内容正文:
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
第2课时 生长素的生理作用
概述科学家经过不断地探索,发现了植物生长素,并揭示了它在调节植物生长时表现出浓度较低时促进生长,浓度过高时则会抑制生长。
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目录
CONTENTS
02
知识框架构建
04
课时作业
01
知识自主梳理
03
重点难点突破
01
知识自主梳理
一读·课本原文梳理
1.作用方式:给细胞传达信息,起着_________________的作用。
2.生长素的作用
(1)细胞水平上:促进______________、诱导__________等。
(2)器官水平上:影响__________________,如促进_____________发生,影响花、叶和___________等。
3.作用机理:生长素首先与细胞内某种蛋白质——____________特异性结合,引发细胞内发生_______________过程,进而诱导_______________,从而产生效应。
调节细胞生命活动
细胞伸长生长
细胞分化
器官的生长、发育
侧根和不定根
果实发育
生长素受体
一系列信号转导
特定基因的表达
知识自主梳理
5
4.作用特点:一般情况下,生长素在_________时促进生长,浓度过高时__________。
典型实例——顶端优势
(1)含义:______优先生长,______生长受抑制的情况。
(2)原因:顶芽产生的生长素向侧芽运输导致侧芽处生长素浓度______,侧芽发育受_______。
浓度较低
抑制生长
顶芽
侧芽
较高
抑制
低
促进
抑制
知识自主梳理
6
(3)解除方法:去掉顶芽,降低侧芽生长素浓度——果树打顶、棉花摘芯、园艺修剪。
5.影响因素
(1)浓度:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
(2)植物细胞的成熟情况:___________对生长素
敏感,___________则比较迟钝。
(3)器官的种类:不同器官对生长素的敏感程度
不一样。根、芽、茎的敏感程度从高到低依次为:___________。
(4)植物种类不同:不同种类植物对生长素敏感程度不同,双子叶植物敏感性大于单子叶植物。
幼嫩的细胞
衰老细胞
根>芽>茎
知识自主梳理
7
知识框架构建
二读·课本整体感知
02
知识框架构建
9
练习1 (1)生长素能催化细胞代谢,但不能提供能量。( )
(2)生长素能诱导细胞的分化。( )
1.在植物体内,生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;在器官水平上则影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
×
√
知识框架构建
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练习2 (1)生长素对根、芽、茎只有促进作用。( )
(2)生长素的作用效果受植物的种类、器官种类和生长素浓度等因素影响。( )
(3)顶芽产生的生长素通过自由扩散的方式运输到侧芽部位。( )
(4)为了使梅花生出更多侧枝要适时修剪,适时修剪的原理是打破梅花的顶端优势。( )
(5)梅花会向光生长体现了高浓度的生长素会抑制植物生长。( )
2.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。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,侧芽的发育受抑制,表现为顶端优势。
×
×
×
√
√
知识框架构建
11
重点难点突破
三读·课本重难突破
03
重难 植物生长素的生理作用
1.生长素的生理作用特点曲线分析
(1)A点对应生长素浓度既不促进生长,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。
(2)A~C段(不含A点)随着生长素浓度升高,对生长的促进
作用逐渐增强。
(3)C点对应的浓度为促进生长的最适浓度,促进效果最好。
重点难点突破
13
(4)C~E段(不含E点)对应的浓度仍为促进浓度,只是随生
长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。
(5)E点对应的浓度为促进生长的浓度阈值——低于此值时
促进生长,超过此值则为抑制生长。
(6)B、D两点对应的生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。
(7)E~F段(不含E点)随生长素浓度升高,生长素对生长的抑制作用逐渐增强。
重点难点突破
14
2. “促进”或“抑制”是相对于生长素处于最低浓度时,各器官的生长速度而言,当生长素浓度过高而“抑制”生长时,器官表现为生长速度减慢,甚至生长停滞。综上可知,生长素的作用特点是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。
3.能够表现生长素作用特点的植物生长现象有顶端优势、根的向地生长等。
重点难点突破
15
[例1] 如图甲为探究不同实验条件对植物生长的影
响,图乙表示不同浓度生长素溶液对植物根生长的影响。
下列有关叙述正确的是( )
A.比较图甲中的装置①②,能够说明单侧光是引起
植物茎弯曲生长的主要因素
B.要探究出植物的弯曲生长是否与单侧光有关,最
好选用图甲中③④两个装置进行实验
C.图乙曲线上C点表示不生长,H点对应的生长素浓度是促进根生长的最适生长素浓度
D.若图甲装置①根的背地侧生长素浓度为图乙中的m,则近地侧生长素浓度在2m~c之间
重点难点突破
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解析:即使没有单侧光,在重力作用下,图甲中的装置①②植物的茎仍会弯曲生长,故比较图甲中的装置①②,不能够说明单侧光是引起植物茎弯曲生长的主要因素,A错误;要了解植物的弯曲生长与单侧光的关系,实验的自变量是是否有单侧光照射,植物的放置方向等属于无关变量,应保持一致且不会影响因变量,因此应选择图甲中③④两个装置进行实验,B正确;分析图乙,C点与横轴相交,该点对应的生长素浓度对植物生长既不促进,也不抑制,但不是不生长,C错误;由于重力作用的影响,近地侧生长素浓度大于背地侧,根的近地侧由于生长素浓度高,抑制根的生长,背地侧生长素浓度低促进根的生长,因此若图甲装置①内根的背地侧生长素浓度若为m,近地侧的浓度应该大于c,D错误。
重点难点突破
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[例2] 在农业生产中,常用一定浓度的人工合成
的具有生长素类似效应的调节剂做为除草剂,除去某些
农作物田地中的某些杂草,如图为不同浓度的除草剂对
杂草和农作物生长的影响示意图,据图分析下列叙述不
正确的是( )
A.农作物与杂草对除草剂的敏感性不同
B.选择除草剂浓度时既要考虑除去杂草,也要考虑对农作物的影响
C.b点时对杂草起抑制作用,对农作物起促进作用
D.除草剂作用原理与植物向光性的原理不同
重点难点突破
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解析:据图可知,b点时,该除草剂浓度对杂草和农作物均起促进作用,C错误;除草剂的作用原理是生长素浓度过高时抑制植物的生长,浓度较低时促进生长,而植物向光性的原理是光会引起生长素分布不均,生长素具有促进生长的作用,D正确。
重点难点突破
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课时作业
04
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
题点 生长素作用特点 生长素作用与浓度关系曲线分析 顶端优势 生长素作用与浓度关系曲线分析 生长素的应用 生长素作用特点实例分析 生长素作用及特点
题号 8 9 10 11 12 13
难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★
题点 生长素作用特点曲线分析 生长素促进生长作用曲线分析 生长素作用机理分析 影响侧芽生长的因素 生长素作用特点实验分析 生长素作用实验
分析
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课时作业
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[基础对点]
1.下列关于生长素生理作用特点的叙述,正确的是( )
A.随着生长素浓度的增加,其对生长的促进作用增强
B.适宜茎生长的一定浓度的生长素往往促进根的生长
C.同一浓度的生长素对不同器官的作用效果往往不同
D.成熟细胞比幼嫩细胞对生长素更敏感
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课时作业
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解析:在一定范围内,随着生长素浓度的增加,其对生长的促进作用加强,超过最适浓度后,对生长的促进作用减弱,直到起抑制作用,生长素浓度过高可能会导致植物死亡,A错误;由于根比茎对生长素敏感,因此,适宜茎生长的一定浓度的生长素可能会抑制根的生长,B错误;在植物体内,幼嫩细胞的代谢和生长比成熟细胞旺盛,对生长素也更敏感,D错误。
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课时作业
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2.图1表示不同生长素浓度对胚芽鞘生长的作用,图2表示将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘顶部的一侧,胚芽鞘弯曲的情况(弯曲角度用α表示)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.当琼脂块中含有的生长素浓度为b时,α最小
B.生长素浓度大于c时,才会抑制胚芽鞘的生长
C.当生长素浓度大于b小于c时,随生长素浓度增加α变大
D.生长素浓度小于b时促进生长,大于b时抑制生长,体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点
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课时作业
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解析:当琼脂块中含有的生长素浓
度为b时,左侧生长最快,α最小,A正确;
生长素浓度小于c时促进胚芽鞘生长,等
于c时,既不促进生长也不抑制生长,大
于c时,会抑制胚芽鞘生长,B正确,D错误;当生长素浓度大于b小于c时,随生长素浓度的增加,其促进作用逐渐变弱,α逐渐变大,C正确。
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课时作业
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3.生产上摘除棉花的顶芽是为了去除顶端优势现象,下列有关一株棉花上的顶芽与侧芽的说法,错误的是( )
A.侧芽产生的生长素不能运输到顶芽
B.侧芽生长的过程与顶芽无关
C.顶芽产生的生长素通过主动运输运到侧芽
D.顶端优势的存在能使植物争得更多的阳光
解析:生长素在植物体芽中进行极性运输,因此侧芽产生的生长素不能运输到顶芽,A正确;侧芽中的生长素来自于顶芽和侧芽自身,生长素可调节侧芽生长的过程,故侧芽生长的过程与顶芽有关,B错误。
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课时作业
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4.将黄化豌豆幼苗切段用不同浓度的生长素处理,
结果如图。下列有关分析错误的是( )
A.生长素可通过促进细胞伸长来促进幼苗切段的
生长
B.最适浓度的生长素可使离体的茎段有最大的生长量
C.不同浓度的生长素可能使离体的茎段有相同的生长量
D.若溶液的浓度大于18 μmol·L-1,则茎段生长量大于d cm
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课时作业
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解析:由题图可知,在最适浓度两侧,不同浓度的生长素可使离体的茎段有相同的生长量,C正确;若溶液的浓度大于18 μmol·L-1,图中未给出数据,因此可能产生抑制作用,茎段生长量可能小于d cm,D错误。
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课时作业
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5.我国古代劳动人民在农耕生产中,总结了很多农作物种植经验。《齐民要术》种植白杨篇记载:“初生三年,不用采叶,尤忌捋心,捋心则科茹不长。”元末明初娄元礼在《田家五行》中有一段论述:“当知稻花见日方吐,阴雨则收,正当其盛吐之时,暴雨忽至,卒不能收,被雨所伤,遂至白飒(白飒指瘪粒)之患。”下列分析错误的是( )
A. “尤忌捋心”是为了保护顶芽,以保持初生白杨的顶端优势而成栋梁之材
B.种植棉花时需要及时采“叶心”,以便更多的侧芽长成侧枝确保产量
C. “白飒之患”和水稻受暴雨影响无法正常受粉而不能形成种子有关
D.在水稻受粉期遇到阴雨天气后,可以喷施适宜浓度的IAA避免减产
解析:种植水稻是为了收获种子,在水稻受粉期遇到阴雨天气后,无法形成种子,喷施适宜浓度的IAA不能避免减产,D错误。
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课时作业
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6.黄瓜的茎不能直立生长,需要缠绕支柱上升,缠绕现象主要是生长素作用的结果。下列叙述不正确的是( )
A.茎缠绕生长的原因应该是缠绕茎内侧生长素浓度低于外侧
B.茎缠绕生长可能与生长素的横向运输有关
C.雌蕊不受粉,花朵下面的“小黄瓜”会脱落可能与生长素有关
D.雌蕊受粉, “小黄瓜”长成大黄瓜是因为生长素促进果实成熟
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课时作业
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解析:茎缠绕生长的原因可能是缠绕茎外侧生长素浓度高于内侧,而茎对生长素的敏感度相对较低,所以外侧生长快,A正确;雌蕊受粉才能形成种子,种子产生生长素,促进子房发育成果实,“小黄瓜”脱落与生长素有关,C正确;生长素能促进果实发育,而不是促进果实成熟,D错误。
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课时作业
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7.(河北,9)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
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课时作业
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解析:AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一,AUX1缺失突变体由于生长素的极性运输受阻,导致水稻在苗期不能表现出顶端优势,从而使其分蘖增多,A正确;一般情况下,生长素在浓度较低时促进生长,在浓度较高时则会抑制生长,故分蘖发生部位生长素浓度不是越高越有利于分蘖增多,B错误;在水稻的成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输,C正确;水稻分蘖相当于侧枝,生长素所发挥的作用,因器官的种类不同而有较大的差异,植物不同器官对生长素的敏感程度大致为根>芽>茎,因此,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。
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课时作业
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[能力提升]
8.如图表示根、茎对生长素浓度变化的反应曲线,有关
叙述错误的是( )
A.根、茎两器官对生长素反应敏感程度有明显差异
B.d点对应生长素浓度对根有较强烈抑制作用
C.a、b两点可分别表示某水平放置的植物根的近地侧和远地侧的生长状况
D.c、d两点可分别表示某单侧光下的植物茎的向光侧和背光侧的生长状况
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课时作业
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解析:根和茎两种器官对生长素的反应敏感程度有明显差
异,根的敏感程度高于茎,A正确;图中b点生长素浓度对于根
为抑制作用,则d点生长素浓度更高,对根有较强烈的抑制作用,
B正确;b点所在的曲线为根对生长素浓度反应的曲线,其中a
点为促进根生长的生长素浓度,b点为抑制根生长的生长素浓度,故a点为远地侧,b点为近地侧的生长情况,C错误;d点所在曲线为茎对生长素浓度的反应曲线,c、d两点可分别表示某单侧光下的植物茎的向光侧和背光侧的生长状况,D正确。
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课时作业
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9.取燕麦胚芽鞘切段,随机分成三组,分别置于不同的溶液中进行培养,一定时间内测定胚芽鞘长度的变化,结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是( )
A.本实验中蔗糖作为能源物质来提高IAA作用效果
B.胚芽鞘伸长生长过程中,伴随细胞对水分的吸收
C.KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压
D.IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入KCl而提高
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课时作业
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解析:由题干信息可知,用KCl代替蔗糖可得到相同的实
验结果,而KCl不能作为能源物质,因此不能说明蔗糖作为能
源物质来提高IAA的作用效果,A错误;水是细胞生命活动所
需的重要物质,胚芽鞘伸长生长的过程伴随着细胞的吸水过程,
B正确;K+、Cl-是植物所需要的矿质离子,可被植物细胞主动吸收,进入细胞后能使细胞渗透压上升,C正确;IAA+蔗糖组胚芽鞘伸长率明显高于IAA组,而KCl代替蔗糖也可达到相同结果,因此说明IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入蔗糖或KCl而提高,D正确。
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课时作业
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10.酸生长学说认为生长素引起酸的分泌而促进细胞生长。
该学说认为生长素促进了H+-ATP酶基因活化,形成mRNA来
合成H+-ATP酶,促进氢离子穿过膜积累在细胞壁上,活化细
胞壁中的膨胀素,增加细胞壁的可塑性,从而导致细胞生长,
原理如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图中H+-ATP酶是运输H+的转运蛋白,也能催化ATP水解
B.生长素浓度增加能持续催化细胞核中基因转录出相关的mRNA
C.生长素的受体可能位于细胞膜上及细胞质基质中
D.细胞壁的pH降低后,细胞壁松弛,对细胞的压力减小,细胞更容易伸长
解析:生长素调节生命活动,不能起催化作用,B错误。
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课时作业
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11.有人以豌豆完整植株为材料研究植物侧芽的
生长受IAA及其他物质的共同影响,进行了以下实验,
实验一:分组进行去除顶芽、去顶并在切口涂抹IAA处
理后,定时测定侧芽长度,结果如图甲所示;实验二:
用14CO2饲喂叶片,测定去顶8 h时侧芽附近14C放射性强
度和IAA含量,结果如图乙所示。据图分析,下列说法错误的是( )
A.实验一,去顶32 h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组,原因可能是人工涂抹的IAA起到抑制作用
B.实验二,a、b两组侧芽附近14C放射性强度差异明显,说明去顶后往侧芽分配的光合产物增加
C.去顶8 h时,Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组可能原因是去顶后侧芽分配的光合产物增多,促进侧芽生长
D.去顶8 h时,Ⅰ组和Ⅱ组侧芽附近的IAA浓度关系为Ⅰ组大于Ⅱ组
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课时作业
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解析:实验一中Ⅱ组和Ⅲ组的区别为是否涂抹IAA,去顶32 h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组,原因可能是人工涂抹的IAA起到抑制作用,A正确;实验二中,与a组相比,去掉顶芽的b组中14C的含量明显增加,说明去顶后往侧芽分配的光合产物增加,B正确;去顶8 h时,Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组,据图乙可知,Ⅱ组去顶后IAA的含量与去顶前基本相同,而14C的含量明显增加,说明去顶后往侧芽分配的光合产物增多,促进了侧芽的生长,C正确;由实验二知,去顶8 h后,侧芽IAA含量与去顶前基本相同,故去顶8 h后,Ⅰ组和Ⅱ组侧芽附近IAA浓度基本相等,D错误。
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课时作业
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12.双子叶植物种子萌发时,下胚轴顶
端往往形成图1所示弯勾,在破土而出时起到
保护子叶与顶端分生组织的作用。为研究生长
素(IAA)与植物生长的关系,科研人员以某双子
叶植物种子为材料进行了相关实验。
(1)生长素在细胞水平上具有_________________和诱导细胞分化的作用;少量的生长素即可对植物的生长发育有显著影响,但是植物体还要源源不断合成生长素的原因是_______________________________________。
促进细胞伸长生长
生长素是信息分子,发挥作用后即被灭活
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课时作业
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(2)科研人员得到一株PIN3基因突变体,
已知PIN3是一种生长素转运蛋白,与生长素
的运输有关,研究发现,该突变体“顶勾处”
的弯曲度变小。科研人员测定了两种植株顶
勾弯曲处内外侧的细胞长度,结果如图2。他们又对生长素浓度进行检测,发现该突变体“顶端弯勾”内侧生长素的积累与野生型相比明显降低。据此推测,该突变体顶勾弯曲度发生变化的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________________________。
PIN3基因突变影响生长素转运蛋白的合成,影响了生长素向顶勾内侧的运输,导致顶勾弯曲处内侧生长素积累量降低,内侧细胞生长加快
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课时作业
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(3)幼苗出土后,会出现“向光生长”的
现象,分析其原因是__________________
____________________________________
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_________________。
在单侧光照射下,幼苗尖端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
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课时作业
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解析: (2)研究发现,该突变体“顶勾
处”的弯曲度变小,结合图2,突变体内侧
细胞比野生型长,又对生长素浓度进行检
测,发现该突变体“顶端弯勾”内侧生长素
的积累与野生型相比明显降低,据此推测,PIN3基因突变影响生长素转运蛋白的合成,导致顶勾弯曲处内侧生长素积累量降低,内侧细胞生长加快。
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课时作业
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13.生长素(IAA)是调节果实生长、发育的重要植物激素之一,回答下列问题。
(1)在细胞水平上,IAA的作用表现为___________________________________。
(2)以番茄为实验材料,分组处理花蕾期的
花,一段时间后检测各组果实平均质量,结果如
图所示,其中甲组的果实为有子果实,丙组的果
实为无子果实。比较分析乙组和丙组的实验结果,
表明了_________________________。研究者由实验结果分析认为花柄中的生长素不用于调节子房发育成果实,理由是_______________________________________。
促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用
IAA可促进子房发育成果实
丁组在花柄上涂IAA,却没有果实发育
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课时作业
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(3)进一步研究表明,发育的番茄果实中,种子和子房都能产生生长素,种子产生的生长素促进子房发育成果实,子房产生的生长素及时由花柄运出。某兴趣小组进行验证实验:将处于花蕾期的番茄花分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组,其中Ⅰ组和Ⅱ组授粉,并在Ⅱ组的花柄处施加生长素运输阻断剂(NPA);Ⅲ组未授粉,并在花柄处施加NPA。结果Ⅰ组和Ⅲ组的子房发育成正常大小的果实,Ⅱ组的子房发育成的果实比Ⅰ组的小。促进Ⅲ组子房发育成果实的IAA来自_____。Ⅱ组的子房发育成的果实比Ⅰ组的小的原因可能是______________________________________
_______________________________________。
子房
NPA阻断子房产生的IAA经花柄运出,导致子房中IAA浓度过高,抑制果实发育
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课时作业
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解析:(2)乙组未授粉,不能形成种子,缺少种子产生的生长素,不涂IAA,没有形成果实,丙组未授粉,缺少种子产生的生长素,但在子房上涂抹IAA,形成了无子果实,说明IAA可促进子房发育成果实。丁组未授粉,不能形成种子,缺少种子产生的生长素,在花柄上涂抹IAA后,没有形成无子果实,说明IAA不能从花柄运输到子房,从而不能促进子房发育形成果实。
(3)Ⅲ组未授粉,不能形成种子,因此子房发育形成果实的生长素不能来自发育的种子,在Ⅲ组的花柄处施加NPA,结果子房发育成正常大小的果实,因此促进Ⅲ组子房发育成果实的IAA来自子房。Ⅰ组和Ⅱ组授粉,都能形成种子,并在Ⅱ组的花柄处施加生长素运输阻断剂(NPA),导致Ⅱ组子房产生的生长素不能通过花柄向外运输,结果是Ⅱ组的子房发育成的果实比Ⅰ组的小,可能是NPA阻断子房产生的IAA经花柄运出,导致子房中IAA浓度过高,抑制果实发育。
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课时作业
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