内容正文:
专题05 植物生命活动的调节
内容速览
明·期中考情:生长素的作用及应用、其他植物激素的功能及协同拮抗关系
通·必备知识
知识点一 植物生长素的发现 知识点二 生长素的生理作用
知识点三 其他植物激素及其作用 知识点四 植物对多种环境信号的反应
综·核心突破
考向1 生长素运输方向与作用效果的综合判断
考向2 植物激素协同与拮抗关系,类似物在农业生产中的应用
练·分层实战
复习目标
1. 理解植物生长素的发现过程,明确生长素的产生、运输(横向运输、极性运输)和分布特点
2. 掌握生长素的生理作用及两重性的实例
3. 识记五大类植物激素的主要生理功能,理解激素间的协同与拮抗关系
4. 区分植物激素与植物生长调节剂,掌握生长调节剂在农业生产中的应用场景及注意事项
5. 能结合实验情境分析生长素的运输方向或作用效果,结合实例推导植物激素对生命活动的调节
核心考点
1. 生长素的发现与运输:达尔文、拜尔、温特等经典实验的结论;生长素的极性运输与横向运输机制
2. 生长素的作用特性:两重性的表现;不同器官对生长素的敏感性差异
3. 其他植物激素功能:赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯
4. 激素间的相互作用:协同作用、拮抗作用
5. 植物生长调节剂:定义、应用,如 2,4-D 除草、乙烯利催熟果实
考情总结
1. 实验分析:常以生长素发现实验为背景,考查 实验现象→结论 的推导逻辑
2. 运输方向:单侧光、重力刺激下生长素的横向运输方向(如单侧光使胚芽鞘尖端生长素向背光侧运输),与极性运输(不受方向影响,仅从形态学上端到下端)的区分是高频考点
3. 两重性应用是难点:多结合实例(如顶端优势的解除、根的向地性解释)考查生长素浓度对不同器官的影响,需明确促进/抑制的判断标准(与空白对照组对比)
4. 激素功能与应用关联:常以农业生产实例(如催熟果实、培育无子果实)考查激素或生长调节剂的功能,需区分促进生长与促进成熟,促进萌发与促进休眠的差异
知识点一 植物生长素的发现
重点归纳
经典实验及结论
植物生长素的发现基于一系列胚芽鞘实验:
1.达尔文实验(1880年):
实验设计:分别对胚芽鞘进行去除尖端,,尖端遮光,尖端下部遮光处理,观察生长情况。
结论:胚芽鞘的向光性生长与尖端有关,尖端受单侧光刺激后,会产生某种“影响”,并传递到尖端下部,导致下部背光侧生长快于向光侧。
2.拜尔实验(1914年):
实验设计:将胚芽鞘尖端切下,分别放在去尖端胚芽鞘的左侧或右侧,在黑暗环境中培养。
结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”在尖端下部不均匀分布(背光侧多、向光侧少),导致胚芽鞘向生长慢的一侧弯曲。
3.温特实验(1928年):
实验设计:将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在去尖端胚芽鞘的一侧,未接触过尖端的琼脂块作为对照。
结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”是一种化学物质,命名为“生长素”,能促进尖端下部生长。
4.分离与鉴定(1946年):
科学家从燕麦胚芽鞘中分离出生长素,确认其化学本质为吲哚乙酸(IAA)。
注意:区分“生长素的产生”与“作用”——胚芽鞘尖端是生长素的产生部位和感光部位,尖端下部是生长素的作用部位,仅作用部位会因生长素分布不均而出现生长差异。
生长素的产生、分布与运输
产生部位:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子(这些部位的分生组织细胞能合成生长素)。
分布特点:集中在生长旺盛的部位(如胚芽鞘尖端、根尖分生区、茎尖分生区、发育中的果实),衰老组织中含量极少。
运输方式:分为极性运输和横向运输,均为主动转运(需载体蛋白、消耗能量):
极性运输:指生长素只能从植物的形态学上端向形态学下端运输,不受重力方向影响(如茎的上端是芽端,下端是根端;根尖的上端是根冠侧,下端是根尖分生区侧)。
横向运输:仅发生在胚芽鞘尖端、根尖等未成熟组织,受单侧光、重力等刺激影响,导致生长素在组织两侧分布不均(如单侧光使胚芽鞘尖端生长素向背光侧运输,重力使根尖生长素向近地侧运输)。
注意:极性运输是主动转运的证据——即使将植物倒置,生长素仍从形态学上端向形态学下端运输,且运输过程可被呼吸抑制剂(如氰化物)抑制,说明需要消耗能量。
效果检测
1.如图是生长素发现的探索历程的几个经典实验。下列有关叙述正确的是( )
A.实验一、二说明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端,且尖端能产生某种“影响”
B.实验三拜尔的实验必须在适宜光照中进行
C.实验四中的对照实验是将放过尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘正中
D.温特从植物体内提取并分离出使胚芽鞘弯曲生长的化学物质,并命名为生长素
【答案】A
【详解】A、据图分析,实验一的自变量为遮光部位,目的是找出植物感受单侧光刺激的部位,实验结果表明胚芽鞘尖端是感受单侧光刺激的部位,实验二是鲍森·詹森的实验,实验结果可以推测植物的弯曲生长是由于顶端产生的某种影响引起的,A正确;
B、实验三是拜尔的实验,该实验在黑暗中进行,B错误;
C、实验四中的对照实验是将从未接触过尖端的空白琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘左侧,C错误;
D、温特未从植物体内提取并分离出使胚芽鞘弯曲生长的化学物质,只命名了生长素,D错误。
故选A。
2.下图为某兴趣小组探究生长素类调节剂(2,4-D)促进插条生根的最适浓度时所进行的预实验结果(该插条无生长素时不生根)。下列说法错误的是( )
A.该实验中,用于实验的插条可能带有一定量的芽或幼叶
B.根据实验结果,2,4-D具有低浓度促进生根、高浓度抑制生根的特点
C.根据实验结果可以确定,促进插条生根的最适2,4-D浓度在8~12ppm之间
D.通过预实验可缩小实验自变量范围,减小实验误差,节省人力、物力、财力
【答案】D
【详解】A、根据题干“该插条无生长素时不生根”可知,对照组有内源生长素,其可能来源于插条带有的芽或幼叶,A正确;
B、由图可知,浓度为 4、8、12ppm 时,根的数量多于对照组(浓度 0),体现 “低浓度促进生根”;浓度为 16ppm 时,根的数量少于对照组,体现 “高浓度抑制生根”。因此 2,4-D 具有低浓度促进、高浓度抑制生根的特点,B正确;
C、根据预实验结果,促进生根效果最好的2,4-D浓度为8ppm和12ppm,所以促进插条生根的最适2,4-D浓度在8~12ppm之间,C正确;
D、预实验的目的是为正式实验摸索条件,通过预实验可缩小实验自变量(2,4-D 浓度)的范围,减少人力、物力、财力的浪费,但预实验不能减小实验误差,D错误。
故选D。
知识点二 生长素的生理作用
重点归纳
基本生理功能
生长素的核心功能是促进细胞伸长生长,此外还能促进扦插枝条生根、促进果实发育、防止落花落果,如用生长素类似物涂抹未受粉的番茄柱头,可培育无子番茄。
作用特性:两重性
生长素的作用效果与浓度、器官种类、细胞成熟度有关,表现为低浓度促进生长,高浓度抑制生长:
浓度影响:同一器官,生长素浓度过低时无明显作用,适宜浓度时促进作用最强,浓度过高时抑制生长(如高浓度生长素会抑制根的生长,甚至导致根死亡)。
器官敏感性差异:不同器官对生长素的敏感性不同,从高到低依次为根>芽>茎(如相同浓度的生长素,对根可能表现为抑制,对茎可能表现为促进)。
实例:
1.顶端优势:顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽,侧芽对生长素敏感,因浓度过高而生长受抑制,顶芽则因生长素浓度适宜而优先生长,解除方法:去除顶芽,减少侧芽处生长素积累。
2.根的向地性:重力使根尖生长素向近地侧运输,近地侧生长素浓度高,抑制根的生长;远地侧浓度低,促进根的生长,导致根向地弯曲。
3.茎的背地性:重力使茎尖生长素向近地侧运输,近地侧浓度高,促进作用更强,生长更快;远地侧浓度低,促进作用弱,生长慢,导致茎背地弯曲。
注意:判断促进或抑制的关键 —— 与 未施加生长素的空白对照组 对比,若生长速度快于对照组则为促进,慢于对照组则为抑制,不可仅凭生长快慢直接判断,如根的向地性中,近地侧生长慢是抑制,远地侧生长快是促进,这是不对的。
生长素类似物的应用
生长素类似物是人工合成的具有生长素活性的化学物质(如 2,4-D、萘乙酸),因性质稳定、效果显著,广泛应用于农业生产:
促进扦插枝条生根:对不易生根的枝条,用适宜浓度的生长素类似物浸泡基部,可诱导根的形成。
培育无子果实:用生长素类似物涂抹未受粉的子房(如番茄),可促进子房发育为无子果实。
防止落花落果:在果树开花结果期,喷施适宜浓度的生长素类似物,可减少落花落果,提高坐果率。
除草:高浓度的 2,4-D 可抑制双子叶杂草的生长(双子叶植物对生长素更敏感),而对单子叶作物(如小麦、玉米)影响较小,可作为除草剂使用。
注意:生长素类似物的浓度控制是关键——浓度过低无效果,过高会导致作物生长受抑制(烧苗),需根据不同作物和应用场景调整浓度。
效果检测
1.下列关于植物生长素的叙述,错误的是( )
A.色氨酸可在幼嫩的芽、叶或正在发育的种子中转变为吲哚乙酸
B.生长素经合成、运输后主要分布在生长旺盛的部位,如胚芽鞘、分生组织、发育中的种子等
C.生长素在植物幼叶和幼根中进行非极性运输
D.植物幼嫩细胞比成熟细胞对生长素更加敏感
【答案】C
【详解】A、色氨酸是合成吲哚乙酸(生长素)的前体物质,合成部位包括幼嫩的芽、叶和发育中的种子,A正确;
B、生长素合成后通过极性运输等方式分布到生长旺盛的部位(如胚芽鞘、分生组织、发育中的种子),B正确;
C、生长素在幼叶和幼根中主要通过极性运输(从形态学上端向下端运输),而非极性运输一般发生在成熟组织的韧皮部,C错误;
D、植物幼嫩细胞对生长素的敏感度更高(如根尖伸长区对低浓度生长素更敏感),成熟细胞敏感性较低,D正确。
故选C。
2.某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类调节剂(2,4-D)对富贵竹插条生根条数的影响,实验结果如表所示。下列说法错误的是( )
组别
1
2
3
4
5
6
7
2,4-D浓度(mol/L)
清水
10-15
10-13
10-11
10-9
10-7
10-5
平均生根条数(根)
2.0
3.8
9.4
20.3
9.1
1.3
0
A.该探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条生根条数
B.浓度为10-5mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中,每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
【答案】B
【分析】分析表格信息:实验的自变量是2,4-D浓度,因变量是平均的生根条数。随着2,4-D浓度的增加,平均的生根数先增加后降低,且在实验浓度范围内,组别4的生根数最多;1组为对照组,与其相比,6组和7组的生根数降低,说明高浓度的2,4-D抑制了生根。
【详解】A、由表中信息可知,该探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量是插条生根条数,A正确;
B、与清水组相比,浓度为10-5mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根具有抑制作用,B错误;
C、由表中信息可知,促进富贵竹插条生根的最适2,4-D浓度在10-13mol/L~10-9mol/L之间,需缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验,C正确;
D、实验过程中,每条插条的叶片数以及实验室的温度等属于无关变量,会影响实验结果,D正确。
故选B。
知识点三 其他植物激素及其作用
重点归纳
五大类植物激素的功能
除生长素外,植物体内还有赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)四类主要激素,它们的产生部位和生理功能如下:
赤霉素(GA):
产生部位:主要在未成熟的种子、幼根和幼芽。
生理功能:促进细胞伸长,引起植株增高;促进种子萌发,打破种子休眠;促进果实发育,如促进葡萄果实膨大。
细胞分裂素(CTK):
产生部位:主要在根尖。
生理功能:促进细胞分裂(尤其是细胞质的分裂);促进芽的分化(抑制侧芽衰老);延缓叶片衰老(促进叶绿素合成,抑制叶绿素分解)。
脱落酸(ABA):
产生部位:主要在根冠、萎蔫的叶片。
生理功能:抑制细胞分裂;促进气孔关闭(如干旱时,ABA促进保卫细胞失水,使气孔关闭,减少水分散失);促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠,抑制种子萌发,与赤霉素拮抗。
乙烯(ETH):
产生部位:植物体各个部位(成熟的果实中含量最高)。
生理功能:促进果实成熟,如催熟香蕉、番茄;促进开花;促进叶和果实的脱落,与脱落酸协同。
注意:区分促进生长与促进成熟——生长素和赤霉素主要促进细胞伸长(生长),乙烯主要促进果实成熟(细胞分化成熟,而非伸长),不可混淆(如催熟果实用乙烯,促进果实长大用生长素或赤霉素)。
植物激素间的相互作用
植物的生长发育过程中,多种激素共同作用,表现为协同或拮抗关系,确保生命活动有序进行:
协同作用:不同激素共同促进某一生理过程。
示例:生长素和赤霉素共同促进茎的伸长生长;脱落酸和乙烯共同促进叶和果实的脱落。
拮抗作用:不同激素对同一生理过程起相反作用。
示例:赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发;生长素促进顶端优势,细胞分裂素解除顶端优势(促进侧芽生长)。
此外,激素间还存在顺序作用,如植物开花结果过程中,先由生长素和赤霉素促进花的发育,再由乙烯促进果实成熟,最后由脱落酸促进果实脱落,体现激素调节的时序性。
注意:植物的任何一种生理过程都不是单一激素调控的,而是多种激素“共同作用、相互协调”的结果。
植物生长调节剂的定义与特点
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,与植物激素相比,具有以下特点:
来源:人工合成(如2,4-D、乙烯利、赤霉素类似物),而非植物自身合成。
性质:部分与天然激素结构相似(如萘乙酸与生长素),部分结构不同但具有相似功能;稳定性更高(天然激素易被分解,生长调节剂不易分解,作用时间更长)。
效果:作用效果更显著,可根据需求调控浓度和使用时间,灵活调节植物生长。
常见应用场景
植物生长调节剂在农业、园艺生产中应用广泛,典型场景如下:
促进生长与增产:用赤霉素类似物处理芹菜、莴苣等作物,可促进茎伸长,增加产量;用细胞分裂素类似物处理叶菜类蔬菜,可延缓叶片衰老,延长保鲜期。
调控开花与结果:用乙烯利处理菠萝,可促进其同步开花,便于集中采摘;用生长素类似物处理未受粉的茄子、辣椒子房,可培育无子果实,提高品质。
抑制生长与保鲜:用矮壮素(一种生长抑制剂)处理小麦、玉米,可抑制茎秆伸长,防止倒伏;用脱落酸类似物处理花卉,可延长花期,减少落花。
效果检测
1.下列关于植物激素或植物生长调节剂应用的说法,不正确的是( )
A.用乙烯利处理凤梨促进果实成熟
B.用细胞分裂素处理水稻幼苗促进细胞分裂
C.用赤霉素处理大麦种子诱导α-淀粉酶产生
D.萘乙酸处理二倍体西瓜幼苗得到多倍体无子西瓜
【答案】D
【详解】A、乙烯利释放乙烯,乙烯的主要作用是促进果实成熟。凤梨属于呼吸跃变型果实,乙烯利处理可加速其成熟,A正确;
B、细胞分裂素的主要功能是促进细胞分裂,延缓叶片衰老,故用细胞分裂素处理水稻幼苗促进细胞分裂,B正确;
C、赤霉素能诱导大麦种子产生α-淀粉酶,促进种子萌发时淀粉的分解,C正确;
D、萘乙酸是生长素类似物,其作用为促进生根或诱导无籽果实(单性结实)。而多倍体无子西瓜需通过秋水仙素抑制纺锤体形成,使染色体加倍,再杂交获得三倍体。萘乙酸无法诱导染色体加倍,D错误。
故选D。
2.《诗经·豳风·七月》中有“八月剥枣,十月获稻”的描述,反映了古代农事活动的季节性。现代研究发现,水稻的抽穗和成熟受多种植物激素调控。下列相关叙述错误的是( )
A.“十月获稻”时,水稻种子中脱落酸含量较高,促进种子休眠以度过寒冬
B.水稻晒种可以提高种子活力,可能与减弱脱落酸的作用有关,有利于打破种子休眠
C.用动物骨汁、粪汁浸泡种子,可能因骨汁中富含生长素和细胞分裂素促进种子发芽
D.“八月剥枣”时,枣树果实内乙烯含量上升,促进果实成熟和脱落
【答案】C
【详解】A、脱落酸能促进种子休眠,十月收获时种子中脱落酸含量高,“十月获稻”时,水稻种子中脱落酸含量较高,促进种子休眠以度过寒冬,A正确;
B、脱落酸能促进种子休眠,水稻晒种可以提高种子活力,可能与减弱脱落酸的作用有关,有利于打破种子休眠,B正确;
C、动物骨汁不含植物激素(生长素和细胞分裂素为植物自身合成),C错误;
D、乙烯能促进果实成熟和脱落,八月枣成熟时乙烯含量上升,能促进枣的成熟和脱落,D正确。
故选C。
知识点四 植物对多种环境信号的反应
重点归纳
植物对主要环境信号的反应类型
植物通过感知不同环境信号,调整生长方向、发育进程或生理状态,常见反应如下:
环境信号
感知部位
典型反应
生理意义
光(光照方向、光周期)
胚芽鞘尖端、叶片(光周期感知)
向光性生长(如胚芽鞘向光弯曲)、开花时间调控(光周期现象)
向光生长可获取更多光能;调控开花时间以匹配季节,保证繁殖成功
重力
根尖、茎尖的重力感受细胞(含淀粉体)
根的向地性、茎的背地性
根向地生长可吸收水分和无机盐;茎背地生长可争夺光照
机械刺激
茎、叶的表皮细胞或机械感受组织
缠绕茎缠绕支柱(如金银花)、含羞草叶片闭合
增强植株支撑能力,避免机械损伤
1. 光周期现象的定义
光周期现象是指植物通过感知昼夜长短(即光照时长)的变化,来调控开花时间、休眠等生理过程的现象。植物的开花时间严格依赖于昼夜长短的组合,这是长期适应环境季节变化的结果。
2. 光周期的关键概念
临界日长:指诱导植物开花的最低或最高光照时长。不同植物的临界日长不同,是区分开花类型的核心指标。
光周期感受部位:主要是叶片(而非顶端分生组织)。叶片感知光周期信号后,会产生 “开花刺激物”(可能是某些激素或信号分子),通过韧皮部运输到顶端分生组织,诱导花芽分化。
暗期的重要性:植物对光周期的响应本质是对 “暗期长度” 的感知,而非光照时长。即使光照时长满足临界日长,若暗期被短暂打断(如用红光照射),开花过程也会受阻;反之,若暗期长度符合要求,即使光照被打断,仍可正常开花。
3. 植物的光周期类型
根据开花对光周期的需求,可将植物分为三类:
短日照植物:开花需要短于临界日长的光照,且暗期必须连续且足够长。
实例:菊花、大豆、一品红。如菊花的临界日长约为 12 小时,只有当每天光照时长<12 小时、暗期>12 小时时,才能诱导开花,故自然状态下秋季开花,因秋季昼短夜长。
长日照植物:开花需要长于临界日长的光照,或暗期被短暂打断,可缩短有效暗期。
实例:小麦、油菜、菠菜。如小麦的临界日长约为10小时,当每天光照时长>10小时时,可诱导开花,自然状态下春季或夏季开花,昼长夜短。
日中性植物:开花不受光照时长影响,只要温度、营养等条件适宜,即可随时开花。
实例:番茄、黄瓜、月季(常见蔬菜和观赏花卉多为此类)。
4. 光周期现象的应用
调控开花时间:通过人工控制光照时长,可调整花卉或作物的开花期。如菊花(短日照植物)若需春节开花,可在秋季(自然短日照来临前)用灯光延长光照(打破暗期),抑制开花;待临近春节时,缩短光照(创造短日照环境),诱导其提前开花。
指导引种:不同纬度地区的昼夜长短差异显著(低纬度地区昼长变化小,高纬度地区夏季昼长、冬季昼短),引种时需匹配植物的光周期类型。如将北方的长日照植物(如小麦)引种到南方(低纬度,夏季昼长短于临界日长),可能因光周期不满足而延迟开花或不开花,导致减产。
控制休眠:短日照可诱导某些植物进入休眠(如柳树、杨树),长日照则可打破休眠。生产中可通过延长光照,防止树木提前休眠,延长生长周期。
效果检测
1.植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类蛋白质,其在成熟组织的细胞内含量比较丰富
B.玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关
C.树木年轮的形成,是树木对一年中不同时期环境温度的反应
D.带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶均能产生IAA
【答案】A
【详解】A、光敏色素是接收光信号的分子,化学本质是蛋白质,但其主要分布在植物体的分生组织(如茎尖、幼叶等),而非成熟组织,A错误;
B、茎的背地性是由于重力导致近地侧生长素浓度较高,而茎对生长素较不敏感,较高浓度促进生长,B正确;
C、年轮的形成与形成层细胞在不同季节分裂速度差异有关,主要由温度变化引起,C正确;
D、芽和幼叶能产生生长素(如IAA),促进扦插枝条生根,D正确。
故选A。
2.某种短日植物开花的临界夜长是10h,下列光周期中,此植物不能正常开花的是( )
A.12h光照/12h黑暗
B.13h光照/11h黑暗
C.14h光照/5h黑暗/闪光/5h黑暗
D.2h光照/10h黑暗/2h光照/10h黑暗
【答案】C
【详解】A、短日植物开花需要长于临界夜长的黑暗时间。该植物临界夜长是10h。黑暗时间12h,长于 10h,能开花,A不符合题意;
B、短日植物开花需要长于临界夜长的黑暗时间。该植物临界夜长是10h。黑暗时间11h,长于 10h,能开花,B不符合题意;
C、短日植物开花需要长于临界夜长的黑暗时间。该植物临界夜长是10h。中间有闪光,会打断黑暗周期,相当于黑暗时间不足10h,不能开花,C符合题意;
D、短日植物开花需要长于临界夜长的黑暗时间。该植物临界夜长是 10h。有10h的黑暗时间,达到临界夜长,能开花,D不符合题意。
故选C。
考向 1 生长素运输方向与作用效果的综合判断
1.根据实验处理判断生长素运输类型
若实验涉及单侧光、重力刺激,且处理部位是胚芽鞘尖端、根尖(未成熟组织),则需考虑横向运输,如单侧光使胚芽鞘尖端生长素向背光侧运输,重力使根尖生长素向近地侧运输。
若实验仅涉及形态学上下端倒置,且处理部位是茎或根的成熟组织,则只需考虑极性运输(生长素从形态学上端到下端,与放置方向无关)。
2.根据运输方向推导生长素分布情况
单侧光刺激(胚芽鞘):尖端生长素分布为背光侧多、向光侧少,尖端下部生长速度背光侧快于向光侧,导致胚芽鞘向光弯曲。
重力刺激(根尖):根尖生长素分布为近地侧多、远地侧少,因根对生长素敏感,近地侧抑制生长、远地侧促进生长,导致根向地弯曲。
3.结合器官敏感性判断促进/抑制效果
同一浓度生长素:对根表现为抑制时,对芽可能表现为促进,对茎一定表现为促进(如 10⁻⁸mol/L 生长素,促进茎生长、抑制根生长)。
实例分析:判断去掉顶芽的植株,侧芽生长加快——顶芽去除后,侧芽处生长素积累减少,浓度从抑制变为促进,因此侧芽生长加快。
典例分析
1.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的研究中发现,低浓度的生长素促进细胞的伸长,高浓度的生长素抑制细胞的伸长,生长素对细胞生长调节的机理如图。下列相关叙述错误的是( )
A.生长素主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子
B.生长素和乙烯通过极性运输从产生部位运送至作用部位
C.生长素和乙烯都需要与细胞的受体结合才能起调节作用
D.高浓度的生长素能促进乙烯的合成,乙烯增多又抑制了生长素的作用
【答案】B
【详解】A、生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,A正确;
B、乙烯在植物的各个部位均能合成,不通过极性运输从产生部位运送至作用部位,B错误;
C、生长素和乙烯作为植物激素,都需要与细胞的受体结合才能起调节作用,C正确;
D、当生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成;乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的合成,D正确。
故选B。
2.图甲、乙、丙分别表示有关的生物学过程,相关叙述正确的是( )
A.植物的根也具有顶端优势,其侧根的生长素浓度在图甲中0~c范围内
B.图甲中,若b点浓度是茎背光侧的生长素浓度,则茎向光侧的生长素浓度不可能在b~c浓度范围内
C.图乙能正确表示植物不同器官对生长素的敏感度
D.生产上可用一定浓度生长素类调节剂除去单子叶植物中的双子叶杂草,图丙中曲线1表示单子叶植物
【答案】B
【分析】甲图中:b点生长素浓度促进作用最强;乙图体现了不同器官对生长素浓度的敏感度不同,丙图表示1、2两种植物对生长素的敏感度不同。
【详解】A、植物侧根的生长素浓度较高,受抑制作用,而甲图中b点生长素浓度促进作用最强,b点之后的生长素浓度也有促进生长的作用,只有生长素浓度大于c点,才起到抑制作用,A错误;
B、由于单侧光导致生长素向背光侧运输,导致背光侧生长素浓度高于向光侧,促进生长作用较强,导致背光侧生长较快,故若b点为茎背光侧的生长素浓度,则a点可能为茎向光侧的生长素浓度,B正确;
C、乙图不能够正确表示不同器官对生长素的敏感度,因为一般情况下同一植物不同器官的敏感程度大小依次是:根>芽>茎,C错误;
D、生产上用一定浓度生长素类似物除去单子叶植物中的双子叶杂草,丙图中1曲线表示双子叶植物,因为1曲线植物对生长素敏感程度高,D错误。
故选B。
考向 2 植物激素协同与拮抗关系,类似物在农业生产中的应用
明确题干中的生理过程
常见生理过程包括:种子萌发、茎伸长、果实发育与成熟、叶片衰老与脱落、气孔关闭等,先确定核心过程(如 “种子萌发”“果实成熟”)。
梳理参与该过程的激素种类及功能
种子萌发:赤霉素(促进)、细胞分裂素(促进)、脱落酸(抑制)。
果实成熟:乙烯(促进)、生长素(辅助促进,防止脱落)。
茎伸长:生长素(促进细胞伸长)、赤霉素(促进细胞伸长)、细胞分裂素(促进细胞分裂,辅助伸长)。
叶片衰老:脱落酸(促进)、乙烯(促进)、细胞分裂素(抑制)。
根据功能判断激素间的关系
协同关系:功能相同或相似,共同促进某过程(如赤霉素和细胞分裂素均促进种子萌发)。
拮抗关系:功能相反,对某过程起相反作用(如赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发)。
根据应用目标选择调节剂类型
促进扦插生根→选择生长素类似物(如萘乙酸、2,4-D,低浓度)。
培育无子果实→选择生长素类似物(涂抹未受粉子房,如番茄、黄瓜)。
催熟果实→选择乙烯利(如香蕉、柿子,成熟前喷施)。
防止倒伏→选择矮壮素(抑制茎秆伸长,如小麦、玉米)。
典例分析
1.植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法正确的是( )
A.降低培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值可促进愈伤组织分化出根
B.用适宜浓度的乙烯利处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
C.用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发
D.利用成熟木瓜释放的吲哚乙酸可催熟未成熟的柿子
【答案】C
【详解】A、生长素与细胞分裂素的比值较低时促进芽的分化,较高时促进根的分化。降低比值会促进芽的形成而非根,A错误;
B、乙烯利释放乙烯促进果实成熟,但无子番茄需用生长素类似物处理未受粉的子房,促进子房膨大发育形成果实,B错误;
C、赤霉素可打破种子休眠,促进萌发(如替代光照或低温条件),C正确;
D、催熟果实的是乙烯,吲哚乙酸(生长素)促进生长但不催熟,D错误。
故选C。
2.关于生长素的知识需要注意的几点问题:
(1)生长素主要的合成部位是 。
(2)生长素的运输时存在极性运输,该运输方式是一种 (填“被动”或“主动”运输。
(3)生长素的产生 (填“需要”或“不需要”)光。
(4)金银花的茎不能直立生长,需要缠绕支柱上升(如图)。茎缠绕生长的原因最可能是缠绕茎内侧由于支柱接触的刺激导致内侧生长素浓度 (填“>”“<”或“=”)外侧浓度,而茎对生长素的敏感程度较 (填“高”或“低”),所以外侧生长较 (填“快”或“慢”)。
【答案】(1)芽、幼嫩的叶、发育中的种子
(2)主动运输
(3)不需要
(4) < 低 快
【分析】生长素主要合成部位为芽、幼嫩的叶、发育中的种子,原料为色氨酸,光照不影响生长素的合成,但影响生长素的分布。
【详解】(1)生长素主要合成部位为芽、幼嫩的叶、发育中的种子。
(2)极性运输是一种消耗能量的主动运输,从形态学上端向形态学下端运输。
(3)光照不影响生长素的合成,但影响生长素的分布。
(4)金银花的茎不能直立生长,需要缠绕支柱上升说明外侧生长速度大于内侧,茎对生长素的敏感性很低,外侧生长素浓度大于内侧,故生长得更快。
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.“榈庭多落叶,慨然已知秋”。秋季的树叶在即将脱落时,叶片中起主要作用的植物激素最可能是( )
A.脱落酸 B.生长素 C.乙烯 D.油菜素内酯
【答案】A
【分析】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。植物激素在植物内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。
【详解】A、脱落酸的作用是促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠,A正确;
B、生长素可促进细胞伸长、促进种子发育等,不能促进叶片脱落,B错误;
C、乙烯具有促进果实成熟的作用,C错误;
D、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,不能促进叶片脱落,D错误。
故选A。
2.下列有关植物激素的生理作用的叙述,不正确的是(
A.赤霉素能促进细胞的分裂和分化
B.细胞分裂素能促进侧芽生长,促进果实生长
C.脱落酸能抑制叶和果实的衰老和脱落
D.乙烯能促进叶、花、果实脱落
【答案】C
【分析】1、赤霉素:①合成部位:主要是未成熟的种子、幼根和幼芽;②作用:促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实发育;③应用:促进矮生性植株茎秆伸长;接触种子休眠,提高用来播种。
2、细胞分裂素:①合成部位:主要是根尖;②作用:促进细胞分裂和组织分化;③应用:蔬菜贮藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长贮藏时间。
3、乙烯:①合成部位:广泛存在于多种植物的组织中,成熟的果实中更多;②作用:促进果实成熟;③应用:促进香蕉、凤梨等果实成熟。
4、脱落酸:①合成部位:根冠、菱蒿的叶片等;②作用:抑制细胞分裂, 抑制植物的生长,也能抑制种子萌发;促进叶和果实的脱落;③应用:落叶或棉铃在未成熟前的大量脱落。
5、生长素:①合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子,胚芽鞘;②作用:两重性,低浓度促进生长,高浓度已知生长;③应用:除草等。
【详解】A、赤霉素能促进细胞伸长,使植株增高,还能促进细胞的分裂和分化,A正确;
B、细胞分裂素能促进细胞分裂,能促进侧芽生长,促进果实生长发育,B正确;
C、脱落酸能抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落,C错误;
D、乙烯能促进果实成熟,能促进叶、花、果实脱落,D正确。
故选C。
3.植物的生长发育过程受多种因素的调控。下列叙述错误的是( )
A.冬小麦具有春化作用说明温度参与了植物生长发育的调节中
B.植物激素可通过与特定受体结合给细胞传达调节代谢的信息
C.光信号激活光合色素,经过信号传导影响特定基因的表达
D.重力信号可转换成运输生长素的信号,从而调节植物的生长方向
【答案】C
【详解】A、春化作用指某些植物需低温处理才能开花,说明温度参与调节,A正确;
B、植物激素需与受体结合传递信号,调节代谢(如生长素与受体结合引发基因表达),B正确;
C、光信号由光敏色素接收,而非光合色素;光合色素负责光能转化,光敏色素调控基因表达,C错误;
D、重力通过改变生长素分布调节生长方向,如由于重力作用,使得近地侧的生长素大于远地侧的生长素,从而近地侧的生长被抑制,远地侧生长快于近地侧,使得根表现为向地生长,D正确。
故选C。
4.下列关于生长素的叙述,错误的是( )
A.燕麦胚芽鞘向光性实验中,产生生长素的部位是胚芽鞘尖端
B.一般情况下,植物体内的生长素运输都是极性运输,但是在成熟组织的韧皮部,生长素也可以非极性运输
C.一般情况下,生长素在浓度较低时促进植物生长,浓度较高时抑制生长
D.植物的根、芽、茎对生长素的敏感程度相同
【答案】D
【分析】生长素生理作用:促进生长、促进扦插的枝条生根、促进果实的发育;特点:具有双重性即低浓度促进生长,高浓度抑制生长。在植物体内,合成生长素最活跃的部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子,生长素大部分集中分布在生长旺盛的部位。生长素只能由形态学上端向形态学下端运输,此外,引起横向运输的原因是单侧光或地心引力,横向运输发生在尖端。
【详解】A、燕麦胚芽鞘向光性实验中,胚芽鞘尖端产生的生长素通过极性运输至作用部位,A正确;
B、一般情况下,植物体内的生长素运输都是极性运输(从形态学上端至下端),但是在成熟组织的韧皮部,生长素也可以非极性运输,B正确;
C、生长素的作用具有两重性,浓度较低时促进植物生长,浓度较高时抑制生长,C正确;
D、植物的根、芽、茎对生长素的敏感程度不同,一般情况下,根的敏感度最高,茎的敏感度最低,D错误。
故选D。
期中重难突破练(测试时间:10分钟)
1.根据开花与光周期的关联,可以将植物分为短日照植物和长日照植物,如图是研究种植物的开花与光周期关系的实验及结果,其中1、2和5、6组通过改变24小时的光照和黑暗的时间处理植物A和植物B;3组和7组表示用闪光打断黑暗时间;4 组和8组表示用短暂的暗处理打断光照时间。下列说法错误的是( )
A.根据图示结果可知影响植物开花的关键因素是连续黑暗的长度
B.根据1、2组和5、6组可判断植物A为短日照植物,B为长日照植物
C.用短暂的暗处理打断光照时间,可使长日照植物转变为短日照植物
D.在短日照植物临近开花的季节,夜间照明会使开花时间推迟
【答案】C
【分析】通过组5和组6确定植物B是长日照植物;通过比较组3和组4,以及比较组7和组8,得出影响植物开花的关键因素是夜间的长度;通过组5和组7的比较,得出夜间用闪光处理或者延长光照是植物B提前开花的措施。
【详解】A、从组3和组4对照、组7和组8对照结果可知,只有闪光打断黑暗时间会改变开花情况,而短暂的暗处理打断光照时间不改变开花情况,这说明影响植物开花的关键因素是夜间的长度,A正确;
B、根据1组长日照植物A不开花、2组短日照植物A开花,可判断植物A是短日照植物,5组用长日照处理后植物B开花,6组用短日照处理后植物B不开花,通过5、6组对照可判断植物B是长日照植物,B正确;
C、用短暂的暗处理打断光照时间,不会改变长日照植物的开花时间,C错误;
D、在短日照植物临近开花的季节,夜间照明会导致植物不开花,使开花时间推迟,D正确。
故选C。
2.将一株正在生长的植物水平放入正在太空中飞行的航天飞机的暗室内,暗室朝向地心的一侧开一个小孔,小孔附近放一光源,如下图1所示;下图2表示不同浓度的生长素对植物茎生长的作用情况;下图3表示不同浓度生长素对顶芽和根部生长的作用情况。请判断下列相关说法正确的是( )
A.一段时间后,图1所示植物茎的生长方向是背光生长
B.若图1中茎的向光侧的生长素浓度为m,则其背光侧的生长素浓度p的范围是m<p<2m
C.图3中②可表示的是茎部,且a-d对茎能体现生长素的生理作用具有两重性
D.若把图1装置放回地球,同时去掉光源,植物茎的远地侧的生长素浓度为m,则近地侧的生长素浓度r的范围是0<r<m
【答案】B
【分析】在太空飞行的航天飞机,失去了重力作用,但植物生长可受到单侧光的影响,植物尖端有感光性,单侧光引起生长素分布不均,背光一侧多,生长素极性向下端运输,使背光一侧生长快,植物表现出弯向光源生长。
【详解】A、图1所示植物在失重的状态下,重力对生长素的分布没有影响,而单侧光仍能引起生长素分布不均匀,使向光侧生长素分布少,背光侧生长素分布多,引起茎向着光源方向生长,A错误;
B、由上述分析可知,图1中若此时茎的向光侧的生长素的浓度为m,因为向光侧的生长素分布少且生长慢于背光侧,因此背光侧浓度范围应该大于m,小于2m,即m<p<2m,B正确;
C、不同器官对生长素敏感性不同,茎敏感性<芽敏感性<根敏感性,故d浓度生长素对芽为不促进也不抑制,但对茎来说,还是促进作用,因此,若图3中②表示茎部,则a-d段生长素对茎只有促进作用,不能体现生长素的生理作用具有两重性,C错误;
D、若把图1的装置放回地球上,同时去掉光源,由于重力的影响,茎的近地侧生长素的浓度大于远地侧,且促进生长的效果大于远地侧,若远地侧生长素浓度为m,则茎的近地侧生长素的浓度范围r是大于m小于2m,D错误。
故选B。
3.如图所示为某禾本科植物胚芽鞘在单侧光照射下的生长情况。据图分析下列有关说法正确的是( )
A.单侧光为生长素极性运输提供能量
B.单侧光促进了生长素的合成
C.向光侧的生长素浓度不能起到促进细胞伸长生长的作用
D.图中实验不能证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端
【答案】D
【详解】A、生长素的极性运输是细胞呼吸产生的ATP提供的能量,不是单侧光提供的,A错误;
B、生长素的合成与是否有光无关,单侧光影响的是生长素的运输,从而引起生长素的分布不均匀,B错误;
C、由图可知,背光侧的细胞长度大于向光侧,向光侧的生长素浓度可以促进细胞伸长生长,只是促进效果不如背光侧,C错误;
D、图示为某禾本科植物胚芽鞘在单侧光照射下的生长情况,图示中没有对照实验,不能说明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端,D正确。
故选D。
4.元代农书《农桑辑要》中记载:苗长高二尺之上,打去“冲天心”;旁条长尺半,亦打去心。叶叶不空,开花结实。该技术与某种植物激素有关,下列不正确的是( )
A.该植物激素是生长素,由色氨酸经过一系列反应转变而成
B.某浓度的该植物激素可抑制同一植物芽和茎的生长,可能会促进根的生长
C.该植物激素极性运输方向不能从形态学下端到形态学上端,成熟的韧皮部中该植物激素可以进行非极性运输
D.该植物激素没有特定的合成腺体,在植物体各器官均有分布
【答案】B
【详解】A、生长素是由色氨酸经过一系列反应转变而成的,A正确;
B、同一浓度生长素不可能同时抑制芽、茎而促进根,因为根对生长素最敏感,抑制芽、茎的浓度对根已属高浓度,会抑制根生长,B错误;
C、极性运输只能从形态学上端到下端,成熟韧皮部可非极性运输,C正确;
D、生长素无特定合成腺体,在植物体各器官均有分布,在生长旺盛的部位分布较多,D正确。
故选B。
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2024·浙江·高考真题)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
【答案】D
【分析】脱落酸:合成部位:根冠、姜蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰者、脱落。
赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。
【详解】A、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;
B、干旱胁迫下,植物含水量下降,避免失水过多,增强抗旱能力,B错误;
C、干旱胁迫下,脱落酸受体缺失突变体因脱落酸不能正常发挥作用,气孔不能正常关闭,一般不耐旱,C错误;
D、干旱胁迫下,叶面喷施赤霉素促进植株生长,不利于植物抗旱,D正确。
故选D。
2.(2023·浙江·高考真题)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.红光能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达
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.若红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理高
【答案】B
【分析】赤霉素能够促进种子萌发,脱落酸能够维持种子休眠,二者作用相反。
【详解】A、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;
B、图甲显示红光能使种子赤霉素含量增加,其机理为红光将光敏色素激活,进而调节相关基因表达,B正确;
C、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;
D、红光处理促进种子萌发,脱落酸会抑制种子萌发,二者作用相反,所以红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理低,D错误。
故选B。
3.(2022·浙江·高考真题)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
【答案】A
【分析】生长素的主要生理功能:生长素的作用表现为两重性,即:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。赤霉素的主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。细胞分裂素的主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。脱落酸的主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。乙烯的主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
【详解】根据上述分析可知,细胞分裂素可促进细胞分裂,延缓衰老,因此可用于叶菜类的保鲜,A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2023·浙江·高考真题)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。
下列关于本实验的叙述,正确的是( )
A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显
C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D.不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
【答案】A
【分析】1、生长素类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。
2、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物增高,此外,它还有促进麦芽糖化,促进营养生长,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用。
3、细胞分裂素类,细胞分裂素在根尖合成,在进行细胞分裂的器官中含量较高,细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大,此外还有诱导芽的分化,延缓叶片衰老的作用。
4、脱落酸, 脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多,脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
5、乙烯主要作用是促进果实成熟,此外,还有 促进老叶等器官脱落的作用。
【详解】A、切去叶片,目的是排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰,A正确;
B、据图分析,越迟使用IAA处理,叶柄脱落所需的折断强度越低,因此抑制叶柄脱落的效应越弱,B错误;
C、有图分析,不使用IAA处理,只有乙烯,会促进叶柄脱落;越早使用IAA会抑制叶柄脱落,因此IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互拮抗的,C错误;
D、图中,不同时间的IAA处理效果均表现为抑制折断,因此不能体现IAA作用的两重性,D错误。
故选A。
5.(2025·河南·高考真题)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是( )
A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面
B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响
C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长
D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲
【答案】A
【分析】生长素的产生:生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中:生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中:生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
【详解】A、据图可知,向光面和背光面的IAA含量差别不大,但向光面下胚轴的增加长度明显低于背光面,同时向光面的IAA抑制物质含量高于背光面,据此推测,向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面,A正确;
B、下胚轴两侧IAA的含量基本一致,但不能说明向光生长不受IAA影响,可能是IAA的活性或信号通路差异导致,B错误;
C、图示向光面和背光面的IAA含量差别不大,说明IAA抑制物不是通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长,C错误;
D、黑暗环境中无单侧光刺激,喷施IAA抑制物会抑制该侧生长,弯曲方向应为 向喷施侧弯曲(抑制侧生长慢,对侧相对快),D错误。
故选A。
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专题05 植物生命活动的调节
内容速览
明·期中考情:生长素的作用及应用、其他植物激素的功能及协同拮抗关系
通·必备知识
知识点一 植物生长素的发现 知识点二 生长素的生理作用
知识点三 其他植物激素及其作用 知识点四 植物对多种环境信号的反应
综·核心突破
考向1 生长素运输方向与作用效果的综合判断
考向2 植物激素协同与拮抗关系,类似物在农业生产中的应用
练·分层实战
复习目标
1. 理解植物生长素的发现过程,明确生长素的产生、运输(横向运输、极性运输)和分布特点
2. 掌握生长素的生理作用及两重性的实例
3. 识记五大类植物激素的主要生理功能,理解激素间的协同与拮抗关系
4. 区分植物激素与植物生长调节剂,掌握生长调节剂在农业生产中的应用场景及注意事项
5. 能结合实验情境分析生长素的运输方向或作用效果,结合实例推导植物激素对生命活动的调节
核心考点
1. 生长素的发现与运输:达尔文、拜尔、温特等经典实验的结论;生长素的极性运输与横向运输机制
2. 生长素的作用特性:两重性的表现;不同器官对生长素的敏感性差异
3. 其他植物激素功能:赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯
4. 激素间的相互作用:协同作用、拮抗作用
5. 植物生长调节剂:定义、应用,如 2,4-D 除草、乙烯利催熟果实
考情总结
1. 实验分析:常以生长素发现实验为背景,考查 实验现象→结论 的推导逻辑
2. 运输方向:单侧光、重力刺激下生长素的横向运输方向(如单侧光使胚芽鞘尖端生长素向背光侧运输),与极性运输(不受方向影响,仅从形态学上端到下端)的区分是高频考点
3. 两重性应用是难点:多结合实例(如顶端优势的解除、根的向地性解释)考查生长素浓度对不同器官的影响,需明确促进/抑制的判断标准(与空白对照组对比)
4. 激素功能与应用关联:常以农业生产实例(如催熟果实、培育无子果实)考查激素或生长调节剂的功能,需区分促进生长与促进成熟,促进萌发与促进休眠的差异
知识点一 植物生长素的发现
重点归纳
经典实验及结论
植物生长素的发现基于一系列胚芽鞘实验:
1.达尔文实验(1880年):
实验设计:分别对胚芽鞘进行去除尖端,,尖端遮光,尖端下部遮光处理,观察生长情况。
结论:胚芽鞘的向光性生长与尖端有关,尖端受单侧光刺激后,会产生某种“影响”,并传递到尖端下部,导致下部背光侧生长快于向光侧。
2.拜尔实验(1914年):
实验设计:将胚芽鞘尖端切下,分别放在去尖端胚芽鞘的左侧或右侧,在黑暗环境中培养。
结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”在尖端下部不均匀分布(背光侧多、向光侧少),导致胚芽鞘向生长慢的一侧弯曲。
3.温特实验(1928年):
实验设计:将接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在去尖端胚芽鞘的一侧,未接触过尖端的琼脂块作为对照。
结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”是一种化学物质,命名为“生长素”,能促进尖端下部生长。
4.分离与鉴定(1946年):
科学家从燕麦胚芽鞘中分离出生长素,确认其化学本质为吲哚乙酸(IAA)。
注意:区分“生长素的产生”与“作用”——胚芽鞘尖端是生长素的产生部位和感光部位,尖端下部是生长素的作用部位,仅作用部位会因生长素分布不均而出现生长差异。
生长素的产生、分布与运输
产生部位:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子(这些部位的分生组织细胞能合成生长素)。
分布特点:集中在生长旺盛的部位(如胚芽鞘尖端、根尖分生区、茎尖分生区、发育中的果实),衰老组织中含量极少。
运输方式:分为极性运输和横向运输,均为主动转运(需载体蛋白、消耗能量):
极性运输:指生长素只能从植物的形态学上端向形态学下端运输,不受重力方向影响(如茎的上端是芽端,下端是根端;根尖的上端是根冠侧,下端是根尖分生区侧)。
横向运输:仅发生在胚芽鞘尖端、根尖等未成熟组织,受单侧光、重力等刺激影响,导致生长素在组织两侧分布不均(如单侧光使胚芽鞘尖端生长素向背光侧运输,重力使根尖生长素向近地侧运输)。
注意:极性运输是主动转运的证据——即使将植物倒置,生长素仍从形态学上端向形态学下端运输,且运输过程可被呼吸抑制剂(如氰化物)抑制,说明需要消耗能量。
效果检测
1.如图是生长素发现的探索历程的几个经典实验。下列有关叙述正确的是( )
A.实验一、二说明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端,且尖端能产生某种“影响”
B.实验三拜尔的实验必须在适宜光照中进行
C.实验四中的对照实验是将放过尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘正中
D.温特从植物体内提取并分离出使胚芽鞘弯曲生长的化学物质,并命名为生长素
2.下图为某兴趣小组探究生长素类调节剂(2,4-D)促进插条生根的最适浓度时所进行的预实验结果(该插条无生长素时不生根)。下列说法错误的是( )
A.该实验中,用于实验的插条可能带有一定量的芽或幼叶
B.根据实验结果,2,4-D具有低浓度促进生根、高浓度抑制生根的特点
C.根据实验结果可以确定,促进插条生根的最适2,4-D浓度在8~12ppm之间
D.通过预实验可缩小实验自变量范围,减小实验误差,节省人力、物力、财力
知识点二 生长素的生理作用
重点归纳
基本生理功能
生长素的核心功能是促进细胞伸长生长,此外还能促进扦插枝条生根、促进果实发育、防止落花落果,如用生长素类似物涂抹未受粉的番茄柱头,可培育无子番茄。
作用特性:两重性
生长素的作用效果与浓度、器官种类、细胞成熟度有关,表现为低浓度促进生长,高浓度抑制生长:
浓度影响:同一器官,生长素浓度过低时无明显作用,适宜浓度时促进作用最强,浓度过高时抑制生长(如高浓度生长素会抑制根的生长,甚至导致根死亡)。
器官敏感性差异:不同器官对生长素的敏感性不同,从高到低依次为根>芽>茎(如相同浓度的生长素,对根可能表现为抑制,对茎可能表现为促进)。
实例:
1.顶端优势:顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽,侧芽对生长素敏感,因浓度过高而生长受抑制,顶芽则因生长素浓度适宜而优先生长,解除方法:去除顶芽,减少侧芽处生长素积累。
2.根的向地性:重力使根尖生长素向近地侧运输,近地侧生长素浓度高,抑制根的生长;远地侧浓度低,促进根的生长,导致根向地弯曲。
3.茎的背地性:重力使茎尖生长素向近地侧运输,近地侧浓度高,促进作用更强,生长更快;远地侧浓度低,促进作用弱,生长慢,导致茎背地弯曲。
注意:判断促进或抑制的关键 —— 与 未施加生长素的空白对照组 对比,若生长速度快于对照组则为促进,慢于对照组则为抑制,不可仅凭生长快慢直接判断,如根的向地性中,近地侧生长慢是抑制,远地侧生长快是促进,这是不对的。
生长素类似物的应用
生长素类似物是人工合成的具有生长素活性的化学物质(如 2,4-D、萘乙酸),因性质稳定、效果显著,广泛应用于农业生产:
促进扦插枝条生根:对不易生根的枝条,用适宜浓度的生长素类似物浸泡基部,可诱导根的形成。
培育无子果实:用生长素类似物涂抹未受粉的子房(如番茄),可促进子房发育为无子果实。
防止落花落果:在果树开花结果期,喷施适宜浓度的生长素类似物,可减少落花落果,提高坐果率。
除草:高浓度的 2,4-D 可抑制双子叶杂草的生长(双子叶植物对生长素更敏感),而对单子叶作物(如小麦、玉米)影响较小,可作为除草剂使用。
注意:生长素类似物的浓度控制是关键——浓度过低无效果,过高会导致作物生长受抑制(烧苗),需根据不同作物和应用场景调整浓度。
效果检测
1.下列关于植物生长素的叙述,错误的是( )
A.色氨酸可在幼嫩的芽、叶或正在发育的种子中转变为吲哚乙酸
B.生长素经合成、运输后主要分布在生长旺盛的部位,如胚芽鞘、分生组织、发育中的种子等
C.生长素在植物幼叶和幼根中进行非极性运输
D.植物幼嫩细胞比成熟细胞对生长素更加敏感
2.某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类调节剂(2,4-D)对富贵竹插条生根条数的影响,实验结果如表所示。下列说法错误的是( )
组别
1
2
3
4
5
6
7
2,4-D浓度(mol/L)
清水
10-15
10-13
10-11
10-9
10-7
10-5
平均生根条数(根)
2.0
3.8
9.4
20.3
9.1
1.3
0
A.该探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条生根条数
B.浓度为10-5mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中,每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
知识点三 其他植物激素及其作用
重点归纳
五大类植物激素的功能
除生长素外,植物体内还有赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)四类主要激素,它们的产生部位和生理功能如下:
赤霉素(GA):
产生部位:主要在未成熟的种子、幼根和幼芽。
生理功能:促进细胞伸长,引起植株增高;促进种子萌发,打破种子休眠;促进果实发育,如促进葡萄果实膨大。
细胞分裂素(CTK):
产生部位:主要在根尖。
生理功能:促进细胞分裂(尤其是细胞质的分裂);促进芽的分化(抑制侧芽衰老);延缓叶片衰老(促进叶绿素合成,抑制叶绿素分解)。
脱落酸(ABA):
产生部位:主要在根冠、萎蔫的叶片。
生理功能:抑制细胞分裂;促进气孔关闭(如干旱时,ABA促进保卫细胞失水,使气孔关闭,减少水分散失);促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠,抑制种子萌发,与赤霉素拮抗。
乙烯(ETH):
产生部位:植物体各个部位(成熟的果实中含量最高)。
生理功能:促进果实成熟,如催熟香蕉、番茄;促进开花;促进叶和果实的脱落,与脱落酸协同。
注意:区分促进生长与促进成熟——生长素和赤霉素主要促进细胞伸长(生长),乙烯主要促进果实成熟(细胞分化成熟,而非伸长),不可混淆(如催熟果实用乙烯,促进果实长大用生长素或赤霉素)。
植物激素间的相互作用
植物的生长发育过程中,多种激素共同作用,表现为协同或拮抗关系,确保生命活动有序进行:
协同作用:不同激素共同促进某一生理过程。
示例:生长素和赤霉素共同促进茎的伸长生长;脱落酸和乙烯共同促进叶和果实的脱落。
拮抗作用:不同激素对同一生理过程起相反作用。
示例:赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发;生长素促进顶端优势,细胞分裂素解除顶端优势(促进侧芽生长)。
此外,激素间还存在顺序作用,如植物开花结果过程中,先由生长素和赤霉素促进花的发育,再由乙烯促进果实成熟,最后由脱落酸促进果实脱落,体现激素调节的时序性。
注意:植物的任何一种生理过程都不是单一激素调控的,而是多种激素“共同作用、相互协调”的结果。
植物生长调节剂的定义与特点
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,与植物激素相比,具有以下特点:
来源:人工合成(如2,4-D、乙烯利、赤霉素类似物),而非植物自身合成。
性质:部分与天然激素结构相似(如萘乙酸与生长素),部分结构不同但具有相似功能;稳定性更高(天然激素易被分解,生长调节剂不易分解,作用时间更长)。
效果:作用效果更显著,可根据需求调控浓度和使用时间,灵活调节植物生长。
常见应用场景
植物生长调节剂在农业、园艺生产中应用广泛,典型场景如下:
促进生长与增产:用赤霉素类似物处理芹菜、莴苣等作物,可促进茎伸长,增加产量;用细胞分裂素类似物处理叶菜类蔬菜,可延缓叶片衰老,延长保鲜期。
调控开花与结果:用乙烯利处理菠萝,可促进其同步开花,便于集中采摘;用生长素类似物处理未受粉的茄子、辣椒子房,可培育无子果实,提高品质。
抑制生长与保鲜:用矮壮素(一种生长抑制剂)处理小麦、玉米,可抑制茎秆伸长,防止倒伏;用脱落酸类似物处理花卉,可延长花期,减少落花。
效果检测
1.下列关于植物激素或植物生长调节剂应用的说法,不正确的是( )
A.用乙烯利处理凤梨促进果实成熟
B.用细胞分裂素处理水稻幼苗促进细胞分裂
C.用赤霉素处理大麦种子诱导α-淀粉酶产生
D.萘乙酸处理二倍体西瓜幼苗得到多倍体无子西瓜
2.《诗经·豳风·七月》中有“八月剥枣,十月获稻”的描述,反映了古代农事活动的季节性。现代研究发现,水稻的抽穗和成熟受多种植物激素调控。下列相关叙述错误的是( )
A.“十月获稻”时,水稻种子中脱落酸含量较高,促进种子休眠以度过寒冬
B.水稻晒种可以提高种子活力,可能与减弱脱落酸的作用有关,有利于打破种子休眠
C.用动物骨汁、粪汁浸泡种子,可能因骨汁中富含生长素和细胞分裂素促进种子发芽
D.“八月剥枣”时,枣树果实内乙烯含量上升,促进果实成熟和脱落
知识点四 植物对多种环境信号的反应
重点归纳
植物对主要环境信号的反应类型
植物通过感知不同环境信号,调整生长方向、发育进程或生理状态,常见反应如下:
环境信号
感知部位
典型反应
生理意义
光(光照方向、光周期)
胚芽鞘尖端、叶片(光周期感知)
向光性生长(如胚芽鞘向光弯曲)、开花时间调控(光周期现象)
向光生长可获取更多光能;调控开花时间以匹配季节,保证繁殖成功
重力
根尖、茎尖的重力感受细胞(含淀粉体)
根的向地性、茎的背地性
根向地生长可吸收水分和无机盐;茎背地生长可争夺光照
机械刺激
茎、叶的表皮细胞或机械感受组织
缠绕茎缠绕支柱(如金银花)、含羞草叶片闭合
增强植株支撑能力,避免机械损伤
1. 光周期现象的定义
光周期现象是指植物通过感知昼夜长短(即光照时长)的变化,来调控开花时间、休眠等生理过程的现象。植物的开花时间严格依赖于昼夜长短的组合,这是长期适应环境季节变化的结果。
2. 光周期的关键概念
临界日长:指诱导植物开花的最低或最高光照时长。不同植物的临界日长不同,是区分开花类型的核心指标。
光周期感受部位:主要是叶片(而非顶端分生组织)。叶片感知光周期信号后,会产生 “开花刺激物”(可能是某些激素或信号分子),通过韧皮部运输到顶端分生组织,诱导花芽分化。
暗期的重要性:植物对光周期的响应本质是对 “暗期长度” 的感知,而非光照时长。即使光照时长满足临界日长,若暗期被短暂打断(如用红光照射),开花过程也会受阻;反之,若暗期长度符合要求,即使光照被打断,仍可正常开花。
3. 植物的光周期类型
根据开花对光周期的需求,可将植物分为三类:
短日照植物:开花需要短于临界日长的光照,且暗期必须连续且足够长。
实例:菊花、大豆、一品红。如菊花的临界日长约为 12 小时,只有当每天光照时长<12 小时、暗期>12 小时时,才能诱导开花,故自然状态下秋季开花,因秋季昼短夜长。
长日照植物:开花需要长于临界日长的光照,或暗期被短暂打断,可缩短有效暗期。
实例:小麦、油菜、菠菜。如小麦的临界日长约为10小时,当每天光照时长>10小时时,可诱导开花,自然状态下春季或夏季开花,昼长夜短。
日中性植物:开花不受光照时长影响,只要温度、营养等条件适宜,即可随时开花。
实例:番茄、黄瓜、月季(常见蔬菜和观赏花卉多为此类)。
4. 光周期现象的应用
调控开花时间:通过人工控制光照时长,可调整花卉或作物的开花期。如菊花(短日照植物)若需春节开花,可在秋季(自然短日照来临前)用灯光延长光照(打破暗期),抑制开花;待临近春节时,缩短光照(创造短日照环境),诱导其提前开花。
指导引种:不同纬度地区的昼夜长短差异显著(低纬度地区昼长变化小,高纬度地区夏季昼长、冬季昼短),引种时需匹配植物的光周期类型。如将北方的长日照植物(如小麦)引种到南方(低纬度,夏季昼长短于临界日长),可能因光周期不满足而延迟开花或不开花,导致减产。
控制休眠:短日照可诱导某些植物进入休眠(如柳树、杨树),长日照则可打破休眠。生产中可通过延长光照,防止树木提前休眠,延长生长周期。
效果检测
1.植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述错误的是( )
A.光敏色素是一类蛋白质,其在成熟组织的细胞内含量比较丰富
B.玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关
C.树木年轮的形成,是树木对一年中不同时期环境温度的反应
D.带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶均能产生IAA
2.某种短日植物开花的临界夜长是10h,下列光周期中,此植物不能正常开花的是( )
A.12h光照/12h黑暗
B.13h光照/11h黑暗
C.14h光照/5h黑暗/闪光/5h黑暗
D.2h光照/10h黑暗/2h光照/10h黑暗
考向 1 生长素运输方向与作用效果的综合判断
1.根据实验处理判断生长素运输类型
若实验涉及单侧光、重力刺激,且处理部位是胚芽鞘尖端、根尖(未成熟组织),则需考虑横向运输,如单侧光使胚芽鞘尖端生长素向背光侧运输,重力使根尖生长素向近地侧运输。
若实验仅涉及形态学上下端倒置,且处理部位是茎或根的成熟组织,则只需考虑极性运输(生长素从形态学上端到下端,与放置方向无关)。
2.根据运输方向推导生长素分布情况
单侧光刺激(胚芽鞘):尖端生长素分布为背光侧多、向光侧少,尖端下部生长速度背光侧快于向光侧,导致胚芽鞘向光弯曲。
重力刺激(根尖):根尖生长素分布为近地侧多、远地侧少,因根对生长素敏感,近地侧抑制生长、远地侧促进生长,导致根向地弯曲。
3.结合器官敏感性判断促进/抑制效果
同一浓度生长素:对根表现为抑制时,对芽可能表现为促进,对茎一定表现为促进(如 10⁻⁸mol/L 生长素,促进茎生长、抑制根生长)。
实例分析:判断去掉顶芽的植株,侧芽生长加快——顶芽去除后,侧芽处生长素积累减少,浓度从抑制变为促进,因此侧芽生长加快。
典例分析
1.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的研究中发现,低浓度的生长素促进细胞的伸长,高浓度的生长素抑制细胞的伸长,生长素对细胞生长调节的机理如图。下列相关叙述错误的是( )
A.生长素主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子
B.生长素和乙烯通过极性运输从产生部位运送至作用部位
C.生长素和乙烯都需要与细胞的受体结合才能起调节作用
D.高浓度的生长素能促进乙烯的合成,乙烯增多又抑制了生长素的作用
2.图甲、乙、丙分别表示有关的生物学过程,相关叙述正确的是( )
A.植物的根也具有顶端优势,其侧根的生长素浓度在图甲中0~c范围内
B.图甲中,若b点浓度是茎背光侧的生长素浓度,则茎向光侧的生长素浓度不可能在b~c浓度范围内
C.图乙能正确表示植物不同器官对生长素的敏感度
D.生产上可用一定浓度生长素类调节剂除去单子叶植物中的双子叶杂草,图丙中曲线1表示单子叶植物
考向 2 植物激素协同与拮抗关系,类似物在农业生产中的应用
明确题干中的生理过程
常见生理过程包括:种子萌发、茎伸长、果实发育与成熟、叶片衰老与脱落、气孔关闭等,先确定核心过程(如 “种子萌发”“果实成熟”)。
梳理参与该过程的激素种类及功能
种子萌发:赤霉素(促进)、细胞分裂素(促进)、脱落酸(抑制)。
果实成熟:乙烯(促进)、生长素(辅助促进,防止脱落)。
茎伸长:生长素(促进细胞伸长)、赤霉素(促进细胞伸长)、细胞分裂素(促进细胞分裂,辅助伸长)。
叶片衰老:脱落酸(促进)、乙烯(促进)、细胞分裂素(抑制)。
根据功能判断激素间的关系
协同关系:功能相同或相似,共同促进某过程(如赤霉素和细胞分裂素均促进种子萌发)。
拮抗关系:功能相反,对某过程起相反作用(如赤霉素促进种子萌发,脱落酸抑制种子萌发)。
根据应用目标选择调节剂类型
促进扦插生根→选择生长素类似物(如萘乙酸、2,4-D,低浓度)。
培育无子果实→选择生长素类似物(涂抹未受粉子房,如番茄、黄瓜)。
催熟果实→选择乙烯利(如香蕉、柿子,成熟前喷施)。
防止倒伏→选择矮壮素(抑制茎秆伸长,如小麦、玉米)。
典例分析
1.植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法正确的是( )
A.降低培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值可促进愈伤组织分化出根
B.用适宜浓度的乙烯利处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
C.用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发
D.利用成熟木瓜释放的吲哚乙酸可催熟未成熟的柿子
2.关于生长素的知识需要注意的几点问题:
(1)生长素主要的合成部位是 。
(2)生长素的运输时存在极性运输,该运输方式是一种 (填“被动”或“主动”运输。
(3)生长素的产生 (填“需要”或“不需要”)光。
(4)金银花的茎不能直立生长,需要缠绕支柱上升(如图)。茎缠绕生长的原因最可能是缠绕茎内侧由于支柱接触的刺激导致内侧生长素浓度 (填“>”“<”或“=”)外侧浓度,而茎对生长素的敏感程度较 (填“高”或“低”),所以外侧生长较 (填“快”或“慢”)。
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.“榈庭多落叶,慨然已知秋”。秋季的树叶在即将脱落时,叶片中起主要作用的植物激素最可能是( )
A.脱落酸 B.生长素 C.乙烯 D.油菜素内酯
2.下列有关植物激素的生理作用的叙述,不正确的是(
A.赤霉素能促进细胞的分裂和分化
B.细胞分裂素能促进侧芽生长,促进果实生长
C.脱落酸能抑制叶和果实的衰老和脱落
D.乙烯能促进叶、花、果实脱落
3.植物的生长发育过程受多种因素的调控。下列叙述错误的是( )
A.冬小麦具有春化作用说明温度参与了植物生长发育的调节中
B.植物激素可通过与特定受体结合给细胞传达调节代谢的信息
C.光信号激活光合色素,经过信号传导影响特定基因的表达
D.重力信号可转换成运输生长素的信号,从而调节植物的生长方向
4.下列关于生长素的叙述,错误的是( )
A.燕麦胚芽鞘向光性实验中,产生生长素的部位是胚芽鞘尖端
B.一般情况下,植物体内的生长素运输都是极性运输,但是在成熟组织的韧皮部,生长素也可以非极性运输
C.一般情况下,生长素在浓度较低时促进植物生长,浓度较高时抑制生长
D.植物的根、芽、茎对生长素的敏感程度相同
期中重难突破练(测试时间:10分钟)
1.根据开花与光周期的关联,可以将植物分为短日照植物和长日照植物,如图是研究种植物的开花与光周期关系的实验及结果,其中1、2和5、6组通过改变24小时的光照和黑暗的时间处理植物A和植物B;3组和7组表示用闪光打断黑暗时间;4 组和8组表示用短暂的暗处理打断光照时间。下列说法错误的是( )
A.根据图示结果可知影响植物开花的关键因素是连续黑暗的长度
B.根据1、2组和5、6组可判断植物A为短日照植物,B为长日照植物
C.用短暂的暗处理打断光照时间,可使长日照植物转变为短日照植物
D.在短日照植物临近开花的季节,夜间照明会使开花时间推迟
2.将一株正在生长的植物水平放入正在太空中飞行的航天飞机的暗室内,暗室朝向地心的一侧开一个小孔,小孔附近放一光源,如下图1所示;下图2表示不同浓度的生长素对植物茎生长的作用情况;下图3表示不同浓度生长素对顶芽和根部生长的作用情况。请判断下列相关说法正确的是( )
A.一段时间后,图1所示植物茎的生长方向是背光生长
B.若图1中茎的向光侧的生长素浓度为m,则其背光侧的生长素浓度p的范围是m<p<2m
C.图3中②可表示的是茎部,且a-d对茎能体现生长素的生理作用具有两重性
D.若把图1装置放回地球,同时去掉光源,植物茎的远地侧的生长素浓度为m,则近地侧的生长素浓度r的范围是0<r<m
3.如图所示为某禾本科植物胚芽鞘在单侧光照射下的生长情况。据图分析下列有关说法正确的是( )
A.单侧光为生长素极性运输提供能量
B.单侧光促进了生长素的合成
C.向光侧的生长素浓度不能起到促进细胞伸长生长的作用
D.图中实验不能证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端
4.元代农书《农桑辑要》中记载:苗长高二尺之上,打去“冲天心”;旁条长尺半,亦打去心。叶叶不空,开花结实。该技术与某种植物激素有关,下列不正确的是( )
A.该植物激素是生长素,由色氨酸经过一系列反应转变而成
B.某浓度的该植物激素可抑制同一植物芽和茎的生长,可能会促进根的生长
C.该植物激素极性运输方向不能从形态学下端到形态学上端,成熟的韧皮部中该植物激素可以进行非极性运输
D.该植物激素没有特定的合成腺体,在植物体各器官均有分布
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(2024·浙江·高考真题)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
2.(2023·浙江·高考真题)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.红光能激活光敏色素,促进合成赤霉素相关基因的表达
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.若红光处理结合外施脱落酸,莴苣种子萌发率比单独红光处理高
3.(2022·浙江·高考真题)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
4.(2023·浙江·高考真题)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。
下列关于本实验的叙述,正确的是( )
A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显
C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D.不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
5.(2025·河南·高考真题)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是( )
A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面
B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响
C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长
D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲
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