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1、植物的激素调节植物的激素调节 【本章知识框架】【疑难精讲】“植物的激素调节”在高中生物教材中是相对独立的部分，与其他章节知识联系较少。其主要内容是：植物的生命活动是由植物体一定部位产生的植物激素进行调节的。该部分是以人们发现和研究得最早的一种植物激素生长素为例，说明植物激素对于植物生命活动的调节作用，包括生长素的发现过程以及生长素的生理作用等。其中生长素的生理作用及其作用特点是本节也是全章的教学重点。在以往高考试题中，出自本章的题目多数都是围绕这一教学重点来设计问题，考查学生对生长素的生理作用及其作用特点的理解水平和应用能力：如解释植物的弯曲生长及顶端优势原理；解释生产上获得无籽果实、修剪高产
2、稳产的果树树冠及优秀盆景的制作方法和原理；解释同一植物体的不同器官或不同植物体的同一器官，在一定浓度的生长素作用下，表现出不同生长（抑制）现象的原因等。1生长素的发现燕麦胚芽鞘向光性实验生长素的发现，是前后几代人共同努力的结果，该过程体现出科学家的科学精神，特别是进行科学实验：“提出（发现）问题提出假设设计实验证明假设得出结论”的基本思路，这都是我们在复习时需要掌握的内容。关于燕麦胚芽鞘向光性实验，我们主要把握如下几点：（1）植物在单侧光照下，具有向光生长的特性向光性。（2）产生生长素的部位是胚芽鞘的尖端。（3）感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端。（4）向光弯曲的部位是尖端下面的一段。（5）单侧光
3、照射能改变生长素在植物体内的分布，使向光的一侧分布得少，背光的一侧分布得多，这是由于生长素在植物体内横向运输的结果。（6）生长素能促进植物的生长，其原理是增大了细胞壁的可塑性，促进细胞体积的伸长，从而导致细胞体积的增大，使植物表现出生长现象。（7）生长素只能从植物形态学的上端向下端运输，并且是逆浓度梯度运输（主动运输，消耗能量） 。（8）植物体生长旺盛的部位都可以合成生长素，特别是芽尖端的分生组织，生长素的合成不需要光照。2生长素作用的双重性如下图所示，生长素对植物生长的作用表现为双重性：一般情况下，低浓度能促进植物生长，高浓度抑制植物生长。这里所说的浓度高低是相对的，是相对于植物不同的器官而
4、言，生长素的促进、抑制浓度的不同范围而言。促进植物的不同器官生长，所需要的生长素浓度不同。1010gmL1的质量浓度促进根的生长，但对芽和茎的生长仅有很小的反应。108gmL1的质量浓度抑制根的生长，却强烈地促进芽的生长。茎生长的最适质量浓度则是 104gmL1，而在这样的浓度下，芽和根的生长都将被抑制。如果再提高生长素的浓度，茎、芽和根的生长将全被抑制，因此，可以得到如下结论：（1）同一生长素浓度对不同器官作用不同。（2）同一器官对不同浓度的生长素产生的反应（敏感程度）不同。（3）在农业生产上，高浓度的生长素可以当作除草剂来使用。3生长素的作用原理、极性运输和横向运输生长素促进植物生长的作用
5、，在于它增大了细胞壁的可塑性，促进了细胞的纵向伸长。而植物茎产生向光生长是由于单侧光引起了茎尖生长素分布不均匀。单侧光使生长素在背光的一侧比向光一侧分布多，从而使背光一侧的细胞纵向伸长比向光一侧快，结果使茎向生长慢的一侧（即朝向光源的一侧）弯曲，表现出向光性。对于植物向光性主要从以下三个方面进行理解：单侧光引起茎尖端生长素分布不均匀，使其背光一侧分布较多，向光一侧分布较少；发生弯曲的部位在茎尖端下面（相当于根尖伸长区的位置）的一段；含生长素较多的细胞纵向伸长较快，含生长素较少的细胞纵向伸长较慢。单侧光引起茎尖生长素分布不均匀，暗示了生长素在茎尖（生长素产生部位）有横向运输的能力，即在单侧光的影
6、响下，生长素能从向光一侧移向背光一侧，并不能将生长素分解。发生弯曲的部位在茎尖下部的一段，表明生长素有极性运输的能力，即能从形态学上端向下端运输。生长素含量较多的细胞纵向伸长较快，反之较慢，表明生长素促进生长与其浓度有关。所以说单侧光引起生长素分布不均匀，如果没有生长素的横向运输是难以实现的。同样，没有生长素的极性运输，向光弯曲也是无法发生的。4生长素类似物在农业生产上的应用（1）获得无籽果实：在没有传粉受精的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物，能促进果实发育，获得无籽果实（例无籽番茄、黄瓜、辣椒等） 。（2）林木枝条繁育：用一定浓度的生长素类似物浸泡难以生根的林木枝条，促进枝条生根，提高扦
7、插枝条的成活率。（3）农作物除草剂：生长素类似物的作用与生长素的作用相同，在低浓度时促进植物生长，而高浓度时不仅能抑制植物的生长，甚至还能杀死植物，所以在农业生产上高浓度的生长素常作为植物杂草的除草剂。5其他植物激素概述植物激素是指一些在植物体内合成，并从产生部位运到其他地方，对植物生长发育产生显著作用的微量（1微摩升以下）有机物。植物激素一共分成五类，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。前三类是促进生长发育的物质，后二类是抑制生长、促进成熟的物质。这些激素都存在于同一植株中。它们不是孤立的，而是互相影响的。例如，顶端优势是细胞分裂素和生长素共同作用的结果；用细胞分裂素处理侧芽，就能解
8、除顶端优势；生长素的浓度接近或等于生长最适宜浓度时，就开始诱导乙烯的形成，超过这一点时，乙烯的产量就明显增加，反过来对生长起抑制作用。由此可见，植物生长发育的调节过程不是由一种激素决定的，而是由许多激素协调实现的，了解激素之间的相互关系，对于生产实践非常重要，其他四种植物激素的比较见下表：四种激素比较表植物激素形成部位存在部位主要生理作用赤霉素幼芽、幼根和未成熟的种子、胚等幼嫩组织高等植物的所有器官促进细胞伸长；诱导 淀粉酶的形成；促进植物抽芽和开花；促进雄花的分化等细胞分裂素根尖，通过木质部输送到地上部分高等植物中普遍存在，尤其是正在进行细胞分裂的器官促进细胞分裂；使细胞体积加大；促进芽的分
9、化；抑制衰老等乙烯果实、种子、花、根、茎、叶都可以产生广泛存在于植物体中促进果实成熟；促进老叶脱落和衰老；促进次生物质的排出等；促进多开雌花脱落酸植物体在生活条件不适宜或生长季节终了时产生广泛存在于高等植物体中，但在将要脱落或进入休眠期的器官中更多抑制细胞的分裂和伸长；促进器官脱落；促进休眠、促进气孔关闭等【学法指导】植物的激素调节一节，包括植物的感性运动和向性运动，生长素的发现，生长素的产生、分布和运输，生长素的生理作用，生长素在农业生产中的作用，其他植物激素，植物激素间的相互作用等七个部分内容。复习时可安排 23 课时完成。第 1 课时：结合生长素的发现史、研究性课题等内容，站在设计实验的
10、角度，对生长素的发现过程进行剖析，掌握前人在生长素发现过程中实验设计的基本思路、方法，培养学生的实验设计、实验分析能力。教师可提前布置给学生实验设计任务，让学生课前进行设计，课堂上进行交流，评选出好的实验设计方案，在学习园地展示。对于达尔文和温特实验，我们着重复习其中之一，要求从实验设计、实验分析角度进行，教师课前设计一个导学提纲，让学生带着问题，通过分析、讨论进行学习、巩固。该部分知识内容多，概念多，要求教师要设计好思路，运用多媒体课件等辅助手段进行训练，能收到更好的复习效果。第 23 课时：我们采用边练边做的方式，通过设计一系列具体题目，复习巩固生长素的产生、分布和运输、生理作用及在农业生
11、产实践中的应用。通过具体题目的测试，及时了解学生掌握知识的情况，从而修正误差。植物激素包括的范围较广，可提前安排兴趣小组的同学，查资料，汇报其他激素的生理作用，作为知识的补充。【典型例题精讲】例 1 （2002 年广东河南高考题）植物地上部分向光生长，根背光生长。取正在萌发的种子贴附在琼脂板上，再将琼脂板插入透明盒内培育，五面遮光，仅从一侧给予光照（见下图） 。幼苗根的生长方向将是AB CD【解析】根据题干中给出的“植物地上部分向光生长，根背光生长。 ”这一结论，对幼苗进行单侧光照，这时幼苗根应该出现背光生长，即向“”方向生长。这是由于单侧光照射，改变了生长素在植物体内的分布，背光一侧分布多，
12、茎出现向光生长，而根对生长素的敏感程度高，促进茎生长的浓度则对根的生长表现为抑制，故根向光一侧生长快，表现为背光生长现象。教材中我们学习了植物茎的向光性，没有学习根背光生长，但根据题干我们可以找出相应的答案。 【答案】C例 2在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源的光可从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每 15 分钟匀速转一周。一星期后幼苗生长状况为【解析】一固定光源照射开一小窗的暗箱，如果幼苗固定不动，此为单侧光，可引起幼苗弯向光源生长。依题意，光源固定不动暗箱水平旋转，15 分钟转一周，实际上是每隔 15 分钟幼苗受到一次来自暗箱小窗的光照射，其他时间均无光照射，因此
13、，对于小幼苗来说，受到的依然是单侧光照射，只不过每次间隔的时间较长而已。（1）由于幼苗是面对单侧光的水平转动，因而容易误解为是全方位的照射光；（2）由于光源固定，为单侧光，学生易理解为幼苗在不同时间接受到不同部位的单侧光照射。植物的生长素的重要生理作用之一是促进植物生长，其证据之一就是植物具有向光性。造成植物向光生长的外因是必须具有单侧光，内因是单侧光引起的生长素分布不均匀。光线使生长素在背光一侧比向光一侧分布多，因此，背光一侧比向光一侧生长得快（注意，不是细胞分裂得快） ，结果，茎就朝向生长慢的一侧弯曲，即朝向光源一侧弯曲，显示出向光性。就本题而言，需要指出的是：（1）植物的茎对生长素不敏感
14、，一般的浓度对它来说都属于较低浓度范围，在此范围内，浓度越高，促进生长的作用越强；（2）对幼苗来说，无论光源在何处，是什么性质的光，都无特别重大的意义，关键是幼苗处于只有一处小窗的暗箱中，小窗是它能接受到光线的唯一来源。因而，无论间隔多长时间接受到光，它都会一直弯向小窗生长。就生长素的生理作用这部分，在教科书上列举的知识点不多，但比较分散。生长素的发现、向光性、顶端优势均与生长素促进生长及两重性有关，学生如果不能正确地把握原理，或把生长素促进生长的两重性范围任意扩大，必然造成判断上的失误。因此，必须注意每部分知识点所涉及的适用范围，掌握不同器官对生长素的不同敏感度，才能得出正确的结论。 【答案
15、】B例 3通过人工方法获得无籽果实的措施是A在授粉后的雌蕊柱头上涂上生长素类似物溶液B在未授粉的雌蕊柱头上涂上生长素类似物溶液C在未授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液D在未授粉的雌蕊柱头上涂上高浓度的生长素类似物溶液【解析】考查生长素的生理作用。一定浓度的生长素溶液能促进子房发育成果实，正常情况下子房发育成果实所需要的生长素来自发育着的种子，但我们在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液（浓度过高、过低都不能达到效果） ，也能使子房发育成果实，由于没有受精，所以不结种子，这类措施常用在培育无籽番茄、黄瓜等方面。 【答案】C例 4下图曲线表示茎伸长生长与植物生长素浓度的关系。如
16、果将同样浓度范围的植物生长素施用于侧芽，则能代表它生长状况的曲线是AB CD【解析】本题通过同一植物的不同器官（茎与侧芽）在同一生长素浓度下的不同生长状况，较好地体现了生长素促进生长的两重性。这一现象称顶端优势，即植物的顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象。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，从而抑制了侧芽的生长。园艺上修剪树冠，果树的整枝，棉花的摘心以及农业上喷洒高浓度的 2，4D 作为麦田除草剂均是利用了生长素作用双重性的原理。 【答案】A例 5如下图示用燕麦幼苗所做的实验。具体做法如下：A切去燕麦幼苗胚芽鞘尖端；B把燕麦胚芽鞘尖端用不透光的纸遮住；C完整的燕麦幼苗；D在胚芽鞘尖端从上向下插入云母片（不能让水透过） ；E用琼脂片把胚芽鞘尖端与下部隔开；F在燕麦幼苗尖端左侧插入一片云母片。将 F 所示的幼苗放在暗室中，其余各幼苗均照以单侧光，试分析各幼苗的生长情况。【解析】A 图所示幼苗无胚芽鞘尖端，所以胚芽鞘尖端以下
