2025届高三生物：植物生命活动的调节 知识清单

第27讲 植物生命活动的调节 考点一 生长素的发现过程 1、达尔文的实验 ①发现问题：植物具有向光性，即在 单侧光 的照射下，植物朝向 光源 方向生长的现象。 ②实验设计(材料：金丝雀虉草的胚芽鞘) 第一组 第二组 图示 条件 相同的 单侧光 照射 处理 a组：不作处理，保留胚芽鞘尖端 c组：用锡箔帽子把尖端罩上 b组：去掉胚芽鞘尖端 d组：用锡箔罩住尖端下面一段 自变量 尖端的有无 尖端是否接受光照 现象 a组：向光弯曲生长 c组： 直立生长 b组：不生长、不弯曲 d组： 向光弯曲生长 结论 向光性产生的有关部位是胚芽鞘的尖端 感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端 胚芽鞘生长与否取决于尖端的有无；胚芽鞘弯曲生长部位在尖端以下部分 ③实验结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“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·詹森的实验 3、拜尔的实验 第一组 第二组 第一组 第二组 图示 图示 条件 相同的 单侧光 照射 条件 黑暗 中 处理 切去胚芽鞘尖端 在胚芽鞘尖端和伸长区之间插入琼脂片 处理 切取胚芽鞘尖端 移至左侧 切取胚芽鞘尖端 移至右侧 现象 不生长、不弯曲 向光弯曲生长 现象 向右弯曲生长 向左弯曲生长 结论 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片 传递给下部的伸长区 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 4、温特的实验 实验组 对照组 图示 处理 把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块，放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块，放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 现象 胚芽鞘会朝琼脂块对侧弯曲生长 胚芽鞘不生长、不弯曲 结论 胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，温特把这种物种命名为生长素 注：琼脂块的作用是收集尖端产生的化学物质；对照组的目的是排除琼脂块自身成分对实验的干扰。 (5)其他科学家的研究：确认生长素的化学本质是吲哚乙酸(IAA)。 注意： (1)胚芽鞘系列实验的5个结论 ①生长素的产生部位：胚芽鞘尖端(产生不需要光)。 ②生长素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸长区。 ③感光部位：胚芽鞘尖端。 ④单侧光的作用：引起生长素分布不均匀。 ⑤胚芽鞘弯曲生长的原因：尖端下部生长素分布不均匀。 (2)琼脂不能感光，不会影响生长素的运输和传递，而云母片、玻璃片等则会阻断生长素的运输。在失重状态下，尖端只发生极性运输，因此顺“尖”而长。 (3)从对照实验设计的单一变量原则角度分析,鲍森·詹森实验有什么不足之处?又该如何改进? 不足之处为：该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生。 改进方案为: 增设③组:将胚芽鞘尖端切掉,将琼脂片放在切口上,用单侧光照射,观察胚芽鞘生长状况。 (4)鲍森·詹森实验的目的是要证明胚芽鞘尖端产生的影响要向下传递,但实验并没有充分证明,如何补充实验可以充分证明胚芽鞘尖端产生的影响要传递到下部才能发挥作用?（设置对照组,将琼脂片换成云母片或玻璃片,其他均相同） (5)温特为什么要设置对照组?是如何形成对照的?得到的结论是什么? 排除琼脂块本身的化学物质对实验结果的干扰。 将是否接触过胚芽鞘尖端的琼脂块作为自变量，分别将其放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，观察胚芽鞘是否会朝对侧弯曲生长。 温特进一步证明了胚芽鞘尖端能产生某种化学物质，会造成胚芽鞘弯曲生长。 考点二 生长素 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。 ①产生部位：植物体内的特定部位。 ②运输途径：从产生部位运送到作用部位。 ③生理作用：影响植物生长发育。 ④化学本质：微量有机物。 2、生长素的化学本质 ①1934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。 ②1946年,科学家从植物体内分离出来生长素,并确认它也是IAA。 ③进一步研究发现,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。 3、生长素和生长激素的区别： I、生长素：属于植物(动物/植物)激素，化学本质是吲哚乙酸。 II、生长激素：属于动物(动物/植物)激素，化学本质是蛋白质，由垂体产生。 4、生长素的产生、运输和分布 (1)产生：部位：主要合成场所是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。 来源：是由色氨酸经过一系列反应转变而来的。 (2)运输 ①极性运输： 生长素只能单方向地从形态学上端运输到形态学下端。（极性运输是由遗传物质决定的，不受重力、单侧光等外界因素的影响。）；注意：在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”； 极性运输是细胞的主动运输，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。 注意：形态学上端和形态学下端的区分方法（见右图） ②横向运输：只发生在生长素产生部位（根尖、茎尖等）受外界因素的影响时，如单侧光、重力、离心力等，只发生在根、芽等各个部位的尖端，尖端在均匀光照和黑暗环境中不发生生长素横向运输。 ③非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部的筛管进行非极性运输。非极性运输不受形态学上下端的影响，如生长素可优先供给生长中心。 (3)分布：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分，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织 、形成层、发育中的种子和果实等处。而趋向衰老的组织和器官中含量极少。植物各部分生长素含量比较如下： ①合成部位 < 积累部位，如顶芽 < 侧芽、分生区 < 伸长区。 ②生长旺盛的部位 > 衰老部位，如根尖分生区 > 老根。 a.判断运输类型 横向运输：①④ 极性运输：②③ b.在图中标出极性运输方向 c.在图中标出横向运输方向，并总结影响横向运输的因素 影响因素：单侧光、重力、离心力 注意： ①失重状态下水平放置的植物的根、芽中生长素分布是均匀的，植物会水平生长。 ②琼脂等不能感光，不会影响生长素的运输，而云母片、玻璃片等则会阻碍生长素的运输。 ③产生生长素、感受光照和发生横向运输的部位都在尖端，而生长部位及发生弯曲的部位在尖端以下的伸长区。 ④光只能影响生长素的分布，不能影响生长素的合成。 ⑤判断植物“长不长、弯不弯”的简单方法——“两看法”；注意：①判断生长素的有无，一看有没有产生部位，二看有没有人为施加；②尖端下部伸长区相当于生长素作用的“靶细胞”部位。 ⑥植物激素和动物激素的异同 项目 植物激素 动物激素 合成部位 无专门的分泌器官（一定的部位） 内分泌器官或细胞 作用部位 没有特定的器官 特定的器官、组织 运输途径 极性运输、非极性运输、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、固醇类、氨基酸衍生物类等 情境创设 对植物向光性的解释有三种观点：一是向光侧生长素向背光侧转运，导致背光侧生长素含量增加，促进作用增强；二是向光侧生长素被分解；三是向光侧抑制生长的物质增多。如图表示将玉米苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并做不同处理，一段时间后，测定琼 脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示。 (1)若__________________，说明向光侧生长素被分解了。 (2)若____________________________，说明生长素由向光侧移 向了背光侧。 (3) 若____________________________，说明向光侧抑制生长的 物质增多。 (4) 该实验能不能说明向光性是向光侧的生长素向背光侧转移和 向光侧产生了抑制性物质共同作用的结果？并说明理由。 提示：(1)a>b、c<d　(2)c＋d＝e＋f＝a＝b，且e<f　(3)c＋d＝e＋f＝a＝b，且e＝f(乙、丁向光弯曲生长)　(4)不能。因为该实验过程没有对抑制物质进行检测，所以仅根据实验现象不能反映出向光性是向光侧的生长素向背光侧转移和向光侧产生了抑制性物质共同作用的结果。 考点三 植物向性运动原因分析 1、向光性：外因：单侧光照射。内因：生长素分布不均匀。 原因分析：植物的向光性是由于生 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。 2、 根的向地性和茎的背地性 （1）表现： （2）原因： 3、 探究向性运动的处理方法和结果 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向右侧弯曲生长； 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； ③④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，都促进水平生长； ②a<b，c<d，a、c、d促进生长，b抑制生长 考点四　生长素的生理作用及特性 1、生长素的生理作用：生长素能促进细胞伸长生长，从而引起植株长高。 2. 作用方式：生长素不直接参与细胞代谢，而是作为信息分子给细胞传达一种调节代谢的信息，起着调节细胞生命活动的作用。 3. 生长素的作用特点——两重性 (1)作用表现：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。具体表现：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。 (2)影响生长素生理作用的因素 ①生长素浓度：一般情况下，在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长，甚至杀死植物。不同浓度的生长素作用于同一器官，引起的生理效应一般不同(促进效果不同或抑制效果不同)。 a点——既不促进生长也不抑制生长。 a～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。 c点——促进生长的最适浓度，促进效果最好。 c～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。 e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”。 b、d两点——生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。 e～f段——随生长素浓度升高，对生长的抑制作用逐渐增强。 注意：不要认为“抑制生长”就是“不生长”： 所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的——凡生长状况差于对照组者可谓生长受抑制，生长状况好于对照组者可谓促进生长。 ②器官种类：不同器官对生长素的敏感度不同，生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系如图所示。 I、对于各种器官，生长素的功能均具有两重性，即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官生长。 II、同一浓度的生长素作用于不同器官，引起的生理功效不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根>芽>茎)。 ③成熟程度：一般来说，幼嫩的细胞对生长素敏感，老细胞则比较迟钝。 (3)作用效果 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。 (4)实例： A、顶端优势 ①概念：植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。 ②形成原因：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。 顶芽：生长素浓度 低 ， 促进 (促进/抑制)生长 极性 运输 侧芽：生长素浓度 高 ，生长发育受到(促进/抑制) 抑制 注：生长素的运输有“就近运输”的特点，侧芽浓度高低为 A＞B＞C 。 ③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。 ④应用：需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势；不要长高、需要侧枝较多的植物(如棉花摘心、烟草打顶、果树修剪整枝)：去掉顶芽，解除顶端优势。 B、根的向地性 (5)利用“三看法”判断生长素作用的两重性 注意：关于两重性的2个要点 (1) 生长素作用的两重性多涉及坐标曲线图形式的试题。一定要区分清促进作用或抑制作用时对应的生长素浓度。不要误把最适生长素浓度看成促进作用和抑制作用的“分水岭”。 (2) 确认能否体现两重性的关键在于“浓度与生长状况” ①若生长较慢处的生长素浓度＞生长较快处的生长素浓度则能体现两重性，如根的向地性生长、顶端优势等。 ②若生长较慢处的生长素浓度＜生长较快处的生长素浓度，则不能体现两重性，只能表明“低浓度促进生长”，如茎的向光性和背地性生长。 (6)据图分析不同浓度的生长素对同一器官的作用 (1) 若曲线表示不同浓度生长素对植物幼苗的作用，幼苗出现向光性时，测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围是大于m，且小于M。 (2) 若曲线表示不同浓度生长素对植物茎的作用，植物水平放置时，表现出茎的背地性时，测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围是大于0，且小于m。 (3) 若曲线表示不同浓度生长素对植物根的作用，植物水平放置时，表现出根的向地性时，测得其根的远地侧生长素浓度为m，则根的近地侧浓度范围是大于i。 (7) 除草剂 从图中可以看出，双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感。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。 补充考点：生长素的作用机理 生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，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。至于激素与受体蛋白结合之后细胞何以就能发生相应的反应，发生了哪些生物学的变化，这些问题还不能圆满解答。但目前已发现有以下两个事实： 第一，实验证明，生长素能使它所作用的细胞继续合成相关的mRNA和蛋白质，因此建立了基因表达学说。 第二，一些植物生理学家根据生长素对细胞壁的作用提出了“酸生长假说”。该假说认为：生长素能诱导细胞核基因的选择性表达，产生质子泵，并进一步诱导质子泵整合到细胞膜上。细胞膜上的质子泵将H＋泵出细胞而进入新生细胞的初生壁，细胞壁因pH降低引起一些酶活性的提高，对酸不稳定的键(氢键等)也断裂，导致多糖链被破坏而变得松弛柔软，纤维素微纤丝彼此松开，细胞吸胀，加上膨压作用，细胞就伸长了(如图)。实验证明，质子和其他酸性物质都可以诱导植物细胞伸长，而中性的缓冲液就没有这个效果。 例题：生长素的具体作用机理是生长素与细胞膜上的受体结合，通过进一步信号转导促进质子泵基因的表达。质子泵是细胞膜上转运H＋的载体，被活化的质子泵可催化ATP水解将H＋从膜内(低浓度)转运到膜外(高浓度)，使细胞壁酸化，酸化后的细胞壁变得松弛而有利于伸展。下列相关叙述正确的是(　C　) A．生长素是在相应腺体中由色氨酸经过一系列反应转变形成的 B．生长素是一种信息分子，直接参与质子泵基因的表达过程 C．H＋从膜内转运到膜外的方式是主动运输，质子泵兼具酶和载体的功能 D．生长素的化学本质不是蛋白质，其本身的合成不受基因组的控制 考点五 有关生长素的实验探究 1、验证尖端产生生长素。 甲　 乙 (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的一侧(如图甲所示)。 (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的一侧(如图乙所示)。 2、验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段。 甲　　　 乙 　 (1)实验组:在胚芽鞘尖端与下面一段之间插入云母片(如图甲所示)。 (2)对照组:胚芽鞘不进行处理(如图乙所示)。 3、验证生长素的横向运输发生在尖端。 (1)实验操作。 a 　　b　　　c (3) 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。 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: ①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。 ②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。 ③若A中幼苗水平生长,B中幼苗向上弯曲生长,说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。 例题： 已知单侧光与重力均影响生长素的运输。为探究某强度的单侧光及重力对横放状态下植物生长的影响，研究人员对刚萌发的盆栽燕麦分别进行了如图甲所示的处理，燕麦弯曲生长情况用图乙表示。 由图乙可说明该强度的单侧光与重力(引起生长素横向运输)的作用效果相同。 假如降低单侧光的强度，图甲②可能出现的变化是开始向上弯曲生长； 假如三组实验处于失重状态下，那么三组芽的弯曲状态分别为向上生长、向下生长、水平生长。 考点六 其他植物激素 一、其他植物激素的合成部位和主要作用 注意: （1）科学家发现，除了上述五类植物激素，植物体内还有一些天然物质也起到调节生长发育的作用。其中，油菜素内酯已经被正式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。 （2）植物激素在植物体内含量虽然微少，但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。 （3）植物激素的作用机理：植物激素对植物生长发育的调控，是通过控制细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。 （4）果实的发育≠果实的成熟 A、果实发育是指受精以后，子房逐渐形成果实的过程，该过程与生长素和赤霉素有关。 B、果实的成熟则是指果实中成分、营养物质的变化和积累，该过程与乙烯密切相关。 （5）秋水仙素不是植物激素， 它是秋水仙这种植物细胞内产生的一种生物碱，可抑制植物有丝分裂中纺锤体的形成，一定浓度的秋水仙素还能诱发基因突变。 （6） 五类植物激素的异同点 相同点：①均由植物体的一定部位产生，即由植物细胞产生；②均由产生部位运输到作用部位；③含量极少；④调节作用较为显著；⑤可以共存于同一植物体内。 不同点：①对于植物的生理效应不同；②起作用的时期不同。 二、植物激素间的相互作用 1、植物激素在不同的发育阶段，含量不同 在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，某种植物激素含量会发生变化。 例如草莓果实发育和成熟过程中，在开花到花瓣脱落前，果实逐渐成熟时和完全成熟时，乙烯含量较高，果实膨大时期，乙烯含量比较低。 2、 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，而是多种激素相互作用共同调节 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。这些激素间有的表现出协同作用，有的表现出拮抗作用。 (1) 具有协同作用的激素 生理作用 相关激素 促进植物生长 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继续增大 延缓叶片衰老 生长素、细胞分裂素 诱导愈伤组织分化成根或芽 生长素、细胞分裂素 促进果实成熟 脱落酸、乙烯 促进种子发芽 细胞分裂素、赤霉素 促进果实生长 生长素、细胞分裂素、赤霉素 (2) 具有拮抗作用的激素 生理作用 起促进作用的激素 起抑制作用的激素 细胞分裂 细胞分裂素 脱落酸 器官衰老 脱落酸 生长素 种子萌发 赤霉素、细胞分裂素 脱落酸 3、在代谢上的相互作用 乙烯和生长素：生长素含量升高到一定值时，会促进乙烯的合成；乙烯含量的升高会抑制生长素的作用，两者共同作用，调节植物器官的生长、发育。 ①生长素浓度升高到一定值（M）时，会促进乙烯的合成； ②乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用。 4、作用特点： (1)在植物各器官中同时存在着多种植物激素，决定器官生长、发育的，往往不是某种激素的绝对含量，而是不同植物激素的相对含量。 实例： ①脱落酸/赤霉素：比值较高时，有利于分化形成雌花；比值低时，有利于分化形成雄花。 ②生长素/细胞分裂素：比值高时，有利于根分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽分化，抑制根形成；比值适中时，有利于愈伤组织生长。 (2)在植物生长发育过程中，不同种激素的调节往往表现出一定的顺序性。 例如，在猕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，调节这果实的发育和成熟。 5、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。 ①在果实细胞分裂的过程（发育过程）中，细胞分裂素、生长素、赤霉素浓度较高。 ②在果实伸长（快速生长）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。 注意: 1、 果实在不同发育时期植物激素的种类和含量是不同的，这是受植物基因控制的，其实质是基因选择性表达的结果。 2、 赤霉素与生长素的主要生理作用有什么相似之处？又有哪些不同？ 相同点：赤霉素和生长素都能促进细胞伸长，诱导细胞分化，影响花、 果实发育等作用。 不同点: 赤霉素促进种子萌发，生长素不能。 3、 赤霉素和乙烯的生理作用可能存在什么关系？ 赤霉素和乙烯既有协同作用，也有“对抗”关系。协同作用表现为都能促进开花；“对抗”关系表现为赤霉素促进果实发育，乙烯促进果实成熟和脱落。 4、研究表明：脱落酸在高温条件下易降解，则小麦、玉米即将成熟时，若经历持续一段时间的干热后再遇大雨的天气，种子将易在穗上发芽的原因是什么？ 提示：脱落酸能维持种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠了。再遇到大雨天气，又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就在穗上萌发了。 5、从赤霉菌培养基的滤液中分离出的赤霉素同样能使水稻幼苗出现与“恶苗病”相同症状的事实能否说明赤霉素是一种植物激素？为什么？ 提示：不能。植物激素是在植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物生长发育有显著影响的微量有机物，该实验不能说明赤霉素是在植物体内产生的。 6、生长素与细胞分裂素：植物的生长表现在细胞体积的增大和细胞数目的增多，生长素能促进细胞伸长、体积增大，使植株生长；而细胞分裂素则是促进细胞分裂，使植株的细胞数目增多，从而促进植物生长。 7、生长素与乙烯：生长素的浓度接近或等于生长最适浓度时，就开始诱导乙烯的形成，超过这一点时，乙烯的合成量就明显增加，而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时，就会出现抑制生长的现象。 8、脱落酸与细胞分裂素：脱落酸强烈地抑制分裂，并使衰老的过程加速，但是这些作用又会被细胞分裂素解除。 9、赤霉素与生长素在促进细胞伸长方面的关系 赤霉素通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长 考点七 植物生长调节剂的应用 1、概念：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、在实际生产中常用植物生长调节剂来代替天然植物激素的原因是天然植物激素含量低，且提取困难。 4、类型 (1)根据分子结构不同划分： 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：α­萘乙酸(NAA)、矮壮素等。 (2)根据作用不同划分： 植物激素 对应生长调节剂 应用 生长素 α­萘乙酸、2，4­D ①促进扦插枝条的生根 ②促进果实发育，防止落花落果 ③用作农业除草剂 赤霉素 赤霉素 ①促进植物茎秆伸长 ②解除种子和其他部位的休眠，提早用来播种 细胞分裂素 青鲜素 蔬菜储藏中，用它来保持蔬菜鲜绿，延长储藏时间(对人体健康有害) 乙烯 乙烯利 用于催熟果实 脱落酸 矮壮素 控制植物生长，使植株节间缩短，长得矮、壮、粗，根系发达，抗倒伏 5、植物生长调节剂应用实例 (1)GA(赤霉素类)：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 (2)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； (3)乙烯利：促进黄瓜的雌花分化；促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。 (4)施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。 (5)用一定浓度的生长素类调节剂溶液补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响受粉而导致的瓜果类作物产量下降。(注：此措施不可用于缓解以收获种子为目的的各种粮食作物和油料作物的减产) 6、作用 (1)优点： I、提高作物产量、改善产品品质:①延长或终止种子、芽及块茎的休眠； ②调节花的雌雄比例；③促进或阻止开花； ④诱导或控制果实脱落；⑤控制植株高度、形状。 II、减轻人工劳动，如减少园林植物的修剪次数。 (2)负面影响：①使用不当，可能影响作物产量和产品品质；②过量使用，可能给人体健康和环境带来不利影响； 7、植物激素与植物生长调节剂的比较 植物激素 植物生长调节剂 来源 植物一定部位产生 人工化学合成 生理作用 对植物生长发育进行调节 作用后去向 被相应的酶分解失活 残留在植物体内继续发挥作用 作用效果 短暂，只发挥一次作用 持久稳定(因为：植物生长调节剂在植物体内没有分解它的酶) 实例 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 注意： 1、农业生产上，因生长素类似物萘乙酸诱导无子果实的效果比用天然的生长素效果明显，尝试说明理由。 　　植物体内没有分解萘乙酸的酶，可以长时间发挥作用，而植物体内有分解吲哚乙酸的酶，所以吲哚乙酸不能长时间发挥作用。 2、瓜果蔬菜在种植时因使用了植物生长调节剂而引起社会的广泛关注，媒体接连曝出“激素黄瓜”“空心草莓”“爆炸西瓜”等。试探讨使用植物生长调节剂，会不会影响农产品的品质？ 植物生长调节剂使用得当，不会影响产品品质，甚至可以改善品质。例如，适当使用赤霉素类物质可以提高葡萄品质。如果使用不当，或片面追求短期经济效益，则有可能影响产品品质。 3、赤霉素是植物激素，也是一种植物生长调节剂，从化学结构上分析人工合成的赤霉素和植物体内的赤霉素在结构上有何关系？ 二者结构相同或相似。 4、 儿童食用乙烯利催熟的水果，会不会导致早熟现象的出现？为什么？ 　　不会。植物激素通过和植物细胞表面的受体结合而发挥作用，人体细胞表面没有相应的受体。 5、 植物激素≠植物生长调节剂。 　　植物激素是植物体内产生的有机物，植物生长调节剂是人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。植物生长调节剂的生理效应与植物激素类似，植物生长调节剂的分子结构与植物激素可能类似，也可能完全不同。 6、 生长素≠生长素类调节剂。 　　色氨酸经过一系列反应可转变成生长素，吲哚乙酸(IAA)、苯乙酸(PPA)都是生长素，而α­萘乙酸(NAA)和2,4­D都是人工合成的生长素类调节剂。生长素类调节剂的生理作用与生长素类似，也具有两重性。 7、 生长素类似物与生长素的作用及作用特点类似，具有两重性。使用生长素类似物时注意使用适宜浓度。 8、 无子西瓜与无子番茄的形成原理 (1)无子西瓜是三倍体植株，是多倍体育种形成的，由染色体变异引起，属于可遗传的变异。 (2)无子番茄的形成是由于涂抹了一定浓度的生长素形成的，但无子番茄的染色体与正常细胞相同，属于不可遗传的变异。 考点八 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。 ①生长素类似物对植物插条的生根情况有很大的影响,在不同浓度、不同时间下处理插条,其影响程度不同。 ②生长素类似物的影响存在一个最适浓度,在此浓度下植物插条的生根数量最多,生长最快。 2、预实验的目的：①为进一步的实验摸索条件；②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。 此实验的预实验的注意事项:必须要有蒸馏水处理的对照实验，用来判断实验中设置的浓度起促进作用还是抑制作用（在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照）； 3、常用方法： ①浸泡法：把插条基部浸泡在配置好的溶液中，深约3cm，处理几小时至一天。要求溶液浓度较小，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方的地方进行处理。 ②沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中沾蘸一下（约5s），深约1.5cm。 4、变量分析: ①自变量：不同生长素类似物溶液的浓度。 ②因变量：插条的生根情况，如生根时间，根的数量、长度。 ③无关变量：如处理时间、光照、温度、枝条上芽的数量，无关变量要求相同且适宜。 5、实验思路：设计一系列浓度梯度的生长素类似物溶液，观察统计各浓度下插条生根情况。 ①将生长状况相同的插条平均分成若干组； ②配制对应组数的系列梯度浓度的生长素类似物溶液，使用清水(浓度为0)的一组作为对照组。 ③分别用不同浓度的生长素类似物溶液处理对应组的插条形态学下端； ④观察记录插条生根时间，根的数量、长度等，确定最适浓度。 实验中生根时间最短、数量最多、长度最长的一组对应浓度就是促进扦插生根的最适浓度。 6、 实验注意事项 (1)设置对照组、重复组 ①设置对照组：清水空白对照；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似物促进扦插枝条生根的最适浓度。 ②设置重复组：即每组不能少于3个枝条。 (2)控制无关变量：无关变量在实验中的处理要采用等量性原则。如选用相同的花盆、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。 (3)处理插条： ①生长素类似物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)。 ②处理时插条上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。 ③扦插时常去掉插条成熟叶片，原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用，保持植物体内的水分平衡。 (4)在确定了最适浓度的大致范围后，可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。 (5)选择插条时需带有一定的芽或叶的原因 凡是带芽或叶的插条，其扦插成活率都比不带芽或叶的插条扦插成活率高，但芽或叶并非越多越好。留叶过多，亦不利于生根，因叶片多，蒸腾作用失水多，插条易枯死；留芽过多，芽会分泌较多的生长素，影响实验的结果，导致结果不准确。 (6)如果观察到插条不能生根，可能的原因分析 ①有可能是枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多；②也有可能是枝条幼芽、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；③还有可能是没有分清形态学的上端与下端。 考点九 尝试利用乙烯利催熟水果 (1)实验目的：验证乙烯对香蕉具有催熟作用。 (2)实验原理： ①乙烯利分解释放出乙烯。 ②乙烯能促进果实成熟。 (3)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。 (4)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。 (4) 实验结论：乙烯对香蕉具有催熟作用。 考点十 环境因素参与调节植物的生命活动 1、 光 1、光对植物颜色的影响 (1)机理：叶绿素的形成需要光。种子在黑暗中萌发，长成的幼苗叶片中缺乏叶绿素，表现为“黄化苗”。 (2)应用：韭黄、蒜黄的培育。 2、光对植物形态的影响 (1)植物的向光性 ①机理：单侧光照使向光侧的生长素向背光侧转移，导致背光侧生长较快，从而使植物向光生长。 ②意义：使植物得到尽可能多的光照； 3、 光对植物开花的影响 (1)长日照植物 ①概念：只有当日照长度超过临界日长(14～17小时)，或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽，只停留在营养生长阶段。 ②实例：冬小麦、大麦、油菜、萝卜等，纬度超过60°的地区，多数植物是长日照植物。 (2)短日照植物 ①概念：只有当日照长度短于其临界日长(少于12小时，但不少于8小时)时才能开花的植物。在一定范围内，暗期越长，开花越早，如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。 ②实例：许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物大多属于短日照植物，如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。 注意：长日照植物与短日照植物的区分 (1)长日照植物和短日照植物的开花与日照时长并无直接关系，是连续的黑暗时长会直接决定其开花与否。即促进长日照植物的开花并不需要延长日照时长，只要在连续的黑暗中给予短时间的光照，将连续的黑暗时长缩短至某一临界值以下就可以了；而对于短日照植物只需延长连续黑暗的时间即可。所以长日照植物也叫短夜植物，短日照植物也叫长夜植物。 (2)长日照植物和短日照植物的临界日长(夜长)根据物种不同而不同，并不是严格的12小时。 (二)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。 2、植物能够对光作出反应的原因 (1)植物可以感知光信号。 (2)植物具有能够接受光信号的分子，光敏色素是其中的一种。 (3)光信号传导的结构基础之一——光敏色素 ①化学本质：蛋白质(色素—蛋白复合体) ②分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 ③吸收光的类型：主要是红光和远红光。 ３、植物对光作出反应的过程 　　在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。 I 注意:光敏色素接收光信号后将之转换为胞内cGMP和Ca2+信号，进一步引起基因表达的改变。 重要结论： 1、 一个周期中连续黑暗时间决定是否开花； 2、 红光和远红光调节莴苣种子萌发的不同作用:红光可以促进种子萌发，远红光逆转以上效果。 3、 光参与调节许多植物的种子萌发过程。 4、 光影响植物的颜色和形态; 5、 黑暗时长可被红光打断，远红光可逆 转此效应; 6、 光信号在植物体内转换为化学信号; 7、 光敏色素是感受光信号的受体，可以 将信号传递到细胞核中，引起基因转录的 变化。 2、 温度 春化作用： ①概念：经一定时间的低温诱导促进植物开花的作用。 ②举例：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，例如冬小麦、冬大麦、芹菜、胡萝卜、白菜等，如果不经过一定时间的低温，它们就会一直保持营养生长状态或很晚才能开花。 注意：春化过程中，感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加，代谢也发生顺序性变化。春化效应还可经细胞分裂传递给子细胞。 ③经过春化作用才开花的意义是什么？(避免在秋季开花) ④春化作用过程中，感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加，说明低温通过什么机制影响植物的开花？（通过影响基因的转录和翻译影响基因的表达） 三、重力 淀粉—平衡石假说: 淀粉—平衡石假说认为，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。 四、植物生长发育的整体调控 植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。 1、基因表达调控：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。 2、激素调节：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。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。 3、环境因素调节：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。 17 学科网（北京）股份有限公司 $$