第5章 植物生命活动的调节(知识清单)生物沪科版选择性必修1

2026-09-14
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摘要:

该高中生物学知识清单系统梳理了“植物生命活动的调节”单元内容,涵盖生长素发现史、作用特点、植物激素相互作用及环境因素调节等核心范畴,搭建从基础概念到实验分析再到实践应用的递进式学习支架。 清单以“核心知识点+易错辨析+重难技巧”分级呈现知识体系,如生长素发现史标注科学方法,植物激素对比表区分协同拮抗,培养科学思维。设计“记忆技巧口诀”“实验设计模板”及易错提示,不同学生可高效掌握,教师能借助思维导图和重难模块精准教学,提升学生生命观念与探究实践能力。

内容正文:

第5章 植物生命活动的调节(知识清单) 课标+核心速记+重难技巧 知识一遍过 课标要求 课标解读 1.学习生长素的发现史,概括科学家的研究思路,尝试归纳科学家采用的思维方法。 指向“生长素是怎么被发现的”。要按时间线梳理【达尔文父子(1880)→杰逊(1913)→拜尔(1919)→温特(1926)→郭葛(1934)】五个关键实验,并能概括其共同的科学方法:【观察到现象→提出假说→设计对照实验→得出结论,每一代科学家都在前人实验的基础上改进方案】。常考角度:给出实验装置判断现象与结论、区分“感光部位(尖端)”与“弯曲部位(伸长区)”。 2.概述生长素对植物生长的调节作用,说明其作用特点。 指向“生长素怎么起作用”。核心是【两重性】:【生长素只有在较低浓度时才能促进生长,超过一定浓度后(往往是较高浓度)则抑制生长】。要能解释两个经典现象:【向光性——单侧光使生长素在尖端发生横向运输,背光侧浓度高于向光侧,背光侧细胞伸长快于向光侧】;【顶端优势——顶芽产生的生长素向下运输,大量积累在侧芽部位,抑制侧芽生长】。还要知道影响作用效果的因素:【不同器官敏感度不同(根>芽>茎)、细胞成熟情况(幼嫩细胞>衰老细胞)、植物种类(双子叶植物>单子叶植物)】。 3.基于事实和证据,概括并归纳植物激素的生理作用;举例说明植物激素及其类似物在生产实践中的应用,形成科学合理使用植物生长调节剂的意识。 指向“五大类激素各管什么”。须掌握【生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯】五类激素的主要合成部位与生理作用,特别注意易混的两组:【细胞分裂素促进细胞分裂(数目增多),赤霉素促进细胞伸长(体积增大)】;【脱落酸促进脱落与休眠、关闭气孔,乙烯促进果实成熟】。还要掌握【植物激素类似物=人工合成的、与天然植物激素作用相似的化合物】,其优势是【原料来源丰富、生产过程简单、可大量生产,并克服了天然激素含量低、易降解的局限】。 4.举例说明各种植物激素相互作用、共同调节植物生命活动是植物有序生长发育过程的保障。 指向“激素之间怎么配合”。要区分两种关系:【协同作用——两种或多种激素共同作用于某种生理活动,效果大于单独一种(如生长素与细胞分裂素延缓叶片衰老、乙烯与脱落酸促进脱落、生长素与赤霉素促进伸长)】;【拮抗作用——一种激素的效果被另一种激素所抑制(如细胞分裂素解除生长素造成的顶端优势、脱落酸抑制种子萌发)】。此外还须掌握【不同激素的浓度和比例也调节生理效应】——以烟草组织培养为例:【生长素与细胞分裂素比例较高时分化出根,比例较低时分化出芽,比例适中时愈伤组织只生长而不分化】。 5.分析自然现象,概述光、重力和温度等环境因素参与植物生命活动的调节;举例说明外界环境因素对植物生命活动的调节作用是植物长期适应和进化的结果。 指向“环境因素怎么调节”。三条主线:【重力——通过“淀粉体-平衡石假说”感受重力,使近地侧生长素浓度偏高,因根、茎对生长素的敏感性不同,表现为根的向重力性与茎的负向重力性(向重力性)】;【光——既作为光合作用的能量来源,又作为信号决定生长方向、影响生长周期、诱导叶绿素形成;植物通过光受体感光,其中光敏色素主要感受红光和远红光,隐花色素主要吸收蓝光和UV-A】;【温度——既影响酶的活性,又能作为信号(如春化作用:冬小麦和油菜需经历一段低温才能开花)】。 6.了解生产实践中应用环境因素调节植物生命活动的案例,关注植物生理学在生产中的应用。 指向“学了能做什么”。要能举例:【农业上利用浅蓝色薄膜能透过紫外光的原理抑制秧苗过快生长,使植株健壮】;【园艺上通过调整昼夜光照使菊花提前开放,实现“菊桂同台”】;【用生长素类似物培育无籽番茄、防止水稻倒伏、花菜保鲜、选择性杀除双子叶杂草】。并能辩证评价:过量施用植物激素类似物会导致果实畸形、炸裂、烂果等副作用,【必须严格按推荐用法用量科学施用】。 图1 植物生命活动的调节知识脉络思维导图 ◆ 核心01 生长素的发现史与向光性 1.向光性 植物幼苗在单侧光照下会向光弯曲生长的现象,称作【向光性】。【单侧光使生长素在胚芽鞘尖端发生横向运输,向下极性运输后在伸长区形成不均匀分布:背光侧生长素浓度高于向光侧,背光侧细胞伸长快于向光侧】,因而表现为向光弯曲生长。向光性的外因是【单侧光刺激】,内因是【生长素分布不均匀】。 图2 单子叶植物胚芽鞘伸长区细胞测量结果(教材图5-1):背光侧细胞显著长于向光侧 2.生长素发现史的五个关键实验 科学家(时间) 实验过程与现象 实验结论 达尔文父子(1880年,英国) 用禾本科植物金丝雀𬟁草幼苗做实验:①正常的胚芽鞘向光弯曲生长;②尖端遮光则垂直生长;③去除尖端则不弯曲不生长;④仅尖端照光则向光弯曲生长 ①【胚芽鞘尖端才是感光的区域】,弯曲发生在尖端下部数毫米的伸长区;②推断:胚芽鞘尖端产生了某种【生物活性物质】,作为信号从尖端传递到伸长区,从而刺激伸长区细胞的伸长生长 杰逊(1913年,丹麦) 将具物质透过性的明胶和不具物质透过性的云母片分别插入胚芽鞘:插入明胶的向光弯曲生长,插入云母片的不弯曲不生长 证明【胚芽鞘尖端确实产生了影响伸长区生长的某种生物活性物质】 拜尔(1919年,匈牙利) 移去顶端,将顶端置于去顶胚芽鞘的一侧(无光照刺激),胚芽鞘向对侧弯曲生长 胚芽鞘尖端产生的这种生物活性物质在植物伸长区【背光侧和向光侧的不均匀分布】,是造成胚芽鞘伸长区向光弯曲生长的原因 温特(1926年,荷兰) 将燕麦胚芽鞘尖端切下放置在琼脂块上,再把处理过的琼脂块置于去顶胚芽鞘上:置正上方则直立生长,置一侧则向对侧弯曲生长,放未经处理的琼脂块则不生长不弯曲 【直观证明了胚芽鞘尖端产生的生物活性物质的存在】,并为其命名为【生长素】——因为它是一种在尖端产生后被运输到伸长区发挥作用的化学信号物质,作用类似于动物生长激素 郭葛(1934年,荷兰) 从菠萝嫩枝、燕麦胚芽鞘等植物中提取并分离到了吲哚-3-乙酸(IAA) 【生长素的化学本质是吲哚-3-乙酸】;此后又陆续发现了4-氯吲哚乙酸、苯乙酸等更多天然生长素 图3 达尔文父子进行的植物向光性实验(教材图5-2) 图4 胚芽鞘尖端活性物质的研究实验:(A)杰逊的实验(B)拜尔的实验(教材图5-3) 图5 温特的实验直观证明了活性物质的存在(教材图5-4) 归纳总结:生长素发现史可记为【“达尔文猜→杰逊证→拜尔定分布→温特提纯命名→郭葛定成分”】。贯穿其中的科学方法:【①观察现象提出假说;②设置对照实验(有尖端/无尖端、遮光/不遮光、明胶/云母片);③在前人实验基础上改进方案;④用新方法(琼脂块收集、化学提取)解决旧问题】。 易错辨析:向光性与发现史 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为胚芽鞘弯曲的部位就是感光部位 【感光部位是胚芽鞘尖端,弯曲生长的部位是尖端下部的伸长区】 尖端感光,伸长区弯曲 认为单侧光使生长素分解,导致向光侧浓度低 单侧光引起生长素在尖端发生【横向运输】,使背光侧多于向光侧,而非分解 是搬运,不是分解 认为温特的实验证明了生长素的化学本质 温特只是【证明了该物质的存在并命名】,证明化学本质(吲哚-3-乙酸)的是郭葛 温特命名,郭葛定性 认为生长素只存在于胚芽鞘中 生长素广泛分布于植物各种组织器官,【合成部位主要在茎尖、嫩叶和发育中的种子等生长活跃的部位】 处处都有,嫩处最多 把云母片与明胶的作用弄反 【明胶具物质透过性(挡不住生长素),云母片不具物质透过性(挡住生长素)】 明胶能透,云母隔断 ◆ 核心02 生长素的合成与运输 1.生长素的合成与分布 生长素的合成部位主要在高等植物【生长活跃的部位,如茎尖、嫩叶和发育中的种子等】,但它也广泛分布于植物各种组织器官。生长素相对集中分布在【生长旺盛的部位】,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。 生长素的含量与【植物的种类、生长发育阶段、分布的器官】等密切相关。例如,玉米的秸秆中IAA含量约为24 μg/kg,其种子中的含量可高达1 000 μg/kg,随着种子发芽到成熟,IAA含量呈下降趋势;而大豆种子中的IAA含量仅约为4 μg/kg。 2.生长素的两种运输方式 运输方式 运输方向 运输性质 分布部位 极性运输 只能从植物体的【形态学上端向形态学下端】运输,不能反向运输——这是生长素所独有的特征 由生长素运输载体参与的【主动运输】,可以逆浓度梯度运输 胚芽鞘、幼芽和幼根的薄壁细胞间(短距离) 非极性运输(被动运输) 通过韧皮部进行,不限于形态学上端到下端 【被动运输】 高等植物的成熟组织 图6 生长素的单方向极性运输示意图(教材图5-5) 3.补充:探究生长素运输方向的实验 取一段胚芽鞘切去顶端,使胚芽鞘不再产生生长素。在【上端放一块含有生长素的琼脂,下端放一块不含生长素的琼脂】(胚芽鞘形态学上端朝上)。过一段时间检测,发现下端的琼脂块逐渐有了生长素;【若倒置则不会转移】。 注意:实验结论:生长素在胚芽鞘内【只能由形态学的上端运输到形态学的下端】,【不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变】。这正是“极性运输”的独有含义——方向由【形态学】位置决定,与重力无关。 4.横向运输 在某些单侧刺激(如【单侧光、地心引力】等)影响下,生长素在【能感受刺激的部位(如胚芽鞘的尖端)】发生横向运输。横向运输与极性运输、非极性运输共同构成了生长素在植物体内的运输体系。 特别提醒:三种运输方式一次分清:【极性运输——形态学上端→下端,主动运输,生长素独有】;【非极性运输——通过韧皮部,被动运输,成熟组织中】;【横向运输——单侧光、重力等刺激下在感受部位发生,是向性生长的直接原因】。 易错辨析:生长素的运输 易错表现 正确理解 记忆技巧 把极性运输理解为“从上到下” 极性运输的方向由【形态学】上、下端决定,【与空间位置无关】:将切段倒置后仍是形态学上端→下端 看形态学,不看地面 认为极性运输是协助扩散 极性运输由【生长素运输载体】参与,属于【主动运输】,【可以逆浓度梯度运输】 载体+耗能=主动 认为生长素只在尖端合成 生长素的合成部位主要在茎尖、嫩叶和发育中的种子等生长活跃部位,但【植株多个部位都可以合成】 多处可合成,嫩处最多 把横向运输与极性运输混为一谈 横向运输发生在【感受刺激的部位】(如尖端),是单侧光、重力作用的结果;极性运输发生在【薄壁细胞间】,方向由形态学位置决定 横看刺激,纵看形态 ◆ 核心03 生长素的两重性 1.生长素的生理功能 生长素的生理功能十分广泛,包括【促进细胞的伸长生长及细胞的分裂和分化】,从而在器官水平上导致【茎的伸长、侧根形成、果实发育】等。生长素还与【顶端优势、向光性和向重力性】等植物生命活动紧密相关。 2.两重性的含义 生长素浓度越高对植物生长的促进作用就越明显吗?研究发现,烟草体内IAA过量时,【不仅未能促进植株生长,反而使其生长受到抑制】。可见,【生长素只有在较低浓度才能促进生长,而超过一定浓度后(往往是较高浓度),则抑制生长】。因此,【生长素在调节植物生长时表现出两重性】。 图7 生长素对烟草生长状态的影响(教材图5-6):左为浓度适宜,右为浓度过高 3.同一植物不同器官对生长素的敏感性不同 【同一植物不同器官对生长素的敏感性不尽相同】,如浓度为10⁻⁵ mol/L的生长素【可以促进茎的生长,但抑制根和芽的生长】。 图8 植物不同器官对不同浓度生长素的反应(教材图5-7) 4.影响生长素作用效果的因素 影响因素 规律 不同器官的敏感度 【根>芽>茎】(敏感度越高,越容易达到抑制浓度) 细胞成熟情况 【幼嫩细胞>衰老细胞】 植物的种类 【双子叶植物>单子叶植物】(这也解释了生长素类似物可选择性杀除双子叶杂草) 5.顶端优势 通常看到松树、水杉等植物的株型呈宝塔状。这种【植物顶芽优先生长、侧芽发育受抑制】的现象,称为【顶端优势】。 目前,大多数科学家认为:【植物生长素从合成部位(顶芽)向下运输,大量积累在侧芽部位,导致距顶芽越近的侧芽部位生长素浓度就越高。超过一定的浓度后,就抑制侧芽的生长,从而保证了顶芽的优先生长】。同时,距离植株顶芽较远的侧芽,由于生长素浓度较低,更能充分地生长,从而形成宝塔状株型。 图9 顶芽对侧芽生长状态的影响(教材图5-8):(A)未切除顶芽(B)切除顶芽后 6.两重性曲线的解读 图10 胚芽鞘对不同浓度生长素的反应(教材图5-9) 曲线区段 含义 AB段 【生长素浓度升高,对根生长的促进作用加强】 B点 促进根生长的【最适浓度】(此时促进作用最强) BC段 生长素浓度升高,对根生长的【促进作用减弱】 C点 对根的生长【既不促进也不抑制】(与不加生长素时的效果相同) CD段 随生长素浓度升高,对根生长的【抑制作用增强】 归纳总结:生长素两重性可记为【“低促高抑、适中最强”】。判断某浓度是促进还是抑制,要【与不加生长素时(浓度为0)的效果作比较】:高于对照即为促进,低于对照即为抑制。应用实例:【顶端优势——顶芽产生的生长素向下运输抑制侧芽】;【果树修剪(打顶)——消除顶端优势,促进侧芽发育成果枝,便于采收并获得更高产量】。 易错辨析:两重性与顶端优势 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为生长素浓度越高促进作用越强 生长素具有两重性:【低浓度促进、高浓度抑制】 低促高抑,过犹不及 认为10⁻⁵ mol/L生长素对根和茎都是促进 同一浓度对不同器官作用不同:10⁻⁵ mol/L【促进茎、抑制根和芽】 一根激素,各器官反应不同 把敏感性顺序记成“茎>芽>根” 敏感性顺序为【根>芽>茎】(根最敏感,最易被抑制) 从上到下越来越钝 认为顶端优势与生长素浓度无关 顶端优势正是【顶芽产生的生长素向下运输、在侧芽处积累过高浓度】所致 不是顶芽霸道,是激素浓度高 认为果树修剪的目的只是美观 修剪(打顶)是为了【消除顶端优势,促进侧芽发育,便于采收并获得更高的产量】 去顶促侧,增产增效 第2节 植物激素及其类似物调节植物的生命活动 ◆ 核心04 五大类植物激素 1.植物激素的概念 19世纪末,德国植物学家萨克斯提出:高等植物代谢、生长和形态建成的调控需要植物体内移动着的化学信号。继生长素之后,【赤霉素成为第二类被鉴定出来的对植物生长发育具有调节作用的生物活性物质】。 科学家把这些【和生长素一样,在植物体内合成、从合成部位运输到作用部位、并对植物体的生命活动能产生显著调节作用的微量有机物】统称为【植物激素】。主要有【生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯】五大类。近年来,科学家又发现了一些植物体内存在的天然物质(如【油菜素内酯、茉莉酸和水杨酸】等)对植物的生命活动同样具有调节作用。 图11 调节植物生长发育的五大类植物激素及其主要生理功能(教材图5-11) 2.五大类植物激素的比较 激素名称 主要合成部位 主要生理作用 生长素 芽、幼嫩的叶、发育中的种子 ①促进细胞伸长生长,诱导细胞分化;②影响器官的生长、发育;③促进生根和子房发育,广泛应用于移栽及无籽果实的培育 赤霉素 幼芽、幼根、未成熟的种子 ①【促进细胞伸长,从而引起植株增高】;②促进细胞分裂与分化;③【促进种子中贮藏物质的降解进而打破种子休眠】;④促进种子萌发、开花和果实发育 细胞分裂素 主要是【根尖】 ①【促进细胞分裂】;②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成;③促进营养物质向叶片运输,起到刺激叶绿素形成并【延缓衰老】的作用 脱落酸 根冠、萎蔫的叶片等 ①【抑制细胞分裂】;②【促进气孔关闭】;③促进叶和果实的衰老和脱落;④【维持种子休眠】;⑤抑制种子萌发、植物生长,增强植物的抗逆性 乙烯 植物体的【各个部位】 ①【促进果实成熟】;②促进开花;③促进叶、花、果实脱落;④促进叶片衰老 特别提醒:两组最易混的激素:【细胞分裂素——促进细胞分裂(细胞数目增多);赤霉素——促进细胞伸长(细胞体积增大)】。另外记住两个“唯一”式特征:【乙烯是唯一以气体形式存在的植物激素】;【脱落酸是唯一以“抑制”为主基调的激素(抑制细胞分裂、抑制生长、维持休眠)】。 易错辨析:五大类植物激素的功能 易错表现 正确理解 记忆技巧 把赤霉素与细胞分裂素的作用弄反 【赤霉素促进细胞伸长(植株增高),细胞分裂素促进细胞分裂(数目增多)】 赤霉素管长,分裂素管多 认为乙烯只促进果实成熟 乙烯除促进果实成熟外,还能【促进开花、促进叶花果实脱落、促进叶片衰老】 乙烯是“催熟+催落” 认为脱落酸只促进脱落 脱落酸能【抑制细胞分裂、促进气孔关闭、维持种子休眠】等,是抗逆性相关激素 脱落酸=刹车激素 认为植物激素都由专门的腺体分泌 植物激素由【植物体的特定部位(如芽、幼根、根尖等)合成】,植物没有专门的内分泌腺 植物无腺体,部位即“腺体” 把赤霉素的来源记成植物自身 赤霉素最早是【从赤霉菌的分泌物中分离出来】的,但植物自身也能合成(幼芽、幼根、未成熟的种子) 先见于菌,后见于植物 ◆ 核心05 多种植物激素的相互作用 1.协同作用 植物激素在植物体内分布广泛,在植物的生长发育过程中,各种植物激素往往是相互作用、共同调节植物的生命活动。【两种或多种植物激素共同作用于植物某种生理活动,效果大于其中单独一种激素作用效果的现象,称为植物激素的协同作用】。 植物激素的协同作用普遍存在,例如,【生长素和细胞分裂素在延缓叶片衰老方面表现为协同作用】;【乙烯促进脱落的效果可因脱落酸而得到增强】,两者之间也存在协同作用。此外,【用生长素和赤霉素共同处理时,伸长效果大于这两种植物激素单独处理时的效果】(赤霉素对矮生禾本科类及莲座叶类植物节间伸长的促进效果明显)。 图12 生长素和赤霉素处理植物的效果对比(教材图5-10):二者共同处理的伸长效果更大 2.拮抗作用 【植物激素的调节效果还会表现为一种激素的效果被另一种激素所抑制,这种现象称为植物激素的拮抗作用】。例如,【高浓度的生长素能够抑制侧芽的生长,形成顶端优势,而细胞分裂素能够促进侧根和侧芽的发育,因此生长素造成的植物顶端优势会被细胞分裂素解除】。 图13 生长素与细胞分裂素在植物顶端优势中的拮抗作用示意图(教材图5-14) 3.激素的浓度和比例也调节生理效应 不同植物激素的【浓度和比例】对其生理效应也具调节作用。以烟草的组织培养为例:【当生长素与细胞分裂素比例处于中间某个水平时,愈伤组织只生长而不分化;当两者比例较高时,愈伤组织就分化出根;当两者比例较低时,则有利于芽的分化】。 图14 生长素和细胞分裂素在烟草组织培养中相互作用示意图(教材图5-15) 生长素与细胞分裂素的比例 结果 比例较高 诱导【脱分化和根的形成】(分化出根) 比例较低 诱导【再分化和芽的形成】(分化出芽) 比例适中 【愈伤组织保持生长而不分化】 4.协同与拮抗的常见归纳 生理活动 协同作用的激素 拮抗作用的激素 细胞分裂 生长素、细胞分裂素、赤霉素 细胞分裂素(生长素、赤霉素)与脱落酸 细胞伸长 生长素、赤霉素 —— 叶片、果实脱落 乙烯、脱落酸 —— 开花 乙烯、赤霉素 —— 果实发育 生长素、赤霉素 —— 种子萌发 赤霉素(促进) 脱落酸与赤霉素(脱落酸抑制萌发) 归纳总结:在植物的生命活动中,【不同的生理过程往往都是多种植物激素相互作用的结果】。不同植物激素间的相互协调、共同作用,伴随着植物生长发育的各个阶段。记忆抓手:【协同看“同向加强”(生长素+赤霉素促伸长、乙烯+脱落酸促脱落);拮抗看“反向抵消”(细胞分裂素解除顶端优势、脱落酸抑制种子萌发)】。 易错辨析:激素间的相互作用 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为一种生理活动只由一种激素调节 植物的生命活动中,【不同生理过程往往是多种植物激素相互作用的结果】 多激素协作,非单打独斗 把协同作用理解为“激素种类越多效果越强” 协同指【共同作用的效果大于其中单独一种激素的效果】,强调相互增强 协同是“合力”,不是“堆量” 认为生长素与细胞分裂素只有拮抗 二者在【顶端优势中表现为拮抗】(细胞分裂素解除顶端优势),但在【延缓叶片衰老方面表现为协同】 同一对激素可协同可拮抗 把组织培养中激素比例的作用记反 【生长素比例高→分化出根;细胞分裂素比例高(生长素比例低)→分化出芽;比例适中→愈伤组织不分化】 生长素多生根,分裂素多生芽 认为赤霉素与脱落酸总是拮抗 在【种子萌发】上赤霉素促进、脱落酸抑制,表现为拮抗;但激素间关系须具体分析 看具体生理活动 ◆ 核心06 植物激素类似物及其应用 1.植物激素类似物的概念与优势 天然的植物激素种类繁多,对植物生命活动的调节作用明显,但它们在生产应用中往往有一定局限性。例如,最早应用于农业的生长素,在植物体内含量甚微,【每克鲜重植物中仅含10⁻⁸~10⁻⁷ g】,且易被酶降解和发生光氧化导致分解破坏;再如,乙烯以气体形式存在,极易扩散,很难在田间利用。 因此,科学家在发现并了解植物激素的生理功能和分子结构后,人工合成了与天然植物激素作用相似的化合物,即【植物激素类似物,又称植物生长调节剂】。它们不仅具有与天然植物激素相似的生理作用效果,而且【原料来源丰富,生产过程简单,可以大量生产】;同时,植物激素类似物还【克服了天然植物激素在应用中的各种局限性】,目前已广泛应用于农业生产实践中,是近代植物生理学及农业科学的重大进展之一。 类别 代表物质 植物生长促进剂 以【2,4-D】为代表的生长素类;以【GA3】为代表的赤霉素类;以【6-BA】为代表的细胞分裂素类;以【乙烯利】为代表的乙烯类 植物生长延缓剂 矮壮素、丁酰肼、助壮素、吡啶醇、多效唑等 植物生长抑制剂 三碘苯甲酸、整形素、青鲜素(抑芽丹)等 2.在生产实践中的应用 图15 植物激素类似物的各种应用(教材图5-17):(A)防止水稻倒伏(B)花菜保鲜(C)培育无籽番茄(D)杀除双子叶杂草 应用领域 做法与原理 防止水稻倒伏 利用【矮壮素】等植物生长延缓剂调节植株节间长度、株高、株型,有效防止水稻生长过程中倒伏现象的产生(“倒伏”严重影响稻米的产量和品质) 果蔬保鲜 花菜采收前3~5天喷洒生长素类似物,其冷藏期至少比未经处理的延长3倍且不脱叶;同样方法可防止卷心菜和大白菜脱帮,延长市场供应期 培育无籽果实 在授粉前,用生长素类似物涂抹【未授粉的雌蕊柱头】,促进子房发育成果实,可培育出无籽番茄、无籽黄瓜等 选择性除草 生长素类似物能【选择性杀除双子叶植物而不伤害单子叶植物】,可用于去除农田双子叶植物杂草 扦插生根 用生长素类似物(吲哚丁酸IBA、α-萘乙酸NAA、2,4-D等)处理扦插枝条,常用【浸泡法、点蘸法、涂抹法】,促进枝条长出不定根 果实催熟 用【乙烯利】催熟水果,使果实同步成熟,是目前国际通用的方法 3.科学施用植物激素类似物 植物激素类似物的广泛使用,为农业生产带来了巨大的经济效益,但【随意加大剂量等不当使用,也会导致明显的副作用】。例如,过量使用乙烯利催熟水果可能造成坏果,膨大剂的不当使用会引起果实畸形、炸裂等。因此必须【严格依据推荐用法和用量施用】,形成科学合理使用植物生长调节剂的意识。 特别提醒:天然植物激素与植物激素类似物的区别:【天然植物激素由植物自身合成,含量甚微、易被降解、部分(如乙烯)难以在田间使用】;【植物激素类似物由人工合成,作用相似但可大量生产、性质更稳定、使用更方便】。但二者【作用原理相似,因此不当使用同样会带来副作用】。 易错辨析:植物激素类似物 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为植物激素类似物就是植物激素 植物激素由【植物自身合成】;植物激素类似物是【人工合成的、与天然植物激素作用相似的化合物】 一个天然,一个人工 认为用量越大效果越好 过量使用会导致【果实畸形、炸裂、坏果】等副作用,必须按推荐用法用量施用 过量反受害 认为用乙烯利催熟的香蕉不安全 乙烯利催熟是【国际通用方法,已有上百年历史】;只要严格按推荐用法用量,残留量很少,不会影响人体健康 规范使用即安全 把膨大剂当作激素本身 膨大剂是【植物激素类似物】,主要作用是【促进细胞分裂、增加细胞数量】,最可能是细胞分裂素类 膨大=多分裂,非多伸长 认为生长素类似物能杀除所有杂草 生长素类似物能【选择性杀除双子叶植物而不伤害单子叶植物】,因此可用于单子叶作物(如水稻、小麦)田中的双子叶杂草防除 看杂草是什么“叶” 第3节 环境因素参与植物生命活动的调节 ◆ 核心07 重力对植物生长方向的调节 1.向重力性现象 将待萌发的玉米种子分别按照不同朝向摆放于含1%琼脂的无菌培养基中,在黑暗中培养一段时间后,可以观察到:【无论最初种子如何摆放,发芽后总是呈现根向下生长、芽向上生长的现象】。 图16 玉米种子的生长状况(教材图5-19):根向下、芽向上生长 地球上,所有生物的生长发育都是在重力条件下进行的,很多植物可以依靠重力来引导其生长方向。【植物的茎背离重力向上生长,根趋向重力向下生长,这种现象称为向重力性】。 2.向重力性的内在机制 在重力的刺激下,【植物细胞近地侧生长素浓度偏高】。由于【根和茎对生长素的敏感性不同】,【根因近地侧细胞生长被抑制而表现出向下弯曲生长(正向重力性),茎则因近地侧细胞生长被促进而表现出向上弯曲生长的现象(负向重力性)】。 图17 植物的向重力性现象及内在机制示意图(教材图5-20) 器官 敏感性 近地侧生长素浓度 近地侧生长速度 表现 根 【敏感】(根>芽>茎) 偏高 【被抑制,生长慢】 【向下弯曲生长(正向重力性)】 茎 【不敏感】 偏高 【被促进,生长快】 【向上弯曲生长(负向重力性)】 3.生物学意义与感受机制 【向重力性是植物进化过程中长期自然选择的结果】,对其充分获得营养物质和能量有重要的生物学意义。例如【作物倒伏后,茎向上弯曲生长能保证植物继续正常生长发育】。 对于植物感受重力的机制,科学家广泛认可的是【“淀粉体-平衡石假说”】。该假说认为植物的根和茎的平衡细胞中含有能够感受重力、由淀粉颗粒组成的【淀粉体(即平衡石)】。在重力的刺激下,【淀粉体下沉至细胞底部引起植物对重力信号的响应】。 图18 植物根尖的显微结构(600×)(教材图5-21) 归纳总结:向重力性可记为【“根正茎负,敏感度不同是关键”】:重力使近地侧生长素浓度偏高,【根对生长素敏感→近地侧被抑制→根向下弯;茎不敏感→近地侧被促进→茎向上弯】。感受重力的机制是【“淀粉体-平衡石假说”(淀粉体下沉至细胞底部)】。 易错辨析:向重力性 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为重力使生长素只分布在近地侧 重力使【近地侧生长素浓度偏高】(远地侧也有,只是较低) 近地侧多,非全部 认为根向下生长是因为近地侧生长素促进 根对生长素敏感,【近地侧浓度偏高反而抑制其生长】,故根向下弯曲 根太敏感,多了反而慢 把向重力性与向光性混为一谈 向重力性由【重力】引起,感受部位涉及根和茎的平衡细胞(淀粉体);向光性由【单侧光】引起,感受部位是胚芽鞘尖端 一个看地心,一个看光源 认为倒伏后的茎向上弯曲没有意义 茎向上弯曲生长能【保证作物倒伏后继续正常生长发育】,是长期自然选择的结果 长得直,才能活得好 ◆ 核心08 光对植物生命活动的调节 1.光对植物的两种作用 光作为一种重要的环境信号,对植物的影响贯穿其整个生命历程。光对植物生长发育有【两种作用】:【(1)光是植物进行光合作用的能量来源;(2)光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程】。 光可以作为刺激信号【决定植物生长的方向、影响植物的生长周期、诱导叶绿素形成】等。在植物种子萌发期,弱光下与正常光照下生长的植株相比,其形态将会呈现显著的差异,如【茎叶淡黄、茎干细长、叶小而不伸展】。光照还是诱导植物叶绿素形成的必要信号,【韭黄就是利用黑暗条件下叶绿素不能合成的原理而培育形成的】。 图19 光照和黑暗中生长的植物形态差异(教材图5-22):(A)光照(B)黑暗 2.光的不同波长、强度及周期变化均能影响植物的生长发育 光的要素 影响 应用实例 红光和远红光 影响种子的萌发(【若种子最后感受到红光刺激则萌发;最后感受到远红光刺激则保持休眠状态】) 生产上可通过光质处理调控种子萌发 紫外光 抑制植物的生长 农业上利用【浅蓝色薄膜能透过紫外光】的原理,达到抑制秧苗过快生长、使植株健壮的目的 海拔与紫外线 高山空气稀薄、紫外线辐射强 【高山上的植物往往比平原植物矮小】 昼夜相对长度 影响植物开花(【光周期现象】) 园艺上通过调整昼夜光照使菊花提前开放,实现“菊桂同台” 图20 红光(R)或远红光(FR)对种子萌发的影响示意图(教材图5-23) 3.植物感受光信号的机制 植物无法像动物一样利用眼睛感受光线。原来,植物中含有一些微量的【色素蛋白复合体】,它们能够接受光信号,进而引起植物形态结构的变化,该类蛋白复合体统称为【光受体】。 光受体 感受的光 光敏色素 主要感受【红光和远红光】 隐花色素(蓝光受体) 主要吸收【蓝光和UV-A】 向光素 与植物的向光性反应有关 UV-B受体 感受中波紫外线(UV-B,290~320 nm) 注:UV-A为长波紫外线,波长【320~400 nm】;UV-B为中波紫外线,波长【290~320 nm】。 【光调控植物生长发育的反应机制】:在受到光照射时,【光敏色素的结构会发生变化】,这一变化的信息会经过【信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达】,从而表现出生物学效应。 4.光周期与植物开花 早期,人们认为日照长短决定着植物是否开花。因此,将植物大致分为三类:【(1)短日植物(如大豆、菊花、水稻、草莓等),当每天光期短于一定临界长度并经一定天数后,它们才能开花;(2)长日植物(如小麦、胡萝卜、油菜等),要求每天光期长于一定临界长度并经过一定天数才能开花;(3)日中性植物(如番茄、黄瓜、辣椒等),对每天光期要求范围很广,在任何日照长度条件下都能开花】。长日植物与短日植物的临界日长因物种而异,并非一成不变。 但科学家在研究中发现:【短日植物必须在长于一定时间的黑暗下才会开花,而夜间只要有一个短时间的闪光,就不能开花;长日植物只有黑暗时间短于一定长度时才会开花,黑暗时间延长则不会开花;但若用短暂的闪光打断黑暗,植物便能够开花】。【这说明真正控制植物开花的不是日照长度,而是夜间(连续黑暗)长度】。 图21 光照调节植物开花示意图(教材图5-24) 特别提醒:光周期现象的判断要点:【起决定作用的是连续黑暗的长度,而不是光照长度】。所以“短日植物”更准确的理解是【“长夜植物”——需要足够长的连续黑暗才能开花】;【夜间若用短暂闪光打断黑暗,短日植物就不能开花,而长日植物反而能开花】。 易错辨析:光对植物的调节 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为光只作为光合作用的能量来源 光对植物有【两种作用】:既是光合作用的能量来源,又作为【信号】影响、调控植物生长发育的全过程 既是燃料,又是指令 认为控制植物开花的是日照长度 真正控制开花的是【夜间(连续黑暗)长度】:夜间短暂闪光可使短日植物不开花、长日植物开花 看夜不看昼 把光敏色素与隐花色素感受的光弄反 【光敏色素感受红光和远红光;隐花色素(蓝光受体)吸收蓝光和UV-A】 光敏看红,隐花看蓝 认为高山植物矮小只是因为缺水贫瘠 高山空气稀薄、【紫外辐射强,而紫外光能抑制植物生长】,因此植株矮小 紫外线强,长得就矮 认为韭黄是韭菜的另一个品种 韭黄与韭菜是【同一物种】,韭黄是【在黑暗条件下培育形成的】(叶绿素不能合成) 同种不同光,颜色就不同 ◆ 核心09 温度对植物生命活动的调节 1.温度对植物的两种作用 “人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。”形象地描述了高海拔、低气温导致植物开花较晚的自然现象。季节变化、昼夜转换以及纬度和海拔等造成的温差,均会影响植物的生命活动。 温度对植物的调节有【两种作用】:【(1)通过影响酶的活性来调节植物的新陈代谢;(2)作为信号调节植物发芽或开花】。 2.春化作用 科学家发现,【一段时间的低温能够诱导某些植物相关基因的表达,从而使植物从营养生长阶段转入生殖生长阶段】。例如,北方的冬小麦和南方的油菜都【必须经历一段时期的低温(1~7 ℃)才能开花】。因此,【冬小麦和油菜只有秋季播种,来年才能开花结果】。 3.温度对植物生命活动的其他影响 【植物所有生理活动都是在一定的温度范围内进行】;【植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的】。 【年轮形成的原因】:在春夏季,细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成【颜色较浅的带】;在秋冬季,细胞分裂慢、细胞体积较小,在树干上形成【颜色较深的带】。 4.环境因素的整体性 除了光、重力和温度参与植物生命活动的调节之外,植物个体的生长发育不可避免的还会受到【其他生物或非生物因素】的影响,这些因素共同构成了植物生命活动的生态环境。它们【并非孤立地对植物起作用,而是作为一个紧密联系的整体】,影响着植物的生长发育。 归纳总结:温度对植物的调节可记为【“调酶活、作信号”】:一方面通过影响酶活性调节新陈代谢,另一方面作为信号影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等。【春化作用——低温诱导相关基因表达,使植物从营养生长转入生殖生长】,是冬小麦、油菜必须秋播才能开花的根本原因。 易错辨析:温度与植物生命活动 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为温度只通过影响酶活性起作用 温度既【通过影响酶活性调节新陈代谢】,又【作为信号调节植物发芽或开花】 一手调酶,一手发令 认为冬小麦可以春播 冬小麦和油菜必须经历【1~7 ℃的一段低温(春化)】才能开花,因此【只有秋季播种,来年才能开花结果】 不冻不开花 把年轮的深浅带弄反 【春夏季细胞分裂快、体积大→颜色较浅的带;秋冬季细胞分裂慢、体积小→颜色较深的带】 夏浅冬深 认为高山植物矮小与温度无关 高山气温低、风力大、紫外辐射强,【多种环境因素共同作用】导致高山植物矮小 因素不孤立,整体起作用 重●难●提●分 ◆ 重难01 生长素发现史上的实验分析 1.达尔文父子实验的对照逻辑 组别 处理 现象 能得出的结论 ① 正常胚芽鞘 向光弯曲生长 正常情况下的向光性表现 ② 胚芽鞘尖端遮光(下部照光) 垂直生长 【感光部位在尖端】 ③ 去除胚芽鞘尖端 不弯曲不生长 尖端是产生该物质(信号)的部位 ④ 仅胚芽鞘尖端照光 向光弯曲生长 【弯曲部位在尖端下部,但尖端才能感光】 【易错:把②与④的对照关系理解错】——②(尖端遮光)与④(仅尖端照光)对照,唯一变量是【尖端是否接受单侧光】,因此得出结论:【感光的部位是胚芽鞘尖端,而不是尖端下部的伸长区】。 2.杰逊与拜尔实验的关键差异 【杰逊】用【明胶(物质可通过)和云母片(物质不可通过)】插入胚芽鞘:插入明胶的向光弯曲生长,插入云母片的(挡住物质)不弯曲不生长,从而【证明尖端确实产生了影响伸长区生长的生物活性物质】。【拜尔】在【无光照刺激】下,把尖端置于去顶胚芽鞘的一侧,胚芽鞘向对侧弯曲生长,从而【证明该物质分布不均是弯曲生长的原因】——这一步很关键:它说明【即使没有单侧光,只要该物质分布不均,也会弯曲生长】。 3.温特实验的设计精妙之处 温特实验的关键创新是【用琼脂块收集并转移尖端产生的物质】:把切下的尖端放在琼脂块上,让物质扩散进琼脂块,再用含该物质的琼脂块作用于去顶胚芽鞘。【第1组(置正上方)→直立生长;第2、3组(置一侧)→向对侧弯曲生长;第4、5组(未经处理的琼脂块)→既不生长也不弯曲】。第4、5组是【对照组】,其设置目的正是【排除琼脂块本身对胚芽鞘生长的影响】。 4.科学方法的总结 从达尔文到郭葛的研究历程体现了:【①假说—演绎法(先推断存在某种物质,再设计实验验证)】;【②对照实验的设计(设置空白对照、条件对照)】;【③科学技术的推动作用(琼脂块收集技术、化学提取分离技术)】;【④科学理论的相对性(“神经论”曾长期阻碍对激素调节的认识)】。 ◆ 重难02 生长素两重性曲线的分析与应用 1.曲线判读的四个关键点 关键位置 含义 判读要点 曲线起点(浓度为0) 不加生长素的自然生长状态 【是判断“促进”与“抑制”的基准线】 最高点 促进生长的【最适浓度】 不同器官的最适浓度不同:根<芽<茎 与基准线的交点 既不促进也不抑制 越过该点后开始表现为抑制 交点右侧 抑制生长区 浓度越高,抑制作用越强 【易错:把“作用减弱”当作“抑制”】——曲线上的“下降段”表示的是【促进作用的减弱】,只有当曲线【低于浓度为0时的基准线】时,才表示【抑制生长】。 2.两重性的经典应用分析 现象 生长素分布情况 结果 向光性 单侧光使生长素横向运输,【背光侧多于向光侧】 背光侧细胞伸长快→向光弯曲 顶端优势 顶芽产生的生长素向下运输,【侧芽处积累过高浓度】 侧芽生长受抑制→顶芽优先生长 根的向重力性 重力使【近地侧生长素浓度偏高】,根对生长素敏感 近地侧被抑制→【根向下弯曲】 茎的(负)向重力性 重力使【近地侧生长素浓度偏高】,茎对生长素不敏感 近地侧被促进→【茎向上弯曲】 除草剂原理 【双子叶植物对生长素比单子叶植物敏感】 高浓度下双子叶植物被抑制/杀死,单子叶作物不受影响 3.定量曲线题的解题步骤 【第一步:确定纵坐标含义】——是“促进/抑制”还是“生长速率”或“所需时间”;若纵坐标是“生长至同等长度所需时间”,则【时间越短说明生长越快,曲线是“倒U形”的反向】。 【第二步:找基准点】——找出不加生长素(浓度为0)时的对照值。 【第三步:判断是促进还是抑制】——高于对照为促进,低于对照为抑制。 【第四步:结合器官敏感性】——同一浓度对不同器官作用不同,题干若未说明器官,须【先根据曲线位置判断是什么器官的曲线】。 ◆ 重难03 植物激素间的协同与拮抗 1.关系的判别思路 【第一步:明确讨论的生理活动】——同一对激素在不同生理活动中可能表现为不同关系。 【第二步:看两种激素对该活动的效果方向】——【同向加强即协同,反向抵消即拮抗】。 【第三步:注意“效果大于单独一种”这一协同的定义要点】。 【例】生长素(IAA)与茉莉酸(JA):在【促进根伸长】上二者都促进,表现为【协同】;在【花的发育】上IAA促进、JA抑制,表现为【拮抗】。因此二者的关系是【既有协同又有拮抗】。 2.常见协同与拮抗组合 生理活动 协同(同向加强) 拮抗(反向抵消) 细胞分裂 生长素、细胞分裂素、赤霉素(均促进) 细胞分裂素(促进)与脱落酸(抑制) 种子萌发 赤霉素(促进) 赤霉素(促进)与脱落酸(抑制) 叶片、果实脱落 乙烯、脱落酸(均促进) —— 顶端优势 —— 生长素(维持顶端优势)与细胞分裂素(解除顶端优势) 细胞伸长 生长素、赤霉素(均促进) —— 3.涉及多激素的复杂情境分析 以【荫蔽胁迫】为例:作物密植或高低作物间套作会导致环境中【红光与远红光比值(R∶FR)降低】。光敏色素B(phyB)存在【非活化(Pr)】和【活化(Pfr)】两种形式。【荫蔽胁迫下,phyB主要以非活化(Pr)形式贮存】,由此【减弱对PIFs的抑制作用】,导致下胚轴过度伸长;乙烯与油菜素甾醇在调控下胚轴伸长方面表现为【协同作用】。当R∶FR增高时,phyB从Pr转化为Pfr,这一转化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,【影响(PIFs)基因的表达】,从而表现出相应生物学效应。 【易错:把“能引起水稻恶苗病”的激素记错】——【赤霉素分泌过多会导致恶苗病】(赤霉素促进细胞伸长使植株增高)。 ◆ 重难04 环境因素调节机制的综合分析 1.三种环境因素的作用比较 环境因素 作用方式 感受/响应机制 实例 重力 调节植物的生长方向 【“淀粉体-平衡石假说”】:平衡细胞中的淀粉体下沉至细胞底部,引起对重力信号的响应 玉米种子任意朝向摆放,根向下、芽向上生长;作物倒伏后茎向上弯曲 光 既作为能量来源,又作为信号(决定生长方向、影响生长周期、诱导叶绿素形成) 【光受体】感光:光敏色素感受红光和远红光,隐花色素吸收蓝光和UV-A;光敏色素构象变化→信息传至细胞核→影响基因表达 韭黄培育;红光/远红光影响种子萌发;浅蓝色薄膜抑制秧苗徒长;菊花提前开放 温度 既影响酶的活性,又作为信号调节发芽或开花 【一段时间的低温诱导相关基因表达】,使植物从营养生长转入生殖生长 冬小麦、油菜必须秋播(春化作用)后次年才能开花 2.综合题的答题要点 【凡涉及“植物的某种适应现象”的题目,答题时都要点出“这是植物长期进化和适应的结果”】,并把【外界环境因素】与【体内激素的变化】联系起来作答。 【涉及光敏色素构象变化的题目,答题链为】:光照变化(如R∶FR变化)→光敏色素在Pr与Pfr之间转化→信息经信息传递系统传导到细胞核→影响特定基因(如PIFs)的表达→表现生物学效应。 高●分●技●巧 ◆ 技巧01 生长素发现史类实验题的解法 (1)先明确“变量—现象—结论”三步 读题时逐组找出【自变量(处理方式的差异)】、【因变量(胚芽鞘的生长与弯曲情况)】,再用“唯一变量”原则推断能得出的结论。 (2)几种典型处理的现象与结论速查 处理方式 现象 结论 去除尖端 不生长、不弯曲 【尖端是产生生长素(信号)的部位】 尖端遮光,下部照光 垂直生长 【感光部位是尖端】 尖端下部插入云母片(尖端与下部隔断) 不弯曲生长 【该物质需要从尖端向下传递】 尖端一侧放置含生长素的琼脂块 向对侧弯曲生长 【生长素分布不均可引起弯曲生长】 切去尖端后,一侧放置含生长素的琼脂块,避光培养 向对侧弯曲生长 【弯曲生长与光照无关,只与生长素分布有关】 尖端放在琼脂块上,再用该琼脂块作用于去顶胚芽鞘 直立生长(置正上方)或弯曲生长(置一侧) 【尖端产生的物质可扩散到琼脂块中被收集和转移】 (3)审题提醒 【易错:题目问“能否得出某结论”时,注意区分“能得出的结论”与“只能推断的结论”】——如达尔文父子的实验只能推断“尖端产生了某种物质”,不能证明该物质的化学本质;【温特实验证明了物质的存在并命名,郭葛才确定了化学本质】。 ◆ 技巧02 植物激素浓度曲线图的判读 (1)三个通用判读规则 【规则一:找基准】——先找到不加激素(浓度为0)时的对照值,它是判断“促进”与“抑制”的分界线。 【规则二:看趋势】——曲线上升段表示促进作用增强,下降段表示促进作用减弱;【只有降到基准线以下才叫抑制】。 【规则三:比敏感】——同一浓度下,【根先达到抑制、茎还在被促进】,说明根比茎敏感。 (2)常见曲线类型 曲线纵坐标 形状特征 判读要点 促进/抑制程度 倒U形(先升后降) 最高点为最适浓度;与横轴交点处既不促进也不抑制 生长至同等长度所需时间 正U形(先降后升) 【最低点对应最适浓度】,所需时间最短即生长最快 器官生长量 与促进程度对应的倒U形 注意区分不同器官的曲线,敏感性:根>芽>茎 (3)结合实例的应用分析 【水生植物/顶端优势类】:如教材学业评价中“茎生长至同等长度所需时间与生长素浓度的关系”曲线,【a、b点所在区段表示促进,c、d点已进入抑制区段】,判断时先看基准线。 【未知浓度的比较题】:【两种不同浓度的生长素溶液也可能发挥相同的作用效果】——因为曲线在促进区是“先升后降”的,同一效果值可对应两个浓度(最适浓度两侧各一个)。 ◆ 技巧03 植物激素类探究实验的设计 (1)探究乙烯利对香蕉的催熟效果(教材探究实验5-1) 项目 内容 实验目标 探究乙烯利对香蕉的催熟效果 实验原理 水果成熟过程中,果皮颜色会发生变化,且其中【可溶性糖含量也会逐渐增加】,据此可判断水果的成熟度;果实中的可溶性糖是可溶性固形物(TSS)的主要成分,不同品种香蕉成熟后的TSS含量范围为【14%~20%】,可用【手持折光仪】直接测定 自变量 处理的液体种类与浓度(对照组:蒸馏水;处理组1:适宜浓度乙烯利;处理组2:高浓度乙烯利) 因变量 香蕉的成熟度(果皮颜色变化)与TSS含量 无关变量 香蕉的起始成熟度与大小、每组香蕉数量(每组7根)、保存温度、密封方式、观察时间等,需保持一致 实验步骤 ①按颜色和大小相对平均分为三组,每组7根;②实验前从各组抽2根测定起始TSS含量取平均值;③按说明书配制乙烯利处理液(高浓度为适宜浓度的2~5倍);④分别处理三组并用保鲜袋密封保存于室温;⑤每天定时观察拍照,处理组1完全变黄时测定各组TSS含量 结果分析 处理组TSS含量高于对照组,说明乙烯利【促进果实成熟】;比较两处理组从完全变黄到出现褐斑、再到开始腐烂的时间间隔,可说明【过量施用植物激素可能导致果实腐烂加快等后果】 (2)探究植物生长素类似物对扦插枝条生根的作用(教材探究实验5-2) 项目 内容 实验原理 扦插是将植物的一部分根、茎或叶,插入排水良好的壤土、砂土或其他基质中,使枝条长出不定根或不定芽,进而获得完整、独立新植株的方法。【生长素类似物具有促进扦插枝条生根的作用,处于最适浓度时,扦插枝条的生根数最多,生长最快;浓度过高或过低均不利于扦插枝条生根】 材料 校园内易生根的花卉或绿化树木的半木质化枝条(如月季);吲哚丁酸(IBA)、α-萘乙酸(NAA)、2,4-D等任一种 处理方法 【浸泡法、点蘸法、涂抹法】 关键原则 ①【预实验】——先用浓度梯度较大的实验摸清最适浓度所在范围,再设计更精确的正式实验;②【单一变量】——各组枝条的种类、长度、芽数、生理状态一致;③【平行重复】——每组使用多个枝条,避免个别枝条的偶然差异 注意:【易错:认为生长素类似物浓度越低越好或越高越好】——二者都是错的。生长素类似物促进生根的作用【具有两重性】:【浓度过低效果不明显,浓度过高抑制生根】,只有处于最适浓度时生根数最多。因此实验必须设置【浓度梯度】并先做预实验。 (3)探究氯吡脲对黄瓜坐果的影响(教材学业评价) 【实验步骤】:①选取花蕾数目和生长状况大体相同的黄瓜幼苗若干,均分成10组;②用蒸馏水稀释氯吡脲溶液,配制成10种浓度的溶液(梯度稀释);③在开花当天或前一天用【等量的不同浓度氯吡脲溶液】分别涂抹各组黄瓜瓜柄;④连续观察4周,记录并统计【各组黄瓜的坐果数与果实大小(或畸形果数)】。 【结果预测】:低浓度氯吡脲溶液能促进黄瓜结果和膨大,高浓度的会导致果实畸形,即氯吡脲的作用具有【两重性】。 【方案评价】:该方案不够完善,因为【缺少空白对照(未做任何处理的对照组)】,且未说明【每组黄瓜的数量是否为多个重复】。 ◆ 技巧04 植物生命活动调节类简答题的答题模板 (1)“向光性”类 答题模板:【“单侧光照射 → 胚芽鞘尖端感受光刺激 → 生长素在尖端发生横向运输 → 向下极性运输至伸长区 → 背光侧生长素分布多、向光侧少 → 背光侧细胞伸长快于向光侧 → 向光弯曲生长”】。 (2)“顶端优势”类 答题模板:【“顶芽产生的生长素向下运输 → 大量积累在侧芽部位 → 侧芽处生长素浓度过高 → 抑制侧芽生长 → 顶芽优先生长,形成顶端优势”】。【解除措施】:①【摘除顶芽(打顶)】;②【喷施适宜浓度的细胞分裂素】(解除生长素造成的顶端优势)。 (3)“向重力性”类 答题模板:【“植物水平放置后,重力使近地侧生长素浓度高于远地侧 → 根对生长素敏感,近地侧高浓度抑制其生长,远地侧生长快 → 根向下弯曲;茎对生长素不敏感,近地侧高浓度促进其生长 → 茎向上弯曲”】。 (4)“光调控”类 答题模板:【“光刺激 → 光敏色素结构发生变化(Pr⇌Pfr转化) → 信息经信息传递系统传导到细胞核内 → 影响特定基因的表达 → 表现出相应的生物学效应”】。 (5)“温度与春化作用”类 答题模板:【“冬小麦(油菜)经历一段时间的低温 → 低温诱导相关基因表达 → 使植物从营养生长阶段转入生殖生长阶段 → 才具备开花能力,因此必须秋季播种,来年开花结果”】。 失分点 规范表述 把“促进作用减弱”说成“抑制” 曲线下降段只是【促进作用减弱】,只有低于对照(不加激素)水平才是抑制 把极性运输说成“从上到下” 极性运输的方向由【形态学】上下端决定,与空间位置无关 把生长素的感光部位说成伸长区 【感光部位在胚芽鞘尖端,弯曲生长的部位在尖端下部的伸长区】 混淆赤霉素与细胞分裂素 【赤霉素促进细胞伸长(植株增高),细胞分裂素促进细胞分裂(数目增多)】 忽略“植物激素类似物”与“植物激素”的区别 类似物是【人工合成】的,须严格按推荐用法用量施用 把控制开花的因素说成日照长度 起决定作用的是【连续黑暗的长度】(夜间短暂闪光会改变开花表现) 第 1 页 / 共 1 页 学科网(北京)股份有限公司 $

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第5章 植物生命活动的调节(知识清单)生物沪科版选择性必修1
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