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（探究植物生长调节剂对枝条扦插生根的作用） 一、对其他激素的理解 1.赤霉素是在研究水稻恶苗病的过程中发现的。经过研究得知,促进稻苗徒长的物质是赤霉菌分泌的赤霉素。赤霉素突出的生理作用是促进茎的伸长,引起植株快速生长。水稻恶苗病病株的茎秆徒长,就是赤霉素对茎秆伸长起了促进作用的结果。用赤霉素处理芹菜,可以使食用的叶柄增加长度。 还有解除休眠和促进萌发的作用。例如,刚收获的马铃薯块茎,种到土里不能萌发,如用赤霉素处理马铃薯块茎,则能解除它的休眠,提早用来播种。赤霉素对种子也有解除休眠作用。 2.细胞分裂素主要作用是促进细胞分裂和组织分化。在植物的形态建成中起着重要作用。叶片衰老过程中,常常发生叶绿素、蛋白质、RNA等的含量降低,叶片变黄,趋于衰老。若用细胞分裂素进行处理,能使上述三种物质含量降低的速度变慢。可见,细胞分裂素还有延缓衰老的作用。蔬菜储藏中,常用它来保蔬菜鲜绿,延长储藏时间。 3.乙烯是植物体内产生的一种气体激素,特别在成熟的果实中更多。 乙烯能促进果实成熟。一箱水果中,只要有一个成熟的水果,就能加速全箱水果的成熟。用乙烯处理瓜类植物(如黄瓜)的幼苗,能增加雌花的形成率,有利于瓜类的增产。此外,乙烯还有刺激叶子脱落、抑制茎的伸长等作用。 4.脱落酸是一种生长抑制剂。它能抑制植物的细胞分裂,也能抑制种子的萌发,特别是对于大麦、小麦种子萌发的抑制作用更为明显。此外,据报刊报道,植物之所以有向光性,不但因为它的背光一侧生长素含量增加,而且还因为它的向光一侧所含的抑制激素脱落酸含量增加。脱落酸还能促进叶片等的衰老和脱落。在温带地区的秋末冬初,落叶树纷纷落叶,棉铃在未成熟以前常常大量脱落,这些都与脱落酸的作用密切相关。 【例1】某种植物种子经低温处理12个月后能够提早萌发。在低温处理过程中，种子内的激素含量变化如下图所示。据下图进行以下的推断，错误的是() A抑制种子萌发的是脱落酸 B喷洒细胞分裂素溶液，有利于种子保存 C脱落酸与赤霉素是拮抗关系 D赤霉素与细胞分裂素是协同关系B 【解析】由图可知，低温处理12个月后植物种子能够提早萌发，种子中脱落酸的含量减少，而细胞分裂素与赤霉素的含量增加，种子能够提早萌发，说明脱落酸抑制种子萌发，细胞分裂素与赤霉素均表现为协同效应，能促进种子的萌发。 二、植物激素自身的合成也受基因组控制 植物的生长发育过程，表现为按部就班地进行着种子的休眠、萌发，根、茎、叶的生长与伸展，生殖器官的发生与发育，种子和果实的形成与成熟等过程。这些生长发育过程，是植物的遗传程序随着季节的变化而启动、按顺序进行的。 植物的生长发育过程可以通过激素加以调控。然而，植物的形态建成等过程，并不是某个激素独立进行调节的，而是多种营养代谢生理变化的综合产物。激素自身也是特定条件下的代谢产物，也在陆续地合成、分解。 事实上，植物的生长发育既受内部因子的调节，也受外部因子的影响。内部因子主要是化学信使激素，外部因子包括光、温度、日照长度、重力、化学物质等。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。 除植物激素以外，高等植物体内的信使还有水信使、电信使。 近些年的研究表明，电信使在植物界并不仅仅局限于含羞草等植物。植物体内电信使时常以电化学波的形式传递，以快速、通用、效用短暂为特点。在植物体内，它可以和化学信使协作发挥效应。 三、植物激素间的相互作用 在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是单一激素的控制，而是各种激素相互作用的结果。也就是说，植物的生长发育过程，是受多种激素的相互作用所控制的。例如，细胞分裂素促进细胞增殖，而生长素则促进增殖的子细胞继续增大。又如，脱落酸强烈地抑制着生长，并使衰老的过程加速，但是这些作用又会被细胞分裂素解除；再如，生长素的浓度适宜时，促进植物的生长，同时开始诱导乙烯的形成。当生长素的浓度超过最适浓度时，乙烯的含量增加，而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时，就会出现抑制生长的现象。研究激素间的相互关系，对于生产实践有着重要的意义。 一般来说，促进生长的激素：生长素、赤霉素、细胞分裂素。抑制生长的激素：乙烯、脱落酸。与器官脱落有关的激素：生长素、细胞分裂素抑制器官脱落，脱落酸促进叶、花、果实的脱落。与种子萌发有关的激素：赤霉素、细胞分裂素促进萌发，脱落酸抑制萌发。 【例2】番茄果实成熟过程中，乙烯释放量、果实色素积累及细胞壁松弛酶活性变化规律如下图。从该图可得出乙烯能促进()细胞壁松弛酶活性升高果实色素积累番茄果实发育番茄果实成熟 A B C DB 【解析】本题考查乙烯的生理作用和图形分析能力。乙烯能促进果实成熟，但不能促进果实发育，故不能选。 四、植物激素和动物激素的区别与联系植物激素动物激素产生无专门的分泌器官或细胞由专门的内分泌腺分泌运输可经过筛管输送或细胞直接传递，为主动运输由血液循环输送作用没有特定的作用器官或细胞，可以作用于自身分泌细胞有特定的靶器官或靶细胞，一般不作用于自身分泌细胞实例生长素：成分是吲哚乙酸 生长激素：成分是蛋白质相同点均有微量高效的特点；均有调节细胞代谢的作用；均是多种激素共同协调发挥作用【例3】(双选)下列关于植物激素的叙述，正确的是() A乙烯的作用主要是促进植物果实的发育 B脱落酸在果实的衰老阶段含量最高 C赤霉素能促进种子的萌发和果实的成熟 D用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条，生根数量可能相同 BD【解析】乙烯的作用是促进果实成熟。赤霉素不能促进果实的成熟。 关于生长素在单性结实和无子果实中的应用：自然情况下，果实一般是在两性生殖细胞结合的基础上，由种子形成过程中产生的生长素刺激子房壁发育而成的。如果由于人为或自然因素的影响，没有发生受精现象，此时由子房发育成果实的过程叫单性结实。以下为几种无子果实的比较：续表1实验原理植物生长调节剂对植物插条的生根情况有很大的影响，而且用不同浓度、不同时间处理影响程度不同。其影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。2实验方法(1)浸泡法：把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3 cm，处理几小时至一天(要求的溶液浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理)。(2)沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5 s)，深约1.5 cm即可。 一、理论归纳3实验注意事项(1)可以进行预实验：先设计一组梯度较大的预实验进行探索，再在预实验的基础上设计细致的实验。这样可以避免浪费时间和财力。(2)设置对照实验，控制无关变量本实验可以设置只加清水的空白对照组及不同浓度的相互对照组。空白对照组可以排除无关变量的干扰；相互对照组可以确定促进生根的最适浓度。设置重复组，即每组不能少于3个枝条。实验过程应控制的无关变量主要有：实验中用到的枝条要尽量一致、药液处理枝条的时间要一致、各组培养条件要一致。(3)分析不同插条的生根情况不能生出不定根：有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样，如枝条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。二、演练植物生命活动调节的基本形式是激素调节，下表是植物不同部位各种激素的相对浓度，请分析回答：注：“”表示含量高；“”表示含量中等；“”表示含量低，“”表示无。(1)目前公认的植物激素共有五大类，除上面表格中的四类外，植物体内还有 属于植物激素，该激素的主要作用是 。(2)比较茎尖和伸长茎各激素的含量，同时从细胞学基础来分析植物的生长，可以说明生长素和赤霉素主要是通过促进 而促进生长；细胞分裂素主要是通过促进 而促进生长。(3)分析上表可知幼叶中没有脱落酸，成熟叶含有较多的脱落酸，某同学通过查资料得知“成熟叶叶柄容易脱落是因为成熟叶含有脱落酸，而脱落酸能促进叶柄脱落”。请你设计一个实验验证这一观点。乙烯促进果实的成熟细胞纵向伸长细胞分裂实验步骤：第一步：选取同一品种、生长状况良好且大小相同的植物三棵，分别标记为甲、乙、丙。第二步： 。第三步： 。实验结果预测及结论： 。将甲与乙植株的成熟叶切除，且在甲植株叶柄的切除处敷上含有一定浓度脱落酸的琼脂，在乙植株叶柄的切除处敷上相同大小的空白琼脂；丙植株不做以上任何处理观察并比较甲、乙、丙植株成熟叶叶柄脱落的时间顺序甲与丙植株成熟叶叶柄脱落时间差不多，均比乙植株成熟叶叶柄脱落得早，说明成熟叶叶柄容易脱落是因为成熟叶含有脱落酸，而脱落酸能促进叶柄脱落 【解析】解答第(1)(2)问要借助表中内容进行分析，第(3)题的验证实验应围绕资料中的那句话进行，其设计核心要点是成熟叶的有无与脱落酸有无导致叶柄是否脱落。1.(2011山东)下列与激素作用无关的实例是( )A草莓果实自然发育成熟B人舌尖触到蔗糖时感觉甜C自然生长的雪松树冠呈塔形D饥饿时人体血糖仍维持正常水平B【解析】 A果实发育成熟涉及生长素和乙烯；C雪松树冠呈塔形是生长素作用的两重性的体现；D饥饿时血糖的调节需要胰高血糖素；B产生感觉属于神经调节，不需要激素，需要递质；故答案为B。2.(2011浙江)研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果见下图。请回答：(1)比较曲线1、2、3与4，可知 对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是 ，而且 (激素)能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下，除了曲线3所采用的措施外，还可通过喷施 的化合物促进侧芽生长。(2)比较曲线4与5，可知赤霉素能明显促进 。而在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于 组织。(3)分析上图，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内 浓度或比例的改变。顶芽生长素细胞分裂素对抗生长素侧芽的生长分生植物激素【解析】(1)从曲线中可以看出，保留顶芽的时候侧芽长度最小，说明顶芽对侧芽有抑制作用。顶端优势现象是指顶芽合成的生长素向下运输到侧芽，使侧芽生长素浓度过高而导致侧芽生长被抑制。曲线3侧芽长度大于曲线1，说明涂抹细胞分裂素能解除生长素的抑制作用，喷施抵消生长素作用的化合物也可以达到相同的效果。(2)曲线4和5都去顶芽，但是曲线5涂抹赤霉素，曲线5侧芽长度大于曲线4，说明赤霉素能促进侧芽的生长。分生组织可以合成赤霉素。(3)通过以上分析可以看出植物激素的浓度或比例可以改变侧芽的生长速度。 3.(2011江苏)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)由图1得出的初步结论是：甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是 。促进生根、抑制生根(2)由图1的结果 (填“能”或“不能”)判断0.5 mol/L的激素类似物乙对生根的影响。为探究3 mol/L的激素类似物甲和0.5 mol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响，应设计 种培养基。(3)已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则：X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有 。X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是 。不能4抑制作用XY，XZ，Y与Z之间的大小关系不确定【解析】(1)由图1可知，随着激素类似物乙浓度的升高，月季插条生根数量逐渐减少，而在一定范围内，随激素类似物甲浓度升高，月季插条生根数量增加，因此激素类似物甲作用效果为促进，激素类似物乙作用效果为抑制。(2)由图1可知，当激素类似物乙的浓度大于或等于1 mol/L时对生根有抑制作用，但无从得知当激素类似物乙的浓度在01 mol/L之间时的作用效果如何。要想探究3 mol/L的激素类似物甲和0.5 mol/L的激素类似物乙对月季插条生根的复合影响，应设计四组培养基，即：3mol/L甲0mol/L乙、0 mol/L甲0.5mol/L乙、3mol/L甲0.5mol/L乙、0mol/L甲0mol/L乙。(3)生长素浓度变化对植物侧芽生长的影响可用下图曲线表示，即： 所以结合题目中的坐标曲线可知三种生长素类似物的浓度关系为XY，XZ，Y与Z之间的大小关系不能确定。 4.下图是细胞分裂素对黄瓜果实发育的影响(CK、250、500分别表示不稀释、稀释250倍和500倍)，能得出的结论是( )CA细胞分裂素的作用和生长素的作用一样具有两重性B细胞分裂素的浓度赿小，促进作用越大C细胞分裂素具有促进子房发育的作用D生物的个体发育是多种激素共同作用的结果【解析】通过对曲线的分析可知细胞分裂素具有促进子房发育的作用。 5.(双选)下列关于植物激素的叙述，正确的是( )A成熟细胞比幼嫩细胞对生长素更为敏感B生长素能促进生长，但它的作用又与乙烯相互拮抗C幼根、幼芽中含较多的赤霉素和细胞分裂素，但不含乙烯和脱落酸D啤酒生产中，利用赤霉素处理大麦，可以降低成本，同时不影响啤酒品质BD【解析】幼嫩细胞比成熟细胞对生长素更为敏感，A错；植物的生长发育是多种激素相互作用共同调节的结果，幼根、幼芽中含赤霉素、细胞分裂素、生长素较多，也含有少量的乙烯和脱落酸，故C错。 6.在植物细胞中，吲哚乙酸主要由色氨酸经一系列酶催化生成。下列相关叙述不正确的是( )DA吲哚乙酸主要在幼嫩的芽、叶和发育着的种子中合成B色氨酸属于构成蛋白质的氨基酸，至少含有一个氨基和一个羧基C吲哚乙酸是一种具有调节作用的植物激素，不是蛋白质D植物体中存在过量的色氨酸会抑制吲哚乙酸的合成【解析】本题考查了吲哚乙酸(植物生长素)的相关知识。吲哚乙酸主要在幼嫩的芽、叶和发育着的种子中合成，相对集中地分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘；吲哚乙酸是一种具有调节作用的植物激素，不是蛋白质；色氨酸是一种氨基酸，氨基酸的结构通式：一个碳原子上通过化学键连着一个羧基、一个氨基、一个氢原子和一个R基团，R基团中也有可能有羧基或氨基，所以色氨酸至少含有一个氨基和一个羧基；色氨酸作为合成吲哚乙酸的原料，存在过量的色氨酸，从我们学习的知识来看，没有理由抑制吲哚乙酸的合成。只有答案D选项不正确。 7.某研究性学习小组欲研究不同浓度的生长素类似物溶液对根和芽生长的影响，拟用小麦种子、温箱、培养皿、移液管、滤纸、尺、蒸馏水、10 mg/L 2,4D(一种生长素类似物)以及0.1%升汞(表面消毒剂)等完成相关研究。(1)该实验的原理是生长素类似物对植物生长有调节作用，其调节效应与 等有关；用不浓度的2,4D处理萌发的种子，对根、芽的生长有不同的影响。生长素类似物的浓度和植物器官种类(2)请补全下面的方法步骤：取小麦种子，用0.1%升汞消毒适宜时间，再用蒸馏水冲洗若干次，置于22 C温箱中催芽2 d。取培养皿若干套，并编号。向1号皿中移入10 mg/L 2，4D 溶液10 mL，然后移出1 mL到2号皿中，加9 mL蒸馏水并混匀，如此稀释至6号皿(浓度为0.0001 mg/L)。最后 。在各皿中放置一滤纸圆片，选取萌动的种子10粒，合理排放于皿中，盖上皿盖，放在22 C温箱中黑暗培养3 d。测量并记录 。(3)2,4D的调节效应一般用一定时间内器官长度的增长百分率(%)来表示。计算增长百分率(%)需要获得的参数除了处理组长度以外，还应该包括 。请将本实验最可能的结果用曲线图表示其走势。(假设对根、茎的最适促进浓度分别是0.001 mg/L和1 mg/L)曲线图如下。从6号皿中取出1 mL弃去，在7号皿中加入9 mL蒸馏水幼芽的长度，幼根的长度和数目对照组长度和初始长度 【解析】(1)分析本题的实验目的：“研究不同浓度的生长素类似物溶液对根和芽生长的影响”，因此可分析出实验变量是：不同生长素类似物浓度和不同器官(根和芽)。因此生长素类似物对植物生长的调节效应与生长素类似物的浓度和植物器官种类有关。(2)注意到：“向1号皿中移入10 mg/L 2,4D溶液10 mL，然后移出1 mL到2号皿中，加9 mL蒸馏水并混匀”，实验对浓度的控制是不断进行10倍的稀释。由此类推，到6号皿时，应从6号皿中取出1 mL弃去，在7号皿中加入9 mL蒸馏水。测量并记录的是实验的指标：幼芽的长度、幼根的长度和数目。(3)要得出增长百分率，还应测量出：对照组长度和初始长度。在画曲线走势图时应注意：标明横、纵坐标的含义，横坐标浓度变化的梯度，正确画出曲线图。
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