2025届高中生物专题复习：专题五 植物的激素调节

高中生物专题复习 专题五 植物的激素调节 目 录 一、知识提炼 1 1.生长素 1 2.其他植物激素 3 3.参与植物生命活动调节的环境因素：光照、温度、重力 4 二、考点突破 5 易错提醒 5 三、典例精析 5 例（2024北京高考真题） 5 一、知识提炼 1.生长素 （1）产生部位：具有分生能力的组织，如幼嫩的芽、叶和发育中的种子。 （2）运输：生长素在植物体内的运输方向有两种，一种是极性运输，即从形态学上端运输到形态学下端，另一种是非极性运输，发生在成熟组织中，如通过韧皮部进行非极性运输。此外，受到单项刺激时，可发生“横向运输”（不是一个严格概念）,如生长素从向光侧运输到背光侧，从远地侧运输到近地侧。生长素在植物体内的运输方式为主动运输。 （3）作用特点：生长素的作用因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。①两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长（如顶端优势、根的向地性）。②器官敏感性差异：不同器官对生长素的敏感程度不同，顺序为根＞芽＞茎（见 “同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线”）。 （4）生产应用：①促进扞插的枝条生根；②促进果实发育，获得无籽果实；③既能防止落花落果，也能疏花疏果，如用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株，可以减少棉蕾棉铃脱落。 （5）向光弯曲的机理：胚芽鞘感受单侧光照→生长素由向光侧运输到背光侧→胚芽鞘尖端生长素分布不均匀→极性运输→作用部位生长素分布不均匀，背光侧多向光侧少→背光侧生长快，向光侧生长慢→向光弯曲生长。 （6）同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析 ①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效不同（促进效果不同或抑制效果不同）。 ②同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，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）,也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。 ③曲线在a、b、c点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果，而且A、B、C三点代表最佳促进效果。 ④“高浓度”生长素是指分别大于a、b、c点对应的浓度，“低浓度”是指分别小于a、b、c点对应的浓度，高和低是相对而言的。 【链接】生长素的发现历程 植物生长素的发现是多个科学家通过一系列经典实验逐步揭示的，其过程体现了科学探究的基本思路： 1.达尔文实验（1880 年）： 实验处理：单侧光照射胚芽鞘，发现尖端产生的 “某种影响” 可传递到下部，使背光侧生长快于向光侧，导致向光弯曲。 结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，会产生一种 “影响” 向下运输，引起下部生长不均匀。 2.詹森实验（1910 年）： 实验处理：在胚芽鞘尖端与下部之间插入琼脂片（允许物质透过），单侧光下仍弯曲生长；插入云母片（不允许物质透过），则不弯曲。 结论：胚芽鞘尖端产生的 “影响” 可通过琼脂片传递到下部。 3.拜尔实验（1914 年）： 实验处理：黑暗中，将胚芽鞘尖端切下并偏向一侧放置，发现胚芽鞘向对侧弯曲生长。 结论：“影响” 在尖端下部分布不均匀会导致生长弯曲，且该现象与单侧光无关（排除光照直接作用）。 4.温特实验（1928 年）： 实验处理：将胚芽鞘尖端放在琼脂块上，收集 “影响”，再将琼脂块放在去尖端的胚芽鞘一侧，发现胚芽鞘向对侧弯曲生长；空白琼脂块无此效果。 结论：尖端产生的 “影响” 是一种化学物质，命名为 “生长素”。 5.1946 年：科学家从高等植物中分离出吲哚乙酸（IAA），确认其为生长素的主要成分。 2.其他植物激素 （1）赤霉素——合成部位：幼芽、幼根和未成熟的种子。主要生理功能：促进细胞的伸长；促进细胞分裂与分化；促进种子萌发、开花和果实发育。 （2）细胞分裂素——合成部位：主要是根尖。主要生理功能：促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。 （3）脱落酸——合成部位：根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。 （4）乙烯——合成部位：植物体的各个部位。主要生理功能：促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落。 （5）油菜素内酯：促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。 （6）植物激素间的相互作用 ①在植物生长发育和适应环境的过程中，某植物激素的含量会发生变化；各种激素不是孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。如细胞分裂中，生长素促进细胞核分裂，细胞分裂素促进细胞质分裂，二者表现为协同作用；协同促进生长的激素有生长素、赤霉素和细胞分裂素，抑制生长的激素有乙烯和脱落酸；与器官脱落有关的激素：生长素、细胞分裂素抑制器官脱落，脱落酸促进叶、果实脱落，乙烯促进叶、花、果实脱落；与种子萌发有关的激素：赤霉素、细胞分裂素促进萌发，脱落酸抑制萌发。 ②植物器官中存在多种激素，其相对含量决定器官的生长发育。 ③植物生长发育中，不同植物激素表现出一定的顺序性。 3.参与植物生命活动调节的环境因素：光照、温度、重力 （1）光作为一种信号影响、调控植物生长发育的全过程。其调控过程离不开光敏色素将信息传到细胞核，引起基因的选择性表达。 光的信号作用：通过光敏色素（一种蛋白质，感受红光和远红光）传递信号，调控基因表达（如种子萌发、开花）。 光周期调控：植物开花对日照长度的响应，分为短日照植物（如菊花，日照＜临界值开花）、长日照植物（如小麦，日照＞临界值开花）、日中性植物（如黄瓜，不受日照长度影响）。 （2）温度的周期性变化和地域性特点，调控植物的生长发育、开花结果、叶的衰老脱落等生命活动及植物的分布。 周期性影响：昼夜温差影响植物生长（如夜间低温减少呼吸消耗，利于有机物积累）。 春化作用：某些植物（如冬小麦）需经历低温才能开花，低温诱导相关基因表达。 （3）重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素（淀粉—平衡石假说）。 淀粉 — 平衡石假说：根冠细胞中的 “平衡石”（含淀粉粒的细胞）受重力影响下沉，带动生长素横向运输（近地侧浓度高），导致根的向地性（近地侧生长素浓度过高抑制生长，远地侧促进生长）和茎的背地性（近地侧生长素浓度高，促进生长更明显）。 4. 植物生长调节剂 概念：人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质（如生长素类似物、乙烯利）。 与植物激素的区别：植物激素是植物自身合成的天然物质，而生长调节剂是人工合成的；生长调节剂作用更稳定，可大规模应用于农业。 二、考点突破 1.易错提醒 （1）生长素促进果实发育，乙烯促进果实成熟。 （2）能体现生长素“低浓度促进生长，高浓度抑制生长”的具体实例是顶端优势和根的向地性。 （3）双子叶植物对生长素的敏感程度高于单子叶植物。 （4）生长素的产生部位是胚芽鞘的尖端，感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端，向光弯曲的部位是尖端下面的伸长区。 （5）生长素能促进植物的生长，其原理是促进细胞伸长，从而导致细胞体积增大，使植物表现出生长现象。 2. 实验设计要点 验证生长素极性运输：取两段胚芽鞘切段，一段正放（形态学上端朝上），一段倒放（形态学下端朝上），均在顶端放置含生长素的琼脂块，观察下端是否能检测到生长素（正放有，倒放无）。 探究生长素类似物促进生根的最适浓度： 步骤：预实验（摸索浓度范围）→正式实验（设置梯度浓度，重复实验，统计生根数）。 注意：控制无关变量（如温度、处理时间），设置空白对照（蒸馏水）。 三、典例精析 例（2024北京高考真题） 植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应（应对不良环境的系列反应）的关系，研究者对其分子机制进行了探索。 （1）生长素（IAA）具有促进生长的作用，脱落酸（ABA）可提高抗逆性并抑制茎叶生长，两种激素均作为 分子，调节植物生长及逆境响应。 （2）TS基因编码的蛋白（TS）促进IAA的合成。研究发现，拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。研究者用野生型（WT）和TS基因功能缺失突变株（ts）进行实验，结果如图甲。 图甲结果显示，TS基因功能缺失导致 （3）为了探究TS影响抗旱性的机制，研究者通过实验，鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定，结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用，判断依据是 。 （4）为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平，可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“（ ）”处补充第三种突变株的类型，并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果。 （5）综合上述信息可知，TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡，使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型（从正常和干旱两种条件任选其一，以未选择的条件为对照，在下方以方框、文字和箭头的形式作答）。 答案：（1）信息（2）IAA含量降低，生长减缓；干旱处理下，植株生存率提高（3）在0～2μg的浓度范围浓度的升高，BG活性逐渐降低 （4）ts+bg （5）干旱条件→TS基因表达下降→TS含量减少→TS与BG结合减少，BG活性增强→ABA含量增多→抗旱能力增强 干旱条件→TS基因表达下降→TS含量减少→生长素含量降低→茎叶生长减慢 解析：（1）两种植物激素均作为信息分子，参与调节植物生长及逆境响应。（2）由图甲可知，TS基因缺失会导致IAA含量降低，植株生长减缓，同时在干旱条件下，TS基因功能缺失突变株（ts）生存率比正常植株生存率更高。（3）由图乙可知，在0～2μg的浓度范围内，随着TS浓度的升高，BG活性逐渐降低，证明TS具有抑制BG活性的作用。（4）根据图可知，还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株（ts+bg）实验组，因为TS是通过BG发挥调节功能，所以如果BG无法发挥功能，是否存在TS对实验结果几乎没有影响，该组与bg组结果相同，图见答案。（5）由上述信息可知，TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡，使植物适应复杂多变的环境。 【链接】：近年来，本部分知识考查从单纯的记忆性题目向能力考查转变，注重对学生综合分析、解决问题的能力的培养。这种变化体现在命题方式上，综合性和多层次性的命题增多，减少了单一知识层面的考查。在植物激素调节方面，重点考察内容主要包括生长素的发现过程、向光性和感性运动、极性运输与非极性运输、生长素的作用及其顶端优势等。这些知识点不仅需要学生理解基本概念和原理，还需要能够运用这些知识解决实际问题。针对上述考察趋势和重点内容，建议考生加强基础知识的学习和巩固，确保对重要概念和原理有清晰的理解，通过做题和练习提高解题能力，特别是要注重培养分析和解决问题的能力，关注实验设计和数据分析能力的提升，这是高考生物中的重要考查点之一。 学科网（北京）股份有限公司 $$