第3章 植物的激素調(diào)節(jié)

一、植物生長素的發(fā)現(xiàn)實驗處理

實現(xiàn)現(xiàn)象實驗結(jié)論達(dá)爾文實驗

單側(cè)光照射下,胚芽鞘彎向光源生長單側(cè)光照射使

胚芽鞘的尖端

產(chǎn)生某種刺激,

當(dāng)這種刺激傳

遞到下部的伸

長區(qū)時,背光面

比向光面生長

快,因而出現(xiàn)向

光性彎曲

單側(cè)光照射下,切去尖端的胚芽鞘不生長、也不彎曲

不透光的錫箔罩子把胚芽鞘

的尖端罩上,胚芽鞘直立生長;不透光的錫箔罩子把尖端的下面一段罩上,胚芽鞘彎向光源生長

詹森實驗

切去尖端的胚

芽鞘,在單側(cè)光

照射下不彎曲

。而在尖端下

面放一片瓊脂

片的胚芽鞘則

彎向光源生長胚芽鞘的尖端

產(chǎn)生的刺激可

以透過瓊脂片

傳遞給下部拜爾實驗

把胚芽鞘的尖端切下,然后將其放在去掉尖端的胚芽鞘的

一側(cè),在黑暗中

一段時間后,發(fā)

現(xiàn)胚芽鞘都彎

曲生長了,且向

放置尖端相對

一側(cè)彎曲胚芽鞘彎曲生

長,是因為尖端

產(chǎn)生的刺激在

其下部分分布

不均勻溫特實驗

去尖端的胚芽鞘上放經(jīng)處理的瓊脂塊(接觸過尖端),胚芽鞘向?qū)?cè)彎曲生長;去尖端的胚芽鞘上放沒有

接觸過尖端的

瓊脂塊,胚芽鞘

既不生長也不

彎曲造成胚芽鞘彎曲的“刺激”確實是一種化學(xué)物質(zhì),這種化學(xué)物質(zhì)的不均勻分布造成胚芽鞘尖端以下的部位彎曲生長。溫特認(rèn)為這種促進(jìn)生長的物質(zhì)可能是

一種和動物激素類似的物質(zhì),并把這種物質(zhì)

命名為生長素生長素的確認(rèn)1934年,科學(xué)家從人尿中分離出具有生長素效應(yīng)的

化學(xué)物質(zhì)——吲哚乙酸,直到1942年人們才從高等

植物中分離出生長素,并確認(rèn)其化學(xué)成分就是吲哚

乙酸

分析生長素發(fā)現(xiàn)過程中的實驗,你發(fā)現(xiàn)了什么共性?提示:都設(shè)置了對照實驗。思考感悟提示二、植物激素的概念由植物體內(nèi)產(chǎn)生,能從產(chǎn)生部位運送到作用部位,對植物的生長發(fā)育

有顯著影響的微量有機(jī)物。三、生長素的產(chǎn)生、運輸和分布1.產(chǎn)生:主要合成部位是幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子。2.運輸(1)極性運輸:在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中,從形態(tài)學(xué)上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端,而不能反過來運輸。(2)非極性運輸:在成熟組織中,可以通過韌皮部進(jìn)行運輸。3.分布:相對集中地分布在生長旺盛的部位。四、生長素的生理作用1.特點(1)具有兩重性:既能促進(jìn)生長,也能抑制生長;既能促進(jìn)發(fā)芽,也能抑制

發(fā)芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。(2)生長素所發(fā)揮的作用,因濃度、植物細(xì)胞的成熟情況和器官種類

不同而有較大的差異。

生長素發(fā)揮作用時,因條件不同表現(xiàn)為哪些差異?提示:高濃度時抑制生長,低濃度時促進(jìn)生長;幼嫩的細(xì)胞對生長素敏

感,老細(xì)胞比較遲鈍;不同器官的敏感性為根>芽>莖。

2.舉例——頂端優(yōu)勢(1)現(xiàn)象:頂芽優(yōu)先生長,側(cè)芽受到抑制。(2)原因:頂芽產(chǎn)生的生長素向下運輸,側(cè)芽附近生長素濃度較高,發(fā)育

受到抑制。(3)解除:去掉頂芽。3.生長素類似物及其應(yīng)用思考感悟提示(1)概念:具有生長素的生理效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。(2)應(yīng)用:防止果實和葉片的脫落、促進(jìn)結(jié)實、獲得無子果實、促使

扦插枝條生根等。五、其他植物激素及植物生長調(diào)節(jié)劑1.其他植物激素有赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯。2.植物生長調(diào)節(jié)劑是人工合成的對植物的生長發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化

學(xué)物質(zhì)。

解析2.右圖表示不同濃度生長素對芽生長影響的曲線圖。當(dāng)植物表現(xiàn)出

頂端優(yōu)勢時,頂芽和最靠近頂芽的側(cè)芽所含生長素的濃度分別為

(

)A.a和bB.b和aC.b和cD.c和b答案:C解析3.下圖直接可以得出的結(jié)論有

(

)

A.生長素能促進(jìn)植物生長B.生長素的化學(xué)成分為吲哚乙酸C.單側(cè)光照射引起生長素分布不均勻D.感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端答案:A解析4.為驗證胚芽鞘彎曲生長的原理,某同學(xué)按下圖進(jìn)行了實驗。其實驗

結(jié)果應(yīng)為

(

)

A.胚芽鞘向右彎曲生長B.胚芽鞘向左彎曲生長C.胚芽鞘直立生長D.胚芽鞘不生長答案:A解析5.連線:合成部分

激素名稱

主要作用①根冠、萎蔫葉片a.赤霉素Ⅰ.促進(jìn)細(xì)胞分裂②未成熟種子、幼根、幼芽b.細(xì)胞分裂素Ⅱ.促進(jìn)果實成熟③各個部分c.脫落酸

Ⅲ.促進(jìn)細(xì)胞生長、種子萌發(fā)④主要是根尖d.乙烯

答案:

要點一植物的向性分析1.植物向光性

莖的向光性生長、莖的背地性生長、根的向地性生長都有彎曲現(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(jìn)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(jìn)和抑制作用”,即兩重性;頂端優(yōu)勢也體現(xiàn)了兩重性【典題例析】將一玉米幼苗固定在支架上,支架固定在溫、濕度適

宜且底部有一透光孔的暗室內(nèi),從下圖所示狀態(tài)開始,光源隨暗室同

步緩慢勻速旋轉(zhuǎn),幾天后停止于起始位置。此時,幼苗的生長情況是

(

)

A.根水平生長,莖向上彎曲B.根水平生長,莖向下彎曲C.根向下彎曲,莖向上彎曲D.根向下彎曲,莖向下彎曲答案試解:B

解析:本題綜合性地考查了重力、單側(cè)光照對植物根、莖生長的影響

。盡管根具有向地性、莖具有背地性,但由于固定植株的支架勻速旋解析轉(zhuǎn),使得根、莖每一部位都均勻接受重力的作用,因此生長素在根、

莖每一側(cè)都均勻分布,根將水平生長。但莖還具有向光性,固定植株

在旋轉(zhuǎn)過程中,莖的同一部位都要接受單側(cè)光刺激,因此裝置回到原

位時,莖將向光(下)彎曲。規(guī)律方法:分析植物生長狀況的方法

1.根、莖、芽對生長素的敏感程度曲線解讀生長素的生理作用特點要點二

(1)不同濃度的生長素作用于同一器官上,引起的生理功效不同。(2)同一濃度的生長素作用于不同器官上,引起的生理功效也不同(敏感性大小:根>芽>莖),也說明不同器官正常生長要求的生長素濃度不

同。(3)曲線在A'、B'、C'點以上的部分體現(xiàn)了不同濃度生長素不同的促

進(jìn)效果,而且A、B、C三點代表最佳促進(jìn)效果點。(4)“高濃度”生長素是指分別大于A'、B'、C'點對應(yīng)的濃度,“低濃

度”是指分別小于A'、B'、C'點對應(yīng)的濃度,高與低是相對而言的。(5)不要將AA'、BB'、CC'段理解為抑制階段,這些階段仍體現(xiàn)生長素

的促進(jìn)作用,只是促進(jìn)作用逐漸減弱。(6)A'、B'、C'點既不促進(jìn),也不抑制。2.生長素濃度與促進(jìn)程度的曲線解讀

(1)曲線中H點表示促進(jìn)生長的最適濃度為g,在OH段隨生長素濃度的

增高,促進(jìn)作用增強(qiáng);而HC段隨生長素濃度的增高,促進(jìn)作用減弱。(2)若植物幼苗出現(xiàn)向光性,且測得向光一側(cè)生長素濃度為m,則其背

光一側(cè)生長素濃度范圍應(yīng)為:大于m小于M。(3)若植物水平放置,表現(xiàn)出根的向地性、莖的背地性,且測得其莖的

近地側(cè)生長素濃度為M,則莖的遠(yuǎn)地側(cè)濃度范圍應(yīng)為小于m?！緦c訓(xùn)練】圖1是將含有生長素的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘

的一側(cè),胚芽鞘彎曲的情況(彎曲角度用A表示);圖2是生長素對胚芽

鞘生長的促進(jìn)作用示意圖。由此我們可以判斷下列說法中錯誤的是

(

)

A.瓊脂塊中生長素濃度在b點時,A具有最大值B.當(dāng)生長素濃度小于b點濃度時,隨生長素濃度的增加A逐漸減小C.只有生長素濃度高于c點濃度時,生長素才會抑制胚芽鞘的生長D.由圖2可知生長素對于胚芽鞘的生長作用具有兩重性解析:瓊脂塊中生長素濃度在b點時促進(jìn)作用最強(qiáng),胚芽鞘彎曲最大,A具有最小值。當(dāng)生長素濃度小于b點濃度時,隨生長素濃度的增加胚

芽鞘彎曲增大,A逐漸減小。只有生長素濃度高于c點濃度時,生長素

才會抑制胚芽鞘的生長。由題圖2可知生長素濃度小于c點時,對于胚

芽鞘的生長作用是促進(jìn),生長素濃度大于c點時,對于胚芽鞘的生長作

用是抑制,具有兩重性。答案:A生長素相關(guān)實驗分析要點三1.單側(cè)光影響胚芽鞘彎曲生長的實驗方法(1)暗盒開孔法

(2)錫紙遮蓋法

2.人工處理影響胚芽鞘彎曲生長的實驗方法(1)云母片插入法

(2)瓊脂塊切割移植法

①直立生長②向左彎曲生長③④a=b+c,b>c(a、b、c為瓊脂塊中生長素含量)(3)裝置旋轉(zhuǎn)法

3.重力影響生長素分布的實驗方法(1)幼苗橫置法

生長素濃度a<b,c<d。(2)失重法:幼苗移到太空后,其向光性仍保留,但失去了根的向重力性

和莖的負(fù)向重力性。(3)支架+去尖端胚芽鞘的實驗法

實驗支架示意圖

分析:受重力影響6塊瓊脂塊中生長素分布的量為A3>A2>A1=a1>a2>a3,

其彎曲程度A3>A2>A1=a1>a2>a3。可用坐標(biāo)曲線或圖示呈現(xiàn)①→⑥去

掉尖端的胚芽鞘的彎曲程度?！緦c訓(xùn)練】用燕麥幼苗做如下兩個實驗,以下說法不正確的是

(

)①組實驗:將切下的胚芽鞘尖端C水平放置,分別取兩個瓊脂塊A、B

緊貼在C切面上,數(shù)小時后如圖中的甲所示處理。②組實驗:在左側(cè)光照射下,將附有瓊脂塊X和Y的胚芽鞘頂端放在旋

轉(zhuǎn)器上勻速旋轉(zhuǎn),數(shù)小時后如圖中的乙所示處理。

A.兩天后,胚芽鞘D向左(A側(cè))生長,是因為瓊脂塊B生長素多,向下運

輸使右側(cè)(B側(cè))生長快B.兩天后,胚根E向右(B側(cè))生長,是因為瓊脂塊B生長素多,向下運輸抑

制根右側(cè)(B側(cè))的生長C.兩天后,胚芽鞘G向左(X側(cè))生長,因為瓊脂塊Y的生長素多,向下運

輸使右側(cè)(Y側(cè))生長快D.兩天后,胚芽鞘G直立生長,因為瓊脂塊X和Y的生長素濃度相同解析:從題圖看出,由于重力作用,B中生長素多于A,在胚芽鞘D中,B側(cè)

生長快于A側(cè),胚芽鞘D向左彎曲生長;在胚根E中,由于胚根對生長素

較敏感,B側(cè)生長素高反而抑制了胚根生長,因而胚根向右彎曲。X、

Y中生長素濃度相同,因而胚芽鞘G直立生長。答案:C

探究生長素促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度1.實驗過程

2.實驗分析由下圖曲線可知,促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度是A點對應(yīng)的生長素濃度,在A點兩側(cè),存在促進(jìn)生根效果相同的兩個不同生長素濃度。

預(yù)實驗主要目的:①為進(jìn)一步的實驗摸索條件;②檢驗實驗設(shè)計的科

學(xué)性和可行性;③減少盲目性和人力、物力、財力的浪費。3.基本技術(shù)要求(1)本實驗中,取材、處理時間、蒸餾水、光照、溫度、通氣狀況等都屬于無關(guān)變量。無關(guān)變量在實驗中的處理要采用等量性的原則。

如用相同的花盆,選用相同的植物材料等。(2)配制生長素類似物溶液時,濃度梯度要小,組別要多。(3)在確定了最適濃度的大致范圍后,可在此范圍內(nèi)利用更小梯度的

系列溶液以獲得更精確的最適濃度范圍。4.實驗中易出現(xiàn)的問題分析(1)分析不同插條的生根情況①不能生出不定根:有可能是枝條上沒有芽、枝條倒插等。②都能生出不定根:促進(jìn)扦插枝條生根是指刺激枝條的下端生出不定根,而不是刺激根生長。不同的枝條可能生出的不定根的數(shù)目多少不

一樣,如枝條上芽多,則產(chǎn)生的生長素就多,就容易促使不定根的萌發(fā).(2)分析與本實驗相關(guān)的其他因素①溫度要一致;②設(shè)置重復(fù)組,即每組不能少于3個枝條;③設(shè)置對照組,清水空白對照;設(shè)置濃度不同的幾個實驗組之間進(jìn)行

對比,目的是探究2,4

D或α

萘乙酸促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度。產(chǎn)實踐。某課題組研究了激素類似物甲和激素類似物乙對微型月季

生根和側(cè)芽生長的影響,請回答下列問題?！緦c訓(xùn)練】(2011·江蘇,30)人工合成的植物激素類似物常用于生

圖1

圖2(1)由圖1得出的初步結(jié)論是:甲和乙對微型月季插條生根的影響分別是

、

。(2)由圖1的結(jié)果

(填“能”或“不能”)判斷0.5μmol/L的激

素類似物乙對生根的影響。為探究3μmol/L的激素類似物甲和0.5μ

mol/L的激素類似物乙對微型月季插條生根的復(fù)合影響,應(yīng)設(shè)計

種培養(yǎng)基。(3)已知甲為生長素類似物,圖2為其X、Y和Z三種濃度下對微型月季

莖段側(cè)芽生長的影響,則:①X濃度的甲對微型月季莖段側(cè)芽生長具有

作用。②X濃度、Y濃度和Z濃度之間大小的關(guān)系是

解析:題圖1結(jié)果顯示激素類似物甲對月季生根有促進(jìn)作用,激素類似

物乙對月季生根有抑制作用。圖示沒有0.5μmol/L激素類似物乙對

生根的作用結(jié)果,所以不能判斷這個濃度的激素類似物乙對生根的作

用。若要探究3μmol/L的激素類似物甲和0.5μmol/L的激素類似物乙

對月季生根的復(fù)合影響情況,應(yīng)設(shè)置空白對照培養(yǎng)基、只含0.5μmol/

L激素類似物乙的培養(yǎng)基、只含3μmol/L激素類似物甲的培養(yǎng)基、3

μmol/L激素類似物甲+0.5μmol/L激素類似物乙的混合培養(yǎng)基四種培

養(yǎng)基。圖2顯示X濃度下月季側(cè)芽生長低于空白對照,說明這個濃度

高于Z也高于Y,這個濃度下抑制了側(cè)芽的生長。答案:(1)促進(jìn)生根抑制生根

(2)不能4

(3)①抑制②X>Y,X>

Z,Y與Z之間大小關(guān)系不確定【變式演練】(密碼改編)某同學(xué)設(shè)計一實驗:觀察不同濃度的生長素

類似物——萘乙酸對扦插枝條生根的影響。下列有關(guān)他的設(shè)計和分

析不合理的是

(

)A.研究性課題是不同濃度的萘乙酸對植物插條生根的影響B(tài).配制濃度分別為1000mg/L、10mg/L、0.1mg/L、1μg/L、0.01μ

g/L的萘乙酸溶液C.實驗中不同濃度的萘乙酸溶液浸泡不同插條的時間長短存在一定

的梯度D.本實驗屬于對照實驗解析:用萘乙酸溶液浸泡不同插條的時間長短應(yīng)相同,不存在時間梯

度。答案:C解析

1.(2012·江蘇無錫)將燕麥胚芽鞘置于如左下圖所示的單側(cè)光環(huán)境中,

一段時間后取尖端下面一段沿胚芽鞘縱切面切下制成切片,用顯微鏡

觀察,你認(rèn)為正確的圖像是

(

)

解析:生長素能促進(jìn)細(xì)胞伸長。答案:A解析2.下列不屬于植物體內(nèi)從產(chǎn)生部位運輸?shù)阶饔貌课坏奈镔|(zhì)是

(

)A.2,4

DB.赤霉素C.細(xì)胞分裂素D.脫落酸解析:題干所述為植物激素,B、C、D三項皆是。A項為人工合成的

生長素類似物,具有生長素生理效應(yīng),但不屬于激素。答案:A解析3.下圖所示為去掉尖端的胚芽鞘一側(cè)放置含適宜濃度的生長素的瓊

脂塊,將花盆放入暗箱中,以一定速度勻速旋轉(zhuǎn)一段時間后,在圖示的

位置停止。胚芽鞘的生長情況是

(

)

A.直立生長B.向右彎曲生長C.向左彎曲生長D.不生長不彎曲解析:胚芽鞘去掉尖端,沒有了感光部位,不受單側(cè)光影響,左側(cè)放置了

含適宜濃度的生長素的瓊脂塊,生長較快,向右側(cè)彎曲生長。答案:B4.(密碼原創(chuàng))下列哪一方面不能說明生長素能促進(jìn)生長

(

)A.生長素能在10min內(nèi)使細(xì)胞內(nèi)某些蛋白質(zhì)增加B.生長素使細(xì)胞壁變得松弛C.高濃度的生長素誘導(dǎo)細(xì)胞合成乙烯D.生長素能促使細(xì)胞內(nèi)的RNA增多解析:高濃度的生長素誘導(dǎo)細(xì)胞合成乙烯,乙烯抑制生長;生長素一方

面使細(xì)胞壁變得松弛,有利于細(xì)胞伸長;還能增加RNA和蛋白質(zhì)的合

成。答案:C解析5.(2011·海南單科)取某植物的胚芽鞘和幼根,切除胚芽鞘尖端和幼根

根尖的尖端(即切除根冠和分生區(qū)),然后將胚芽鞘(近尖端向上)和幼

根(近尖端向上)直立放置,分別在兩者切面的左側(cè)放置含有生長素的

瓊脂塊(生長素濃度為促進(jìn)胚芽鞘生長的最適濃度),培養(yǎng)在黑暗條件

下,幼根和胚芽鞘彎曲生長且方向相反,關(guān)于這一現(xiàn)象的說法,合理的

是…

(

)A.胚芽鞘向左彎曲生長,生長素在胚芽鞘中是極性運輸B.胚芽鞘向右彎曲生長,生長素在胚芽鞘中是極性運輸C.幼根向左彎曲生長,生長素在胚芽鞘中是非極性運輸D.幼根向右彎曲生長,生長素在胚芽鞘中是非極性運輸解析:胚芽鞘切面的左側(cè)放置含有生長素的瓊脂塊,胚芽鞘向右側(cè)彎

曲生長,根據(jù)題意,幼根向左側(cè)彎曲