2021高三统考人教生物一轮（经典版）学案：必修3第8单元第29讲　植物的激素调节


第29讲　植物的激素调节
[考纲明细]　1.植物生长素的发现和作用(Ⅱ)　2.其他植物激素(Ⅱ)　3.植物激素的应用(Ⅱ)　4.实验：探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
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1．拜尔实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的生长素在其下部分布不均匀而造成的。(必修3 P47—正文)(×)
2．单侧光照射后，胚芽鞘向光一侧生长素含量多于背光一侧，因而引起两侧生长不均匀，造成向光弯曲。(必修3 P48—正文)(×)
3．植物体内具有生长素效应的物质，除IAA外，还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。(必修3 P48—正文)(√)
4．植物体内没有分泌激素的腺体，说明植物激素与动物激素完全不同。(必修3 P48—知识链接)(×)
5．生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、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。(必修3 P48—正文)(√)
6．在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向运输称为极性运输。(必修3 P48—正文)(√)
7．在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行极性运输。(必修3 P48—正文)(×)
8．极性运输是细胞的主动运输。(必修3 P48—正文)(√)
9．顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株表现出顶端优势。(必修3 P50—正文)(√)
10．不同器官对生长素的敏感程度不同，根>茎>芽。(必修3 P50—正文、问题探讨中图)(×)
11．生长素既能防止落花落果，也能疏花疏果。(必修3 P50—正文)(√)
12．人工合成的化学物质，如α－萘乙酸(NAA)、2,4－D等，具有与IAA相似的生理效应。(必修3 P51—正文)(√)
13．在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验，为进一步实验摸索条件，减少人力、物力和财力的浪费。(必修3 P51—探究)(√)
14．激素调节只是植物生命活动调节的一部分，植物的生长发育过程在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，光照、温度等条件对基因组的表达无影响。(必修3 P54—小字)(×)
15．用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α－淀粉酶。(必修3 P55—资料分析)(√)

(2015·安徽高考)下列关于植物生长素及其类似物的叙述，不正确的是(　　)
A．同一植株的幼芽对生长素的反应敏感程度高于幼根
B．棉花表现出的顶端优势与顶芽产生的生长素的极性运输有关
C．在番茄花期喷洒一定浓度的2,4－D可防止落花落果
D．用一定浓度的IBA溶液浸泡葡萄插条基部可诱导生根
答案　A
知识自主梳理
一　　植物生长素的发现
1．生长素的发现过程
科学家及实验过程
结论及分析

胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，对下部的伸长区传递某种影响，出现背光面比向光面生长快的现象

胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部

尖端产生某种影响，在其下部分布不均匀，造成胚芽鞘弯曲生长

造成胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质，并把这种物质命名为生长素
其他科学家，从人尿中分离出促进植物生长的物质
生长素的化学成分是吲哚乙酸
2．植物激素的概念
由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，称作植物激素。
3．生长素的产生、运输和分布

4．植物产生向光性的原因

总结
二　 生长素的生理作用
1．生长素的生理作用及特点
(1)作用方式：不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。
(2)作用：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。
(3)作用特点：两重性(低浓度促进，高浓度抑制)。
2．影响生长素生理作用的因素
(1)浓度：一般情况下，生长素在浓度低时促进生长，浓度过高时抑制生长，甚至会杀死植物。
(2)器官：不同器官对生长素的敏感度不同。根、芽、茎敏感程度为：根＞芽＞茎。(如下图)

①不同浓度的生长素作用于同一器官上，所起的生理功效不同。
②同一浓度的生长素作用于不同器官上，所起的生理功效也不同(如生长素的浓度为10－6 mol/L时，对根、芽、茎的作用分别是抑制、既不促进也不抑制、促进)。
③图中A、B、C三点对应的生长素浓度分别为促进根、芽、茎生长的最适浓度。
④图中A′、B′、C′点对应浓度分别表示对根、芽、茎的作用是既不促进也不抑制。低于A′、B′、C′点对应的浓度，表现为促进作用，高于A′、B′、C′点对应的浓度则起抑制作用。

(3)成熟程度：一般来说幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。
(4)植物种类：不同种类植物对生长素的敏感度不同。双子叶植物比单子叶植物敏感。
3．生长素作用的原理在生产上的应用
(1)实例——顶端优势
①现象：顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制。
②原因：顶芽产生的生长素向下运输，侧芽附近生长素浓度高，生长受到抑制。
③解除方法：去掉顶芽。
④应用：果树整形修剪、茶树摘心、棉花打顶等以增加分枝，提高产量。
(2)生长素类似物及其应用
①概念
②应用
防止果实和叶片脱落；获得无子果实；促进结实；促进扦插枝条生根。
4．探索生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
(1)实验原理
①在不同浓度的生长素类似物溶液中，扦插枝条生根的情况不同。
②在最适浓度下植物插条生根数量最多，生长最快。
(2)实验过程

(3)实验分析

由图中曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素类似物浓度，在A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同生长素类似物浓度。
(4)实验注意
①扦插枝条的选取：一般选取生长旺盛的一年生枝条。
②处理扦插枝条的方法：浸泡法(浓度较低)、沾蘸法(浓度较高)。
③控制无关变量非常重要。
④预实验：在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。这样可以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。
⑤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。
三　　其他植物激素
1．其他植物激素的合成部位和主要生理作用
名称
合成部位
主要生理作用
赤霉素
主要是幼芽、幼根和未成熟的种子
①促进细胞伸长，从而引起植株增高
②促进种子萌发和果实发育
细胞分裂素
主要是根尖
促进细胞分裂
脱落酸
根冠和萎蔫的叶片等
①抑制细胞分裂
②促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯
植物体各个部位
促进果实成熟
2．植物激素间的相互关系

在植物生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种植物激素相互作用共同调节。
(1)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时，就会促进乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进细胞伸长的作用。
(2)生长素和细胞分裂素促进植物生长的机制不同

(3)赤霉素通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长，如下图：

3.激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化，会引起包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。
4.植物生长调节剂
(1)概念
人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
(2)优点
容易合成、原料广泛、效果稳定等。
(3)应用实例(连线)
植物激素　　　调节剂　　　　　　　作用
①生长素　　　A．乙烯利　　　a．促进植物茎秆伸长；解除种子和其他部位休眠，提早用来播种
②赤霉素　　　B．赤霉素　　　b．培育无子番茄；促进果实发育；促进生根
③细胞分裂素　C．2,4－D　　　c．保持蔬菜鲜绿
④脱落酸　　　D．青鲜素　　　d．抑制生长，抗倒伏
⑤乙烯　　　　E．矮壮素　　　e．催熟未成熟果实
答案　①－C－b　②－B－a　③－D－c　④－E－d　⑤－A－e


1．胚芽鞘系列实验的六个结论
(1)胚芽鞘感光部位——尖端。
(2)胚芽鞘弯曲生长的部位——尖端下面一段。
(3)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。
(4)生长素的产生是否需要光——不需要。
(5)生长素横向运输的部位——胚芽鞘尖端。
(6)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。
2．生长素能透过琼脂片，但不能透过云母片。
3．生长素能从人尿中分离出来，是因为人体内缺乏分解生长素的酶。

植物激素一定是植物自身产生的，要与生长调节剂相区分。

1．失重条件下，生长素不会横向运输，生长素分布均匀，植物各部分怎么放怎么生长。
2．生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。

1．抑制生长≠不生长，所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的，由此可见，抑制生长并非不生长，只是生长速率慢于对照组。
2．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。
3．由于生长素生理作用具有两重性，因此存在两种不同浓度的生长素，其促进效果相同，并且最适浓度在这两种浓度之间。

顶芽产生的生长素可以在侧芽积累，但不会影响侧芽自身生长素合成。

1．本实验的自变量为生长素类似物溶液的浓度，因变量为不同浓度下的生根数量，两者之间会出现低浓度促进生长、高浓度抑制生长的关系，而其他因素如取材、处理时间、蒸馏水、温度等都是无关变量，实验中的处理都采用等量原则。
2．预实验时需要设置清水的空白对照，在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。另外，在配制溶液时，浓度梯度要小，组别要多。做好预实验的目的是能更加准确探究扦插枝条的最适浓度。预实验并不能减少实验误差。
3．在确定了最适浓度的大致范围后，可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。

研究表明：脱落酸在高温下易降解，据此，请解释“小麦、玉米即将成熟时，若遇干热后再遇大雨的天气，种子将易在穗上发芽”。
提示　这是因为脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠了。再遇到大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就在穗上萌发。

果实的发育与成熟是两个不同的过程，果实发育是指经传粉受精后，果实的体积逐渐增大的过程，生长素和赤霉素可以促进果实的发育；果实成熟是指其中的营养物质经过复杂的生化转变，使果实变甜、变软的过程，乙烯可以促进果实成熟。

生长素类似物属于植物激素，不属于植物生长调节剂。(×)

与植物激素相比，植物生长调节剂的作用效果为什么更稳定？
提示　植物体内存在能分解植物激素的相应的酶，所以植物激素在发挥作用后很容易被降解。而植物生长调节剂是人工合成的，植物体内没有分解其相应的酶存在，因此植物生长调节剂作用效果比植物激素更稳定。
考点题型突破
考点1　　生长素的发现
题型一 生长素的发现及相关拓展实验分析
1．下列有关生长素发现过程的叙述，错误的是(　　)
A．该过程的一系列实验体现出生物科学研究的基本思路：发现问题→提出假设→设计实验证明→得出结论
B．达尔文实验的自变量是尖端的有无和遮光部位的差异
C．拜尔实验的自变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过
D．温特实验证明引起胚芽鞘弯曲生长的刺激是一种化学物质
答案　C
解析　拜尔实验的自变量是胚芽鞘尖端放置的位置不同，C错误。
2．为探究在单侧光照射下燕麦胚芽鞘产生的生长素横向运输是发生在尖端(A段)还是发生在尖端下面一段(B段)，某同学进行了如图所示的实验，下列叙述正确的是(　　)

A．若a、b均向光源弯曲生长，则表明生长素的横向运输发生在B段
B．若a、b均直立生长，则表明生长素的横向运输发生在B段
C．若a向光源弯曲生长，b直立生长，则表明生长素的横向运输发生在A段
D．若b向光源弯曲生长，a直立生长，则表明生长素的横向运输发生在A段
答案　D
解析　若a、b均向光源弯曲生长，说明都发生了生长素的横向运输，则表明生长素的横向运输发生在A和B段，A错误；若a、b均直立生长，说明都没有发生生长素的横向运输，B错误；若a向光源弯曲生长，说明a发生了生长素的横向运输，b直立生长，说明b没有发生生长素的横向运输，则表明生长素的横向运输发生在B段，C错误；若b向光源弯曲生长，说明b发生了生长素的横向运输，a直立生长，说明a没有发生生长素的横向运输，则表明生长素的横向运输发生在A段，D正确。
3．下列是一组探究生长素的对照实验，有关实验的叙述不正确的是(　　)

A．该对照实验证明生长素能促进植物生长
B．该实验不能证明胚芽鞘尖端产生生长素
C．甲和乙对照证明光照不影响生长素的分布
D．该实验不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端
答案　C
解析　甲实验胚芽鞘生长，乙实验胚芽鞘没有生长，该对照实验证明生长素能促进植物生长，A正确；该实验的胚芽鞘均没有尖端，不能证明胚芽鞘尖端产生生长素，也不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端，B、D正确；胚芽鞘尖端是产生生长素和感受光刺激的部位，甲和乙对照不能证明光照不影响生长素的分布，C错误。

生长素的相关实验设计方法
(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方法一：云母片法
a．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)。
b．对照组：胚芽鞘不进行处理(如图乙所示)。

②方法二：画线法
在胚芽鞘尖端及下面一段均画3～4条等间距的线，过一段时间观察，哪部分间距变大，即为生长部位。
(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。
题型二 生长素的产生、分布和运输
4．下列有关生长素的叙述，错误的是(　　)
A．合成部位的生长素含量往往低于积累部位的生长素含量
B．生长素在植物体各器官均有分布，但相对集中的分布在生长旺盛的部位
C．生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子
D．胚芽鞘尖端合成生长素与光照有关
答案　D
解析　植物各部位生长素含量不同，通常是合成部位