高三生物一轮复习830植物的激素调节教学案新人教版.doc

第30讲　植物的激素调节
[考纲要求]　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。

一、植物生长素的发现
1． 达尔文的实验
(1)实验过程及现象：

(2)实验结论：单侧光照射能使胚芽鞘尖端产生某种影响，当传递到下部伸长区时，造成背光面比向光面生长快。
2． 鲍森·詹森的实验
(1)实验过程及现象

(2)实验结论：胚芽鞘尖端产生的影响，可以透过琼脂片传递给下部。
3． 拜尔的实验
(1)实验过程及现象

(2)实验结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
4． 温特的实验
(1)实验过程及现象

(2)实验结论：造成胚芽鞘弯曲的是一种化学物质，并命名为生长素。
5． 植物激素
[解惑]　(1)温特实验之前的实验结论中不能出现“生长素”，只能说“影响”。
(2)证明“影响”是“化学物质”而非其他信号，并对该物质命名的科学家是温特；提取该物质的是郭葛，其化学本质为吲哚乙酸，由色氨酸合成。
(3)上述实验中都设置了对照组，体现了单一变量原则。
[思考]　鲍森·詹森实验的目的是要证明胚芽鞘尖端产生的影响要向下传递，但实验并没有充分证明，如何补充实验以证明胚芽鞘尖端产生的影响要传递到下部才能发挥作用。
提示　设置对照组，将琼脂片换成云母片或玻璃片，其他均相同。
二、生长素的产生、运输和分布
1． 合成部位：主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
2． 分布部位：植物体各器官中都有，相对集中地分布在生长旺盛的部分。
3． 运输
(1)极性运输：从形态学的上端运输到形态学的下端。
(2)非极性运输：成熟组织中可以通过韧皮部进行。
三、生长素的生理作用
1． 两重性
(1)实质：即低浓度促进，高浓度抑制。
(2)表现
2． 顶端优势
(1)现象：顶芽优先生长，侧芽受到抑制。
(2)原因：顶芽产生的生长素向下运输，积累到侧芽，侧芽附近生长素浓度高，发育受到抑制。
3． 生长素类似物
(1)概念：具有与生长素相似生理效应的人工合成的化学物质，如α­萘乙酸、2,4­D等。
(2)应用
[解惑]　生长素的作用机理：通过促进细胞纵向伸长来促进植物生长。
[思考]　下列体现两重性的实例有哪些，有何规律？
①根的向地性；
②茎的背地性；
③根的背光性；
④茎的向光性；
⑤无子果实形成；
⑥顶端优势；
⑦除草剂去除杂草。
提示　①③⑥⑦能体现两重性，只要涉及到根的一般可体现两重性，因为根对生长素非常敏感。
四、其他植物激素
[连一连]

考点一　聚焦胚芽鞘的生长弯曲和植物的向性运动

1． 下列是利用燕麦胚芽鞘做的一系列实验，分析相应的对照实验得出结论

(1)图①②对比分析表明：光并未抑制胚芽鞘的生长(光未抑制促进生长的物质的合成)，或垂直照光并未引起胚芽鞘的生长弯曲。
(2)图①③对比分析表明：光照不均匀(单侧光照)会引起胚芽鞘生长不均匀，即造成向光弯曲。
(3)图③④对比分析可得出结论：胚芽鞘弯向光源生长是因为有了尖端的缘故。
(4)图①②③④对比分析表明：胚芽鞘生长和弯曲与尖端和单侧光的影响有关。
(5)图⑤⑥对比分析表明：胚芽鞘生长与否和琼脂块本身无关，而是与处理过的琼脂块中的某种物质有关。
(6)图⑥⑦对比分析表明：该物质能向下运输则胚芽鞘生长，反之，则胚芽鞘不生长。
(7)图⑤⑥⑦对比分析表明：尖端产生了某种物质向下运输，促使胚芽鞘生长。(通过化学分析研究，该物质叫吲哚乙酸，因为它能促进生长，因此命名为生长素)
(8)图③⑥⑧对比分析表明：该物质分布不均，是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而单侧光照仅仅是影响该物质分布不均的原因而已。
(9)图③⑨⑩对比分析表明：感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，发生弯曲的部位在尖端下部。
(10)比较图⑪和⑫表明：生长素的横向运输部位在胚芽鞘尖端，即感光部位。
2． 分析植物的向性运动
(1)分析植物向光性的原因并作出总结

总结
(2)分析植物茎的负向重力性和根的向重力性

A、B为极性运输，C、D为重力作用下的横向运输。
地心引力→生长素分布不均匀→近地侧浓度高
→
总结
易错警示　涉及生长素的3个方面分析
(1)胚芽鞘的感光部位和发挥作用的部位
①感光部位——胚芽鞘尖端。
②产生生长素部位——胚芽鞘尖端。
③发生弯曲的部位——伸长区，即尖端下面一小段。
(2)生长素分布不均的原因分析
①单方向刺激的影响：常见的有单侧光、重力、离心力等因素，使生长素在产生部位发生了横向运输，然后通过极性运输到达作用部位，使生长素分布不均，从而造成了弯曲生长。
②其他人为因素：如温特将含有生长素的琼脂块故意偏放在胚芽鞘去掉尖端的横切面上，探究弯曲生长的原因，又如云母片或玻璃片的应用，也会造成生长素分布不均。
③琼脂等不能感光，不会影响生长素的运输和传递，而云母片等则会阻碍其运输。
④生长素的产生不需要光，有无光均产生。
(3)生长素运输的方向及方式的剖析：①极性运输：生长素只能从形态学上端运往形态学下端，而不能由形态学下端运往形态学上端，即生长素的运输是极性运输，顶端优势现象能充分说明这一特点。
②横向运输：单侧光照射胚芽鞘，使得生长素在从上到下进行极性运输的同时，还能进行一定程度的横向运输，从而使胚芽鞘背光侧生长素比向光侧生长素多。同理，横放的植物，由于受到重力的影响，使茎、根的近地侧生长素分布得多，远地侧生长素分布得少。
③运输方式：生长素的运输在缺氧条件下会受到影响，同时，顶芽产生的生长素能逆浓度梯度向下运输并大量积累在侧芽部位，说明生长素的运输方式是主动运输。

1． 用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如图所示实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是
(　　)

A．②⑤⑦ B．①②③⑤⑧
C．①③④⑥⑦ D．②⑤⑧
答案　D
解析　①a、b浓度相同，故直立生长；②向右弯曲生长；③直立生长；④直立生长；⑤向右弯曲生长；⑥不生长也不弯曲；⑦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；⑧向小孔方向弯曲生长。
2． 为了探究光照和重力对横放状态下植物生长的影响，某同学对刚萌发的盆栽燕麦分别进行了下列处理：

一段时间后，①③④均明显向上弯曲生长，②弯曲生长不明显。根据上面实验，下列分析正确的是 (　　)
A．①和④能够说明燕麦在横放状态下，单侧光作用是引起弯曲生长的主要因素
B．①和④能够说明燕麦在横放状态下，重力作用是引起弯曲生长的主要因素
C．①和②能够说明燕麦在横放状态下，单侧光作用是引起弯曲生长的主要因素
D．③和④能够说明燕麦在横放状态下，重力作用是引起弯曲生长的主要因素
答案　D
解析　燕麦横放，重力引起向地侧生长素多于背地侧，单侧光照引起背光侧生长素多于向光侧，①上方照光及重力影响都使向地侧生长素多，促使向地侧生长快，燕麦向上弯曲生长；②燕麦弯曲生长不明显，说明重力与单侧光的共同作用使向地侧和背地侧生长素分布量差别不大；③燕麦只受重力影响；④中光照不影响生长素的横向运输，受重力影响燕麦向上弯曲生长。

1． 判断植物“长不长、弯不弯”的方法
判断植物“长不长、弯不弯”时要注意两看：
一看胚芽鞘尖端以下的部分能否获得生长素：①能则生长；②不能则既不生长也不弯曲。
二看胚芽鞘尖端以下部分生长素的分布是否均匀：①若均匀则直立生长；②若不均匀则弯曲生长。
2． 植物向性运动的分析判断
常用方法有：云母片插入类、暗盒开孔类、切割移植类、琼脂块替换类、锡箔纸遮盖类、匀速(高速)旋转类、幼苗横置类、失重类等，分析如下：
类别
图解条件
相关结果
遮盖类

①直立生长
②向光生长
暗箱类

①直立生长
②向光(小孔)生长
插入类

①向右侧生长
②直立生长
③向光生长
④向光生长
移植类

①直立生长
②向左侧生长
③④中IAA的含量a＝b＋c，b＞c
旋转类

①直立生长
②向光生长
③向小孔生长
④茎向心生长，根离心生长
横置类

①②中IAA含量及作用
①：a＝b、c＝d，都促进水平生长
②：a＜b、c＜d，a、c、d促进生长，b抑制生长
考点二　解读生长素的生理作用特性相关曲线

1． 尝试对生长素的两重性作用曲线进行分析

(1)曲线中OH段表明：随生长素浓度升高，促进生长作用增强。
(2)曲线中HC段表明：随生长素浓度升高，促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。
(3)H点表示促进生长的最适浓度为g。
(4)当生长素浓度小于i时促进植物生长，均为“低浓度”，高于i时才会抑制植物生长，成为“高浓度”，所以C点表示促进生长的“阈值”。
(5)若植物幼苗出现向光性且测得向光侧生长素浓度为m，则背光侧的浓度范围为大于m小于2m。
(6)若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得茎的近地侧生长素浓度为2m，则茎的远地侧生长素浓度范围为大于0小于m。
2． 尝试分析根、茎、芽对生长素的反应敏感程度曲线

(1)不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效不同。
(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根>芽>茎)，也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。
(3)曲线在A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果，其中A、B、C三点代表最佳促进效果点。
(4)“高浓度”生长素是指分别大于A′、B′、C′点对应的浓度，“低浓度”生长素是指分别小于A′、B′、C′点对应的浓度。
(5)图中AA′、BB′、CC′段体现生长素的促进作用，变化特点是促进作用逐渐降低。A′、B′、C′点的作用特点是既不促进，也不抑制。
3． 尝试分析单子叶、双子叶植物对生长素的反应敏感程度曲线

由图可知：双子叶植物比单子叶植物敏感，故可用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶庄稼地里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。
易错警示　不要将生长素分布多少与浓度高低的作用效果混为一谈
生长素分布的多少是一个相对概念，高浓度和低浓度范围内都有生长素的多少之分；而生长素作用中的高浓度和低浓度是和作用效果联系在一起的概念，高浓度一定表现为抑制，低浓度一定表现为促进。

3． 如图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响，此图给你的信息是 (　　)

A．生长素对三种器官的作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度(例如10－2 ppm)抑制生长
B．a、b、c点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度
C．d点对应的生长素浓度对茎的生长具有促进作用，却抑制芽的生长
D．幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏
答案　B
解析　生长素对三种器官的作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长，但浓度为10－2 ppm时，对根和芽起抑制作用，但对茎却是促进作用。a、b、c点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度。d点对应的生长素浓度对芽和茎的生长都具有促进作用。幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏，图中没有体现这样的信息。
4． (2010·课标全国卷，30)从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)，将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(α)如图甲，α与生长素浓度的关系如图乙。请回答：

(1)从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2，请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：__________________________________________。
答案　(1)生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大弯曲角度α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的弯曲角度α
(2)若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B
解析　(1)生长素的生理作用具有双重性，低浓度促进植物生长，超过最适浓度后，高浓度抑制植物生长，甚至杀死植物。对任何一种植物来讲，都有促进生长的最适生长素浓度，在最适浓度两侧可能会出现作用效果相同而浓度不同的两个点。(2)低浓度(A)和高浓度(B)溶液都能促进茎段的生长，将待测溶液进行稀释后，若其浓度为A，则促进作用会小于原来浓度的促进作用，即α2<α1；若其浓度为B，则促进作用会大于原来浓度的促进作用，即α2>α1。
考点三　整合植物激素间的关系

1． 说出各种植物激素的生理作用

2． 归纳植物激素之间的关系
(1)协同作用的激素
①促进生长的激素：生长素、赤霉素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老的激素：细胞分裂素和生长素。
(2)拮抗作用的激素
①器官脱落

②种子萌发

易错警示　与各种植物激素相联系的5点提示：(1)植物激素是在植物体的一定部位合成的微量有机物，激素种类不同，化学本质不同。(2)生长素有极性运输的特点，其他植物激素没有。(3)植物激素具有远距离运输的特点，激素种类不同，运输的方式和方向不一定相同。(4)植物激素具有调节功能，不参与植物体结构的形成，也不是植物的营养物质。(5)利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效，其原因是人工合成的生长素类似物具有生长素的作用，但植物体内没有分解它的酶，因而能长时间发挥作用。

5． 南京地处亚热带地区，四季分明，植物能接受外界光照、温度变化的刺激。某些植物通过调节各种激素的合成，使得冬天休眠、夏天生长，如图所示。有关叙述正确的是
(　　)

A．10 ℃有利于过程①②和过程①③④，30 ℃有利于过程①③⑤⑥
B．冬天休眠时，植物体内的赤霉素和脱落酸的含量都会增加
C．长日照能促进过程①②和过程①③④，短日照能促进过程①③⑤⑥
D．由图可知，植物的休眠和生长都只由一种激素调节完成
答案　C
解析　冬天休眠时植物体内脱落酸含量较高，夏天生长时植物体内赤霉素和细胞分裂素含量较高，故10 ℃有利于过程①③⑤⑥，30 ℃有利于过程①②和过程①③④，可见植物的休眠和生长等过程都是多种激素共同作用的结果。
6． 如图为小麦子粒形成过程中各种植物激素的含量变化，据图判断下列叙述错误的是
(　　)

A．小麦子粒成熟后赤霉素合成量较小
B．小麦子粒形成初期细胞分裂素合成旺盛
C．小麦子粒质量的增加主要取决于生长素的含量
D．小麦子粒的形成受多种植物激素的平衡协调作用
答案　C
解析　从图示小麦子粒形成过程中各种植物激素的含量变化可以看出，植物的生长和发育受多种激素的综合调节，小麦子粒质量的增加是细胞分裂素、赤霉素、生长素共同作用的结果，而不是主要取决于生长素的含量。

1． 正确理解植物激素间相互关系的技巧
首先要识记各种植物激素的功能，还要掌握它们在调节植物生长发育过程中作用的异同。
(1)生长素通过促进细胞伸长，进而促进生长；细胞分裂素则通过促进细胞数目增多，进而促进生长。
(2)脱落酸抑制细胞分裂，并促进叶和果实的衰老、脱落，但这些作用又会被细胞分裂素解除。
(3)生长素在浓度适宜时促进植物生长，同时诱导乙烯的合成，但当其浓度过高，乙烯含量增加到一定程度，使乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素对细胞生长的促进作用时，则开始抑制植物的生长。
2． 植物生长与多种植物激素之间的关系

3． 赤霉素与生长素在促进茎秆的伸长方面的关系图

实验十六　聚焦植物激素相关实验设计题

1． 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。
2． 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

(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不生长不弯曲。
3． 探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
(1)实验操作：如图所示(注：A盒下侧有开口，可以进光)。

(2)结果预测及结论
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长，只是B向上弯曲程度大，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若A中幼苗水平生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。
4． 探究生长素促进扦插枝条生根的最适浓度
(1)实验过程

(2)

实验分析
由右图曲线可知，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浓度。
5． 验证生长素在果实发育中的作用及合成部位
(1)原理：果实发育与生长素的关系

①如果切断生长素的自然来源(不让其受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。
②在没有受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。
(2)过程

(3)结果：A组发育出有子黄瓜，B组不发育，C组发育出无子黄瓜。
(4)结论：生长素是果实发育所必需的。
易错警示　植物激素相关实验设计的提示
(1)实验中要运用对照原则和单一变量原则。
(2)实验要体现生物科学研究的基本思路：提出(发现)问题→作出假设→设计实验证明→得出结论。
(3)实验材料——胚芽鞘、去尖端的胚芽鞘、玻璃片和云母片阻断运输；不透明锡箔纸和盒子遮光；琼脂块运输或收集生长素；枝条上下端与极性运输关系。

7． 某生物兴趣小组利用2,4­D进行了如下实验：
①配制一系列浓度梯度的2,4­D溶液共6组；②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；③一段时间后取出，统计每组插条生根数目并计算平均值，结果如表所示：
2,4­D溶液
浓度(mol/L)
0
10－15
10－14
10－13
10－12
10－11
生根数
(平均值)
2.0
3.8
7.2
9.4
15.1
20.3
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10－11 mol/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
答案　B
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。
8． 某生物兴趣小组调查发现，在黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液(100～200 mg·L－1)，可促进多开雌花，提高黄瓜产量。但乙烯利浓度低于或高于这个范围时，其作用效果尚不清楚。请设计实验，探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。
材料用具：2～3片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利溶液(300 mg·L－1)、蒸馏水、喷壶……
(1)方法步骤：
①将黄瓜幼苗平均分成A、B、C、D四组；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④连续观察6周，记录并统计________。
(2)实验结果预测：(请在图中将预测的结果以折线的形式表示)

答案　(1)②用蒸馏水稀释乙烯利溶液，配制成4种浓度(要求在0～100 mg·L－1、100～200 mg·L－1、200～300 mg·L－1三个区间各至少取一种浓度)
③取等量上述各浓度乙烯利溶液，用喷壶分别喷洒各组黄瓜幼苗一次
④各组雌花数(或各组每株平均雌花数)
(2)如配制的浓度为0 mg·L－1、50 mg·L－1、150 mg·L－1、250 mg·L－1，折线图为

[要求在横坐标上注明上述(2)配制的浓度。]
解析　该实验的自变量是乙烯利的浓度，因变量是雌花的数量，实验步骤可从“分组编号、实验处理、结果观察”三个方面展开。
技法提炼
生长素类似物促进插条生根的实验分析
1． 实验的变量：该实验的自变量为生长素类似物的浓度；实验的因变量是扦插枝条生根情况；实验的无关变量是实验试剂的剂量、植物的种类、生长素类似物处理的时间等。
2． 实验的对照：该实验中存在空白对照(即用蒸馏水处理的对象组)和相互对照(即用不同浓度生长素类似物处理的对象组)。
3． 预实验的作用：(1)为进一步的实验摸索条件；(2)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，造成人力、物力和财力的浪费。

序号
错因分析
正确答案
序号
错因分析
正确答案
①
只注意了柱形图的走势，未与浓度为0时作出比较
促进生根
②
设置的试剂梯度较大，不能确定0.5 μmol/L的激素类似物乙对生根的影响
不能
③
对实验设计应该遵循的对照原则考虑不充分
4
④
未能结合生长素作用的两重性特点及生长素作用的相关曲线进行全面分析
X＞Y，X＞Z，Y与Z之间大小关系不确定