第5章 第2节 植物激素调节植物生命活动（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修1 稳态与调节（浙科版2019）

第二节　植物激素调节植物生命活动 课程内容标准 核心素养对接 1．举例说明几种主要植物激素的作用，这些激素可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节。 2．举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其类似物在生产上得到的广泛应用。 1．通过讨论，明确其他植物激素的种类和作用以及植物激素间的相互作用。(生命观念) 2．对其他植物激素的种类和作用以及植物激素间的相互作用进行实验设计或实验分析。(科学探究) 3．通过分析明确植物生长调节剂的类型和作用。(生命观念) [对应学生用书P101] 1．细胞分裂素 (1)作用：能够促进细胞分裂，能明显地促进有丝分裂所需的特定蛋白质的合成和活化。 (2)合成部位：主要在根尖合成。 (3)分布：主要分布在细胞分裂旺盛的部位，如根尖、茎尖等。 2．赤霉素 作用：能够促进细胞伸长，也能促进细胞分裂。赤霉素还能促进叶片扩大，促进果实生长，促进种子萌发，解除休眠，抑制衰老等。 二、脱落酸和乙烯帮助植物度过不良环境 1．脱落酸：植物体内最重要的生长抑制剂。 (1)合成部位：主要在成熟的绿叶和果实中合成。 (2)主要作用：抑制生长，促进叶片和果实脱落，保持休眠，提高植物抗逆性。在干旱环境中，脱落酸对维持植物的生存是至关重要的。 2．乙烯 (1)合成部位：高等植物各器官都能产生。 (2)主要作用：在果实的成熟过程中起重要作用。当植物体在面临严寒、旱涝、有害物质、机械压力、损伤或感染等各种不利的环境条件时，乙烯的释放量都会增加。 3．活动：探究乙烯利对水果的催熟作用 目的要求 (1)探究乙烯利对水果的催熟作用。 (2)学习设计实验方案，记录并分析实验现象，得出结论。 探究问题 乙烯利溶液对未成熟的果实是否具有催熟作用？ 材料用具 乙烯利溶液，未完全成熟的水果如香蕉、柑橘、苹果等，烧杯等。 方法步骤 (1)通过查阅相关资料，设计实验方案，设定本次实验将探究的乙烯利溶液的浓度梯度。 (2)将相同容积的大烧杯编号，分别盛放等量不同浓度的乙烯利溶液，并设置清水对照组。 (3)将准备好的成熟程度相近的同种水果编号，分别放入相应编号的乙烯利溶液中浸泡相同时长(1～2min)，然后分别静置。 (4)连续多日每天观察各组水果的变化，设计表格记录观察到的现象，如颜色、软硬程度、气味等。 (5)把你的实验结果与其他同学进行交流、讨论，得出你的结论。 实验结论：乙烯利具有催熟作用。 　　　　　　　　　　　 阶段 苹果果实发育各阶段激素变化情况 1．植物体的各项生命活动都处在植物激素的调控当中。 2．在果实发育及成熟过程中，生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯五类植物激素，都有规律地参与其中。果实的发育及成熟过程就是通过各类激素协调作用来调节的。 3．植物激素间的相互作用 (1)细胞分裂素一般与生长素共同作用，促进植物细胞的分裂和分化。植物组织培养中，在培养基中加入的生长素和细胞分裂素的比例，将决定愈伤组织的分化方向。 a．细胞分裂素和生长素的比例合适，愈伤组织就分化出根和茎叶； b．细胞分裂素太多而生长素少，就会只长茎叶不长根； c．生长素太多而细胞分裂素少，则只长根不长茎叶； d．当生长素少，细胞分裂素也不多时，则愈伤组织继续生长，不发生分化。 (2)当顶芽合成的生长素向下运输时，会引发侧芽周围的组织产生乙烯，而乙烯抑制侧芽的生长。 (3)生长素和赤霉素往往协同作用，共同促进茎的伸长；脱落酸和乙烯也常常协同作用，共同促进叶片脱落等；赤霉素和脱落酸则常常相互拮抗，如赤霉素促进种子萌发，而脱落酸抑制种子萌发。 1．人们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质，这些活性物质统称为植物生长调节剂。 2．应用：常用2，4­D防止番茄、甜椒等落花落果，促进马铃薯发芽并提高产量，诱导形成无籽番茄等；使用高浓度的2，4­D可以除去农作物中的双子叶植物类杂草；等等。 3．科学家发现植物体内还存在其他天然的植物激素，如油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等，对植物的生长发育起促进或者抑制作用，尤其在提高植物的抗逆性或抗病能力方面发挥着重要作用。 1．判正误(对的画“√”，错的画“×”) (1)根尖能够产生细胞分裂素。(√) (2)脱落酸能抑制马铃薯发芽。(√) (3)色氨酸在某些部位可转变为生长素，故生长素的化学本质是蛋白质。(×) (4)赤霉素的施用可引起水稻植株疯长。(√) 2．微思考 (1)芦苇是我国重要的造纸原料，但多数芦苇植株较矮、纤维短，影响产品质量。如果想使芦苇植株长高，获得较长纤维，可用某一植物激素处理生长期的芦苇，该激素是什么？ 提示　赤霉素。 (2)植物体中乙烯的含量增加到一定程度会对生长素的产生起到什么作用？ 提示　植物体中乙烯含量增加会抑制生长素的产生。 [对应学生用书P103] 任务驱动一　植物体内其他植物激素的产生部位及生理功能 　下表是植物不同部位各种激素的相对浓度，请根据表中信息，分析讨论： 部位 激素的相对浓度 生长素 赤霉素 细胞 分裂素 脱落酸 茎尖 ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ － 幼叶 ＋＋＋ ＋＋＋ － － 伸长茎 ＋＋ ＋＋ － － 侧芽 ＋ ＋ － － 成熟叶 ＋ ＋ － ＋＋＋ 根 ＋ ＋ － － 根尖 ＋＋ － － － ＋＋＋表示含量高；＋＋表示含量中等；＋表示含量低；－表示无 1．目前公认的植物激素共有五大类，除上表中的四大类外，植物体内还有一类物质也属于植物激素，该激素的主要作用是什么？ 提示　促进果实的成熟。 2．由表中可知植物成熟叶中含量较多的植物激素是什么？写出其主要产生部位和主要生理作用。 提示　脱落酸；主要在成熟的绿叶和果实中合成；主要作用是抑制生长，促进叶片和果实脱落，保持休眠，提高植物抗逆性。在干旱环境中，脱落酸对维持植物的生存是至关重要的。 3．幼叶和伸长茎中都不含有细胞分裂素，而含有较多的生长素和赤霉素，则应如何解释幼叶和伸长茎的生长？ 提示　它们的生长主要是通过细胞的伸长，而不是通过细胞分裂实现的。 4．植物体内还存在哪些天然的植物激素？ 提示　油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等。 　明辨植物激素的生理作用 下图表示赤霉素浓度对花生长(以花的直径表示)的影响。在此赤霉素浓度范围内，下列分析正确的是(　　) A．赤霉素对花生长的作用表现出二重性 B．赤霉素浓度越高，对花生长的促进作用越强 C．赤霉素浓度越高，对花生长的促进作用越弱 D．不同浓度的赤霉素对花的生长均有促进作用 D　[图中所用赤霉素与对照组相比，均促进生长，未体现两重性，A错误；图中赤霉素浓度为150 mg/L时，促进作用小于50 mg/L和100 mg/L，B错误；图中赤霉素浓度为100 mg/L时，促进作用大于50 mg/L，C错误；由图可知，在题图范围内，不同浓度的赤霉素对花的生长均有促进作用，D正确。] [借题发挥] 1.（长句专练）说出赤霉素的作用。 提示　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。 2.（科学思维 ）小麦、玉米在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨天气，种子就容易在穗上发芽。这种现象与某种激素在高温条件下容易降解有关，推测这种激素是什么？ 提示　脱落酸 (2021·山东等级考)实验发现，物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽；乙可解除种子休眠；丙浓度低时促进植株生长，浓度过高时抑制植株生长；丁可促进叶片衰老。上述物质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素四种中的一种。下列说法正确的是(　　) A．甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片 B．乙可通过发酵获得 C．成熟的果实中丙的作用增强 D．夏季炎热条件下，丁可促进小麦种子发芽 B　[甲是细胞分裂素，合成部位主要是根尖，A错误；乙是赤霉素，可通过某些微生物发酵获得，B正确；丙是生长素，丁是脱落酸，成熟的果实中，丙的作用减弱，丁的作用增强，C错误；乙是赤霉素，夏季炎热条件下，乙可促进小麦种子发芽，丁抑制发芽，D错误。] 任务驱动二　不同激素通过协同或拮抗等方式共同调节植物生命活动 　下图所示为水稻种子从萌发到结种的完整生活史过程中涉及的多种植物激素的综合作用，据图讨论： 1． 赤霉素与脱落酸具有怎样的相关性？ 提示　赤霉素可以促进种子的萌发，脱落酸具有抑制种子萌发的作用，二者具有相反的作用。 2．在果实生长的调节中，生长素、细胞分裂素、赤霉素的作用有何相关性？ 提示　图中生长素、细胞分裂素、赤霉素在促进果实生长的调节中具有协同作用。 3．环境因子如光照、温度等的变化对水稻的生长发育有怎样的影响？ 提示　光照、温度等环境因子的变化会引起植物体内包括植物激素的合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节而影响植物的生命活动。 1．五种植物激素间的相互作用曲线 　　　　　　　　　 　　阶段 果实发育和成熟过程阶段中激素的变化 大多数情况下都不是一种激素在起作用，而是多种激素共同发挥作用，控制着植物的生长、发育和繁殖。在果实发育及成熟过程中，生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯五类植物激素，都有规律地参与其中。 2．激素间有的相互拮抗，有的相互协同，如： 3．激素间的反馈作用，即一种激素的作用受另一种激素的调节，或促进，或抑制，如生长素和乙烯。 (1)两者含量变化 (2)作用机理 生长素达到一定浓度后就会促进乙烯的合成，而乙烯对生长素的合成起抑制作用。 某生物兴趣小组为研究某植物生长发育过程中植物激素间的共同作用，进行了相关实验。右图为去掉其顶芽前后，侧芽部位生长素和细胞分裂素的浓度变化及侧芽长度变化坐标曲线图，据图分析回答下列问题： (1)激素甲代表的是______________。激素乙的生理作用是________________。 (2)据图分析高浓度的生长素和细胞分裂素对侧芽萌动分别起的作用是__________和__________。 解析　(1)据图可知，去顶芽后“顶端优势”解除，侧芽部位生长素浓度降低，所以图中去顶芽后浓度下降的激素甲是生长素，则激素乙为细胞分裂素，其作用是促进细胞的分裂，增加细胞的数目，从而促进植物生长。 (2)高浓度的生长素抑制侧芽的萌动，而高浓度的细胞分裂素促进侧芽的萌动。 答案　(1)生长素　促进细胞分裂　(2)抑制作用　促进作用 [借题发挥] 1．(长句专练)说出细胞分裂素的主要作用。 提示　促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。 2．(科学思维)为研究根向地生长与生长素和乙烯的关系，该兴趣小组又做了这样的实验：将该植物的根尖放在含不同浓度的生长素的培养液中，并加入少量蔗糖作能源。发现在这些培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制也越强。 (1)该实验的因变量是什么？ (1)提示　乙烯浓度和根的生长情况。 [借题发挥] (2)为使实验严谨，还需要另设对照组，对照组应怎样处理？ 提示　 除了无生长素，其余和实验组相同(取等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中)。 (3)据此实验结果可推知，水平放置的植物根向重力生长的原因可能是什么？ 提示　高浓度的生长素诱导了乙烯的产生，从而抑制根的近地侧生长。 植物激素中的赤霉素与生长素都能促进茎秆伸长，两者对植物生长的作用及关系可用下图表示，请根据图中信息和相关知识分析下列说法错误的是(　　) A．赤霉素和生长素都是植物细胞合成的微量有机物 B．图中赤霉素对①过程起促进作用，对②过程也是促进作用 C．赤霉素促进茎秆伸长是通过提高生长素的含量而实现的 D．赤霉素与生长素的化学本质是不同的 B　[赤霉素与生长素均为植物激素，是植物的某些部位产生的微量有机物，能协同促进植物生长，A正确；图中赤霉素对①过程起促进作用，对②过程起抑制作用，B错误；由题图可知，赤霉素通过促进色氨酸转化成生长素和抑制生长素的氧化过程从而提高生长素的含量而促进细胞生长，C正确；生长素的化学本质是吲哚乙酸及其衍生物，赤霉素的化学本质是二萜类酸，由四环骨架衍生而得，二者本质不同，D正确。] 知识网络构建 关键知识积累 1．赤霉素能够促进细胞伸长，也能促进细胞分裂。赤霉素还能促进叶片扩大，促进果实生长。 2．细胞分裂素能够促进细胞分裂，能明显地促进有丝分裂所需的特定蛋白质的合成和活化。 3．脱落酸的主要作用是抑制生长，促进叶片和果实脱落，保持休眠，提高植物抗逆性。在干旱环境中，脱落酸对维持植物的生存是至关重要的。 4．乙烯在果实的成熟过程中起重要作用。 5．在果实发育及成熟过程中，生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯五类植物激素，都有规律地参与其中。 [对应学生用书P107] 1．(2021·浙江选考)脱落酸与植物的衰老、成熟、对不良环境发生响应有关。下列叙述错误的是(　　) A．脱落酸在植物体内起着信息传递的作用 B．缺水使脱落酸含量上升导致气孔关闭 C．提高脱落酸含量可解除种子的休眠状态 D．植物体内脱落酸含量的变化是植物适应环境的一种方式 C　[脱落酸是一种植物激素，在体内可以起到信息传递的作用，A正确；由题干可知，脱落酸与植物对不良环境发生响应有关，在缺水条件下脱落酸含量上升，导致气孔关闭，减少水分蒸发，利于植物应对不良环境，B正确；脱落酸使种子保持休眠，故为解除种子的休眠状态，应降低种子中脱落酸含量，C错误；由题干信息“脱落酸与植物的衰老、成熟、对不良环境发生响应有关”可知，植物体内脱落酸含量的变化是植物适应环境的一种方式，D正确。] 2．(2021·河北选考)关于植物激素的叙述，错误的是(　　) A．基因突变导致脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时，种子休眠时间比野生型延长 B．赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发时，胚乳中淀粉分解速度比野生型更快 C．细胞分裂素受体表达量增加的植株，其生长速度比野生型更快 D．插条浸泡在低浓度NAA溶液中，野生型比生长素受体活性减弱的株系更易生根 A　[脱落酸有促进种子休眠的作用，基因突变导致脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时，种子休眠时间比野生型缩短，A错误；赤霉素能促进大麦种子产生α­淀粉酶，进而催化淀粉分解，赤霉素受体表达量增加的大麦种子，有利于赤霉素发挥作用，能产生更多的α­淀粉酶，胚乳中淀粉分解速度比野生型更快，B正确；细胞分裂素能促进细胞分裂，故细胞分裂素受体表达量增加的植株，其生长速度比野生型更快，C正确；NAA是生长素类似物，能促进插条生根，生长素受体活性减弱的株系对生长素不敏感，所以野生型比生长素受体活性低的株系更易生根，D正确。] 3．下列有关植物生命活动调节的叙述，正确的是(　　) A．激素调节是植物生命活动调节的唯一方式 B．在植物体内，生长素只能进行极性运输 C．赤霉素和脱落酸在调节植物种子萌发方面起协同作用 D．生长素和乙烯在植物体的各器官中都有分布 D　[激素调节只是植物生命活动调节的一种方式，A错误；在植物体的成熟组织内，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输，B错误；赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发，两者在植物种子萌发方面表现为拮抗作用，C错误；生长素在植物体各器官中都有分布，植物体各个部位均能合成乙烯，D正确。] 4．为探究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆幼苗伸长的影响，生物兴趣小组用生长素和赤霉素处理豌豆幼苗的完整植株和去顶植株，实验测得不同条件下幼苗伸长的长度如下表所示。下列分析不正确的是(　　) 项目 完整植株 去顶植株 CK IAA GA IAA＋GA CK IAA GA IAA＋GA 测量值/mm 9.2 11. 29 23 7.9 13 8.1 17.2 注：CK为空白对照组 A．实验的自变量是激素种类和植株类型，因变量是豌豆幼苗伸长量 B．生长素和赤霉素单独作用时均可促进两种植株幼苗的伸长生长 C．生长素和赤霉素混合作用时均能体现对两种植株伸长的协同作用 D．赤霉素处理去顶植株的效果不如处理完整植株 C　[根据题干信息和表格分析，该实验的自变量是激素种类和植株类型，因变量是豌豆幼苗伸长的长度，A正确；与对照组CK相比，生长素和赤霉素单独作用时均可促进两种植株幼苗的伸长生长，B正确；根据表格分析，生长素和赤霉素混合作用时，对完整植株的作用效果不如赤霉素单独的作用，因此不能体现对完整植株伸长的协同作用，C错误；表格数据显示，赤霉素处理去顶植株的效果不如处理完整植株，D正确。] 5．在植物种子发育过程中，植株营养器官的养料以可溶性的小分子化合物状态运往种子，在种子中逐渐转化为不溶性的大分子化合物，并且进行积累使种子逐渐变得充实，该过程受到内源激素的调节。下图为小麦种子形成过程中几种激素含量和鲜重的变化，回答下列问题： (1)常见的植物激素有5类，据上图推测，玉米素属于________________类激素。 (2)分析上图可知，能够调节光合产物向籽粒运输和积累的激素可能是________________，判断理由是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)据上图推测，在籽粒成熟期，种子中__________(激素)的含量将会出现增长高峰。 解析　(1)小麦种子在形成初期细胞分裂素合成旺盛，玉米素相对值最高，这与该时期小麦籽粒进行旺盛的有丝分裂相关，故推测玉米素为细胞分裂素(CTK 或 CK)； (2)看图可知：在种子充实到成熟的过程中，小麦种子鲜重逐渐增加，在此期间，小麦种子中生长素和赤霉素含量的变化情况是均先增加后减少； (3)乙烯在植物中促进果实成熟；脱落酸能够抑制植物细胞的分裂和种子的萌发，促进植物进入休眠，促进叶和果实的衰老、脱落。 答案　(1)细胞分裂素(CTK或CK)　(2)赤霉素、生长素　在种子充实期内，GA、IAA含量增加并达到最高值，种子鲜重快速增加　(3)乙烯(或乙烯和脱落酸) 学科网（北京）股份有限公司 $$