2021版高考生物一轮复习第3章植物的激素调节教案新人教版必修3 19页

- 1 - 植物的激素调节 考点一 植物生长素的发现及运输 1.植物的向光性： (1)原因分析： 2.明辨极性运输和横向运输： (1)极性运输只能由形态学上端向形态学下端运输，是一种逆浓度梯度的主动运输过程，需要 消耗 ATP，与细胞呼吸强度有关。 (2)横向运输发生在根尖、茎尖等生长素产生部位。这些部位在受到单一方向的外界刺激(如 单侧光、重力和离心力等)时会发生横向运输。 (3)失重状态下水平放置的植物的根、芽中生长素分布是均匀的，植物会水平生长。 3.不同情况下胚芽鞘的生长方向： 实验 胚芽鞘的生长方向 暗盒开 孔类 云母片 插入类 - 2 - 切割移 植类 ①直立生长；②向左弯曲生长；③④：a=b+c，b>c (a、b、c为琼脂块中生长素含量)；⑤向右弯曲生长 锡箔纸 遮盖类 匀速旋 转类 幼苗横 置类 生长素浓度：a芽>茎)。 3.不同植物对生长素的敏感程度曲线分析：双子叶植物比单子叶植物敏感： - 6 - 4.两重性的实例： (1)顶端优势。 ①现象：顶芽优先生长，侧芽发育受到抑制。 ②原因：顶芽产生的生长素向下运输，积累到侧芽部位，侧芽部位生长素浓度高，发育受到 抑制。 ③解除方法：去除顶芽。 ④应用：果树的剪枝、茶树摘心、棉花打顶等。 (2)根的向地性。 【高考警示】 生长素作用的四点提醒 (1)茎的背地性不体现两重性，因为茎的近地侧和远地侧都是促进生长。 (2)极性运输主要适用于“生长素”，并不适用于其他植物激素，而生长素也并非只能进行极 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”。 (3)并非所有激素都具有两重性。 (4)高于最适浓度的浓度不一定是“抑制浓度”： - 7 - 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，不是抑制 浓度；高于 i 时才会抑制植物生长，才是“抑制浓度”。 【典例】已知单侧光与重力均影响生长素的横向运输。为探究某强度的单侧光及重力对横放 状态下植物生长的影响，研究人员对刚萌发的盆栽燕麦分别进行了如图甲所示的处理，燕麦 弯曲生长情况用柱状图乙表示。下列相关叙述正确的是 ( ) A.假如撤去单侧光的照射，图甲②茎仍将水平生长 B.图甲①若处于失重状态下，则燕麦茎将水平生长 C.实验一段时间后，第③组燕麦会长成图丙所示的形态 D.图甲中①的向上弯曲程度最大，③的弯曲程度最小 【解析】选 C。图甲②受到单侧光的影响向下弯曲生长，又受到重力的影响向上弯曲生长，两 力抵消后刚好不弯曲，假如撤去单侧光的照射，则只有重力的影响，图甲②出现的变化是向 上弯曲生长，A错误；失重状态下，①组燕麦茎在单侧光的作用下会向上弯曲生长，B 错误； 第③组只受重力的影响，实验一段时间后，燕麦会表现出如图丙所示茎的背地性和根的向地 性生长，C正确；由图乙可知，图甲中①的向上弯曲程度最大，②不弯曲，即弯曲程度最小， D错误。 (1)植物生长素促进植物生长，并不直接参与细胞代谢，而是给细胞传递一种调节代谢的信息。 (2)比较莴苣的根、芽、茎对生长素的敏感度的高低。 提示：根>芽>茎。 (3)有人说，生长素从莴苣的顶芽运输到侧芽的过程会受氧气浓度的影响，这种说法对吗？ 提示：正确。生长素从莴苣的顶芽运输到侧芽的过程属于主动运输，消耗能量，能量的释放 主要来自呼吸作用。 - 8 - (2019·全国卷Ⅱ)某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按如图所示的 方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间 后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)，测得数据如下表。据此回答问题。 分组 甲 乙 琼脂块 左 右 α角/度 20.4 9.0 9.1 (1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是 ____________________________。 (2)上图中α角形成的原因是 __________________________________。 (3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的α 角，原因是 __________________________________。 【解题指南】(1)明确生长素在胚芽鞘中的运输方式为极性运输。 (2)生长素不能透过云母片。 (3)胚芽鞘的弯曲生长是由于生长素在胚芽鞘的尖端下部分配不均所致。 【解析】(1)生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，称 为极性运输。(2)胚芽鞘出现了向右弯曲生长是因为琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左 侧，使胚芽鞘切段左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成α角。 (3)据表中数据可知，乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，所以左右两侧的琼脂块所 引起的α角基本相同，而甲琼脂块中的生长素含量较高，所以甲琼脂块所引起的α角会更大。 答案：(1)从形态学上端到形态学下端 (2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚 芽鞘左侧生长快于右侧，形成α角 (3)乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲琼脂块中生长素的含量 利用“三看法”判断生长素作用的两重性 - 9 - 【加固训练】 如图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响，此图给出的信息是 ( ) A.生长素对三种器官的作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度(如 10-2 mg/L)抑制生长 B.a、b、c点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度 C.d 点对应的生长素浓度对茎的生长具有促进作用，却抑制芽的生长 D.幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏 【解析】选 B。生长素对三种器官的作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长，但 浓度为 10-2 mg/L 时，对根起抑制作用，但对茎和芽却是促进作用。a、b、c 点对应的生长素 浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度。d 点对应的生长素浓度对芽和茎的生长都具有 促进作用。幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏，但图中没有体 现这样的信息。 考点三 其他植物激素的作用及生长调节剂的应用 植物生长发育过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素控制的，不同发育时期激素的种 类和数量不同。如图为种子发育过程中激素含量的变化： - 10 - 1.具有协同作用的激素： (1)促进生长的激素：生长素、赤霉素、细胞分裂素。 (2)延缓叶片衰老的激素：细胞分裂素和生长素。 2.具有拮抗作用的激素： (1)器官脱落。 (2)种子萌发。 (3)叶片衰老：生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老，脱落酸促进叶片衰老。 【高考警示】 植物激素及其类似物作用的四点提醒 (1)混淆促进果实“发育”与促进果实“成熟”： 促进果实“发育”的植物激素为生长素、赤霉素，促进果实“成熟”的激素为乙烯。 (2)无子番茄与无子西瓜的成因不同： 无子番茄：生长素促进子房发育，遗传物质并未改变，只是没有种子；无子西瓜：秋水仙素 引起染色体数目变异，为三倍体，不可育。 (3)不同阶段，各种激素的相对浓度不同，其根本原因是基因的选择性表达。 (4)用一定浓度的生长素类似物溶液补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响受粉而导致的瓜 果类作物产量下降。但此措施不可用于挽救以收获种子为目的的各种粮食作物和油料作物的 减产问题。 - 11 - 【典例】(2019·海南高考)生长素及其类似物能够调节植物的生长发育。下列相关叙述错误 的是 ( ) A.棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长，提高棉花产量 B.给果树适时喷施适量的 NAA 有利于保果，提高果实产量 C.用适宜浓度的 IAA 处理未受粉番茄雌蕊，可得到大量正常的番茄种子 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 【解析】选 C。棉花栽培过程中，去除顶芽可促进侧芽生长，提高棉花产量，A项正确；NAA(α- 萘乙酸)可防止果实和叶片脱落，促进结实，给果树适时喷施适量的 NAA 有利于保果，提高果 实产量，B项正确；用适宜浓度的 IAA(生长素)处理未受粉番茄雌蕊，产生无子番茄，C项错 误；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，而 IAA 具有促进生 长的作用，D 项正确。 (1)下列不属于植物激素的有①⑤。 ①2，4—D ②赤霉素 ③细胞分裂素 ④脱落酸 ⑤萘乙酸 (2)无子番茄的培育过程属于不遗传的变异(填“可遗传的变异”或“不遗传的变异”)。 (3)生长素和赤霉素都能促进植物的生长发育，这属于激素间的协同作用。 (2017·全国卷Ⅰ)通常，叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶 片衰老的影响，将某植物离体叶片分组，并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、 CTK+ABA 溶液中，再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示，据图 判断，下列叙述错误的是 ( ) A.细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老 B.本实验中 CTK 对该植物离体叶片的作用可被 ABA 削弱 C.可推测 ABA 组叶绿体中 NADPH 合成速率大于 CTK 组 - 12 - D.可推测施用 ABA 能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程 【解题指南】解读曲线信息：CTK 组与对照组相比叶片衰老慢，CTK+ABA 组叶片衰老速度快于 CTK 组而慢于对照组，ABA 组叶片衰老最快。 【解析】选 C。分析坐标曲线图可知，施用 CTK 组叶片中叶绿素的含量最高，说明叶片的衰老 速度最慢，A项正确；通过施用 CTK 组和施用 CTK+ABA 组叶片中叶绿素含量的比较，单独施用 CTK 组明显高，说明 ABA 能降低 CTK 的作用，B 项正确；施用 ABA 组的叶绿素的含量降低明显， 说明叶片衰老程度高，与 CTK 组相比，光合作用速率降低，NADPH 的合成速率低于 CTK 组，C 项错误；由曲线可看出，施用 ABA 后叶绿素的含量比施用蒸馏水组的叶绿素下降的速度快， 这说明了 ABA 能加速叶绿素的破坏，使绿叶变黄，D项正确。 【加固训练】 1.我国古代劳动人民积累的丰富农业生产经验，至今许多仍在实践中应用。下列叙述与 植物激素作用无直接关系的是 ( ) A.适时打顶去心，可促棉株开花结实。(据《农桑辑要》) B.肥田之法，种绿豆最佳，小豆、芝麻次之。(据《齐民要术》) C.正月种白稻，五月收获后，根茬长新稻，九月又成熟。(据《广志》) D.新摘未熟红杮，每篮放木瓜两三枚，得气即发，涩味尽失。(据《格物粗谈》) 【解析】选 B。本题考查植物激素在农业生产中的应用。A 项，适时打顶去心，可解除顶端优 势，即降低侧芽部位生长素的浓度以生出更多的侧芽开花结实。B项，豆科植物如绿豆与根瘤 菌互利共生，可固氮肥田，与植物激素作用无直接关系。C 项，根茬部位可产生生长素，促进 植株的生长。D项，利用木瓜产生的乙烯促进红柿成熟。故选 B。 2.下列有关植物激素的叙述，正确的是 ( ) A.乙烯的作用主要是促进植物果实的发育 B.用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条，生根量可能相同 C.根尖分生区细胞数目增多主要是由赤霉素调节的 D.播种前用一定浓度的脱落酸溶液浸泡种子可促进种子萌发 【解析】选 B。乙烯促进果实成熟，A 错误；生长素在一定浓度范围内随浓度的增加，促进生 长的作用先增强后减弱，超过一定浓度则抑制生长，因此，用不同浓度的生长素溶液处理扦 插枝条，生根数量可能相同，B 正确；促进细胞分裂，使细胞数目增多的激素是细胞分裂素， C错误；播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子可促进种子萌发，D错误。 3.植物激素在植物生命活动中起重要作用，下列有关叙述正确的是 ( ) - 13 - A.植物激素直接参与细胞内的代谢活动 B.在果实的发育过程中生长素和乙烯的作用相同 C.脱落酸既能促进叶片衰老，也能促进细胞分裂 D.赤霉素既能促进细胞伸长，也能促进种子萌发 【解析】选 D。植物激素只传递调节代谢的信息，并不参与细胞内的代谢活动；在果实的发育 过程中生长素促进果实的生长发育，乙烯主要促进果实的成熟；脱落酸能促进叶片的衰老与 脱落，细胞分裂素能促进细胞分裂；赤霉素既能促进细胞伸长，也能促进种子萌发。 考点四 有关植物激素的实验分析 1.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度： (1)实验原理： 适宜浓度的 NAA 溶液促进植物插条生根，浓度过高或过低都不利于插条生根。 (2)实验流程： 制作插条：把形态、大小一致的某种植物的插条分成 10 组，每组 3 枝 配制梯度溶液：取生长素类似物按照不同的比例稀释成 9 份，第 10 份用蒸馏水作为空白对照 处理插条：①浸泡法：把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约 3 cm，处理几小时至一天。 (要求溶液的浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理) ②沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约 5 s)，深约 1.5 cm 即可 实验培养：把每组处理过的枝条下端依浓度梯度从小到大分别放入盛清水的托盘中浸泡，放 在适宜温度下培养，每天观察一次，记录生根情况 记录实验结果 - 14 - 分析结果，得出结论：可对小组得出的实验结果以表格或者曲线的形式分析，并分析实验结 果和实验预测是否一致，得出实验结论 2.与植物激素相关的实验设计： (1)验证生长素的产生部位在尖端。 实验组 对照组 图形 内容 取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块， 置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如 图甲) 取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼 脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧 (如图乙) (2)验证生长素的横向运输发生在尖端。 ①实验操作(如图)： ②实验现象：装置 a 中胚芽鞘直立生长；装置 b 和 c 中胚芽鞘弯向光源生长。 (3)验证生长素只能由形态学上端运输到形态学下端。 ①实验操作(如图)： ②实验现象：A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B 组不生长，不弯曲。 (4)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度。 ①实验操作：如图所示(注：A 盒下侧有开口，可以进光)。 ②结果预测及结论： a.若 A、B中幼苗都向上弯曲生长，只是 B 向上弯曲程度大，说明重力对生长素分布的影响大 于单侧光。 - 15 - b.若 A 中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响大于重 力。 c.若 A 中幼苗水平生长，B 中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。 (5)验证生长素在果实发育中的作用及合成部位。 ①原理： ②过程： ③结果：A组发育成有子黄瓜，B组不发育，C组发育成无子黄瓜。 ④结论：生长素是果实发育所必需的，主要由发育中的种子合成。 【高考警示】 生长素类似物促进插条生根的四个关键点 (1)控制无关变量：例如，要研究不同浓度溶液的影响，处理的时间长短应该一致；选取的植 物材料、插条长短、芽的个数等条件也尽可能相同。处理插条时，应将其基部(形态学下端) 进行浸泡或沾蘸，否则扦插枝条不能成活。 (2)正式实验前必须先进行预实验：如果对要研究的植物的有关情况所知甚少，可以先设计一 组浓度梯度比较大的预实验进行摸索，再在预实验的基础上设计浓度梯度比较小的正式实验。 (3)凡是带芽或叶的插条，其扦插成活率一般比不带芽或叶的插条成活率高，但插条上芽和叶 并非越多越好。 ①留叶过多，蒸腾作用失水多，插条易枯死。 ②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。 (4)必须设置重复组，即每组不能少于 3 根枝条，减少偶然因素对实验的影响； - 16 - 必须设置对照组：蒸馏水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行对比，使实验更具 有说服力。 【典例】(2018·江苏高考)如图为一种植物扦插枝条经不同浓度 IAA 浸泡 30 min 后的生根 结果(新生根粗细相近)，对照组为不加 IAA 的清水。 下列叙述正确的是 ( ) A.对照组生根数量少是因为枝条中没有 IAA B.四组实验中，300 mg/L IAA 诱导茎细胞分化出根原基最有效 C.100 与 300 mg/L IAA 处理获得的根生物量相近 D.本实验结果体现了 IAA 对根生长作用的两重性 【解析】选 B。本题以生长素促进扦插枝条生根的实验为依据，考查对实验数据分析、判断、 推理的能力。由于扦插枝条本身带有芽，所以对照组枝条自身也会产生 IAA，A 项错误；生长 素浸泡的作用是诱导茎细胞分化出根原基，四组实验中，浓度为 300 mg/L IAA 诱导分化生根 数最多，且平均根长较长，所以其诱导效果最好，B项正确；100 与 300 mg/L IAA 处理获得 的根的长度相近，而不是生物量相近，判断根的生物量应从生根数和生根长度两方面考虑，C 项错误；实验组的三组实验中，没有效果比对照组差的，所以实验数据未能体现生长素作用 的两重性，D 项错误。 (1)该题实验的自变量为生长素的浓度，实验的因变量是每个枝条的生根数量与根的长度；实 验的无关变量是生长素的浓度、处理枝条数、处理的时间等。 (2)在正式实验前需要先做一个预实验的原因是为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设 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。 - 17 - 1.(2017·江苏高考)研究小组探究了萘乙酸(NAA)对某果树扦插枝条生根的影响，结果如下图。 下列相关叙述正确的是 ( ) A.自变量是 NAA，因变量是平均生根数 B.不同浓度的 NAA 均提高了插条生根率 C.生产上应优选 320 mg/L NAA 处理插条 D.400 mg/L NAA 具有增加生根数的效应 【解析】选 D。分析题干信息可知，自变量是 NAA 浓度，因变量是平均生根数和生根率，A项 错误；图中当 NAA 浓度大于 300 mg/L 时，对插条生根率起抑制作用，B 项错误；生产上应优 选 200 mg/L NAA 处理插条，这时的生根率最高，而平均生根数也比较高，C 项错误；图中 NAA 浓度为 400 mg/L 时，平均生根数高于 NAA 浓度为 0 mg/L 时的对照组，说明该浓度的 NAA 具 有增加生根数的效应， D 项正确。 2.(2018·海南高考)激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂。为了探究激动素对侧芽生 长的影响，某同学将生长状态一致的豌豆苗随机分为 A、B、C 三组，实验处理如表。处理后， 定期测量侧芽的长度，结果如图所示。 组别 顶芽处理 侧芽处理 A 去除 2 mg/L 激动素溶液涂抹 B 保留 2 mg/L 激动素溶液涂抹 C 保留 蒸馏水涂抹 - 18 - 回答下列问题： (1)从实验结果可知，顶芽能抑制侧芽生长，这种现象称为____________________。 (2)A 组侧芽附近的生长素浓度_______(填“高于”“低于”或“等于”)B 组相应侧芽附近的 生长素浓度，原因是 _________________________________。 (3)为了验证激动素对 A组侧芽生长有促进作用，还应该增加一个处理组 D，D 组的处理是 ___________________，预测该处理的实验结果是：D 组侧芽生长量___________(填“大于” “小于”或“等于”)A 组的生长量。 【解题指南】 (1)获取信息：题表中 B组和 C 组对比结合坐标图数据可得出信息：激动素能促进侧芽生长； 题表中 A 组和 B 组对比结合坐标图数据可得出信息：顶芽产生的生长素能抑制侧芽生长。 (2)扫清障碍： ①理解并熟练应用实验的等量原则、对照原则、平行原则。 ②在保证单一变量的前提下分析实验数据、得出结论。 【解析】(1)顶芽优先生长而抑制侧芽生长的现象叫做顶端优势。 (2)A 组去除了顶芽，没有顶芽产生的生长素向下运输；而 B组含有顶芽能产生生长素并向下 运输，积累在侧芽上，所以 A 组侧芽附近的生长素浓度低。 (3)依据题表分析，B 组和 C组是保留顶芽情况下的对照，缺少一个与 A 组去除顶芽下的对照， 故要增加一个 D 组，处 理方法为去除顶芽、用蒸馏水处理侧芽。由 B 组和 C 组分析激动素能促进侧芽生长，D 组侧芽 的生长量小于 A 组的生长量。 答案：(1)顶端优势 (2)低于 顶芽是产生生长素的场所，去除顶芽后没有生长素向下运输 (3)去除顶芽，用蒸馏水涂抹侧芽 小于 【加固训练】 某小组开展“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”课题研究，在以下实验方案 中，下列哪一项不正确 ( ) A.浸泡法处理插条要求溶液浓度较低，空气保证一定湿度 B.选材要求生长旺盛多年生枝条 C.严格控制无关变量 D.进行预实验，确定合适实验浓度范围 - 19 - 【解析】选 B。该实验设计的浸泡法处理插条要求溶液浓度较低，空气保证一定湿度，A 正确； 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度，选材应为生长旺盛的枝条，B错误；本实验是探 索生长素类似物促进插条生根的最适宜浓度，实验要满足单一变量原则，所以要严格控制无 关变量，C 正确；实验前做一个预实验，目的是确定合适的实验浓度范围，为正式实验摸索条 件，减少实验误差，D 正确。