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2018届高考生物一轮（课标通用）课件：专题十九 植物的激素调节
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这是一份2018届高考生物一轮（课标通用）课件：专题十九 植物的激素调节，共60页。PPT课件主要包含了考点44，考点45，试做真题，高手必备，萃取高招，对点精练，生长素的发现，实例解读等内容，欢迎下载使用。
本专题一大重点是生长素的发现历程及其相关的实验,许多科学家为生长素的发现做出了贡献,我们要学习他们的实验方法和思路。在做实验分析题时,一定要注意自变量是什么,会导致生长素如何分布。回到生长素本身,其化学本质、产生部位、运输方式等都是相当重要的知识点。之后,我们要学会利用其生理作用的两重性来分析一些现象,解决实际问题。例如根和茎横放后不同的生长方向、顶端优势等,都能够通过生长素的作用曲线进行合理的解释。关于其他植物激素,我们要非常熟悉它们各自的产生部位、功能以及相互作用。
这一部分的实验主要是在探究植物的向光生长方面。多做题,多了解这个实验的一些变式是非常有用的。记忆方面,生长素及其类似物的应用也需要我们多加注意,任务最重的是其他植物激素的内容,要多花一点时间来反复强化记忆的。本专题不会出现太难的题目,但也不是可以轻松解决的送分题目,一定要认真对待。北京大学 张栋杰
生长素的发现和作用1.(2016·课标全国Ⅲ,4,6分,中等难度)为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组,实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下,在黑暗中放置一段时间后,对照组胚芽鞘无弯曲生长,实验组胚芽鞘发生弯曲生长,如图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是( )
【答案】 D 由题意可知,琼脂块a不含IAA,故胚芽鞘b侧和c侧都不含IAA,琼脂块a'含IAA,IAA会向下运输到b'侧,故胚芽鞘b'侧含有IAA,c'侧不含IAA,所以IAA的含量为b'侧>b侧=c侧=c'侧,A、B两项错误。胚芽鞘细胞均能运输IAA,C项错误。IAA在胚芽鞘中运输时会有部分被氧化分解,所以琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量,D项正确。
2.(2015·课标全国Ⅰ,2,6分,较低难度)下列关于植物生长素的叙述,错误的是( )A.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素B.成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输C.幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同D.豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响【答案】 C 生长素主要的合成部位是植物幼嫩的芽、叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素,A项正确;在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,B项正确;幼嫩细胞比成熟细胞对生长素敏感,C项错;豌豆幼苗切段中,低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增高到一定值后,就会促进切段中乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用,D项正确。
3.(2014·大纲全国,5,6分,中等难度)为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论,需要先利用琼脂块收集生长素,之后再测定其含量。假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关,下列收集生长素的方法(如图示)中,正确的是( )
【答案】 B A选项图中,云母片左侧的生长素无法运输到右侧,琼脂块收集到的生长素也不能分开;C选项图中,左侧只有极少量的生长素能运输到右侧,琼脂块收集到的生长素也不能分开;D选项图中,虽然琼脂块中的生长素能分开,但胚芽鞘中左侧的生长素不能运输到右侧。只有B选项图中胚芽鞘中左侧的生长素能运输到右侧,并且琼脂块中的生长素也能分开。
2.生长素的产生、运输和分布(1)主要合成部位:具有分生能力的组织,如幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
(3)分布:各器官均有分布,但相对集中地分布于生长旺盛的部分。
3.生长素促进生长的机理及特点(1)作用机理:促进细胞纵向伸长生长。
(3)作用特点:两重性,即高浓度抑制生长,低浓度促进生长,这里所说的浓度高低是相对于不同器官的抑制和促进的浓度范围而言的,如右图:
①不同浓度的生长素作用于同一器官,引起的生理功效(促进效果或抑制效果)不同。②同一浓度的生长素作用于不同器官,引起的生理功效也不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>茎),也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。③曲线在A'、B'、C'点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果,而且A、B、C三点分别代表促进根、芽、茎生长的最适浓度。④不要将AA'、BB'、CC'段理解为抑制阶段,这些阶段仍体现为促进作用,只是促进作用渐弱。
4.生长素运输和作用的具体实例:向性运动、顶端优势(1)向光性的产生机制(如下图)
①四周均匀光照或无光:尖端产生生长素→均匀极性运输→尖端以下部位生长素分布均匀→生长均匀→直立生长。②单侧光→尖端→影响生长素运输
可见向光性产生的内在因素是生长素分布不均匀,外在因素是单侧光的照射。(2)茎的负向重力性与根的向重力性的产生机制(如下图)。生长素浓度:A>a B>b生长速度:vA>va vB
5.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度(1)实验原理:适宜浓度的生长素促进插条生根。在不同浓度的生长素溶液中,扦插枝条生根的情况不同。(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。
典例导引1(2017·内蒙古包头质检,23)研究生长素在植物体内的运输及作用时,科学家使用燕麦胚芽鞘中段进行了如图实验,供应块是含生长素的琼脂块,接受块是不含生长素的琼脂块,下列说法正确的是( )A.甲中A会向左弯曲生长,乙中B会直立生长B.生长素由供应块运输到接受块需消耗能量C.甲中生长素使A弯曲生长的原因主要是加快了右侧细胞的分裂速度D.将图中供应块与接受块的位置互换,实验结果不变
【解析】 据图分析,图甲中供应块的生长素能够运输到接受块,引起A向左弯曲生长,图乙中供应块的生长素不能运输到接受块,B既不生长也不弯曲,A项错误;生长素由供应块运输到接受块的极性运输属于主动运输,需消耗能量,B项正确;图甲中供应块的生长素能够运输到接受块,甲中生长素使A弯曲生长的原因是右侧生长素浓度较高,加快了右侧细胞的伸长速度,C项错误;将图中供应块与接受块的位置互换,实验结果与该实验相反,D项错误。【答案】 B
高招1图表法分析与生长素有关的植物生长探究实验
典例导引2(2017·湖南名校联考,17)下列有关生长素生理作用(如图)的叙述,错误的是( )A.若某植物幼苗表现出向光性,向光侧的生长素浓度为f,则背光侧的生长素浓度范围为大于fB.若某水平放置的植物幼苗表现出根向地性、茎背地性,茎的近地侧(下方)生长素浓度为2f,则茎的远地侧(上方)生长素浓度范围为小于fC.某些除草剂除草的原理是使杂草中生长素类似物浓度应处于大于h状态下D.若某植物产生了顶端优势,其顶芽生长素浓度可能为g,则侧芽生长素浓度可能大于h
【解析】 当幼苗表现出向光性时,向光侧的生长素浓度应小于背光侧,且背光侧生长速度应大于向光侧。根据图示曲线可知,若此时向光侧的生长素浓度为f,则背光侧的生长素浓度范围应大于f且小于2f,A项错误;当水平放置的植物幼苗表现出根向地性、茎背地性时,茎的近地侧生长素浓度应大于远地侧生长素浓度,且近地侧生长速度应大于远地侧生长速度。根据图示曲线可知,若此时茎的近地侧生长素浓度为2f,则远地侧生长素浓度范围为小于f,B项正确;利用生长素类似物作除草剂时,生长素类似物对植物的作用应表现为抑制生长。根据图示曲线可知,此时杂草中生长素类似物浓度应大于h,C项正确;顶芽产生的生长素会向下运输积累在侧芽部位,使侧芽部位的生长素浓度过高而抑制生长。若某植物顶芽的生长素浓度为g,产生顶端优势现象时侧芽生长素浓度可能大于h,D项正确。【答案】 A
高招2解读生长素的双重作用曲线1.双重作用曲线
(1)当生长素浓度小于i时均为“低浓度”,高于i时才会抑制植物生长,成为“高浓度”。(2)曲线中OH段表明:在一定浓度范围内随生长素浓度升高,促进生长作用增强。(3)曲线中HC段表明在一定浓度范围内随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。(4)H点表示促进生长的最适宜浓度为g。(5)C点表示促进生长的“阈值”,即大于C处生长素浓度,将会使生长受抑制,此即所谓的“高浓度”。
1.(2017·黑龙江大庆质检,16)下列有关植物生长素发现及应用的叙述,正确的是( )A.温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输B.燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关C.植物的向光性是因为在单侧光的作用下,植物向光侧的生长素比背光侧的多D.在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输,根失去向地生长的特征
【答案】 B 温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散,而不是主动运输,A项错误;极性运输是指从形态学上端向形态学下端运输,与光照方向无关,B项正确;植物的向光性是因为在单侧光的作用下,植物背光侧的生长素比向光侧的多,C项错误;在太空失重状态下植物激素不能进行横向运输,但能进行极性运输,D项错误。
2.(2017·山东济宁二模,3)下列关于生长素及其类似物的叙述,正确的是( )A.生长素由色氨酸经核糖体合成B.农田积水时可能会影响生长素在根内的极性运输C.植物的顶端优势及茎的向光性能够说明生长素作用的两重性D.在花期喷洒高浓度的2,4-D可防止落花落果【答案】 B 生长素不是蛋白质,故其合成场所不是核糖体,A项错误;生长素在根内的极性运输需要消耗能量,而积水会影响根细胞的有氧呼吸,从而影响能量供应,B项正确;茎的向光性是由于向光侧生长素的促进作用弱,背光侧生长素的促进作用强造成的,没有体现生长素的两重性,C项错误;高浓度的2,4-D会起到疏花疏果的作用,D项错误。
3.(2017·安徽黄山期末,31)科学家对黄花豌豆幼苗切段的实验研究中发现,低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增加到一定值时,就会促进切段中乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。实验结果以及生长素(ml·L-1)对乙烯的合成和切段生长的机理绘图如下,请据图回答下列问题。
(1)生长素处理前,切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少 对实验结果的影响。 (2)从图甲可以看出促进切段伸长生长的最适生长素浓度范围为 ml/L,实验结果表明生长素对茎段的伸长生长具有 的特点。 (3)从图乙可以看出高浓度生长素抑制茎段的伸长生长的机制是 。 (4)图甲说明豌豆切段生长是 的结果;图乙说明,根本上来说,茎段的伸长生长是激素调节 的结果。在茎段生长过程中激素既是植物细胞代谢产物,也是细胞生长过程中的 (填“信号分子”“能量物质”或“催化物质”)。
【答案】 (1)内源激素(2)10-7~10-5 两重性(3)高浓度生长素通过促进ACC合成酶基因的表达,进而促进乙烯的合成,高浓度的乙烯抑制切段的伸长生长(合理就可)(4)多种(生长素和乙烯/不同)激素共同调节 基因选择性表达 信号分子
【解析】 (1)生长素处理前,切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少内源激素对实验结果的影响。(2)从图甲可以看出促进切段伸长生长的最适生长素浓度范围为10-7~10-5ml·L-1,各实验组与对照组实验结果对比表明,生长素对茎段的伸长生长既可以促进也可以抑制,即具有两重性的特点。(3)从图乙可以看出高浓度生长素通过促进ACC合成酶基因的表达,进而促进乙烯的合成,高浓度的乙烯抑制切段的伸长生长。(4)图甲说明豌豆切段生长是多种(生长素和乙烯/不同)激素共同调节的结果;图乙说明,根本上来说,茎段的伸长生长是激素调节基因选择性表达的结果。在茎段生长过程中,激素既是植物细胞代谢产物,也是细胞生长过程中的信号分子。
4.(2017·辽宁锦州二模,30)为研究生长素促进果实发育是否与生长素具有很强的吸引与调运养分的效应有关。科学家做了如下实验,在天竺葵的叶片不同部位滴上一定浓度的生长素溶液、水、14C葡萄糖,如图甲所示;48 h后在同一叶片得到如下图乙所示的结果,其阴影部分表示具有放射性,原来滴加14C葡萄糖的部位已被切除。
(1)上图中滴水处理的作用是 。 (2)从天竺葵叶片进行的实验中可以看出,14C标记的葡萄糖向着 的地方移动,说明生长素能促进果实的发育可能与它能 有关。 (3)根据生长素具有很强的吸引与调运养分的效应,黄瓜在开花时,遇到暴风雨而花落,可用 处理可促使子房膨大而获得 (填“有子”或“无子”)果实;若用高浓度IAA处理反而导致落果,说明生长素的作用具有 。 (4)草莓的“果实”实际是一个膨大的花柱,其膨大与其内的“种子”(即瘦果)有关。当将瘦果去除时,花柱就不能正常发育,用IAA喷施没有瘦果的花柱时,其又能膨大。说明瘦果使草莓的“果实”膨大的原因 ,所以瘦果能使草莓的“果实”膨大。
【答案】 (1)作为对照(2)有生长素 调运养分(3)适宜浓度的IAA 无子 两重性 (4)瘦果产生生长素,生长素促进果实发育【解析】 (1)滴水处理的目的是与滴生长素形成对照。(2)根据图乙可推知葡萄糖的分布与生长素的含量有关,即葡萄糖向着含有生长素的地方移动,说明生长素促进果实发育可能与它能调运养分有关。(3)用适宜浓度的生长素处理未受精的雌蕊可得到无子果实,若用的浓度过高则会起到相反(抑制果实发育)的作用。(4)根据题干信息中的对照处理可知瘦果使草莓膨大的原因是可以合成生长素,生长素促进果实发育。
5.(2017·北京朝阳二模,29)生长素(IAA)对植物根系生长具有重要作用。为探讨IAA作用机制,科研人员做了如下研究。(1)用浓度为0.1 mg/L的IAA处理拟南芥植株,并检测拟南芥植株中一系列基因的表达量,其中V蛋白基因表达量结果如图1。
图1由图得知V蛋白基因表达量 , 推测V蛋白可能参与IAA作用过程。
(2)已有研究表明,V蛋白需要与其他蛋白质结合发挥作用。科研人员为了寻找细胞中与 V蛋白相互作用的蛋白质,通过图2所示体系(YN、YC两种蛋白结合后可发出荧光), 利用相关蛋白的基因构建表达载体并导入拟南芥原生质体,实验处理如表。
将基因表达载体导入拟南芥原生质体的实验
注:X1、X2、……代表一系列待检测蛋白质;yn基因控制YN蛋白的合成,以此类推。请完成表中对应的内容:① ;② ;③ ;④ 。 利用此方法选出了与V蛋白相互作用的R蛋白,V蛋白将R蛋白运输并定位在细胞膜上,从而使R蛋白接受胞外信号,利于主根的生长。
(3)科研人员用浓度为0.1 mg/L的 IAA处理拟南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突变体植株,测量主根长度,结果如图3。
图3结果表明,此浓度的IAA对主根伸长有 作用,且对 植株的作用更显著。 (4)综合上述实验,请解释在浓度为0.1 mg/L 的IAA作用下野生型拟南芥出现图3结果的原因是 。
【答案】 (1)随时间延长而显著增加(2)①yc ②无荧光 ③yn-v ④有荧光或无荧光(3)抑制 (V蛋白功能缺失)突变体(4)V蛋白含量较高,利于R蛋白发挥促进主根生长的作用,部分解除IAA对主根生长的抑制【解析】 (1)根据图示纵横坐标意义可知V蛋白基因表达量随实验的延长而显著增大。(2)对照组1、2、3、实验组间构成对照,且遵循单一变量原则,结合对照组2、3及实验组可知①是yc,同理可推知③为yn-v,结合图2可知②为无荧光,④为有荧光或无荧光。(3)用0.1 mg/L的 IAA处理后主根长度比空白对照短,说明此浓度对主根伸长有抑制作用,并且对突变体植株作用更显著。(4)依据(2)可知V蛋白含量较高,利于R蛋白发挥促进主根生长的作用,可部分解除IAA对主根生长的抑制。
其他植物激素及相互作用1.(2017·课标全国Ⅰ,3,6分,较低难度)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D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程【答案】 C 此题解题的切入点是对曲线的分析以及对叶肉细胞中色素种类及其作用的掌握。由曲线可知,与对照组(蒸馏水组)相比,CTK组叶片中叶绿素的相对含量下降缓慢。由此可知,细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老,A项正确。与CTK组相比,CTK+ABA组叶片中叶绿素的相对含量明显减少,说明细胞分裂素的作用被脱落酸削弱了,B项正确。ABA组叶片中叶绿素的相对含量最少,故该组叶肉细胞的光反应最弱,叶绿体中NADPH合成速率最慢,C项错误。ABA组叶片中叶绿素的相对含量下降得比对照组快,说明ABA可加快叶片由绿变黄的过程,故可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程,D项正确。
2.(2017·课标全国Ⅲ,30,9分,中等难度)干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成。取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如下图所示。
回答下列问题。(1)综合分析上图可知,干旱条件下,ABA对野生型幼苗的作用是 。 (2)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA,推测植物叶片的蒸腾速率会 ,以对环境的变化作出反应。 (3)ABA有“逆境激素”之称,其在植物体中的主要合成部位有 (答出两点即可)。 (4)根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有 (答出两点即可)。
【答案】 (1)促进根的生长,抑制茎叶的生长(2)降低(3)根冠、萎蔫叶片(4)水是根细胞的重要组成部分,水参与根细胞内的生化反应【解析】 (1)由题图可以直接看出,与突变体幼苗(不能合成ABA)相比,野生型(能合成ABA)植株茎叶的生长受到抑制,根的生长被促进。(2)施加ABA后,突变体植株根的生长减慢,从土壤中吸收的水分减少,植物叶片的蒸腾速率会减慢,以对环境的变化作出反应。(3)ABA主要在植物体的根冠、萎蔫的叶片中合成。(4)根细胞内水分的主要作用有参与根细胞内的生化反应、是根细胞的重要组成成分、运送营养物质和代谢废物、形成以水为基础的液体环境、维持细胞渗透压等。
3.(2015·课标全国Ⅱ,29,12分,中等难度)某基因的反义基因可抑制该基因的表达。为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响,某研究小组以番茄的非转基因植株(A组,即对照组)、反义X基因的转基因植株(B组)和反义Y基因的转基因植株(C组)为材料进行实验,在番茄植株长出果实后的不同天数(d),分别检测各组果实的乙烯释放量(果实中乙烯含量越高,乙烯的释放量就越大),结果如下表:
回答下列问题。(1)若在B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质,在C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质。可推测,A组果实中与乙烯含量有关的基因有 ,B组果实中与乙烯含量有关的基因有 。 (2)三组果实中,成熟最早的是 组,其原因是 。如果在35天时采摘A组与B组果实,在常温下储存时间较长的应是 组。【答案】 (1)X基因和Y基因 X基因、Y基因和反义X基因(2)A 乙烯具有促进果实成熟的作用,该组果实的乙烯含量(或释放量)高于其他组(其他合理答案也可) B
【解析】 (1)B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质,C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质,表明反义X基因和反义Y基因发挥了其抑制作用。与A组相比,B组乙烯释放量较少,说明X基因受抑制后,乙烯释放量减少,表明X基因与乙烯的含量有关;同理,C组与A组相比较说明Y基因与乙烯的含量有关,由此可推知,A组果实中与乙烯含量有关的基因有X基因和Y基因;B组反义X基因抑制X基因的表达,从而导致乙烯含量降低,结合A组可推知B组果实中与乙烯含量有关的基因有X基因、Y基因和反义X基因。(2)乙烯的作用是促进果实成熟,由此可推知乙烯含量高的(或释放量大),果实成熟早,即A组;乙烯含量低的,果实成熟晚,利于储存,即B组。
1.比较五类植物激素
2.植物生长调节剂的应用(1)概念:人工合成对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂,如生长素类似物2,4-D、乙烯利、矮壮素等。(2)优点:原料广泛,容易合成,效果稳定等。(3)应用①用乙烯利对凤梨进行催熟,使其提前成熟。②利用赤霉素溶液处理芦苇,提高其纤维长度。③利用赤霉素处理大麦进行啤酒的生产,简化工艺、降低成本。
典例导引3(2017·河南新乡月考,19)不同浓度的生长素影响植物乙烯生成和成熟叶片脱落的实验结果如图所示,下列叙述错误的是( )A.该实验的自变量是不同浓度的生长素溶液B.该实验不能证明生长素是通过乙烯来影响叶片脱落率的C.生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互拮抗的D.喷施高浓度生长素类似物可降低脱落率
【解析】 本实验中,不同浓度的生长素溶液是自变量,乙烯生成量和脱落率是因变量,A项正确;实验中不能证明乙烯对叶片脱落率的影响,B项正确;生长素和乙烯对叶片脱落起协同作用,C项错误;高浓度生长素处理,使脱落率降低,D项正确。【答案】 C
高招3明晰植物激素间的相互作用1.相互作用
2.图解植物激素间的关系下图是某果实在发育及衰老等过程中的激素变化,可以看出不同发育时期植物激素的种类和数量是不同的,这是受植物基因组控制的,其实质是基因选择性表达的结果。在植物生长发育的过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素控制的,而是多种激素相互作用的结果。这些激素之间,有的是相互促进,有的是相互拮抗的,正是由于各种激素的共同作用,使植物正常生长发育,并适应各种环境的变化。
1.(2017·湖南浏阳模拟,22)研究发现不同干旱处理后某植物叶片内源激素中赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、乙烯(Z)和脱落酸(ABA)的含量变化如图所示。据此判断,下列叙述错误的是( )A.随着失水率的升高,乙烯的含量先增加后减少B.干旱环境下脱落酸的含量升高,植物的生长缓慢C.干旱环境中生长素减少与其光合作用减弱相适应D.重度干旱下,叶片中大量减少的激素只有赤霉素和生长素
【答案】 D 据图分析,随着失水率的升高,乙烯的含量先增加后减少,A项正确;干旱环境下脱落酸的含量升高,促进植物衰老和脱落,所以植物的生长缓慢,B项正确;据图可知,干旱环境中生长素减少,与其光合作用减弱相适应,C项正确;重度干旱下,叶片中大量减少的激素有赤霉素、乙烯、生长素,D项错误。
2.(2017·山东济南二模,4)下列有关植物激素的叙述,不正确的是( )A.生长素在植物体各器官中都有分布B.生长素浓度高到一定值时,就会促进乙烯的合成 C.脱落酸既可以促进叶的脱落又可以促进种子的萌发D.激素调节只是植物生命活动调节的—部分【答案】 C 生长素在各器官中都有分布,但不同激素的集中部位有所差别,A项正确;生长素浓度高到一定值时,会促进乙烯的合成,从而抑制生长,B项正确;脱落酸抑制种子萌发,C项错误;植物的生长发育既受内部因子(激素)的调节,也受外部因子(如光、温度、日照长度、重力、化学物质等)的影响,这些化学和物理因子通过信号转导,诱导相关基因表达,调控生长发育,所以激素调节只是植物生命活动调节的一部分,D项正确。
3.(2017·山东威海二模,3)某病原体能够分泌细胞分裂素类似物,侵染竹子后,会使其侧芽生长失控,形成大量分枝。下列叙述正确的是( )A.该细胞分裂素类似物是一种植物激素B.未被侵染竹子的侧芽由于生长素浓度低而表现为生长受抑制C.侧芽生长失控是由于该部位生长素含量与细胞分裂素含量的比值变大导致的D.该现象说明细胞分裂素能够解除植物的顶端优势【答案】 D 细胞分裂素类似物属于植物生长调节剂,A项错误;未被侵染竹子的侧芽部位由于生长素浓度高,侧芽生长受到抑制,B项错误;根据题干信息可知侧芽部位细胞分裂素含量增大导致了侧芽生长失控,生长素与细胞分裂素含量比值会变小,C项错误。
4.(2017·湖北荆门一模,30)人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。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和侧芽生长的影响,请回答下列问题。
(1)由题图得出的初步结论是:甲和乙对微型月季插条生根的影响可以判断,甲是 这一植物激素类似物,其作用特点是具有 ,植物激素类似物乙的作用是 ;从甲和乙对微型月季插条生根的影响可以看出,两种对应激素在调节植物体生命活动中为 作用关系。 (2)由图示的结果 (填“能”或“不能”)判断0.5 μml/L的激素类似物乙对生根的影响。为探究3 μml/L 的激素类似物甲和0.5 μml/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合或综合影响,应设计4种培养基,分别为含有0.5 μml/L的激素类似物乙、含有3 μml/L 的激素类似物甲、 (实验组)和不加激素。
【答案】 (1)生长素 两重性 抑制生根 拮抗(2)不能 含有0.5 μml/L激素类似物乙和3 μml/L激素类似物甲【解析】 (1)由图1可以看出,在一定浓度范围内,随着激素类似物甲浓度增加,月季插条生根的数量逐渐增多,说明激素类似物甲具有促进生根的作用,则甲是生长素这一植物激素类似物,生长素具有两重性的特点,而随着激素类似物乙浓度的增加,月季插条生根的数量逐渐减少,激素类似物乙具有抑制生根的作用,由以上分析可知:甲和乙之间为拮抗作用关系。
本专题一大重点是生长素的发现历程及其相关的实验,许多科学家为生长素的发现做出了贡献,我们要学习他们的实验方法和思路。在做实验分析题时,一定要注意自变量是什么,会导致生长素如何分布。回到生长素本身,其化学本质、产生部位、运输方式等都是相当重要的知识点。之后,我们要学会利用其生理作用的两重性来分析一些现象,解决实际问题。例如根和茎横放后不同的生长方向、顶端优势等,都能够通过生长素的作用曲线进行合理的解释。关于其他植物激素,我们要非常熟悉它们各自的产生部位、功能以及相互作用。
这一部分的实验主要是在探究植物的向光生长方面。多做题,多了解这个实验的一些变式是非常有用的。记忆方面,生长素及其类似物的应用也需要我们多加注意,任务最重的是其他植物激素的内容,要多花一点时间来反复强化记忆的。本专题不会出现太难的题目,但也不是可以轻松解决的送分题目,一定要认真对待。北京大学 张栋杰
生长素的发现和作用1.(2016·课标全国Ⅲ,4,6分,中等难度)为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组,实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下,在黑暗中放置一段时间后,对照组胚芽鞘无弯曲生长,实验组胚芽鞘发生弯曲生长,如图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是( )
【答案】 D 由题意可知,琼脂块a不含IAA,故胚芽鞘b侧和c侧都不含IAA,琼脂块a'含IAA,IAA会向下运输到b'侧,故胚芽鞘b'侧含有IAA,c'侧不含IAA,所以IAA的含量为b'侧>b侧=c侧=c'侧,A、B两项错误。胚芽鞘细胞均能运输IAA,C项错误。IAA在胚芽鞘中运输时会有部分被氧化分解,所以琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量,D项正确。
2.(2015·课标全国Ⅰ,2,6分,较低难度)下列关于植物生长素的叙述,错误的是( )A.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素B.成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输C.幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同D.豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响【答案】 C 生长素主要的合成部位是植物幼嫩的芽、叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素,A项正确;在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,B项正确;幼嫩细胞比成熟细胞对生长素敏感,C项错;豌豆幼苗切段中,低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增高到一定值后,就会促进切段中乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用,D项正确。
3.(2014·大纲全国,5,6分,中等难度)为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论,需要先利用琼脂块收集生长素,之后再测定其含量。假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关,下列收集生长素的方法(如图示)中,正确的是( )
【答案】 B A选项图中,云母片左侧的生长素无法运输到右侧,琼脂块收集到的生长素也不能分开;C选项图中,左侧只有极少量的生长素能运输到右侧,琼脂块收集到的生长素也不能分开;D选项图中,虽然琼脂块中的生长素能分开,但胚芽鞘中左侧的生长素不能运输到右侧。只有B选项图中胚芽鞘中左侧的生长素能运输到右侧,并且琼脂块中的生长素也能分开。
2.生长素的产生、运输和分布(1)主要合成部位:具有分生能力的组织,如幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
(3)分布:各器官均有分布,但相对集中地分布于生长旺盛的部分。
3.生长素促进生长的机理及特点(1)作用机理:促进细胞纵向伸长生长。
(3)作用特点:两重性,即高浓度抑制生长,低浓度促进生长,这里所说的浓度高低是相对于不同器官的抑制和促进的浓度范围而言的,如右图:
①不同浓度的生长素作用于同一器官,引起的生理功效(促进效果或抑制效果)不同。②同一浓度的生长素作用于不同器官,引起的生理功效也不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>茎),也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。③曲线在A'、B'、C'点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果,而且A、B、C三点分别代表促进根、芽、茎生长的最适浓度。④不要将AA'、BB'、CC'段理解为抑制阶段,这些阶段仍体现为促进作用,只是促进作用渐弱。
4.生长素运输和作用的具体实例:向性运动、顶端优势(1)向光性的产生机制(如下图)
①四周均匀光照或无光:尖端产生生长素→均匀极性运输→尖端以下部位生长素分布均匀→生长均匀→直立生长。②单侧光→尖端→影响生长素运输
可见向光性产生的内在因素是生长素分布不均匀,外在因素是单侧光的照射。(2)茎的负向重力性与根的向重力性的产生机制(如下图)。生长素浓度:A>a B>b生长速度:vA>va vB
5.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度(1)实验原理:适宜浓度的生长素促进插条生根。在不同浓度的生长素溶液中,扦插枝条生根的情况不同。(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。
典例导引1(2017·内蒙古包头质检,23)研究生长素在植物体内的运输及作用时,科学家使用燕麦胚芽鞘中段进行了如图实验,供应块是含生长素的琼脂块,接受块是不含生长素的琼脂块,下列说法正确的是( )A.甲中A会向左弯曲生长,乙中B会直立生长B.生长素由供应块运输到接受块需消耗能量C.甲中生长素使A弯曲生长的原因主要是加快了右侧细胞的分裂速度D.将图中供应块与接受块的位置互换,实验结果不变
【解析】 据图分析,图甲中供应块的生长素能够运输到接受块,引起A向左弯曲生长,图乙中供应块的生长素不能运输到接受块,B既不生长也不弯曲,A项错误;生长素由供应块运输到接受块的极性运输属于主动运输,需消耗能量,B项正确;图甲中供应块的生长素能够运输到接受块,甲中生长素使A弯曲生长的原因是右侧生长素浓度较高,加快了右侧细胞的伸长速度,C项错误;将图中供应块与接受块的位置互换,实验结果与该实验相反,D项错误。【答案】 B
高招1图表法分析与生长素有关的植物生长探究实验
典例导引2(2017·湖南名校联考,17)下列有关生长素生理作用(如图)的叙述,错误的是( )A.若某植物幼苗表现出向光性,向光侧的生长素浓度为f,则背光侧的生长素浓度范围为大于fB.若某水平放置的植物幼苗表现出根向地性、茎背地性,茎的近地侧(下方)生长素浓度为2f,则茎的远地侧(上方)生长素浓度范围为小于fC.某些除草剂除草的原理是使杂草中生长素类似物浓度应处于大于h状态下D.若某植物产生了顶端优势,其顶芽生长素浓度可能为g,则侧芽生长素浓度可能大于h
【解析】 当幼苗表现出向光性时,向光侧的生长素浓度应小于背光侧,且背光侧生长速度应大于向光侧。根据图示曲线可知,若此时向光侧的生长素浓度为f,则背光侧的生长素浓度范围应大于f且小于2f,A项错误;当水平放置的植物幼苗表现出根向地性、茎背地性时,茎的近地侧生长素浓度应大于远地侧生长素浓度,且近地侧生长速度应大于远地侧生长速度。根据图示曲线可知,若此时茎的近地侧生长素浓度为2f,则远地侧生长素浓度范围为小于f,B项正确;利用生长素类似物作除草剂时,生长素类似物对植物的作用应表现为抑制生长。根据图示曲线可知,此时杂草中生长素类似物浓度应大于h,C项正确;顶芽产生的生长素会向下运输积累在侧芽部位,使侧芽部位的生长素浓度过高而抑制生长。若某植物顶芽的生长素浓度为g,产生顶端优势现象时侧芽生长素浓度可能大于h,D项正确。【答案】 A
高招2解读生长素的双重作用曲线1.双重作用曲线
(1)当生长素浓度小于i时均为“低浓度”,高于i时才会抑制植物生长,成为“高浓度”。(2)曲线中OH段表明:在一定浓度范围内随生长素浓度升高,促进生长作用增强。(3)曲线中HC段表明在一定浓度范围内随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。(4)H点表示促进生长的最适宜浓度为g。(5)C点表示促进生长的“阈值”,即大于C处生长素浓度,将会使生长受抑制,此即所谓的“高浓度”。
1.(2017·黑龙江大庆质检,16)下列有关植物生长素发现及应用的叙述,正确的是( )A.温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输B.燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关C.植物的向光性是因为在单侧光的作用下,植物向光侧的生长素比背光侧的多D.在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输,根失去向地生长的特征
【答案】 B 温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散,而不是主动运输,A项错误;极性运输是指从形态学上端向形态学下端运输,与光照方向无关,B项正确;植物的向光性是因为在单侧光的作用下,植物背光侧的生长素比向光侧的多,C项错误;在太空失重状态下植物激素不能进行横向运输,但能进行极性运输,D项错误。
2.(2017·山东济宁二模,3)下列关于生长素及其类似物的叙述,正确的是( )A.生长素由色氨酸经核糖体合成B.农田积水时可能会影响生长素在根内的极性运输C.植物的顶端优势及茎的向光性能够说明生长素作用的两重性D.在花期喷洒高浓度的2,4-D可防止落花落果【答案】 B 生长素不是蛋白质,故其合成场所不是核糖体,A项错误;生长素在根内的极性运输需要消耗能量,而积水会影响根细胞的有氧呼吸,从而影响能量供应,B项正确;茎的向光性是由于向光侧生长素的促进作用弱,背光侧生长素的促进作用强造成的,没有体现生长素的两重性,C项错误;高浓度的2,4-D会起到疏花疏果的作用,D项错误。
3.(2017·安徽黄山期末,31)科学家对黄花豌豆幼苗切段的实验研究中发现,低浓度的生长素促进细胞的伸长,但生长素浓度增加到一定值时,就会促进切段中乙烯的合成,而乙烯含量的增高,反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。实验结果以及生长素(ml·L-1)对乙烯的合成和切段生长的机理绘图如下,请据图回答下列问题。
(1)生长素处理前,切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少 对实验结果的影响。 (2)从图甲可以看出促进切段伸长生长的最适生长素浓度范围为 ml/L,实验结果表明生长素对茎段的伸长生长具有 的特点。 (3)从图乙可以看出高浓度生长素抑制茎段的伸长生长的机制是 。 (4)图甲说明豌豆切段生长是 的结果;图乙说明,根本上来说,茎段的伸长生长是激素调节 的结果。在茎段生长过程中激素既是植物细胞代谢产物,也是细胞生长过程中的 (填“信号分子”“能量物质”或“催化物质”)。
【答案】 (1)内源激素(2)10-7~10-5 两重性(3)高浓度生长素通过促进ACC合成酶基因的表达,进而促进乙烯的合成,高浓度的乙烯抑制切段的伸长生长(合理就可)(4)多种(生长素和乙烯/不同)激素共同调节 基因选择性表达 信号分子
【解析】 (1)生长素处理前,切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少内源激素对实验结果的影响。(2)从图甲可以看出促进切段伸长生长的最适生长素浓度范围为10-7~10-5ml·L-1,各实验组与对照组实验结果对比表明,生长素对茎段的伸长生长既可以促进也可以抑制,即具有两重性的特点。(3)从图乙可以看出高浓度生长素通过促进ACC合成酶基因的表达,进而促进乙烯的合成,高浓度的乙烯抑制切段的伸长生长。(4)图甲说明豌豆切段生长是多种(生长素和乙烯/不同)激素共同调节的结果;图乙说明,根本上来说,茎段的伸长生长是激素调节基因选择性表达的结果。在茎段生长过程中,激素既是植物细胞代谢产物,也是细胞生长过程中的信号分子。
4.(2017·辽宁锦州二模,30)为研究生长素促进果实发育是否与生长素具有很强的吸引与调运养分的效应有关。科学家做了如下实验,在天竺葵的叶片不同部位滴上一定浓度的生长素溶液、水、14C葡萄糖,如图甲所示;48 h后在同一叶片得到如下图乙所示的结果,其阴影部分表示具有放射性,原来滴加14C葡萄糖的部位已被切除。
(1)上图中滴水处理的作用是 。 (2)从天竺葵叶片进行的实验中可以看出,14C标记的葡萄糖向着 的地方移动,说明生长素能促进果实的发育可能与它能 有关。 (3)根据生长素具有很强的吸引与调运养分的效应,黄瓜在开花时,遇到暴风雨而花落,可用 处理可促使子房膨大而获得 (填“有子”或“无子”)果实;若用高浓度IAA处理反而导致落果,说明生长素的作用具有 。 (4)草莓的“果实”实际是一个膨大的花柱,其膨大与其内的“种子”(即瘦果)有关。当将瘦果去除时,花柱就不能正常发育,用IAA喷施没有瘦果的花柱时,其又能膨大。说明瘦果使草莓的“果实”膨大的原因 ,所以瘦果能使草莓的“果实”膨大。
【答案】 (1)作为对照(2)有生长素 调运养分(3)适宜浓度的IAA 无子 两重性 (4)瘦果产生生长素,生长素促进果实发育【解析】 (1)滴水处理的目的是与滴生长素形成对照。(2)根据图乙可推知葡萄糖的分布与生长素的含量有关,即葡萄糖向着含有生长素的地方移动,说明生长素促进果实发育可能与它能调运养分有关。(3)用适宜浓度的生长素处理未受精的雌蕊可得到无子果实,若用的浓度过高则会起到相反(抑制果实发育)的作用。(4)根据题干信息中的对照处理可知瘦果使草莓膨大的原因是可以合成生长素,生长素促进果实发育。
5.(2017·北京朝阳二模,29)生长素(IAA)对植物根系生长具有重要作用。为探讨IAA作用机制,科研人员做了如下研究。(1)用浓度为0.1 mg/L的IAA处理拟南芥植株,并检测拟南芥植株中一系列基因的表达量,其中V蛋白基因表达量结果如图1。
图1由图得知V蛋白基因表达量 , 推测V蛋白可能参与IAA作用过程。
(2)已有研究表明,V蛋白需要与其他蛋白质结合发挥作用。科研人员为了寻找细胞中与 V蛋白相互作用的蛋白质,通过图2所示体系(YN、YC两种蛋白结合后可发出荧光), 利用相关蛋白的基因构建表达载体并导入拟南芥原生质体,实验处理如表。
将基因表达载体导入拟南芥原生质体的实验
注:X1、X2、……代表一系列待检测蛋白质;yn基因控制YN蛋白的合成,以此类推。请完成表中对应的内容:① ;② ;③ ;④ 。 利用此方法选出了与V蛋白相互作用的R蛋白,V蛋白将R蛋白运输并定位在细胞膜上,从而使R蛋白接受胞外信号,利于主根的生长。
(3)科研人员用浓度为0.1 mg/L的 IAA处理拟南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突变体植株,测量主根长度,结果如图3。
图3结果表明,此浓度的IAA对主根伸长有 作用,且对 植株的作用更显著。 (4)综合上述实验,请解释在浓度为0.1 mg/L 的IAA作用下野生型拟南芥出现图3结果的原因是 。
【答案】 (1)随时间延长而显著增加(2)①yc ②无荧光 ③yn-v ④有荧光或无荧光(3)抑制 (V蛋白功能缺失)突变体(4)V蛋白含量较高,利于R蛋白发挥促进主根生长的作用,部分解除IAA对主根生长的抑制【解析】 (1)根据图示纵横坐标意义可知V蛋白基因表达量随实验的延长而显著增大。(2)对照组1、2、3、实验组间构成对照,且遵循单一变量原则,结合对照组2、3及实验组可知①是yc,同理可推知③为yn-v,结合图2可知②为无荧光,④为有荧光或无荧光。(3)用0.1 mg/L的 IAA处理后主根长度比空白对照短,说明此浓度对主根伸长有抑制作用,并且对突变体植株作用更显著。(4)依据(2)可知V蛋白含量较高,利于R蛋白发挥促进主根生长的作用,可部分解除IAA对主根生长的抑制。
其他植物激素及相互作用1.(2017·课标全国Ⅰ,3,6分,较低难度)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D.可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程【答案】 C 此题解题的切入点是对曲线的分析以及对叶肉细胞中色素种类及其作用的掌握。由曲线可知,与对照组(蒸馏水组)相比,CTK组叶片中叶绿素的相对含量下降缓慢。由此可知,细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老,A项正确。与CTK组相比,CTK+ABA组叶片中叶绿素的相对含量明显减少,说明细胞分裂素的作用被脱落酸削弱了,B项正确。ABA组叶片中叶绿素的相对含量最少,故该组叶肉细胞的光反应最弱,叶绿体中NADPH合成速率最慢,C项错误。ABA组叶片中叶绿素的相对含量下降得比对照组快,说明ABA可加快叶片由绿变黄的过程,故可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程,D项正确。
2.(2017·课标全国Ⅲ,30,9分,中等难度)干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成。取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗,进行适度干旱处理,测定一定时间内茎叶和根的生长量,结果如下图所示。
回答下列问题。(1)综合分析上图可知,干旱条件下,ABA对野生型幼苗的作用是 。 (2)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA,推测植物叶片的蒸腾速率会 ,以对环境的变化作出反应。 (3)ABA有“逆境激素”之称,其在植物体中的主要合成部位有 (答出两点即可)。 (4)根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有 (答出两点即可)。
【答案】 (1)促进根的生长,抑制茎叶的生长(2)降低(3)根冠、萎蔫叶片(4)水是根细胞的重要组成部分,水参与根细胞内的生化反应【解析】 (1)由题图可以直接看出,与突变体幼苗(不能合成ABA)相比,野生型(能合成ABA)植株茎叶的生长受到抑制,根的生长被促进。(2)施加ABA后,突变体植株根的生长减慢,从土壤中吸收的水分减少,植物叶片的蒸腾速率会减慢,以对环境的变化作出反应。(3)ABA主要在植物体的根冠、萎蔫的叶片中合成。(4)根细胞内水分的主要作用有参与根细胞内的生化反应、是根细胞的重要组成成分、运送营养物质和代谢废物、形成以水为基础的液体环境、维持细胞渗透压等。
3.(2015·课标全国Ⅱ,29,12分,中等难度)某基因的反义基因可抑制该基因的表达。为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响,某研究小组以番茄的非转基因植株(A组,即对照组)、反义X基因的转基因植株(B组)和反义Y基因的转基因植株(C组)为材料进行实验,在番茄植株长出果实后的不同天数(d),分别检测各组果实的乙烯释放量(果实中乙烯含量越高,乙烯的释放量就越大),结果如下表:
回答下列问题。(1)若在B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质,在C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质。可推测,A组果实中与乙烯含量有关的基因有 ,B组果实中与乙烯含量有关的基因有 。 (2)三组果实中,成熟最早的是 组,其原因是 。如果在35天时采摘A组与B组果实,在常温下储存时间较长的应是 组。【答案】 (1)X基因和Y基因 X基因、Y基因和反义X基因(2)A 乙烯具有促进果实成熟的作用,该组果实的乙烯含量(或释放量)高于其他组(其他合理答案也可) B
【解析】 (1)B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质,C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质,表明反义X基因和反义Y基因发挥了其抑制作用。与A组相比,B组乙烯释放量较少,说明X基因受抑制后,乙烯释放量减少,表明X基因与乙烯的含量有关;同理,C组与A组相比较说明Y基因与乙烯的含量有关,由此可推知,A组果实中与乙烯含量有关的基因有X基因和Y基因;B组反义X基因抑制X基因的表达,从而导致乙烯含量降低,结合A组可推知B组果实中与乙烯含量有关的基因有X基因、Y基因和反义X基因。(2)乙烯的作用是促进果实成熟,由此可推知乙烯含量高的(或释放量大),果实成熟早,即A组;乙烯含量低的,果实成熟晚,利于储存,即B组。
1.比较五类植物激素
2.植物生长调节剂的应用(1)概念:人工合成对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂,如生长素类似物2,4-D、乙烯利、矮壮素等。(2)优点:原料广泛,容易合成,效果稳定等。(3)应用①用乙烯利对凤梨进行催熟,使其提前成熟。②利用赤霉素溶液处理芦苇,提高其纤维长度。③利用赤霉素处理大麦进行啤酒的生产,简化工艺、降低成本。
典例导引3(2017·河南新乡月考,19)不同浓度的生长素影响植物乙烯生成和成熟叶片脱落的实验结果如图所示,下列叙述错误的是( )A.该实验的自变量是不同浓度的生长素溶液B.该实验不能证明生长素是通过乙烯来影响叶片脱落率的C.生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互拮抗的D.喷施高浓度生长素类似物可降低脱落率
【解析】 本实验中,不同浓度的生长素溶液是自变量,乙烯生成量和脱落率是因变量,A项正确;实验中不能证明乙烯对叶片脱落率的影响,B项正确;生长素和乙烯对叶片脱落起协同作用,C项错误;高浓度生长素处理,使脱落率降低,D项正确。【答案】 C
高招3明晰植物激素间的相互作用1.相互作用
2.图解植物激素间的关系下图是某果实在发育及衰老等过程中的激素变化,可以看出不同发育时期植物激素的种类和数量是不同的,这是受植物基因组控制的,其实质是基因选择性表达的结果。在植物生长发育的过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素控制的,而是多种激素相互作用的结果。这些激素之间,有的是相互促进,有的是相互拮抗的,正是由于各种激素的共同作用,使植物正常生长发育,并适应各种环境的变化。
1.(2017·湖南浏阳模拟,22)研究发现不同干旱处理后某植物叶片内源激素中赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、乙烯(Z)和脱落酸(ABA)的含量变化如图所示。据此判断,下列叙述错误的是( )A.随着失水率的升高,乙烯的含量先增加后减少B.干旱环境下脱落酸的含量升高,植物的生长缓慢C.干旱环境中生长素减少与其光合作用减弱相适应D.重度干旱下,叶片中大量减少的激素只有赤霉素和生长素
【答案】 D 据图分析,随着失水率的升高,乙烯的含量先增加后减少,A项正确;干旱环境下脱落酸的含量升高,促进植物衰老和脱落,所以植物的生长缓慢,B项正确;据图可知,干旱环境中生长素减少,与其光合作用减弱相适应,C项正确;重度干旱下,叶片中大量减少的激素有赤霉素、乙烯、生长素,D项错误。
2.(2017·山东济南二模,4)下列有关植物激素的叙述,不正确的是( )A.生长素在植物体各器官中都有分布B.生长素浓度高到一定值时,就会促进乙烯的合成 C.脱落酸既可以促进叶的脱落又可以促进种子的萌发D.激素调节只是植物生命活动调节的—部分【答案】 C 生长素在各器官中都有分布,但不同激素的集中部位有所差别,A项正确;生长素浓度高到一定值时,会促进乙烯的合成,从而抑制生长,B项正确;脱落酸抑制种子萌发,C项错误;植物的生长发育既受内部因子(激素)的调节,也受外部因子(如光、温度、日照长度、重力、化学物质等)的影响,这些化学和物理因子通过信号转导,诱导相关基因表达,调控生长发育,所以激素调节只是植物生命活动调节的一部分,D项正确。
3.(2017·山东威海二模,3)某病原体能够分泌细胞分裂素类似物,侵染竹子后,会使其侧芽生长失控,形成大量分枝。下列叙述正确的是( )A.该细胞分裂素类似物是一种植物激素B.未被侵染竹子的侧芽由于生长素浓度低而表现为生长受抑制C.侧芽生长失控是由于该部位生长素含量与细胞分裂素含量的比值变大导致的D.该现象说明细胞分裂素能够解除植物的顶端优势【答案】 D 细胞分裂素类似物属于植物生长调节剂,A项错误;未被侵染竹子的侧芽部位由于生长素浓度高,侧芽生长受到抑制,B项错误;根据题干信息可知侧芽部位细胞分裂素含量增大导致了侧芽生长失控,生长素与细胞分裂素含量比值会变小,C项错误。
4.(2017·湖北荆门一模,30)人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。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和侧芽生长的影响,请回答下列问题。
(1)由题图得出的初步结论是:甲和乙对微型月季插条生根的影响可以判断,甲是 这一植物激素类似物,其作用特点是具有 ,植物激素类似物乙的作用是 ;从甲和乙对微型月季插条生根的影响可以看出,两种对应激素在调节植物体生命活动中为 作用关系。 (2)由图示的结果 (填“能”或“不能”)判断0.5 μml/L的激素类似物乙对生根的影响。为探究3 μml/L 的激素类似物甲和0.5 μml/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合或综合影响,应设计4种培养基,分别为含有0.5 μml/L的激素类似物乙、含有3 μml/L 的激素类似物甲、 (实验组)和不加激素。
【答案】 (1)生长素 两重性 抑制生根 拮抗(2)不能 含有0.5 μml/L激素类似物乙和3 μml/L激素类似物甲【解析】 (1)由图1可以看出,在一定浓度范围内,随着激素类似物甲浓度增加,月季插条生根的数量逐渐增多,说明激素类似物甲具有促进生根的作用,则甲是生长素这一植物激素类似物,生长素具有两重性的特点,而随着激素类似物乙浓度的增加,月季插条生根的数量逐渐减少,激素类似物乙具有抑制生根的作用,由以上分析可知:甲和乙之间为拮抗作用关系。
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