2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课10植物激素调节相关实验设计课件

这是一份2024届苏教版高考生物一轮复习素养加强课10植物激素调节相关实验设计课件，共42页。

提升点1　与生长素有关的实验设计
1．验证生长素的产生部位在尖端实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。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一侧(如图乙)。
甲　　　　　　　　　　乙
2．验证生长素的横向运输发生在尖端(1)实验操作(如图)
a　　　　　b　　　　　　c
(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．验证生长素的极性运输只能从形态学上端向下端运输(1)实验操作(如图)
(2)实验现象：A组中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不生长也不弯曲。
4．顶端优势产生原因的实验探究(1)实验过程：取生长状况相同的某种植物，随机均分为3组(如图中A、B、C)。
(2)实验结果分析：A组自然生长→顶芽优先生长，侧芽受抑制。B组去掉顶芽→侧芽生长快，成为侧枝。C组去掉顶芽，切口放含生长素的羊毛脂→侧芽生长受抑制。
5．探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
1．(多选)(2022·江苏南京专题练习)研究发现，高温会影响拟南芥雄蕊生长，如图1所示。研究小组探究了不同浓度的生长素对此现象的影响，结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)
A．高温抑制雄蕊的生长，对拟南芥的自花传粉会有明显影响B．IAA浓度为10－7M时较10－4M更能缓解高温对植物的抑制作用C．该实验自变量有两个，分别是高温和生长素浓度D．施加IAA对正常温度下拟南芥雄蕊的生长无明显影响
AC　[由图1可知，高温抑制雄蕊的生长，由于雄蕊的长度短于雌蕊，所以不利于花粉落到柱头上，A正确；由图可知，生长素浓度为10－4M、高温条件下雄蕊长度大于2 mm的、雄蕊长度在1.5～2.0 mm的所占比例大于生长素浓度为10－7M，说明IAA浓度为10－4M时较10－7M更能缓解高温的抑制作用，B错误；从图上看，该实验的自变量有温度和IAA浓度，C正确；对比正常温度条件下，施加IAA组与对照组的雄蕊各长度比例可知，施加IAA使正常温度下拟南芥雄蕊长度在1.5～2.0 mm的比例增加，而雄蕊长度大于2 mm的比例减小，D错误。故选AC。]
2．(2022·江苏马坝高中高三阶段练习)为研究IAA(生长素)对番茄子房发育成果实的调节，科研人员做了下列实验。(1)科研人员将处于花蕾期去雄的番茄花分成4组进行实验，处理及结果见下表。
①1组番茄花发育成果实，其子房生长所需的生长素主要来自发育中的________________。②比较2、3组实验结果，表明________________________________。③依据3、4组实验结果，推测IAA不能____________________。
(2)根据上述推测，科研人员认为芽产生的生长素并不用于调节子房发育成果实。为此，科研人员建立了下图所示的研究模型。请利用该模型，完成验证该推测的实验方案并预期结果。
注：NPA为生长素运输阻断剂。
①表中Ⅰ组应在图的________________(填“1”“2”或“3”)处施加3H-IAA，在________________(填“1”“2”或“3”)处施加NPA。②Ⅱ组“？”处的处理从左到右依次应为________________、____ ____________。③请在表中填写a、b段的预期结果：a段______________；b段____ __________。
[解析]　(1)①1组番茄花发育成果实，其子房生长所需的生长素主要来自发育中的种子。②2、3组的不同在于是否在子房上涂抹IAA，比较2、3组实验结果可知，子房发育成果实需要IAA；4组涂抹的部位为花柄，果实平均重量为0，故IAA不能从花柄运输到子房，即子房发育成果实需要IAA。③依据3、4组实验结果，推测IAA不能从花柄运输到子房。(2)①芽产生的生长素从形态学上端向形态学下端的运输方式是极性运输，根据实验模型图，表中Ⅰ组应在图的1处施加3H-IAA，在2处施加NPA。②与Ⅰ组形成对照，Ⅱ组“？”处的处理从左到右依次应为施加、不施加。③a、b段的预期结果分别是：Ⅰ组＞Ⅱ组、Ⅰ组＜Ⅱ组。
[答案]　(1)①种子　②子房发育成果实需要IAA③从花柄运输到子房　(2)①1　2　②施加　不施加　③Ⅰ组＞Ⅱ组　Ⅰ组＜Ⅱ组
3．为研究生长素(IAA)调控植物根生长的机制，研究人员进行了系列实验。请回答下列问题：
注：(图中的小亮点表示绿色荧光) 乙
(1)IAA的化学本质是_________，是一种可在植物顶端合成，通过____________方式运输到根部，____________植物根生长的化学信息分子。(2)由于IAA和GA(赤霉素)在促进细胞伸长方向存在___________作用，研究者推测在细胞内，IAA通过GA调控根的生长，为证实上述推测，研究者进行了如下实验。①以拟南芥____________________________(填“GA合成缺陷型”或“GA不敏感型”)突变体为实验材料进行图甲所示处理，测定初生根长度。图中结果表明IAA能够________________________拟南芥初生根的生长。去除顶芽后，突变体对赤霉素的反应________________________(填“增强”或“减弱”)。
②RGA是一种具有抑制生长作用的蛋白质，该蛋白的降解可受GA调控。研究者向上述突变体中转入绿色荧光蛋白(GFP)基因与RGA基因的融合基因，在荧光显微镜下观察转基因拟南芥幼苗的根尖中GFP-RGA融合蛋白的表达情况，结果如图乙所示。用GA处理前，各组根细胞均出现了绿色荧光。说明无GA时，________________。实验结果表明__________________________。(3)综合上述实验，推测顶芽合成的生长素调节根生长的作用机理是______________________________________________________。
[解析]　(1)IAA的化学本质是吲哚乙酸，可在植物顶端合成，并主动运输到根部，调节植物根生长。(2)IAA和GA在促进细胞伸长方面存在协同作用。①以拟南芥GA合成缺陷型突变体为实验材料进行图甲所示处理，测定初生根长度。这样可以排除植物体自身产生的GA对实验的干扰，由图甲可知，完整植株分别施加水和赤霉素作对照，发现施加赤霉素的一组初生根的长度明显增加；去顶芽后，植物体内没有生长素，再施加赤霉素后，植物初生根的长度明显缩短；去顶芽施加IAA及赤霉素的一
组植物初生根与完整植物组结果一致，因此图中结果表明IAA能够促进拟南芥初生根的生长。去除顶芽后，突变体对赤霉素的反应减弱。通过这一实验就可以把相关的推测加以证实或证伪。②按照题干“RGA是一种具有抑制生长作用的蛋白质，该蛋白的降解可受GA调控”，研究者向上述突变体中转入绿色荧光蛋白(GFP)基因与RGA基因的融合基因，在荧光显微镜下观察转基因拟南芥幼苗的根尖中GFP-RGA融合蛋白的表达情况，结果如图乙所示。从实验结果来看，图乙的未用GA处理之前，根尖内的都有RGA蛋白，说明
单独的IAA不能使RGA降解，而去顶芽的一组实验表明，没有IAA时单独的GA也不能使RGA降解，而实验结果表明在有IAA时施加GA可以使绿色荧光消失，也即说明RGA被降解，说明RGA的降解是通过IAA作用于GA起作用的。因此综合上述实验结果证明IAA通过GA降解RGA蛋白。(3)综合①IAA通过GA促进根的生长和②GA可促进RGA蛋白降解而促进根的生长，推测顶芽合成的生长素调节根生长的作用机理是顶芽合成的IAA运输到根部，通过GA降解RGA蛋白，从而解除RGA蛋白对根生长的抑制作用。
[答案]　(1)吲哚乙酸　主动运输　调节　(2)协同　GA合成缺陷型　促进　减弱　IAA不引起RGA蛋白降解　IAA通过GA降解RGA蛋白　(3)顶芽合成的IAA运输到根部，通过GA降解RGA蛋白，从而解除RGA蛋白对根生长的抑制作用
提升点2　设计和完善植物激素类实验
1．(2022·山东等级考)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响，将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释，处理长势相同的石蒜幼苗，鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是(　　)
A．多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢B．对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗C．喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长，提高鳞茎产量D．该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
D　[由图可知，多效唑可以增强AGPase活性，促进鳞茎中淀粉的合成，间接参与细胞代谢，A错误；由题“适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释”可知，对照组应使用等量的甲醇—清水稀释液处理，B错误；由题可知，赤霉素降低AGPase的活性，进而抑制鳞茎中淀粉的积累，根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关，喷施赤霉素不能提高鳞茎产量，反而使得鳞茎产量减少，C错误；与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”，用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理遵循了实验变量控制中的“加法原理”，D正确。故选D。]
2．(2022·江苏苏州专题练习)科研人员研究乙烯对水稻和玉米黄化苗根、茎生长的影响，得到下图所示结果。相关叙述错误的是(　　)
A．几乎所有高等植物的组织细胞都能产生微量的乙烯B．对照组和实验组分别在无乙烯、含相同浓度乙烯的空气中培养C．乙烯对水稻根、芽生长的影响不能体现其作用的两重性D．乙烯对两类植物的胚芽和胚根的生长均有抑制作用
D　[几乎植物各个部位，所有植物组织细胞都能产生乙烯，A正确；对照组在无乙烯空气中正常培养，实验组在其他条件相同含乙烯的空气中培养，B正确；由图可知，乙烯对水稻根、芽生长的影响不能体现其作用的两重性，且两重性是针对同一器官的作用效果而言的，C正确；由图可知，乙烯对水稻的胚芽生长具有一定的促进作用，D错误。故选D。]
3．某学校老师为研究顶端优势与根、地的距离之间关系，带领学生进行了课外活动。初春时留取四根长势相同的葡萄一年生枝条，在每一个枝条上选取三个茁壮的芽，从离根最远处依次定为A、B、C。待所有芽萌发后，测量新枝长度，并记录数据。请回答下列问题：
(1)顶端优势是指____________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。顶端优势体现了生长素的生理作用具有________________特点。
(2)通过实验数据发现甲A芽最长，乙C芽最长，丙B芽最长，丁各枝一样长，那么________________植株的生长状况体现了植物的顶端优势，理由是_______________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)生产生活上，可以用涂抹一定浓度的细胞分裂素去解除作物的顶端优势，细胞分裂素作用是__________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)为验证细胞分裂素的这一生理效应，研究人员用适宜浓度的细胞分裂素溶液、若干生长状况相同的幼苗(如图2)为材料进行实验，该实验的对照组处理为________________________________，自变量是____________________________。请设计实验验证该结论。实验思路：________________________________________________ _______________________________________________________。预期结果：_____________________________________。
[解析]　(1)顶端优势是指顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。顶端优势是由于顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽附近的生长素浓度较高，又因侧芽对生长素浓度比较敏感，导致侧芽生长受抑制，顶芽优先生长的现象，所以体现了两重性，即“低浓度促进生长，高浓度抑制生长”。(2)A芽为形态学上端即顶芽，植物激素从形态学上端通过极性运输到形态学下端，即从A到B到C，导致B、C处生长素浓度较高，A芽优先生长，B、C芽生长受抑制，体现了顶端优势即顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。
(3)细胞分裂素主要由根尖产生，主要作用是促进细胞分裂，另外还可以促进种子萌发、侧芽生长、果实生长，影响根的分化、延缓根的衰老。(4)实验目的是验证细胞分裂素可以解除顶端优势，分析得出实验的自变量为是否用细胞分裂素处理，空白对照组应为用等量的蒸馏水处理。实验思路为：取材分组编号―→施加自变量(实验组、对照组分别处理)―→相同且适宜环境中培养一定时间―→观察实验现象，得出结论。
依照实验设计常用的步骤得出本题的实验思路：将若干株有顶端优势的生长状况相同的幼苗随机均分为两组，一组喷洒适宜浓度的细胞分裂素，另外一组喷洒等量的蒸馏水，在相同且适宜的环境中培养一段时间，观察是否解除顶端优势。预期结果为喷洒细胞分裂素的一组顶端优势解除。