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第一部分 知識落實篇 專題五 生命活動的調節(jié) 第三講 植物的激素調節(jié),,,,生長素的發(fā)現(xiàn)及相關拓展實驗,1．生長素發(fā)現(xiàn)及作用相關實驗大整合 (1)驗證感光部位在尖端。,(2)驗證生長素的產(chǎn)生部位在尖端。 ①實驗組：如圖甲，對照組：如圖乙。,,,②現(xiàn)象：裝置a中胚芽鞘直立生長；裝置b和c中胚芽鞘彎向光源生長。 (5)驗證生長素的極性運輸只能從形態(tài)學上端向形態(tài)學下端運輸。 ①實驗操作(如下圖)：,,②實驗現(xiàn)象：A組去掉尖端的胚芽鞘向右彎曲生長，B組去掉尖端的胚芽鞘不生長也不彎曲。 (6)驗證生長素分布不均是導致生長不均的原因。,(7)驗證生長素能向下運輸。,,(8)頂端優(yōu)勢的成因驗證。 ①對照組：具有頂芽的幼苗，頂芽優(yōu)先生長，側芽生長處于劣勢。 ②實驗組A：去除頂芽——側芽得以生長。 ③實驗組B：去除頂芽，但在頂芽部位放置含生長素的瓊脂塊——側芽生長與對照組相同即側芽生長處于劣勢。 ④實驗組C：將③中瓊脂塊換為“空白瓊脂塊”——側芽生長與②相同，即側芽得以生長。,2．實驗結論 頂端優(yōu)勢的成因在于頂芽產(chǎn)生的生長素源源不斷地運往側芽部位，致使側芽部位生長素濃度過高，生長受抑制。,,,,,(2)莖的向光性、莖的背地性、根的向地性都有彎曲現(xiàn)象，但解釋彎曲的原因不同：莖對生長素不敏感，解釋莖的彎曲一般用“生長素的促進作用”；根對生長素較敏感，解釋根的彎曲一般用“生長素的促進和抑制作用”，即兩重性。,,?對位訓練 1．(2015山東實驗中學診斷)為研究單側光的光照強度與根彎曲角度關系，將某植物幼苗培養(yǎng)在適宜濃度的培養(yǎng)液中。據(jù)圖判斷下列說法錯誤的是(D),,A．單側光照射下根的背光生長與生長素的運輸有關 B．生長素對水稻根生長的作用具有兩重性 C．根背光彎曲生長是環(huán)境影響基因組程序性表達的結果 D．實驗表明單側光照越強，根尖背光側生長素含量越多 解析：據(jù)圖可知，單側光照射下，根背光生長與生長素由向光側向背光一側運輸有關，A正確；單側光照條件下，背光側生長素濃度高抑制生長，向光側生長素濃度低，促進生長，因此可以驗證生長素對根部生理作用具有兩重性，故B正確；根背光生長根本上是由基因控制的，同時受到環(huán)境的影響，C正確；因為本實驗沒有改變光照強度，不能得出D選項。,,,,生長素的生理作用及特點——兩重性,1．生長素的生理作用及特點分析的“3個角度” (1)與濃度的關系：具有兩重性，即低濃度促進生長，高濃度抑制生長。,,解讀 低濃度(FC段)促進生長，高濃度(CD段)抑制生長——兩重性；促進生長最適濃度為A點對應的濃度。C點既不促進，也不抑制。,(2)與同一植物不同器官的關系：不同器官對生長素敏感性不同——根＞芽＞莖,,解讀 A′、B′、C′三點之上的曲線體現(xiàn)了不同濃度生長素不同的促進效果，而A′、B′、C′三點分別表示了生長素對根、芽、莖的生長既不促進、也不抑制。A、B、C三點代表了根、芽、莖三者的最佳促進濃度分別為10－10mol/L、10－8 mol/L、10－4 mol/L左右。植物器官不同，對生長素的敏感性不同；但生長素對所有器官均表現(xiàn)為“兩重性”。,,(3)與植物種類的關系。,解讀 不同植物對生長素敏感性不同——雙子葉植物敏感于單子葉植物?？梢杂眠m宜濃度的生長素或生長素類似物來清除單子葉農(nóng)作物田中的雙子葉雜草。,,2．生長素作用具兩重性的證據(jù),注：莖的向光性及背地生長不能證明“兩重性”(只表明“促進生長”未表明“抑制生長”)。,,(1)“三看”法確認生長素作用是否體現(xiàn)“兩重性”。,,,注意：體現(xiàn)生長素生理作用兩重性的實例：頂端優(yōu)勢、根的向地性和除草劑的作用。,(2)界定植物生長素與動物生長激素。 植物生長素為“吲哚乙酸”(切不可將其看成分泌蛋白)，由植物體生命活動旺盛的部位產(chǎn)生，無專門的腺體；動物生長激素為“蛋白質”，由垂體分泌，經(jīng)體液運輸。但兩者都具有微量高效的作用特點。,,,(3)界定生長素與秋水仙素。 前者為植物激素，后者為植物次生代謝產(chǎn)物——生物堿；前者可促進植物的生長，促進果實發(fā)育，后者則抑制植物有絲分裂中紡錘體的形成。,(4)切不可將高于最適濃度生長素的濃度盲目視作“抑制濃度”。,,,體現(xiàn)生長素生理作用兩重性的實例：頂端優(yōu)勢和根的向地性。莖的向光性和莖的負向重力性不能體現(xiàn)兩重性，只能體現(xiàn)生長素的促進生長作用。,,,?對位訓練 2．(2014佛山一中檢測)對如圖中d、e兩點生長素濃度的分析合理的是(B),,,A．若d點對應點的濃度為b，則e點對應c點的濃度 B．若d點對應點的濃度為a，則e點對應b點的濃度 C．若d點對應點的濃度為a，則e點對應c點的濃度 D．若d點對應點的濃度為c，則e點對應b點的濃度 解析：受到單側光的影響，生長素在幼苗尖端處發(fā)生由向光側向背光側的橫向運輸，所以e處的生長素濃度大于d，且e處的生長素促進作用強于d處的促進作用。根據(jù)以上的分析，d和e兩處的生長素濃度只能分別對應圖中三點中的a和b點。,,,其他植物激素的生理作用,1．五類植物激素的合成部位及作用,,,(1)五種植物激素的化學本質均非蛋白質，切不可將其視作分泌蛋白。 (2)植物激素自身雖然不是蛋白質，但植物激素的合成代謝過程需酶催化，因此，該過程仍與基因調控有關。 (3)幾種激素間的協(xié)同、拮抗關系。,,,2．植物激素或植物生長調節(jié)劑的應用 (1)乙烯利——用于果實催熟。 (2)萘乙酸，2，4－D——用于促進插枝生根，防止落花落果及除草劑。 (3)青鮮素——保持果蔬鮮綠，延長貯存時間。 (4)赤霉素——解除種子休眠，誘導大麥種子α－淀粉酶合成，用于啤酒生產(chǎn)。,,,3．植物激素間的相互關系 (1)生長素和赤霉素。 ①兩者關系：,,,a．促進：赤霉素通過促進色氨酸合成生長素來促進細胞伸長。 b．抑制：赤霉素對生長素的分解具有抑制作用，赤霉素與生長素對促進細胞伸長具有協(xié)同作用。 ②兩者的生理效應： a．赤霉素能解除種子、塊莖的休眠，促進種子萌發(fā)。 b．生長素能防止落花落果，生理作用具有兩重性。 (2)生長素和細胞分裂素。,,,(3)生長素和乙烯。 ①兩者的作用機理。,②兩者的含量變化。,,,③生長素達到一定濃度后就會促進乙烯的合成，而乙烯對生長素的合成起抑制作用。 (4)脫落酸和赤霉素。 下圖表示種子萌發(fā)過程中，脫落酸和赤霉素兩種激素濃度的變化：,,,①脫落酸是植物生長抑制劑，抑制植物體內(nèi)許多生理過程，能使種子保持休眠狀態(tài)，一般在脫落的果實和種子中含量較高。 ②赤霉素能促進種子萌發(fā)，所以種子是否萌發(fā)取決于赤霉素和脫落酸濃度之比，兩者對種子萌發(fā)的作用是相反的。,,,4．幾種無子果實形成原因的比較,,,?對位訓練 3．(2015鎮(zhèn)江模擬)為研究某植物生長發(fā)育過程中生長素與細胞分裂素之間的相互作用，某生物興趣小組進行了相關實驗后繪出了如下圖所示曲線。以下敘述不正確的是(D),,,A．激素甲是生長素，激素乙是細胞分裂素 B．高濃度的生長素對側芽的萌動起抑制作用 C．高濃度的細胞分裂素對側芽萌動起促進作用 D．激素甲和激素乙在植物側芽生長中起拮抗作用 解析：據(jù)圖可知，去頂芽后“頂端優(yōu)勢”解除，側芽部位生長素濃度降低，所以圖中去頂芽后濃度下降的激素是生長素，濃度上升的是細胞分裂素，A正確；據(jù)圖可知，去頂芽后，側芽萌動，說明高濃度的生長素對側芽的萌動起抑制作用，B正確；去頂芽后，細胞分裂素濃度上升，側芽萌動，說明高濃度的細胞分裂素對側芽萌動起促進作用，C正確；根據(jù)題意和圖示分析可知：激素甲和激素乙在植物側芽萌動過程中起拮抗作用，D錯誤。,,,與植物激素有關的實驗探究與分析,1．變量在實驗步驟中的應用 第一步：把……相同的……隨機平均分成A、B兩組，A為實驗組，B為對照組。(分組編號、等量對照——主要是描述“無關變量”) 第二步：A組加適量的……(實驗處理)，B組加等量的……(對照處理)，其他條件相同且適宜。(實驗組進行處理——主要是描述“自變量”，平衡“無關變量”) 第三步：(培養(yǎng)、反應等)一段時間后，觀察記錄……數(shù)據(jù)進行相關處理。(實驗結果的處理——主要是描述“因變量”),,,2．實驗中的對照,,,3.變量梯度設置的實驗應用 (1)在適宜的范圍內(nèi)取值：生物體或細胞生活在特定的環(huán)境中，研究某因素對生物體或細胞的影響時，自變量應在它能發(fā)揮作用的范圍內(nèi)取值。例如，確定生長素類似物促進插條生根的適宜濃度，生長素類似物的濃度應在10－12～10－2 mol/L范圍內(nèi)，變量梯度應相差一個數(shù)量級。 (2)梯度大小設置要適宜：梯度過小，變化不明顯，實驗組增多，增加了實驗操作的難度；梯度過大，實驗結果不準確。例如，研究唾液淀粉酶的最適pH，預測其數(shù)值應在7.0左右，pH梯度設為0.4，共做5組實驗，其緩沖溶液的pH分別為6.2、6.6、7.0、7.4、7.8。,,,(3)梯度設置方法。 ①若進行定性分析，梯度設置可稍大些，如探究溫度對光合作用影響的實驗，一般情況下植物在30 ℃左右時，光合作用最強。我們既要研究溫度降低時光合作用的變化，也要研究溫度升高時光合作用的變化，溫度梯度設置如下：0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃。 ②若要進行定量分析，梯度設置應小一些。為了使結果更準確，有時要做預實驗，即先設置較大的梯度值，根據(jù)實驗結果在確定的較小范圍內(nèi)進行更小的梯度設置。,,,?對位訓練 4．(2015鎮(zhèn)江模擬)某科研人員為了探究生長素類似物萘乙酸對蘿卜幼苗生長的影響做了如下實驗： ①將長勢一致的蘿卜幼苗隨機分為若干組，每組2株。 ②配制四組不同濃度的萘乙酸溶液：A＝2.500mg/L、B＝3.125mg/L、C＝4.165mg/L、D＝6.250mg/L。 ③用不同濃度的萘乙酸溶液分別處理四組蘿卜幼苗，并置于相同且適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間。,,④對幼苗葉綠素含量測量數(shù)據(jù)如下圖所示。,,,請分析回答下列問題： (1)據(jù)圖可知，隨著萘乙酸濃度的升高，蘿卜幼苗的葉綠素含量逐漸 ______________ 。 (2)有人指出本實驗的操作步驟①、②均存在缺陷，不僅無法證明萘乙酸的作用，也不能保證實驗數(shù)據(jù)的準確性。請你提出修改意見： ①_______________________________________________； ②______________________________________________。,,,(3)本實驗還獲取了不同濃度萘乙酸對樣品中可溶性蛋白含量的有關數(shù)據(jù)，如下表(注：E用等量蒸餾水處理)。由數(shù)據(jù)分析可以得出，單位質量樣品鮮重中可溶性蛋白含量最高的組別是________。表中數(shù)據(jù)________(填“是”或“否”)支持萘乙酸能夠增高蘿卜幼苗單位重量中蛋白質含量，原因是____________________________________________________。 欲確定使用萘乙酸的最適濃度，應該在____________濃度范圍內(nèi)設計實驗進一步確定其精確值。,,,,,解析：(1)據(jù)圖可知，隨著萘乙酸濃度的升高，蘿卜幼苗的葉綠素含量逐漸增加。 (2)步驟①中，每組2株幼苗，存在偶然性，應將2株改為20株；實驗設計要遵循對照原則， 該實驗還缺少對照組，因此應該增加空白對照組，即蒸餾水處理。(3)由表中數(shù)據(jù)可知，A組單位質量樣品鮮重中可溶性蛋白含量最高。A～D組單位質量樣品鮮重中可溶性蛋白含量均比對照組高，由此可見，表中數(shù)據(jù)能支持萘乙酸能夠增高蘿卜幼苗單位重量中蛋白質含量。欲確定使用萘乙酸的最適濃度，應該在0～3.125mg/L濃度范圍內(nèi)縮小濃度梯度進一步進行實驗。 答案：(1)增加 (2)① 將2株改為20株 ② 增加空白對照組，即蒸餾水處理 (3)A 是 萘乙酸處理的組別中可溶性蛋白含量均高于對照組 0～3.125mg/L,