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專題10　植物的激素調(diào)節(jié) 一、植物生長素的發(fā)現(xiàn) 1.植物激素的實(shí)質(zhì):對(duì)植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。 2.生長素的發(fā)現(xiàn)過程: (1)達(dá)爾文實(shí)驗(yàn):胚芽鞘尖端能傳遞某種“影響”,引起胚芽鞘向光性彎曲。 (2)鮑森詹森實(shí)驗(yàn):胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。 (3)拜爾實(shí)驗(yàn):胚芽鞘彎曲生長,是尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的。 (4)溫特實(shí)驗(yàn):胚芽鞘彎曲生長是一種化學(xué)物質(zhì)引起的,命名為生長素。 3.生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布: (1)產(chǎn)生:幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子。 (2)運(yùn)輸。 ①極性運(yùn)輸:只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端,屬于主動(dòng)運(yùn)輸(運(yùn)輸性質(zhì))。 ②非極性運(yùn)輸:發(fā)生在成熟組織韌皮部。 (3)分布:植物體各器官,集中于生長旺盛部位。 二、生長素的生理作用 1.作用特點(diǎn):兩重性。 (1)既能促進(jìn)生長,也能抑制生長; (2)既能促進(jìn)發(fā)芽,也能抑制發(fā)芽; (3)既能防止落花落果,也能疏花疏果。 2.生長素應(yīng)用的探究方法: 浸泡法和沾蘸法。 三、其他植物激素 1.種類和作用: (1)赤霉素:促進(jìn)細(xì)胞伸長、種子萌發(fā)和果實(shí)發(fā)育。 (2)脫落酸:抑制細(xì)胞分裂,促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落。 (3)細(xì)胞分裂素:促進(jìn)細(xì)胞分裂。 (4)乙烯:促進(jìn)果實(shí)成熟。 2.植物生長調(diào)節(jié)劑:調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。 1.下列有關(guān)生長素的說法正確的是③⑤⑧。 ①胚芽鞘必須在光照下才能生長。 ②植物的向光性體現(xiàn)了生長素作用的兩重性。 ③生長素在胚芽鞘內(nèi)極性運(yùn)輸與光照無關(guān)。 ④生長素只能進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸,不能進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)輸。 ⑤單側(cè)光、重力等因素均可以引起生長素分布不均。 ⑥溫特實(shí)驗(yàn)證明生長素的化學(xué)本質(zhì)是吲哚乙酸。 ⑦不同濃度的生長素對(duì)芽的促進(jìn)作用一定不同。 ⑧同一濃度的生長素,可能對(duì)芽和莖的促進(jìn)效果相同。 ⑨根的向地性與莖的背地性均可以體現(xiàn)生長素作用的兩重性。 ⑩用生長素類似物處理二倍體番茄幼苗,可得到多倍體番茄。 植物莖尖的細(xì)胞可利用色氨酸合成生長素。 陰雨天氣影響了向日葵的傳粉,人工噴灑適宜濃度的生長素類似物可保證產(chǎn)量。 2.下列關(guān)于植物激素的說法,正確的是①。 ①赤霉素施用過多可引起水稻植株瘋長。 ②激素不組成細(xì)胞結(jié)構(gòu),也不提供能量,只是起到催化作用。 ③植物沒有像動(dòng)物那樣的內(nèi)分泌腺,但也有專門產(chǎn)生激素的器官。 ④脫落酸抑制種子的萌發(fā),促進(jìn)枝條脫落,因此該激素對(duì)植物是有害的。 1.(2018江蘇高考改編)植物激素對(duì)植物的生長發(fā)育有顯著影響。下列相關(guān)敘述正確的是 (　　) A.IAA是由相關(guān)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)生的 B.植物激素的含量在不同時(shí)期是穩(wěn)定不變的 C.赤霉素與生長素對(duì)種子萌發(fā)有相反作用 D.生命活動(dòng)過程中激素與酶都不提供能量 【解析】選D。IAA是在酶的催化作用下由色氨酸轉(zhuǎn)化來的,A錯(cuò)誤。植物激素含量在不同發(fā)育時(shí)期有較大變化,B錯(cuò)誤。在種子萌發(fā)過程中有相反作用的是赤霉素與脫落酸,C錯(cuò)誤。激素與酶在生命活動(dòng)過程中,分別起調(diào)節(jié)和催化作用,都不提供能量,D正確。 2.(2016全國卷Ⅲ改編)為了探究生長素的作用,將去尖端的玉米胚芽鞘切段隨機(jī)分成兩組,實(shí)驗(yàn)組胚芽鞘上端一側(cè)放置含有適宜濃度IAA的瓊脂塊,對(duì)照組胚芽鞘上端同側(cè)放置不含IAA的瓊脂塊,兩組胚芽鞘下端的瓊脂塊均不含IAA。兩組胚芽鞘在同樣條件下,在黑暗中放置一段時(shí)間后,對(duì)照組胚芽鞘無彎曲生長,實(shí)驗(yàn)組胚芽鞘發(fā)生彎曲生長,如圖所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷,下列敘述正確的是 (　　) A.胚芽鞘b側(cè)的IAA含量與b′側(cè)的相等 B.胚芽鞘b側(cè)與胚芽鞘c側(cè)的IAA含量不同 C.若只將實(shí)驗(yàn)組胚芽鞘反轉(zhuǎn),它將會(huì)直立生長 D.瓊脂塊d′從a′中獲得的IAA量等于a′的輸出量 【解析】選C。由于瓊脂塊a和a′一個(gè)不含有生長素、一個(gè)含有生長素,必然造成下端生長素含量不同,故A錯(cuò)誤。由于a不含有生長素,所以尖端兩側(cè)均沒有生長素運(yùn)下來,加上對(duì)照組胚芽鞘不彎曲,說明b、c兩側(cè)的生長素濃度相同,故B錯(cuò)誤。生長素只能極性運(yùn)輸,若將實(shí)驗(yàn)組胚芽鞘反轉(zhuǎn),a′中的生長素將不會(huì)發(fā)揮任何作用,胚芽鞘兩側(cè)的生長一致,故C正確。當(dāng)a′中的生長素向下運(yùn)輸時(shí),會(huì)有一部分發(fā)揮作用后分解掉,因此d′得到的生長素含量變少,故D錯(cuò)誤。 3.(2016浙江高考)某研究小組進(jìn)行了外施赤霉素和脫落酸對(duì)貯藏期馬鈴薯塊莖發(fā)芽影響的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是 (　　) A.為使馬鈴薯塊莖提早發(fā)芽,可以外施脫落酸 B.為延長馬鈴薯塊莖的貯藏時(shí)間,可以外施赤霉素 C.外施赤霉素后,馬鈴薯塊莖從開始發(fā)芽到最大發(fā)芽率所需的時(shí)間更短 D.對(duì)照組馬鈴薯塊莖中赤霉素含量與脫落酸含量的比值,第5周時(shí)大于實(shí)驗(yàn)開始時(shí) 【解析】選D。本題主要考查植物的激素調(diào)節(jié)。由曲線分析可知:脫落酸組馬鈴薯塊莖延遲發(fā)芽,即脫落酸具有抑制馬鈴薯塊莖發(fā)芽的作用,A錯(cuò)誤;與對(duì)照組相比,赤霉素組發(fā)芽更早,即赤霉素能促進(jìn)馬鈴薯塊莖發(fā)芽,為延長馬鈴薯塊莖的貯藏時(shí)間,可以外施脫落酸,B錯(cuò)誤;外施赤霉素組和對(duì)照組相比,馬鈴薯塊莖從開始發(fā)芽到最大發(fā)芽率所需的時(shí)間更長,C錯(cuò)誤;第5周后對(duì)照組的發(fā)芽率升高,馬鈴薯塊莖內(nèi)赤霉素相對(duì)含量升高,脫落酸相對(duì)含量下降,D正確。 4.(2014全國卷)為了驗(yàn)證單側(cè)光照射會(huì)導(dǎo)致燕麥胚芽鞘中生長素分布不均勻這一結(jié)論,需要先利用瓊脂塊收集生長素,之后再測定其含量。假定在單側(cè)光照射下生長素的不均勻分布只與運(yùn)輸有關(guān),下列收集生長素的方法(如圖所示)中,正確的是 (　　) 【解析】選B。本題考查生長素的分布和運(yùn)輸。A項(xiàng)和D項(xiàng)胚芽鞘尖端在單側(cè)光的照射下,由于云母片插入胚芽鞘尖端的阻擋作用,生長素均不能發(fā)生橫向運(yùn)輸,無法驗(yàn)證單側(cè)光照射會(huì)導(dǎo)致燕麥胚芽鞘中生長素分布不均勻這一結(jié)論。C項(xiàng),云母片插入部分尖端,會(huì)影響生長素的橫向運(yùn)輸,故不符合題意。B項(xiàng)胚芽鞘尖端在單側(cè)光的照射下,先發(fā)生橫向運(yùn)輸,然后縱向運(yùn)輸?shù)郊舛艘韵碌牟煌沫傊瑝K中,再通過測定不同瓊脂塊中生長素的含量,即可驗(yàn)證單側(cè)光照射會(huì)導(dǎo)致燕麥胚芽鞘中生長素分布不均勻,故正確。 5.(2017海南高考改編)為探究植物生長素對(duì)枝條生根的影響,研究人員在母體植株上選擇適宜的枝條,在一定部位進(jìn)行環(huán)剝?nèi)コ龢淦?含韌皮部),將一定濃度的生長素涂抹于環(huán)剝口上端,并用濕土包裹環(huán)剝部位,觀察枝條的生根情況,實(shí)驗(yàn)的部分結(jié)果如表所示。 生長素 用量 (mg/枝) 處理枝 條數(shù) 第90天 存活枝 條數(shù) 第90天存 活時(shí)的生 根枝條數(shù) 首次出 根所需 天數(shù) 0 50 50 12 75 0.5 50 50 40 30 1.0 50 50 43 25 1.5 50 50 41 30 2.0 50 43 38 30 3.0 50 37 33 33 回答下列問題: (1)據(jù)表可知,生長素用量為0時(shí),有些枝條也生根。其首次出根需要天數(shù)較多的原因是________________________________________________。 (2)表中只提供了部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果,若要從表中所列各生長素用量中確定促進(jìn)該植物枝條生根效果最佳的用量,你認(rèn)為需要提供的根的觀測指標(biāo)還有________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。 (3)從激素相互作用的角度分析,高濃度生長素抑制植物生長的原因是__ ____ ____________________________________。 (4)從基因?qū)π誀羁刂频慕嵌确治?本實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了基因通過_________________ ______________________________。 【解析】(1)植物體本身具備合成生長素的能力,但是需要一定的時(shí)間,生長素才能積累到有效濃度。 (2)表格中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)只能表明枝條有無生根,這是屬于定性問題。如果進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)枝條生根的數(shù)量與根的長度,就屬于對(duì)實(shí)驗(yàn)的定量研究。相對(duì)于定性研究,定量研究更全面、更具體、更充分。 (3)生長素濃度增高到一定值時(shí),會(huì)促進(jìn)乙烯的合成,乙烯抑制生長素的促進(jìn)作用。 (4)本實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了基因控制酶的合成,酶影響生物的代謝,進(jìn)而影響生物的性狀。 答案:(1)枝條自身產(chǎn)生的生長素較少,積累到生根所需濃度的時(shí)間長 (2)每個(gè)枝條的生根數(shù)量、根的長度 (3)生長素濃度高時(shí)會(huì)促進(jìn)乙烯的合成,乙烯能夠抑制植物的生長 (4)控制酶的合成,控制代謝過程,進(jìn)而控制生物的性狀