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1、生长素的发现及生理作 用、其他植物激素生长素相关实验1燕麦胚芽鞘系列实验分析。生长素是科学家在研究植物向光性过程中发现的，研究向光性的材料是燕麦胚芽鞘。关于燕麦胚芽鞘向光性实验，我们主要把握如下几点：(1)植物在单侧光照射下，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，这与生长素在植物体内横向运输和光下分解有关。(6)生长素进行极性运输时，能促进植物的生长，其原理是增大了细胞壁的可塑性，促进细胞伸长，从而导致细胞
2、体积增大，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形态学下端运输，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。遮盖类直立生长向光生长暗箱类直立生长向光(小孔)生长插入类向右侧生长直立生长向光生长向光生长移植类直立生长向左侧生长中IAA的含量abc，bc旋转类直立生长向光生长向小孔生长茎向心生长，根离心生长横置类中IAA含量及作用abcd都促进水平生长abcd，a、c、d促进生长，b抑制生长梯度类得出相应的最适宜的生长素浓度特别提醒：涉及生长素的3个方面分析(1)胚芽鞘的感光部位和发挥作
3、用的部位。感光部位胚芽鞘尖端。产生生长素部位胚芽鞘尖端。发生弯曲的部位伸长区，即尖端下面一小段。(2)生长素分布不均的原因分析。单方向刺激的影响：常见的有单侧光、重力、离心力等因素，使生长素在产生部位发生了横向运输，然后通过极性运输到达作用部位，使生长素分布不均，从而造成了弯曲生长。其他人为因素：如温特将含有生长素的琼脂块故意偏放在胚芽鞘去掉尖端的横切面上，探究弯曲生长的原因，又如云母片或玻璃片的应用，也会造成生长素分布不均。琼脂等不能感光，不会影响生长素的运输和传递，而云母片等则会阻碍其运输。生长素的产生不需要光，有无光均产生。(3)生长素运输的方向及方式的剖析：极性运输：生长素只能从形态学
4、上端运往形态学下端，而不能由形态学下端运往形态学上端，即生长素的运输是极性运输，顶端优势现象能充分说明这一特点。横向运输：单侧光照射胚芽鞘，使得生长素在从上到下进行极性运输的同时，还能进行一定程度的横向运输，从而使胚芽鞘背光侧生长素比向光侧生长素多。同理，横放的植物，由于受到重力的影响，使茎、根的近地侧生长素分布得多，远地侧生长素分布得少。运输方式：生长素的运输在缺氧条件下会受到影响，同时，顶芽产生的生长素能逆浓度梯度向下运输并大量积累在侧芽部位，说明生长素的运输方式是主动运输。A根水平生长，茎身上弯曲 B根水平生长，茎向下弯曲C根向下弯曲，茎向上弯曲 D根向下弯曲，茎向下弯曲解析： 植物随支
5、架匀速旋转，重力对生长素的分布没有影响，根水平生长；光源随暗室旋转，茎表现为向光生长。 起始位置和终止位置相同，因此茎表现为向下弯曲生长。答案：B常见失分探因：不能准确判断植物生长弯曲的方向(1)不能准确理解“暗室旋转”在题目中所表达的信息，而误认为根由于重力作用而向下弯曲。(2)解答此类问题可依据以下方法：一看胚芽鞘尖端以下的部分能否获得生长素：能则生长；不能则既不生长也不弯曲。二看胚芽鞘尖端以下部分生长素的分布是否均匀：若均匀则直立生长；若不均匀则弯曲生长。 跟踪训练 下面是生长素发现过程中的部分实验示意图。根据图中信息判断，下列说法中不正确的是()A实验一证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端
6、B实验二证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以通过琼脂片传递给下部C实验三证明胚芽鞘的弯曲生长，是尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的D实验四证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质解析：实验四缺少对照实验，不能下结论。答案：D生长素作用的特点两重性下列图解中，甲图、乙图和丙图都是与生长素作用特点相关的曲线，分析如下：1从甲图可读到以下信息：(1)生长素的功能具有两重性，即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官的生长。(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理效应也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感度不同(敏感度大小：根芽茎)。(3)曲线在A、B、C三点分别代表生长素对根、
7、芽、茎的最佳促进效果，A、B、C点以前的部分体现了不同浓度生长素的促进效果，A、B、C点分别表示生长素对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制。2从乙图可以读到以下信息：不同种类的植物对生长素的敏感度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感程度高。根据此原理可以用一定浓度的生长素类似物溶液杀死农田中单子叶农作物中的双子叶杂草。3从丙图可以读到以下信息：(1)曲线中H点表示促进生长的生长素最适浓度为g，在OH段随着生长素浓度增高，促进作用增强，而HC段随着生长素浓度增高，促进作用减弱。(2)若植物幼苗出现向光性，且测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围应为：大于m小于M(向光侧生长速度低于背光
8、侧)。(3)若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。特别提醒：不要将生长素分布多少与浓度高低的作用效果混为一谈(1)生长素分布的多少是一个相对概念，高浓度和低浓度范围内都有生长素的多少之分；(2)而生长素作用中的高浓度和低浓度是和作用效果联系在一起的概念，高浓度一定表现为抑制，低浓度一定表现为促进。【例2】人工合成的生长素类似物，如2,4D、萘乙酸等，具有与生长素相似的生理效应。它们在生产上的应用很广泛。(1)2,4D是一种最早应用的选择性除草剂，在农业生产上常用它除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。单子叶农作物与双子
9、叶杂草对2,4D浓度的反应如上图曲线所示。从图中可以看出2,4D作用的特点是_。图中X点(甲、乙的交点)对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是_，2,4D作为除草剂的最佳使用浓度是_点所对应的浓度。近几年，媒体经常报道有些农民使用除草剂导致作物绝产的消息。如果某农民使用的2,4D不是假冒产品，请你分析导致作物绝产的最可能原因是_ _。(2)2,4D还能促进插条生根。为了探索2,4D促进插条生根的最适浓度，某生物兴趣小组先做了一组梯度比较大的预实验，实验的结果如下图所示。图中纵坐标的标识是_；推测最适浓度的大致范围在_之间。做预实验的目的是_正式实验中要实现实验目的，最少需要设置_组实验(相对浓度
10、梯度为1)。解析：(1)对于生长素作用的曲线分析，要明确影响其作用的浓度范围为多少。从曲线图很容易看出2,4D溶液作用的效果具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。位于图中横线以上曲线上各点所对应浓度的作用效果均为促进效应，在横线上的交点则为既不促进也不抑制，横线以下的浓度均起到抑制效应。作为除草剂的植物激素最佳浓度为既能明显促进所要保留植物的生长，又能强烈抑制非保留植物的生长，根据题意可知左边、右边曲线分别代表双子叶杂草、单子叶农作物对2,4D浓度的反应曲线，故应选择F或D对应的浓度最佳。因为2,4D作用具有两重性，使用时要考虑浓度，过大有可能使农作物生长也受到抑制。(2)曲线图中纵、
11、横坐标的含义一般表示自变量和因变量(观察的指标)，而此试验的目的就是观察不同浓度的2,4D对生根的影响，所以观察的指标(纵坐标)应为根的平均数量或者平均长度。最适范围一般是预实验中最适浓度两侧浓度之间。因为有些实验过程较为复杂，需要先进行尝试性实验，即预实验来摸索实验所需的最佳条件以及自变量控制的大致范围，检测实验是否可行。由于从预实验中确定最适浓度的大致范围为26，而相对浓度梯度为1，故正式试验需要设置的浓度为2、3、4、5、6等五组实验即可。答案：(1)具有两重性(低浓度促进生长，高浓度抑制生长)促进F或D使用的浓度过高，抑制了作物的生长甚至杀死了作物(2)平均生根条数(或平均生根长度)2
12、6探索实验条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性(答一点即可)5跟踪训练 如图表示生长素对植物某营养器官的影响。在“低浓度促进、高浓度抑制”的叙述中，高浓度、低浓度分别指()A大于A的浓度、小于A的浓度B大于C的浓度、小于C的浓度C大于B的浓度、小于B的浓度D大于A的浓度、小于C的浓度解析：从坐标曲线中可以看出，大于C的浓度时，生长素对器官的生长具有抑制作用，即高浓度抑制生长；小于C的浓度时，生长素对器官的生长具有促进作用，即低浓度促进生长。由此可见，高浓度与低浓度的界限是曲线与横坐标交点所对应的生长素浓度，该浓度因器官种类不同而不同。答案：B多种激素对植物生命活动的共同调节1五种植物激素的
13、比较：名称产生部位生理作用对应的生长调节剂应用生长素幼根、幼芽及发育的种子促进生长，促进果实发育萘乙酸、2,4D促进扦插枝条的生根；促进果实发育，防止落花落果；农业除草剂赤霉素幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官促进细胞伸长，引起植株长高；促进种子萌发和果实发育促进植物茎秆伸长；解除种子和其他部位休眠，提早用来播种细胞分裂素正在进行细胞分裂的器官(如幼嫩根尖)促进细胞分裂和组织分化；延缓衰老青鲜素蔬菜贮藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间乙烯植物各部位，成熟的果实中更多促进果实成熟乙烯利处理瓜类幼苗，能增加雌花形成率，增产脱落酸根冠、萎蔫的叶片等抑制细胞分裂，促进叶和果实衰老与脱落落
14、叶与棉铃在未成熟前的大量脱落2.多种激素的共同调节：在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素控制的，而是多种激素相互作用的结果。这些激素之间，有的是相互促进的；有的是相互拮抗的。举例分析如下：(1)相互促进方面的有：促进果实成熟：乙烯、脱落酸。促进种子发芽：细胞分裂素、赤霉素。促进植物生长：细胞分裂素、生长素。诱导愈伤组织分化成根或芽：生长素、细胞分裂素。延缓叶片衰老：生长素、细胞分裂素。促进果实坐果和生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素。(2)相互拮抗方面的有：顶端优势：生长素促进顶芽生长，细胞分裂素和赤霉素都促进侧芽生长。防止器官脱落：生长素抑制花朵脱落，脱落酸促进叶、花、果的
15、脱落。种子发芽：赤霉素、细胞分裂素促进，脱落酸抑制。叶子衰老：生长素、细胞分裂素抑制，脱落酸促进。特别提醒：与各种植物相联系的6点提示：(1)植物激素是在植物体的一定部位合成的微量有机物，激素种类不同，化学本质不同。(2)生长素有极性运输的特点，其他植物激素没有。(3)植物激素具有远距离运输的特点，激素种类不同，运输的方式和方向不一定相同。(4)植物激素具有调节功能，不参与植物体结构的形成，也不是植物的营养物质。(5)利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效，其原因是人工合成的生长素类似物具有生长素的作用，但植物体内没有分解它的酶，因而能长时间发挥作用。(6)植物不同的生长发育时期以及不
16、同的生理过程，各种激素所起的作用是不同的，有主次之分，如：果实发育主要是生长素的作用，果实成熟主要是乙烯的作用。生长素促进细胞伸长，即体积增大，细胞分裂素促进细胞分裂，即细胞数目增多，二者共同促进植株生长。【例3】(2013惠州二模)对生长素的叙述，正确的是()A顶芽生长占优势时侧芽生长素合成受到抑制B燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关C草莓果实的自然生长过程与生长素无关而与乙烯有关D温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输解析：顶端优势是指顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽部位生长素含量过高，出现顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象，并非抑制侧芽生长素的合成，A错误；
17、极性运输属于主动运输，与光照方向无关，B正确；生长素能促进果实发育，乙烯促进果实成熟，故草莓果实的自然生长过程与生长素有关，C错误；主动运输是跨膜运输的方式，琼脂块没有生物膜结构，D错误。答案：B 跟踪训练 分析有关科学探究的资料，回答问题：赤霉素能促进豌豆茎节间的伸长，生长素也可以促进茎的伸长。某同学设计了如下的实验，探究赤霉素与生长素具有协同作用(是指两种或多种物质协同地起作用，其效果比每种物质单独起作用的效果之和大得多的现象)。实验处理和实验结果如下图：(1)实验假设：略。(2)将下列实验步骤补充完整。第一步：不同标号的培养皿中分别加入相同培养液和不同试剂(加入试剂种类填上图空白处)。第
18、二步：取_豌豆幼苗，从豌豆幼苗的_茎段若干段，平均分成4组；第三步：将分好组的豌豆茎切段分别放入不同标号的培养皿中，_。第四步：_测量茎切段长度一次，并计算每组茎切段伸长的平均值，直至实验第48 h。(3)分析图中曲线得出的实验结果是_ _。(4)实验结论是：赤霉素与生长素具有协同作用。解析：根据实验目的，实验应设置不加赤霉素和生长素的对照组，实验组设置，加等量的生长素，加等量的赤霉素，加等量的赤霉素和生长素混合物，其添加的顺序应和曲线图对应，即对照组为A，添加赤霉素和生长素的为D，其他两个顺序可以颠倒。实验中要注意控制无关变量，因此豌豆的生长状况应相同，且切取的部位和长度应相同，放在相同条件
19、下培养；根据实验的时间确定每次测量的时间段，每隔12 h测量一次；根据曲线图得出实验结果是加赤霉素和生长素的茎段伸长的平均值最大。答案：(2)第一步：A不加激素B一定浓度生长素C一定浓度赤霉素D一定浓度生长素和赤霉素(BC可互换)第二步：生长状况相同的同一部位切取等长的第三步：在同样条件下培养第四步：每隔12 h(3)加生长素和赤霉素的一组茎切段伸长的平均值最大实验16：探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用1实验原理。植物生长调节剂对植物插条的生根情况有很大影响，而且用不同浓度、不同时间处理影响程度不同。其影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。2实验流程。配制梯度
20、溶液：配制一系列浓度梯度的2,4D溶液(0、0.2、04、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL)(其他试剂也可)操纵变量实验：将新剪下的植物枝条分成10组，将插条的基部分别放在上述不同浓度的2,4D溶液中浸泡几个小时，均置于适宜的环境中观察并记录结果：一段时间后观察插条的生根情况分析结果得出结论3基本技术要求。(1)本实验中，取材、处理时间、蒸馏水、光照、温度、通气状况等都属于无关变量。无关变量在实验中的处理要采用等量性的原则，如用相同的花盆，选用相同的植物材料等。(2)配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要小，组别要多；(3)在确定了最适浓度的大致范围后，可在此范围内利用更小梯度的系列
21、溶液以获得更精确的最适浓度范围。4实验中易出现的问题分析。(1)分析不同插条的生根情况：不能生出不定根：有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目多少不一样，如枝条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。(2)分析与本实验相关的其他因素：温度要一致。设置重复组，即每组不能少于3个枝条。设置对照组，清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行对比，目的是探究2,4D或萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。跟踪训练 茶一般以茶树的顶芽和幼叶制成。(1)采茶主要集中在春、秋两季。随着采摘
22、批次的增加，新梢的数量大大增加，从激素调节的角度看，原因是_ _。(2)茶树常采用扦插繁殖。研究小组为探究不同浓度三十烷醇(生长调节剂)对茶树插条生根的影响，完成了一组预实验，结果如右图。从预实验的结果可知，三十烷醇浓度为15 mg/L时对茶树插条生根具有_(抑制/促进)作用。若要探究三十烷醇促进茶树插条生根的最适浓度，还应增设实验组，从图中数据判断，三十烷醇浓度的取值应设在_mg/L。用三十烷醇处理茶树插条比较简便的方法有沾蘸法和浸泡法两种。与沾蘸法相比，浸泡法所用的浓度_，所需处理时间_。解析：(1)采茶时摘除顶芽，解除顶端优势，新梢的数量大大增加。(2)三十烷醇浓度为15 mg/L时比零
23、浓度时生根多，因此三十烷醇浓度为15 mg/L时对生根有促进作用。(3)根据图看出促进茶树插条生根的最适浓度在815 mg/L。(4)浸泡法所需处理时间较长，因此所用的浓度较低。答案：(1)解除顶端优势(2)促进815较低较长课题25：评价型实验题的答题方法此类试题实验目的明确，围绕实验目的已设计好实验，但由于实验设计中存在某些不足，导致实验结果不能说明实验结论。解题时要研读实验目的，看是否设计了变量，结果是否正确，原理使用是否妥当，有无遵循单一变量原则等。实验评价题的应对策略如下：(1)看有无对照实验，如果有，看对照设计是否合理。(2)看实验是否遵循了单一变量原则。如研究温度对酶活性的影响，
24、则温度为自变量。除单一变量外，各组实验的其他条件应完全一样，包括：实验对象的一致性；等量性原则，每次实验所加试剂的量要相等；实验控制时间的一致性；实验条件的一致性等。(3)看实验是否遵循随机性原则。(4)看实验是否遵循平行重复性原则。(5)看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。(6)看实验仪器、药剂的使用是否合理，包括药剂的配备及用量的多少等。(7)看实验结果的验证是否合理。跟踪训练 (2013深圳二模)下表是植物细胞分裂素发现过程中的几个主要历程。请据此作答。历程时间科学家科学事实1954年斯库格等一定条件下腺嘌呤能促进细胞分裂1955年米勒等将存放了4年的鲱鱼精细胞的DNA，加入到烟草髓
25、组织的培养基中，能诱导细胞分裂1956年斯库格等用新提取的鲱鱼精细胞DNA，不能促进细胞分裂；但在pH4的条件下进行高压灭菌处理后，却能促进细胞分裂。从处理物中分离出这种活性物质，并命名为“激动素”1963年莱撒姆从未成熟的玉米籽粒中分离出类似于“激动素”的促进细胞分裂的物质，命名为“玉米素”，其生理活性高于“激动素”(1)DNA彻底水解的产物是_ _。(2)“激动素”_(“属于”或“不属于”)植物激素，理由是_ _。(3)从和分析，“激动素”可能是_(物质)。请写出对此加以验证的简要实验思路：_ _ _。(4)植物体合成细胞分裂素的主要部位是_，细胞分裂素与_(激素)存在拮抗作用。(5)在植
26、物组织培养中，通过调整细胞分裂素与_(激素)的比例，可诱导愈伤组织形成完整的植株。解析： (1)DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，脱氧核糖核酸由脱氧核糖、含氮碱基、磷酸形成，因此，DNA彻底水解的产物是脱氧核糖、含氮碱基和磷酸。(2)这里的“激动素”不是由植物自身产生的，因此不属于植物激素。(3)从和分析，“激动素”不是鱼精细胞DNA，而是由鱼精细胞DNA降解后产生的某物质，综合可知腺嘌呤可能是“激动素”或是“激动素”的成分之一。要验证这种结果，需将这种降解产物单独加入烟草髓组织的培养基中进行培养，并观察实验结果。(4)植物体合成细胞分裂素的主要部位是根尖，细胞分裂素与脱落酸之间在促进细胞分裂和延缓叶片衰老方面存在拮抗作用。(5)在植物组织培养中，细胞分裂素与生长素的比例偏高利于发芽，偏低利于生根，因此通过调整细胞分裂素与生长素的比例，可诱导愈伤组织形成完整的植株。答案：(1)脱氧核糖 、含氮碱基、磷酸(2)不属于因为不是植物自身产生的(3)DNA的降解的某种产物(嘌呤类物质或某种碱基) 思路：将DNA的各种降解产物分别加入烟草髓组织的培养基中，观察结果(4)根尖脱落酸(5)生长素
