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1、第五章 植物生命活动的调节第一步：单元学习目标整合1.概述科学家经过不断探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时既能促进生长，也能抑制生长。2.举例说明几种主要植物激素的作用，这些激素可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节。3.举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用。4.概述其他因素参与植物生命活动的调节卵，如光、重力和温度等。第二步：单元思维导图回顾知识第三步：单元重难知识易混易错（一）植物生长素的发现时间、科学家实验处理方法、现象实验结论19世纪末达尔文父子甲和乙对照说明：胚芽鞘的向光性与尖端有关丙丁与甲对照说明：感
2、光部位在尖端，而向光弯曲部位是胚芽鞘尖端下面的一段单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下部的伸长区时背光面比向光面生长快，因而向光弯曲生长1913年鲍森詹森胚芽鞘的尖端产生的影响可以透过琼脂片传递到下部1918年拜尔胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的1926年温特尖端确实产生了某种促进生长的物质，且向下运输，促进下部生长。温特把这种物质命名为生长素1934年从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质吲哚乙酸（IAA）1946年从高等植物中分离出生长素，并确认为IAA（二）生长素的产生、分布和运输1 产生：主要合成部位：具有分生能力的组织，如幼嫩的芽、
3、叶和发育中的种子。2 原料：色氨酸。3 分布：植物体各部位都有，相对集中地分布在生长旺盛的部位，如胚芽芽和根顶端的分生组织，形成层、发育中的种子和果实等处。 产生部位积累部位，如顶芽侧芽，分生区衰老组织，如幼根老根。4 运输（1）纵向运输 极性运输：只能从形态学上端往形态学下端运输，而不能反过来运输，为主动运输。极性运输是由遗传物质决定的，不受重力影响。 非极性运输：在成熟组织中，生长素可通过韧皮部进行非极性运输。（2）横向运输：外界某些刺激可使生长素在尖端进行横向运输。刺激因素如下所示。 单侧光：当受到单侧光刺激时，会使生长素由向光侧横向运输至背光侧，使背光侧生长素浓度高于向光侧。 重力：当
4、植物横向放置时，重力使生长素由远地侧横向运输至近地侧使近地侧的生长素浓度高于远地侧。 离心力：旋转时产生的离心力使生长素发生横向运输使外侧生长素多于内侧。（三）生长素的生理作用：从细胞水平看，生长素可以影响细胞的伸长、分裂和分化。从器官水平看，生长素可以影响器官的生长、成熟和衰老。 特点：两重性（1） 既能促进生长，也能抑制生长；（2） 既能促进发芽，也能抑制发芽；（3） 既能防止落花落果，也能疏花疏果（四）其他植物激素的种类和作用植物激素合成部位分布主要生理作用生长素芽、幼嫩的叶和发育中的种子各器官都有分布，集中分布在生长旺盛的部位细胞水平：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化器官水平：影响器官的
5、生长、发育，如促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实的发育赤霉素幼芽、幼根和未成熟的种子主要分布在植物生长相对旺盛的部位促进细胞伸长，从而引起植株增高促进细胞分裂与分化促进种子萌发开花和果实发育细胞分裂素根尖主要分布在正在进行细胞分裂的部位促进细胞分裂促进芽的分化侧枝发育、叶绿素合成脱落酸根冠、萎蔫的叶片将要脱落或进入休眠期的器官和组织中含量多抑制细胞分裂促进气孔关闭促进叶和果实的衰老和脱落维持种子休眠乙烯高等植物的各部位都能产生乙烯主要分布于分生组织、萌发的种子、凋谢的花和成熟的果实中促进果实成熟促进开花促进叶、花、果实脱落（五）植物激素间的相互作用1. 植物激素在不同的发育阶段，含量不同
6、：在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，某种植物激素含量会发生变化。例如：草莓果实发育和成熟过程中，在开花到花瓣脱落前，果实逐渐成熟时和完全成熟时，乙烯含量较高，果实膨大时期，乙烯含量比较低。2. 在植物的生长发育和适应环境变化的过程中各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节（1）具有协同作用的激素：生理作用相关激素促进植物生长细胞分裂素促进细胞增殖，而生长素、赤霉素则是促进增殖的子细胞继续增大延缓叶片衰老生长素、细胞分裂素诱导愈伤组织分化成根或芽生长素、细胞分裂素促进果实成熟脱落酸、乙烯促进种子发芽细胞分裂素、赤霉素促进果实坐果和生长生长素、细胞分裂素、赤霉素（2）具有
7、拮抗作用的激素：生理作用起促进作用的激素起抑制作用的激素细胞分裂细胞分裂素脱落酸器官衰老脱落酸生长素种子萌发赤霉素、细胞分裂素脱落酸3. 在代谢上的相互作用：乙烯和生长素：生长素含量升高到一定值时，会促进乙烯的合成；乙烯含量的升高会抑制生长素的合成两者共同作用，调节植物器官的生长、发育。4. 决定器官生长发育的是不同植物激素的相对含量（1）含义：在植物各器官中同时存在着多种植物激素决定器官生长、发育的往往不是某种激素的绝对含量，而是不同植物激素的相对含量。（2）实例： 脱落酸/赤霉素：比值较高时，有利于分化形成雌花；比值低时，有利于分化形成雄花。 生长素/细胞分裂素：比值高时，有利于根分化，抑
8、制芽的形成；比值低时，有利于芽分化，抑制根形成；比值适中时，有利于愈伤组织生长。5. 不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性：在植物生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。例如在猕猴桃果实的发育过程中，细胞分裂素、生长素、赤霉素、脱落酸等激素的含量会按照顺序出现高峰，调节果实的发育和成熟。（六）植物生长调节剂的类型和应用1. 植物生长调节剂的种类植物生长调节剂的种类主要为两类：（1）分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸（IBA）；（2）分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素类似的生理相应，如-萘乙酸（NAA）矮壮素等。2. 植物生长调节剂的应用：（1）乙烯利
9、用乙烯利催熟凤梨（菠萝），做到有计划上市。 用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化（2）赤霉素类 在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。 啤酒生产中用赤霉素处理大麦可以使大麦种子无须发芽就可以产生-淀粉酶，从而简化工艺，降低啤酒酿造成本。 用赤霉素打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠；促进芹菜等的营养生长，增加产量。（3）生长素类调节剂 用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根；对苹果、梨进行疏花疏果，促进脱落；对棉花进行保花保果，防止脱落 2，4-D可用作除草剂（4）矮壮素类施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、促进结果。（5）青鲜素可以抑制发芽，延长马铃薯、大蒜、洋葱
10、的贮藏期。（6）膨大素会使水果长势加快、个头变大，加快水果成熟（七）探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度1. 实验原理（1）生长素类调节剂可促进扦插枝条生根。（2）适宜浓度的生长素类调节剂（如NAA、2，4-D等）可以促使扦插枝条基部薄壁组织细胞恢复分裂能力产生愈伤组织，长出大量不定根。2. 实验流程（1）扦插枝条的选取：一般选取生长旺盛的一年生插条，原因是形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。枝条上保留少量的幼叶和芽，原因是幼叶和芽产生的生长素可促进插条生根。（2）处理部位：插条的形态学下端。（3）处理方法： 浸泡法：要求药液溶液浓度较低。 沾蘸法：要求药液溶液浓度较高。（4）分组设置：
11、设置对照组和重复组。 设置空白对照不添加生长素类调节剂的一组，如蒸馏水组。设置该组的目的是判断生长素类调节剂所起的作用是促进还是抑制。预实验时需要设置空白对照，在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。 设置相互对照用不同浓度生长素类调节剂处理的组别间相互对照，其目的是判断促进作用或抑制作用程度的大小。 设置重复组，即每组不能少于3个枝条。（5）观察指标：一般是生根的条数或最长与最短根的长度等。（6）分析结果，得出结论。统计各组的平均生根条数或平均长度，生根最多或最长的一组所对应的浓度为促进生根的生长素类调节剂的最适浓度。（八）光对植物生长发育的调节作用（1）光作为一种信号，影响、调控植物生
12、长、发育的全过程。（2）光调控植物生长发育的反应机制：在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应（九）植物生长发育的整体调控（1）基因表达调控、激索调节和环境因素调节共同构成调控网络。（2）基因适时性的选择性表达调控植物生长、发育、繁殖、休眠等生命活动。（3）激素（信息分子）的调节作用是通过影响基因的表达，实现细胞之间、组织器官之间的协调。（4）激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。（5）植物生长发育繁殖、休眠等生命活动是植物响应环境变化、调控基因表达以及激素产生、分布，最终表现在器官
13、、个体水平上的变化。第四步：单元核心素养对接高考1. 【2022海南】植物激素和植物生长调节剂可调控植物的生长发育。下列有关叙述错误的是( )A.将患恶苗病的水稻叶片汁液喷洒到正常水稻幼苗上，结实率会降低B.植物组织培养中，培养基含生长素、不含细胞分裂素时，易形成多核细胞C.矮壮素处理后，小麦植株矮小、节间短，说明矮壮素的生理效应与赤霉素的相同D.高浓度2，4D能杀死双子叶植物杂草，可作为除草剂使用【答案】C【解析】将患恶苗病的水稻叶片汁液喷洒到正常水稻幼苗上，会使正常水稻幼苗营养生长过于旺盛，由于光合产物过多的用于营养生长，因此结实率会降低A正确；生长素主要促进细胞核的分裂细胞分裂素主要促进
14、细胞质的分裂植物组织培养中，培养基含生长素、不含细胞分裂素时，易形成多核细胞，B正确；赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植物的增高，而矮壮素处理后，小麦植株矮小、节间短，说明矮壮素的生理效应与赤霉素的相反，C错误；高浓度2，4-D能杀死双子叶植物杂草，而对农作物（单子叶植物）起到促进作用，可作为除草剂使用，D正确。2. 【2022湖南】植物受到创伤可诱导植物激素茉莉酸(JA)的合成，JA在伤害部位或运输到未伤害部位被受体感应而产生蛋白酶抑制剂(PI-)，该现象可通过嫁接试验证明。试验涉及突变体m1和m2，其中一个不能合成JA，但能感应JA而产生PI-；另一个能合成JA，但对JA不敏感。嫁
15、接试验的接穗和砧木叶片中PI-的mRNA相对表达量的检测结果如图表所示。嫁接类型砧木叶片创伤否是否是否是否是否是否是否是接穗叶片+-+-+砧木叶片+-+-+注：WT为野生型，m1为突变体1，m2为突变体2；“”代表嫁接，上方为接穗，下方为砧木：“+”“-”分别表示有无，“+”越多表示表达量越高下列判断或推测正确的是( )A.m1不能合成JA，但能感应JA而产生PI-B.嫁接也产生轻微伤害，可导致少量表达PI-C.嫁接类型m1/m2叶片创伤，m1中大量表达PI-D.嫁接类型m2/m1叶片创伤，m2中大量表达PI-【答案】BD【解析】本题考查植物激素调节的有关知识。由题表可知，当砧木叶片存在创伤时
16、，WT做接穗，m1做砧木，蛋白酶抑制剂在接穗叶片中大量表达，而m1做接穗，WT做砧木时，蛋白酶抑制剂在接穗叶片中无表达，说明m1能合成JA，但对JA不敏感，当砧木叶片存在创伤时，WT做接穗，m2做砧木，蛋白酶抑制剂在接穗叶片中少量表达，但与砧木叶片无创伤时没有差异，而m2做接穗，WT做砧木时，蛋白酶抑制剂在接穗叶片中大量表达，说明m2不能合成JA，但能感应JA，A项错误；当砧木叶片不存在创伤时，WT同时做接穗和砧木，蛋白酶抑制剂在接穗和砧木叶片中均有少量表达，说明嫁接也能产生轻微伤害，B项正确；m1做接穗，m2做砧木，叶片创伤，接穗叶片中JA不能被感应，蛋白酶抑制剂基因不能表达，C项错误；m2
17、做接穗，m1做砧木，叶片创伤，接穗叶片中JA能被感应，蛋白酶抑制剂基因能大量表达，D项正确。3. 【2022广东】我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是( )A.秸秆还田B.间作套种C.水旱轮作D.尿泥促根【答案】D【解析】本题考查植物生长调节剂的应用。秸秆还田可增加土壤中无机盐的含量，A项不符合题意；间作套种可提高光能利用率，B项不符合题意；水旱轮作能恢复农田生态环境，减少杂草和病虫灾害，促进农作物持续增产，C项不符合题意；尿泥中含有生长素类似物，能促进扦插枝条生根，D项符合题意。10学科网（北京）股份有限公司