内容正文:
第二节 植物激素调节植物生命活动
|学|习|目|标|
1.举例说明几种主要植物激素的作用。
2.举例说明不同植物激素通过协同或拮抗等方式共同调节植物生命活动。
3.举例说明植物生长调节物质的类型以及它们在生产中的应用。
[主干知识梳理]
一、植物激素的种类和作用
1.植物激素的主要类型:生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、脱落酸和乙烯等五大类。其中起促进作用的是生长素、细胞分裂素和赤霉素;能帮助植物度过不良环境的是脱落酸和乙烯。
2.其他植物激素的比较
项目
合成部位
生理功能
细胞分裂素
主要是根尖
促进细胞分裂;促进有丝分裂所需的特定蛋白质合成和活化;促进植物向上生长,促进侧芽生长,促进果实生长,促进种子萌发,延缓叶片衰老等
赤霉素
幼芽、幼根和未成熟的种子
促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂;促进果实生长,促进种子萌发,解除休眠,抑制衰老等
脱落酸
成熟的绿叶和果实
最重要的生长抑制剂;抑制生长,促进叶片和果实脱落,保持休眠,提高植物的抗逆性
乙烯
植物体的各器官
促进果实成熟;促进叶、花、果实脱落,增强植物体的抗逆性
二、不同激素通过协同或拮抗等方式共同调节植物生命活动
1.植物体的各项生命活动都处在植物激素的调控中
大多数情况下不是一种激素在起作用,而是多种激素共同发挥作用,控制着植物的生长、发育和繁殖。
2.实例分析
细胞分裂素与生长素
细胞分裂素与生长素的比例关系决定愈伤组织的分化方向。若两者比例合适,愈伤组织分化出根和茎叶;细胞分裂素多,生长素少,则只长茎叶不长根,反之只长根不长茎叶
生长素与乙烯
高浓度生长素抑制生长,很可能是通过乙烯起作用的
生长素和赤霉素
两者往往表现为协同作用,共同促进茎的伸长
脱落酸和乙烯
两者常表现为协同作用,共同促进叶片脱落
赤霉素和脱落酸
两者常相互拮抗,如赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发
三、植物生长调节物质
概念
人们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质,这些与植物激素相似的活性物质和植物体内源激素一起,统称为植物生长调节物质
应用举例
(1)2,4-D:防止番茄、甜椒等落花落果;促进马铃薯发芽并提高产量;诱导形成无籽番茄。高浓度时可用作除草剂。
(2)NAA和IBA:促进各类植物扦插枝条生根,防止落花落果,促进生长等
四、五大类之外的植物激素
油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等。
[预习效果自评]
1.判断下列说法的正误
(1)赤霉菌分泌的赤霉素是植物激素。 (×)
提示:植物激素是指在植物体内产生,从产生部位运送到作用部位,对植物有显著影响的微量有机物。
(2)乙烯能促进果实的成熟,所以在幼嫩的果实中含量较多。 (×)
提示:乙烯在成熟的果实中含量相对较多。
(3)高浓度的生长素能通过促进乙烯的合成抑制植物生长。 (√)
(4)植物生长调节物质必然会导致增产、增收。 (×)
提示:施用某种植物生长调节物质后由于受多种因素的影响,不一定增产、增收。
(5)密封贮藏导致水果各种激素合成增加。 (×)
提示:植物的生命活动受多种激素的调节,某一生理活动中有的激素分泌增多,而有的减少。
2.思考题
(1)农业生产上,用萘乙酸诱导无籽果实的效果比用天然的生长素(吲哚乙酸)效果明显,尝试说明理由。
提示:植物体内没有分解萘乙酸的酶,萘乙酸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)试探讨使用植物生长调节物质会不会影响农产品的品质。
提示:植物生长调节物质使用得当,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。
[精要内容把握]
一、知识体系建一建
二、核心语句背一背
1.植物激素的主要类型有生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、脱落酸和乙烯等五大类。
2.生长素和赤霉素往往协同作用,共同促进茎的伸长;脱落酸和乙烯也常常协同作用,共同促进叶片脱落等;赤霉素和脱落酸则常常相互拮抗。
3.人们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质及植物体内源激素,统称为植物生长调节物质。
提能点(一) 其他植物激素
[任务驱动]
种子的休眠、萌发与植物激素有着密切的关系。将休眠状态的糖枫种子与湿砂混合后放在0~5 ℃的低温下1~2个月,就可以使种子提前萌发,这种方法叫层积处理。
下图表示糖枫种子在层积处理过程中各种激素含量的变化情况,请据图回答下列问题。
(1)从图中可以看出___________对种子的萌发起抑制作用,在种子解除休眠的过程中,赤霉素与脱落酸之间存在 关系。各种激素含量的变化说明了___________________________________________________________。
(2)马铃薯块茎收获后也存在类似的休眠现象,要解除休眠使之提前萌发应该使用图中的_____________________处理,但在生产上人们常使用的是人工合成的此类激素的类似物,因为该类物质______________________________。
答案:(1)脱落酸 拮抗 植物的生命活动,不是受单一激素的调节,而是多种激素相互协调共同调节的 (2)赤霉素或细胞分裂素 原料丰富,生产过程简单,在植物体内不易降解,效果稳定
[生成认知]
各种植物激素间相互关系的实例
(1)相互促进方面的实例
植物生长
细胞分裂素、生长素、赤霉素
果实生长
生长素、细胞分裂素、赤霉素
果实成熟
乙烯、脱落酸
延缓衰老
生长素、细胞分裂素
(2)相互拮抗方面的实例
器官脱落
生长素抑制花的脱落,脱落酸促进叶、花、果的脱落
种子发芽
赤霉素、细胞分裂素促进种子发芽,脱落酸抑制种子发芽
叶片衰老
生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老,脱落酸促进叶片衰老
顶端优势
高浓度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
[典例] (2025·浙南名校联盟期中)各种植物激素共同参与植物对环境的反应,在植物体各项生命活动中发挥着重要的调节作用。下列叙述正确的是 ( )
A.培育矮化植物时,需要摘除顶芽的目的是促进侧芽生长
B.用赤霉素处理水稻可使植株矮化,增强抗倒伏能力
C.蔬菜和水果的保鲜,可以利用一定浓度的赤霉素处理
D.乙烯分布在植物体各部位,可促进果实的发育和成熟
[解析] 培育矮化植物时需摘除顶芽,以促进侧芽的发育,A正确;赤霉素能显著促进茎的伸长,用赤霉素处理水稻不能使植株矮化,B错误;蔬菜和水果的保鲜,可以利用一定浓度的细胞分裂素处理,细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂,可延长农产品的储存保鲜时间,而赤霉素无此作用,C错误;乙烯在植物体各部位产生,可促进果实的成熟,D错误。
[答案] A
[归纳拓展]
熟记植物激素的作用是解答此类问题的关键。如生长素具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有①促进扦插的枝条生根;②促进果实发育;③防止落花落果。赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植株增高,此外,它还有防止器官脱落和解除种子、块茎休眠,促进萌发等作用。
[跟踪训练]
1.(2024·浙江6月选考)干旱胁迫下,植物体内脱落酸含量显著增加,赤霉素含量下降。下列叙述正确的是 ( )
A.干旱胁迫下脱落酸含量上升,促进气孔开放
B.干旱胁迫下植物含水量上升,增强抗旱能力
C.干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体较耐干旱
D.干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素不利于植物抗旱
解析:选D 干旱胁迫下,植物体内的脱落酸含量显著增加,促使气孔关闭,避免蒸腾失水,A错误;干旱胁迫下,植物无法从外界获取足够的水分,含水量下降,B错误;干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体中脱落酸不能正常发挥作用,一般不耐旱,C错误;干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素不利于植物抗旱,D正确。
2.新疆是我国优质长绒棉的主产区,广泛使用的植物化学调控技术提高了棉花产量和品质。下列叙述错误的是 ( )
A.棉花生长早期给顶芽喷洒低浓度的生长素,能增加侧枝数量
B.棉花生长中期喷洒赤霉素合成抑制剂,可以防止植株过高
C.棉花生长后期可以喷洒乙烯利促进棉花果实成熟、吐絮
D.机械化采收前可喷洒落叶剂促进叶片脱落,减少收获棉花中的杂质
解析:选A 顶芽产生的生长素逐渐向下运输,导致侧芽附近生长素浓度较高,由于侧芽对生长素浓度比较敏感,生长会受到抑制,喷施低浓度的生长素,并不能解除顶端优势,不能增加侧枝数量,A错误;赤霉素能促进茎的伸长,使植株生长,故棉花生长中期喷洒赤霉素合成抑制剂,可以抑制茎的伸长,防止植株过高,B正确;乙烯能够促进果实成熟,乙烯利具有类似的效果,故棉花生长后期可以喷洒乙烯利促进棉花果实成熟、吐絮,C正确;机械化采收前可喷洒落叶剂促进叶片脱落,减少收获棉花中的杂质,D正确。
提能点(二) 植物激素的相互作用与植物生长调节物质
[任务驱动]
阅读下面的材料,回答有关问题:
植物生长调节物质是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质。现已发现具有调控植物生长和发育功能的物质有胺鲜酯(DA-6)、氯吡脲、复硝酚钠、生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑和多胺等,而作为植物生长调节物质被应用在农业生产中主要是前九大类。
按照登记批准标签上标明的使用剂量、时期和方法,使用植物生长调节物质对人体健康一般不会产生危害。如果使用上出现不规范,可能会使作物过快增长,或者使生长受到抑制,甚至死亡。对农产品的品质会有一定影响,并且对人体健康产生危害。例如,可以延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素(抑制发芽)具有致癌作用。我国法律禁止销售、使用未经国家或省级有关部门批准的植物生长调节物质。
(1)为什么不直接提取植物体内的激素,而是人工合成植物生长调节物质?
提示:植物体内源激素一般含量极微,而且到了体外常常性质不稳定,应用中面临难以提取、不易保存或者成本过高等问题。
(2)有人说施用过植物生长调节物质的水果,不能食用。这种说法是否有道理?
提示:按照登记批准标签上标明的使用剂量、时期和方法,使用植物生长调节物质对人体健康一般不会产生危害。如果使用上出现不规范,可能会使作物过快增长,或者使生长受到抑制,甚至死亡。对农产品的品质会有一定影响,并且对人体健康产生危害。
[生成认知]
1.各类激素的协调作用——果实的发育及成熟过程
在植物生长发育过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种植物激素相互作用共同调节。
(1)具协同作用的主要激素
(2)具相反作用的主要激素
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
细胞分裂素
种子萌发
赤霉素
脱落酸
2.植物激素间相互作用图解
(1)植物生长与多种植物激素之间的关系
(2)生长素和细胞分裂素促进植物生长的机制不同
(3)生长素与乙烯的关系
生长素达到一定浓度后就会促进乙烯的合成,而乙烯对生长素的合成起抑制作用,如图:
(4)赤霉素与生长素的关系
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,如图:
3.五种植物激素与对应的植物生长调节物质
名称
对应生长调节物质
应用
生长素
萘乙酸、2,4-D
①促进扦插枝条生根;
②促进果实发育,防止落花落果;
③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休眠,用来提早播种
细胞分裂素
6-BA
延长蔬菜存放期、刺激块根和块茎膨大、促进果实增大等
乙烯
乙烯利
促进果实成熟
脱落酸
矮壮素
落叶与棉铃在未成熟前的大量脱落
4.植物组织培养中愈伤组织的分裂与分化实验
激素种类及浓度关系
结果
图示
对照
组织块产生愈伤组织
细胞分裂素多,生长素少
愈伤组织只长茎叶,不长根
细胞分裂素少,生长素多
愈伤组织只长根不长茎叶
细胞分裂素和生长素比例合适
愈伤组织分化出根和茎叶
细胞分裂素中等量,生长素少
愈伤组织继续生长,不发生分化
[例1] (2025·宁波金兰教育合作组织期中)植物激素在植物生命活动的调节中发挥重要作用。实验发现,激素甲可延缓叶片衰老,促进侧枝生长;乙可促进种子萌发,解除休眠;丙常用于诱导无籽番茄;丁可引起气孔迅速关闭。上述激素分别是生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸四种中的一种。下列叙述错误的是 ( )
A.甲主要在根尖合成
B.经乙处理后提高了植物的抗逆性
C.组培时适当提高丙的比例有利于诱导生根
D.丁的受体功能障碍时,种子的休眠时间缩短
[解析] 根据题干信息推测,甲是细胞分裂素,其合成部位主要是根尖,A正确;根据题干信息推测,乙是赤霉素,其作用是促进细胞伸长,从而引起植株增高,促进细胞分裂与分化,脱落酸与植物的抗逆性有关,B错误;根据题干信息推测,丙是生长素,其可以诱导生根,故组培时适当提高丙的比例有利于诱导生根,C正确;根据题干信息推测,丁是脱落酸,其作用是抑制细胞分裂、促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠等,故其的受体功能障碍时,种子的休眠时间缩短,D正确。
[答案] B
[例2] 双子叶植物在破土前,子叶和顶端分生组织及一部分下胚轴组织向下弯曲,形成弯钩状结构,由弯钩处的下胚轴优先接触土壤,这个局部特化的组织称为“顶端弯钩”(如图1)。研究发现,生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧,当双子叶植物出土后,生长素的分布发生改变,导致弯钩打开。多种植物激素参与了弯钩的形成,其部分调控机制如图2。
下列叙述错误的是 ( )
A.顶端弯钩的形成体现了生长素作用具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点
B.对于顶端弯钩的形成,乙烯与赤霉素表现为协同作用,与茉莉酸表现为相互拮抗
C.水杨酸可通过抑制EIN3/EIL1转录因子活性,从而抑制HLS1基因表达,抑制顶端弯钩形成
D.出土后顶端弯钩打开是由于顶端弯钩外侧的生长素浓度高于内侧,生长速率大于内侧
[解析] 根据题干信息“生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧”可知,弯钩两侧生长素分布不均匀,弯钩的外侧浓度低,生长快,而弯钩的内侧生长素浓度高,生长慢,体现了生长素低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特点,A正确。由题图2可知,赤霉素通过促进WAG2基因的表达来促进生长素分布不均匀,导致顶端弯钩的形成;乙烯通过促进EIN3/EIL1转录因子的活性进而促进生长素分布不均匀,导致顶端弯钩的形成;茉莉酸则是通过促进MYC2转录因子的活性进而抑制顶端弯钩形成。所以对于顶端弯钩的形成,乙烯与赤霉素表现为协同作用,与茉莉酸表现为相互拮抗,B正确。据题图2可知,水杨酸可通过抑制EIN3/EIL1转录因子的活性,抑制HLS1基因表达,从而抑制顶端弯钩形成,C正确。出土后,生长素的分布发生改变,导致弯钩打开,所以可推测弯钩内侧的生长速率大于外侧,D错误。
[答案] D
[跟踪训练]
1.(2025·绍兴上虞区期末)小麦在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇到大雨的天气,种子就容易在穗上发芽,可能的原因是 ( )
A.高温导致赤霉素降解
B.高温导致脱落酸降解
C.降雨抑制乙烯合成
D.降雨促进细胞分裂素合成
解析:选B 脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽,但持续一段时间的高温会使种子中脱落酸降解。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会不适时地萌发。
2.(2025·杭州六县九校联盟期中)如图是a、b、c、d四种植物激素调节幼苗生长的示意图,以下叙述错误的是 ( )
A.激素d是乙烯,它能促进果实成熟
B.a、b、c、d四种植物激素中不能促进植物生长的激素只有d
C.用相同浓度的激素c处理植物的不同部位,作用效果可能不同
D.在调节植物生长过程中激素b和c常常相互拮抗
解析:选D c为生长素,当生长素浓度增加到一定值时,就会促进乙烯的合成,从而抑制细胞的伸长,因此d为乙烯,乙烯主要作用是促进果实成熟,A正确;a是细胞分裂素,b是赤霉素,c是生长素,d是乙烯,不能促进植物生长的激素只有d,B正确;激素c为生长素,同一植物不同器官对生长素的敏感程度为根>芽>茎,故用相同浓度的激素c处理植物的不同部位,作用效果可能不同,C正确;b是赤霉素,c是生长素,二者都能促进生长,具有协同作用,D错误。
探究活动——乙烯利对水果的催熟作用
[必备知识]
1.乙烯是植物激素的一种,能够促进果实成熟。乙烯利是人们使用替代乙烯的一种植物生长调节物质。
2.乙烯利的化学本质是2⁃氯乙基磷酸,易溶于水、酒精、丙酮等多种溶剂,在pH高于4.1时分解。而植物体内的pH一般高于4.1,乙烯利进入细胞内便分解释放出乙烯。
[问题思考]
1.果实成熟所发生的变化有哪些适应性意义?
提示:果实成熟时发生一系列变化:硬度降低变软;多糖分解变甜;叶绿素分解,类胡萝卜素颜色逐渐显现出来。这些变化有利于吸引动物取食,在动物食用过程中,帮助植物传播种子。
2.试分析植物生长调节物质使用的利与弊。
提示:有利的方面:可以调节生长、提高产量、增强抗逆等,减少生产成本,增加经济效益。
不利的方面:不按照要求使用或者使用不当可能会对人体健康产生影响。
[能力提升]
植物激素与植物生长调节物质的比较
项目
植物激素
植物生长调节物质
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
实例
乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸
乙烯利、生长素类调节物质、6⁃BA、赤霉素
[素养评价]
为探究乙烯利对香蕉的催熟效果实验,某生物学兴趣小组按下表进行了实验,实验过程如表所示。
步骤
A组
B组
C组
配制溶液
蒸馏水
适宜浓度乙烯利
高浓度乙烯利
选择香蕉
选择大小颜色一致的香蕉21根,随机分成三组
实验前测定起始TSS含量
保鲜袋密封保存于室温条件下
用蒸馏水、配制的乙烯利稀释液分别处理三组香蕉,然后用保鲜袋密封保存于室温条件下
测定各组的TSS含量
当用适宜浓度乙烯利处理的香蕉完全变黄时,分别测定各组的TSS含量
请据表回答下列问题:
(1)本实验的对照组是 组。
(2)为了使实验前测定的TSS含量数据更具可信度,具体的操作是什么? 。
(3)香蕉果实成熟的过程中,乙烯的释放量、果实色素积累及细胞壁松弛酶活性变化规律如图所示。从该图可以看出,乙烯能促进 (填序号)。
①细胞壁松弛酶活性升高 ②果实色素积累
③香蕉果实发育 ④香蕉果实成熟
(4)该小组进一步探究乙烯利对其他水果的催熟效果,下列不属于实验设计主要考虑因素的是 (填序号)。
A.乙烯利的浓度 B.水果放置的温度
C.水果的种类 D.水果的形状
解析:(1)由表格信息可知,该实验的自变量是乙烯利的浓度,因此A用蒸馏水处理,为对照组。(2)为使测定的TSS含量数据更具可信度,可多次重复测定并求平均值。(3)从题图曲线可看出,乙烯合成量的增加,导致细胞壁松弛酶活性增强,果实色素含量增加,促进果实成熟,①②④符合题意。(4)要探究乙烯利对其他水果的催熟效果,实验需要考虑水果的种类、乙烯利浓度和环境条件,如温度;不需要考虑水果的形状。故选D。
答案:(1)A (2)多次重复测定并求平均值
(3)①②④ (4)D
[课时跟踪检测(十六)]
一、选择题
1.某种植物激素能延缓离体叶片的衰老,可用于叶菜类的保鲜。该激素最可能是 ( )
A.细胞分裂素 B.生长素
C.脱落酸 D.赤霉素
解析:选A 细胞分裂素具有延缓衰老的作用,可用于叶菜类保鲜,故选A。
2.将一个成熟的苹果放入一筐未成熟的苹果中,一段时间后,这筐苹果都变得成熟了。从植物激素的角度分析,该现象中起作用的激素主要是 ( )
A.生长素 B.赤霉素
C.乙烯 D.细胞分裂素
解析:选C 乙烯的主要作用之一是能够加速果实的成熟过程,C项符合题意。
3.砂糖橘是重要的经济植物,在不同的生长发育过程中,受到多种激素的共同调控。下列有关叙述正确的是 ( )
A.栽植时应注意保持顶端优势,以便增加枝条的数量
B.用适宜浓度的赤霉素处理种子能抑制其发芽
C.喷洒适宜浓度的乙烯可促进果实的生长发育
D.脱落酸和乙烯均能促进果实脱落
解析:选D 为了增加枝条的数量,需要解除顶端优势,让侧芽生长,A错误;赤霉素能促进种子萌发,用适宜浓度的赤霉素处理种子能促进其发芽,B错误;乙烯能促进果实成熟,不能促进果实生长发育,C错误;脱落酸和乙烯均能促进果实脱落,D正确。
4.赤霉素作用于植物细胞膜上的受体,可促进细胞伸长,从而引起植株增高。下列相关叙述错误的是 ( )
A.植物体合成赤霉素的部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
B.除植物外,某些微生物也可以产生赤霉素
C.赤霉素与脱落酸调节种子萌发起协同作用
D.植物细胞膜上赤霉素受体的活性降低,会导致植株矮化
解析:选C 植物体合成赤霉素的部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽,A正确;除植物外,赤霉菌也可以产生赤霉素,B正确;赤霉素能促进种子萌发,脱落酸促进种子休眠,二者在调节种子萌发过程中起拮抗作用,C错误;植物细胞膜上赤霉素受体的活性降低,从而使赤霉素的作用效果下降,会导致植株矮化,D正确。
5.脱落酸与植物的衰老、成熟、对不良环境发生响应有关。下列叙述错误的是 ( )
A.脱落酸在植物体内起着信息传递的作用
B.缺水使脱落酸含量上升导致气孔关闭
C.提高脱落酸含量可解除种子的休眠状态
D.植物体内脱落酸含量的变化是植物适应环境的一种方式
解析:选C 脱落酸是一种植物激素,在植物体内可以起到信息传递的作用,A正确;缺水条件下脱落酸含量上升,导致气孔关闭,减少水分蒸发,利于植物度过不良环境,B正确;脱落酸抑制种子萌发,为解除种子的休眠状态,应降低种子中脱落酸含量,C错误;由题干信息“脱落酸与植物的衰老、成熟、对不良环境发生响应有关”可知,植物体内脱落酸含量的变化是植物适应环境的一种方式,D正确。
6.某植物夏季生长开花、冬季休眠,种子的萌发和休眠,均与光照、温度的变化有关。其体内多种激素的合成如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.植物的休眠和生长受到多种激素的平衡协调作用
B.适当升温,②④过程中酶活性的提高较为显著
C.低温和短日照处理将使该植物提前进入休眠状态
D.种子低温贮藏时,赤霉素与脱落酸的含量均升高
解析:选D 植物的各种生命活动都不是受单一激素的控制,而是各种激素相互作用的结果,植物的休眠和生长也受到多种激素的平衡协调作用,A正确;赤霉素可促进种子萌发,细胞分裂素能够促进细胞分裂,适当升温,有利于种子的萌发、植物的生长,因此②④过程中酶活性的提高较为显著,有助于赤霉素和细胞分裂素的合成,B正确;脱落酸可使植物保持休眠,在低温和短日照处理的条件下,有利于甲瓦龙酸形成异戊烯基焦磷酸,进而形成脱落酸,将使该植物提前进入休眠状态,C正确;赤霉素有促进种子萌发的作用,脱落酸有抑制生长、维持种子休眠的作用,所以在种子低温贮藏的过程中,赤霉素含量逐渐降低、脱落酸含量逐渐升高,D错误。
7.研究人员用外源性赤霉素(GA)处理玉米,实验处理及实验结果如图所示,下列分析错误的是 ( )
A.矮化型玉米内源性GA含量不足
B.矮化型玉米可能缺乏GA受体
C.外源性GA对矮化型玉米的促进作用比对正常玉米明显
D.玉米的株高由基因决定,GA可能会影响相关基因表达
解析:选B 据图可知,矮化型玉米与矮化型+GA的区别在于GA的有无,结果显示矮化型+GA组的玉米株高明显增加,说明矮化型玉米内源性GA含量不足,A正确;若矮化型玉米缺乏GA受体,则用外源性GA处理后,玉米株高不会变化,与实验结果不符,B错误;对比正常株+GA与矮化型+GA组别及正常株与矮化型可知,外源性GA对矮化型玉米的促进作用比对正常玉米明显,C正确;基因决定性状,即玉米的株高由基因决定,同时GA属于激素,激素可能会影响相关基因表达,D正确。
8.(2025·浙江20联盟第一次联考)我国古代劳动人民积累的农业生产经验,至今许多仍在实践中应用。下列叙述与植物激素无直接关系的是 ( )
A.适时打顶去心,可促棉株开花结实
B.正其行,通其风,通风见日,实大而美
C.正月种白稻,五月收获后,根茬长新稻,九月又成熟
D.新摘未熟红柿,每篮放木瓜两三枚,得气即发,涩味尽失
解析:选B A项叙述与生长素有关;B项叙述与光合作用有关,与植物激素无关;C项叙述与赤霉素有关;D项叙述与乙烯有关。
9.目前植物生长调节物质在蔬菜、水果等的种植中已有较多应用,下列说法错误的是 ( )
A.用高浓度的α⁃萘乙酸在适当的时期处理桃可提高产量
B.一定浓度的2,4-D可促进插条生根
C.用乙烯利催熟香蕉不会明显影响香蕉的品质
D.用一定浓度的赤霉素溶液处理大麦种子可在发芽前明显增加α⁃淀粉酶的含量
解析:选A 用高浓度的α⁃萘乙酸处理桃会促使其落花落果,不能提高产量,A错误;生长素能促进扦插的枝条生根,因此用一定浓度的2,4-D可促进插条生根,B正确;乙烯能促进果实成熟,用乙烯利催熟香蕉不会明显影响香蕉的品质,C正确;赤霉素能促进大麦种子无须发芽就能产生α⁃淀粉酶,D正确。
10.在未传粉的番茄雌蕊柱头上涂一定浓度的生长素类调节物质溶液,可获得无籽番茄。以下说法正确的是 ( )
A.生长素类调节物质能促进种子形成
B.生长素类调节物质能抑制果实发育
C.果实细胞中的染色体数目与卵细胞染色体数目一样
D.果实细胞中的染色体数目与体细胞染色体数目一样
解析:选D 番茄雌蕊未受粉则不会有种子,所以生长素类调节物质并不是促进了种子的发育,A错误;给未受粉的番茄雌蕊涂生长素类调节物质而得到了无籽番茄,能说明所涂抹的生长素类调节物质能促进果实发育,B错误;生长素类调节物质促进未受粉子房发育成无籽果实,只改变植物的表型,不影响细胞中染色体数目和组成,所以无籽番茄细胞中染色体数目与有籽番茄细胞中染色体数目相同,即与体细胞中染色体数目一样,C错误,D正确。
11.在植物体内,生长素和乙烯的关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.在乙烯的作用下,生长素的合成减少
B.若没有生长素,植物体内无法合成乙烯
C.生长素可在转录水平上影响乙烯的生成速率
D.生长素和乙烯在促进菠萝开花方面起协同作用
解析:选B 乙烯能抑制色氨酸转化成生长素,所以在乙烯的作用下,生长素的合成减少,A正确;生长素能促进ACC合成酶基因表达,但没有生长素,ACC合成酶基因仍能表达,因此植物体内能够合成乙烯,但乙烯含量会减少,B错误;生长素能促进ACC合成酶基因转录形成mRNA,因此生长素可在转录水平上影响乙烯的生成速率,C正确;生长素能促进ACC合成酶基因表达,进而促进乙烯合成,而乙烯能促进菠萝开花,因此生长素和乙烯在促进菠萝开花方面起协同作用,D正确。
12.科研人员将香石竹切花保持在20 ℃条件下,研究了不同时间内切花CO2释放量、乙烯生成和衰老速率的关系,结果如下图。下列叙述不正确的是 ( )
A.香石竹切花的乙烯生成经历低乙烯生成平稳阶段→加速生成阶段→乙烯生成减少阶段
B.香石竹切花的乙烯生成在第7天左右达到跃变高峰期,乙烯可促进开花和花的脱落
C.香石竹切花在线粒体基质中消耗O2并产生CO2,其释放量与衰老速率呈负相关
D.降低香石竹切花所处环境的乙烯含量,或用乙烯抑制剂处理可以延长插花寿命
解析:选C 结合图示可以看出,香石竹切花的乙烯生成经历低乙烯生成平稳阶段→加速生成阶段→乙烯生成减少阶段,A正确;由图示可知,香石竹切花的乙烯生成在第7天左右达到跃变高峰期,乙烯具有促进开花和促进花脱落的作用,B正确;香石竹切花在线粒体内膜消耗O2,在线粒体基质产生CO2,在5~7天时,其释放量与衰老速率呈正相关,C错误;降低香石竹切花所处环境的乙烯含量,或用乙烯抑制剂处理可以延长插花寿命,D正确。
13.(2025·浙江1月选考)科学家将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因AtCKX1和AtCKX2分别导入到野生型烟草(WT)中,获得两种转基因烟草Y1和Y2,培养并测定相关指标,结果如表所示。
植株
主根长
度/mm
侧根
数/条
不定根
数/条
叶片
数/片
相对叶表
面积/%
WT
32.0
2.0
2.1
19.0
100
Y1
50.0
6.6
3.5
8.2
13.5
Y2
52.0
5.6
3.5
12.0
23.3
注:表内数据为平均值。
下列叙述正确的是 ( )
A.与WT相比,Y2光合总面积增加
B.Y1和Y2的细胞分裂素含量相同且低于WT
C.若对Y1施加细胞分裂素类似物,叶片数会增加
D.若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会增加
解析:选C 由题表可知,Y2的叶片数比WT少,相对叶表面积也小,因此光合总面积减少,A错误;将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因导入到野生型烟草中,会使细胞分裂素氧化酶增多,从而使细胞分裂素含量降低,Y1和Y2是导入了不同的细胞分裂素氧化酶基因得到的转基因烟草,无法确定它们的细胞分裂素氧化酶的活性等情况,所以Y1和Y2的细胞分裂素含量无法比较,B错误;细胞分裂素主要促进细胞分裂,若对Y1施加细胞分裂素类似物,不会被细胞分裂素氧化酶分解,可以使叶片数增加,C正确;由题表信息可知,将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因导入到野生型烟草(WT)中后,Y2的侧根数和不定根数都多于野生型,而细胞分裂素氧化酶会使细胞分裂素含量降低,所以若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会减少,D错误。
14.(2025·台州山海协作体期中)为研究红光、远红光及赤霉素对莴苣种子萌发的影响,研究小组进行黑暗条件下莴苣种子萌发的实验。其中红光和远红光对莴苣种子赤霉素含量的影响如图甲所示,红光、远红光及外施赤霉素对莴苣种子萌发的影响如图乙所示。据图分析,下列叙述正确的是 ( )
A.远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,促进种子萌发
B.红光处理可能促进种子细胞内赤霉素的合成
C.红光与赤霉素处理相比,莴苣种子萌发的响应时间相同
D.赤霉素为种子萌发提供充足营养
解析:选B 图甲显示远红光使种子赤霉素含量下降,进而抑制种子萌发,与图乙结果相符,而不是远红光处理莴苣种子使赤霉素含量增加,A错误;分析图甲和图乙,红光处理后,种子赤霉素的含量增加,种子的萌发率提高,推测红光处理可能促进种子细胞内赤霉素的合成,B正确;图乙显示红光处理6天左右莴苣种子开始萌发,赤霉素处理10天时莴苣种子开始萌发,两种处理莴苣种子萌发的响应时间不同,C错误;赤霉素是植物激素,作用是作为信号分子起到调节植物生命活动的作用,不能提供营养,D错误。
二、非选择题
15.研究人员测定了香梨果实从形成到成熟及采收后某些植物激素含量的动态变化,其结果如下图所示(横坐标0代表刚开花)。请分析并回答下列问题:
(1)植物激素是由植物体内特定器官产生的,是植物体内 的化学载体。
(2)在香梨果实发育初期(花后15 d左右)达到高峰,且在果实迅速膨大期间(花后60 d左右)含量比值加大的两种植物激素分别是 ,在此过程中 (填植物激素名称)的作用也是不可缺少的,说明果实正常发育是 的结果。
(3)香梨果实采收后30 d才进入完全成熟阶段,在此过程中乙烯含量的变化说明乙烯具有 的作用。
(4)采收后 的骤减是果实成熟的必要条件。
(5)农业生产上储藏保鲜经常采用喷洒 (填激素名称)。
解析:(1)植物激素是由植物自身代谢产生的,并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一类微量有机物,是植物体内信息的化学载体。
(2)根据题意和图示分析可知,同时符合在香梨果实发育初期(花后15 d左右)达到高峰,且在果实迅速膨大期间(花后60 d左右)含量比值加大的两种植物激素是赤霉素和脱落酸;在此过程中(花后50天左右)生长素含量也较高,即生长素的作用也是不可缺少的;综上所述,在植物果实生长发育过程中不是单一的植物激素起作用,而是多种植物激素共同协调作用的结果。
(3)香梨果实采收后30 d才进入完全成熟的阶段,在此期间乙烯的含量迅速增加,说明它的主要作用是促进果实成熟。
(4)赤霉素具有促进植物快速生长的作用,据图可知采收后赤霉素的含量骤减,这个变化是果实成熟的必要条件。
(5)由于细胞分裂素能够延缓叶绿素和蛋白质的降解速度,稳定多聚核糖体(蛋白质高速合成的场所),抑制DNA酶、RNA酶及蛋白酶的活性,保持膜的完整性等,所以细胞分裂素可用于蔬菜、水果的保鲜。
答案:(1)信息 (2)赤霉素和脱落酸 生长素 多种激素平衡协调作用 (3)促进果实成熟 (4)赤霉素 (5)细胞分裂素
16.科学工作者以莴苣幼苗为实验材料研究不同浓度生长素类调节物质NAA、IBA、2,4-D对侧根形成的影响,结果如下表。回答下列问题:
平均生根数/(条/株)
生长素类调节物质浓度/(mg·L-1)
0
0.005
0.05
0.5
5.0
10.0
生长素
类调节
物质
NAA
0.8
1.1
3.9
9.4
21.8
22.3
IBA
0.8
1.4
4.3
10.2
20.0
21.2
2,4-D
0.8
0.9
2.9
6.4
4.5
4.8
(1)该实验的自变量是 。
(2)由表中数据分析,2,4-D对侧根的形成 (填“能”或“不能”)体现两重性。
(3)从细胞水平上看,侧根的形成是细胞 的结果。
(4)生长素类调节物质除了可应用于促进侧根的形成,还可用于 (答出两点即可)。
解析:(1)该实验过程中涉及的自变量有生长素类调节物质的种类和浓度。
(2)由表中数据分析,2,4-D在高浓度条件下促进作用出现降低现象,但相比对照组(浓度为0时),仍然起促进作用,所以2,4-D对侧根的形成不能体现两重性。
(3)从细胞水平上看,侧根的形成是细胞增殖分化的结果。
(4)生长素类调节物质除了可应用于促进侧根的形成,还有防止果实和叶片的脱落、获得无籽果实等功能。
答案:(1)生长素类调节物质的种类及浓度 (2)不能 (3)增殖分化 (4)防止果实和叶片的脱落、获得无籽果实等
17.(2025·浙江A9协作体期中)NAA(萘乙酸)是科学家通过化学方法合成的生长素类植物生长调节物质。某生物科研小组计划通过实验探究0.1 mg/L的NAA对盐胁迫下茄子种子萌发与生长状况的影响。请根据下面提供的实验材料和用具完成实验方案的设计。
材料用具:供试的茄子种子、用蒸馏水配制的0.1 mg/L NAA溶液、150 mmol/L的NaCl溶液、育苗盘、尺子、量筒、蒸馏水、恒温光照培养箱等。
(1)实验步骤:
①挑选籽粒饱满、大小一致的茄子种子200粒,先用1 g/L的氯化汞消毒3 min后,再用蒸馏水冲洗数次后均分成2组,均匀放置在2个育苗盘中,编号A、B。
②将育苗盘置于恒温光照培养箱中培养,定期向2个育苗盘均匀喷施等量150 mmol/L的NaCl溶液。
③
。
④10天后统计各组的萌发率;用尺子测量幼苗地上部分的 ,计算各组平均值。
(2)请绘制一张表格用于记录实验处理及结果。
(3)讨论与分析:
①本实验中对种子消毒的目的是 。NAA与植物体内的生长素(IAA)具有相似的 和生理特性,作为常用的植物生长调节物质,它有效弥补了内源植物激素 (写出两点)等问题。
②若证实该浓度NAA对盐胁迫下茄子种子萌发具有促进作用,科研小组的同学在此基础上进一步探索不同浓度NAA对盐胁迫下茄子种子萌发状况的影响,实验分为五组,A~D组分别定期施加等量0.1 mg/L、0.075 mg/L、0.05 mg/L、0.025 mg/L NAA,E组施加等量蒸馏水,结果如下图,可以得出的实验结论是 。
解析:(1)本实验的目的是探究0.1 mg/L的萘乙酸(NAA)对盐胁迫下茄子种子萌发与生长状况的影响,则该实验的自变量为是否使用NAA,因变量为茄子种子萌发率和株高。实验步骤:①挑选籽粒饱满、大小一致的茄子种子200粒,先用1 g/L的氯化汞消毒3 min后(避免微生物对实验结果的干扰),再用蒸馏水冲洗数次后均分成2组,均匀放置在2个育苗盘中,编号A、B;②将育苗盘置于恒温光照培养箱(无关变量相同且适宜)中培养,定期向2个育苗盘均匀喷施等量150 mmol/L的NaCl溶液(使茄子种子处于盐胁迫状态);③向A、B组育苗盘中分别定期均匀喷施等量的0.1 mg/LNAA溶液和蒸馏水;④10天后统计各组的萌发率,用尺子测量幼苗地上部分的株高,并计算各组平均值,用于比较。
(2)为了将获得的数据汇总分析,可用如答案所示表格记录实验结果。
(3)①本实验中对种子消毒的目的是排除微生物对实验结果的干扰,避免微生物活动对种子萌发造成影响。NAA与植物体内的生长素(IAA)具有相似的化学结构和生理特性,作为常用的植物生长调节物质,具有原料广泛、容易合成和效果稳定的优点,它有效弥补了内源植物激素难以提取、不易保存或者成本过高等问题。②实验结论见答案。
答案:(1)③向A、B组育苗盘中分别定期均匀喷施等量的0.1 mg/L NAA溶液和蒸馏水 ④株高(高度)
(2)
组别
实验处理
萌发率/%
株高/cm
A
150 mmol/L NaCl+0.1 mg/L NAA
B
150 mmol/L NaCl+蒸馏水
(3)①排除微生物对实验结果的干扰 化学结构 难以提取、不易保存或者成本过高 ②不同浓度的NAA对盐胁迫下茄子种子的萌发均具有促进作用,且随着浓度的增加,促进作用先增大后减小
18.为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5 cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2。
(1)植物激素是植物细胞之间传递 的分子。生长素在植物体内是由 转变而来的,在幼苗中其主要合成部位是 。赤霉素除了影响植物生长之外,还可 种子萌发。
(2)本实验中,试管用滤膜封口是为了在不影响空气通过的情况下,起到 的作用。用激素处理时不能使用高浓度IAA溶液,因为其发挥作用具有 特点。
(3)图2数据显示,GA3和IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出 的作用,GA3的这种作用更为显著。
(4)植物伸长生长可能是细胞数量或 增加,或者两者共同增加的结果。当加入药物完全抑制DNA复制后,GA3诱导的茎芽生长被抑制了54%,说明GA3影响茎芽生长的方式是 。
(5)从图2中B组的数据可知,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的 倍、IAA单独处理的 倍,由此可推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在 关系。
解析:(1)植物激素是植物细胞之间传递信息的分子。生长素在植物体内是由色氨酸转变而来的,在幼苗中其主要合成部位是顶芽、幼叶。赤霉素除了影响植物生长之外,还可促进种子萌发。
(2)本实验中,试管用滤膜封口是为了在不影响空气通过的情况下,防止空气中的微生物进入培养液污染培养物。用激素处理时不能使用高浓度IAA溶液,因为其发挥作用具有两重性特点。
(3)分析图2可知,与空白对照相比,GA3和IAA的离体茎芽的生长较快,说明二者均能促进生长。
(4)植物伸长生长可能是细胞数量或细胞长度增加。当药物完全抑制DNA复制后,细胞分裂不能进行,GA3诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%,54%的抑制作用是细胞不能分裂使细胞数量增加的结果,46%的促进作用则是促进细胞伸长的结果,因此该事实说明GA3影响茎芽伸长生长的方式是促进细胞分裂和促进细胞伸长。
(5)分析图2,B组实验中两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是13-4=9 cm,GA3、IAA单独处理促进伸长作用分别是6.5-4=2.5 cm、4.5-4=0.5 cm,因此两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用与GA3、IAA单独处理的倍数分别为9÷2.5=3.6倍、9÷0.5=18倍;由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在协同关系。
答案:(1)信息 色氨酸 顶芽、幼叶 促进 (2)防止污染 两重性 (3)促进 (4)细胞长度 促进细胞伸长和细胞分裂 (5)3.6 18 协同
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