【考纲展示】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.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用(实验)【热点考向】1.生长素的生理作用及其应用2.其他植物激素的生理作用3.植物向光性的实验设计与分析4.生长素的运输方向、方式及相关实验探究一、生长素的发现1.生长素发现的过程达尔文实验:证明单侧光照射能使产生某种影响,在传递到下部时,造成面比面生长快胚芽鞘尖端伸长区背光向光鲍森·詹森实验:证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过传递到下部琼脂块拜尔实验:证明胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分布造成的不均匀温特实验:证明造成胚芽鞘弯曲的影响是一种化学物质,并命名为生长素2.植物激素的概念:由植物体内产生,能从运送到,对植物的生长发育有显著影响的。产生部位作用部位微量有机物2.生长素的运输(1)极性运输:从运输到,而不能反过来运输,极性运输是细胞的。(2)非极性运输:在成熟组织中,可以通过进行。二、生长素的产生、分布和运输1.生长素的产生:主要合成部位是、幼叶和。发育中的种子形态学上端形态学下端主动运输韧皮部幼芽3.分布:相对集中地分布在的部分,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层,发育中的种子和果实等处。生长旺盛三、生长素的生理作用1.两重性(1)低浓度生长,不同器官对生长素的敏感程度由大依次为。(2)浓度过高时会生长,甚至杀死植物。促进根芽茎抑制2.顶端优势(1)现象:优先生长,受到抑制。(2)原因:顶芽产生的生长素运输,积累到侧芽,侧芽附近生长素,发育受到抑制,且侧芽对生长素敏感。顶芽侧芽向下浓度高3.生长素类似物(1)概念:具有与相似的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①防止;②促进果实发育,获得无子果实;③促使生根。生长素果实和叶片的脱落扦插枝条四、其他植物激素的种类和生理作用1.赤霉素(1)合成部位:主要是的种子、和幼芽。(2)主要作用:促进细胞,从而引起植株增高;促进和果实发育。未成熟幼根伸长种子萌发2.细胞分裂素(1)合成部位:主要是。(2)主要作用:促进细胞。根尖分裂4.乙烯(1)合成部位:植物体的。(2)主要作用:促进。3.脱落酸(1)合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。(2)分布:将要脱落的器官和组织中含量多。(3)主要作用:抑制细胞,促进叶和果实的。分裂衰老和脱落各个部位果实成熟2.优点:容易合成、原料广泛、。3.应用实例(1)用催熟凤梨。(2)用一定浓度的溶液处理芦苇,使其纤维长度增加50%左右。五、植物生长调节剂1.概念:人工合成的对植物的有调节作用的化学物质。生长发育效果稳定乙烯利赤霉素1.生长素的生理作用生长素既能促进生长,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。2.生长素的作用特性——两重性解读(1)不同植物对生长素敏感性不同(如图甲)双子叶植物对生长素的敏感性大于单子叶植物。(2)同一植物不同器官对生长素敏感性不同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,其敏感性大小为:根芽茎(如图乙)(3)生长素对所有植物及所有器官在生理功能上均表现两重性①图甲解读图甲中a、b分别代表生长素对双子叶植物与单子叶植物的最佳促进效果,a′、b′分别表示双子叶植物与单子叶植物的促进浓度阈值(上限)——大于该浓度时的生长素浓度将分别抑制双子叶与单子叶植物生长。②图乙解读曲线在A、B、C三点分别代表生长素对根、芽、茎的最佳促进效果,A′、B′、C′点分别表示生长素对根、芽、茎的生长既不促进,也不抑制,A′、B′、C′三点对应的生长素浓度分别为生长素促进根、芽、茎生长的浓度阈值——大于A′、B′、C′的生长素浓度将分别抑制根、芽、茎的生长。在“2”的图甲、图乙中“高浓度”是指分别大于图甲的a′、b′及图乙的A′、B′、C′点对应的浓度,“低浓度”是指分别小于图甲的a′、b′及图乙的A′、B′、C′点对应的浓度,切不可将图甲的aa′、bb′段及图乙的AA′、BB′、CC′段对应的生长素浓度看作抑制阶段,在这些阶段中,生长素仍体现促进生长作用,只是与最适值相比,促进作用有所降低而已。3.生长素的产生、运输及分布(1)生长素的合成部位主要是在幼嫩的芽、叶和发育着的种子中。(2)生长素的运输①运输方向极性运输:在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从植物体形态学的上端向下端运输而不能倒转过来,即极性运输非极性运输:在成熟的组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输②运输方式——主动运输证据生长素可逆浓度梯度运输(如顶芽→侧芽)生长素运输与呼吸(或供氧)状况相关③生长素的横向运输实例在感光部位生长素可由向光侧运往背光侧在地心引力作用下,横置器官中,生长素可由远地侧运往近地侧(3)生长素的分布在植物体各器官中都有分布,但相对集中地分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、发育中的种子和果实等处。(2009·海南高考)为了验证“植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长”,某同学进行了以下实验:①选取健壮、生长状态一致的幼小植株,分为甲、乙、丙、丁4组,甲组植株不做任何处理,其他三组植株均切除顶芽。然后乙组植株切口不做处理;丙组植株切口处放置不含生长素的琼脂块;丁组植株切口处放置含有适宜浓度生长素的琼脂块。②将上述4组植株置于相同的适宜条件下培养。[例1]回答下列问题:(1)各组植株侧芽的预期生长情况分别为:甲组_______________;乙组________;丙组________;丁组____________。(2)比较甲组与乙组的预期结果,能够说明_____________。(3)比较乙组和丙组的预期结果,能够说明_____________。(4)比较丙组和丁组的预期结果,能够说明_____________。(5)顶芽产生的生长素抑制侧芽生长的原因是____________。解析:(1)由植物顶端优势产生的原因可知:甲、乙、丙、丁组幼小植株的生长情况应分别为生长受抑制、生长、生长、生长受抑制。(2)~(5)验证实验需设置对照,实验变量是导致不同组别结果不同的原因,如甲组与乙组实验结果不同,说明实验变量——顶芽生长抑制侧芽生长,若不同组别的实验结果无差异,则说明该实验变量对该实验过程无影响,如乙组与丙组的实验结果相同,说明琼脂块对侧芽生长无影响;由丙组和丁组预期结果可表明真正对侧芽生长起抑制作用的是“生长素”,由于侧芽对生长素浓度较敏感,当顶芽产生的生长素源源不断地运往侧芽并在该处积累时,将抑制侧芽生长。答案:(1)生长受抑制生长生长生长受抑制(2)顶芽生长抑制侧芽的生长(3)琼脂块对侧芽生长没有影响(4)对侧芽生长起抑制作用的是生长素(5)顶芽产生的生长素向下运输、在侧芽处积累较多,侧芽对生长素浓度比较敏感,使侧芽生长受到抑制确认某生长现象是否体现“两重性”当器官由于生长素分布不均匀而表现出生长不均匀时,若生长慢是由于生长素分布相对“更多”所致,则可体现生长素促进生长的“两重性”(如顶端优势及根向地生长现象等),否则,若生长慢是由于生长素分布相对“较少”所致,则不能体现“两重性”,只能表明“低浓度促进生长”的一个方面(如茎的向光性及背地生长现象等)。1.下图中甲表示植物的生长速度与生长素浓度的关系,乙表示水平放置一段时间后的植物幼苗的生长状况,下列说法中正确的是()①若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的DE段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在BD段②若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的BD段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在DE段③生长素对Ⅰ、Ⅳ处的生长起促进作用,生长素对Ⅱ、Ⅲ处的生长起抑制作用④若乙图中Ⅲ处的生长素浓度在甲图的AB段,则Ⅳ处的生长素浓度可能在BD段A.①②③B.③④C.①④D.②④解析:植物的根和茎对生长素的敏感程度不同,根比茎对生长素更敏感;生长素对Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ处的生长起促进作用,生长素对Ⅱ处的生长起抑制作用。答案:D1.五种植物激素的作用及应用比较名称产生部位生理作用对应生长调节剂应用生长素幼根、幼芽及发育中的种子促进生长,促进果实发育萘乙酸、2,4D①促进扦插枝条的生根;②促进果实发育,防止落花落果;③农业除草剂赤霉素幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官里①促进细胞伸长,引起植株长高;②促进种子萌发和果实成熟赤霉素①促进植物茎秆伸长;②解除种子和其他部位休眠,提早萌发名称产生部位生理作用对应生长调节剂应用细胞分裂素正在进行细胞分裂的器官(如幼嫩根尖)①促进细胞分裂和组织分化;②延缓衰老青鲜素蔬菜贮藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长贮存时间乙烯植物各部位,成熟的果实中更多促进果实成熟乙烯利处理瓜类幼苗,能增加雌花形成率,增产脱落酸根冠、萎蔫的叶片等抑制细胞分裂,促进叶和果实衰老与脱落矮壮素落叶与棉铃在未成熟前的大量脱落2.植物激素间的相互关系下图是某果实在发育及衰老等过程中的激素变化,可以看出不同发育时期植物激素的种类和数量是不同的,这是受植物基因组控制的,其实质是基因的选择性表达。在植物生长发育的过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素控制的,而是多种激素相互作用的结果。这些激素之间,有的是相互促进,有的相互拮抗,正是各种激素的共同作用,使植物正常生长发育并适应各种变化环境。3.植物生长调节剂优点及应用(1)人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质称为植物生长调节剂。(2)植物生长调节剂的优点:易合成,不易被分解,效果持久稳定。(3)植物生长调节剂的辩证运用①农业生产的运用实例使用赤霉素处理马铃薯、莴苣可打破休眠,促进萌发;在采收前用一定浓度的赤霉素喷施芹菜、苋菜、菠菜等可促进营养生长,增加产量;用一定浓度的乙烯利喷施黄瓜、南瓜可促进雌花分化。②植物生长调节剂的使用可能会影响农产品的品质青鲜素可用于处理洋葱、大蒜、马铃薯块茎,延长休眠、抑制发芽,延长储存期,但青鲜素是致癌物质,对人体健康不利。如果水果远未达到成熟期,营养物质没有得到足够积累,盲目地用乙烯利催熟,必然改变水果的营养价值及风味。与植物激素相比,由于植物体内缺乏分解人工合成的激素类似物的酶,使得植物生长调节剂的作用效果更好、更稳定且维持时间较长。[例2]请回答下列有关赤霉素的问题:(1)赤霉素有促进细胞分裂的作用。用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞,其细胞周期的____________期明显变短,此时期分子水平上所发生的变化主要是____________和______________。(2)植物体内赤霉素的合成主要在未成熟的种子、幼根和幼芽等________的部位。用赤霉素多次喷洒水稻植株后,引起其生长速度过快,将导致稻谷产量________。(3)赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。有人进行了CaCl2和赤霉素对某植物种子胚轴生长速率影响的实验,结果如下图所示。由图分析可知,一定浓度的CaCl2溶液对细胞壁的伸展起________作用;加入赤霉素溶液的时间在图中的________(A点、B点、C点)。根据上述实验分析赤霉素促进茎伸长的可能原因是____________________。[课堂笔记](1)赤霉素能够促进细胞分裂,使细胞周期的间期明显变短,在间期分子水平上的主要变化为DNA的复制和有关蛋白质的合成。(2)未成熟的种子、幼根和幼芽属于生长旺盛的部位,用赤霉素多次喷洒水稻,引起营养生长速率过快,消耗营养物质过多,导致用于生殖生长的营养不足而使稻谷产量下降。(3)从图示可看出,注射CaCl2溶液后,生长速率下降,说明一定浓度的CaCl2溶液对细胞壁的伸展起抑制作用,B点以后生长速率加快,说明在B点加入了赤霉素溶液。由此可得到Ca2+抑制了细胞壁的伸长,加入的赤霉素可能是通过降低Ca2+浓度而促进生长的。[答案](1)分裂间DNA复制有关蛋白质的合成(2)生长旺盛降低(3)抑制B点赤霉素降低了细胞壁上Ca2+的浓度植物激素间的相互关系在植物生长发育的过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素控制的,而是多种激素相互作用的结果。这些激素之间,有的是相互促进的,