内容正文:
植物生命活动的调节
第四章
微专题三 生长素生理作用的相关曲线分析和实验设计
一 生长素生理作用的相关曲线分析
分析生长素浓度与促进程度曲线图可知:
(1)当生长素浓度小于i时均为“低浓度”,高于i时才会抑制植物生长,称为“高浓度”。
(2)曲线图中OH段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用增强。
(3)曲线图中HC段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。
(4)H点表示促进生长的最适宜生长素浓度(g)。
(5)C点表示促进生长的生长素“阈值”,超过此值,便为抑制生长的“高浓度”。
(6)若植物幼苗出现向光性且测得向光侧生长素浓度为m,则背光侧的浓度范围为大于m小于2m。
(7)若植物水平放置,表现出根的向地性、茎的背地性,且测得茎的近地侧生长素浓度为2m,则茎的远地侧生长素浓度范围为大于0小于m。
[例1] 如图表示生长素浓度对植物生长发育的影响。下列叙述正确的是( )
A.体现低浓度生长素促进作用的是ac段
B.体现高浓度生长素抑制作用的是cf段
C.若茎向光侧的生长素浓度为b点浓度,
则背光侧的生长素浓度在b~d之间
D.若根生长的最适浓度为c点浓度,则芽生长的最适浓度可能为b点浓度
C
由题图分析可知,ae段代表低浓度生长素的促进作用,A错误;ef段体现高浓度生长素的抑制作用,B错误;茎的背光侧生长素浓度高于向光侧,且其促进作用也大于向光侧,故若向光侧生长素浓度为b点浓度,则背光侧的生长素浓度在b~d之间,C正确;与芽相比,根对生长素较敏感,若根生长的最适浓度为c点浓度,则芽生长的最适浓度应为大于c点的浓度,D错误。
二 与生长素有关的实验设计
1.验证生长素的产生部位在尖端
(1)实验组:取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。
(2)对照组:取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图乙)。
2.验证生长素的横向运输发生在尖端
(1)实验操作(如图)
(2)实验现象:装置a中胚芽鞘直立生长;装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。
3.验证生长素的极性运输只能是从形态学上端向形态学下端
(1)实验操作(如图)
(2)实验现象:A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长;B组去掉尖端的胚芽鞘生长很少,不弯曲。
[例2] 为探究胚芽鞘向光弯曲生长的原因是单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移,还是单侧光将生长素分解了,某研究性学习小组设计了图1、图2所示的实验。下列说法正确的是( )
A.由图1可知,胚芽鞘向光弯曲生长的原因是单侧光将生长素分解了
B.如果一段时间后,图2中胚芽鞘a、b、c、d的长势基本相同,则说明单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移
C.如果一段时间后,图2中胚芽鞘c生长最快,则说明单侧光将生长素分解了
D.胚芽鞘尖端产生的生长
素对胚芽鞘的生长起关键作用
[答案] D
图1中,若单侧光将生长素分解了,则甲组和乙组的胚芽鞘都应向光弯曲生长,但实际上乙组胚芽鞘直立生长,说明单侧光并没有将生长素分解,而是云母片阻挡了生长素的转移,A错误;若单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移,则琼脂块中的生长素含量应为D>A=B>C,胚芽鞘d生长最快,c生长最慢,B错误;若单侧光将生长素分解了,则琼脂块A、B、D中的生长素含量应相等,且均大于C中的,胚芽鞘a、b、d的长势相同,c生长最慢,C错误;胚芽鞘尖端产生的生长素对胚芽鞘的生长起关键作用,D正确。
[例3] 用燕麦幼苗做如下两个实验,下列相关说法不正确的是( )
A.两天后,胚芽鞘D向左(A侧)弯曲生长
B.两天后,胚根E向右(B侧)弯曲生长
C.两天后,放琼脂块e的胚芽鞘向右弯曲生长
D.两天后,放琼脂块f的胚芽鞘向左弯曲生长
[答案] D
从图甲可以看出,由于重力作用,数小时后琼脂块B中的生长素多于琼脂块A,故在胚芽鞘D中,B侧生长快于A侧,胚芽鞘D向左弯曲生长,A正确;在胚根E中,由于胚根对生长素较敏感,B侧生长素浓度高反而抑制了胚根生长,因而胚根E向右弯曲生长,B正确;分析图乙可知,由于生长素的极性运输,琼脂块e中含有生长素,而琼脂块f中不含生长素,故放琼脂块e的胚芽鞘向右弯曲生长,放琼脂块f的胚芽鞘生长很少、不弯曲,C正确、D错误。
1.图甲表示燕麦胚芽鞘的向光性实验,图乙表示水平放置的幼苗的生长情况,图丙表示生长素浓度与植株某一器官生长的关系。下列说法正确的是( )
对点突破
A.图甲中胚芽鞘向光弯曲生长是生长素的极性运输导致的
B.图乙1处的生长素浓度大于2处,所以幼苗根的生长表现出向地性
C.图乙3、4处的生长素浓度分别对应图丙的c点之前和之后
D.图丙表明不同浓度的生长素其作用效果可能相同
答案:D
图甲中胚芽鞘向光弯曲生长是生长素的横向运输导致的,A错误;图乙1处的生长素浓度小于2处,由于根对生长素敏感,1处低浓度促进生长,2处高浓度抑制生长,因此幼苗根的生长表现出向地性,B错误;图乙3、4处的生长素浓度均表现为促进茎的生长,而图丙中的c点之后会抑制茎的生长,因此均对应图丙的c点之前,C错误;图丙表明不同浓度的生长素其作用效果可能相同,D正确。
2.为研究根背光生长与生长素的关系,将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中,用水平单侧光照射根部(如图),测得根的弯曲角度及生长速率如表。
处理方式
测定指标 外源生长素/(mg/L) NPA/(μmol/L)
0 0.001 0.01 0.1 3
弯曲角度α/度 37 40 31 22 16
生长速率
/(mm/天) 15 17 13 11 8
据此实验的结果,不能得出的结论是( )
A.根向光侧的生长速率大于背光侧
B.生长素浓度过高时会抑制根的生长
C.单侧光对根向光侧生长素的合成没有影响
D.单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关
C
由图表分析可知,光照作用下生长素分布不均匀,导致根背光侧生长素浓度大于向光侧;由于根对生长素浓度比较敏感,所以根向光侧的生长速率大于背光侧,A不符合题意;分析表中数据可知,不加外源生长素的一组为对照组,与之相比,外源生长素浓度为0.001 mg/L的弯曲角度和生长速率都大于对照组,而外源生长素浓度大于0.01 mg/L时弯曲角度和生长速率都小于对照组,说明生长素对水稻根生长的作用具有两重性,B不符合题意;题干没有给出单侧光对根向光侧生长素合成是否有影响的任何信息,故无法得出单侧光对根向光侧生长素的合成没有影响的结论,C符合题意;用NPA处理根,
根的弯曲角度减小,说明单侧光照射下根的背光生长与生
长素的运输有关,D不符合题意。
3.将植物横放,测量根和茎生长素浓度与其生长状况的关系如图甲所示,则曲线上P点最可能对应图乙中的位置是( )
A.a B.b C.c D.d
D
将植物横放,受重力作用,生长素在近地侧分布较多;根对生长素较为敏感,较高浓度的生长素会抑制根的生长。曲线上P点在较高的生长素浓度下,生长1 cm所需的时间较长,符合根的近地侧生长情况与生长素浓度的关系,D正确。
4.如图表示关于生长素的探究实验,下列关于实验结果的叙述正确的是( )
A.M长得比N快
B.N长得比M快
C.M弯向一侧而N不弯曲
D.N弯向一侧而M不弯曲
A
由于胚芽鞘尖端受单侧光照射,琼脂块X中的生长素含量大于Y中的,所以M长得比N快,A正确。
5.如图所示,如果图中根a侧的生长素浓度在曲线的A点(10-10 mol·L-1),下列有关叙述正确的是( )
A.CD段属于抑制生长范围,所以根不再生长
B.在FC的范围内均能促进根细胞的生长,C点则既不促进也不抑制
C.a侧的生长素浓度为最适宜浓度,细胞
伸长生长快,b侧的生长素浓度低于a侧,
相当于曲线FE段浓度,因而细胞伸长生
长慢
D.在太空中(重力为0),根的生长状况将
不同于图中的生长状况,坐标图中生长
素的曲线也不适用于根的生长
答案:B
CD属于抑制生长范围,但根仍然生长,只
是生长得缓慢,A错误;C点之前(FC范围
内)都是促进作用,C点时既不促进生长也
不抑制生长,B正确;由于受到重力作用,b
侧生长素浓度高于a侧,抑制生长,相当于
曲线CD段浓度,C错误;在太空中,坐标图
中生长素的曲线仍然适用于根的生长,但由于太空中重力为0,所以a、b两侧生长素浓度相等,根水平生长,D错误。
6.(多选)将含有14C标记的生长素的琼脂小块(供体)放在燕麦胚芽鞘中段的一端,另一块不含生长素的琼脂小块(受体)放在另一端,如图所示。一段时间后检测受体中的放射性分布,在受体甲、丁中能检测到放射性,受体乙、丙中则不能。下列叙述错误的是( )
A.胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端
B.该实验的目的是验证生长素促进胚芽鞘生长
C.生长素在胚芽鞘中的运输受重力因素影响
D.用14C标记生长素是为了加快生长素的运输速度
BCD
根据题意可知,在受体甲、丁中能检测到放射性,受体乙、丙中则不能,说明胚芽鞘中生长素的运输只能由A端运到B端,A正确;该实验的目的是验证生长素的运输方向,B错误;生长素在胚芽鞘中极性运输不受重力因素影响,C错误;用14C标记生长素是为了检测生长素的运输情况,D错误。
7.图甲表示不同生长素浓度对同一植物根、茎生长的影响情况,图乙表示植物的根、芽、茎在不同生长素浓度下的生长情况。请分析回答下列问题。
(1)图甲表示的实验的自变量是 ;图甲中曲线①表示不同生长素浓度对 (填“根”或“茎”)生长的影响,判断依据是 。比较生长素浓度A和B对所研究器官生长的影响,其中 浓度的生长素促进生长作用更显著,理由是____________________________________________________
__________________________________________________________。
生长素浓度和植物的不同器官
根
根对生长素更敏感
B
生长相同单位长度,A浓度的生长素促进生长所用时间比B浓度所用时间长(合理即可)
(1)图甲表示的实验的自变量有两个,即生长素浓度和植物的不同器官;植物不同的器官对生长素的敏感程度不同,与茎相比,根对生长素更敏感,所以曲线①表示不同生长素浓度对根生长的影响。与B浓度的生长素比较,A浓度的生长素促进生长单位长度所需时间长,说明其促进生长的作用小于B浓度的生长素,即B浓度的生长素促进生长的作用更显著。
(2)由图乙可知,对于不同的器官来说生长素促进生长的最适浓度 ;对于同一器官来说,生长素的作用与浓度的关系是
;若棉花幼苗顶芽处的生长素浓度为a,则最靠近顶芽的侧芽处生长素浓度应为 (用图中字母回答)。
不同
在一定浓度范围内促进生长,超过这一范围则抑制生长(合理即可)
e
(2)由图乙可以看出,生长素促进根、芽和茎生长的最适浓度不同。顶芽产生的生长素向下运输,大量积累在侧芽处,抑制侧芽的生长,若棉花幼苗顶芽处的生长素浓度为a,促进顶芽生长,则最靠近顶芽的侧芽处生长素浓度应为e,抑制侧芽生长。
$$