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第3章植物的激素调节考纲内容及能力要求考向定位1．植物生长素的发现和作用Ⅱ2．其他植物激素Ⅰ3．植物激素的应用Ⅱ4．探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用Ⅱ1．探究胚芽鞘尖端的生理作用及生长素的极性运输2．生长素生理作用的两重性及其实践应用3．探究生长素对生物器官作用的最适浓度4．乙烯生理作用的实验探究第1节植物生长素的发现第2节生长素的生理作用基础梳理生命系统的结构层次基础梳理1．植物激素：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__________。2．生长素(1)生长素的发现过程实验一：验证单侧光对生长的影响实验设计：把燕麦幼苗种植在完全黑暗的盒子里。对照组：把燕麦幼苗种植在开有小孔的盒子里。微量有机物产生部位作用部位实验现象：完全黑暗条件下直立生长；开有小孔、单侧光条件下向光弯曲生长。问题思考：说明植物生长有何特性?实验结论：植物生长有向光性。实验二：验证尖端对生长的影响实验设计：去掉燕麦胚芽鞘的尖端，种植在单侧光照射的盒子里。对照组：未去掉燕麦胚芽鞘的尖端，种植在单侧光照射的盒子里。实验现象：去掉尖端的既不生长也不弯曲；未去掉尖端的向光弯曲生长。问题思考：生长与弯曲与植物的哪一部分有关?实验结论：胚芽鞘的生长与弯曲与尖端有关。实验三：验证尖端及其下面一段对生长的影响实验设计：不透光锡箔纸遮住胚芽鞘的尖端，并且单侧光照射。对照组：不透光锡箔纸遮住胚芽鞘尖端下的一段，并用单侧光照射。实验现象：遮住尖端的直立生长；遮住尖端下的一段出现向光弯曲生长现象。问题思考：感光部位在哪里?弯曲部位在哪里?实验结论：感光部位在尖端，弯曲部位在尖端下的一段。实验四：验证尖端能产生生长素实验设计：把燕麦胚芽鞘的尖端切下来，放在琼脂块上培养一段时间后做以下实验：A组：在无尖端的胚芽鞘切面上放置未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块。B组：在无尖端的胚芽鞘切面正中放置接触过胚芽鞘尖端的琼脂块。C组：在无尖端的胚芽鞘切面一侧放置接触过胚芽鞘尖端的琼脂块。D组：在B组的胚芽鞘尖端与琼脂块之间放置不透水的云母片。实验现象：A、D组不生长也不弯曲；B组直立生长；C组向放置琼脂块相对的一侧弯曲。问题思考：尖端是否产生了某种物质引起生长?生长的部位是哪一段?实验结论：由B、D知：生长部位在尖端下的一段。由A、B知：促进生长的物质是尖端产生的而非琼脂块本身携带。由B、C知：胚芽鞘的弯曲生长与促进生长的物质分布不均有关。结论：尖端产生促进生长的物质，向下运输作用于尖端下的一段，促进尖端的下一段生长。小结：生长素产生的部位：__________；促进生长的部位：__________________；对光敏感的部位：__________；向光弯曲的部分：_______________；生长素的化学成分：__________。吲哚乙酸胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端下一段胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端下一段(2)化学名称：___________________________。(3)合成部位：幼嫩的芽、__________和发育中的__________。(4)运输方式__________：从形态学的__________________到形态学的__________，属于__________。非极性运输：成熟组织的__________。(5)分布：植物体各器官中都有，相对集中地分布在__________的部分。吲哚乙酸叶种子极性运输上端下端主动运输韧皮部生长旺盛归纳整合一、生长素发现过程的实验分析科学家实验过程结论分析达尔文①胚芽鞘+单侧光→向光生长②去尖端+单侧光→不生长、不弯曲③用锡箔罩住尖端+单侧光→生长、不弯曲④用锡箔罩住尖端以下部位+单侧光→向光生长单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激，此种刺激对下面部分产生影响，因而出现向光性弯曲①和④为对照组，②和③为实验组；①和②组中的自变量为有无尖端，③和④组中的自变量为感光部位的差异科学家实验过程结论分析詹森①切去胚芽鞘尖端+单侧光→不弯曲②胚芽鞘尖端下部放琼脂片+单侧光→弯曲胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部与达尔文实验中的①、②组形成相互对照拜尔切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养→胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成胚芽鞘弯曲生长自变量为尖端放置的位置科学家实验过程结论分析温特①接触过尖端的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一侧②空白的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一侧某种刺激的确是化学物质，这种化学物质的不均匀分布造成胚芽鞘尖端以下的部位弯向光源自变量为琼脂块是否接触过尖端其他科学家从人尿中分离出能促进植物生长的物质生长素的化学成分是吲哚乙酸归纳整合二、生长素的合成、分布与运输1．合成部位：主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子等具有分生能力的部位合成，而在衰老的组织中合成较少。2．分布(1)产生部位＜积累部位，如顶芽＜侧芽，分生区＜伸长区。(2)生长旺盛的部位＞衰老组织，如幼根＞老根。3.运输(1)极性(轴向)运输①特点：只能从形态学的上端向形态学下端运输，是一种主动运输过程，需要消耗能量，能逆浓度运输。②实验：(2)横向运输①在单侧光或重力作用下还可以引起生长素在茎、根等处的横向运输。这种运输方式往往与单方向刺激有关。②如下图所示：A、B为极性运输，C、D为重力作用下的横向运输；a为单侧光下的横向运输。(3)非极性运输：通过韧皮部的筛管的运输。归纳:①感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端，只有这个部位才能感受这一外界刺激，而其他部位对单侧光的刺激没有任何反应。②生长和弯曲的部位是胚芽鞘尖端下面的一段，单侧光引起生长素分布不均匀的部位就是指这一段。③单侧光引起茎尖生长素分布不均匀，暗示了生长素在胚芽鞘尖端(生长素产生的部位)有横向运输的能力，即在单侧光的影响下，生长素从向光的一侧移向背光的一侧。发生弯曲的部位是胚芽鞘尖端的下面，这表明生长素有极性运输的能力，能从形态学的上端向形态学下端运输。跟踪训练1.(2009年北京卷)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。下列相关叙述正确的是()A.吲哚乙酸可在胚芽鞘中大量合成B.色氨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蛋白质D.过量的色氨酸可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、叶和发育中的种子等部位合成，相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘；吲哚乙酸是一种化学物质，不是蛋白质；色氨酸是一种氨基酸，氨基酸都有一个相同的结构式：一个C上通过化学键连着一个羧基、一个氨基、一个氢和一个R基团，R基团中也可能含有羧基或氨基，所以色氨酸至少含有一个氨基和一个羧基，B选项正确。答案：B2.（2010年北海一中模拟）下列关于顶端优势的叙述中错误的是（）A.顶芽生长衰弱，促进侧芽生长B.除去顶芽，侧芽生长被抑制C.顶芽优先生长时，侧芽生长受到抑制D.切除顶芽，切口涂以高浓度生长素，侧芽生长抑制解析：顶端优势是植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。其产生的原因是顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，使侧芽的生长受到抑制。如果摘掉顶芽，侧芽部位的生长素浓度就会降低，侧芽所受到的抑制就解除了。D中虽顶芽切除，但涂以高浓度生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，侧芽的生长仍受到抑制。答案：B生长素的两重性基础梳理1.生长素的生理作用(1)两重性：既能促进生长，也能__________，既能__________，也能抑制发芽，既能防止落花落果，也能__________。(2)特点：浓度较低时__________，浓度过高时抑制生长，甚至杀死植物；不同器官对生长素敏感程度不一样。疏花疏果抑制生长促进发芽促进生长2.生长素类似物(1)概念：具有与__________相似的生理效应的化学物质。(2)应用①促使扦插枝条的生根；②促进果实发育；③防止_________；④获得无子果实。落花落果生长素归纳整合一、生长素分布不均的原因及引起的反应1.植物向光性产生的原因(1)四周光照均匀或无光：尖端产生生长素→均匀极性运输→尖端以下各部位生长素浓度分布均匀→各部分生长均匀→直立生长。(2)单侧光→尖端→影响生长素运输极性运输(上→下)→生长素分横向运输(尖端向光侧→背光侧)布不均匀背光侧多向光侧少→生长不均匀(背光侧快)→向光弯曲可见，向光性产生的内部因素是生长素分布不均，外部因素是单侧光的照射。2.茎的背地性(负向地性)与根的向地性原理受地心引力的影响，植物被水平放置的时候，近地侧生长素分布多，背地侧生长素分布少。由于根和茎生长所需的最适生长素浓度不同，故根和茎产生了不同的效应(根、芽、茎的最适生长素浓度分别为10-10mol•L-1、10-8mol•L-1、10-4mol•L-1左右)。若根的近地侧生长素分布多，则抑制其生长(根对生长素的浓度比茎敏感得多)；若根的背地侧生长素分布少(约占1/3)，则促进其生长，结果表现为根的向地性。而茎正好相反，近地侧生长素分布多，生长快；背地侧生长素分布少，则生长慢，结果表现出茎的背地性(负向地性)。3.引起生长素分布不均匀的因素及引起的反应归纳如下：背光-多-快向光-少-慢单侧光-茎植物的向光性非生物原因背地-少靠地-多茎-快根-慢地心引力茎-慢根-快生物因素：产生顶芽-少-快侧芽-多-慢顶端优势顶芽→生长素→侧芽人为因素切去尖端，胚芽鞘一侧放含生长素的琼脂块，向对侧弯曲插入云母片或玻璃片，阻断向下运输，向插入侧弯曲应激性运输两重性：即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官的生长。二、生长素生理作用的双重性分析(1)曲线中H点表示促进生长的最适浓度为g，在OH段随生长素浓度增高，促进作用增强，而HC段随着生长素浓度增高，促进作用减弱；曲线中A点和B点、O点和C点的生长素浓度对植物的促进作用相同。(2)若植物幼苗出现向光性，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光一侧生长素浓度范围应为：大于m小于2m(向光一侧生长慢于背光一侧)。(3)若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其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应为小于m。(4)根的向重力性和顶端优势现象体现了生长素的两重性，即低浓度促进，高浓度抑制。而向光性和茎的背重力性却只能表现生长素促进生长的功能。2.植物对生长素的敏感性不同(1)不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根＞芽＞茎)。不同种类的植物对生长素的敏感度也不同，如双子叶植物比单子叶植物对生长素的敏感程度高。(2)下图曲线中A、B、C各点代表最佳促进效果；A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素的促进效果；A′、B′、C′点分别表示生长素对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制时的生长素浓度；A′、B′、C′点以下的部分分别表示对根、芽、茎的生长起抑制作用。(3)顶端优势：顶芽产生的生长素向侧芽运输积累，使侧芽生长受抑制。(4)根的向地性和茎的背地性：如右下图重力导致生长素分布不均(向地一侧生长素浓度高，背地一侧生长素浓度低，即C＞A，D＞B)，从而使根和茎的生长都产生了不同的效果，根的向地一侧生长慢，背地一侧生长快，结果表现为根的向地性；茎的向地一侧生长快，背地一侧生长慢，结果表现为茎的背地性。(5)单子叶植物和双子叶植物的敏感度双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感，同一浓度可能对双子叶是抑制的，但对单子叶却是促进的。三、生长素生理作用的双重性及实践应用体现双重性主要有两个方面的实例：1.不同浓度的生长素对同一种植物的同种器官的影响不同。例如：顶端优势。2.相同浓度的生长素对同一植物的不同器官的影响不同。例如：根的向地性和茎的背地性。植物体不同的组织器官，其正常生长发育要求有不同浓度的生长素。相同浓度的生长素作用于不同器官引起的反应不同(促进或抑制)，说明不同器官对生长素的敏感性不同，敏感性越强，其正常生长发育要求的生长素浓度越低，根最敏感，茎敏感性最差，芽的敏感性介于根与茎之间。三者的最适浓度顺序为：茎芽根