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必修 稳态与环境 第三章 植物的激素调节,第3课时 核素,课前自主学习,课堂互动探究,1生长素的发现过程 (1)下图AD为达尔文植物向光性实验，请思考：,生长素的发现过程,由A、B所得出的结论是胚芽鞘生长和向光弯曲与尖端有关。 由C、D可得出何种结论？ 胚芽鞘的感光部位在尖端。,(2)右图E、F是詹森实验图示，由实验结果可推出何种结论？ 胚芽鞘尖端产生的影响可通过琼脂片传递到下部。,(3)右图G、H为拜尔实验，由该实验结果可推测导致胚芽鞘弯曲生长的原因是什么？ 是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。,(4)右图I为温特实验： 该实验可证明何种观点？ 胚芽鞘尖端的确产生了某种促进生长的物质。 为提高可信度，应如何设计对照实验？ 应设置一组琼脂块未曾接触过胚芽鞘尖端的实验作对照。,名师点睛 生长素的产生部位在尖端，生长素的合成不需要光，生长素的横向运输在尖端完成，但发生效应的部位在尖端以下。 生长素不能透过云母片，而琼脂对生长素的运输和传递无阻碍作用。,温特实验证明刺激是物质而非其他信号如光、声音等，因此它能在琼脂块上留下与之相同的效应并作用于胚芽鞘尖端以下的部分，促进生长。 生长素最早是从人尿中分离出来的，这是由于人体内缺乏分解生长素的酶，不能将随食物进入人体的生长素分解。,2人工实验条件下植物生长弯曲现象,1(2013杭州质检)如下图所示，a、b、c为对胚芽鞘做不同处理的实验，d为一植株被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照。下列对实验结果的描述，正确的是( ),Aa、b向光弯曲生长，c背光弯曲生长 Ba直立生长，b、c向光弯曲生长 C图d中如果固定植株，旋转纸盒，一段时间后，植株向左弯曲生长 D图d中如果将纸盒和植株一起旋转，则植株向纸盒开口方向弯曲生长,解析：图a中由于生长素不能透过玻璃片，故a直立生长；图b中生长素能透过琼脂片，单侧光照使b向光弯曲生长，图c中由于胚芽鞘没有尖端，对光不产生反应，c向右侧弯曲生长；图d中固定植株，旋转纸盒，植株向右弯曲生长，如果将纸盒和植株一起旋转，光只能从开口进入，因此植株弯向纸盒开口方向生长。 答案：D,2用燕麦胚芽鞘及幼苗、进行如图所示实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是( ),A B C D 解析：a、b浓度相同，故直立生长；向右弯曲生长；直立生长；直立生长；向右弯曲生长；不生长也不弯曲；只有暗室内的幼苗旋转，单侧光不影响生长素的分布，直立生长；向小孔方向弯曲生长。 答案：D,1生长素的产生、分布和运输 (1)生长素主要合成部位：幼嫩的芽、叶、发育中的种子 (2)生长素的运输 极性运输和横向运输 实例a 植物的向光性,生长素的产生、分布、运输和生理作用,实例b 植物茎的背地性和根的向重力性,非极性运输在植物的成熟组织中，生长素可通过“韧皮部”进行非极性运输。 生长素的跨膜运输方式主动运输 生长素的运输方式是一种既需要运输载体，又需要消耗能量的主动运输过程，这可从以下事实得以证明： a顶端优势现象：顶芽产生的生长素可源源不断地运往侧芽部位，使侧芽部位生长素大量积累，即生长素可逆浓度梯度运输逆浓度梯度运输只能是主动运输；,b加入呼吸酶抑制剂、减少氧气供应、降低温度等均会抑制生长素运输过程。这也表明生长素运输与细胞呼吸状况密切相关，应为主动运输方式。,2生长素的生理作用 生长素可通过促进细胞的伸长来促进植物生长，但其作用具有两重性低浓度促进生长，高浓度则抑制生长。这里的“低浓度”与“高浓度”是相对的，具体数值随植物种类及同一植物的器官不同而不同，如(图甲)双子叶植物对生长素的敏感性高于单子叶植物，而同一植物体中，根、芽、茎对生长素的敏感性依次减弱，即茎的敏感性最差，如图乙所示：,不同植物及同一植物不同器官均有一促进生长的浓度“阈值”，在此阈值之前均为促进生长的“低浓度”，只有超过阈值后，才会“抑制生长”，这时的浓度才成为抑制生长的“高浓度”。如图丙所示： 图丙：生长素作用两重性示意图,3两重性的实例 (1)顶端优势 产生原因的实验探究：取生长状况相同的某种植物，随机均分为3组(A、B、C),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，切口放含生长素的琼脂块侧芽生长受抑制。 结论：顶芽产生的生长素，使侧芽生长受抑制。,(2)根的向地性和茎的背地性 茎的背地性原理和根的向地性原理，如图： 重力生长素分布不均(向地一侧生长素浓度高，背地一侧生长素浓度低即CA，DB)生长不均(根的向地一侧生长慢，背地一侧生长快；茎的向地一侧生长快，背地一侧生长慢)根的向地性，茎的背地性。,4生长素生理作用的研究与应用 (1)设计实验证明果实发育需要发育着的种子提供生长素，果实发育与生长素的关系：,如果切断生长素的自然来源(不让其授粉或除去正在发育着的种子)，果实因缺乏生长素而停止发育，甚至引起果实早期脱落。 在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房正常发育为果实，因为没有受精，果实内没有种子。 以上事实充分说明，生长素是果实正常发育所必需的，自然情况下，果实发育所需生长素是由发育着的种子合成提供的。,(2)单性结实与无籽果实 自然情况下，果实一般是在两性结合的基础上发育而成的。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。无籽果实是单性结实的结果。 无籽番茄：在花蕾期去雄用一定浓度的生长素类似物溶液处理未授粉的番茄花蕾而获得，利用了生长素促进果实发育的原理使其发育成果实。,香蕉：香蕉是三倍体，由于染色体数目方面的原因，香蕉不能形成正常的精子和卵细胞，因而不能受精发育成种子。子房能产生一定的生长素并自我刺激，发育成无籽果实。 无籽西瓜：利用染色体变异的原理，通过多倍体育种方法育成。其结实需要用正常的花粉刺激(产生生长素)。,名师点睛 (1)生长素只是促进子房发育但不改变其细胞的遗传物质。 (2)在生产实践中常用一定浓度的生长素类似物溶液补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响受粉而对瓜果类作物所带来的产量下降，但该措施不可用于挽救以收获种子为目标的各种粮食作物或油料作物的减产问题(因种子的形成须以双受精作前提)。,3(2012四川高考)为研究根背光生长与生长素的关系，将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中，用水平单侧光照射根部(如图)，测得根的弯曲角度及生长速率如下表：,据此实验的结果，不能得出的结论是( ) A根向光一侧的生长速率大于背光一侧 B生长素对水稻根生长的作用具有两重性 C单侧光对向光一侧生长素的合成没有影响 D单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关,解析：本题借助示意图和数据表格考查生长素的生理作用、作用特点及引起根背光生长的原因分析。由于四个选项本身都是正确的，对考生有很大的迷惑性，但是题目要求考生“据此实验的结果”判断“不能得出的结论是”，因此；需要逐一研究各选项，判断哪个选项的说法不能由该实验结果得出。从示意图中根的弯曲角度可以判断，根向光一侧的生长速率大于背光一侧，故A项结论符合题意。,从表格数据分析，当在培养液中添加浓度为0.001 mg/L的外源生长素时，弯曲角度和生长速率都比空白对照组大，说明低浓度生长素有促进根生长的作用；当在培养液中添加浓度为0.010.1 mg/L的外源生长素时，弯曲角度和生长速率都比空白对照组小，说明高浓度生长素有抑制根生长的作用。上述结果体现了生长素对水稻根生长的作用具有两重性，故能得出B项的结论。,在培养液中添加适量的NPA时，对生长素的运输具有一定的抑制作用，和空白对照组相比，弯曲角度和生长速率都减小，说明单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关，故D项结论符合题意。题干没有给出单侧光对向光一侧生长素合成是否有影响的任何信息，因此，不能得出C项的结论。 答案：C,4(2012上海高考)回答下列关于植物激素调节的问题。 为获得棉纤维既长又多的优质棉花植株，研究者对棉花植株中生长素与棉纤维生长状况的关系做了一系列研究。,(1)在研究中发现，生长素在棉花植株中可以逆浓度梯度运输，缺氧会严重阻碍这一过程，这说明生长素在棉花植株中的运输方式是_。 (2)图1所示棉花植株三个部位中，生长素合成旺盛的部位是_，生长素浓度最高的部位是_。 (3)研究者比较了棉纤维将要从棉花胚珠上发生时，无纤维棉花、普通棉花和优质棉花胚珠表皮细胞中生长素的含量，结果如图2所示。从图中信息可知，生长素与棉纤维生长状况的关系是_。,(4)研究者用生长素类似物处理细胞，得到结果如表所示，据此分析生长素类似物作用于植物细胞的分子机制是_。 解析： 本题中包含了三个小实验，要求考生根据实验结果得出实验结论。(1)生长素在棉花植株中可以逆浓度梯度运输，缺氧会影响呼吸作用供能进而严重阻碍这一过程的进行，这说明生长素在棉花植株中的运输方式是主动运输。,(2)图1中所示棉花植株三个部位中，生长素合成旺盛的部位有幼叶、幼芽，即，顶芽产生的生长素会向下运输，积累在侧芽，从而导致生长素浓度最高的部位是。(3)从图2可以看出：生长素的含量越高，棉纤维就越多，所以生长素的含量与棉纤维的发生呈正相关。 (4)本实验并没有给出实验目的，而是直接要求考生分析实验结果得出实验结论，此类试题难度较大，很多考生会觉得无从下手。,实验结果是唯一的信息来源，我们只能从表中DNA、RNA和蛋白质的含量入手，由这三种大分子化合物我们很容易想到基因的表达过程，即“DNARNA蛋白质”，由于DNARNA的值在处理前后变化很大，而RNA蛋白质的值变化很小，说明生长素促进了细胞内的转录过程，导致RNA含量增加，进而导致蛋白质含量增加。 答案：(1)主动运输 (2) (3)生长素的含量与棉纤维的发生呈正相关 (4)生长素促进细胞内的转录过程,五种植物激素的生理作用及应用,其他植物激素,5. (2012浙江高考)不同浓度的生长素影响某植物乙烯生成和成熟叶片脱落的实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是( ),A乙烯浓度越高脱落率越高 B脱落率随生长素和乙烯浓度增加而不断提高 C生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互对抗的 D生产上可喷施较高浓度生长素类似物降低脱落率,解析：由曲线可直接看出，在一定范围内，随乙烯浓度的升高，脱落率升高，但当乙烯浓度超过一定值后，脱落率不升反降。综合生长素与脱落率的关系可知，随生长素和乙烯浓度的增加，脱落率先升高后降低。根据曲线可知，生长素与乙烯对叶片脱落的作用大体相同。综合上述分析可知，可通过增加生长素的浓度来降低该植物的脱落率。 答案：D,实验技能提升,探究植物生长调节剂对扦插枝条的生根作用 1实验原理 适宜浓度的生长素能促进扦插的枝条生根。在不同浓度的生长素溶液中，扦插枝条生根的情况不同。,2实验流程,3基本技术要求 (1)本实验中，取材、处理时间、蒸馏水、光照、温度、通气状况等都属于无关变量。无关变量在实验中的处理要采用等量性的原则，如用相同的花盆，选用相同的植物材料等。 (2)配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要小，组别要多。 (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浓度梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。,名师点睛 探究生长素对植物插条生根的影响实验要点：配制一系列浓度的生长素处理生长状况相同的插条的下端观察插条的生根状况。,6某生物小组为测定适合杨树扦插枝条生根的最适NAA(萘乙酸)浓度，设计了下列实验步骤：配制相对浓度依次为2、2.56的NAA溶液9份。将长势相同的杨树枝条随机均分为9份，并将枝条的基部分别浸泡到不同浓度的NAA溶液中。一天后，取出枝条分别进行扦插。十天后，对扦插枝条的生根情况进行统计记录。下列选项中，属于该实验单一变量和无关变量的是( ),A枝条的生根数量；枝条的长度、生长状况等 BNAA(萘乙酸)的浓度；枝条的生根数量 CNAA(萘乙酸)的浓度；枝条的长度、生长状况等 D枝条的长度、生长状况等；NAA(萘乙酸)的浓度 解析：实验要遵循单一变量原则且要控制无关变量：本题中NAA(萘乙酸)浓度为自变量；各组的无关变量应一致，如枝条粗细、长度、生长状况、扦插环境等。 答案：C,7科学家探究了“生长素类似物萘乙酸(NAA)对玉米胚芽鞘生长的影响”，所得实验数据如图所示。下列有关实验的分析和评价，错误的是( ),A该实验说明NAA的作用具有两重性 B浓度为104 mol/L的NAA也能促进胚芽鞘的生长 C用蒸馏水(0)处理的玉米胚芽鞘为对照组 D促进胚芽鞘生长的最适NAA浓度在108 mol/L左右 解析：由图可知，与经蒸馏水(0)处理的玉米胚芽鞘相比较，用浓度为104 mol/L的NAA处理的胚芽鞘的长度较短，说明此浓度过高，抑制了胚芽鞘的生长。 答案：B,1下列不属于植物激素调节的是( ) A向日葵的幼嫩花盘跟着太阳转 B植物根的向地性生长和茎的背地性生长 C植物对水和无机盐的吸收 D许多植物叶片在秋末会脱落,解析：向日葵的幼嫩花盘跟着太阳转、植物根的向地性生长和茎的背地性生长都与生长素等植物激素的调节有关；植物叶片在秋末会脱落主要与脱落酸等植物激素的调节有关。植物对水和无机盐的吸收与植物激素的调节无直接关系。 答案：C,2下面是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息判断，下列说法正确的是( ),A实验一证明胚芽鞘尖端产生了某种刺激 B实验二证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以通过琼脂片传递给下部 C实验三证明胚芽鞘弯曲生长与光照无关 D实验四证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质,解析：实验一证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端；实验三证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的；实验四缺少空白琼脂块所对应的对照实验。 答案：B,3(2013广东理综)下图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果，分析正确的是( ),A去顶芽能促进主根生长 B去顶芽植株不能合成生长素 C生长素由顶芽向下非极性运输 D外源生长素能替代顶芽促进主根生长 解析：确定是促进生长还是抑制生长，要注意与正常植株进行比较，理解极性运输的含义。,由图可知，与正常植株相比，去掉顶芽后植株主根的长度减小，因此去掉顶芽会抑制主根的生长，A项错误。去掉顶芽后根尖等分生组织仍能合成生长素，B项错误。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，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。生长素由顶芽向下部运输为极性运输，C项错误。去掉顶芽后施加外源生长素，主根的长度与正常植株几乎相同，故外源生长素能替代顶芽促进主根生长，D项正确。 答案：D,4某生物兴趣小组利用2,4D进行了如下实验： 配制一系列浓度梯度的2,4D溶液共6组；选取生理状况相同的桂花插条，均分为6组，将插条下端分别浸泡在不同浓度的2,4D溶液中，10分钟后取出，进行无土栽培； 一段时间后取出，统计每组插条生根数目并计算平均值，结果如表所示：,根据以上实验，可以得到的结论是( ) A促进桂花插条生根的最适2,4D溶液浓度是1011mol/L B一定浓度的2,4D溶液对插条生根具有明显的促进作用 C超过一定浓度的2,4D溶液对插条生根有抑制作用 D相同浓度的2,4D溶液和生长素溶液对插条生根的作用相同,解析：由题中信息可知：以2,4D溶液浓度为0的组作为对照组，其他组为实验组。由生根数可知：2,4D溶液对插条生根具有促进作用，并且一定浓度的2,4D溶液对插条生根具有明显的促进作用；表中数据没有体现2,4D溶液对插条生根的抑制作用；该题中2,4D溶液浓度范围设定太窄，故不能确定最适浓度；题中没有涉及有关生长素对插条生根作用的实验，不能说明相同浓度的2,4D溶液和生长素溶液对插条生根的作用相同。 答案：B,5某同学进行了“倒插杨柳”的探究，结果如图所示。下列有关本实验研究的叙述中错误的是( ),A植物体生根和长茎的部位是一定的 B本实验结果与生长素在植物体内运输具有极性有关 C柳枝幼根和幼枝的生长状况体现了生物的应激性 D在柳枝中，生长素的运输动力是地心引力 解析：生长素的极性运输属主动运输，主动运输需要能量，其能量主要来自呼吸作用，故生长素的运输动力为呼吸作用。 答案：D,6向日葵和番茄都能产生果实和种子，向日葵的果实是平时我们吃的“瓜子”。在上述两种植物开花期间，遇到接连的阴雨天，影响了植物的传粉，管理人员及时喷洒了一定浓度的生长素。下列对采取这一措施产生结果的叙述中，正确的是( ) A两种植物都能形成无籽果实，产量未受影响 B番茄形成无籽果实产量未受影响；向日葵形成无籽果实产量下降,C两种植物都能形成无籽果实，产量下降 D番茄形成有子果实，产量上升；向日葵不能形成无籽果实 解析：施用生长素只对人类需要“果肉部分”的植物增产才有利。 答案：B,7(2012山东理综)果实生长发育和成熟受多种激素调节。下列叙述正确的是( ) A细胞分裂素在果实生长中起促进作用 D生长素对果实的发育和成熟没有影响 C乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用 D脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落,解析：果实的生长发育和成熟受多种植物激素的调节，细胞分裂素促进细胞的分裂，在果实生长发育中起促进作用，A项正确；生长素促进细胞生长和果实形成，当生长素浓度增大到一定程度时，会促进乙烯的合成，乙烯有促进果实成熟的作用，因而生长素对果实成熟也有影响，B项错误；乙烯促进果实成熟，C项错误；脱落酸促进果实的衰老和脱落，D项错误。 答案：A,8为研究细胞分裂素的生理作用，研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中(图1)。对插条的处理方法及结果见图2。,(1)细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位_，再被运输到作用部位，对生长发育起_作用的_有机物。 (2)制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是_；插条插在蒸镏水中而不是营养液中培养的原因是 _。 (3)从图2中可知，对插条进行的实验处理包括_。,(4)在实验中，对A叶进行实验处理，导致B叶_。该实验的对照处理是_。 (5)实验、的结果表明，B叶的生长与A叶的关系是：_。,(6)研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推测，用图1所示插条去除B叶后进行实验，实验组应选择的操作最少包括_(填选项前的符号)。 a用细胞分裂素溶液涂抹A1叶 b用细胞分裂素溶液涂抹A2叶 c用14C淀粉溶液涂抹A1叶 d用14C淀粉溶液涂抹A2叶,e用14C氨基酸溶液涂抹A2叶 f用14C细胞分裂素溶液涂抹A2叶 g检测A1叶的放射性强度 解析：(1)植物激素是由植物体特定部位产生的，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育起显著调节作用的微量有机物。(2)细胞分裂素一般产生于根尖，分布在分裂旺盛的部位，如幼芽等。该实验通过用植物激素处理叶片来研究激素的作用，为了避免内源激素的干扰，制备插条时要除去根系和幼芽。同时为了避免营养液中的营养物质对实验结果的影响，把插条插在蒸馏水中。,(3)通过对图2的分析可知：实验用细胞分裂素对A叶进行了处理，而实验、对叶片B进行了处理；实验、的区别在于A叶数量的多少。(4)在实验中，实验组的处理为对A叶喷洒细胞分裂素，作为对照组的处理应该是用蒸馏水同样处理A叶，从而使两组之间形成对照；通过对实验的分析可知：对A叶进行处理的实验组中B叶面积相对值比对照组要小，所以可推导出喷洒细胞分裂素会使B叶的生长受到抑制。(5)通过对实验、的比较可知，A叶越多，B叶的生长越快；反之亦然。(6)在A2叶上涂抹14C氨基酸，在A1叶上涂抹细胞分裂素，如果在A1叶上检测到放射性即可证明假设成立。,答案：(1)产生 调节 微量的 (2)减少内源激素的干扰 外来营养物质会对实验结果造成干扰 (3)用细胞分裂素分别处理A、B叶片；不同插条上去除不同数目的A叶 (4)生长受抑制 用蒸馏水同样处理A叶 (5)A叶数量越少，B叶生长越慢 (6)a、e、g,9某研究性课题小组的同学对植物生长素非常感兴趣，设计了如下实验来探究单侧光是使生长素转移，还是将生长素分解。 (1)一位同学研究植物向光性的原因时，进行了如图1所示的实验，可以从实验中获得的结论是_， 试分析获得这一结论的理由：_。,图1,(2)另一位同学做了如图2所示的实验设计，即将经过图丙所示方法处理后的琼脂块，分别放在切去胚芽鞘尖端的切面上(如图丁)，一段时间后，观察胚芽鞘的生长情况。,图2,若胚芽鞘的长度关系为_，说明单侧光使生长素转移了；若胚芽鞘的长度关系为_，说明单侧光将生长素分解了。 解析：(1)图1中甲、乙为对照实验，图乙中向光侧的生长素若被光分解，则胚芽鞘将弯向光源生长，但胚芽鞘却直立生长，与假设不符，可能的原因是图乙中胚芽鞘尖端的生长素的横向运输被云母片阻断，导致生长素在单侧光照射下不能横向运输到对侧，生长素在胚芽鞘两侧分布一样多，所以表现为直立生长。这说明在单侧光照射下，可引起生长素从向光侧横向运输到背光侧。,(2)可进行逆向推导：若单侧光使生长素转移，则图2丙中A、B琼脂块上积累的生长素量相等，D琼脂块上积累的生长素量大于C琼脂块上的，且DBAC，(即CC(即CABD)。,答案：(1)单侧光引起生长素从向光侧横向运输到背光侧 图乙中向光侧的生长素若被光分解，则植物将弯向光源生长 (2)CABD CABD,
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