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素养整合高考提分课(十一)植物激素调节的实验探究命题点一生长素产生、运输和分布的实验设计【考题研析】【典例】(2019·南通模拟)对植物向光性产生原因的解释有两种：学说1认为是生长素分布不均匀引起的；学说2认为是抑制物质(如MBOA)分布不均匀引起的。研究人员以玉米胚芽鞘为材料利用下图1所示装置进行实验，实验结果如表、图2。请回答下列问题：琼脂块中生长素含量/mg时间处理0h1h2h3h4h5h甲00.200.240.280.290.29乙00.210.250.270.290.29丙00.220.270.290.290.29丁00.220.280.290.300.31(1)植物体内生长素主要在幼嫩的芽、叶和_________中合成。实验中云母片插入胚芽鞘切段不宜太深，其原因是_____。(2)本研究结果支持学说________，其依据是单侧光处理后，_____________和_____________。(3)为进一步验证第(2)题中的结论，可以设计如下实验：将玉米胚芽鞘随机均分成两组，一组用含一定浓度MBOA的羊毛脂涂抹在胚芽鞘一侧，另一组用__________，并将胚芽鞘置于______中。一段时间后，比较胚芽鞘弯曲情况。预期实验结果是____。【解题探究】1.云母片与琼脂片的区别：(1)两者的化学成分不同；(2)两者的_______不同。2.审清探究对象，找准自变量：问题(3)中自变量是是否用_____处理。通透性MBOA【解析】(1)植物生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成。图示中的云母片如果插入过深，有可能对尖端结构造成破坏，影响相关物质的横向运输。(2)分析题表时，主要比较的对象是甲和乙。分析图2时，主要比较的对象也是甲和乙。丙和丁主要起对照作用。通过比较可以发现，在受到单侧光刺激时，两侧生长素分布差距不大，两侧的MBOA含量差异明显。因此数据支持学说2。(3)进一步验证实验是直接针对MBOA的，按照对照性原则，需要设置一个空白的对照组。根据等量性原则，需要涂抹等量的无生理效应的蒸馏水。预期结果为涂抹MBOA的一侧长得慢，胚芽鞘将向涂抹MBOA的一侧弯曲生长。答案：(1)发育中的种子防止云母片阻碍生长素和MBOA在胚芽鞘尖端的横向运输(2)2生长素在胚芽鞘向光侧和背光侧含量基本相等MBOA在向光侧含量明显多于背光侧(3)等量不加MBOA(或加等量蒸馏水)的羊毛脂涂抹在胚芽鞘的同一侧暗室(或黑暗)涂抹MBOA的一组胚芽鞘向涂抹侧弯曲生长，另一组直立生长【迎考必备】1.设计实验、找准自变量：实验名称图像自变量验证生长素产生部位在尖端琼脂块是否接触过尖端实验名称图像自变量验证生长素的横向运输发生在尖端云母片插入的位置验证生长素的极性运输胚芽鞘的放置方向实验名称图像自变量探究重力、单侧光对生长素分布的影响程度两组都水平受重力影响的情况下，下侧单侧光的有无实验名称图像自变量验证生长素在果实发育中的作用A组：植物雌蕊未受粉B组：植物雌蕊未受粉是否在柱头涂抹一定浓度的生长素探究顶端优势产生的原因是否在切口施加外源生长素2.分析实验，牢固把握单一变量：有A、B、C三组实验，A与B的X条件不同，B与C的Y条件不同。实验X条件Y条件结果AX1Y1Z1BX2Y1Z2CX2Y2Z3在分析的过程中，A与C结果不同的原因一般是无法直接分析的。根据对照性原则，我们只能分析A、B结果不同的原因和B、C结果不同的原因。【赢考必练】1.(2018·太原模拟)独脚金内酯是近几年新发现的一类植物激素。为了研究独脚金内酯类似物GR24对侧枝生长发育的影响，科研人员进行了一系列实验。请回答下列问题：世纪金榜导学号(1)独脚金内酯是植物体内产生的，对其生命活动起________作用的微量有机物。(2)科研人员用GR24处理拟南芥的野生型和突变体植株，结果如图1所示。据实验结果推测，GR24的作用是_______侧枝的产生，突变体植株可能出现了独脚金内酯_______(填“合成”或“信息传递”)缺陷。(3)为了进一步研究GR24的作用机理，科研人员用野生型植株进行了图2所示实验，结果如图3所示。①进行实验处理时，NAA应加入固体培养基_____________(填“A”或“B”)中。②据图分析，单独使用GR24对侧枝生长的作用效果_______(填“显著”“不显著”或“无影响”)，由此推测GR24的作用机理是____。【解析】(1)独脚金内酯是近几年新发现的一类植物激素，而植物激素是植物体内产生的，对其生命活动起调节作用的微量有机物。(2)激素是一种“信息分子”。图1显示：随着GR24浓度的递增，野生型植株的侧枝数目的平均值逐渐减小，而突变体植株的侧枝数目的平均值几乎不变，说明GR24的作用是抑制侧枝的产生，突变体植株可能出现了独脚金内酯信息传递缺陷。(3)①NAA为生长素类似物，而生长素在幼嫩组织中进行极性运输，因此在实验设计中，要给枝条施加NAA，必须从形态学上端进行，即NAA应加入固体培养基A中。②图3显示，单独使用GR24处理的实验组，其侧枝长度与对照组相差无几，说明单独使用GR24对侧枝生长的作用效果不显著。单独使用NAA处理的实验组的侧枝长度明显小于对照组，而NAA与GR24联合使用的实验组的侧枝长度最短，由此推测GR24的作用机理是通过促进NAA的作用而抑制侧枝生长。答案：(1)调节(2)抑制信息传递(3)①A②不显著通过促进NAA的作用而抑制侧枝生长2.仔细观察下列四个图，图一是燕麦胚芽鞘的向光性实验；图二是水平放置于地面的玉米幼苗根与茎的生长情况；图三是已出现顶端优势的植株；图四是生长素浓度与根(或芽、茎)生长的关系。请回答下列问题：(1)图一中实验一段时间后，燕麦胚芽鞘______生长，原因是______(填字母)处的生长素浓度较高，细胞纵向伸长生长较快。(2)图二中实验一段时间后，玉米幼苗根_______生长，原因是_______处的生长素浓度较高，细胞生长_________。玉米幼苗的茎_______生长，原因是_______处的生长素浓度较高，细胞生长_______。(3)图三所示三个芽中，_______处的生长素浓度最低，原因是_______处产生的生长素不断往_______处运输，由此可以推断：生长素的运输方向具有极性，运输方式为_______。(4)图四中BC段的含义是_____________________。若此图表示生长素浓度与芽生长的关系，则在同一植株中用此图表示生长素浓度与根生长的关系时，B点应向_______移动。(5)图一至图四中，能体现生长素作用的两重性的是____。【解析】(1)燕麦胚芽鞘具有向光生长的特性，原因是单侧光引起生长素分布不均匀，导致背光侧生长素浓度高。(2)玉米幼苗根具有向地生长的特性，原因是重力引起生长素分布不均匀，背地一侧浓度较低，同时根对生长素的浓度很敏感，表现出生长素作用的两重性；玉米幼苗的茎背地生长，原因是重力引起生长素分布不均匀，背地一侧浓度较低，同时茎对生长素的浓度不敏感，都表现为促进作用，所以背地生长。(3)图三所示三个芽中，顶芽1处的生长素浓度最低，原因是顶芽1处产生的生长素不断往侧芽1、侧芽2处运输，由此可以推断：生长素的运输方向具有极性，运输方式为主动运输。(4)图四中BC段的含义是随生长素浓度的增加，促进生长的作用逐渐减弱，由于根比芽敏感，芽比茎敏感，则在同一植株中用此图表示生长素浓度与根的关系时，B点应向左移动。(5)图一至图四中，能体现生长素作用的两重性的图是图二、三、四。答案：(1)弯向光源N(2)向地根2慢背地茎2快(3)顶芽1顶芽1侧芽1、2主动运输(4)随生长素浓度的增加，促进生长的作用逐渐减弱左(5)图二、三、四命题点二植物生长调节剂的应用探究【考题研析】【典例】(2019·泰州模拟)为研究油菜素内酯(BR)在植物向性生长中对生长素(IAA)的作用，科研人员以拟南芥为材料进行了如下实验。(1)BR作为植物激素，与IAA共同_______植物的生长发育。(2)科研人员在黑暗条件下用野生型和BR合成缺陷突变体拟南芥幼苗进行实验，三组幼苗均水平放置，其中一组野生型幼苗施加外源BR，另外两组不施加，测定0～14h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度，结果如图所示。①上述实验均在黑暗条件下进行，目的是避免光照对_____________的影响。②由实验结果可知，主根和胚轴弯曲的方向________。施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在_______h时就可达到最大弯曲度，BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组_______，说明______。(3)IAA可引起G酶基因表达，G酶可催化无色底物生成蓝色产物。科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根用含有无色底物的溶液浸泡一段时间后，观察到，野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区，而BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于_______，说明BR影响IAA的分布，推测BR能够促进IAA的_______。由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地侧和远地侧IAA浓度不同，_______侧细胞伸长较快，根向地生长。(4)为验证上述推测，可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中_____________(填“IAA合成基因”或“IAA极性运输载体基因”)的表达量，若检测结果是野生型植株主根细胞中该基因表达量_________BR合成缺陷突变体，则支持上述推测。【解题探究】1.理解激素之间的相互作用：(1)一种激素的生理作用影响另一种激素的_________；(2)一种激素的浓度影响另一种激素的_____。2.明确激素调节的实质：激素对生命活动的调节大多是通过调控___________来实现的。生理作用浓度基因的表达【解析】(1)植物的生长发育受多种激素的共同调节BR作为植物激素，与IAA共同调节植物的生长发育。(2)①该实验的自变量是油菜素内酯(BR)的含量，因变量是主根和胚轴的弯曲度，实验均在黑暗条件下进行，目的是避免光照对向性生长的影响。②由实验结果可知，主根和胚轴弯曲的方向相反，施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在4小时就可达到最大弯曲度，BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组延迟，说明BR促进胚轴和主根的向性(弯曲)生长。(3)根据蓝色产物的分布可以看出G酶的分布，从而推测出IAA的分布，科研人员将转入G酶基因的野生型和BR合成缺陷突变体植株主根用含有无色底物的溶液浸泡一段时间后，观察到，野生型植株主根的蓝色产物分布于分生区和伸长区，而BR合成缺陷突变体植株主根的蓝色产物仅分布于分生区，说明BR影响IAA的分布，BR能够促进IAA的极性运输，由于重力引起水平放置的幼苗主根中近地侧生长素浓度高于远地侧，而根对生长素敏感度高，故近地侧生长受到抑制，生长慢，远地侧生长素浓度低，生长快，根向地生长。(4)为验证BR能够促进IAA的极性运输，可进一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根细胞中IAA极性运输载体基因的表达量，若检测结果是野生型植株主根细胞中该基因表达量高于BR合成缺陷突变体，则支持上述推测。答案：(1)调节(或“调控”)(2)①向性生长②相反4延迟BR促进胚轴和主根的向性(弯曲)生长(3)分生区极性运输远地(4)IAA极性运输载体基因高于【迎考必备】植物激素探究实验的一般设计思路1.分组编号。将实验材料分成多份，各份之间长势基本相同，并编号1、2、3……2.实验条件的设置：(1)确定变量：一般来说，实验中的变量就是我们要研究的对象。比如研究激素的作用，那么变量就是激素的有无；比如研究激素浓度对生长的影响，变量就是激素浓度。(2)设置条件：实验组与对照组之间，或各实验组之间，只有一个变量，其他的因素要保持相同且适宜。3.实验结果的统计：能够反映激素作用的结果并不是唯一的。我们确定观察对象时，要注意三个原则：(1)与实验目的密切相关。(2)观察对象要具体明确。(3)便于观察和统计。4.得出实验结论：(1)结论与实验目的相关。(2)结