·北京·统考高考真题)水稻种子萌发后不久,主根生长速率开始下降直至停止。此过程中乙烯含量逐渐升高,赤霉素含量逐渐下降。外源乙烯和赤霉素对主根生长的影响如图。以下关于乙烯和赤霉素作用的叙述,不正确的是()A.乙烯抑制主根生长B.赤霉素促进主根生长C.赤霉素和乙烯可能通过不同途径调节主根生长D.乙烯增强赤霉素对主根生长的促进作用【答案】D(2023·山东·高考真题)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是(
)
分组处理生长情况弯曲情况甲不切断正常弯曲乙在①处切断慢弯曲丙在②处切断不生长不弯曲丁在③处切断不生长不弯曲A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位B.①②之间有感受单侧光刺激的部位C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D.②③之间无感受单侧光刺激的部位考点1植物激素的调节【答案】D(2023·海南·高考真题)禾谷类种子萌发过程中,糊粉层细胞合成蛋白酶以降解其自身贮藏蛋白质,为幼苗生长提供营养。为探究赤霉素在某种禾谷类种子萌发过程中的作用,某团队设计并实施了A、B、C三组实验,结果如图。下列有关叙述正确的是(
)A.本实验中只有A组是对照组B.赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率下降C.赤霉素合成抑制剂具有促进种子萌发的作用D.三组实验中,蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组考点1植物激素的调节【答案】B(2023·广东·统考高考真题)某研学小组参加劳动实践,在校园试验田扦插繁殖药用植物两面针种苗。下列做法正确的是(
)A.插条只能保留1个芽以避免养分竞争B.插条均应剪去多数叶片以避免蒸腾作用过度C.插条的不同处理方法均应避免使用较高浓度NAAD.插条均须在黑暗条件下培养以避免光抑制生根考点1植物激素的调节【答案】B(2022·北京·统考高考真题)下列高中生物学实验中,对实验结果不要求精确定量的是()A.探究光照强度对光合作用强度的影响B.DNA的粗提取与鉴定C.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度D.模拟生物体维持pH的稳定考点1植物激素的调节【答案】D(2022·山东·高考真题)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响,将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释,处理长势相同的石蒜幼苗,鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是(
)A.多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢B.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗C.喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长,提高鳞茎产量D.该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”考点1植物激素的调节【答案】D(2022·湖南·高考真题)“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科
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