【生物】2018届一轮复习植物激素调节的相关实验教案 13页

植物激素调节 突破点1　探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度 ‎[必备知识]‎ ‎1.实验原理 ‎①生长素类似物对植物插条的生根情况有很大的影响。‎ ‎②用生长素类似物在不同浓度、不同时间下处理插条，其影响程度不同。‎ ‎③存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。‎ ‎2.生长素类似物处理插条的方法 浸泡法和沾蘸法 ‎3.为避免设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费，实验之前需进行预实验。‎ ‎4.本实验的自变量是生长素类似物浓度，所以需要配制一系列浓度梯度的生长素类似物溶液。‎ ‎5.实验过程 ‎6.实验分析 由下图曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素浓度，在A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同生长素浓度。‎ ‎[深度思考]‎ ‎1.本实验中蒸馏水有哪些作用？‎ 提示　实验中蒸馏水的作用主要有：‎ ‎①作为空白对照。‎ ‎②用来配制不同浓度的生长素类似物溶液。‎ ‎③处理过的插条下端需浸在蒸馏水中有利于生根。‎ ‎2.选择插条时需带有一定的芽或叶的原因？‎ 提示　凡是带芽或叶的插条，其扦插成活率都比不带芽或叶的插条生根成活率高。‎ ‎3.本实验怎样控制无关变量？‎ 提示　控制本实验的无关变量的方法包括选用相同的花盆、相同的植物材料，插条的生理状况、带有的芽数相同，插条处理的时间长短一致等。‎ ‎[明确考向]‎ 考向1　以坐标曲线为载体探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 ‎1.（2016·山西康杰中学等四校联考）探究不同浓度2，4D溶液对柳树插条生根影响的预实验中，四组同学根据各自选择的浓度区间绘出如下曲线，其中有几条是不可能出现的（　　）‎ A.一条 B.两条 C.三条 D.四条 解析　若所设置的2，4D溶液浓度较低，均处于小于最适浓度，则可能出现甲结果；若所设置浓度较高，均大于最适浓度，则可能出现乙结果；若所设置浓度在最适浓度两侧，则可能出现丙结果。由于生长素作用具两重性，故不会出现浓度越高生根越多的局面，故丁图所示曲线不正确。‎ 答案　A ‎2.下图所示曲线图是依据科学家多次实验的结果所绘制的不同浓度NAA溶液对某植物生根生长的影响状况。‎ 请回答：‎ ‎（1）图示信息表明，促进该植物根生长的最适浓度约为　　　　　　　　，10－5（mol·L－1）的NAA溶液浓度和10－7（mol·L－1）的NAA溶液浓度对根生长的影响状况分别为　　　　、　　　　。‎ ‎（2）某同学为了验证不同浓度NAA对该植物生根的影响，以确定促进生根的最适浓度，按照下表设置了浓度梯度：‎ 组别 A B C NAA浓度/（mol·L－1）‎ ‎10－14‎ ‎10－12‎ ‎10－10‎ 请回答下列问题：‎ ‎①已有实验相当于该同学进行实验之前的　　　　　。该同学的实验能否达到实验目的？　　　　。原因是　　　　　　　　，应该　　　　　　。除该同学设置的三个浓度之外，还应设置的浓度有　　　　　　。‎ ‎②该实验中用NAA溶液对插条处理的方法有　　　　和　　　　。但实验中选用处理方法时，应该注意　　　　　，这样做的目的是__________________________。‎ ‎③插条的形态学上端和形态学下端具有不同的特性，即形态学上端长芽、下端生根，在用NAA溶液对插条进行处理时需要注意处理插条的　　　　　　。‎ 解析　本题考查学生审图及分析能力。根据已有实验的结果可知该同学设置的浓度过小，还应设置几个大于10－10mol/L的浓度，这样才能达到实验的目的，即确定促进生根的最适浓度。用NAA溶液对插条处理的方法有浸泡法和沾蘸法，但实验中只能选择其中的一种处理方法，目的是让各组中的无关变量相同。‎ 答案　（1）10－10（mol·L－1）　抑制　促进　（2）①预实验　不能　浓度设置过小　再设置几个较大的浓度　10－8mol/L、10－6mol/L　②浸泡法　沾蘸法　只能用浸泡法或沾蘸法　让各组中的无关变量相同　③形态学下端 实验成功的关键点 ‎（1）预实验时需要设置空白对照，在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。‎ ‎（2）浸泡法处理并非是将插条浸泡在配制好的生长素类似物溶液中让其生根，而是把插条的基部浸泡在配制好的溶液中（深约1.5 cm）处理几小时至一天，然后再将其扦插到完全培养液中让其生根。‎ ‎（3）实验的测量指标可以是枝条的生根数目，也可以是生根的长度。‎ ‎（4）在实验过程中，可能会出现不同浓度的生长素类似物对促进生根的效果相同的情况。‎ 考向2　分析图表探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 ‎3.某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根的影响，实验结果如下图，有关分析错误的是（　　）‎ A.初步判断，甲对微型月季插条生根的作用是促进生根 B.初步判断，乙对微型月季插条生根的作用是抑制生根 C.图中的结果不能判断0.5 μmol/L的激素类似物乙对生根的影响 D.若探究甲和乙对插条生根的复合影响，应设计3组材料进行实验 解析　图示中不同激素类似物的浓度只是少量的组，因此只能够初步判断，甲对微型月季插条生根的作用是促进生根，乙对微型月季插条生根的作用是抑制生根。图示中无0.5 μmol/L的激素类似物乙的实验，因此不能判断0.5 μmol/L的激素类似物乙对生根的影响；若探究甲和乙对插条生根的复合影响，应至少设计四组材料进行实验，一组是蒸馏水的对照组，一组是激素类似物甲，一组是激素类似物乙，一组是二者的混合比例对插条生根的影响。‎ 答案　D ‎4.某生物兴趣小组利用2，4-D进行了如下实验：‎ ‎①配制一系列浓度梯度的2，4-D溶液共6组；②选取生理状况相同的桂花插条，均分为6组，将插条下端分别浸泡在不同浓度的2，4D溶液中，10 min后取出，进行无土栽培；③一段时间后取出，统计每组插条生根数目并计算平均值，结果如下表：‎ ‎2，4-D溶液浓度/（mol·L－1）‎ ‎0‎ ‎10－15‎ ‎10－14‎ ‎10－13‎ ‎10－12‎ ‎10－11‎ 生根数（平均值）‎ ‎2.0‎ ‎3.8‎ ‎7.2‎ ‎9.4‎ ‎15.1‎ ‎20.3‎ 根据以上实验，可以得到的结论是（　　）‎ A.促进桂花插条生根的最适2，4-D溶液浓度是10－11mol/L B.一定浓度的2，4-D溶液对插条生根具有明显的促进作用 C.超过一定浓度的2，4-D溶液对插条生根有抑制作用 D.相同浓度的2，4-D溶液和生长素溶液对插条生根的作用相同 解析　由题中信息可知：以2，4-D溶液浓度为0的组作为对照组，其他组为实验组。由生根数可知：2，4-D溶液对插条生根具有促进作用，并且一定浓度的2，4-D溶液对插条生根具有明显的促进作用；表中数据没有体现2，4-D溶液对插条生根的抑制作用；该题中2，4-D溶液浓度范围设定太小，故不能确定最适浓度；题中没有涉及有关生长素对插条生根作用的实验，不能说明相同浓度的2，4-D溶液和生长素溶液对插条生根的作用相同。‎ 答案　B ‎[必备知识]‎ ‎1.验证尖端产生生长素 ‎（1）实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘的一侧（如图甲所示）。‎ ‎（2）对照组：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的一侧（如图乙所示）。‎ ‎2.验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段 ‎（1）实验组：在胚芽鞘尖端与下面一段之间插入云母片（如图甲所示）‎ ‎（2）对照组：胚芽鞘不进行处理（如图乙所示）。‎ ‎3.验证生长素的横向运输发生在尖端 ‎（1）实验操作 ‎（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。‎ ‎4.验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输 ‎（1）实验操作 ‎（2）实验现象：A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组中去掉尖端的胚芽鞘既不生长也不弯曲。‎ ‎5.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 若A、B中幼苗都向上弯曲生长，且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。‎ 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。‎ 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等于重力。‎ ‎6.验证生长素在果实发育中的作用及合成部位 ‎（1）原理：果实发育与生长素的关系 ‎①如果切断生长素的自然来源（不让其受粉或除去正在发育着的种子），果实因缺乏生长素而停止发育，甚至引起果实早期脱落。‎ ‎②在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房正常发育为果实，因为没有受精，果实内没有种子。‎ ‎（2）过程 相同黄瓜植株 ‎（3）结果：A组发育出有子黄瓜，B组不发育，C组发育出无子黄瓜。‎ ‎（4）结论：生长素是果实发育所必需的。‎ ‎ ‎ ‎[明确考向]‎ 考向1　设计实验探究植物激素的生理作用 ‎1.科学家在研究脱落酸的生理作用时，做了如下实验：取棉花幼苗植株一棵，剪去叶片留下叶柄（如图所示），并在切口A、B处分别滴加不同的溶液，然后将所有处理的材料插在培养皿的湿砂中，24 h后，定期用镊子轻碰叶柄，观察叶柄是否脱落，并记录叶柄脱落的时间。‎ ‎（1）脱落酸是植物体内产生的一种植物激素，主要作用是　　　　细胞分裂，促进　　　　的衰老和脱落，在将要　　　　的器官和组织中含量较多。‎ ‎（2）实验中需剪去幼苗叶片，是因为_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎（3）实验中在A处滴加的是一定浓度的　　　　　溶液，B处滴加的是　　　　，滴加量要　　　　。‎ ‎（4）实验进行4 d后，观察发现，在一定外力作用下，叶柄脱落。但改用乙烯利（具有与乙烯相同的生理效应）重复本实验时，发现不需施加外力，叶柄可自然脱落。这说明在促进植物器官（叶片）脱落方面，乙烯的作用　　　　（填“大于”或“小于”）脱落酸的作用。‎ ‎（5）实验证明，细胞分裂素有延缓叶片衰老（即保绿）的作用，而乙烯则能加速叶片的衰老。若要设计实验证明这一结论，则至少需要设置　　　　组实验。‎ ‎（6）在植物的生长和发育过程中，除受激素调节和环境因素的影响外，在根本上是　　　　在一定时间和空间上程序性表达的结果。‎ 解析　本题考查脱落酸的生理作用及其探究方法。（1）脱落酸具有抑制细胞分裂、促进叶片和果实的衰老和脱落的作用，其合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片。但其主要分布在将要脱落的器官和组织中。（2）实验中剪去幼叶是防止幼叶产生的生长素和细胞分裂素等植物激素抑制脱落酸的作用。（3）A、B是对照处理，结合实验结果分析，A处滴加的是一定浓度的脱落酸溶液，B处作为对照滴加的是等量的蒸馏水。（4）因改用乙烯后，不需外力，叶柄就自然脱落，可见乙烯的作用大于脱落酸的作用。（5）至少需要设置三组实验：空白对照组、细胞分裂素处理组和乙烯处理组。（6）植物的生长和发育过程，根本上是基因在一定时间和空间上选择性表达的结果。‎ 答案　（1）抑制　叶、果实　脱落　（2‎ ‎）幼叶产生的生长素和细胞分裂素等植物激素会抑制脱落酸的作用　（3）脱落酸　蒸馏水　相等　（4）大于　 （5）三　（6）基因 设计和完善植物激素类实验的“五步法”‎ 考向2　实验探究生长素及其类似物的作用原理 ‎2.（2015·兰州一中月考）对植物向光性的解释有三种观点：一是向光侧生长素向背光侧转运，导致背光侧生长素含量增加，促进作用增强；二是向光侧生长素被分解；三是向光侧抑制生长的物质增多。下图表示将玉米苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并作不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示。下列有关叙述错误的是（　　）‎ A.若a>b、c＜d，说明向光侧生长素被分解了 B.若c＋d＝e＋f＝a，且e＜f，说明生长素由向光侧移向了背光侧 C.若c＋d＝e＋f＝a，且e＝f（乙、丁向光弯曲生长），说明向光侧抑制生长的物质多 D.该实验还可以说明向光性是向光侧的生长素向背光侧转移和向光侧产生了抑制性物质共同作用的结果 解析　假设一：若只是发生向光侧生长素向背光侧转移，则向光侧生长素含量比背光侧少，但总量不变，即c＋d＝e＋f＝a，且e＜f。假设二：若只是发生向光侧生长素被分解，则生长素总量减少且背光侧生长素含量多于向光侧的，即a＞b、c＜d、e＜f。假设三：若只是向光侧产生抑制物，则两侧生长素含量相等，且总量也不变，即c＋d＝e＋f＝a，且e＝f。该实验过程没有对抑制物质进行检测，仅据实验现象不能反映出向光性是向光侧的生长素向背光侧转移和向光侧产生了抑制性物质共同作用的结果。‎ 答案　D ‎3.某校生物兴趣小组探究生长素类似物2，4D对月季插条生根的影响，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）‎ A.该实验的无关变量有插条的状况、芽的数量、2，4D的浓度等 B.该实验还可用新生根的平均长度作为观察指标 C.生长素类似物2，4D浓度为800 mg/L时，抑制插条生根 D.该实验可确定400 mg/L是促进插条生根的最适浓度 解析　本实验的目的是探究生长素类似物2，4D对月季插条生根的影响。由于自变量和因变量是因果关系，用坐标表示二者关系的话，横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量。从图中可以看出，2，4D的浓度属于自变量，故A错误；月季插条生根的情况可用新生根数或新生根的平均长度来表示，故B正确；2，4D浓度为800 mg/L时，与浓度为0时相比，插条生根数多，所以该浓度仍促进插条生根，只是促进作用减弱，故C错误；由于该实验分组较少，所以不能确定促进月季插条生根的最适浓度，故D错误。‎ 答案　B 演练真题　领悟考向 ‎1.（2013·浙江理综，5）光照、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长影响的实验结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）‎ A.茎伸长受抑制均由赤霉素合成抑制剂引起 B.赤霉素是影响茎伸长的主要因素之一 C.植物茎伸长与光照时间无关 D.该植物是赤霉素缺失突变体 解析　根据题图可知，光照时间长短、赤霉素、赤霉素合成抑制剂等均会影响茎的伸长，各组限制因素不同，不能一概而论，A项错误；对比1组和2组的茎长，说明赤霉素是影响茎伸长的主要因素之一，B项正确；对比1组和4组的茎长，说明植物茎伸长与光照时间长短有关，C项错误；对比4组和5组的茎长，同样光照时间情况下，使用赤霉素合成抑制剂的小组茎长较短，说明该植物体自身的赤霉素合成受阻，导致茎长伸长受阻，该植物不是赤霉素缺失突变体，D项错误。‎ 答案　B ‎2.（2015·四川卷，10）植物侧芽的生长受生长素（IAA）及其他物质的共同影响。有人以豌豆完整植株为对照进行了以下实验：‎ 实验一：分组进行去除顶芽、去顶并在切口涂抹IAA处理后，定时测定侧芽长度，如图所示；‎ 实验二：用14CO2饲喂叶片，测定去顶8 h时侧芽附近14C放射性强度和IAA含量，如图所示。‎ ‎（1）IAA是植物细胞之间传递　　　　的分子，顶芽合成的IAA通过　　　　方式向下运输。‎ ‎（2）实验一中，去顶32 h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组，其原因是________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎（3）实验二中，14CO2进入叶绿体后，首先能检测到含14C的有机物是　　　　　　，该物质被还原成糖类需要光反应提供　　　　。a、b两组侧芽附近14C信号强度差异明显，说明去顶后往侧芽分配的光合产物　　　　。‎ ‎（4）综合两个实验的数据推测，去顶8 h时Ⅰ组和Ⅲ组侧芽附近的IAA浓度关系为：Ⅰ组　　　　（大于/小于/等于）Ⅲ组；去顶8 h时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组，请对此结果提出合理的假设：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　（1）IAA是植物细胞之间传递信息的分子，顶芽合成的IAA通过主动运输方式向下运输。（2）去顶32 h时，Ⅲ组侧芽处IAA浓度大于Ⅱ组，抑制了侧芽的生长，所以去顶32 h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组。（3）14CO2进入叶绿体后，首先能检测到含14C的有机物是三碳化合物（C3），该物质被还原成糖类需要光反应提供的[H]和ATP。a、b两组侧芽附近14C信号强度差异明显，说明去顶后往侧芽分配的光合产物增多。（4）由实验二可推知：去顶8 h时， Ⅰ组和Ⅲ组侧芽附近的IAA浓度相等。综合实验一、实验二，去顶8 h时Ⅱ组与I组比较，侧芽附近IAA含量一致，但Ⅱ组去顶后促进了有机物向侧芽运输，导致去顶8 h时Ⅱ组侧芽长度明显大于I组。‎ 答案　（1）信号　主动运输 ‎（2）涂抹的IAA运输到侧芽附近，高浓度的IAA抑制了侧芽的生长 ‎（3）三碳化合物（C3）　ATP和[H]　增多 ‎（4）等于　Ⅱ组去顶后往侧芽分配的光合产物增多，促进侧芽的生长 ‎3.（2013·课标Ⅱ，29）已知大麦在萌发过程中可以产生α淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：‎ 试管号 GA溶液 缓冲液 水 半粒种子10个 实验步骤 实验结果 步骤1‎ 步骤2‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎1‎ 带胚 ‎25 ℃保温24 h后去除种子，在各试管中分别加入1 mL淀粉液 ‎25 ℃保温10 min后各试管中分别加入1 mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅 ‎＋＋‎ ‎2‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎1‎ 去胚 ‎＋＋＋＋‎ ‎3‎ ‎0.2‎ ‎1‎ ‎0.8‎ 去胚 ‎＋＋‎ ‎4‎ ‎0.4‎ ‎1‎ ‎0.6‎ 去胚 ‎＋‎ ‎5‎ ‎0.4‎ ‎1‎ ‎0.6‎ 不加种子 ‎＋＋＋＋‎ 注：实验结果中“＋”越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）α淀粉酶催化　　　　　　　水解可生成二糖，该二糖是　　　　　　　　　。‎ ‎（2）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的　　　　，这两支试管中淀粉量不同的原因是______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎（3）综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎（4）综合分析试管2、3和4的实验结果，说明____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　（1）α-淀粉酶能催化淀粉水解，淀粉的初级水解产物是麦芽糖，其水解后生成两个葡萄糖。（2）试管1和试管2两组进行对比，相互之间的自变量为是否有胚（或有无α淀粉酶存在），因变量是试管中淀粉的含量。在此实验中淀粉的含量由生成的α-淀粉酶的量决定，α-淀粉酶含量越高，则淀粉被水解的越多；α淀粉酶含量越低，则淀粉被水解的越少；无α-淀粉酶，则淀粉不被水解。检测时，加入碘液后，颜色较深的含淀粉多，颜色较浅的含淀粉少。（3）以试管5作为空白对照，对比试管2和试管3，仅有试管3中的淀粉被分解，说明试管3有α-淀粉酶产生，而试管2没有α-淀粉酶产生。由此可以推断GA溶液在无胚的情况下可诱导种子生成α-淀粉酶，继而促进了淀粉的水解。（4）观察试管2、3和4，三者加入的GA溶液浓度呈梯度分布，且当GA含量越多时，试管中的淀粉越少。由此可推测，GA浓度高对α淀粉酶的诱导效果好。‎ 答案　（1）淀粉　麦芽糖　（2）少　带胚的种子保温后能够产生α-淀粉酶，使淀粉水解　‎ ‎（3）诱导种子生成α-淀粉酶　（4）GA浓度高对α-淀粉酶的诱导效果好