第五章 植物生命活动的调节 主干知识排查（Word教参）-【步步高】2024-2025学年高二生物选择性必修1 稳态与调节学习笔记（浙科版）

该高中生物学讲义以“植物生命活动调节”为核心，通过层级化知识框架系统梳理内容，从生长素的发现历程切入，延伸至植物激素调节网络及环境信号响应机制，结合实验数据表格（如2,4-D浓度与插枝生根数关系表）呈现重难点，清晰展现生长素运输方式、作用两重性等核心知识的内在逻辑。 讲义亮点在于实验探究题设计，如“验证赤霉素促进节间伸长”实验，引导学生通过设置对照组、控制变量等方法分析结果，培养科学思维与探究实践素养。基础题强化概念辨析（如生长素极性运输与横向运输的区别），拓展题深化综合应用（如分析激素协同拮抗作用），助力不同层次学生巩固提升，为教师实施精准复习提供有力支持。

主干知识排查 一、生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索 1．从幼苗系列实验可以得出：幼苗的感光部位是苗尖端；幼苗弯曲生长的部位是尖端以下的部位；产生生长素的部位是苗尖端；生长素横向运输的部位是苗尖端。 2．生长素的发现过程 (1)达尔文父子的实验推论：当幼苗暴露在单侧光下，苗尖端产生一种“影响”并向下传递，引起下部发生弯曲。 (2)波森·詹森的实验结论：从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质。 (3)拜尔的实验结论：苗尖端产生了一种促进生长的化学物质， 向下运输；单侧光照导致这种化学物质的不对称运输，这种不对称运输导致的不均匀分布引起幼苗弯曲生长。 (4)温特的实验结论：燕麦幼苗尖端确实产生了一种化学物质，向下运输，促进幼苗生长，并将这种物质命名为生长素。 3．生长素的作用 (1)细胞水平：主要是促进细胞伸长，也影响细胞的分裂和分化。 (2)器官水平：①促进茎伸长，促进地上部分向上生长；②促进不定根和侧根形成；③促进叶片生长和维管束分化；④促进果实生长；⑤促进种子发芽；⑥防止落叶落花落果等。 4．生长素的合成部位主要是顶芽、幼叶和胚，主要由色氨酸经过一系列反应转变而来。在高等植物中分布很广，但含量甚微，大多集中在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等。 5．生长素的运输方式 (1)通过韧皮部和木质部运输，韧皮部运输属于自由扩散，木质部运输的动力来自蒸腾作用。 (2)生长素特有的极性运输，主要是指生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，而与重力无关。这是一种局限于胚芽鞘、幼茎、幼根等部位的薄壁细胞之间的短距离单向运输，属于主动转运。 (3)横向运输：只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位，且需要单侧光或重力等单方向的刺激。 6．探究2,4-D对插枝生根的作用的实验中，使用的2,4-D全称为2,4-二氯苯氧乙酸，是一种人工合成的生长素类似物，插枝的方法有水培法和土培法两种，用水培法时，可在培养液中滴加2,4-D溶液配制成预设的浓度。用土培法，则可在扦插前把枝条基部放进不同浓度的2,4-D溶液中浸蘸数秒钟(约5 s)。 7．生长素在调节植物生长时，其作用表现出两重性，即在低浓度时促进生长，浓度太高则会抑制生长，甚至导致植物死亡。 8．细胞年龄不同，对生长素的敏感程度不同。一般来说，幼嫩细胞和老细胞对生长素的敏感性大小为幼嫩细胞>老细胞。不同器官对生长素的反应敏感程度也不一样，根、芽、茎对生长素的敏感性大小为根>芽>茎；双子叶植物和单子叶植物对生长素的敏感性大小为双子叶植物>单子叶植物。 9．顶芽产生的生长素向下运输，使得侧芽附近的生长素浓度较高，而侧芽对生长素浓度比较敏感，于是生长受到抑制。这种顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象，称为顶端优势。顶端优势的解除方法：摘除顶芽。 10．植物的向光性和茎的背地性只体现了生长素对植物生长的促进作用；顶端优势和根的向地性体现了生长素生理作用的两重性。 11．如图表示同一器官在不同生长素浓度下的作用。请回答下列问题： (1)若曲线表示生长素浓度与植物幼苗的关系，其出现向光性时，且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小于M。 (2)若曲线表示生长素浓度与植物芽的关系，在顶端优势中，测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的生长素浓度范围是大于i。 (3)若曲线表示生长素浓度与植物茎的关系，在植物水平放置、表现出茎的背地性时，且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小于m。 (4)若曲线表示生长素浓度与植物根的关系，在植物水平放置、表现出根的向地性时，且测得其根的远地侧生长素的浓度为m，则根的近地侧生长素浓度范围是大于i。 二、植物激素调节植物生命活动 1．细胞分裂素在细胞水平上促进有丝分裂所需的特定蛋白质合成和活化。在个体水平上，细胞分裂素能促进植物向上生长，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。细胞分裂素主要分布在细胞分裂旺盛的部位，如根尖、茎尖、发育中的果实和萌发的种子等。在高等植物体内，细胞分裂素主要在根尖合成，经木质部运输到地上部分。发育中的果实也是合成细胞分裂素的重要部位。 2．赤霉素在细胞水平上促进细胞伸长和细胞分裂，在个体水平是促进茎的伸长、叶片扩大、果实生长、种子萌发；解除休眠；抑制衰老等。 3．脱落酸是植物体内最重要的生长抑制剂，主要在成熟的绿叶和果实中合成。脱落酸的主要作用是抑制生长，促进叶片和果实脱落；失水时使气孔关闭，保持休眠，提高植物的抗逆性。 4．高等植物各器官都能产生乙烯，其中萌发的种子、凋谢的花朵、成熟的果实，释放的乙烯较多。乙烯在果实的成熟过程中起重要作用。当植物体在面临各种不利的环境条件时，乙烯的释放量都会增加，会加快受不利环境因素影响的叶片或者果实的脱落，从而增强植物体的抗逆性。 5．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。 6．在果实的发育及成熟过程中，五类植物激素都有规律地参与其中。各类激素的含量及作用，在不同种类的植物中也会有所不同，如苹果果实成熟时，乙烯含量达到峰值，而柑橘、葡萄果实成熟时，则是脱落酸含量最高。 7．植物组织培养中，在培养基中加入生长素和细胞分裂素的比例，将决定愈伤组织的分化方向。如果细胞分裂素和生长素的比例合适，愈伤组织就会分化出根和茎叶；如果细胞分裂素太多而生长素少，就会只长茎叶不长根；如果生长素太多而细胞分裂素少，则只长根不长茎叶；而当生长素少，细胞分裂素也不多时，则愈伤组织继续生长，不发生分化。 8．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，如赤霉素促进种子萌发，而脱落酸抑制种子萌发。 9．人们合成和筛选出的许多化学结构和生理特性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。 10．除五大类植物激素之外，随着研究的不断深入，近年来科学家发现植物体内还存在其他天然的植物激素，如油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等，对植物的生长发育起促进或者抑制作用，尤其在提高植物的抗逆性或抗病能力方面发挥着重要作用。 三、植物对多种环境信号做出反应 1．向性运动是植物受到光、重力等有方向性的环境刺激而引起的生长运动，是植物对环境信号的一种生长反应，生长的方向取决于外界刺激的方向。 2．向重力性就是植物在重力影响下，保持一定方向生长的特性。植物的茎总是背离重力方向而向上生长，具有负向重力性；相反，根总是顺着重力方向而向下生长，具有正向重力性。根中感受重力的细胞在根冠，而进行不对称生长使根向下弯曲的是伸长区的细胞。一般认为，信号通过这段距离进行的传递可能与生长素有关。 3．一天24 h内昼夜的相对长度，称为光周期。生物体对光周期的生理反应，称为光周期现象。 4．植物对光周期反应的类型 (1)长日植物：只有当日长超过一定小时数时才能开花的植物，称为长日植物，又叫短夜植物。 (2)短日植物：只有当日长短于一定小时数时才能开花的植物，称为短日植物，又叫长夜植物。 (3)日中性植物：有些植物开花不受光周期影响， 当它们成熟后，不管日照长短，只要已经接受了正常生长发育所需的足够的光照就能开花，称为日中性植物。 5．科学研究表明，控制植物开花及其他光周期现象的是夜长——暗期的长度，而非日长。 6．光周期现象的物质基础：叶片中的光敏色素能够感受夜长，从一种形式转变成另一种形式。这种转变起着开关的作用，不仅控制着开花，还控制着其他重大生理过程，如种子萌发、分枝形成等。 7．光周期作为信号控制很多植物的开花，是长期进化的结果。这样各种植物都能在非生物环境条件最佳，有传粉媒介可供利用，并且与其他植物的资源竞争较少时，完成生殖过程，实现物种的延续。 8．低温诱导植物开花的过程，称为春化作用。低温对开花的影响，一般可在种子萌发或在植株生长的任何时期实现。 感受低温刺激的部位一般在茎尖。春化作用可能与春化素、赤霉素有关，实验证明，一些需要春化的植物未经低温处理而施用赤霉素，也能开花。 1．某浓度的生长素对某种植物茎的生长有促进作用，对该植物根的生长反而有抑制作用，这种现象说明了植物的根、茎(不同的器官)对相同浓度的生长素溶液敏感程度不同。 2．植株水平放置时，根出现向地性的原因：重力作用使根部近地侧生长素浓度高于远地侧，远地侧生长素浓度低促进根生长，近地侧生长素浓度过高抑制根生长。 3．NAA(萘乙酸)比IAA效果稳定，推测其原因可能是NAA是一种人工合成的生长素类植物生长调节物质，植物体内缺乏降解NAA的酶。 4．兴趣小组探究了不同浓度的2,4-D对插条生根的影响，实验结果如表所示。 组别 蒸馏水 浓度a 浓度b 浓度c 浓度d 平均生根数/条 5 9 16 13 9 该实验不能(填“能”或“不能”)体现2,4-D生理作用的两重性，依据是表中四个浓度的生长素溶液处理的实验组的平均生根数均大于对照组，说明均起促进作用。 5．为探究萌发的小麦种子中生长素的含量，取胚芽鞘尖端下部的切段(4 mm)若干，均分为8组，分别浸入7种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液(待测样液)中，在适宜条件下培养24 h后，测量每组切段平均长度，结果见表。为确定待测样液中的生长素浓度是0.1 mg·L－1还是10 mg·L－1，请根据上述实验原理及方法，写出实验思路，并预测实验结果及结论。将待测样液稀释，重复上述实验(稀释倍数不能超过100倍)。若切段长度小于10_mm，则待测样液中生长素的浓度为0.1_mg·L－1；反之则为10_mg·L－1。 生长素浓度(mg·L－1) 待测样液 0 0.001 0.01 0.1 1 10 100 切段平均长度(mm) 10 6.5 6.8 8.2 10 12 10 5.5 6.某课题研究小组为探究生长素类调节物质NAA(萘乙酸)的生理作用，用玉米试管苗进行了相关实验，由表格可知此实验的目的是探究NAA促进玉米试管苗生根的最适浓度。从表中数据不能确认0.2 mg/L是该实验最适宜的浓度，理由是缺少小于0.2_mg/L的浓度设置以及空白对照组。 浓度(mg/L) 平均每株生根数(条) 平均根长(cm) 0.2 7.8 10.0 0.3 7.4 9.6 0.4 6.3 9.4 0.5 5.9 8.8 7.不同激素在代谢上存在着相互作用。高浓度生长素会抑制生长，原因是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促进细胞伸长的作用。 8．有研究表明：赤霉素(GA)具有促进节间伸长的作用。请以赤霉素缺失突变体(不能合成赤霉素)的玉米植株为材料，设计实验来验证这一结论。实验思路：将赤霉素缺失突变体的玉米植株分成两组，种植在相同且适宜的条件下，一组进行赤霉素处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组植株的高度。预期结果：赤霉素处理组植株比对照组显著增高。 9．某实验小组发现了几株矮生突变体玉米植株，推测可能与赤霉素有关，但是不能确定是赤霉素合成缺陷型还是赤霉素不敏感突变型。该实验小组利用矮生突变体玉米植株和适宜浓度的赤霉素、清水进行实验来判断矮生突变体的类型，其实验思路是将矮生突变体玉米植株均分为两组，分别喷施适量清水和等量适宜浓度的赤霉素，一段时间后，观察两组玉米植株的生长情况。若结果为喷施清水的矮生突变体玉米植株与喷施赤霉素的矮生突变体玉米植株株高相似，则该突变体为赤霉素不敏感型。 10．小麦、玉米在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨，种子就容易在穗上长芽。请尝试对此现象进行解释(提示：脱落酸在高温条件下容易降解)：小麦、玉米在即将成熟时，种子中的脱落酸在高温条件下容易降解，而脱落酸能够抑制种子的萌发，此时又遇到大雨，提供了水分条件，因而小麦、玉米容易在穗上长芽。 11．有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以某种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度；预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述经干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度；预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。 12．植物的生长不仅受到激素调控，还受到光的调控，光作为能源驱动植物进行光合作用。近年来研究发现，光还作为信号在植物体中被光敏色素(一种蛋白)捕捉，进而调控植物的生长发育。科研人员对光和脱落酸(ABA)如何影响某植物的生长进行了研究，得到了图甲和图乙的结果。请回答下列问题： (1)科研人员测定了野生型植株和光受体缺失突变体中ABA的含量，结果如图甲所示。据实验结果推测，光可能抑制植物ABA的合成。在调控种子萌发方面，ABA与赤霉素的作用相互拮抗。 (2)科研人员测定了不同处理下水稻种子的萌发率，结果如图乙所示。实验结果表明黑暗条件下，种子萌发对脱落酸处理更为敏感，判断依据是与光照条件下相比，黑暗条件下，随脱落酸浓度的增大，种子萌发率的下降幅度更明显。 学科网（北京）股份有限公司 $