第五章 植物生命活动的调节（知识清单）生物浙科版选择性必修1

该高中生物单元知识清单系统梳理了“植物生命活动的调节”单元内容，涵盖生长素发现历程、五大类植物激素作用、激素应用与安全、向性运动及光周期现象等核心范畴，为学生搭建了从基础概念解析到实验探究分析再到生产应用拓展的递进式学习支架。 清单采用“课标解读-核心速记-重难技巧”三级架构，通过表格对比五类激素作用、易错辨析生长素发现实验误区、记忆口诀归纳激素功能等方式构建知识体系，培养学生的科学思维和探究实践能力。特别设计“实验设计模板”和“曲线判读技巧”，如生长素浓度-生长曲线的“四找一比较”方法，帮助学生高效掌握重难点，教师可直接用于课堂复习或分层教学，提升教学实效。

第五章 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.解释科学家发现生长素的相关实验，举例说明生长素作用的两重性。 指向“生长素是怎么被发现的、有什么作用特点”。须按时间顺序掌握四个经典实验：【①达尔文父子（1880 年前后）——切去苗尖端或用不透明罩罩住苗尖端，幼苗不向光弯曲；用透明罩罩住苗尖端或用不透明薄膜包住基部，幼苗照样向光弯曲，证明“苗尖端是感光部位”，并推测有某种“影响”向下传递；②波森·詹森（1913）——用明胶块隔开苗尖端与下部，幼苗仍能弯曲；换成云母片则不弯曲，证明该信号是一种可移动的化学物质；③拜尔（1918）——把切下的苗尖端放在去顶幼苗切面的一侧，黑暗中幼苗也弯曲，首次提出该物质促进生长且因单侧光而不对称分布；④温特（1926）——用接触过苗尖端的琼脂块代替苗尖端，放在切面一侧引起弯曲，证明该物质确实存在并命名为生长素】。要理解两重性：【低浓度促进生长，浓度太高则抑制生长】，且【根最敏感、芽居中、茎最不敏感】。常考角度：由实验步骤推断结论、由曲线判断促进与抑制。 2.举例说明几种主要植物激素的作用。概述在激素的参与下，植物能对光、温度、重力等环境信号做出反应。 指向“五大类激素的作用与环境信号响应”。须掌握五类植物激素的分工：【生长素——促进细胞伸长，促进不定根和侧根形成、叶片生长和维管束分化、果实生长、种子发芽，防止落叶落花落果；细胞分裂素——促进细胞分裂，促进植物向上生长、侧芽生长、果实生长、种子萌发，延缓叶片衰老；赤霉素——促进细胞伸长和细胞分裂，显著促进茎的伸长，促进叶片扩大、果实生长、种子萌发，解除休眠，抑制衰老；脱落酸——抑制生长，促进叶片和果实脱落，保持休眠，提高抗逆性；乙烯——促进果实成熟，加快叶片和果实的脱落，增强抗逆性】。环境信号部分要掌握：【向性运动（向光性、向重力性）】、【光周期现象——控制开花的是夜长（暗期）而非日长，短日植物实际是长夜植物】、【春化作用——低温诱导植物开花】、以及【光敏色素（Pr／Pfr 两种形式）】的作用。常考角度：由生理现象反推激素种类、判断长日／短日植物、分析光周期实验。 3.简述植物激素及其类似物在生产上的应用价值，尝试辨析植物激素的应用可能引发的食品安全、环境保护等方面的问题。 指向“植物生长调节物质的应用与安全”。须掌握：由于植物体内源激素含量极微、体外性质不稳定，人们合成并筛选出许多【化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质】，它们与内源激素一起统称为【植物生长调节物质】。能举出典型应用：【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 2,4-D 可作除草剂——双子叶杂草敏感而禾本科作物不敏感；NAA（萘乙酸）和 IBA 促进扦插枝条生根；乙烯利催熟果实；6-BA 属细胞分裂素类；矮壮素是赤霉素的拮抗剂】。同时要辨析安全性问题：【2,4,5-T 在生产中会混入剧毒杂质二𠮿英，化学性质稳定、不易降解、能通过食物链富集，1979 年美国已基本禁止其使用】；【2011 年我国出现的“乙烯利事件”引发消费者恐慌】，要用所学知识对乙烯利的安全性做出理性解释与判断。常考角度：判断某措施属于哪类调节物质的作用、评述植物生长调节物质的安全使用。 ◆ 核心01 植物激素与生长素的发现历程 1.植物激素的概念 植物体接受环境刺激后，在体内主要通过【激素】来传递信号。【植物激素是在植物体内某些部位合成，然后被运送到其他部位，在很低浓度下即可对植物生命活动起到显著调节作用的小分子有机物】。常见（已知）的植物激素主要有【生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯】五大类。最早被人们发现的植物激素是【生长素（auxin）】。 2.植物的向光性 放在窗边的盆栽植物总是会向着光源方向弯曲生长，这种现象称为【植物的向光性】，是植物体对光照刺激做出的一种反应。【植物的茎和枝条通常表现出最典型的正向光性，朝向光源方向生长；植物的根有时会表现出负向光性，背向光源方向生长；植物的叶片则表现出横向光性，生长方向与光源方向相垂直】。 特点 含义 内生性 【在植物体内合成】，不是从外界吸收的 可转移性 【由产生部位运输到作用部位】，并非只在合成部位起作用 微量高效性 【在很低浓度下即可对植物生命活动起到显著调节作用】——1 g 鲜重植物材料中一般仅含 10～100 ng 生长素 化学本质 【小分子有机物】 作用后易被分解 【发挥作用后会被分解】，因此需要不断合成以维持含量动态平衡 【总结】植物激素作为【信息分子】，起【调节】作用，【不直接参与细胞代谢，也不为细胞提供能量】。 图1 窗边的盆栽植物向光弯曲生长（教材图5-1） 3.达尔文父子的实验（1880 年前后） 英国生物学家【达尔文和他的儿子弗朗西斯】通过实验观察到：多种草本植物幼苗如金丝雀草、燕麦、甘蓝、甜菜等都会向光弯曲。实验结果可归纳为四组对照： 【①切去苗尖端（去顶）——幼苗不向光弯曲；②用不透明的罩子将苗尖端罩住——幼苗不向光弯曲；③用透明的罩子将苗尖端罩住——幼苗照样向光弯曲；④用不透明的薄膜将苗的基部包起来——幼苗照样向光弯曲】。由此他们得出结论：【苗尖端是感光部位】。他们还观察到，【发生弯曲的部位主要在苗尖端下部】。 图2 达尔文父子的实验（教材图5-2） 注意：达尔文父子提出：【当幼苗暴露在单侧光下，苗尖端产生一种“影响”（influence）并向下传递，引起下部发生弯曲】。他们所说的向下传递的“影响”，用我们现在的说法是【某种信号】。注意本实验【只能证明苗尖端是感光部位并推测有信号向下传递，尚不能证明该信号是化学物质】——把“信号”变成“化学物质”是波森·詹森的贡献。 4.波森·詹森的实验（1913 年） 丹麦植物学家【波森·詹森】进一步实验证明，从苗尖端向下传递的信号是一种【可移动的化学物质】。他的实验设计是：用一块【明胶】把苗尖端与下部隔开，使两部分不能直接接触，但化学物质能够透过明胶块，结果【这样处理的幼苗依然能够向光弯曲生长】；当把明胶块换成【化学物质无法透过的云母片】时，【幼苗则不发生弯曲生长】。 图3 波森·詹森的实验（教材图5-3） 5.拜尔的实验（1918 年） 匈牙利植物生理学家【拜尔】改进了这一系列实验。他把苗尖端切下，然后【放置在刚刚去顶的幼苗切面的侧边上，结果发现幼苗在黑暗环境中也发生了弯曲】。由此，拜尔首次提出：【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】。 图4 拜尔的实验（在黑暗中，去顶幼苗切面一侧放置苗尖端后发生弯曲）（教材图5-4） 6.温特的实验（1926 年） 荷兰科学家【温特】首先将燕麦幼苗尖端切下，放在琼脂薄片上，约 1 h 后移去尖端，将琼脂切成小块。他推断尖端中的化学物质会扩散到琼脂中，这样就可以用这种琼脂块代替苗尖端。在【黑暗】中，他把这种琼脂块放在去顶的幼苗切面上，结果：【琼脂块放在切面正中——幼苗竖直向上生长；琼脂块放在切面一侧——幼苗向对侧弯曲生长；两个对照组（不放琼脂块的和放纯琼脂块的）幼苗都不生长】。 图5 温特的实验（红色表示含有生长素）（教材图5-5） 温特的实验【证明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】，他将这种物质命名为【生长素】。他还提出，【幼苗之所以会向光弯曲生长，是因为背光侧的生长素浓度高于向光侧】。 7.生长素化学本质的确定 由于植物体内生长素含量极微小，受当时分析提纯技术的限制，到 1934 年，【荷兰科学家郭葛才从玉米油、根霉、麦芽等材料中分离纯化了生长素，发现其化学本质是一种称为吲哚乙酸（IAA）的小分子有机物】。直到 1946 年，人们才从植物中分离出了 IAA。此后人们在植物中还陆续发现了其他一些也具有生长素效应的化合物，如【吲哚丁酸（IBA）】等。【IAA 在高等植物中广泛存在，是植物体内最主要的生长素】。 图6 IAA（吲哚乙酸）的分子结构式（教材图5-6） 科学家 时间 实验设计与现象 结论 达尔文父子 1880 年前后 去顶或用不透明罩罩住苗尖端→不弯曲；用透明罩罩住苗尖端或用不透明薄膜包住基部→照样弯曲 【苗尖端是感光部位】；推测有某种“影响”向下传递引起下部弯曲 波森·詹森 1913 年 用【明胶块】隔开苗尖端与下部→仍能弯曲；换成【云母片】→不弯曲 向下传递的信号是一种【可移动的化学物质】 拜尔 1918 年 把切下的苗尖端放在去顶幼苗切面的【侧边】，在【黑暗】中幼苗也弯曲 首次提出苗尖端产生【促进生长的化学物质】，单侧光导致其【不对称分布】 温特 1926 年 用接触过苗尖端的【琼脂块】代替尖端放在切面一侧→幼苗向对侧弯曲；放正中→竖直生长；放纯琼脂块或不放→不生长 证明该化学物质确实存在，命名为【生长素】；推测向光弯曲是【背光侧生长素浓度高于向光侧】所致 郭葛 1934 年 从玉米油、根霉、麦芽等材料中分离纯化 确定生长素的化学本质是【吲哚乙酸（IAA）】 归纳总结：生长素发现史“一条主线、四次推进”：【达尔文父子——发现感光部位在苗尖端，推测有信号向下传递；波森·詹森——证明该信号是可移动的化学物质（明胶可透过、云母片不能透过）；拜尔——证明该物质促进生长且因单侧光而不对称分布（黑暗中也能弯曲）；温特——用琼脂块收集并命名生长素；郭葛——确定化学本质是吲哚乙酸】。记忆关键词：【达尔文看部位、詹森看性质、拜尔看分布、温特命名、郭葛定性】。 易错辨析：生长素发现史中的常见误判 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为达尔文父子的实验证明了“苗尖端产生了化学物质” 达尔文父子的实验只能证明【苗尖端是感光部位】，并【推测】有某种“影响”向下传递；【证明该信号是化学物质的是波森·詹森】，【证明该物质确实存在并命名的是温特】 达尔文看部位，詹森证物质，温特才命名 认为波森·詹森实验中的明胶块可以任意替换为琼脂块 明胶块的作用是【既能隔开两部分、又能让化学物质透过】，与云母片形成对照；【换成琼脂块同样能透过化学物质，换成云母片则不能透过】——对照的关键是“能否透过化学物质”，而不是具体材料名称 明胶琼脂可透，云母不透 认为拜尔实验中幼苗弯曲必须有单侧光 拜尔的实验是在【黑暗】中做的，幼苗依然弯曲——这恰恰说明【弯曲的原因是苗尖端产生的物质分布不均，而不是光直接引起弯曲】 黑暗中也能弯，说明是物质在作祟 认为温特实验中“放纯琼脂块”的对照组也可生长 温特实验中【放纯琼脂块和不放琼脂块的幼苗都不生长】，只有放过苗尖端的琼脂块才促进生长——这正是“琼脂只是载体、有效成分来自苗尖端”的证据 纯琼脂不长，说明物质来自尖端 ◆ 核心02 生长素的合成、分布与运输 1.生长素的合成与分布 生长素在高等植物中分布很广，但含量甚微，【1 g 鲜重植物材料中一般含 10～100 ng 生长素】。【生长素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，【而在趋向衰老的组织和器官中含量很少】。 【生长素的合成部位主要是顶芽、幼叶和胚】。在植物体内，【生长素主要是由色氨酸经过一系列反应转变而来的】。【生长素在植物组织中的精细分布是它实现众多生理功能的基础，而这种精细分布取决于生长素的合成和运输】。 2.生长素的两种运输方式 在高等植物体内，生长素的运输方式有两种： （1）【通过韧皮部和木质部运输】——同其他激素和营养物质一样，【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）【极性运输】——这是生长素特有的运输方式，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】。注意【形态学上端与形态学下端是指植物体自身的方向，与放置的空间方向无关】——枝条横放时，靠近枝条顶端的一端仍然是形态学上端。 图7 双子叶植物向日葵幼茎横切面（25×，示表皮、皮层、韧皮部、木质部、髓）（教材图5-7） 图8 植物体的形态学上端和形态学下端（教材图5-8） 运输方式 运输部位 运输方向 运输性质 通过韧皮部和木质部运输 【韧皮部和木质部】 与其他激素、营养物质相同 【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】 极性运输 【胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间】 【只能从形态学上端向形态学下端运输，与重力无关】 【主动转运（消耗能量）】 横向运输（单侧光或重力引起） 尖端等部位 由向光侧向背光侧、或由远地侧向近地侧 造成生长素的不对称分布 注意：极性运输是常考的实验设计点：【用放射性同位素标记的生长素涂抹在枝条形态学上端，其可向下运输；涂在形态学下端则不能向上运输】。若把枝条【倒置】，极性运输的方向【依然是形态学上端→形态学下端，即此时表现为从下往上运输】，因为极性运输与重力无关。这正是区别“极性运输”与“重力引起的横向运输”的关键。 归纳总结：生长素运输“三分法”速记：【一是韧皮部自由扩散、二是木质部随蒸腾拉力、三是极性运输（主动转运）】。做题时抓两条判据：【①看方向是否“形态学上端→下端”（极性运输）；②看是否需要能量（极性运输是主动转运，需能量；韧皮部运输是自由扩散，不需能量）】。 易错辨析：极性运输与形态学上下端 易错表现 正确理解 记忆技巧 把“形态学上端”等同于“空间上的上方” 【形态学上端是指植物体自身的方向】，与放置的空间方向无关。枝条横放或倒置时，靠近枝条顶端的一端仍是形态学上端 形态学是“长在哪头”，不是“现在朝哪” 认为极性运输的方向会随重力改变 极性运输【与重力无关】，始终由形态学上端向形态学下端运输；随重力改变方向的是【重力引起的横向运输】 极性不看重力，横向才看重力 认为韧皮部运输也是主动转运 【韧皮部运输属于自由扩散，不需要消耗能量】；【木质部运输的动力来自蒸腾作用】；只有【极性运输属于主动转运】 韧皮自由散，木质靠蒸腾，极性要耗能 认为生长素只在尖端合成、只在尖端分布 【合成部位主要是顶芽、幼叶和胚】；分布最集中的是【生长旺盛的部位】（分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩种子），衰老组织中含量很少 合成在幼嫩处，分布也在幼嫩处 ◆ 核心03 生长素促进生长的作用机理与两重性 1.生长素的主要生理功能 从细胞水平看，【生长素的主要生理功能是促进细胞伸长】。在幼嫩的茎或枝条中，茎尖或枝条尖端合成的生长素向下运输，【尖端下部的伸长区的细胞会对生长素产生非常迅速的反应，很快便开始显著伸长】。此外，【生长素也影响细胞的分裂和分化】。 从器官水平看，生长素作用于各种广义的生长现象：【不仅能促进茎伸长、促进地上部分向上生长，还能促进不定根和侧根形成，促进叶片生长和维管束分化，促进果实生长，促进种子发芽，防止落叶落花落果】。 2.酸生长假说（促进细胞伸长的机理） 【“酸生长假说”认为，生长素激活了伸长区细胞膜上的质子泵，质子泵在数分钟内将 H⁺ 大量泵出到细胞膜外】。质子外排有两方面作用： （1）【使细胞壁酸化，从而激活细胞壁中的一种酶，破坏纤维素分子间的氢键，使细胞壁结构变得松散】； （2）【导致膜电位升高，促进离子进入细胞，增大细胞渗透压，使细胞吸水膨胀】。如此一来，【细胞便迅速伸长了】。这一假说【已经被多种不同的实验方法所证实】。 图9 酸生长假说（教材图5-11） 3.生长素调节基因表达 细胞的生长还需要更多的细胞质和细胞壁成分。【生长素也会迅速作用于细胞内的基因表达，使伸长区细胞在数分钟内合成新的蛋白质，这些蛋白质又能够调控其他基因的表达，从而促使细胞合成出生长所需的各种成分】。 图10 生长素的作用机理（含激素受体、三磷酸肌醇、Ca²⁺、H⁺ 等信号途径）（教材图5-12） 4.生长素作用的两重性 【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】。 敏感性差异是理解两重性的关键：【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，其最适浓度是 10⁻¹⁰ mol/L 左右；茎最不敏感，最适浓度是 10⁻⁴ mol/L 左右；芽居中，最适浓度在 10⁻⁸ mol/L 左右】。 图11 生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响（教材图5-9） 5.顶端优势 【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】。在树木中，特别是针叶树，如桧柏、杉树等，顶端优势很常见，顶芽生长得很快，侧枝从上到下生长速度不同，【距离茎尖越近，生长受抑制越明显，整个植株呈宝塔形】。 顶端优势的验证：【如果去掉顶芽，则顶端优势被解除，侧芽生长加快；如果去顶后立即在切口处套上含生长素的胶囊，则继续保持顶端优势】。 教材“活动 探究 2,4-D 对插枝生根的作用”所依据的正是两重性原理；【顶端优势的应用】也很常见，如【棉花打顶、果树剪枝】，都是通过【摘除顶芽以解除顶端优势、促进侧芽（侧枝）生长】来提高产量。 图12 顶端优势（去顶后顶端优势解除；去顶后套含生长素的胶囊则保持顶端优势）（教材图5-10） 体现生长素作用两重性的实例 机理要点 是否体现两重性 【顶端优势】 【顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽附近浓度过高，而侧芽对生长素敏感，因而生长受抑制】 【体现】——侧芽处的浓度已高于其最适浓度，起抑制作用 【根的向地性】 横放后生长素由远地侧向近地侧运输，【近地侧浓度高→抑制根近地侧生长→根向下弯曲】 【体现】——近地侧被抑制 【用高浓度 2,4-D 作除草剂】 【双子叶杂草对 2,4-D 敏感（被抑制或杀死），而禾本科作物不敏感（不受影响）】 【体现】——对杂草是抑制（甚至死亡） 【茎的背地生长】 横放后近地侧浓度高，【但茎不敏感，近地侧与远地侧的浓度都处于“促进茎生长”的范围内】 【不体现】——两侧都是促进，只是程度不同 【苗尖端的向光性】 单侧光引起生长素由向光侧向背光侧横向运输，【背光侧浓度高，而两侧浓度都在“促进”范围内】 【不体现】——两侧都是促进，只是背光侧促进更强 器官 敏感性 最适浓度 两重性的表现 根 【最敏感】 【10⁻¹⁰ mol/L 左右】 浓度稍高即抑制，故横放的根下侧因生长素浓度高而生长慢，根向下弯曲 芽 居中 【10⁻⁸ mol/L 左右】 居于根与茎之间 茎 【最不敏感】 【10⁻⁴ mol/L 左右】 可耐受较高浓度，故横放的茎下侧生长快，茎向上弯曲 归纳总结：两重性与顶端优势“两个要点”：【要点一】生长素的作用具有两重性——【低浓度促进、高浓度抑制】，其分界点（最适浓度）因【器官种类和细胞年龄】而异：【根最敏感（10⁻¹⁰）、芽居中（10⁻⁸）、茎最不敏感（10⁻⁴）；幼嫩细胞敏感、老细胞迟钝】。【要点二】顶端优势的本质是【顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽附近浓度过高而受抑制】——去掉顶芽可解除顶端优势，套含生长素的胶囊可保持顶端优势。 易错辨析：生长素的两重性与顶端优势 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为“高浓度抑制生长”是指生长素把细胞杀死了 【“抑制生长”是相对于促进而言的，表现为生长速度减慢】，只有【浓度太高时才会导致植物死亡】；题目中“抑制”通常指生长量小于对照组 抑制 ≠ 杀死 把根、芽、茎的最适浓度记反 【根最敏感（最适浓度最低，约 10⁻¹⁰ mol/L）、茎最不敏感（最适浓度最高，约 10⁻⁴ mol/L）、芽居中（约 10⁻⁸ mol/L）】 根最娇气，茎最皮实 认为顶端优势的原因是侧芽缺营养 顶端优势的原因是【顶芽产生的生长素向下运输使侧芽附近浓度过高而受抑制】，属【生长素两重性（高浓度抑制）】的实例 不是没饭吃，是被激素压住 认为去顶后套含生长素的胶囊仍会解除顶端优势 【去顶后立即在切口处套上含生长素的胶囊，顶端优势继续保持】——这恰恰证明顶端优势确实是由生长素引起的 补回生长素，优势就回来了 ◆ 核心04 活动：探究 2,4-D 对插枝生根的作用 1.探究背景与问题 生长素可以促进植物生长，包括促进插枝生根等，但【不同浓度的生长素促进生根的效果不同】。【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】，在生产和实验中被广泛使用。 【探究问题】不同浓度的 2,4-D 对插枝生根分别起什么作用？（这一问题直接指向生长素作用的【两重性】——低浓度促进生根，高浓度抑制生根，中间存在一个最适浓度。） 2.目的要求与材料用具 【目的要求】①探究不同浓度的 2,4-D 对插枝生根的作用；②尝试自己设计实验，收集并处理实验数据，得出结论。【材料用具】生长旺盛、容易成活的枝条，2,4-D 溶液，烧杯，滴管，量筒，玻璃棒等。 3.方法要点 【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；培养液可以是在实验室里自行配制的植物完全培养液，也可以用购买的不含植物激素的营养液按一定比例配制，或者直接用【清水】也可。若用土培法，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）】。 【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】。数据处理上，【可用统计学方法进行组间差异的显著性检验，绘制生根数量随 2,4-D 浓度变化而变化的趋势图】。 实验要素 内容 探究问题 不同浓度的 2,4-D 对插枝生根分别起什么作用？ 自变量 【2,4-D 溶液的浓度】 因变量 【插条生根的数量】（也可观察根的长度） 无关变量 【枝条的种类、生长状态、长度、芽数，处理时间，培养温度、光照、水分等】——各组必须相同且适宜 实验设计要点 ①【先通过查阅文献或初设较大浓度梯度进行预实验】，再逐步缩小浓度范围；②设置【清水对照组】；③每组用【多根枝条】重复，取平均值 数据处理 【进行组间差异的显著性检验，绘制生根数量随 2,4-D 浓度变化的趋势图】 4.结果分析与讨论 教材给出的两个讨论问题直指实验的核心与难点：（1）【2,4-D 溶液对插条生根起促进作用的浓度范围是多少？如何确定最适浓度？起抑制作用的浓度范围是多少？】——回答的思路是：【以清水组为对照，生根数量多于对照组的浓度即为促进范围；其中生根数最多的浓度即为最适浓度；生根数量少于对照组的浓度即为抑制范围】。（2）【使用相同浓度的 2,4-D 溶液处理的数根插条之间，生根情况也会存在差异】——原因是【枝条的个体差异（如枝条粗细、芽数、内源激素含量不同）】，这也是需要【多根枝条重复并取平均值】的原因。 注意：本实验的【最适浓度需要通过多轮实验逐步摸索】——教材“活动提示”明确指出：【对于探究实验，一般很难做到一次性创设出最合适的实验条件，往往需要通过多轮实验来逐步摸索条件】。答题时若问“如何进一步确定最适浓度”，标准答案是：【在最适浓度附近缩小浓度梯度，设置更密集的浓度梯度重复实验】。 归纳总结：本实验答题的“三个必答点”：【①自变量是 2,4-D 溶液的浓度，因变量是插条生根的数量；②必须设置清水（不含 2,4-D）的对照组，用于判断是促进作用还是抑制作用；③必须多根枝条重复、控制无关变量相同且适宜，以减小个体差异带来的误差】。 易错辨析：探究实验设计 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为应该一次就设好最适浓度的梯度 【探究实验往往需要多轮摸索】：先查阅文献或初设较大浓度梯度，再根据结果逐步缩小浓度范围与梯度 先大后小，逐步逼近 认为生根数量比清水组多就是“促进”，无需设对照组 【必须以清水组（不含 2,4-D）为对照】才能判断该浓度是促进还是抑制；【没有对照就无法区分“促进”与“本底生根”】 没有对照，促进无从谈起 只用一根枝条做实验 【枝条存在个体差异（粗细、芽数、内源激素含量不同）】，必须【每组用多根枝条重复并取平均值】 一根不算数，多根取平均 把“生根最多”的浓度直接当作理论最适浓度 实验测出的“生根最多”的浓度只是【所设梯度中的最优值】；要得到更准确的最适浓度，需【在该浓度附近设置更密集的梯度重复实验】 测到的是“最优点”，不是“最适点” ◆ 核心05 细胞分裂素与赤霉素 1.细胞分裂素 1955 年，科学家在培养烟草髓部组织时，偶然在培养基中加入放置已久的鲑鱼精子 DNA，发现【细胞分裂明显加快】；如加入新鲜的 DNA 则完全无效；但当把新鲜的 DNA 和培养基一起【高压灭菌】后则又能促进细胞分裂。后来从【高压灭菌过的 DNA 降解物】中分离出一种能够促进细胞分裂和不定芽形成的小分子化合物，被命名为【激动素（kinetin）】。最早发现并纯化的天然细胞分裂素是从【未成熟玉米种子的胚乳】中分离到的一种激动素类似物，被命名为【玉米素（zeatin）】。这些物质都是【腺嘌呤的衍生物】，被统称为【细胞分裂素】。 【细胞分裂素是一类能够促进细胞分裂的植物激素】，它们能明显地促进【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 1926 年，科学家在研究水稻“恶苗病”的致病原因时，发现【感染赤霉菌的水稻植株会出现疯狂徒长现象】。将赤霉菌培养基的滤液喷施到健康水稻幼苗上，【幼苗虽然没有感染赤霉菌，但也会出现类似“恶苗病”的过度生长症状】。可见，引起水稻植株徒长的原因，【不是赤霉菌本身，而是赤霉菌分泌的某种物质】。后来从滤液中分离出这种物质，命名为【赤霉素】。1956 年科学家证明【植物体内也普遍存在赤霉素类物质】。【已经发现的赤霉素种类有一百多种，不过其中只有部分种类具有调节植物生长的生理效应】。 【赤霉素是一类能促进植物增高的激素】。与生长素相似，【赤霉素能够促进细胞伸长，同时也能促进细胞分裂，因此能显著促进茎的伸长】。此外，【赤霉素还能促进叶片扩大，促进果实生长，促进种子萌发，解除休眠，抑制衰老等】。 图13 赤霉素促进茎的伸长（拟南芥营养茎与生殖茎对比）（教材图5-13） 教材的两个实例可帮助理解：其一，【拟南芥植株的营养茎节间很短、植株非常矮小，当它开始生殖生长时，体内赤霉素含量明显升高，诱导生殖茎节间显著伸长，将顶端的花芽高高举起】；其二，【一种无籽葡萄在果实生长过程中喷洒过赤霉素后，葡萄颗粒比自然生长的对照组明显大了很多】。 图14 赤霉素促进果实生长（左为对照组，右为实验组）（教材图5-14） 激素 合成（主要）部位 分布 主要生理作用 细胞分裂素 【主要在根尖合成】，经【木质部】运输到地上部分；发育中的果实也能合成 【细胞分裂旺盛的部位】（根尖、茎尖、发育中的果实、萌发的种子） 【促进细胞分裂】（促进有丝分裂所需特定蛋白质的合成和活化）；促进植物向上生长、侧芽生长、果实生长、种子萌发；【延缓叶片衰老】 赤霉素 植物体内普遍存在（合成部位未特别指明）；赤霉菌也能产生 生长旺盛的部位 【促进细胞伸长和细胞分裂】，显著促进茎的伸长；促进叶片扩大、果实生长、种子萌发，【解除休眠、抑制衰老】 归纳总结：两类“促进型”激素的区分要点：【细胞分裂素——主打“分裂”】：促进有丝分裂所需蛋白质的合成和活化，【在根尖合成、经木质部向上运输】，还能延缓叶片衰老（保绿）。【赤霉素——主打“长高”】：既能促进细胞伸长又能促进细胞分裂，【显著促进茎的伸长】；还能【解除休眠、促进种子萌发】。记忆口诀：【分裂素管“多”，赤霉素管“高”】。 易错辨析：细胞分裂素与赤霉素 易错表现 正确理解 记忆技巧 把赤霉素当作由植物专门腺体分泌的激素 【赤霉素最早是从赤霉菌的培养滤液中发现的】，但【1956 年已证明植物体内也普遍存在赤霉素类物质】；引起水稻徒长的是【赤霉菌分泌的物质】而不是赤霉菌本身 菌能产，植物也产 认为所有种类的赤霉素都有调节植物生长的作用 【已经发现的赤霉素种类有一百多种，但其中只有部分种类具有调节植物生长的生理效应】 种类多，有效的少 认为细胞分裂素只在根尖合成 【细胞分裂素主要在根尖合成】，但【发育中的果实也是合成细胞分裂素的重要部位】 根尖为主，幼果也产 把“延缓叶片衰老”归给赤霉素 【细胞分裂素能延缓叶片衰老】；【赤霉素的作用是解除休眠、抑制衰老、促进种子萌发】——两者都有“抗衰老”的功能，但细胞分裂素的经典作用是保绿、延缓叶片衰老 分裂素保绿，赤霉素解休眠 ◆ 核心06 脱落酸与乙烯 1.脱落酸 【脱落酸是植物体内最重要的生长抑制剂】。抑制生长对于植物的重要意义是【促进脱落、促进休眠】。一般植物通常都会落叶，【通过根、茎、芽或者种子等器官的休眠来度过寒冷、干旱等不适宜生长的季节，以保证物种在恶劣的环境中依然能够延续下来】。 【脱落酸主要在成熟的绿叶和果实中合成】。其主要作用是【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】。当植物大量失水而枯萎时，【叶片中的脱落酸浓度会升高，引起气孔迅速关闭，从而削弱蒸腾作用，减少水分进一步流失】。因此，【在干旱环境中，脱落酸对维持植物的生存是至关重要的】。 教材“小资料·脱落酸抑制种子萌发”指出：【当种子成熟时，其体内的脱落酸含量会上升 100 多倍】。【高浓度的脱落酸能抑制种子的萌发，并且诱导合成一些特殊的蛋白质，帮助种子度过极端脱水的休眠状态】。【只有当种子中的脱落酸浓度降低或失活时，种子才会结束休眠】。一些沙漠中植物的种子只有经历暴雨冲刷、体内脱落酸浓度降低以后才能开始萌发；相反，【一些体内脱落酸功能障碍的植物突变体，则会在果实还挂在枝头的时候，种子就提前发芽】。 图15 玉米种子在玉米穗上提前发芽（脱落酸功能障碍突变体）（教材图5-15） 2.乙烯 【乙烯是一种气体植物激素】。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】，其催熟作用已被广泛应用于蔬菜瓜果的生产实践，这使得乙烯具有重大的经济价值。 教材“小资料·乙烯催熟果实的作用机理及市场应用”指出：【果实通过释放大量的乙烯来启动成熟的过程】——【细胞壁中层果胶质被降解成可溶性的果胶，令果实变软；淀粉类多糖水解成蔗糖、葡萄糖等可溶性的二糖或单糖，令果实变甜；果皮中的叶绿素被分解，叶绿体中的类胡萝卜素颜色逐渐显现出来，或者由于细胞液中花色素苷的形成，令果实变色】。 为了延长保存时间，【许多水果都是在还没有完全成熟时就被果农采摘下来，而在运输途中，则采取充入二氧化碳、加强空气流通等措施来减少乙烯的释放和积聚】。科学家还通过基因工程技术获得【乙烯合成缺陷的番茄品种】——这样的番茄不会自然启动成熟过程，而是在需要的时候人为用乙烯迅速催熟。 【当植物体在面临严寒、旱涝、有害物质、机械压力、损伤或感染等各种不利的环境条件时，乙烯的释放量都会增加】。增加的乙烯会【加快受上述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】。 图16 乙烯的分子结构式（教材图5-16） 激素 合成（主要）部位 主要生理作用 与生产生活的联系 脱落酸 【主要在成熟的绿叶和果实中合成】 【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】；植物失水时浓度升高，【引起气孔迅速关闭、削弱蒸腾作用】；【抑制种子萌发】（种子成熟时含量上升 100 多倍） 沙漠植物种子需经暴雨冲刷降低脱落酸浓度才能萌发；脱落酸功能障碍的突变体会出现种子在穗上提前发芽 乙烯 【高等植物各器官都能产生】；萌发的种子、凋谢的花朵、成熟的果实释放较多 【促进果实成熟】；【加快叶片和果实的脱落，增强抗逆性】 【催熟作用被广泛应用于蔬菜瓜果的生产实践】；运输途中充入 CO₂、加强空气流通以减少乙烯的释放和积聚；用基因工程获得乙烯合成缺陷的番茄品种 归纳总结：两类“抑制／脱落型”激素的区分要点：【脱落酸——植物体内最重要的生长抑制剂】，关键词是【抑制生长、促进脱落、保持休眠、关闭气孔提高抗逆性、抑制种子萌发】。【乙烯——气体激素】，关键词是【促进果实成熟、加快器官脱落、增强抗逆性】。记忆口诀：【脱落酸管“睡”（休眠）和“关”（气孔），乙烯管“熟”（成熟）和“掉”（脱落）】。 易错辨析：脱落酸与乙烯 易错表现 正确理解 记忆技巧 把“脱落酸促进脱落”与“乙烯促进脱落”对立起来 【两者都能促进叶片和果实的脱落，并且常常协同作用】；区别在于【脱落酸还抑制生长、保持休眠、关闭气孔】，而【乙烯的核心作用是促进果实成熟】 都管掉，但一个管睡、一个管熟 认为脱落酸含量越高越好（抗逆性越强） 【脱落酸抑制生长、抑制种子萌发】，含量过高会使植物生长受阻、种子不能萌发；其抗逆作用主要体现在【干旱时关闭气孔减少水分散失】等特定情境 抗逆有度，过犹不及 认为乙烯只存在于成熟的果实中 【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、成熟的果实释放较多】；植物在面临各种不利环境条件时，【乙烯的释放量都会增加】 各器官都能产，逆境产更多 认为水果运输途中充入 CO₂ 是为了保鲜杀菌 【充入二氧化碳、加强空气流通是为了减少乙烯的释放和积聚】，从而延缓果实成熟，延长保存时间 充 CO₂ 是为了压住乙烯 ◆ 核心07 活动：探究乙烯利对水果的催熟作用 1.探究背景 乙烯能够促进果实成熟，但由于【在常温常压下乙烯是气体，应用起来不方便】。在农业生产中，人们常用的是一种商品名称为【乙烯利】的替代物。【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】。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】。 2.目的要求与探究问题 【目的要求】①探究乙烯利对水果的催熟作用；②学习设计实验方案，记录并分析实验现象，得出结论。【探究问题】乙烯利溶液对未成熟的果实是否具有催熟作用？【材料用具】乙烯利溶液，未完全成熟的水果如香蕉、柑橘、苹果等，烧杯等。 3.方法步骤要点 （1）【通过查阅相关资料，设计实验方案，设定本次实验将探究的乙烯利溶液的浓度梯度】；（2）【将相同容积的大烧杯编号，分别盛放等量不同浓度的乙烯利溶液，并设置清水对照组】；（3）【将成熟程度相近的同种水果编号，分别放入相应编号的乙烯利溶液中浸泡相同时长（1～2 min），然后分别静置】；（4）【连续多日每天观察各组水果的变化，设计表格记录观察到的现象，如颜色、软硬程度、气味等】；（5）把实验结果与其他同学交流、讨论，得出结论。 实验要素 内容 探究问题 乙烯利溶液对未成熟的果实是否具有催熟作用？ 自变量 【乙烯利溶液的浓度】（同时以清水作为对照） 因变量 【水果的成熟程度】——观察指标为【颜色、软硬程度、气味】等 无关变量 【水果的种类、成熟程度、大小、数量，浸泡时长（1～2 min），静置的温度、湿度、光照等】——各组必须相同且适宜 实验设计要点 ①【设置清水对照组】；②各组【等量、成熟程度相近】；③【浸泡相同时长】；④【连续多日每天观察并记录】 数据处理 设计表格记录各组现象，比较不同浓度下果实的成熟速度与程度 4.讨论与安全性辨析 教材给出的三个讨论问题层层递进：（1）【果实成熟所发生的变化有哪些适应性意义？】——果实成熟后果实变软、变甜、变色，【有利于吸引动物取食，从而帮助种子传播】，这是植物在长期进化中形成的对物种延续的适应。（2）【如果没有得到可用的乙烯利溶液，能否通过实验探究乙烯对水果的催熟作用？】——可以：【用成熟的果实（或萌发的种子、凋谢的花朵）与未成熟果实同放在密闭容器中】，利用成熟果实释放的乙烯对未成熟果实进行催熟，观察果实的变化。（3）【2011 年我国出现的“乙烯利事件”】——一则关于使用乙烯利催熟香蕉存在食品安全问题的报道，导致海南香蕉大量滞销，几天之内香蕉价格下跌 50% 以上，部分消费者也产生了恐慌心理。 注意：关于乙烯利安全性的理性解释要点：【①乙烯利本身是低毒物质，进入植物细胞内分解释放的是植物自身也会产生的乙烯（植物激素），与“外源有毒添加剂”有本质区别】；【②乙烯利的使用有严格的国家标准和规范，按规定浓度和使用时期施用的农产品是安全的】；【③消费者恐慌的根源是对“化学物质”的误解，应通过科学传播引导公众理性看待】。本活动正是课程标准要求的“辨析植物激素的应用可能引发的食品安全、环境保护问题”的落点。 归纳总结：乙烯利实验的答题要点：【抓住“等量、同时长、同种且成熟度相近”三个“相同”，加“清水对照组”，再加“连续多日观察记录颜色、软硬、气味”】。安全性辨析题的落脚句：【乙烯利进入植物细胞后释放的是植物激素乙烯，按规定使用是安全的，应科学理性看待，避免因误解造成不必要的恐慌与损失】。 易错辨析：催熟与安全性的常见误判 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为乙烯利是一种外源有毒添加剂 【乙烯利的化学本质是 2-氯乙基磷酸，进入植物细胞后在 pH 高于 4.1 时分解并释放乙烯】；【释放出的乙烯是植物自身也会产生的植物激素】，与“有毒添加剂”有本质区别 乙烯利是“运输车”，乙烯才是“货物” 认为催熟的水果没有营养、不能食用 【乙烯催熟的果实同样经历了果胶降解、多糖水解、色素变化等一系列成熟过程】，营养上并无本质差别；按规定使用乙烯利的农产品是安全的 催熟也是真成熟 实验设计中只用一种水果的一个浓度 【须设置不同浓度的乙烯利溶液，并另设清水对照组】；各组水果要【等量、成熟程度相近、浸泡相同时长】 无浓度梯度、无对照，实验无意义 认为用成熟果实催熟未成熟果实不属于科学探究 【成熟果实（或萌发的种子、凋谢的花朵）会释放乙烯】，与未成熟果实同放在密闭容器中同样可以探究乙烯的催熟作用 没有乙烯利，用成熟果实也行 ◆ 核心08 植物激素间的协同与拮抗 1.多种激素共同参与调节 植物体的各项生命活动都处在植物激素的调控当中。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】。【在果实发育及成熟过程中，生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯五类植物激素，都有规律地参与其中】，果实的发育及成熟过程就是通过各类激素协调作用来调节的。 图17 苹果果实发育各阶段激素变化情况（教材图5-17） 此外，研究发现，【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】。可见，【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】。 2.生长素与细胞分裂素在组织培养中的相互作用 【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，在培养基中加入的生长素和细胞分裂素的比例，【将决定愈伤组织的分化方向】。 图18 生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的相互作用（教材图5-18） 细胞分裂素与生长素的比例 愈伤组织的分化方向 比例合适 【愈伤组织分化出根和茎叶】 细胞分裂素太多而生长素少 【只长茎叶不长根】 生长素太多而细胞分裂素少 【只长根不长茎叶】 生长素少，细胞分裂素也不多 【愈伤组织继续生长，不发生分化】 3.协同作用与拮抗作用 【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。 一个重要的机理细节：【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】。 图19 激素在植物体各部分发挥调节作用（教材图5-19） 激素组合 相互关系 典型实例 生长素＋赤霉素 【协同作用】 【共同促进茎的伸长】 脱落酸＋乙烯 【协同作用】 【共同促进叶片脱落】 细胞分裂素＋生长素 【协同作用（比例决定分化方向）】 组织培养中【两者的比例决定愈伤组织分化出根还是茎叶】 赤霉素＋脱落酸 【拮抗作用】 【赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发】 生长素＋乙烯 【间接的拮抗关系】 顶芽产生的生长素向下运输→引发侧芽周围组织产生乙烯→【乙烯抑制侧芽生长】 归纳总结：激素间的相互关系“两组协同、两对拮抗”：【协同】生长素与赤霉素（共同促进茎伸长）、脱落酸与乙烯（共同促进叶片脱落）；【拮抗】赤霉素与脱落酸（前者促萌发、后者抑萌发）；另外要记住【生长素与细胞分裂素的比例决定愈伤组织的分化方向】这一常考结论，以及【高浓度的生长素抑制生长很可能是通过乙烯起作用】这一机理结论。 易错辨析：激素间的协同与拮抗 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为“高浓度生长素抑制生长”是生长素直接作用的结果 教材明确指出：【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】。因此【高浓度的生长素抑制生长，很可能是通过乙烯起作用的】 生长素先“叫人”，乙烯动手 把“比例合适”理解为生长素和细胞分裂素含量最高 组织培养中决定分化方向的是【两者的比例】，【而不是各自的绝对含量】；比例合适才会【既分化出根又分化出茎叶】 看比例，不看绝对量 认为同一激素在所有植物中的作用完全相同 【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峰值，而柑橘、葡萄果实成熟时脱落酸含量最高】 同一激素，不同植物有差异 认为果实发育只受乙烯调控 【在果实发育及成熟过程中，生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯五类激素都有规律地参与其中】，是多种激素协调作用的结果 五类激素齐上阵 ◆ 核心09 植物生长调节物质及其应用与安全性 1.什么是植物生长调节物质 随着植物激素生理作用不断被揭示，人们便致力于将它们应用到农业生产中。但由于【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。随着研究的深入，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】，这些物质与植物体内源激素一起，统称为【植物生长调节物质】。 目前在生产实践中广泛使用的商品化的植物生长调节物质已经有【几十类、百余种】。 2.常见植物生长调节物质及其应用 调节物质 类别或化学本质 主要应用 2,4-D（2,4-二氯苯氧乙酸） 【生长素类似物（人工合成）】 【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】；【高浓度可作除草剂】 NAA（萘乙酸） 生长素类 【促进各类植物扦插枝条生根，防止落花落果，促进生长】 IBA（吲哚丁酸） 生长素类 促进扦插枝条生根等；常与 NAA 复合加工成混合制剂 乙烯利 【2-氯乙基磷酸】 【催熟果实】 6-BA 细胞分裂素类 促进细胞分裂、侧芽生长等 矮壮素 【赤霉素的拮抗剂】 抑制徒长、使植株矮壮 【NAA 和 IBA 常被复合加工成为混合制剂，其生理活性更高，使用范围更广】。植物生长调节物质的应用范围包括【生根、发芽、生长、矮壮、防倒、促蘖、开花、坐果、催熟、保鲜、着色、增糖、促芽或控芽、调节性别、抗逆等几十个方面】。半个多世纪来，【植物生长调节物质为世界农业的发展做出了不可磨灭的重要贡献】。 3.2,4-D 用作除草剂的原理 【高浓度的生长素类物质可被用作除草剂，如 2,4-D】。其原理是利用不同植物对 2,4-D 的敏感性差异：【双子叶植物如农田中的一些杂草通常对 2,4-D 特别敏感，而单子叶植物特别是禾本科植物如水稻、小麦、玉米等对 2,4-D 不敏感，故而使用高浓度的 2,4-D 可以除去农作物中的双子叶植物类杂草】。 4.安全性问题——2,4,5-T 与二𠮿英 【2,4,5-三氯苯氧基乙酸（2,4,5-T）与 2,4-D 很相似，曾被广泛用作广谱除草剂】。在越南战争中，美军为[使藏身于密林之中的越南游击队完全暴露于火力之下]，曾用飞机向越南丛林中喷洒了大量的【丛林落叶剂】，使树木落叶，【该药剂的主要成分就是 2,4,5-T】。 【2,4,5-T 在生产过程中，无法避免地会产生少量的二𠮿英杂质】。【二𠮿英是一类剧毒的有机化合物，只要十亿分之几的剂量就能导致肝或肺的疾病、白血病、流产、生育缺陷等，甚至直接导致实验动物死亡】。【二𠮿英化学性质稳定，不容易被降解，并能通过食物链富集】。越南战争后，越南人民及参战的美国老兵都深受其害。【1979 年美国已经基本禁止了 2,4,5-T 的使用】。 5.其他天然植物激素 除上述五大类植物激素之外，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】。其中【油菜素内酯（brassinolide）又称油菜素甾醇或油菜素类固醇，是一种甾醇内酯化合物，最早于 20 世纪 70 年代在油菜花粉中发现】，其结构与动物类固醇激素如性激素非常相似。 4.植物激素与植物生长调节物质的比较 比较项目 植物激素 植物生长调节物质（含人工合成） 来源 【植物体内产生】 【人工合成】的、化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质 作用 对植物的生长发育进行调节 对植物的生长发育进行调节 作用后去向 【发挥作用后会被分解（不易残留）】 【有的可留在植物体内继续发挥作用】 实例 生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯 【2,4-D、NAA、乙烯利、6-BA、矮壮素】等 归纳总结：植物生长调节物质“两条主线”：【主线一——应用价值】：以 2,4-D、NAA、IBA、乙烯利、6-BA、矮壮素为代表，覆盖生根、催熟、保鲜、矮壮、抗逆等几十个方面，为世界农业做出重要贡献。【主线二——安全性】：2,4,5-T 因生产过程中混入剧毒的二𠮷英杂质而被禁用；2011 年的“乙烯利事件”则提示【要用科学知识理性辨析食品安全问题】。答题落脚句：【合理使用植物生长调节物质能提高产量和品质，但必须严格按国家标准使用，关注其可能引发的食品安全与环境保护问题】。 易错辨析：植物生长调节物质的应用 易错表现 正确理解 记忆技巧 把植物生长调节物质等同于植物激素 【植物生长调节物质包括植物体内源激素和人工合成的、化学结构和生理特性与植物激素相似的活性物质】——前者是天然的，后者是人工合成的 调节物质=天然+人工 认为 2,4-D 对农作物都有害 【2,4-D 的作用取决于浓度与植物种类】：低浓度可用于防止落花落果、促进生根、诱导无籽果实；【高浓度可作除草剂】，因为【双子叶杂草敏感而禾本科作物不敏感】 浓度不同、对象不同，效果就不同 把二𠮷英的危害归因于 2,4,5-T 本身 【2,4,5-T 本身是除草剂，真正的祸首是生产过程中无法避免地产生的少量二𠮷英杂质】；二𠮷英剧毒、稳定、不易降解、能通过食物链富集 祸首是杂质，不是主成分 认为植物体内只有五大类激素 【除五大类外，植物体内还存在油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸等其他天然激素】，【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】 五大类之外还有“帮手” ◆ 核心10 向性运动与向重力性 1.向性运动的概念 【植物不能像动物一样通过自由移动整体的位置而主动避开不适宜的环境条件，但植物体也能针对某些环境信号做出改变局部生长方式的反应】。 【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】。第一节提到的【向光性就是一种常见的向性运动】，另一种常见且重要的向性运动是【向重力性】。 2.向重力性 【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】。如果我们取任何一株幼苗，把它横放，一段时间后就可以看到【它的茎向上弯曲，而根向下弯曲】。 图20 植物茎的负向重力性和根的正向重力性（教材图5-20） 3.向重力性的机理——平衡石假说 【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】。信号如何通过这段距离传递？一般认为可能与生长素有关。 科学研究认为，植物细胞内可能存在感受重力的细胞器，即【平衡石（statolith）】。平衡石原指甲壳类动物器官中一种管理平衡的沙粒，植物的平衡石是指【淀粉体——一种充满淀粉粒的质体】。【根部的平衡石在根冠中，茎部的平衡石分布在维管束周围的 1～2 层细胞中】。【在重力影响下，平衡石会下沉到细胞底部，刺激内质网释放出 Ca²⁺】。如教材图 5-21 所示，【玉米主根在横放数小时后向下弯曲，而其根冠细胞内的淀粉体则在横放后数分钟内便明显下沉】。 图21 玉米主根的向重力性（示根冠细胞中的平衡石／淀粉体下沉）（教材图5-21） 为解释植物的向重力性，有人提出这样的假说：【根横放时，平衡石沉降到细胞底部，刺激内质网释放 Ca²⁺ 到细胞质中，Ca²⁺ 和特定蛋白质相结合，激活细胞底部的钙泵和生长素泵。于是，横放的根的下侧生长素浓度高于上侧。而根对生长素浓度十分敏感，下侧高浓度的生长素反而抑制细胞生长，导致下侧生长速度比上侧慢，于是根向下弯曲】。 注意这一假说中【根与茎弯曲方向的差异容易混淆】：【根对生长素最敏感，近地侧浓度高→抑制近地侧生长→根向下弯曲（正向重力性）；茎对生长素最不敏感，近地侧浓度高→促进近地侧生长→茎向上弯曲（负向重力性）】。 由此可得一个重要的辨析结论：【根的向地性体现了生长素作用的两重性】——根的近地侧被抑制；而【茎的背地生长不能体现两重性】——因为【茎的近地侧和远地侧的生长素浓度都处于“促进茎生长”的范围内，只是促进程度不同】。同理，【苗尖端的向光性也不体现两重性】。 教材“小资料”还提到：2022 年 7 月，我国科学家在中国空间站首个科学实验舱——【问天实验舱】内启动了【微重力环境下水稻“从种子到种子”的全生命周期实验研究】。观察植物在太空微重力作用下的生命活动，对于我们更加深刻地认识生命现象，有着非常重要的意义。 归纳总结：向重力性“一根一茎、一正一负”速记：【感受部位】：根的平衡石在【根冠】，茎的平衡石在【维管束周围的 1～2 层细胞】；【效应部位】：进行不对称生长的是【伸长区细胞】；【弯曲方向】：【根向下（正向重力性）、茎向上（负向重力性）】；【根本原因】：横放后平衡石下沉→Ca²⁺ 释放→生长素近地侧浓度高→因根敏感而抑制、因茎不敏感而促进。 易错辨析：向重力性及其机理 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为根和茎横放后弯曲方向相同 【根向下弯曲（正向重力性），茎向上弯曲（负向重力性）】——二者方向相反，根本原因是【根对生长素敏感、茎不敏感】 同是高浓度，根被抑制、茎被促进 认为感受重力的部位就是发生弯曲的部位 【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】 感受在根冠，弯曲在伸长区 认为平衡石是一种特殊的“石头” 【植物的平衡石是指淀粉体——一种充满淀粉粒的质体】；【根部的平衡石在根冠中，茎部的平衡石分布在维管束周围的 1～2 层细胞中】 平衡石＝淀粉体 认为向性运动是植物整体移动位置 【植物不能自由移动整体的位置】，向性运动是植物【改变局部生长方式】的反应，【生长的方向取决于外界刺激的方向】 植物不动，只是“局部拐弯” ◆ 核心11 光周期现象、春化作用与光敏色素 1.光周期与光周期现象 植物的花在何时、何处形成，是一个严格受控的过程。当植物的营养器官发育成熟，并从内部完成必要的转变、具备了生殖能力，接下来【光、温度等环境信号将决定花将在何时产生】。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】。 2.长日植物、短日植物与日中性植物 类型 开花的条件 举例 自然开花时期 长日植物 【只有当日长超过一定小时数时才能开花】 菠菜、萝卜、生菜、甘蓝、燕麦、鸢尾等 【春天或初夏】 短日植物 【只有当日长短于一定小时数时才能开花】 烟草、菊花、大豆、苍耳、晚稻、甘蔗、棉花等 【夏末或秋冬】 日中性植物 【开花不受光周期影响】，成熟后只要接受足够的光照就能开花（可能受温度等其他因素影响） 番茄、蒲公英等 — 图22 光周期影响短日植物烟草开花的实验（教材图5-22） 3.控制开花的是夜长而不是日长 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】。 证据来自“打断实验”：【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，它就会开花】。可见，【植物的开花与日照长度无关，而是需要一定时长的持续夜长】。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】。 图23 夜长被打断对短日植物和长日植物开花的影响（示临界夜长）（教材图5-23） 4.光敏色素 【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（phytochrome）】，【能够感受夜长】。一旦暗期被照光，特别是被【红光】打断，光敏色素就能捕获到这个信号，【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，还控制着诸多植物体其他重大生理过程，如【种子萌发、分枝形成】等。 【光敏色素是“色素—蛋白复合体”，属于光受体，不是激素】。它的作用是【吸收光作为信号】，【并不进行能量转化】——这是它与叶绿素（光合色素）的本质区别：【叶绿素吸收光能用于光合作用，光敏色素吸收光只用于传递信号】。 1952 年，美国农业部的科学家用单色光处理莴苣种子发现：【红光（波长在 660 nm 左右）促进种子萌发，而远红光（波长在 730 nm 左右）抑制种子萌发】；如果用红光和远红光交替处理，则两种波长的光对种子萌发的影响可以相互逆转，【种子萌发率高低取决于最后一次曝光波长】。 图24 1952 年美国科学家用红光和远红光交替处理莴苣种子的实验（教材图5-24） 项目 Pr（红光吸收型） Pfr（远红光吸收型） 吸收高峰 【660 nm（红光）】 【730 nm（远红光）】 生理活性 【生理失活型】 【生理激活型】 转化关系 【吸收 660 nm 红光后转变为 Pfr】 【吸收 730 nm 远红光后逆转为 Pr】 稳定性 【Pr 比较稳定】 【Pfr 不稳定】，在黑暗条件下会逆转为 Pr，也会被蛋白酶降解；半衰期为 20 min 到 4 h 主要功能 — 【促进种子萌发，抑制茎的垂直生长，促进分枝，调节生物节律，控制花期等】 由此可以解释自然现象：【植物体合成的光敏色素是 Pr，在黑暗条件下植物体内的光敏色素主要以 Pr 形式存在】；【阳光中红光和远红光都有，但 Pr 吸收红光转变成 Pfr 的速度比 Pfr 转变成 Pr 的速度快，因此在自然条件下，像莴苣这样的可被光诱导萌发的种子一旦暴露在充足的阳光下，Pfr 浓度就会升高，当 Pfr 浓度累积到一定量时，便启动萌发过程】。 光敏色素还作为【环境中红光和远红光比例的感受器】，传递不同光质、不同照光时间的信息，调节植物的发育。因为【植物叶片中的叶绿素吸收红光、透过或反射远红光】，所以【当植物受到周围植物的遮阴时，体内 Pr 比例会升高】——【阳生植物在这样的条件下茎垂直生长速度加快，以获取更多的阳光；而一旦得到阳光直射，Pfr 比例便升高，抑制茎的垂直生长、促进分枝】。这样的现象被称为【“避阴反应”（shade avoidance response）】。 5.春化作用 还有一些植物的开花主要受温度影响，如【冬小麦】。在自然条件下，冬小麦等是在头一年秋季萌发，以营养体过冬，到第二年夏初才开花和结实。对这类植物来说，【秋冬季的低温是开花所必需的条件】。【这种低温诱导植物开花的过程，称为春化作用（vernalization）】。 【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】，如冬小麦的种子经低温处理后，即使在春天播种，也能在夏初抽穗开花。【感受低温刺激的部位一般在茎尖】。茎尖感受刺激以后，如何把信息传递到开花部位？许多实验证明，【在春化过程中形成一种春化素（vernalin），不过这种物质至今还没被分离出来】。【春化作用也可能与赤霉素有关】——研究表明，小麦、油菜、燕麦等多种作物的种子经过低温处理后，体内赤霉素含量升高；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】。 归纳总结：光周期与春化“三句必背”：【①控制植物开花的是夜长而不是日长】——【短日植物实际是长夜植物，长日植物实际是短夜植物】；【②感受光周期变化的部位是叶片，感受低温刺激的部位是茎尖】；【③光敏色素有 Pr（生理失活型，吸收红光）和 Pfr（生理激活型，吸收远红光）两种形式】，在自然光照下 Pfr 比例升高，启动种子萌发、抑制茎的垂直生长、促进分枝。 易错辨析：光周期、春化作用与光敏色素 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为短日植物开花取决于日照短 【控制开花的是夜长（暗期）而不是日长】，所以【短日植物实际是长夜植物，长日植物实际是短夜植物】 短日其实是长夜 认为只有暗期被打断才会影响开花 【用暗室处理打断光照期，开花不受影响；用照光打断暗期，就能阻止短日植物开花】——可见起决定作用的是【暗期的连续长度（夜长）】 打断白天没用，打断黑夜才灵 把 Pr 与 Pfr 的生理活性记反 【Pr 是生理失活型（吸收红光，高峰 660 nm），Pfr 是生理激活型（吸收远红光，高峰 730 nm）】；【Pfr 促进种子萌发、抑制茎的垂直生长、促进分枝】 Pr 是“停”，Pfr 是“行” 认为春化作用只发生在种子萌发时 【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】 任何时候低温都行，感受器在茎尖 认为春化素已经被分离鉴定 【许多实验证明在春化过程中形成一种春化素（vernalin），但这种物质至今还没被分离出来】；【春化作用也可能与赤霉素有关】 春化素还只是“假说中的物质” 重●难●提●分 ◆ 重难01 生长素发现实验的分析与评价 1.四个实验的逻辑链与递进关系 生长素的发现史是一套【逐步推进、层层递进】的实验体系，每一步都解决了前一步遗留的问题。识记时要抓住“每一步新证明了什么”。 实验 关键处理 现象 新证明的结论 达尔文父子 ①去顶；②不透明罩罩尖端；③透明罩罩尖端；④不透明薄膜包基部 ①②不弯曲，③④弯曲 【苗尖端是感光部位】，弯曲部位在尖端下部；推测有“影响”向下传递 波森·詹森 ①明胶块隔开尖端与下部；②云母片隔开 ①弯曲，②不弯曲 【该“影响”是可移动的化学物质】（能透过明胶、不能透过云母片） 拜尔 把切下的尖端放在去顶幼苗切面的【侧边】，在【黑暗】中 幼苗发生弯曲 【该物质促进生长，且单侧光导致其不对称分布】（不需要光直接引起弯曲） 温特 用接触过尖端的琼脂块代替尖端，分别放【正中】和【一侧】；另设不放琼脂块与放纯琼脂块两个对照 正中→竖直生长；一侧→向对侧弯曲；两对照均不生长 【该化学物质确实存在】，命名为生长素；推测背光侧浓度高于向光侧 郭葛 从玉米油、根霉、麦芽中分离纯化 得到纯品 确定化学本质为【吲哚乙酸（IAA）】 2.实验设计的关键对照分析 这类实验的命题点几乎都落在“对照组的作用”上：【波森·詹森实验中，云母片组是对照——证明幼苗弯曲确实需要物质透过，而不是尖端与下部的物理接触本身在起作用】；【温特实验中，放纯琼脂块的对照组证明琼脂本身不促进生长，促进生长的物质来自苗尖端】；【拜尔实验在黑暗中完成，排除光照直接引起弯曲的可能，证明弯曲是物质分布不均造成的】。 注意：答题时必须注意“实验结论的边界”：【达尔文父子的实验不能得出“存在化学物质”的结论】，只能得出“苗尖端是感光部位”并【推测】有信号向下传递；【证明是化学物质的是波森·詹森】，【证明该物质存在并命名的是温特】，【确定化学本质的是郭葛】。此外，【温特实验中他把这种物质命名为“生长素”，但并未确定其化学本质】——两者不可混为一谈。 归纳总结：实验史类问题“三步答题法”：【第一步，写出该实验的自变量（处理方式）与因变量（是否弯曲／弯曲方向）；第二步，写出对照组及其作用；第三步，写出该实验“新证明”的结论（注意与已有结论区分，不要越界）】。口诀：【达尔文看部位，詹森证物质，拜尔看分布，温特命名，郭葛定性】。 ◆ 重难02 生长素浓度—生长曲线的判读 1.曲线的“两段式”结构 生长素浓度与生长关系的曲线呈典型的“先升后降”形态，【分界点是该器官的最适浓度】：【在最适浓度之前，随浓度升高促进作用增强（曲线上升）；达到最适浓度时促进作用最强（曲线最高点）；超过最适浓度后，随浓度升高促进作用减弱直至转为抑制（曲线下降并穿过“不促进也不抑制”的横轴，见图11）；浓度过高则强烈抑制甚至导致植物死亡】。 2.三条曲线的相对位置——敏感性的比较 【同一浓度下，对生长素越敏感的器官，其相对生长量越低】。因此图中三条曲线的相对位置关系是：【根的最适浓度最低（约 10⁻¹⁰ mol/L）、芽居中（约 10⁻⁸ mol/L）、茎最高（约 10⁻⁴ mol/L）】；【在“最适浓度”之前，同样浓度下根的相对生长量最大；在最适浓度之后，同样浓度下茎的相对生长量最大】。读图的关键是【先找每条曲线的最高点，再比较最高点的横坐标位置】。 3.由曲线判断“促进”还是“抑制” 判断方法只有一条：【与“不施加生长素”（横轴上对应的零点或清水对照组）比较】——【生长量高于对照即为促进，低于对照即为抑制】。特别注意：【同一浓度可能对根是抑制、对茎是促进】——这正是“根的向地性、茎的背地性”能够同时发生的根本原因。 读图任务 判断依据 找最适浓度 【曲线最高点所对应的横坐标】 比较敏感性 【最适浓度的横坐标越小，该器官越敏感】——所以根最敏感、茎最不敏感 判断促进还是抑制 【与对照（不加生长素）比较，高于对照为促进，低于对照为抑制】 同一浓度对不同器官的作用 【同一浓度可能对根起抑制作用、对茎起促进作用】 促进作用的浓度范围 【曲线高于对照横轴的那一段所对应的浓度范围】 注意：曲线题的两个高频陷阱：①【把“促进作用减弱”误认为“抑制”】——超过最适浓度后曲线下降，但只要【仍在对照之上】，就仍是“促进”，只是促进作用减弱；②【忽略“三器官的曲线可以相交”这一特点】——某些浓度区间内，同一浓度对根抑制而对茎促进（这正是根向下、茎向上的原因）。 归纳总结：曲线判读“四找一比较”：【找最高点定最适浓度、找最高点横坐标比敏感性、找与对照横轴的交点定分界、找高于对照的区间定促进范围；与对照比较判断促进还是抑制】。一句话记牢：【高于对照是促进，低于对照是抑制；最适浓度越小的器官越敏感】。 ◆ 重难03 生长素运输方向的判断与相关实验 1.三种“方向”的区分 生长素运输方向类问题是本专题最易失分的题型，关键在于分清三种方向：【①极性运输——由形态学上端向形态学下端，属于主动转运，与重力无关；②横向运输——在单侧光或重力等单向刺激下，由向光侧向背光侧、或由远地侧向近地侧运输，造成生长素的不对称分布；③通过韧皮部和木质部的运输——韧皮部为自由扩散、木质部靠蒸腾作用】。 运输类型 方向 发生部位 运输性质 常见刺激 极性运输 【形态学上端→形态学下端】 胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间 【主动转运（消耗能量）】 无（固有特性，与重力无关） 横向运输 【向光侧→背光侧；远地侧→近地侧】 苗尖端等生长素合成与感受刺激的部位 被动（不消耗能量） 【单侧光、重力等有方向性的刺激】 韧皮部运输 与其他激素、营养物质相同 韧皮部 【自由扩散】 无 木质部运输 向上（随蒸腾流） 木质部 动力【来自蒸腾作用】 无 2.由实验现象反推运输方向 常见实验设计是【用放射性同位素标记的生长素涂抹在枝条的不同部位】，判断“能不能运输、往哪个方向运输”：【涂抹在形态学上端——可向下运输；涂抹在形态学下端——不能向上运输】，说明存在极性运输。若把枝条【倒置】，【极性运输的方向依然是形态学上端→形态学下端，即此时表现为从下往上运输】，因为【极性运输与重力无关】。 3.几个重要的判断结论 （1）【单侧光不促进生长素的合成，只引起生长素的横向运输和分布不均】——这是近年高频的错误选项。（2）【苗尖端向光性的原因】是单侧光引起生长素由向光侧向背光侧横向运输，使【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】，于是幼苗向光弯曲。（3）【横向运输主要发生在苗尖端等部位】，而【极性运输发生在尖端下部等部位的薄壁细胞之间】。 注意：【向光性并不能体现生长素作用的两重性】——因为【苗尖端两侧的生长素浓度都在“促进生长”的范围内，只是背光侧浓度更高、促进更强，才导致向光弯曲】，并不涉及“高浓度抑制”。这一点与顶端优势（侧芽受抑制）形成鲜明对比，是常考的辨析点。 归纳总结：运输方向类问题“一表两注意”：【一表】把极性运输、横向运输、韧皮部／木质部运输的方向、部位、性质列成表对照；【两注意】①单侧光只影响分布不影响合成；②极性运输与重力无关，倒置枝条方向不变。答题落脚句：【生长素的分布不均是其引起器官弯曲生长的直接原因】。 ◆ 重难04 植物激素功能的辨析与协同、拮抗分析 1.五类激素功能的“关键词”记忆 激素 核心关键词 易混淆点 生长素 【促进细胞伸长】；促进不定根和侧根形成、叶片生长、维管束分化、果实生长、种子发芽；防止落叶落花落果 【促进果实发育】而非成熟；高浓度可抑制生长（两重性） 细胞分裂素 【促进细胞分裂】；促进向上生长、侧芽生长、果实生长、种子萌发；【延缓叶片衰老】 在【根尖】合成、经【木质部】向上运输 赤霉素 【促进细胞伸长和细胞分裂】，显著促进茎的伸长；促进叶片扩大、果实生长、种子萌发；【解除休眠、抑制衰老】 【促进种子萌发】与脱落酸【拮抗】 脱落酸 【抑制生长】、促进叶片和果实脱落、【保持休眠】、提高抗逆性；失水时引起【气孔关闭】；【抑制种子萌发】 与赤霉素在种子萌发上【拮抗】 乙烯 【促进果实成熟】；加快叶片和果实脱落；增强抗逆性 【气体激素】；【促进成熟】而非发育 2.“促进发育”与“促进成熟”的区分 这是一个极易混淆的点：【生长素、赤霉素、细胞分裂素促进的是果实的“发育”（长大），而乙烯促进的是果实的“成熟”（变软、变甜、变色）】。例如无籽番茄的培育是利用【生长素促进果实发育】，而香蕉的催熟是利用【乙烯促进果实成熟】。答题时务必看清题干问的是“发育”还是“成熟”。 3.协同与拮抗的判断方法 判断两种激素的关系，只需看它们对同一生理过程的作用方向：【作用方向相同即为协同，作用方向相反即为拮抗】。要注意的是，【协同与拮抗都是针对某一具体生理过程而言的】——同两种激素在不同过程中的关系可能不同，题干一定会给出具体情境（各类激素的作用部位见图19）。 生理过程 起促进作用的激素 起抑制作用的激素 相互关系 茎的伸长 【生长素、赤霉素】 — 【协同作用】 细胞分裂与分化 【细胞分裂素、生长素（比例决定分化方向）】 — 【协同作用】 叶片和果实脱落 【脱落酸、乙烯】 — 【协同作用】 种子萌发 【赤霉素、细胞分裂素】 【脱落酸】 【赤霉素与脱落酸拮抗】 叶片衰老 【细胞分裂素、赤霉素（延缓）】 — 【协同作用】 果实成熟 【乙烯】 — 与脱落酸在不同植物中各有主导 注意：两个高频易错点：①【同一激素在不同植物中的作用可能不同】——【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】；②【高浓度的生长素抑制生长，很可能是通过乙烯起作用的】——教材明确指出【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】，所以顶端优势中“生长素抑制侧芽”其实有乙烯作为中间环节。 归纳总结：激素辨析题“两问法”：【一问“作用于哪个过程”】（发育还是成熟，促进还是抑制）；【二问“与其他激素是同向还是反向”】（同向为协同、反向为拮抗）。把这两个问题答清，再补一句“多种激素共同调节植物的生长发育”，得分就稳了。 ◆ 重难05 植物生命活动调节的实验设计与探究 1.两类探究活动的比较 比较项目 探究 2,4-D 对插枝生根的作用 探究乙烯利对水果的催熟作用 探究问题 不同浓度的 2,4-D 对插枝生根分别起什么作用？ 乙烯利溶液对未成熟的果实是否具有催熟作用？ 自变量 【2,4-D 溶液的浓度】 【乙烯利溶液的浓度】（另设清水对照组） 因变量 【插条生根的数量】（或根的长度） 【果实的成熟程度】（观察颜色、软硬程度、气味等） 无关变量 枝条的种类、生长状态、长度、芽数，处理时长，培养条件等 水果的种类、成熟程度、大小、数量，浸泡时长，静置条件等 对照设置 【清水对照组】 【清水对照组】 重复与数据处理 每组多根枝条、取平均值；进行显著性检验，绘制趋势图 各组多个果实、连续多日观察并记录 2.预实验的作用与设置 教材“活动提示”强调：【对于探究实验，一般很难做到一次性创设出最合适的实验条件，往往需要通过多轮实验来逐步摸索条件】。因此正式的探究活动通常要先做【预实验】。【预实验的作用是：为正式实验摸索条件（如确定浓度范围与梯度），检验实验设计的科学性和可行性，避免浪费人力物力和时间】。在确定最适浓度时，标准做法是【先做预实验确定大致范围，再在范围内设置更密集的浓度梯度做正式实验】。 3.插枝实验的细节要点 （1）【插枝的方法有水培法和土培法两种】；用水培法可在培养液中滴加 2,4-D 溶液配制成预设浓度，培养液也可用清水；用土培法则在扦插前把【枝条基部】放进不同浓度的 2,4-D 溶液中浸蘸约 5 s。（2）【枝条属于生物材料，个体差异较大】——应选择【种类相同、生长状态相近、长度与芽数一致】的枝条，并【每组用多根枝条取平均值】以减小误差。（3）【倒插（形态学下端朝上）的枝条不易生根】，因为会影响生长素的极性运输与水分吸收。 4.实验设计类问题的通用答题模板 【①取材分组：将生长状态相同的材料等量分为若干组并编号；②施加自变量：实验组施加不同浓度的××处理，对照组施加等量清水；③控制无关变量：各组条件相同且适宜；④培养观察：在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察并记录××；⑤预测结果并得出结论：若实验组××而对照组××，则说明××】。 注意：实验题的两个高频失分点：①【漏写“等量分组”或“条件相同且适宜”】——这两句是控制变量原则和对照原则的体现，必须写明；②【用“免疫能力强弱”“生长状况好坏”这类无法量化的表述作因变量】——因变量必须可观察或可测量，如【生根数量、根的长度、果实颜色与软硬程度、萌发率】等。 归纳总结：植物激素类实验题的答题模板：【自变量是××，因变量是××，无关变量有××（需等量且相同适宜）；将材料等量分为若干组，实验组用不同浓度的××处理，对照组用等量清水处理；相同且适宜条件下培养一段时间后观察记录××；若实验组××而对照组××，则说明××】。 高●分●技●巧 ◆ 技巧01 “三看法”判断植物的生长状况 （1）一看：生长素的来源与去向 先确定【生长素在哪里产生、运到哪里】：【尖端（苗尖端、芽尖端）是感受刺激和产生生长素的部位，而发生弯曲或生长的部位在尖端下部】。因此【切去尖端后，下部既得不到生长素也不会弯曲】。凡是题干中出现“去顶”“切去尖端”，其结果一律是【不生长、不弯曲】。 （2）二看：生长素的分布是否均匀 再确定【生长素在两侧的分布】：【单侧光引起生长素由向光侧向背光侧横向运输，使背光侧多、向光侧少，于是向光弯曲】；【重力引起生长素由远地侧向近地侧横向运输，使近地侧多、远地侧少】。分布的“多与少”决定了【两侧细胞伸长的快慢】，进而决定【弯曲的方向】——【生长素多的一侧生长快，植物向生长慢的一侧弯曲】。 （3）三看：该浓度对“这个器官”是促进还是抑制 最后也是最关键的一步：【必须结合器官的敏感性判断该浓度是促进还是抑制】。【根最敏感、芽居中、茎最不敏感】。例如横放的幼苗：【近地侧生长素浓度高→对根而言是“抑制”→根近地侧生长慢→根向下弯曲；对茎而言仍是“促进”→茎近地侧生长快→茎向上弯曲】。这正是“同一浓度、不同器官、结果相反”的典型表现。 题干情境 生长素分布 判断结果 去顶（切去苗尖端） 下部得不到生长素 【不生长、不弯曲】（顶端优势解除，侧芽生长加快） 单侧光照射完整幼苗 【背光侧多于向光侧】 【向光弯曲】（背光侧细胞伸长快） 幼苗横放（看根） 【近地侧多于远地侧】 【根向下弯曲】（近地侧浓度高，抑制根生长） 幼苗横放（看茎） 【近地侧多于远地侧】 【茎向上弯曲】（近地侧浓度高，促进茎生长） 去顶后套含生长素的胶囊 切口处补充生长素，侧芽附近浓度仍高 【顶端优势继续保持】 用含生长素的琼脂块放在去顶幼苗切面一侧 该侧生长素多 【幼苗向对侧弯曲生长】 归纳总结：植物生长状况题的“三看口诀”：【一看来源（谁产生、去哪里），二看分布（哪侧多、哪侧少），三看效应（多的一侧是促进还是抑制）】。点睛一句：【生长素多的一侧不一定长得快——对于根，多了反而长得慢】。 ◆ 技巧02 生长素两重性曲线与浓度推断 （1）先定“对照线” 两重性类问题的判断基准是【“不施加生长素”时的生长量】，在坐标系中表现为【过“零浓度”的一条水平参考线（或横轴）】。【曲线在该线以上即为促进，在线以下即为抑制，与线的交点即为“不促进也不抑制”的浓度】。 （2）再用“最适浓度”划区间 【最适浓度（曲线最高点的横坐标）是促进与抑制作用强度变化的分界】：【从零浓度到最适浓度，随浓度升高促进作用增强；超过最适浓度后促进作用减弱；越过“零效应点”后转为抑制】。做题时把浓度轴按这三段划分，判断会非常清晰。 （3）最后用“器官敏感性”做跨曲线比较 【不同器官的曲线相对位置不同】：【根的最适浓度最低、茎的最高、芽居中】。因此【在某一浓度下，可能出现“对根抑制、对芽无影响、对茎促进”的组合】——这正是横放幼苗根向下、茎向上弯曲的原因，也是除草剂能选择性除去双子叶杂草的原理。 推断任务 操作步骤 结论表述 判断某浓度是促进还是抑制 比较该浓度下的生长量与对照（不加生长素） 【高于对照为促进，低于对照为抑制】 确定最适浓度 找曲线最高点对应的横坐标 【曲线最高点即为最适浓度；若要精确测定，需在该浓度附近缩小梯度重复实验】 比较器官敏感性 比较三条曲线最高点的横坐标大小 【横坐标越小越敏感：根 > 芽 > 茎】 解释“根向下、茎向上” 横放后近地侧浓度高，比较其对根与茎的作用 【对根是抑制（生长慢）、对茎是促进（生长快），故根向下、茎向上】 解释除草剂的选择性 比较双子叶与单子叶植物对同一浓度的反应 【双子叶杂草敏感（被抑制或杀死），禾本科作物不敏感（不受影响）】 注意：推断浓度的两个技巧：①【“效应相同、浓度不同”】——同一条曲线上，同一个生长量往往【对应两个不同的浓度】（分别位于最适浓度两侧），题干若说“两个不同浓度的生长素产生了相同的促进效果”，答案就是这两个浓度；②【“效应相反、浓度不同”】——同一条曲线上，一个浓度促进、另一个浓度抑制，则【促进的那个浓度一定更接近最适浓度】。 归纳总结：两重性曲线题“三步走”：【第一步定对照线（判断促进还是抑制），第二步用最适浓度划三段（判断促进作用的强弱变化），第三步用器官敏感性跨曲线比较（解释向地性、除草剂等实例）】。一句话记牢：【高于对照是促进，低于对照是抑制；最适浓度越小的器官越敏感】。 ◆ 技巧03 植物生命活动调节类简答题的答题模板 （1）“解释某现象的原因”类 答题模板：【说出刺激 → 引起生长素的分布变化（哪侧多、哪侧少）→ 结合器官敏感性判断两侧生长快慢 → 得出弯曲方向】。例如“横放的幼苗根向下弯曲的原因”应表述为：【重力使生长素由远地侧向近地侧运输，近地侧浓度高于远地侧；根对生长素十分敏感，近地侧高浓度反而抑制细胞生长，导致近地侧生长速度比远地侧慢，因此根向下弯曲】。 （2）“判断某措施属于哪类调节物质的作用”类 答题模板：【指出该物质的类别（植物激素／植物生长调节物质／其他）→ 说明其作用（针对“发育”还是“成熟”等具体过程）】。例如“用乙烯利催熟香蕉”应表述为：【乙烯利属于植物生长调节物质，其化学本质是 2-氯乙基磷酸，进入植物细胞后在 pH 高于 4.1 时分解并释放乙烯，乙烯促进果实成熟，因此起催熟作用】。 （3）“评述安全性／社会议题”类 答题模板：【承认应用价值 → 指出潜在风险及其物质基础 → 给出科学理性的结论】。例如关于乙烯利事件应表述为：【乙烯利进入植物细胞后释放的是植物激素乙烯，与有毒添加剂有本质区别；按规定浓度和使用规范施用是安全的；公众的恐慌源于误解，应通过科学传播引导理性看待，同时生产者也必须严格遵守国家标准】。 （4）“实验设计与结果预测”类 答题模板：【取材分组（编号、等量、生理状态相同）→ 施加自变量 → 控制无关变量（相同且适宜）→ 观察并记录因变量 → 预测结果并得出结论】。因变量必须可观察或可测量，如【生根数量、根的长度、果实颜色与软硬程度、种子萌发率】。 题型 答题要点 易失分处 生长素发现实验的结论 按“自变量—对照—结论”三步写，并区分“推测”与“证明” 把“达尔文推测有信号”写成“达尔文证明了化学物质存在” 顶端优势的原因 写出“顶芽产生的生长素向下运输→侧芽附近浓度过高→侧芽敏感而受抑制”，并可补充“乙烯参与其中” 只说“侧芽缺营养”或漏写“侧芽敏感” 横放幼苗的弯曲方向 分别说明根与茎的敏感性差异，得出“根向下、茎向上” 把根和茎的弯曲方向写反，或漏写“近地侧浓度高” 向光性是否体现两重性 【不体现】——两侧浓度都在“促进”范围内，只是背光侧促进更强 误答“体现两重性” 茎的背地生长是否体现两重性 【不体现】——近地侧与远地侧的生长素浓度都处于“促进茎生长”的范围 误答“体现两重性” 乙烯利的安全性 写出“进入细胞后释放乙烯（植物激素）”，并说明按规定使用是安全的 把乙烯利当作有毒添加剂 归纳总结：植物生命活动调节简答题的通用落脚句：【植物体接受环境信号的刺激后，在体内主要通过植物激素来传递信号，从而产生相应的生理反应，进而适应复杂多变的环境】；涉及多种激素时补一句：【多种激素通过协同、拮抗等方式相互作用，共同调节植物的生长、发育和繁殖】。把这两句写准，分数就稳了。 第 1 页 / 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $