浙科版選擇性必修1第五章第二節(jié)植物激素調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)學(xué)案

第二節(jié)植物激素調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)1.舉例說(shuō)明幾種主要植物激素的作用。2.簡(jiǎn)述植物激素及其類(lèi)似物在生產(chǎn)上的應(yīng)用價(jià)值,嘗試辨析植物激素的應(yīng)用可能引發(fā)的食品安全、環(huán)境保護(hù)等方面的問(wèn)題。1.歸納總結(jié)植物激素之間的相互作用,認(rèn)同生物界的因果關(guān)系具有復(fù)雜性。2.關(guān)注植物激素在生產(chǎn)上的應(yīng)用可能引發(fā)的食品安全、環(huán)境安全問(wèn)題,做出理性解釋和判斷,形成社會(huì)責(zé)任。一、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和赤霉素起促進(jìn)作用1.細(xì)胞分裂素(1)合成部位:主要是根尖。(2)主要分布:細(xì)胞分裂旺盛的部位,如根尖、莖尖、發(fā)育中的果實(shí)和萌發(fā)的種子等。(3)主要作用:促進(jìn)細(xì)胞分裂;促進(jìn)有絲分裂所需的特定蛋白質(zhì)合成和活化;個(gè)體水平上促進(jìn)植物向上生長(zhǎng),促進(jìn)側(cè)芽生長(zhǎng),促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng),促進(jìn)種子萌發(fā),延緩葉片衰老等。2.赤霉素(1)合成部位:幼芽、幼根和未成熟的種子。(2)主要作用:促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng),從而促進(jìn)植物增高;促進(jìn)細(xì)胞分裂;促進(jìn)葉片擴(kuò)大,促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng),促進(jìn)種子萌發(fā),解除休眠,抑制衰老等。1.在高等植物體內(nèi),細(xì)胞分裂素和赤霉素的合成部位是否相同?提示:在高等植物體內(nèi),細(xì)胞分裂素主要在根尖合成,赤霉素主要在幼芽、幼根和未成熟的種子中合成。2.發(fā)育中的果實(shí)能合成細(xì)胞分裂素嗎?提示:發(fā)育中的果實(shí)是合成細(xì)胞分裂素的重要部位。二、脫落酸和乙烯幫助植物度過(guò)不良環(huán)境1.脫落酸(1)合成部位:成熟的綠葉和果實(shí)。(2)主要作用:抑制生長(zhǎng),促進(jìn)葉片和果實(shí)脫落,保持休眠,提高植物抗逆性;促進(jìn)氣孔關(guān)閉,削弱蒸騰作用。2.乙烯(1)合成部位:高等植物各器官,其中萌發(fā)的種子、凋謝的花朵、成熟的果實(shí),釋放的乙烯較多。(2)主要作用:促進(jìn)果實(shí)成熟;在不利的環(huán)境中促進(jìn)葉片或果實(shí)的脫落,增強(qiáng)植物體的抗逆性。1.當(dāng)植物大量失水而枯萎時(shí),葉片中哪種激素濃度會(huì)升高,引起氣孔迅速關(guān)閉,從而削弱蒸騰作用,減少水分流失?提示:脫落酸。2.高等植物各器官是否都能產(chǎn)生乙烯?提示:是。三、不同激素通過(guò)協(xié)同或拮抗等方式共同調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)1.植物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)都處在植物激素的調(diào)控當(dāng)中大多數(shù)情況下,不是一種激素在起作用,而是多種激素共同發(fā)揮作用,控制著植物的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。2.實(shí)例分析(1)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素。植物組織培養(yǎng)中,細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比例關(guān)系決定愈傷組織的分化方向。若兩者比例合適,愈傷組織分化出根和莖葉;如果細(xì)胞分裂素太多而生長(zhǎng)素少,只長(zhǎng)莖葉不長(zhǎng)根,反之,則只長(zhǎng)根不長(zhǎng)莖葉;當(dāng)生長(zhǎng)素少,細(xì)胞分裂素也不多時(shí),則愈傷組織繼續(xù)生長(zhǎng),不發(fā)生分化。(2)生長(zhǎng)素與乙烯。高濃度生長(zhǎng)素抑制生長(zhǎng),很可能通過(guò)乙烯起作用。(3)生長(zhǎng)素和赤霉素。兩者往往協(xié)同作用,共同促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)。(4)脫落酸和乙烯。兩者常常協(xié)同作用,共同促進(jìn)葉片脫落等。(5)赤霉素和脫落酸。兩者常常相互拮抗,如赤霉素促進(jìn)種子萌發(fā),而脫落酸抑制種子萌發(fā)。1.植物組織培養(yǎng)中,決定愈傷組織的分化方向的是什么植物激素?提示:生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例。2.試解釋下列現(xiàn)象:小麥、玉米在即將成熟時(shí),如果經(jīng)歷持續(xù)一段時(shí)間的干熱之后又遇大雨天氣,種子就容易在穗上發(fā)芽。研究表明,脫落酸在高溫條件下容易降解。提示:脫落酸能維持種子休眠,抑制細(xì)胞分裂。持續(xù)一段時(shí)間的高溫,能使種子中的脫落酸降解。脫落酸含量降低,這些種子就會(huì)解除休眠,然后大雨天氣又給在穗上的種子提供了萌發(fā)所需的水分,于是種子就容易在穗上發(fā)芽。四、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用1.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑含義由人們合成和篩選出的許多化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理特性與植物激素相似的活性物質(zhì)。2.類(lèi)型(1)生長(zhǎng)素類(lèi)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑:2,4-D、NAA(萘乙酸)、IBA等。主要用途:誘導(dǎo)形成無(wú)籽果實(shí)、促進(jìn)扦插枝條生根、防止落花落果、促進(jìn)生長(zhǎng);高濃度的生長(zhǎng)素類(lèi)物質(zhì)還可用作除草劑。(2)其他植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑:乙烯利、6-BA(細(xì)胞分裂素類(lèi))、矮壯素(赤霉素的拮抗劑)等。3.其他天然植物激素及作用(1)激素類(lèi)型:油菜素內(nèi)酯、多胺、茉莉酸、水楊酸等。(2)主要作用:對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起促進(jìn)或抑制作用,尤其在提高植物的抗逆性或抗病能力方面發(fā)揮著重要作用。1.在實(shí)際生產(chǎn)中常用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)代替天然植物激素的原因是什么?提示:天然植物激素含量低,到了體外常常性質(zhì)不穩(wěn)定,且提取困難、不易保存。2.某藥廠生產(chǎn)一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,如果讓你設(shè)計(jì)該產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū),你認(rèn)為除了使用濃度參考范圍外,還應(yīng)該注明什么?提示:植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的使用說(shuō)明書(shū)除標(biāo)明使用濃度范圍外,還要注明使用的時(shí)間、使用方法、注意事項(xiàng)、有效期等。[自主學(xué)習(xí)檢測(cè)]——教材基礎(chǔ)熟記于心1.在個(gè)體水平上,細(xì)胞分裂素能促進(jìn)植物向上生長(zhǎng),促進(jìn)側(cè)芽生長(zhǎng),抑制果實(shí)生長(zhǎng)。(×)提示:細(xì)胞分裂素也能促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)。2.赤霉素是一類(lèi)能促進(jìn)植物增高的激素,赤霉素能夠促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng),不能促進(jìn)細(xì)胞分裂。(×)提示:赤霉素是一類(lèi)能促進(jìn)植物增高的激素,與生長(zhǎng)素相似,赤霉素能夠促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)。同時(shí),赤霉素也能促進(jìn)細(xì)胞分裂。3.無(wú)籽葡萄的培育說(shuō)明赤霉素促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)。(√)4.脫落酸是植物體內(nèi)最重要的生長(zhǎng)抑制劑。抑制生長(zhǎng)對(duì)于植物的重要意義是促進(jìn)脫落,促進(jìn)休眠。(√)5.乙烯是一種氣體植物激素,高等植物萌發(fā)的種子、凋謝的花朵、成熟的果實(shí),釋放的乙烯較多。(√)6.人工合成乙烯利較容易,但效果卻不穩(wěn)定。(×)提示:乙烯利是植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,其合成的原料廣泛,且容易合成,效果穩(wěn)定。7.不同激素都是通過(guò)協(xié)同方式共同調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的。(×)提示:不同激素通過(guò)協(xié)同或拮抗等方式共同調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)。8.植物組織培養(yǎng)中,如果生長(zhǎng)素太多而細(xì)胞分裂素少,則愈傷組織繼續(xù)生長(zhǎng),不發(fā)生分化。(×)提示:植物組織培養(yǎng)中,如果生長(zhǎng)素太多而細(xì)胞分裂素少,則只長(zhǎng)根不長(zhǎng)莖葉。而當(dāng)生長(zhǎng)素少,細(xì)胞分裂素也不多時(shí),則愈傷組織繼續(xù)生長(zhǎng),不發(fā)生分化。9.具有協(xié)同作用的激素只有生長(zhǎng)素和赤霉素。(×)提示:生長(zhǎng)素和赤霉素往往協(xié)同作用,共同促進(jìn)莖的伸長(zhǎng);脫落酸和乙烯也常常協(xié)同作用,共同促進(jìn)葉片脫落等。10.雙子葉植物雜草通常對(duì)2,4-D特別敏感,而單子葉植物特別是禾本科植物對(duì)2,4-D不敏感,故而使用高濃度的2,4-D可以除去農(nóng)作物中的雙子葉植物類(lèi)雜草。(√)任務(wù)一植物激素的種類(lèi)及作用[任務(wù)突破1]列表比較赤霉素、細(xì)胞分裂素的合成部位、分布及生理作用植物激素主要合成部位存在較多的部位生理作用赤霉素幼芽、幼根和未成熟的種子較多存在于植物生長(zhǎng)旺盛部位,如幼葉、根尖、果實(shí)和種子中促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)和細(xì)胞分裂,從而引起植株增高;促進(jìn)葉片擴(kuò)大、種子萌發(fā)、果實(shí)生長(zhǎng),解除休眠,抑制衰老等細(xì)胞分裂素主要是根尖主要分布在細(xì)胞分裂旺盛的部位,如莖尖、根尖、萌發(fā)的種子和發(fā)育中的果實(shí)等促進(jìn)細(xì)胞分裂;促進(jìn)側(cè)芽生長(zhǎng),促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng),促進(jìn)種子萌發(fā),延緩葉片衰老等[即時(shí)應(yīng)用][典例1-1]白菜需要經(jīng)1～7℃低溫環(huán)境處理后才能開(kāi)花結(jié)實(shí),未經(jīng)低溫處理的白菜如果外施赤霉素也能正常開(kāi)花,此事例能說(shuō)明(A)A.赤霉素能促進(jìn)開(kāi)花B.赤霉素能解除種子休眠C.赤霉素必須經(jīng)低溫誘導(dǎo)才能合成D.白菜必須經(jīng)低溫環(huán)境處理才能開(kāi)花解析:白菜經(jīng)低溫處理后可開(kāi)花結(jié)實(shí),未經(jīng)低溫處理的白菜,外施赤霉素也能正常開(kāi)花,說(shuō)明赤霉素能促進(jìn)開(kāi)花。[典例1-2]不同處理對(duì)某植物性別分化的影響如表所示,下列敘述正確的是(C)處理結(jié)果完整植株雌、雄株各占一半去部分根雄株占多數(shù)去部分根+施用細(xì)胞分裂素雌株占多數(shù)去部分葉雌株占多數(shù)去部分葉+施用赤霉素雄株占多數(shù)A.根產(chǎn)生的赤霉素能促進(jìn)雌株形成B.葉產(chǎn)生了促進(jìn)雌株形成的細(xì)胞分裂素C.若對(duì)完整植株施用赤霉素合成抑制劑,則雌株數(shù)量增多D.赤霉素和細(xì)胞分裂素對(duì)性別分化的作用不是相互對(duì)抗的解析:對(duì)比完整植株、去部分根植株及去部分根+施用細(xì)胞分裂素植株的分化結(jié)果,可推知根產(chǎn)生的細(xì)胞分裂素能促進(jìn)植株分化為雌株。同理,可推知葉產(chǎn)生的赤霉素能促進(jìn)植株分化為雄株。對(duì)完整植株施用赤霉素合成抑制劑,可以抑制赤霉素的合成,效果等同于去部分葉,分化后雌株占多數(shù)。兩種植物激素調(diào)節(jié)性別的分化,細(xì)胞分裂素促進(jìn)雌株的形成,赤霉素促進(jìn)雄株的形成,所以這兩種激素的調(diào)節(jié)作用是相互對(duì)抗的。[任務(wù)突破2]列表比較脫落酸、乙烯的合成部位、分布及生理作用植物激素主要合成部位存在較多的部位生理作用脫落酸成熟的綠葉和果實(shí)將要脫落的器官和組織中含量較多,逆境條件下會(huì)增多抑制生長(zhǎng);促進(jìn)氣孔關(guān)閉;促進(jìn)葉片和果實(shí)的衰老和脫落;保持休眠,提高植物的抗逆性乙烯高等植物各器官?gòu)V泛存在于植物體內(nèi),成熟的果實(shí)含量多促進(jìn)果實(shí)成熟;促進(jìn)葉、花、果實(shí)脫落[即時(shí)應(yīng)用][典例1-3]脫落酸與植物的衰老、成熟、抗逆性有關(guān)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A.脫落酸在植物體內(nèi)可作為信號(hào)分子,起著信息傳遞的作用B.脫落酸促進(jìn)葉片和果實(shí)的衰老和脫落C.提高脫落酸含量可解除種子的休眠狀態(tài)D.植物體內(nèi)脫落酸含量的變化是植物適應(yīng)環(huán)境的一種方式解析:脫落酸是植物激素,在植物體內(nèi)可作為信號(hào)分子,起著信息傳遞的作用;脫落酸促進(jìn)葉片和果實(shí)的衰老和脫落;脫落酸維持種子休眠,所以提高脫落酸含量保持種子的休眠;植物體內(nèi)脫落酸含量的變化是植物適應(yīng)環(huán)境的一種方式。[典例1-4]“引來(lái)繁花綴滿枝,瓜熟蒂落也有時(shí)”是多種植物激素共同作用的結(jié)果。下列關(guān)于植物激素的敘述,錯(cuò)誤的是(C)A.植物激素的產(chǎn)生部位和作用部位可以不同B.植物莖切段中乙烯含量升高,可抑制生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)的作用C.脫落酸可促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老脫落,并促進(jìn)細(xì)胞分裂D.與“瓜熟蒂落”相關(guān)的激素主要是脫落酸和乙烯解析:由植物激素的概念可知,植物激素的產(chǎn)生部位和作用部位可以不同,如乙烯可在植物體的各個(gè)部位產(chǎn)生,其作用部位主要是成熟的組織和器官;一定濃度的生長(zhǎng)素可促進(jìn)乙烯的生成,植物莖切段中乙烯含量升高,可抑制生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)的作用;脫落酸能促進(jìn)葉片和果實(shí)的脫落,促進(jìn)細(xì)胞分裂的植物激素是細(xì)胞分裂素;由以上分析可知,與“瓜熟蒂落”相關(guān)的激素主要是脫落酸和乙烯。任務(wù)二激素間的相互作用[任務(wù)突破1]辨析激素間的協(xié)同作用與相互拮抗相互作用類(lèi)型生理作用相關(guān)激素協(xié)同作用促進(jìn)植物生長(zhǎng)細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂,而生長(zhǎng)素、赤霉素則是促進(jìn)增殖的子細(xì)胞繼續(xù)增大延緩葉片衰老生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)愈傷組織分化成根或芽生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素促進(jìn)果實(shí)成熟和脫落脫落酸、乙烯促進(jìn)種子發(fā)芽細(xì)胞分裂素、赤霉素促進(jìn)果實(shí)坐果和生長(zhǎng)生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素相互拮抗調(diào)節(jié)氣孔的開(kāi)閉細(xì)胞分裂素促進(jìn)氣孔張開(kāi),脫落酸促進(jìn)氣孔關(guān)閉調(diào)節(jié)種子萌發(fā)赤霉素、細(xì)胞分裂素促進(jìn)種子萌發(fā),脫落酸抑制種子萌發(fā)調(diào)節(jié)葉片衰老生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素抑制葉片衰老,脫落酸促進(jìn)葉片衰老[即時(shí)應(yīng)用][典例2-1]乙烯、脫落酸與其他激素共同調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)。下列敘述錯(cuò)誤的是(A)A.乙烯可促進(jìn)果實(shí)發(fā)育B.乙烯具有對(duì)抗生長(zhǎng)素的作用C.脫落酸可促進(jìn)氣孔關(guān)閉D.脫落酸與赤霉素對(duì)種子萌發(fā)的作用相互拮抗解析:乙烯具有促進(jìn)果實(shí)成熟的作用;一定濃度的乙烯具有抑制生長(zhǎng)的作用,故乙烯具有對(duì)抗生長(zhǎng)素的作用;脫落酸與植物對(duì)不良環(huán)境發(fā)生響應(yīng)有關(guān),在缺水條件下脫落酸含量上升,導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,減少水分蒸發(fā),有利于植物度過(guò)不良條件;赤霉素具有促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng),解除種子休眠并促進(jìn)其萌發(fā)的作用;脫落酸具有抑制植物細(xì)胞分裂和種子萌發(fā),促進(jìn)植物進(jìn)入休眠,促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老、脫落的作用,故脫落酸與赤霉素對(duì)種子萌發(fā)的作用相互拮抗。[典例2-2]如圖為海帶中生長(zhǎng)素(IAA)和脫落酸(ABA)的含量與海帶生長(zhǎng)變化的關(guān)系,據(jù)圖分析下列敘述正確的是(D)A.海帶增長(zhǎng)率與IAA含量呈負(fù)相關(guān)B.海帶在后期生長(zhǎng)緩慢,原因是IAA含量下降,與ABA含量變化無(wú)關(guān)C.海帶ABA含量在一年之中的變化呈上升趨勢(shì)D.IAA和ABA在海帶生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)上相互拮抗解析:由題圖可知,IAA含量下降的同時(shí)海帶長(zhǎng)度和寬度增長(zhǎng)率也下降,說(shuō)明兩者呈正相關(guān);海帶在后期生長(zhǎng)緩慢,原因是IAA含量下降,同時(shí)ABA含量升高,這是兩者共同作用的結(jié)果;題圖中只有11月到來(lái)年5月的數(shù)據(jù),沒(méi)有其他時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),故無(wú)法判斷海帶ABA含量一年之中的變化趨勢(shì);IAA促進(jìn)生長(zhǎng)而ABA抑制生長(zhǎng),說(shuō)明IAA和ABA在海帶生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)上相互拮抗。[任務(wù)突破2]列表歸納生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素在植物組織培養(yǎng)中的作用(1)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素比例與愈傷組織分化的關(guān)系。比例結(jié)果細(xì)胞分裂素太多而生長(zhǎng)素少只長(zhǎng)莖葉不長(zhǎng)根細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素均少愈傷組織繼續(xù)生長(zhǎng),不發(fā)生分化細(xì)胞分裂素少,生長(zhǎng)素太多只長(zhǎng)根不長(zhǎng)莖葉(2)在實(shí)際生產(chǎn)中常用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)代替天然植物激素,原因是天然植物激素含量低,且提取困難。同時(shí)植物體內(nèi)有分解天然激素的酶,易分解激素,使其作用時(shí)間短。[即時(shí)應(yīng)用][典例2-3]某同學(xué)培養(yǎng)煙草愈傷組織,結(jié)果如圖所示。該培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的含量比例關(guān)系為(B)A.細(xì)胞分裂素多,生長(zhǎng)素少B.細(xì)胞分裂素少,生長(zhǎng)素多C.細(xì)胞分裂素中等量,生長(zhǎng)素少D.細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素比例合適解析:由題圖分析可知,煙草愈傷組織的根比較發(fā)達(dá),莖葉的發(fā)育相對(duì)較弱,此時(shí)生長(zhǎng)素用量多,細(xì)胞分裂素用量少。任務(wù)三常見(jiàn)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及應(yīng)用[任務(wù)突破]1.列表歸納植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及應(yīng)用激素對(duì)應(yīng)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑應(yīng)用生長(zhǎng)素NAA(萘乙酸)、2,4-D、IBA①促進(jìn)扦插枝條生根②促進(jìn)果實(shí)發(fā)育,防止落花落果③用作農(nóng)業(yè)除草劑④培育無(wú)籽番茄等無(wú)籽果實(shí)赤霉素赤霉素①促進(jìn)植物莖稈伸長(zhǎng)②解除種子和其他部位的休眠,提早用來(lái)播種細(xì)胞分裂素6-BA蔬菜儲(chǔ)藏中,常用它來(lái)保持蔬菜鮮綠,延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間乙烯乙烯利用于催熟果實(shí)2.列表比較植物激素與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類(lèi)別項(xiàng)目植物激素植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)源植物一定部位產(chǎn)生人工化學(xué)合成生理作用對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行調(diào)節(jié)作用后去向被相應(yīng)的酶分解失活殘留在植物體內(nèi)繼續(xù)發(fā)揮作用作用效果短暫,一般只發(fā)揮一次作用持久穩(wěn)定實(shí)例乙烯、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素和脫落酸乙烯利、生長(zhǎng)素類(lèi)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、青鮮素、赤霉素、矮壯素[即時(shí)應(yīng)用][典例3-1]植物激素或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在生產(chǎn)、生活中得到了廣泛的應(yīng)用。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.細(xì)胞分裂素可用