2024届人教版高中生物一轮复习素养加强课10植物激素调节相关实验设计学案2

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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)。图甲　　　　　　　　　　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)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．(2022·安徽黄山二模)对正常生长且生理状况一致的①、②、③三组杜鹃兰假鳞茎分别进行如下处理：①组：对照组不做处理；②组：去除顶芽；③组：在顶芽处涂抹能影响生长素运输的三碘苯甲酸。实验处理第5 d后②、③组侧芽开始萌发并在第9 d后快速生长，在实验的第0、6、10 d分别检测各组侧芽处的生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)的含量，结果如图甲和图乙所示。下列有关分析正确的是(　　)图甲图乙A．持续降低内源生长素含量有利于杜鹃兰侧芽的萌发与生长B．去除顶芽可抑制杜鹃兰生长素的运输，促进侧芽萌发C．推断三碘苯甲酸同时具有促进细胞分裂素从顶芽往侧芽运输的作用D．IAA与CTK的比例可调控侧芽的萌发与生长，适当增大该比例有利于侧芽生长D　[据题意可知，实验处理第5 d后②、③组侧芽开始萌发并在第9 d后快速生长，而第10 d侧芽生长素的含量升高，说明持续降低的内源生长素含量并不利于杜鹃兰侧芽的生长，A错误；结合分析可知，除去顶芽，可破除顶端优势而非抑制杜鹃兰生长素的运输，B错误；乙图对照组第0、6、10 d CTK的含量基本不变，题中无法推断三碘苯甲酸同时具有促进细胞分裂素从顶芽往侧芽运输的作用，C错误；实验处理第5 d后②、③组侧芽开始萌发并在第9 d后快速生长，从图中可知，侧芽萌发时，IAA含量下降，CTK含量上升，说明IAA与CTK的比例可调控侧芽的萌发与生长，侧芽快速生长时，IAA含量增多，CTK含量降低，说明适当增大IAA与CTK的比例有利于侧芽生长，D正确。]2．植物在单侧光照射下弯向光源生长。这个现象被解释为“单侧光照能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多呢？是因为向光侧的生长素在光的影响下被分解了，还是向光侧的生长素向背光侧转移了？为此，有人做了以下实验：实验一：将生长状况相同的同种植物胚芽鞘尖端切下来，放在等体积琼脂切块上(分别记作1、2)，分别置于黑暗中和单侧光下一段时间。然后，取下琼脂块，分别放在切除尖端的胚芽鞘一侧，过一段时间之后，同时观察并测量胚芽鞘弯曲度(分别用α1和α2表示)，实验过程如图1所示。实验结果：α1＝α2。图1　　　胚芽鞘弯曲度图2实验二：用生长素不能透过的薄玻璃片纵向插入胚芽鞘，使其分割为向光侧和背光侧两等分，再用与实验一相同的方法进行实验，实验过程如图2所示。实验结果：α3＝α1；α4＝α2。请根据以上实验及其结果，分析回答下列问题：(1)实验一结果表明：______________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验二探究的问题是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)结合题干中实验的目的，进一步完成实验三：①探究的问题是____________________________________________________。②实验设计：绘出玻璃片的插入位置，并标注实验条件。   [解析]　(1)实验一中，根据“α1＝α2”可知，琼脂块1中生长素含量＝琼脂块2中生长素含量，说明向光侧的生长素在光下没有被分解。(2)实验二中，根据“α3＝α1；α4＝α2”可知，琼脂块中生长素的浓度关系为1＝3，2＝4，其探究的问题是在暗处和在光下用生长素不能透过的薄玻璃片纵向插入胚芽鞘是否会影响生长素的产生和运输。(3)本实验的目的是探究为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多呢？可能的原因有2个，实验一证明光照没有引起生长素的分解，故实验三的目的是探究单侧光照射胚芽鞘是否会引起向光侧的生长素向背光侧转移。结合实验二可知，玻璃片不影响生长素的产生和运输，故实验三应该把玻璃片插入琼脂块中间，对两组胚芽鞘尖端分别给予单侧光照射、黑暗处理，分别测定各琼脂块的生长素的含量。若单侧光照射组，向光侧琼脂块生长素含量少于背光侧琼脂块且光照组琼脂块中生长素含量＝黑暗组琼脂块中生长素含量，说明单侧光引起了生长素由向光侧向背光侧运输。图示见答案。[答案]　(1)向光侧的生长素在光下没有被分解　(2)在暗处和在光下用生长素不能透过的薄玻璃片纵向插入胚芽鞘是否会影响生长素的产生和运输　 (3)①单侧光照射胚芽鞘是否会引起向光侧的生长素向背光侧转移②提升点2　设计和完善植物激素类实验(2022·重庆育才中学一模)独脚金内酯是近年来发现的一类新型植物激素，其在植物根部产生并向地上部分运输，抑制植物的分枝和侧芽生长。研究人员利用人工合成的独脚金内酯类似物(GR24)对处于生长发育后期的油菜二级分枝进行处理，研究独脚金内酯对油菜分枝及生长发育的影响。回答下列问题：(1)选取长势良好、生长状态一致的油菜植株，设置实验组和对照组，每组30株。实验组用5 μmol/L GR24处理，对照组用等量清水处理。二级分枝萌发期每3 d分别用GR24涂抹，连续处理3次。在适宜种植条件下，分别在第5、10、15 d后观察并统计二级分枝的长度和有效二级分枝比例，预期实验组与对照组两者对照的实验结果为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)研究人员进行上述实验后，第30 d统计了油菜二级分枝角果数、每荚角果籽粒数和千粒种子重量的平均值，得到如图结果：根据实验结果，GR24________(填“降低”或“增加”)了油菜籽的产量，理由是油菜籽的产量主要由__________________________________________决定，实验组上述数据的乘积较________。(3)有学者提出，GR24抑制植物分枝和侧芽生长与生长素的含量有关。GR24是生长素极性运输的调节者，其通过调节生长素运载体PIN1蛋白的数量来调节生长素的运输。以生长状态一致的油菜植株为实验材料设计实验验证该结论，请完善实验思路。①将若干长势相同的油菜植株均分为甲、乙两组，甲组不作处理，乙组____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②一段时间后________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)根据独脚金内酯抑制植物的分枝和侧芽生长，得出的实验结果是实验组的二级分枝的长度和有效二级分枝比例均低于对照组。(2)油菜籽的产量主要由粒数和粒重决定，实验组的二级分枝角果数、每荚角果籽粒数和千粒种子重量的平均值的乘积大于对照组，所以GR24增加了油菜籽的产量。(3)由该实验的实验目的可知，自变量是有无GR24，因变量是生长素运载体PIN1蛋白的数量，则实验思路是将若干油菜植株分为两组，一组不作处理，另一组敲除或抑制控制GR24合成的基因或阻断根部的GR24向上运输；一段时间后检测并比较两组油菜植株中载体PIN1蛋白的含量。[答案]　(1)实验组的二级分枝的长度和有效二级分枝比例均低于对照组　(2)增加　二级分枝角果数、每荚角果籽粒数和千粒种子重量的平均值　大　(3)①敲除或抑制控制GR24合成的基因或阻断根部的GR24向上运输　②检测并比较两组油菜植株中载体PIN1蛋白的含量(或油菜分枝和侧芽的生长状况)(教师用书独具)(2022·内蒙古包头模拟)水稻根系能够吸收水分和营养，茁壮的根系能提高水稻的产量。脱落酸(ABA)作为植物生长发育中的一种重要激素，在调控水稻根的生长发育中扮演着重要角色。为探究ABA对水稻初生根生长的影响，某科研小组将六种萌发一致的水稻种子用不同浓度的ABA处理，3 d后测量并统计各品种水稻初生根的长度，结果如图所示。请回答下列问题：(1)ABA合成的主要部位是________________，主要作用是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由上图可以得出的结论是ABA对水稻初生根的生长起________(填“促进”或“抑制”)作用，判断的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)根据以上结果，科研人员推测ABA通过促进生长素的合成而对初生根造成了以上效应。已知YUCCA是生长素合成过程中的一种关键限速酶，请利用以下实验材料设计实验验证这一假设。简要写出实验设计思路并预期实验结果。实验材料：萌发一致的某种水稻种子若干、一定浓度的ABA溶液和YUCCA活性抑制剂(该活性抑制剂能抑制YUCCA活性，但不会使YUCCA变性失活)等。实验设计思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。预期实验结果：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)脱落酸(ABA)主要在根冠、萎蔫的叶片等部位合成，其主要作用是抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。(2)由图可知，与不添加ABA(对照组)相比，ABA处理后各品种水稻初生根的长度都减小，且随着ABA浓度的升高，抑制作用越明显。(3)由题意可知，该实验的自变量是有无ABA和YUCCA，因变量是初生根的长度，设计实验时遵循单一变量原则和对照原则，故实验设计思路为取萌发一致的某种水稻种子若干，随机分成三组，编号为A、B、C，A组单独用一定浓度的ABA处理，B组单独用YUCCA活性抑制剂处理，C组用一定浓度的ABA和YUCCA活性抑制剂联合处理。一段时间后，测量并统计各组水稻初生根的长度并进行比较。因为该实验是验证性实验，要符合假设，即ABA通过促进生长素的合成而对初生根造成了抑制效应。A组的ABA能促进生长素的合成，从而抑制初生根的生长，B组加入的YUCCA活性抑制剂不影响初生根的生长，C组加入了YUCCA活性抑制剂，则抑制了生长素的合成，但是ABA本身对初生根的生长有一定的抑制作用，因此各组水稻初生根的长度为A组<C组<B组。[答案]　(1)根冠、萎蔫的叶片等　抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠　(2)抑制　与不添加ABA(对照组)相比，ABA处理后各品种水稻初生根的长度都减小，且随着ABA浓度的升高，抑制作用越明显　(3)取萌发一致的某种水稻种子若干，随机分成三组，编号为A、B、C，A组单独用一定浓度的ABA处理，B组单独用YUCCA活性抑制剂处理，C组用一定浓度的ABA和YUCCA活性抑制剂联合处理。一段时间后，测量并统计各组水稻初生根的长度并进行比较　各组水稻初生根的长度为A组<C组<B组