第24讲植物的激素调节-2022年高考生物一轮复习讲义（人教版）(原卷版)

[高中生物一轮复习教学讲义必修3]第24讲植物的激素调节考点一植物生长素的发现1．植物生长素的发现过程2．生长素的产生、运输和分布(1)生长素的成分：生长素一般是指吲哚乙酸(IAA)，此外还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。注意说明：①生长素是植物激素，化学本质为吲哚乙酸，是由植物体的一定部位产生的，没有专门的分泌器官，其功能是调节植物的生理活动。②生长激素是动物激素，化学本质为蛋白质，是由专门的分泌器官一一垂体分泌的，主要作用是促进动物体的生长，特别是促进蛋白质的合成和骨的生长。(2)生长素的产生和分布①合成生长素的主要部位是幼嫩的芽、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。②生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层，以及发育中的种子和果实等处。生长素在趋向衰老的组织和器官中含量较少。总体来说，生长素的分布是产生部位<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(3)生长素的运输①生长素的极性运输：生长素只能从植物的形态学上端向形态学下端运输，而不能反过来运输，即只能单方向运输。知识拓展：生长素极性运输的原因：植物细胞基部的细胞膜上有运出生长素的载体蛋白，细胞顶端的细胞膜上没有这种蛋白质分子，生长素只能从细胞基部由载体蛋白运出然后进入下端的细胞(细胞顶端的细胞膜上有运入生长素的载体蛋白)。故生长素只能从植物的形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输。①生长素的极性运输方向不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。②生长素的极性运输属于主动运输，需消耗能量，需要载体。③为探究生长素对植物生长的影响，不能将生长素加在培养液中。②生长素的非极性运输：在成熟的组织中，生长素可在韧皮部中运输，其方式为非极性运输。③生长素的横向运输(水平运输)：在一些细胞分裂特别旺盛的部位，受外界某些因素(如单侧光、重力等)的影响，生长素也可在形态学上端发生横向运输，从而导致生长素在尖端分布不均匀，尖端以下部位不能进行横向运输。考点二生长素的生理作用1．生长素作用的两重性(1)生长素作用具有两重性：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。①a点——既不促进生长也不抑制生长。所谓抑制生长并非不生长，而是比空白对照组生长得慢。②a～c段(不含a点)——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。④a～c段(不含a点)——随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强。⑤c点——促进生长的最适浓度，促进效果最好。⑥c～e段(不含e点)——仍为“促进”浓度，只是随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱。⑦e点——促进生长的浓度“阈值”——低于此值时均为促进生长的“低浓度”；超过此值时，将由“促进”转向“抑制”，从而进入抑制生长的“高浓度”；处于此值时，对植物生长的效应与a点相同，既不促进生长，也不抑制生长。⑧b、d两点——生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。(2)作用方式：生长素在植物体内不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。2．影响生长素发挥作用的因素：生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。(1)生长素浓度：一般情况下，低浓度的生长素促进生长，而高浓度的生长素抑制生长，甚至杀死植物(2)植物细胞的成熟情况：幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老细胞则对生长素较迟钝。(3)植物器官的种类：同一植物的不同器官对不同浓度生长素的敏感程度不同，根对生长素最敏感，茎对生长素的敏感性最差，芽对生长素的敏感性介于根与茎之间。三者的最适生长素浓度大小顺序为茎>芽>根。对根来说，最适生长素浓度是1010mol/L左右；对芽来说，最适生长素浓度是108mol/L左右；对茎来说，最适生长素浓度是104mol/L左右。(4)双子叶植物一般比单子叶植物对生长素敏感，可用适宜浓度的生长素或生长素类似物来清除单子叶农作物田中的双子叶杂草。3．植物顶端优势现象及其应用(1)植物的顶芽优先生长、侧芽生长受到抑制的现象叫作顶端优势。(2)顶芽产生的生长素由于遗传因素的作用，向下运输到侧芽A处，使A处积累大量的生长素，因而出现顶芽处生长素促进生长，而侧芽生长受到抑制的现象。(3)解除顶端优势的方法是去掉顶芽。摘除顶芽，侧芽部位的生长素浓度降低，侧芽加快生长。(4)在农作物、花卉和果树栽培中，适时摘除顶芽，消除顶端优势，可以达到增产的目的。原因是侧芽发育成枝条，增加了果枝的数量，达到多开花、多结果的目的。4．生长素类似物(1)生长素类似物：一些人工合成的，具有与生长素(IAA)相似的生理效应的物质，称为生长素类似物，如α—萘乙酸(NAA)、2，4—D等作用。生长素类似物有防止果实和叶片等的脱落，促进结实，促进果实发育，获得无子果实，促进扦插枝条的生根等作用。知识拓展：生长素类似物处理植物比用天然的生长素(吲哚乙酸)效果好，原因是植物体内有分解吲哚乙酸的酶，若植物体内吲哚乙酸过多，会被相关的酶分解而失效。而植物体内没有分解生长素类似物的酶，因此可以使生长素类似物在植物体内长时间地发挥作用。(2)生长素类似物在农业生产中的应用①促进扦插枝条生根。对于不易生根的枝条，可用一定浓度的生长素类似物浸泡扦插枝条的形态学下端，促进枝条生根，提高成活率。在扦插时，保留芽和幼叶的插枝比较容易生根成活，这是因为芽和幼叶在生长时能产生生长素，有利于枝条生根。②培育无子果实。在未受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物能刺激子房发育成果实。由于没有受粉，故果实中无种子，如无子番茄、无子黄瓜等。③防止落花、落果。用一定浓度的生长素类似物喷洒棉株，可保蕾保铃。苹果、柑橘等未成熟的幼果，常因生长素不足而大量脱落，用一定浓度的2，4—D水溶液喷洒树冠，可大量减少落果。④田间除草。由于双子叶植物对生长素的敏感性比单子叶植物高，故在农业生产上，常用一定浓度的生长素类似物除去单子叶农作物田中的双子叶杂草。考点三探索生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度1．实验原理：适宜浓度的生长素类似物可促进扦插枝条生根。用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条，生根的情况不同。2．材料和试剂：杨树(或腊梅、葡萄等)的枝条、营养液、清水、天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐(下方带流水孔)、盛水的托盘、矿泉水瓶，2，4—D或α—茶乙酸(NAA)。3．实验过程(1)提出问题：生长素类似物，如2，4—D或NAA，促进杨树插条生根的最适浓度是多少呢?(2)做出假设：适宜浓度的2，4—D或NAA可以使杨树插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根(3)设计实验：选取生长素类似物—配制生长素类似物母液—设置生长素类似物的浓度梯度—制作插条—分组处理插条—进行实验—观察、记录—分析实验结果，得出结论。a．插条处理方法：浸泡法或沾蘸法。浸泡法是把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。处理完毕就可以扦插了。这种处理方法要求溶液的浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。沾蘸法是把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5s)，深约1.5cm即可。b．进行预实验，为进一步的实验摸索条件。(4)实验流程①配制实验试剂：选择生长素类似物2，4—D配制2，4—D母液5mg/mL(用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解)。设置2，4—D的浓度梯度，用容量瓶将母液分别配成0.2mg/mL、0.4mg/mL、0.6mg/mL、0.8mg/mL、1mg/mL、2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL的2，4—D溶液，分别放入小试剂瓶中，并贴上相应标签。②控制实验变量：把形态、大小基本一致的杨树枝条平均分成l0组，每组3枝，把枝条基部分别在上述浓度的2，4—D溶液中浸泡几小时至一天，均置于适宜的环境中。③取10个矿泉水瓶，分别编号1～10，装入适量且等量的清水。④把每组处理过的杨树枝条下端依处理浓度从小到大的顺序分别放入矿泉水瓶的清水中浸泡，在适宜的温度(25～30℃)条件下，每天观察一次，记录生根的情况(如下表)1号2号3号4号5号6号7号8号9号10号幼根长度幼根条数(5)数据处理①根据所得数据绘制出坐标曲线。②根据图表分析幼根的生长状况(长度和数量)与2，4—D浓度的关系③找出2，4—D溶液促进杨树枝条生根的最适浓度，得出相应结论。(6)结果分析①不能生根。用多种不同浓度的生长素类似物浸泡，扦插的枝条都不能生根，主要有以下几种可能：一是枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多；二是枝条幼芽、幼叶保留较多，本身合成一定浓度的生长素，浸泡后形态学下端处于高浓度的抑制状态；三是配制的营养液缺乏营养元素或缺氧；四是没有分清形态学的上端与下端。②生根过少。配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要密一些，组别要多一些。组别少、浓度梯度疏是导致生根过少的主要原因之一。4．变量分析(1)实验变量：实验中要研究的实验因素此实验中实验变量为促进某种植物插条生根的生长素类似物的浓度(2)无关变量：实验中，除实验变量外的其他可控制因素都可称为无关变量。对无关变量控制不当，会影响实验变量与实验现象的对应关系，影响正确实验结论的得出。在实验中，无关变量的处理要遵循等量的原则，如在相同的光照、温度条件下选用相同的植物材料等。5．实验注意事项(1)设置重复组，即每组不能少于3根枝条。(2)设置对照组，清水做空白对照；设置浓度不同的几个实验组进行相互对比，目的是探究2，4—D或α—萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。(3)预实验的目的：为实验摸索条件，检验科学性，以免造成浪费。(4)为了保证实验结果的准确性，还要注意把实验植物放在相同且适宜的环境下培养，如光照不宜过强，温度、湿度等条件要相对适宜。考点四其他植物激素1．其他植物激素的种类和作用2．植物激素的相互作用(1)在植物生长发育过程中，任何一种生理活动都不是由单一激素控制的，而是各种激素相互作用共同调节的结果。植物激素的基本生理作用大致可以分为两个方面：促进植物的生长发育和抑制植物的生长发育。这些激素间有的是相互协同的，有的是相互拮抗的。①具有协同作用的激素促进生长的激素：生长素、赤霉素、细胞分裂素。细胞分裂素促进细胞增殖，而生长素、赤霉素则是促进增殖的子细胞伸长。延缓叶片衰老的激素：细胞分裂素和生长素。诱导愈伤组织分化成根或芽的激素：生长素、细胞分裂素促进果实成熟和脱落：乙烯、脱落酸。能促进种子发芽的激素：细胞分裂素、赤霉素、生长素。促进果实坐果和生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素。②植物激素间具有拮抗作用的激素调节芽的生长：生长素促进顶芽生长，细胞分裂素和赤霉素则促进侧茅生长。调节器官脱落：生长素抑制器官脱落，脱落酸促进叶、花、果实的脱落脱落酸器官脱落调节两性花的分化：生长素促进雌花形成，赤霉素促进雄花形成。调节气孔的开闭：细胞分裂素促进气孔张开，脱落酸促进气孔关闭。调节种子发芽：赤霉素、细胞分裂素促进种子发芽，脱落酸抑制种子发芽。种子萌发脱落酸调节叶片衰老：生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老，脱落酸促进叶片衰老。(2)某种果实成熟过程中各种激素含量的变化①在果实细胞分裂的过程中，细胞分裂素、生长素、赤霉素浓度较高。②在果实细胞伸长的过程中，起主导作用的激素是生长素和赤霉素。③在果实的成熟过程中，含量明显升高的激素是乙烯和脱落酸。④植物的生长是一个动态过程，不同时期参与的激素种类与浓度是不断变化的。⑤在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用的，而是多种激素相互作用共同调节的，其根本原因是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果(即基因的选择性表达)。⑥激素间的相互作用，有的是相互促进的，有的是相互拮抗的。3．植物生长调节剂及其应用(1)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。常见的植物激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。(2)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，如生长素类似物2，4—D、乙烯利、矮壮素等。(3)植物生长调节剂的应用①促进果实成熟。例如：喷洒一定浓度的生长素，可控制柑橘和葡萄袖的落果，使之在未采摘时不脱落；用乙烯利催熟凤梨；等等②促进植物生长如赤霉素促进芦苇生长③诱导酶的形成，如酿酒时用赤霉素处理大麦，诱导其产生淀粉酶。④培育无子果实和促进作物结实。例如：用一定浓度的生长素处理未受粉番茄雌蕊的柱头，可得到无子番茄；早期喷洒赤霉素可促进某些作物结实。⑤促进扦插枝条生根、疏花疏果。⑥细胞分裂素可用于农产品的储藏保鲜⑦有些植物生长调节剂(2，4—D)可作为除草剂。(4)应用植物生长调节剂应注意的问题①不能以药代肥。植物生长调节剂不能代替肥料及其他农业措施。②不要随便改变浓度农作物对植物生长调节剂的浓度要求比较严格，浓度过高，会造成不良影响，甚至引起植物死亡；浓度过低，则达不到相应的效果。③要注意适时施用根据气候条件、植物生长调节剂的种类、药效持续时间和栽培需要等，选择最佳施用时机。④不要随意混用。必须在充分了解不同植物生长调节剂之间的协同或拮抗作用的基础上确定是否混用。

1．用燕麦胚芽鞘及幼苗进行如下实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是(→表示单侧光)()A．②⑤⑦B．②⑤⑧C．①②③⑤⑧D．①③④⑥⑦2．下图表示施用IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根的影响。下列叙述错误的是()A．促进侧根数量增加的IAA溶液，会抑制主根的伸长B．施用IAA对诱导侧根的作用表现为低浓度促进、高浓度抑制C．将未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶，会导致侧根数量增加D．与施用104mol.L1的IAA相比，未施用的植株主根长而侧根数量少3．下列关于植物激素的叙述中，正确的说法有几项()①温特实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散②燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输和横向运输分别与重力、光照方向有关③生长素的作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长，不同浓度的生长素，其促进生长的效果不相同④顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制⑤生长素对果实的发育与成熟具有重要作用，所以可以通过喷洒一定浓度的生长素类似物溶液来防止落花落果⑥根的向地生长和茎的背地生长都能体现植物生长素对生长作用的两重性A．只有一项叙述正确B．只有两项叙述正确C．只有三项叙述正确D．不只三项叙述正确4．顶端优势现象产生的原因，目前主要有3种学说：观点1是顶芽产生的生长素向下运输到临近的侧芽，抑制侧芽生长。观点2是顶芽的生长素浓度高，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是顶芽是一个营养库，能优先享用由根部和叶片运来的营养物质而生长，侧芽则由于得不到充足的养分而生长受到抑制。下列相关叙述，错误的是()A．事实“在切除顶芽后的断面上施加生长素，侧芽生长受到抑制”支持观点1B．事实“外源细胞分裂素施于受顶芽抑制的侧芽，侧芽正常生长”支持观点2C．事实“植株去顶到侧芽正常生长期间，植株茎节部养分含量未增加”支持观点3D．三种观点均认为顶芽是信号源，均能解释植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象5．如图所示为去除顶芽前后侧芽部位激素甲和乙的含量变化以及侧芽长度的变化情况。已知激素甲是由色氨酸经过一系列反应转化而来，激素乙的合成部位主要是根尖，下列说法错误的是()A．激素甲、乙分别为细胞分裂素和生长素B．由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此发育受到抑制而表现出顶端优势C．去顶芽前，侧芽部位的激素甲来自顶芽和侧芽D．去顶芽后，激素甲和激素乙在侧芽的生长方面具有相同的生理效应6．如图是植物激素生长素(IAA)和赤霉素(GA)对拟南芥根和茎生长的影响。下列有关叙述正确的是()A．IAA浓度为b时，根不生长B．相对茎而言，根对IAA和GA更敏感C．IAA浓度大于c时，茎的生长受抑制D．IAA和GA对根和茎的作用都表现出两重性7．植物生长调节剂是人工合成的(或从微生物中提取的天然的)，具有和天然植物激素相似生长发育调节作用的有机化合物。关于植物激素和植物生长调节剂，下列说法正确的是()A．乙烯的作用是促进果实的成熟，所以乙烯不能在幼嫩的组织中产生B．刚收获的黄瓜种子不易发芽，与种子中的脱落酸有关C．赤霉菌的培养液可使幼苗疯长，表明赤霉菌产生的赤霉素为植物激素，可促进植物生长D．在不同的组织中，生长素通过主动运输的方式进行极性运输8．如图为种子发育过程和萌发过程中内源激素、种子含水量以及营养物质积累量的变化。据图分析；有关植物激素的作用错误的是()A．首先出现的是CK，其主要作用是促进细胞分裂和组织分化B．其次增加的是GA和IAA，参与有机物向籽粒的运输与积累C．在植物生长发育过程中激素调节的特点是多种激素相互协调、共同调节D．ABA促进种子贮藏蛋白的基因表达，并促进种子的脱水干燥，有利于种子的萌发9．脱落酸是一种重要的植物激索，能够调控植物的生长发育，因响应各种环境胁迫而被称为“应激激素”。研究表明，用脱落酸处理过的植物对重金属污染和高温干旱胁迫的耐受力增强。以下叙述错误的是()A．脱落酸主要是在植物的根冠、萎蔫的叶片中合成的B．脱落酸有助于植物在重金属污染、高温干早的环境中生存C．在调节植物生长发育的过程中，脱落酸和其他激素起协同作用D．与其他激素一样，脱落酸也可以通过调节基因的表达来控制植物的生长发育10．某研究小组进行了外施赤霉素和脱落酸对贮藏期马铃薯块茎发芽影响的实验，结果如图所示。下列叙述正确的是()A．为使马铃薯块茎提早发芽，可以外施脱落酸B．为延长马铃薯块茎的贮藏时间，可以外施赤霉素C．外施赤霉素后，马铃薯块茎从开始发芽到最大发芽率所需的时间更短D．对照组马铃薯块茎中赤霉素含量与脱落酸含量的比值，第5周时大于实验开始时11．植物激素在植物的生长发育过程中至关重要。下列有关植物激素和植物生长调节剂的叙述，正确的是()A．豌豆幼苗根尖伸长区细胞的生长主要是细胞分裂素作用的结果B．菠萝在长途运输时，可以通过喷施乙烯利溶液使其延后成熟C．给水稻幼苗喷施大量赤霉素溶液可导致其茎秆快速增长，结实率大大提高D．小麦种子经适当高温处理后易诱导发芽，其主要原因是高温使脱落酸降解12．如图为某校生物兴趣小组探究两种植物激素类似物对梨树插条生根情况的影响，相关分析正确的是()A．实验的自变量为激素类似物的种类和浓度B．激素类似物A表现为促进生根，激素类似物B表现为抑制生根，两者体现了激素作用的两重性C．预实验可减小实验误差，避免实验结果的偶然性D．开展实验时，只需要考虑季节因素的影响，激素处理的时间不会影响实验结果13．植物的生长不仅受到激素调控，还受到光的调控。科研人员对光和脱落酸(ABA)如何影响某植物生长进行了研究。(1)光作为能源驱动植物进行光合作用，光合作用既为植物自身生长发育，也为其他生物的生长发育提供_________。近年来研究发现，光还作为_________在植物体中被光敏色素(一种蛋白)捕捉，进而调控植物的生长发育。(2)科研人员测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，结果如图1所示。据实验结果推测，光可能_________。(3)科研人员测定了不同处理下的种子萌发率，结果如图2所示。①实验的自变量包括：_________。②实验结果表明，_________条件下，种子萌发对ABA处理更为敏感。③据实验结果可以推测，光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果，其依据是_________。(4)据研究表明，光敏色素蛋白有两种形式：无活性Pr形式和有活性的Pfr形式。黑暗条件下以Pr形式存在，光照会促进Pr转化为Pfr。结合实验结果，推测光照条件下突变体相对于野生型对ABA的作用更敏感的机理为：_________。14．为研究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆黄化幼苗茎切段伸长的影响，设计了以下两个实验：实验一：用不同浓度的IAA和GA分别处理相同的茎切段，结果如图1所示；实验二：将相同的茎切段自顶端向下对称纵切到3/4处后，分别做不同的处理，—段时间后，结果如图2所示。请回答下列问题：(1)分析图1中实验的自变量是__________，该同学图1的设计实验缺少了一组，该组应该用__________处理。(2)根据图1实验结果中IAA处理的结果$能否得出IAA生理作用具有两重性?__________；若想进一步研究IAA和GA之间是否有协同作用，应增加用__________处理茎切段的实验组。(3)分析图2结果，研究者推测IAA和GA的作用部位有差异，用图2中的甲、乙、丙三组弯曲部位的茎切段为实验材料，分别制作__________(填“横切片”或“纵切片”)进行显微观察。若乙组与甲组对比，观察到乙组__________，则表明IAA作用于表皮细胞；若丙组与甲组对比，观察到丙组__________，则表明GA作用于内部组织细胞。15．为研究生长素(IAA)和赤霉素(GA3)对玉米胚芽鞘