第五章 植物生命活动的调节（知识清单）生物浙科版2019选择性必修1

第5章 植物生命活动的调节 （知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 植物激素调节植物生命活动（4个考点+6个易错辨析） 考点1生长素的发现、产生与分布★★★☆☆ 考点2生长素的运输与作用★★★★☆ 考点3乙烯、脱落酸、细胞分裂素、赤霉素★★★☆☆ 考点4活动：探究 2，4-D 对插枝生根的影响★★★★☆ 第2节 植物对多种环境信号做出反应（2个考点） 考点1 植物的光周期现象 ★★★☆☆ 考点2 温度对植物开花的影响 ★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 植物激素调节植物生命活动 考点1 生长素的发现、产生与分布★★★☆☆ 1.发现生长素的经典实验 (1)达尔文实验结论：胚芽鞘 受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区 比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现 弯曲。 (2)波森·詹森实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过 传递给下部。 (3)拜尔实验结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为 产生的影响在其下部分布 。 (4)温特实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种 引起的。温特把这种物质命名为 。 (5)郭葛分离纯化了生长素，发现其化学本质是一种称为 的小分子有机物。 后来科学家又发现了吲哚丁酸(IBA)等其他具有生长素效应的化合物。 2.生长激素的产生与分布 (1)生长激素合成部位：主要是 。 (2)化学本质是： ，合成原料是 。 (3)分布：生长素在高等植物中分布 ，但含量 ，大多集中在 的部位。 3.植物激素的定义 植物激素的特点：①内生性；②可转移性；③微量高效性；④化学本质为小分子有机物； ⑤作用后易被分解。 总结：植物激素作为信息分子，有 作用，不直接参与细胞代谢。 易错辨析： 易错表现 正确理解 生长激素和生长素 生长素和生长激素仅有一字之差，但生长素属于植物激素，生长激素属于动物激素。 动物激素和植物激素 动物激素：有特定的内分泌腺，化学本质是蛋白质、类固醇等，运输方式是随着体液运输，作用部位是靶器官、靶细胞。 植物激素：无特定的分泌器官，一般是小分子物质，无明显的靶器官。 误认为植物激素的化学本质都是吲哚乙酸 植物激素的种类不同，其化学本质不同，生长素的化学本质是乙酸。 考点2 生长素的运输与作用★★★★☆ 1.生长激素的运输 （1）极性运输：主要是指生长素只能从植物体的形态学 上端 到形态学下端 的单向运输，属于 主动 转运。 （2）非极性运输：通过 和木质部的运输。韧皮部运输属于 ，木质部运输的动力来自于 。 2.生长素的作用 （1）生长素的生理作用： ①细胞水平：主要生理功能是 。此外，生长素也影响细胞的 。 ②器官水平：生长素作用于各种广义的生长现象。 （2） 生长素调节植物生长时表现出两重性 生长素生理作用特点：即在低浓度时 生长，浓度太高则会 生长，甚至导致植物 。 对生长素的敏感程度：细胞的年龄不同，对生长素的反应敏感程度不同。一般来说幼嫩细胞对生长素反应非常 ，老细胞则比较 ，不同器官对生长素的反应敏感程度也不一样。 。①两重性的实例：顶端优势 概念： 优先生长， 生长受抑制的现象。 形成原因： 解除方法： 。 应用：棉花打顶，果树剪枝等。 ②两重性的实例：根的向地性 注意：茎的背地生长 (填“能”或“不能”)体现生长素生理作用的两重性，原因是 。 ③两重性的实例：除草剂 小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物。 对生长素的敏感程度：双子叶植物 单子叶植物 双子叶 单子叶 （3）苗尖端向光性原因（注意未体现生长素的两重性） 考点3 乙烯、脱落酸、细胞分裂素、赤霉素★★★☆☆ 1.其他植物激素的合成部位和主要作用： （1）赤霉素的主要作用:促进细胞 ，从而引起植株 ；促进细胞分裂与分化；促进种子 、果实 。解除 ，抑制 。 (2) 细胞分裂素的合成部位:主要是 。主要作用:促进细胞 ；促进侧芽生长、果实生长，促进种子 ，延缓 。 (3) 乙烯的合成部位:植物体各个部位。主要作用:促进果实成熟；促进叶、花、果实脱落，增强植物体的 。 (4) 脱落酸的合成部位: 。主要作用：抑制生长，抑制种子的萌发，促进叶片和果实 ，保持休眠，提高植物抗逆性。当植物大量失水而枯萎时，叶片中的脱落酸浓度会升高，促进 ；从而削弱 作用，减少 的进一步流失。 2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素 调控植物的生长发育和对环境的适应。 细胞分裂素一般与生长素共同作用，促进植物细胞的分裂和分化。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 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 。如果细胞分裂素 而生长素少，就会只长 不长 。反之，如果 太多而细胞分裂素少，则只长 不长 。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。 当顶芽合成的生长素向下运输时，会引发侧芽周围的组织产生 ，而乙烯抑制侧芽的生长。乙烯还可能以同样的方式抑制根和茎的伸长生长。由此可见，高浓度的生长素抑制生长，很可能是通过乙烯起作用的。生长素和赤霉素往往 作用，共同促进茎的伸长；脱落酸和 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 ，如赤霉素促进种子萌发，而脱落酸抑制种子萌发。 3.植物激素之间的协同作用 4.植物激素之间的拮抗作用 考点4活动：探究 2，4-D 对插枝生根的影响★★★★☆ 1.实验原理：生长素可以促进，不同浓度的生长素促进生根的效果。2.4-D是一种人工合成的。 2.目的要求：探究 的 2,4-D 对插枝生根的作用。尝试自己设计实验，收集并处理实验数据，得出结论。3.活动提示 ①对于探究实验，需做预实验，根据其结果不断调整实验方案，慢慢摸索出合适的 。 ②插枝的方法 ：在培养液中 2.4-D 溶液配制成预设的浓度。 ：在扦插前把枝条 放进不同浓度的 2,4-D 溶液中 数秒钟（约5s）。 设计实验应当严格遵循 原则，尽可能控制好各种 ，使得各实验组及对照组的无关变量保持一致。 4.实验过程 5.讨论 ①本实验中自变量如何控制？因变量如何检测？无关变量有哪些，如何设置？、 ②正式实验前做预实验有什么好处？ ③实验过程中需要设置空白对照吗？ ④实验中应选取生长旺盛的一年生苗木的枝条，为什么？为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活？所带的叶或芽的数量是否越多越好？ ⑤插枝的方法有哪些？处理插条的形态学上端还是下端？ ⑥如果观察到插条不能生根，可能的原因有哪些？ 6.根据下图，回答问题 ①图中曲线①②③分别表示不同浓度的生长素对什么器官的影响？3 条曲线间的关系说明了什么？ ②以曲线③为例分析曲线中各段的含义： · AB段：生长素浓度低于最适浓度时，随生长素浓度的增加 。 · BC段：生长素浓度高于最适浓度时，随生长素浓度的增加 。 · CD段：生长素浓度过高， 。 7.植物激素与植物生长调节剂的比较 易错辨析： 易错表现 正确理解 促进果实“发育”≠促进果实“成熟” （1）生长素、赤霉素：促进果实发育，子房→果实，长大，体积变大。 （2）乙烯：促进果实成熟，涩果→熟果，含糖量、口味等变化。 误将高于最适浓度的浓度都当作“抑制浓度” 曲线中 HC段表明随生长素浓度升高，促进生长作用减弱，但仍为促进生长的浓度，浓度高于i时才会抑制植物生长，才是“抑制浓度”。 误认为植物的向光性体现了生长素的两重性 常见的体现生长素作用两重性的实例有:(1)植物的顶端优势:生长素对顶芽表现为促进作用，对侧芽表现为抑制作用。(2)除草剂:一定浓度的生长素类似物对双子叶杂草表现为抑制作用，而对单子叶作物表现为促进作用。(3)根的向地性:近地侧高浓度的生长素表现为抑制作用，远地侧低浓度的生长素表现为促进作用。 第2节 植物对多种环境信号做出反应 考点1 植物的光周期现象 ★★★☆☆ （1）很多植物的开花都与光周期的季节性变化有着极为显著的关系。所谓光周期，即一天24 h内昼夜的相对长度。生物体对光周期的生理反应，称为 。科学研究表明，控制植物开花及其他光周期现象的是 ，而非日长。通过短时间暗室处理来打断短日植物如苍耳的光照期，发现其开花 影响，但通过 ，哪怕仅仅是几分钟的微弱光照射来打断它的暗期，就能阻止它开花。对长日植物来说，处于长夜条件下是不开花的，如果通过 几分钟来打断这个长夜的话，它就会开花。因此，短日植物实际是 植物，而长日植物实际是 植物。 （2）植物体感受光周期变化的部位是 。叶片细胞中有一种色素称为 （不是激素）。除了光， 等环境因素也会参与调节植物的生长发育。 · 光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体) 考点2 温度对植物开花的影响 ★★★☆☆ 1.有些植物在生长期需要经历一段时期的 之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用,称为 作用。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样。感受低温刺激的部位一般在 。 独脚金内酯（SLs）及其生理作用 独脚金内酯（SLs）是一种具有广泛生物活性的植物激素，对植物生长和发育具有重要影响。近年来，随着对植物激素研究的深入，SLs在植物中的调控作用逐渐被揭示。 1.SLs的发现 独脚金内酯(SLs)是目前最受关注的一类倍半萜类新型植物激素。SLs的发现源于对植物生长调节剂的研究。20世纪70年代，科学家们从独脚金中分离出一种具有生长调节作用的化合物，称为独脚金内酯。后来，通过进一步的研究，人们发现这种化合物广泛存在于各种植物中，并具有多种生物学功能。因此，SLs成为植物激素领域研究的热点之一。 2.SLs的生物合成SLs的生物合成途径尚未完全明确，但研究表明其合成可能涉及一系列酶促反应。其中，关键酶是细胞色素P450单加氧酶（CYP711A），该酶能够将底物转化为具有生长调节作用的SLs。此外，一些研究表明，SLs的生物合成还可能受到光照、温度等环境因素的影响。 3.SLs的信号转导途径SLs的信号转导途径涉及一系列复杂的生物学过程。首先，SLs与受体蛋白结合，激活下游信号分子。这些信号分子可能包括一些转录因子和蛋白质激酶等，它们共同参与调控靶基因的表达。此外，一些研究表明，SLs的信号转导还可能受到其他植物激素的调控，如生长素、赤霉素等。 4.SLs的生理作用近年来研究表明，独脚金内酯在抑制植物下胚轴伸长和农作物分蘖、调节根系生长发育、刺激寄生杂草种子萌发、协调寄生植物与真菌的共生相互作用以及调控植物对生物或非生物胁迫的响应等诸多方面发挥着至关重要的作用，被认为是农业科学和植物保护领域极具开发价值和应用潜力的新型植物激素。 此外，研究发现SLs作为一种植物来源的天然产物，其对肝癌、乳腺癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤和结直肠癌等多种肿瘤以及炎症及糖代谢通路均具有抑制活性，因此SLs及其衍生物在创新药物研究领域也备受关注。 （1）促进植物生长：SLs能够促进植物的生长和发育。研究表明，SLs能够增加细胞的分裂和伸长，促进根、茎、叶等器官的生长。此外，SLs还能够提高植物的抗逆性，如抗旱、抗寒等。 （2）调节开花：SLs对植物开花具有重要调节作用。研究表明，SLs能够促进花的形成和开放。在一些植物中，SLs还可能通过调节生长素的分布来影响开花。 （3）调节种子的发育：SLs对种子的发育也具有重要影响。研究表明，SLs能够促进种子的萌发和生长。此外，SLs还可能通过调节种子的休眠和萌发来影响种子的分布和生存。 （4）调节免疫反应：SLs还具有免疫调节作用。研究表明，SLs能够诱导植物产生抗病性反应，提高植物对病原菌的抵抗力。此外，SLs还可能通过调节植物的免疫反应来影响植物与微生物之间的互作。 近年来的研究发现，SLs能够抑制拟南芥下胚轴伸长、促进植物叶片衰老和参与植物根系的生长发育过程，如促进植物主根伸长、降低侧根密度、促进根毛生长等。因此，SLs在农业和植物保护领域具有非常丰富的应用潜力。最近越来越多的实验证据显示，SLs也参与植物适应环境的生物和非生物胁迫，例如致病微生物胁迫、干旱、盐碱、高/低温、重金属等。 此外，SLs在抗癌和抗炎方面也表现出显著的生物活性，通过阻滞细胞周期在G2/M期，诱导细胞凋亡和DNA损伤发挥抗癌作用，通过抑制炎症相关因子(NO、TNF-α、IL-6、ROS)发挥抗炎和神经保护作用。 1．部分植物种子需在光照条件下才能正常萌发。若置于无光环境中，这类种子不仅难以萌发，即便其萌发同样无法正常进行光合作用。下图为光照等因素调控种子萌发过程的示意图，下列叙述错误的是（    ） A．若敲除编码ABA受体的基因，种子将在黑暗条件下萌发 B．光敏色素和叶绿素都能够吸收红光，进行能量转化，为生命活动提供能量 C．无光条件下ABA合成基因表达，ABA作用于靶细胞膜上受体，引起细胞内信号转导 D．无光条件下种子萌发后将无法进行光合作用，可能原因是无光条件下不能合成叶绿素 2．植物体的生长、发育和繁殖都处在植物激素的调控当中。下列叙述正确的是（　　） A．苹果果实发育初期细胞分裂素增多，果实成熟时乙烯增多 B．干旱条件下梧桐树合成脱落酸减少，进而减缓叶片的衰老和脱落 C．单侧光会刺激胚芽鞘尖端合成生长素，并引起生长素分布不均匀 D．叶片中的光合色素感受光周期，通过植物激素将信息传递到开花部位 3．为了探究赤霉素和光对拟南芥种子萌发的影响，将拟南芥赤霉素合成缺失突变体ga-1、ga-2和ga-3经过一定处理后，测定种子的萌发率，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．本实验的自变量是赤霉素和光照处理 B．应选用相同品质的种子为材料以防内源赤霉素对实验结果的影响 C．实验结果表明赤霉素和光照处理都能促进种子萌发且具有协同作用效果 D．应在黑暗条件下设置不同浓度梯度的赤霉素可确定促进种子萌发的最适浓度 二、实验题 4．植物激素独脚金内酯（SL）的信号感知通路涉及蛋白质之间的相互作用，科研人员为研究其具体机制开展研究。 (1)基因表达调控、 和环境因素调节共同完成对植物生长发育的调控。 (2)水稻中，D14蛋白是SL的受体，D3蛋白可诱导与之结合的靶蛋白降解。科研人员发现突变型D14（D14M）中有3个氨基酸被替换，将D14基因和D14M基因分别转入D14基因缺失突变体（d14）水稻，测定不同条件下水稻中D14-D3复合物或D14M-D3复合物的含量，结果如图1. 已知D14M仍能与SL结合，据图1推测，被替换的3个氨基酸是 的关键位点。 (3)D53蛋白可抑制SL相关基因的表达，是D3的靶蛋白之一。检测外施SL时，不同水稻中D53的含量，结果如图2. 据图2分析，外施SL时，D3发挥功能依赖于 。 (4)外施SL一段时间后，胞内D14含量逐渐下降。科研人员推测D3可降解D14-D3复合物中的D14.为验证上述推测，向 （填“WT”或“d14”）水稻中分别转入D14-荧光蛋白融合基因（甲）和D14M-荧光蛋白融合基因（乙）。已知融合蛋白可被共同降解，预期实验结果为 。 (5)综上所述，科研人员提出SL的信号感知机制存在“油门”和“刹车”，以精细调控植物生命活动。请完善SL的信号感知机制模型，在答题卡方框中以文字和箭头的形式作答 。 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 植物生命活动的调节 （知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 植物激素调节植物生命活动（4个考点+6个易错辨析） 考点1生长素的发现、产生与分布★★★☆☆ 考点2生长素的运输与作用★★★★☆ 考点3乙烯、脱落酸、细胞分裂素、赤霉素★★★☆☆ 考点4活动：探究 2，4-D 对插枝生根的影响★★★★☆ 第2节 植物对多种环境信号做出反应（2个考点） 考点1 植物的光周期现象 ★★★☆☆ 考点2 温度对植物开花的影响 ★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 植物激素调节植物生命活动 考点1 生长素的发现、产生与分布★★★☆☆ 1.发现生长素的经典实验 (1)达尔文实验结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。 (2)波森·詹森实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过明胶块传递给下部。 (3)拜尔实验结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀。 (4)温特实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特把这种物质命名为生长素。 (5)郭葛分离纯化了生长素，发现其化学本质是一种称为吲哚乙酸(IAA)的小分子有机物。 后来科学家又发现了吲哚丁酸(IBA)等其他具有生长素效应的化合物。 2.生长激素的产生与分布 (1)生长激素合成部位：主要是顶芽、幼叶和胚。 (2)化学本质是：吲哚乙酸，合成原料是__色氨酸___。 (3)分布：生长素在高等植物中分布 很广 ，但含量 甚微 ，大多集中在生长旺盛的部位。 3.植物激素的定义 植物激素的特点：①内生性；②可转移性；③微量高效性；④化学本质为小分子有机物； ⑤作用后易被分解。 总结：植物激素作为信息分子，有调节作用，不直接参与细胞代谢。 易错辨析： 易错表现 正确理解 生长激素和生长素 生长素和生长激素仅有一字之差，但生长素属于植物激素，生长激素属于动物激素。 动物激素和 植物激素 动物激素：有特定的内分泌腺，化学本质是蛋白质、类固醇等，运输方式是随着体液运输，作用部位是靶器官、靶细胞。 植物激素：无特定的分泌器官，一般是小分子物质，无明显的靶器官。 误认为植物激素的化学本质都是吲哚乙酸 植物激素的种类不同，其化学本质不同，生长素的化学本质是乙酸。 考点2 生长素的运输与作用★★★★☆ 1.生长激素的运输 （1）极性运输：主要是指生长素只能从植物体的形态学 上端 到形态学下端 的单向运输，属于 主动 转运。 （2）非极性运输：通过韧皮部和木质部的运输。韧皮部运输属于自由扩散，木质部运输的动力来自于蒸腾作用。 上端 下端 下端 上端 2.生长素的作用 （1）生长素的生理作用： ①细胞水平：主要生理功能是促进细胞伸长。此外，生长素也影响细胞的分裂和分化。 ②器官水平：生长素作用于各种广义的生长现象。 （2） 生长素调节植物生长时表现出两重性 生长素生理作用特点：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。 对生长素的敏感程度：细胞的年龄不同，对生长素的反应敏感程度不同。一般来说幼嫩细胞对生长素反应非常 敏感，老细胞则比较迟钝，不同器官对生长素的反应敏感程度也不一样。根最敏感，茎最不敏感，芽居中。 ①两重性的实例：顶端优势 概念：顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。 形成原因：低 促进 抑制 解除方法：摘除顶芽。 应用：棉花打顶，果树剪枝等。 ②两重性的实例：根的向地性 注意：茎的背地生长不能 (填“能”或“不能”)体现生长素生理作用的两重性，原因是___近地侧和远地侧的生长素浓度都是促进茎生长的__。低 高 背地 向地 ③两重性的实例：除草剂 小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物。 对生长素的敏感程度：双子叶植物＞单子叶植物 双子叶 单子叶 （3）苗尖端向光性原因（注意未体现生长素的两重性） 考点3 乙烯、脱落酸、细胞分裂素、赤霉素★★★☆☆ 1.其他植物激素的合成部位和主要作用： （1）赤霉素的主要作用:促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进细胞分裂与分化；促进种子萌发、果实生长。 解除休眠，抑制衰老。 (2) 细胞分裂素的合成部位:主要是根尖。主要作用:促进细胞分裂；促进侧芽生长、果实生长，促进种子萌发，延缓叶片衰老。 (3) 乙烯的合成部位:植物体各个部位。主要作用:促进果实成熟；促进叶、花、果实脱落，增强植物体的抗逆性。 (4) 脱落酸的合成部位:成熟的绿叶和果实中。主要作用：抑制生长，抑制种子的萌发，促进叶片和果实脱落，保持休眠，提高植物抗逆性。当植物大量失水而枯萎时，叶片中的脱落酸浓度会升高，促进气孔关闭;从而削弱_蒸腾作用，减少水分的进一步流失。 2.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。 细胞分裂素一般与生长素共同作用，促进植物细胞的分裂和分化。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。反之，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。 当顶芽合成的生长素向下运输时，会引发侧芽周围的组织产生乙烯，而乙烯抑制侧芽的生长。乙烯还可能以同样的方式抑制根和茎的伸长生长。由此可见，高浓度的生长素抑制生长，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。 3.植物激素之间的协同作用 4.植物激素之间的拮抗作用 考点4活动：探究 2，4-D 对插枝生根的影响★★★★☆ 1.实验原理：生长素可以促进，不同浓度的生长素促进生根的效果。2.4-D是一种人工合成的。 2.目的要求：探究不同浓度的 2,4-D 对插枝生根的作用。尝试自己设计实验，收集并处理实验数据，得出结论。3.活动提示 ①对于探究实验，需做预实验，根据其结果不断调整实验方案，慢慢摸索出合适的浓度范围。 ②插枝的方法 水培法：在培养液中滴加2.4-D 溶液配制成预设的浓度。 土培法：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5s）。 设计实验应当严格遵循对照实验原则，尽可能控制好各种无关变量，使得各实验组及对照组的无关变量保持一致。 4.实验过程 5.讨论 ①本实验中自变量如何控制？因变量如何检测？无关变量有哪些，如何设置？、 自变量为不同浓度的 2,4 - D 溶液；因变量检测指标为插枝生根的条数或长度；无关变量有温度、处理时间、 植物材料、插条的生理状况等，设置为相同且适宜。 ②正式实验前做预实验有什么好处？ 预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检测实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周、盲目开展 实验而造成人力、物力和财力的浪费。预实验也必须像正式实验一样认真进行。 ③实验过程中需要设置空白对照吗？ 预实验需要，正式实验不需要。 ④实验中应选取生长旺盛的一年生苗木的枝条，为什么？为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活？所带的叶或芽的数量是否越多越好？ 一年生苗木的枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活，很容易生根，实验效果显著。凡是带芽或叶的插 条，其扦插成活率较高，是因为插条上保留的芽或幼叶可产生生长素，促进插条生根。但插条上所带的叶或芽并非越多越好，留叶过多，亦不利于生根，因为叶片多，蒸腾作用强，导致失水多，插条易枯死；留芽过多，分泌较多的生长素，会影响实验的结果，导致结果不准确。 ⑤插枝的方法有哪些？处理插条的形态学上端还是下端？ 水培法和土培法；形态学下端。 ⑥如果观察到插条不能生根，可能的原因有哪些？ 枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多；枝条幼芽、幼叶保留较多，本身合成一定浓度的生长素，浸泡 后形态学下端处于高浓度生长素的抑制生长状态；没有分清形态学的上端与下端。 6.根据下图，回答问题 ①图中曲线①②③分别表示不同浓度的生长素对什么器官的影响？3 条曲线间的关系说明了什么？ 曲线①②③分别表示不同浓度的生长素对根、芽和茎的影响。3 条曲线间的关系说明了植物不同器官对生长素的反应敏感程度不同，根最敏感，茎最不敏感，芽居中。 ②以曲线③为例分析曲线中各段的含义： · AB段：生长素浓度低于最适浓度时，随生长素浓度的增加 促进作用逐渐增强 。 · BC段：生长素浓度高于最适浓度时，随生长素浓度的增加 促进作用逐渐减弱 。 · CD段：生长素浓度过高， 抑制生长 。 7.植物激素与植物生长调节剂的比较 易错辨析： 易错表现 正确理解 促进果实“发育”≠促进果实“成熟” （1）生长素、赤霉素：促进果实发育，子房→果实，长大，体积变大。 （2）乙烯：促进果实成熟，涩果→熟果，含糖量、口味等变化。 误将高于最适浓度的浓度都当作“抑制浓度” 曲线中 HC段表明随生长素浓度升高，促进生长作用减弱，但仍为促进生长的浓度，浓度高于i时才会抑制植物生长，才是“抑制浓度”。 误认为植物的向光性体现了生长素的两重性 常见的体现生长素作用两重性的实例有:(1)植物的顶端优势:生长素对顶芽表现为促进作用，对侧芽表现为抑制作用。(2)除草剂:一定浓度的生长素类似物对双子叶杂草表现为抑制作用，而对单子叶作物表现为促进作用。(3)根的向地性:近地侧高浓度的生长素表现为抑制作用，远地侧低浓度的生长素表现为促进作用。 第2节 植物对多种环境信号做出反应 考点1 植物的光周期现象 ★★★☆☆ （1）很多植物的开花都与光周期的季节性变化有着极为显著的关系。所谓光周期，即一天24 h内昼夜的相对长度。生物体对光周期的生理反应，称为光周期现象。科学研究表明，控制植物开花及其他光周期现象的是夜长，而非日长。通过短时间暗室处理来打断短日植物如苍耳的光照期，发现其开花不受影响，但通过照光，哪怕仅仅是几分钟的微弱光照射来打断它的暗期，就能阻止它开花。对长日植物来说，处于长夜条件下是不开花的，如果通过照光几分钟来打断这个长夜的话，它就会开花。因此，短日植物实际是长夜植物，而长日植物实际是短夜植物。 （2）植物体感受光周期变化的部位是叶片。叶片细胞中有一种色素称为光敏色素（不是激素）。除了光，温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。 · 光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体) 考点2 温度对植物开花的影响 ★★★☆☆ 1.有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用,称为春化作用。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样。感受低温刺激的部位一般在茎尖。 独脚金内酯（SLs）及其生理作用 独脚金内酯（SLs）是一种具有广泛生物活性的植物激素，对植物生长和发育具有重要影响。近年来，随着对植物激素研究的深入，SLs在植物中的调控作用逐渐被揭示。 1.SLs的发现 独脚金内酯(SLs)是目前最受关注的一类倍半萜类新型植物激素。SLs的发现源于对植物生长调节剂的研究。20世纪70年代，科学家们从独脚金中分离出一种具有生长调节作用的化合物，称为独脚金内酯。后来，通过进一步的研究，人们发现这种化合物广泛存在于各种植物中，并具有多种生物学功能。因此，SLs成为植物激素领域研究的热点之一。 2.SLs的生物合成SLs的生物合成途径尚未完全明确，但研究表明其合成可能涉及一系列酶促反应。其中，关键酶是细胞色素P450单加氧酶（CYP711A），该酶能够将底物转化为具有生长调节作用的SLs。此外，一些研究表明，SLs的生物合成还可能受到光照、温度等环境因素的影响。 3.SLs的信号转导途径SLs的信号转导途径涉及一系列复杂的生物学过程。首先，SLs与受体蛋白结合，激活下游信号分子。这些信号分子可能包括一些转录因子和蛋白质激酶等，它们共同参与调控靶基因的表达。此外，一些研究表明，SLs的信号转导还可能受到其他植物激素的调控，如生长素、赤霉素等。 4.SLs的生理作用近年来研究表明，独脚金内酯在抑制植物下胚轴伸长和农作物分蘖、调节根系生长发育、刺激寄生杂草种子萌发、协调寄生植物与真菌的共生相互作用以及调控植物对生物或非生物胁迫的响应等诸多方面发挥着至关重要的作用，被认为是农业科学和植物保护领域极具开发价值和应用潜力的新型植物激素。 此外，研究发现SLs作为一种植物来源的天然产物，其对肝癌、乳腺癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤和结直肠癌等多种肿瘤以及炎症及糖代谢通路均具有抑制活性，因此SLs及其衍生物在创新药物研究领域也备受关注。 （1）促进植物生长：SLs能够促进植物的生长和发育。研究表明，SLs能够增加细胞的分裂和伸长，促进根、茎、叶等器官的生长。此外，SLs还能够提高植物的抗逆性，如抗旱、抗寒等。 （2）调节开花：SLs对植物开花具有重要调节作用。研究表明，SLs能够促进花的形成和开放。在一些植物中，SLs还可能通过调节生长素的分布来影响开花。 （3）调节种子的发育：SLs对种子的发育也具有重要影响。研究表明，SLs能够促进种子的萌发和生长。此外，SLs还可能通过调节种子的休眠和萌发来影响种子的分布和生存。 （4）调节免疫反应：SLs还具有免疫调节作用。研究表明，SLs能够诱导植物产生抗病性反应，提高植物对病原菌的抵抗力。此外，SLs还可能通过调节植物的免疫反应来影响植物与微生物之间的互作。 近年来的研究发现，SLs能够抑制拟南芥下胚轴伸长、促进植物叶片衰老和参与植物根系的生长发育过程，如促进植物主根伸长、降低侧根密度、促进根毛生长等。因此，SLs在农业和植物保护领域具有非常丰富的应用潜力。最近越来越多的实验证据显示，SLs也参与植物适应环境的生物和非生物胁迫，例如致病微生物胁迫、干旱、盐碱、高/低温、重金属等。 此外，SLs在抗癌和抗炎方面也表现出显著的生物活性，通过阻滞细胞周期在G2/M期，诱导细胞凋亡和DNA损伤发挥抗癌作用，通过抑制炎症相关因子(NO、TNF-α、IL-6、ROS)发挥抗炎和神经保护作用。 1．部分植物种子需在光照条件下才能正常萌发。若置于无光环境中，这类种子不仅难以萌发，即便其萌发同样无法正常进行光合作用。下图为光照等因素调控种子萌发过程的示意图，下列叙述错误的是（    ） A．若敲除编码ABA受体的基因，种子将在黑暗条件下萌发 B．光敏色素和叶绿素都能够吸收红光，进行能量转化，为生命活动提供能量 C．无光条件下ABA合成基因表达，ABA作用于靶细胞膜上受体，引起细胞内信号转导 D．无光条件下种子萌发后将无法进行光合作用，可能原因是无光条件下不能合成叶绿素 【答案】B 【详解】A、若敲除编码ABA受体的基因，不会引起ABI5基因表达，种子将在黑暗条件下萌发，A正确； B、光敏色素和叶绿素都能够吸收红光，但光敏色素吸收光作为信号，不进行能量转化，B错误； C、由图可知，光敏色素吸收光，最终能抑制ABA合成基因表达，ABA合成量减少，而无光条件下ABA合成基因表达，ABA作用于靶细胞膜上受体，引起细胞内信号转导，ABA合成基因表达，ABA合成量增多，抑制种子萌发，C正确； D、光合作用需要叶绿素的参与，无光条件下种子萌发后将无法进行光合作用，可能原因是无光条件下不能合成叶绿素，D正确。 故选B。 2．植物体的生长、发育和繁殖都处在植物激素的调控当中。下列叙述正确的是（　　） A．苹果果实发育初期细胞分裂素增多，果实成熟时乙烯增多 B．干旱条件下梧桐树合成脱落酸减少，进而减缓叶片的衰老和脱落 C．单侧光会刺激胚芽鞘尖端合成生长素，并引起生长素分布不均匀 D．叶片中的光合色素感受光周期，通过植物激素将信息传递到开花部位 【答案】A 【分析】光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。光信号传导的结构基础是光敏色素，本质是蛋白质，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，主要吸收红光和远红光。 【详解】A、细胞分裂素促进细胞分裂，在果实发育初期增多；乙烯促进果实成熟，在成熟时增多，描述正确，A正确； B、干旱会促进脱落酸合成，加速叶片脱落以减少水分流失，而非减少脱落酸，B错误； C、单侧光引起生长素横向运输导致分布不均，但不会促进其合成，C错误； D、光周期由光敏色素感知，并通过激素传递信息，D错误。 故选A。 3．为了探究赤霉素和光对拟南芥种子萌发的影响，将拟南芥赤霉素合成缺失突变体ga-1、ga-2和ga-3经过一定处理后，测定种子的萌发率，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．本实验的自变量是赤霉素和光照处理 B．应选用相同品质的种子为材料以防内源赤霉素对实验结果的影响 C．实验结果表明赤霉素和光照处理都能促进种子萌发且具有协同作用效果 D．应在黑暗条件下设置不同浓度梯度的赤霉素可确定促进种子萌发的最适浓度 【答案】C 【分析】人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变 量；因自变量改变而变化的变量 叫作因变量；除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。 【详解】A、本实验自变量有拟南芥突变体类型、光照条件（光照、黑暗 ）、是否用赤霉素处理，A 错误； B、实验材料是赤霉素合成缺失突变体，自身不能合成赤霉素，选用相同品质种子是控制无关变量（如种子活力等 ），不是防内源赤霉素影响，B 错误； C、光照下，空白对照组（无外源赤霉素）有一定萌发率，赤霉素处理组萌发率更高；黑暗下同理，且光照和赤霉素处理共同作用时萌发率提升更明显，说明赤霉素和光照都能促进种子萌发且有协同作用，C 正确； D、确定赤霉素促进种子萌发最适浓度，应在适宜光照下设置不同浓度梯度赤霉素，仅黑暗条件不能全面反映，D 错误。 故选C。 二、实验题 4．植物激素独脚金内酯（SL）的信号感知通路涉及蛋白质之间的相互作用，科研人员为研究其具体机制开展研究。 (1)基因表达调控、 和环境因素调节共同完成对植物生长发育的调控。 (2)水稻中，D14蛋白是SL的受体，D3蛋白可诱导与之结合的靶蛋白降解。科研人员发现突变型D14（D14M）中有3个氨基酸被替换，将D14基因和D14M基因分别转入D14基因缺失突变体（d14）水稻，测定不同条件下水稻中D14-D3复合物或D14M-D3复合物的含量，结果如图1. 已知D14M仍能与SL结合，据图1推测，被替换的3个氨基酸是 的关键位点。 (3)D53蛋白可抑制SL相关基因的表达，是D3的靶蛋白之一。检测外施SL时，不同水稻中D53的含量，结果如图2. 据图2分析，外施SL时，D3发挥功能依赖于 。 (4)外施SL一段时间后，胞内D14含量逐渐下降。科研人员推测D3可降解D14-D3复合物中的D14.为验证上述推测，向 （填“WT”或“d14”）水稻中分别转入D14-荧光蛋白融合基因（甲）和D14M-荧光蛋白融合基因（乙）。已知融合蛋白可被共同降解，预期实验结果为 。 (5)综上所述，科研人员提出SL的信号感知机制存在“油门”和“刹车”，以精细调控植物生命活动。请完善SL的信号感知机制模型，在答题卡方框中以文字和箭头的形式作答 。 【答案】(1)激素调节 (2)识别SL后结构发生变化的D14与D3结合 (3)与D14结合形成D14-D3复合物 (4) WT 未施加SL时，甲和乙的胞内荧光强度相似，外施SL一段时间后，甲的荧光强度逐渐下降，乙的荧光强度不变 (5) 【分析】植物激素是由植物体内产生，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微量有机物。植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。 【详解】（1）植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节构成的网络共同调控的。 （2）根据图1可知，导入D14表达载体的水稻和导入D14M表达载体的水稻在外施SL的条件下，前者可检测到大量的D14-D3复合物，而后者检测到D14M-D3复合物的含量与导入两种不同表达载体的、没有外施SL的组相同，说明D14基因突变后不能再与D3形成复合物，又知D14和D14M都能与SL结合，说明基因突变后不改变与SL的识别和结合，因此可推测被替换的3个氨基酸是识别SL后结构发生变化的D14与D3结合的关键位点。 （3）根据图2可知，外施SL时，WT组D53蛋白相对含量明显降低，转入D14基因的d14植株的D53蛋白的相对含量也明显降低，而导入d14的组和导入D14M基因的d14组在外施SL时D53蛋白的相对含量与无SL时相同，即外施SL时，D3发挥降解D53蛋白功能时需要依赖于与D14结合形成D14-D3复合物。 （4）为验证D3可降解D14-D3复合物中的D14，则实验自变量为是否含有D14-D3复合物，因此可向WT水稻中分别转入D14-荧光蛋白融合基因表达载体（甲）和D14M-荧光蛋白融合基因表达载体（乙），未施加SL时，由于没有SL与D14结合，因此不能形成D14-D3复合物，D14不会被降解，因此甲和乙的胞内荧光强度相似，但外施SL一段时间后，SL与D14、D14M结合，进而使其形成D14-D3、D14M-D3复合物，因D3可降解D14-D3复合物中的D14，融合蛋白可被共同降解，因此外施SL一段时间后，甲的荧光强度逐渐下降，乙的荧光强度不变。 （5）D14蛋白是SL的受体，当SL与D14蛋白结合后，D3蛋白可与D14蛋白形成复合物，并降解D14，而D53蛋白可抑制SL相关基因的表达，因此SL的信号感知机制模型如图 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 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