第5章 植物生命活动的调节-2024-2025学年高二生物单元必背知识清单（人教版2019选择性必修1）

第1节 植物生长素 一．生长素的发现过程 1.达尔文实验 (1)各组胚芽鞘的生长弯曲情况是：①弯向光源生长；②不生长，不弯曲；③直立生长；④弯向光源生长。 (2)①与②对比，说明胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关。 (3)③与④对比，说明感光部位是胚芽鞘的尖端，而不是尖端下面的一段。 (4)达尔文的猜测：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就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。 2．鲍森·詹森实验 (1)实验现象：A胚芽鞘不生长，不弯曲；B胚芽鞘弯向光源生长。 (2)结论：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。 (3)从对照实验设计的单一变量原则角度分析，该实验的不足之处在于没有形成单一变量，无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。 3．拜尔实验 (1)实验现象：将尖端切下，放到胚芽鞘一侧，胚芽鞘总是弯向对侧生长。 (2)结论：胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的。 (3)该实验为什么要在黑暗中进行？排除光照可能对实验结果造成的干扰。 (4)拜尔实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种物质。 4．温特实验 (1)实验组是B，对照组是A。A与B对照说明造成胚芽鞘弯曲生长的是胚芽鞘尖端产生的某种物质。 (2)设置A组的目的是排除琼脂块对胚芽鞘的影响。 (3)实验结论：引起胚芽鞘弯曲生长的确实是一种化学物质，温特将其命名为生长素。 (4)胚芽鞘尖端的生长素进入琼脂块的方式是扩散，不是主动运输 5.总结★ (1)感光部位、生长素的合成部位、植物横向运输的部位都是胚芽鞘的尖端。 (2)生长弯曲的部位在胚芽鞘尖端下面的一段（伸长区）。 (3)生长素的产生与光无关，即有光，无光均可合成。 区分：叶绿素的合成必须有光的参与。 (4)琼脂不能感光，不影响生长素的运输和传递，而云母片、玻璃片等会阻碍生长素的运输。 (5)生长素是植物激素，即吲哚乙酸（IAA），生长激素是动物激素，本质是蛋白质。 (6)植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PPA)，吲哚丁酸（IBA）等，它们都属于生长素。 (6)对温特实验之前的实验结论进行描述时，不能出现生长素，只能说影响。 (7)温特命名了生长素，但没有提取生长素. 6.植物向光性的解释（3种） (1)单侧光照射后，胚芽鞘背光侧的生长素含量多于向光侧（一般认为，是向光侧的生长素向背光侧横向运输导致），因而引起两侧的生长不均匀（背光侧生长快），从而造成向光弯曲。 (2)P92“相关信息”：植物向光性的另一种理论：单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。 (3)试题中，植物的向光性还有一种理论：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。 若解释(1)正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c>a＝b>d。 若解释(2)正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c＝a＝b>d。 若解释(3)正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为a＝b＝c＝d。 7． 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。 8. P93“思考·讨论”：植物激素与动物激素的异同 项目 植物激素 动物激素 合成部位 无专门的分泌器官，由植物体的一定部位产生 由专门的内分泌腺或内分泌细胞分泌 作用部位 不作用于特定的靶器官，靶细胞 作用于特定的靶器官，靶细胞 运输途径 极性运输、非极性运输和横向运输 随血液循环(体液)运输 化学本质 有机小分子 蛋白质类、类固醇、氨基酸衍生物等 二.生长素的合成、运输与分布 1.生长素的合成原料：色氨酸（虽然原料是氨基酸，但合成的生长素，本质不是蛋白质）。 2.主要合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。 3.运输形式：极性运输、非极性运输、横向运输 (1)极性运输 ①运输部位：胚芽鞘、芽、幼叶和幼根。 ②运输方向：只能从形态学上端运输到形态学下端。 ③是一种主动运输（消耗能量，需要载体蛋白），不受单侧光、重力等因素的影响。 (2)非极性运输 ①部位：在成熟组织中，生长素可通过输导组织进行非极性运输。 (3)横向运输：外界某些刺激（如单侧光、重力等）可使生长素在尖端进行横向运输。 4.生长素的分布：在植物体的各个器官中都有分布，相对集中的分布在生长旺盛的部位，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。 5.形态学上段和形态学下端的区分 以地面为基准，靠近地面的都是下端，远离地面的都是上端。对根来说，根尖是形态学上端；对茎来说，茎尖是形态学上端。 三.生长素的生理作用 1.作用方式：不像酶那样催化细胞代谢，也不为细胞提供能量，而是给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 2.生理作用：①细胞水平：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。 ②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 3. 作用机理：生长素与生长素受体（细胞内某种蛋白质）特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。 4.生长素的作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长 注意：抑制生长≠不生长 “抑制”或“促进”是相对于对照组（自然生长或蒸馏水处理的组别）而言的生长状况，差于对照组的是抑制生长，生长状况好于对照组的是促进生长。 5.影响生长素生理作用的因素 (1)生长素浓度 ①a点：既不促进生长也不抑制生长。 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，其促进效果最好。 ④c～e段(不含e点)：随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱。 ⑤e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”。 ⑥b、d两点：生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。 ⑦e～f段(不含e点)：随生长素浓度升高，对生长的抑制作用逐渐增强。 注意：①不同浓度的生长素对茎生长的促进作用一定不同吗？不一定，在最适浓度的两侧，会有两个不同浓度的生长素对植物产生相同的促进效果（如b、d两点）。 ②不同浓度的生长素对根生长的抑制作用一定不同。 (2)器官种类 不同器官对生长素的敏感程度不同，敏感性大小：根>芽>茎★。 (3)植物细胞的成熟情况 一般来说，幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老的细胞则比较迟钝。 (4)不同生物对生长素的敏感程度不同，敏感性大小：双子叶植物>单子叶植物。 用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。 6．生长素作用特点的实例 (1)顶端优势极性运输 生长素 顶芽 枝条上部的侧芽 产生 导致 顶芽处生长素含量少--促进生长顶端优势 枝条上部的侧芽处生长素含量多--抑制生长 解除方法：去掉顶芽。摘除顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，侧芽受到的抑制作用就会被解除，侧芽萌动，加快生长。 (2)根的向地性形态学下端E ①表现A 远地侧 D C B 近地侧 当植物横放时，重力方向改变，极性运输不受影响，生长素依然是从形态学上端(根尖AB处或茎尖CD处）运输到形态学下端，横向运输受影响，从A运输到B,C运输到D，故近地侧生长素浓度高于远地侧。 ②原因近地侧---生长素浓度高----抑制生长 近地侧生长速度慢于远地侧 根 远地侧---生长素浓度低----促进生长 7.由6（2）图可知，对于茎来说，近地侧---生长素浓度高----促进生长 近地侧生长速度快于远地侧 茎 远地侧---生长素浓度低----促进生长 植物横放时，茎表现为背地生长 注意：植物横放时，根表现为向地生长 两者表现不同的原因在于：根对生长素的敏感程度大于茎，当生长素浓度高时，根处表现为抑制作用，茎处依然时促进作用。 　植物激素调节的相关实验探究（理解，不背） 一．不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲状况分析 类别 图解 相关结果 遮盖法 ①直立生长； ②向光生长 暗箱法 ①直立生长； ②向光(小孔)生长 插入法 ①向右弯曲生长； ②直立生长； ③向光弯曲生长； ④向光弯曲生长 移植法 ①直立生长； ②向左侧生长； ③、④中IAA的含量：a＝b＋c，b>c 旋转法 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 横置法 ①a＝b、c＝d，水平生长； ②a<b，c<d，a、c、d促进生长，b抑制生长 二.与植物激素有关的实验设计分析 (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 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下端 ①实验操作 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不生长不弯曲。 (4)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度 ①实验操作：如图所示(注：A盒下侧有开口，可以进光)。 ②结果预测及结论： a．若A、B中幼苗都向上弯曲生长，只是B向上弯曲程度大，则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。 b．若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。 c．若B中幼苗向上弯曲生长，A中幼苗水平生长，则说明单侧光与重力对生长素分布的影响相同。 第2节 其他植物激素 一．其他植物激素的种类和作用 1. 植物 激素 合成 部位 分布 主要作用 赤霉素 幼根、幼芽和未成熟的种子 主要分布在植物生长相对旺盛的部位 ①促进细胞伸长，从而引起植株增高； ②促进细胞分裂与分化； ③促进种子萌发、开花和果实发育 细胞分 裂素 主要是根尖 主要分布在正在进行细胞分裂的部位 ①促进细胞分裂； ②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成 脱落酸 根冠、萎蔫的叶片等 将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多 ①抑制细胞分裂； ②促进气孔关闭； ③促进叶和果实的衰老和脱落； ④维持种子休眠 乙烯 植物体各个部位 各器官中都存在 ①促进果实成熟； ②促进开花；促进叶、花、果实脱落 2.课本 P97“小字部分”：油菜素内酯被认定为第六类植物激素。油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。 3．植物激素赤霉素可由植物的特定部位或赤霉菌产生(　×　)（判断对错） 根据植物激素的概念即可判断，植物激素必须是由植物体内产生。 4.一般来说，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。 二.植物间的相互作用 1．植物激素间表现出协同作用和相抗衡作用的实例 (1)表现出协同效应的植物激素实例 植物生长 细胞分裂素、生长素、赤霉素 果实发育 生长素、细胞分裂素、赤霉素 果实成熟，脱落 乙烯、脱落酸 延缓衰老 生长素、细胞分裂素 细胞分裂 生长素、细胞分裂素 种子萌发 细胞分裂素、赤霉素、油菜素内酯 (2)作用效果相反（相抗衡）的植物激素实例 器官脱落 生长素抑制花的脱落，脱落酸促进叶、花、果的脱落 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芽 顶端优势 浓度过高的生长素抑制侧芽生长，细胞分裂素和赤霉素可解除顶端优势 细胞分裂 细胞分裂素，脱落酸 细胞伸长 生长素，乙烯 2．植物激素间的相互关系 (1)在植物生长发育和适应环境变化的过程中，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生长发育和对环境的适应。 ①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，表现出协同作用。 ②在调节种子萌发的过程中，赤霉素促进萌发，脱落酸抑制萌发，二者作用效果相反。 ③生长素浓度升高到一定值时，就会促进乙烯的合成；而乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用。 (2)在植物各器官中同时存在多种植物激素，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，有利于分化成雌花，比值较低则有利于分化成雄花。 (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顺序性。 (4)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。 (5)生长素和赤霉素之间的关系　 ①赤霉素通过促进色氨酸合成生长素来促进细胞伸长。 ②赤霉素对生长素的分解具有抑制作用，赤霉素与生长素对促进细胞伸长具有协同作用。 第3节　植物生长调节剂的应用 一．植物生长调节剂 1.概念：由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。 2.优点：原料广泛、容易合成、效果稳定等。 3.类型 ①分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。 ②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NAA、矮壮素。 4. 应用实例 乙烯利 催熟 赤霉素 使大麦种子无需发芽，就能产生α-淀粉酶 青鲜素 可以延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期(抑制发芽)，保持蔬菜鲜绿 膨大素 使水果长势加快，个头变大，加快水果成熟 5.植物生长调节剂的施用 ①注意事项：选择恰当的植物生长调节剂；还要综合考虑施用目的、效果、毒性，调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。 ②影响施用效果的因素：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。 6.与植物激素相比，植物生长调节剂的作用效果更稳定的原因： 植物体内存在能分解植物激素的相应的酶，所以植物激素在发挥作用后很容易被降解。而植物生长调节剂是人工合成的，植物体内没有分解其相应的酶，因此植物生长调节剂的作用效果比植物激素更稳定。 2. 探索植物生长调节剂的应用 1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 (1)实验原理：适宜浓度的生长素类调节剂能促进插条生根，不同浓度的生长素类调节剂溶液处理后，插条生根的情况不同。 (2)实验过程 ①配制一系列浓度梯度的生长素类似物溶液（浓度梯度比较大）预实验 ②处理生长状况相同的插条的形态学下端 ③观察枝条生根情况正式实验 ④将浓度梯度变小，重复前三步 (3)处理插条的方法 ①浸泡法：把枝条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3厘米，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）。 ②沾蘸法：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。 (4)关键点 ①需进行预实验：预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。 ②设置对照组、重复组 a设置对照组：预实验必须有蒸馏水组作空白对照（目的是判断某浓度生长素类调节剂的作用是促进还是抑制），正式实验时可不设空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行相互对照，目的是探索生长素类调节剂促进扦插枝条生根的最适浓度。 b设置重复组：即每组不能少于3个枝条。 ③自变量，因变量，无关变量 a自变量：不同浓度的生长素类调节剂 b因变量：插条生根的数量，长度 c无关变量：在实验中的处理要采用等量原则。如选用相同的植物材料，插条的生理状况、带有的芽数相同，插条处理的时间长短一致等。 ④处理插条 a生长素类调节剂处理插条可用浸泡法(溶液浓度较低)或沾蘸法(溶液浓度较高，处理时间较短)。 b处理时插条上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。 c扦插时常去掉插条成熟叶片，原因是降低蒸腾作用，保持植物体内的水分平衡。 ⑤在植物进行扦插时，为什么保留有芽和幼叶的枝条比较容易生根？ 答案：芽和叶在生长时能产生生长素，而生长素可促进扦插枝条生根。 ⑥预实验不能减小实验误差，重复实验求平均值才可减小实验误差，避免偶然性 ⑦在实验中，若两种浓度的生长素类调节剂促进插条生根效果基本相同，请分析原因。如何进一步确定最适浓度？ 答：由生长素作用曲线可知，存在作用效果相同的两种生长素浓度。最适浓度应在两种溶液浓度之间，即在两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。 2．尝试利用乙烯利催熟水果 (1)乙烯利的性质 ①工业品为液体。 ②当溶液pH<3.5时，它比较稳定，但随着溶液pH升高，它会分解释放出乙烯。 (2)乙烯利的作用 ①对水果具有催熟作用。 ②进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟。 第4节　环境因素参与调节植物的生命活动 一.光对植物生长发育的影响 1．光的作用 ①提供能量。②作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 2.在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控。 3.光的信号传导 ①信号刺激：光信号。 ②接受光信号的分子：光敏色素（接受光信号的分子之一）。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，其中在分生组织的细胞内比较丰富。主要吸收红光和远红光。 ③调控过程：表现出生物学效应。 细胞核内特定基因的转录变化，获得RNA，到细胞质中翻译。 信号经过转导，传递到细胞核内。 光敏色素被激活，结构发生变化。 光 发生反应 传导信号 感受信号 ④植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。可以认为，环境中的红光，蓝光对于植物的生长发育来说是非常关键的。 二.参与调节植物生命活动的其他环境因素 1．温度 (1)植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。 (2)植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。 (3)温度参与植物生长发育的调节 ①年轮形成的原因是：在春夏季细胞分裂快、细胞体积大，在树干上形成颜色较浅的带；在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小，树干上形成颜色较深的带。 ②春化作用：经历一段时间的低温诱导促进植物开花的作用。 2．重力 (1)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。 (2)调节方式：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。 (3)“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。 (4)课本P107“旁栏思考”：根的向地生长和茎的背地生长的意义：根向地生长，可以深扎根，有利于吸收水分和无机盐；茎背地生长，可以将枝条伸向天空，有利于吸收阳光进行光合作用。 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，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，需要激素作为信息分子传递信息，激素会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。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。 (4)在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠 实际上表现在器官和个体水平上的变化。 调控基因表达以及激素产生、分布 被植物响应 环境变化 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$