植物激素
植物激素:由植物体内产生、能neng从产生部位运输到作用部位wei,对植物的生长发育有显著调节作用yong的微量有机物。
特点dian:内源的,能移yi动,微量而高效
植物生长调节jie剂:人工合成的de对植物的生长发育有调节作用的化学xue物质(2.4-D,NAA,乙烯利)
生长素
知zhi识点总结
1,感gan性运动与向性运动
①植物受到不定向的外界刺激ji而引起的局总运动.称为感性运动dong.(含羞草叶片闭合)
②植物受到一定方向的外界刺激而引yin起的局总运动.称为向xiang性运动.(向光性,向水性)
2,胚pei芽鞘的向光性的原因:单侧光照射she后,胚芽鞘背光一yi侧的生长素含量多于向光一侧,生长素su多生长的快,生长素少生sheng长的慢,因而引起两侧的生长不均匀yun,从而造成向光弯曲qu。
3,植物弯曲生长chang的直接原因:生长素分布不均匀yun(光,重力,人ren为原因)
4,植物激素su的产生部位:一定部位;动物激素产chan生:内分泌腺(器官)
5,在胚芽鞘中
感受光guang刺激的部位在胚芽鞘尖端
向光弯曲的部位在胚pei芽鞘尖端下部(伸长区)
产生生长素的部位在胚芽鞘尖端duan(有光无光都产生sheng生长素)
能够横向运yun输的也是胚芽鞘尖端
生长chang素的运输
①:横heng向运输(只发生在胚芽鞘尖端):在单侧光刺激下生长素由向光一侧向xiang背光一侧运输
②:纵zong向运输(极性运输,主动运输shu):从形态学上端duan运到下端,不能倒dao运
③非fei极性运输:自由扩散,在成熟的组织,叶片,种子等部位.
生长素产生sheng:色氨酸经过一系列反应ying可转变成生长素
在植物体中生长素的产chan生部位:幼嫩的芽、叶和发育yu中的种子
生长素su的分布:植物体ti的各个器官中都有分布,但相对集中在生长旺盛的部分fen
生sheng长素的生理作用:两重性,既能促进生长,也能抑制生长;既能促cu进发芽也能抑制发芽ya;既能防止落花落果guo,也能疏花疏果
在一般情况下xia:低浓度促进生长chang,高浓度抑制生长chang
植物wu体各个器官对生长素的最适浓度不同:茎 > 芽 > 根gen,敏感度不同;根>芽>茎(横向生长的de植物受重力影响而er根有向地性,茎有背地di性)许多禾本科植物倒dao扶后可以自己站起来,
D>C, B>A,
原因yin:由于重力的作用,生长素都dou积累在近地面,D点和B点和生sheng长素都高于C点和A点,又由于yu根对生长素敏感,所以,D点浓度高抑制生长,长的慢man,而C点浓度低促进生长,长的快。根gen向下弯曲(两重zhong性)。而茎不敏感,所以yiB点促进生长的快,而A点促进生长的de慢。所以向上弯曲。
根的向地性与顶端duan优势中的生长素的作用原yuan理相同,都是体现两重性。
茎的背地性与yu向光性中的生长素su的作用原理相同。
顶端优you势:顶芽产生的生sheng长素向下运输在侧ce芽附近积累,侧芽对生sheng长素浓度比较敏感,因yin此受到抑制,顶芽不断生长,侧芽被抑yi制的现象(松树)
说明:生长素的极性运输shu是主动运输;生长素具有两重作用.
应用:棉花hua摘心促进多开花,多结果.园yuan林绿篱的修剪.
解jie除顶端优势就是去除顶芽(棉花摘心xin)
生长素的应用:
促cu扦插枝条生根,(不同浓nong度的生长素效果不同,扦插枝条tiao多留芽)
促果实发fa育,(无籽番茄,无籽草莓)
防止落花落果,(喷pen洒水果,柑,桔)
除草剂(高浓度抑制植zhi物生长,甚到杀死植物)
果guo实的发育过程:
例题1(20分)
在验证生长素类似物A对小麦mai胚芽鞘(幼苗)伸长影响的实shi验中,将如图1所示取得的de切段浸入蒸馏水中1小时后,再分别转zhuan入5种浓度的A溶液(实shi验组)和含糖的磷酸盐缓冲液(对照组zu)中。在23℃的条件下,避光guang振荡培养24小时shi后,逐一测量切段duan长度(取每组平均jun值),实验进行两次,结果见图2。
请qing分析并回答:
(1)生sheng长素类似物是对植物生长发育yu有重要 作用的一类化hua合物。本实验中
mg/L浓度的溶液促进切段伸长的效果最zui明显。
(2)振荡培养的目的是:①增加溶rong液中的 以满足切段细胞呼吸的需求:②使切段与溶液ye成分接触更 。
(3)生长素类lei似物A应溶解于 中,以得到dao5种浓度的A溶液。切段duan浸泡在蒸馏水中的目的是减少 对实验结果的影响。
(4)图2中,对照组zu切段的平均长度是 mm。浓nong度为0.001 mg/L的溶液对切段伸长 (选填“有”或“无”)促进作用;与浓度为wei1 mg/L的结果相比,浓nong度为10 mg/L的溶液对切qie段的影响是 。
(5)图2中浓度为0.1 mg/L时实验二所得数据与实验一偏pian差较大,在做原始shi记录时对该数据应 (选填下列选项前的字母)。
A.舍弃 B.修xiu改 C.如实填写
为检验该浓度下相关数据可靠kao性,还应 。
答案(20分)
(1)调节 1
(2)①氧气 ②均匀
(3)含糖的磷lin酸盐缓冲液 切断中内源激素su
(4)7.0 有you 促进升长的作用减jian弱
(5)C 重复实验yan
赤chi霉素
存在部位wei
高等植物中的de赤霉素主要存在zai于幼根、幼叶、幼you嫩种子和果实等部位wei。
由甲羟戊酸经贝壳杉烯等中间jian物合成。后证明其中zhong含有一种能诱导细胞分裂的成分,赤霉mei素在植物体内运输时无极性,通tong常由木质部向上运输,由韧ren皮部向下或双向运输。
运输
在植物体内的运输没mei有极性,根尖合成的赤chi霉素沿导管向上运输,幼芽、嫩叶ye产生的赤霉素沿筛管向下运yun输。
作用
赤霉素最显著的效应是促进jin植物茎伸长。无合成赤霉素的遗传基ji因的矮生品种,用赤霉素处理可以yi明显地引起茎秆伸长。赤霉素su也促进禾本科植zhi物叶的伸长。在蔬菜生产上,常用赤霉素来提高茎叶用蔬菜的de产量。一些需低温和长日照zhao才能开花的二年nian生植物,干种子吸水shui后,用赤霉素处理可以代替低温作zuo用,使之在第1年nian开花。赤霉素还可促进果guo实发育和单性结jie实,打破块茎和种子zi的休眠,促进发芽。干种子吸水后,胚pei中产生的赤霉素能诱you导糊粉层内a-淀dian粉酶的合成和其他水解酶活性的de增加,促使淀粉水解,加速种子发fa芽。目前在啤酒工业上多用赤霉素su促进a-淀粉酶的产生,避免大麦种子zi由于发芽而造成的de大量有机物消耗,从而节约成本。
例题1(18分)某种南瓜矮生突变bian体可分为两类:激素合成缺陷型突变bian体和激素不敏感型突变体ti。为研究某种矮生南瓜的矮生突变体ti属于哪种类型,研究者应ying用赤霉素和生长素溶液进行了相关实shi验,结果如图所示。请据图分析xi并回答:
(1)为得到某浓度激素处理后的实shi验数据,研究者需xu要测量两种南瓜茎jing 的长度,并计算出伸长chang量;而且需要取每组各株南瓜茎伸长量liang的 作为该组的实验结果。
(2)赤霉素对正常南瓜茎有 作用yong,而对
几乎无wu作用;生长素的生理作用具有 的特te点;
南瓜茎对 更敏min感。
(3)喷施赤霉素或生长素 (能,不能)使矮ai
生sheng南瓜的茎恢复至正常chang,由此可推测:该矮生sheng南瓜
不属于 突tu变体。
(4)从图16显示的结果看,两种南瓜茎jing中赤霉素和
生长素的含量 ,该结果 (支持chi/不支持)
上述推测ce。
答案(18分)
(1)处理前后 平均值(每空一yi分)
(2)促进jin伸长 矮生南瓜茎jing(矮生南瓜) 两重性(双重性) 生长素
(3)不能 激素合成缺que陷型
(4)无显xian著差异(类似) 支持
例题2.(16分)大麦mai种子是酿造啤酒的主要原料之一yi,其结构如图1所示,胚乳中贮存的营ying养物质主要是淀粉。请分析回答da:
(1)研yan究人员用大麦种子做了如下实验:将jiang形态大小相似的大麦种子zi分成4等份,分别作如下处chu理后培养。
此实验结果说明种子萌发时,赤霉素的产生部bu位是 ,其作用的靶ba细胞位于大麦种zhong子的 。α一淀粉酶发挥作用的部位wei在大麦种子的____,通过测定ding大麦种子萌发过程中zhong____含量的变化可检测α一淀dian粉酶活性。
(2)在研究赤霉素作zuo用机理的实验中zhong得到如图2所示的de结果,此结果说明种子萌发过程中zhong赤霉素的作用是促进____来促进jinα一淀粉酶的合成并bing通过(细胞器)分泌到细胞外起作用yong,从而促进种子萌发。
(3)啤酒酿造流程cheng如下图所示。在酿酒过程中常加入赤霉mei素以缩短大麦发芽ya的时间,从而减少有机物的消xiao耗。啤酒酿造过程中,使用赤霉素su处理应在____阶段,发酵的底di物是____,发醇的条件是 。
答案.(16分,除标记ji外,每空2分)
(1)种子的胚 糊粉层 胚pei乳 淀粉分解产生的还原性糖(淀粉fen)
(2)a-淀粉酶mei基因的转录(a-淀粉酶基因的表达)(1分) 高尔基ji体(1分)
(3)糖化 葡萄糖 密闭无wu氧
细胞分裂素
存在部位
高等植物细胞分裂素存在于植zhi物的根、叶、种子、果实等部位。根尖jian合成的细胞分裂素可向上运到茎jing叶,但在未成熟的果实、种子中也有细xi胞分裂素形成。细胞bao分裂素的主要生理作用是促进细胞分fen裂和防止叶子衰老。绿色植物叶子衰老变黄huang是由于其中的蛋白质和叶ye绿素分解;而细胞分裂素可维持chi蛋白质的合成,从而使叶片保持chi绿色,延长其寿命。
运输shu
在植物体ti中运输无极性,主要通过木质部bu运输。幼嫩的叶、果实shi、种子中的细胞分裂素不易运输出去qu。
作zuo用
细胞分裂素还可ke促进芽的分化。在组织培养中当它们men的含量大于生长素时,愈yu伤组织容易生芽;反之容易生sheng根。可用于防止脱落、促进单性结实、疏花疏果、插条生根、防止马铃ling薯发芽等方面。
人工合成的细胞分裂素苄基腺xian嘌呤常用于防止莴wo苣、芹菜、甘蓝等在贮存期间jian衰老变质。
例题(18分)
为研究细胞bao分裂素的生理作用,研究者将菜豆幼苗miao制成的插条插入ru蒸馏水中(图1)。对
插条的处理方fang法及结果见图2。
(1)细胞分裂lie素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位_____________,再被运输到作用部位,对dui生长发育起______________作zuo用的______________有机物。
(2)制zhi备插条时除去根系和幼you芽的主要目的是_______________;插条插在蒸馏水中而不是营养液ye中培养的原因是_______________________。
(3)从图2中可知,对插条进行xing的实验处理包括____________________________________。
(4)在实验Ⅰ中,对A叶进行实验处理,导dao致B叶____________________。该实验的de对照处理是____________________。
(5)实验yanⅡ、Ⅲ、Ⅳ的结果表明,B叶的生长与A叶的关系是shi:_____________________。
(6)研究者推测“细胞分裂素su能够引起营养物wu质向细胞分裂素所suo在部位运输”。为证zheng明此推测,用图1所suo示插条去除B叶后进行实验,实shi验组应选择的操作最少包括__________(填选xuan项前的符号)。
a.用细胞分裂素溶液涂抹moA1叶 b.用细胞bao分裂素溶液涂抹A2叶
c.用14C-淀粉溶液涂抹A1叶 d.用14C-淀粉溶液涂抹A2叶
e.用14C-氨基酸suan溶液涂抹A2叶ye f.用14C-细胞分裂素溶液ye涂抹A2叶
g.检测A1叶的放fang射性强度
答案(18分)
(1)产生 调diao节 微量的
(2)减少内源激素的干gan扰 外来营养物质会对实验结果造成cheng干扰
(3)用细胞分裂素分别处理liA、B叶片;不bu同插条上去除不同数目的A叶
(4)生长受抑制 用蒸馏水同样处理A叶
(5)A叶数量越少,B叶生sheng长越慢
(6)a、e、g
脱落酸
存在部位
脱落酸存在于植物wu的叶、休眠芽、成熟种zhong子中。通常在衰老的器官或组织zhi中的含量比在幼嫩部分中的多duo。
运输
主要yao在韧皮部运输,也可在木mu质部运输。
作用
抑制细胞分裂,促进叶和果guo实的衰老和脱落。抑yi制种子萌发。抑制RNA和蛋白bai质的合成,从而er抑制茎和侧芽生长,因此是一种生长抑yi制剂,有利于细胞体积增大。与赤霉mei素有拮抗作用。脱落酸通过促进离层ceng的形成而促进叶ye柄的脱落,还能促进芽和种zhong子休眠。种子中较高的脱落酸含量是种zhong子休眠的主要原因。脱落酸也与叶ye片气孔的开闭有关,小xiao麦叶片干旱时,保卫细胞内脱落luo酸含量增加,气孔就关闭,从而可减少蒸腾失水shui。根尖的向重力性运动与脱落酸suan的分布有关。合成部位:根gen冠、萎蔫的叶片等。
例题ti. (14分)为了研究外施脱落luo酸(ABA)对根伸长的影响,某科研小组将表面消毒的拟南芥jie种子,均匀点播在含不同浓nong度ABA的培养基上,在23℃温室中zhong萌发,生长4天tian后,每隔1天取样测定主根的长chang度,得到的结果如下表:
ABA浓度
(μmol?L-1)
天 数
4
5
6
7
8
9
0
0.50
0.86
1.20
1.60
2.00
2.60
0.1
0.36
0.88
1.23
1.67
2.20
2.55
0.3
0.02
0.12
0.25
0.36
0.36
0.60
0.5
0.00
0.01
0.01
0.02
0.03
0.12
(1)分析表中数据可以得出,浓度为0.1μmol?L-1的ABA对主根的伸shen长 。高于0.1μmol?L-1时,ABA能 主根的伸长,且这种zhong作用 。
(2)研究者同时测量了分生sheng区的长度,得到的结果如下xia图甲所示。据图可以推出,ABA能 ,且这种作用yong 。
(3)为确定ABA对主根生长的作用是否通过已知zhi的ABA受体,研究者zhe比较了ABA受体基因突变bian体幼苗和正常幼苗在ABA溶液处chu理下的主根长度,得到结果如ru上图乙所示。分析可知zhi,ABA (通过、不通过)受体对dui主根的生长产生影响。
(4)对根的生长chang起调节作用的激ji素还有 等。
答案(每空2分,14分)
(1)无明显影响 抑yi制 随ABA浓度的de增加而加强
(2)抑制分生区的生长 随ABA浓度的增加jia而加强
(3)通过
(4)生长素、赤霉素、细胞分裂素su
乙烯xi
存在部位
乙烯广泛存在于植物wu的各种组织、器官guan中,是由蛋氨酸suan在供氧充足的条件下转化而er成的。合成部位:植zhi物体各个部位。
作用
促进果实成熟,促进器官脱落和衰老。它的产chan生具有“自促作用”,即ji乙烯的积累可以yi刺激更多的乙烯产生。乙烯xi可以促进RNA和蛋白质的合成,并使shi细胞膜的通透性增加, 加速呼hu吸作用。因而果实中乙烯含han量增加时,可促进其中zhong有机物质的转化,加速成cheng熟。乙烯也有促进器官脱落luo和衰老的作用。用乙烯处理li黄化幼苗茎可使茎加粗和叶柄偏pian上生长。乙烯还可使shi瓜类植物雌花增多,在植物中,促进橡胶树、漆树等排出乳汁。
有关运用
乙烯是气体ti,在田间应用不方便。一种能释放fang乙烯的液体化合物2-氯乙yi基膦酸(商品名乙烯利)已广泛fan应用于果实催熟、棉花采收前脱叶和促cu进棉铃开裂吐絮、刺激橡胶乳汁分泌、水稻矮化、增加瓜类雌花及促进菠bo萝开花等。
例题(18分)叶片表面的气孔是由you保卫细胞构成的特殊结构,是气体出chu入植物体的主要通道。气孔能通过开闭运动对外界环境刺ci激做出响应。请分析回答:
(1)气孔的开kai闭会影响植物的蒸腾作用、 过程cheng的进行。研究表biao明,气孔的开闭可能与乙烯有关guan,乙烯是植物体产生的激ji素,具有 等作用。
(2)研究者取生长良好4~5 周龄拟南芥完全展开的叶,照光使shi气孔张开。撕取qu其下表皮,做成临时装片。从盖玻片一侧滴入不同浓度du乙烯利溶液(能放出chu乙烯),另一侧用yong吸水纸吸引,重复几次后hou,在光下处理30 min,测ce量并记录气孔直径。之后滴加蒸馏水,用同样方法fa清除乙烯利,再zai在光下处理30 min,测量liang并记录气孔直径,结果如图1所suo示。
① 此实验的de目的是研究 。
② 图tu1中用乙烯利处理叶片后,气孔kong的变化说明,乙烯可诱导 ,且随浓度du增加 。
③ 用浓度为wei 的乙烯利处理拟南nan芥叶,既不会伤害保卫细胞,又能获huo得较好的诱导效果,做出chu以上判断的依据是 。
(3)为研究乙烯调控气qi孔运动的机制,研究者用cPTIO(NO清除剂)处chu理拟南芥叶,并bing测定气孔直径和细胞内NO含量,结果如图2所示。
①实shi验I、Ⅲ结果说明,有乙烯时shi ;实验ⅣⅡ结果说明,有乙烯时shi,加入cPTIO后 。
②由图2所示结果可ke以推测 。
答案 (18分)
光合作用yong和细胞呼吸(呼hu吸作用) 促进果实成熟①不同tong浓度乙烯利对拟南芥叶ye片气孔开度的影响(探究jiu诱导拟南芥叶片pian气孔关闭的最适浓度)
②气孔关闭 诱导作用增强
③0.004%
高于此浓nong度,去除乙烯利后,气孔开度du恢复减弱(低于此浓度,去除乙yi烯利后,
气孔开度恢复fu正常)
①NO含量增zeng加,气孔直径减小 NO含量下降jiang,气孔直径增大②乙yi烯(利)通过诱导NO的产生,导致气孔关闭(或开度减小)
五种植物激素的比较
名称
产生sheng部位
生理li作用
对应的生长调节剂ji
应用yong
生长素su
幼根、幼芽及发育的种子
促进生长,促进果实发育
萘乙酸suan、2,4-D
①促进扦插枝条的生根gen;②促进果实发育,防止落luo花落果;③农业除草cao剂
赤霉素
幼芽、幼根、未成熟的de种子等幼嫩的组织和器官
①促进细胞伸长,引起植株zhu长高;②促进种子萌发和he果实发育
①促进植物茎jing秆伸长;②解除种子和其qi他部位休眠,提ti早用来播种
细胞分裂素su
正在进行细胞分裂的器官(如幼嫩根gen尖)
①促进jin细胞分裂和组织分化;②延缓衰shuai老
青鲜素
蔬菜贮藏中,常用它来保持蔬shu菜鲜绿,延长贮存时间jian
乙yi烯
植物各部bu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cheng率,增产
脱落酸suan
根冠、萎蔫的叶片等deng
抑制细胞bao分裂,促进叶和果实衰老与yu脱落
落叶与棉铃在未成熟前的大量脱落luo
植zhi物激素的相互作用
作用类型
作用概念
作zuo用激素(部分)
生理表biao现
增效作用
(增强作用)
一种激素可加强qiang另一种激素的效应。
生长素和赤霉素
生长素促进生长、赤霉素促进植物节jie间的伸长。
生长素和细xi胞分裂素
细胞分裂素su加强生长素的极性xing运输。
脱落luo酸和乙烯
脱落酸促进脱落的效xiao果可因乙烯而得到增强。
拮抗作用
(对抗作用)
一种激素的作用被bei另一种激素所阻抑的作用。
生长素和赤霉素su
生sheng长素促进不定根的形xing成,赤霉素作用相反。
生长素和细胞分裂素
生长素促进顶端优势,细胞bao分裂素相反。
生长素和脱落酸
生长素su促进器官生长;脱tuo落酸促进器官脱落。
脱tuo落酸和赤霉素
脱tuo落酸促进休眠,抑制萌发;赤霉素作用相反。
脱落酸和细胞分裂素
脱落酸促cu进衰老、脱落;细胞分裂素起延缓作用yong。
协同作用
两种激素所占比例不同,作用效应不相同。
生长素IAA
赤霉素GA
IAA/GA比例高,有利木质部的de分化;低则为韧ren皮部的分化。
生长素suIAA
细胞分裂素CTK
IAA/CTK比bi例高,诱导根分化hua;低则诱导芽分化。
反fan馈作用
一种激素的作用受另一种激ji素的调节,或促进,或抑制。
乙烯和生长素
生长素促进乙烯的生物合成,乙yi烯则抑制生长素su的合成,或提高gao生长素氧化酶的活性,或促cu进生长素的分解jie,或阻碍生长素的运输。
例题解析植物wu激素的相互作用
1.生长素和乙烯
生长素能促进植物的生sheng长,乙烯能促进果实的成熟,两者zhe具有拮抗作用。如不同器官guan对生长素的敏感gan性不同,导致同一浓度的生长素对不同tong器官的作用效果也不同。不能促进茎生sheng长的低浓度生长素,对dui根却有明显促进作用,而对dui茎的生长起促进作zuo用的生长素浓度,却明显抑制根gen的伸长,原因是当生长素浓度较高时,会使细胞合成另一种激ji素──乙烯,乙烯可以抵消生长chang素的影响。
例题1
为了探究jiu生长素和乙烯对植物生长的影响及这zhe两种激素的相互hu作用,科学家用某种植zhi物进行了一系列实验,结果如下xia图所示,由此可初步推tui测( )
A.浓度高于10-6mol/L的生长素会抑制zhi该植物茎段的生长
B.该植物wu茎中生长素含量达到M值时,植zhi物开始合成乙烯
C.该植物茎中乙烯xi含量的增加会促进生长素的de合成
D.该植物茎中生长素和乙烯的含量达到dao峰值是不同步的
解jie析:本题考查多种激素共同调节植物wu的生命活动知识点。根据图1坐标biao轴的含义可知,用0~10-2 mol/L浓度范围wei内的生长素处理离体茎段duan,作用效果都是促cu进生长的,故A错误;据图2,乙烯xi和生长素的含量达到峰值的时间不同,且生长素先达到峰值,当生长素含量达da到M值时,茎中乙烯xi含量从无到有,逐渐增加,而这时生长chang素含量下降,这体现了两者的相互拮抗kang作用。故答案选B、D。
两者的拮抗作用还hai体现在落叶的形成过程cheng中。引起落叶的de原因主要是秋季的短日照和低di温,这两个外界因素su引起了乙烯和生长素比例的de变化。乙烯能促进一yi些酶的形成,而这些酶mei能促使细胞壁的降解。生长素能阻止叶片的脱落并有you助于叶中正常代谢的进行,但在zai叶片衰老的过程中,叶片合成的生长素su越来越少,而乙烯的合成越yue来越多,故落叶形成。
例题2(16分)为研究乙烯影响植物根生长chang的机理,研究者以拟ni南芥幼苗为材料进行实验
(1)乙烯和生sheng长素都要通过与__________结合,将________传递给靶细胞,从而er调节植物的生命活动。
(2)实shi验一:研究者将拟南芥幼苗放在含不bu同浓度的ACC(乙烯前体ti,分解后产生乙烯)、IAA(生长素)的培养液中培养,______________幼苗根伸长区细胞长度,结jie果如下表。
组zu别
植物激素及处理li浓度(μM)
根伸shen长区细胞长度(μm)
a321
对照
175.1
2
0.20ACC
108.1
3
0.05IAA
91.1
4
0.20ACC+0.05IAA
44.2
实验yan结果说明乙烯和生sheng长素都能够__________根gen生长,与单独处理相比较,两者共gong同作用时________________。
(3)实验二:将jiang拟南芥幼苗分别bie放在含有不同浓度ACC的de培养液中培养,12小时后hou测定幼苗根中生长素的含量,实验结果如图所示。据图分析,乙烯xi通过促进__________ _来lai影响根生长。
(4)研究者将幼苗放在含NPA(生长素极性运输shu阻断剂)的培养液ye中培养,一段时间后,比bi较实验组和对照组zu幼苗根伸长区细胞长度,结果无显著差cha异。由此分析,研究者的目的是探tan究乙烯是否通过影响xiang____________________来影响根生长chang
(5)综合上述各ge实验的结果可推测,乙烯影响根生sheng长的作用最可能是通过促进生长chang素的____________实现的。
答案(每空2分,共16分fen)
(1)受shou体 信息(或“信号”)
(2)测量并记录 抑制 抑制作用增zeng强(或“抑制作用更geng显著”)
(3)生sheng长素含量增加
(4)生长素的de极性运输
(5)合成
2.生长素和细胞分裂lie素
生长素su主要由茎的顶端分fen生组织合成,主要作用是促进发fa育中的幼茎伸长。细胞分fen裂素是促进细胞分裂的激素,主要分布在生长活跃的部位,特别bie是根、胚和果实,其中zhong根合成的细胞分裂素会随sui木质部汁液上运yun至茎中。这两种zhong激素在植物生长的很多方面都表现出chu协同作用,如在进行植物组织培养时shi,向培养基中加入细胞分裂素会促cu进细胞的分裂、生长和发育,生长素和细胞分裂素su的比例高低会影响组织培养yang中幼苗的生长。当细胞分裂素多,生长素少,只zhi长茎叶不长根;反之,则只长根不bu长茎叶;只有两者比例li合适,愈伤组织才会分化出chu根和茎叶。科学xue家推测生长素和细胞分裂素su的协同作用可能是植物协调diao根部和地上部生sheng长的一种办法,随着根的发育,就会有越来越多的细胞bao分裂素运至地上部,给地上shang部以形成更多分枝的de信号。
例题1 切取若干光照后幼you苗a处的组织块,消毒后,接种到诱导再分化的培养基中zhong培养,该培养基中两种植物激素浓度相xiang同。从理论上分析xi,分化的结果是 ;原因yin是 。
解jie析:本题考查在植物组织培养过程中,两种激素比例高低影响愈伤组织的de分化。在单侧光作用下,苗尖端的生sheng长素发生了从向光侧向背bei光侧的横向运输shu,导致尖端两侧生长chang素浓度分布不均匀。生长素又能neng从苗尖端往尖端duan下部进行纵向运输,由于苗左侧在尖端和he下部之间插入了不透水的云yun母片,使尖端下部的de生长素浓度左侧比右侧低,即a处的生长素浓度比较高。原有you的培养基中细胞分裂素和生长chang素浓度相同,加了a处组织块后,细xi胞分裂素和生长素浓度du比值小于1,根据上文分析,诱导生根。故答案为:生sheng根;原因是原培养基ji中细胞分裂素与生长素的浓度相等,而经光照后的a处组织块kuai含较多生长素,因此组zu织块处的细胞分裂素与生长chang素浓度比值小于1,故诱导生根。
两者还有you拮抗作用,体现在植物顶端优势shi方面。通常顶芽含有高浓度的生长chang素,其一方面可促使由根部bu合成的细胞分裂lie素更多地运向顶端,另一方面,可ke影响侧芽中细胞分裂lie素的代谢或转变。如果切除顶端,消xiao除高浓度IAA源yuan,侧芽中来自根部和自zi身合成的细胞分裂lie素增多,结果会促进侧芽萌发。
例题2 将甲jia、乙、丙三株大小相近的同种植物wu,分别进行如下表的处理,实shi验结果如下图所示。据图表判pan断,下列叙述正确的是( )
组别
甲
乙
丙
顶芽
摘除
保bao留
保留
细胞分裂lie素(浸泡浓度)
0ppm
2ppm
0ppm
细胞分裂素的作用可ke抵消顶端优势B.顶芽ya摘除后,侧芽生长停滞
C.顶芽的存在并bing不影响侧芽的生长
D.细胞分裂素su与侧芽的生长无关
解析xi:分析图表可以发现,顶芽摘除后hou,侧芽开始生长;甲丙对照,说明顶芽ya的存在抑制了侧芽的生长;乙丙对照,说明细胞分裂素能缓解顶端duan优势,促进侧芽的生长。故选xuanA。
植物的这两种最zui重要的促进生长的激素su──生长素和细胞分裂素,一yi个提供生长潜力,另一个ge用于孕育叶片或花,两者的相xiang互影响非常紧密。试验表明,生长chang素会直接激活一个“反馈循环”:两个被细胞分裂素激活的de基因ARR7和ARR15会限制zhi细胞分裂素的作用,但生长素会hui抑制这两个基因,从而增强细胞分裂素su的影响。这类最新研究成cheng果可用于背景材料liao考查学生对资料的处理能力和知识shi迁移能力。
3.生长素和赤霉mei素
生长素和赤霉素是控制植物wu茎伸长的两类主要植物激素。实shi验表明赤霉素可通过增zeng加植物体内生长素含量来lai促进植物生长,而生长素通过促进活性赤霉素的de生物合成并抑制zhi其失活来维持高水平的赤霉素,从而促cu进茎节间的伸长,两者表biao现为协同作用。在离体实验中也有类似si的报道。
例题1(18分)
为研yan究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长chang的影响,切取菟丝子茎顶端2.5 cm长的部分(茎芽ya),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至zhi第1、8、15天,每mei组再用适宜浓度的激素处理30天tian,测量茎芽长度,结果见图2。
图1 图2
(1)植zhi物激素是植物细胞之间传递 的分子。
(2)本实验中,试管用滤膜mo封口是为了在不影响 通过的情况kuang下,起到 的作用。用激素处理时应ying将IAA加在 (填“培养液中”或“茎芽ya尖端”)。
(3)图tu2数据显示,GA3和heIAA对离体茎芽的伸长生长都表biao现出 作用,GA3的这种作zuo用更为显著。
(4)植物伸shen长生长可能是细胞数量和/或 增加jia的结果。当加入药yao物完全抑制DNA复制后,GA3诱导的茎芽伸长chang生长被抑制了54%,说明GA3影响茎芽伸shen长生长的方式是 。
(5)从cong图2中B组(或C组)的数据可知zhi,两种激素联合he处理对茎芽伸长chang生长的促进作用是GA3单独处理li的 倍、IAA单独处理的 倍,由此可以yi推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在 的关系。
(6)A组zu数据未显示出GA3和IAA具有上shang述关系,原因可能是离体时shi间短的茎芽中
的量较jiao高。
答案(18分)
(1)信息
(2)气体ti 防止污染 茎芽尖端
(3)促进
(4)细胞长度 促进细胞伸长和he细胞分裂
(5)3.6(3) 18(60) 协xie作
内源IAA例题2 研究发现生长素(IAA)和赤霉素(GA)对胚鞘、茎jing枝切段等离体器官guan均有促进生长的作用。
(1)某研究jiu小组围绕生长素和赤霉素之间jian的关系进行的探究得到如图一所示结果guo。
根据图一可以得出的de结论有:①__________________________;②_______________________________。
(2)图二表示赤霉素对植物wu体内生长素含量的调节关系xi。
①图示中X表示赤霉素su对生长素的分解具有____________作用yong,这种作用很可能是通过降jiang低该过程中____________的活性实现的。
②赤霉素与生长素表现出激ji素间相互作用类型中的____________作用。
解析:从图一曲qu线变化趋势可知,生长素和赤霉素对dui离体豌豆节间切段的伸长chang都有促进作用,而且qie生长素的促进效应较赤霉mei素明显,二者具有协同作用;从图二所示信息xi可知,赤霉素通过促进色se氨酸合成生长素,促进细胞伸shen长,进而可确定赤霉素对生长素的分fen解具有抑制作用,赤霉素与生长素对dui促进细胞伸长具有协xie同作用。故答案为①IAA和GA均jun具有促进植物生长的作用,但IAA的促进效应较jiaoGA明显;②IAA和GA具有协同作用(或两种zhong激素同时存在时,具有明显增效作zuo用);(2) ①抑制,酶;②协同。
4.脱落luo酸和赤霉素
脱落酸是shi植物生长抑制剂,抑制植物体内许多duo生理过程,能使shi种子保持休眠状态,一般在脱tuo落的果实和种子中含量liang较高。当水稻等种子成熟后落到dao土壤中,不会立li即萌发。但如果经雨水的冲刷,则易yi于发芽,原因是其中的de脱落酸浓度降低了。所以水稻等种子在zai播种前要浸种,有些农nong民还将整袋种子放在流水中冲chong刷,就是这个原因。赤chi霉素能促进种子萌发,所以种子是否fou萌发取决于赤霉素和脱落酸浓nong度之比,两者对种子萌发的作用是shi相反的。
例题1 某植物种zhong子成熟后需经低温贮藏才能萌meng发,为探究其原因,检jian测了该种子中的两种植物wu激素在低温贮藏过程中的含量liang变化,结果如图。
根据激素的作用特点,推tui测图中a、b依次为( )
A.赤霉mei素、脱落酸 B.细胞分裂素su、生长素
C.脱落酸、细胞分裂素 D.赤霉素su、乙烯
解析:本题考查cha两种植物激素的de相互作用。据图可知zhi,成熟后的种子在低温条件下,随着贮藏时间的延长,b激素的含量liang逐渐下降,a激ji素的含量逐渐上升,使种子易于萌发。根据激素之间的相互作用,可ke以推知a为赤霉素,b为脱落酸。故gu本题选A。
5.脱落酸和乙烯xi
例题1(16分)
研究者以脱落酸水平正常的野ye生型玉米幼苗和脱落酸缺陷型xing突变体玉米幼苗为材料,测量玉yu米茎和根在不同水分条件下的生长情况kuang,结果如下图所示。请分析回hui答:
(1)植物激ji素在植物生长发育yu过程中起着 作用,每种激ji素的作用除取决jue于植物的种类、发育时期、激素的作zuo用部位外,还与 有关。
(2)由图可知:在水分fen适宜条件下,脱tuo落酸促进 。在缺que水条件下,脱落酸____茎的生长,同时____根的de生长;脱落酸的这种作用,有利于yu植物 。
(3)已知乙烯对根的生长有抑yi制作用。研究者提出假jia设:脱落酸对根gen生长所产生的作用yong,是通过抑制乙烯xi合成而实现的。为检jian验这种假设,选用脱落酸缺陷xian型突变体幼苗为实shi验材料,实验组需用一定ding浓度的 进行处理;一段时间jian后,检测____含量。若检测结果是shi ,则支持上述假设。
答da案(16分,除特te殊标记外,每空2分)
(1)调节(1分) 激素的浓nong度(1分)
(2)根gen和茎的生长(答全给分) 抑制 促进
适应缺que水(干旱)环境(或:有you利于吸水,减少水分散失)
(3)脱落酸溶rong液 乙烯 实验组乙烯含量低于对照组zu
其他植物激素
主要有油菜素甾醇、水杨酸、茉莉酸等,目前比较公认的de第六大类植物激素是油菜素甾醇(Brassinosteroid)。油菜素甾醇是甾体类激素,与动物甾体激素的de作用机理不同。其具有促进细胞伸长和he细胞分裂、促进维管分化、促cu进花粉管伸长而保持雄xiong性育性、加速组织zhi衰老、促进根的横向xiang发育、顶端优势的维持、促进种子萌发等生理作用。而目前油菜素甾醇的信号转导途径jing也是目前研究的前沿和he热点之一。
例题1.(16分)
为研究油菜素内酯zhi(BR)在植物向性生长中对生长素su(IAA)的作用yong,科研人员以拟南nan芥为材料进行了如下实shi验。
(1)BR作为植zhi物激素,与IAA共同________植物的生长发育。
(2)科研人员在黑暗an条件下用野生型和BR合成cheng缺陷突变体拟南芥幼苗进jin行实验,三组幼苗均水平ping放置,其中一组野生型幼苗施shi加外源BR,另外两组不施加,测定ding0~14 h内三组zu幼苗胚轴和主根的弯曲度du,结果如下图所示。
①上述实验均在黑暗an条件下进行,目的是shi避免光照对________的影响。
②由实验结果可知,主根和he胚轴弯曲的方向________。施加外源yuanBR的野生型幼苗的胚轴、主根在zai________h时就可达到最大弯曲qu度,BR合成缺陷xian突变体的最大弯曲度形成cheng的时间较其他两组________,说明________。
(3)IAA可引起G酶基因表达,G酶可催化无wu色底物生成蓝色se产物。科研人员将转入G酶mei基因的野生型和heBR合成缺陷突变体植株主根用含han有无色底物的溶液浸泡一段时间后hou,观察到,野生型植zhi株主根的蓝色产chan物分布于分生区和伸长区,而BR合成cheng缺陷突变体植株zhu主根的蓝色产物仅分布于________,说明BR影响IAA的分布,推测BR能够促进IAA的________。由于重力引起水平放fang置的幼苗主根中近地侧和远地侧ceIAA浓度不同,________侧细胞伸长较快,根向地生长。
(4)为验证zheng上述推测,可进jin一步检测并比较野生型和BR合成缺陷突变体植株主根gen细胞中________(填“IAA合成基因”或“IAA极性运yun输载体基因”)的表达量,若检测ce结果是野生型植zhi株主根细胞中该基ji因表达量________BR合成缺陷突变体,则支持chi上述推测。
答案an.(除注明外,每空2分,共16分)
(1)调节(或“调控kong”)
(2)① 向性生长
②相反 4(1分) 延迟(1分) BR促进胚轴和主根的向性(弯wan曲)生长
(3)分生区(1分) 极性运输 远地di(1分)
(4)IAA极性运输载体基因(1分) 高于(1分)
例题2.(18分fen)
油菜素内酯是植物wu体内一种重要的激素.为探究油菜cai素内酯(BL)对生长素su(IAA)生理作用的影响,研yan究人员做了如下实验yan.
⑴实验yan一:利用不同浓度du的BL和IAA处理油菜萌发的de种子,观察其对主根伸shen长的影响.结果如图所示.
由图可知zhi,单独IAA处理,对主根gen伸长的影响是 ;BL与IAA同时处理,在zaiIAA浓度为 nM时,BL对dui主根伸长的抑制作zuo用逐渐增强;当IAA浓度继续xu增加时,BL对主根伸长的影ying响是 .
⑵实验yan二:用放射性碳标记ji的IAA处理主zhu根,检测油菜素内酯对于生sheng长素运输的影响.实验yan方法及结果如下.
上图表明标记的生长素在根gen部的运输方向为wei ,BL可以yi (促进/抑yi制)生长素运输,且qie对 (运输方向)的作用更显著.
⑶实验三:PIN蛋dan白与生长素的运输有关.研究人员测ce定了PIN蛋白基因表达的相关指标biao.
测定方fang法:从植物特定组zu织中提取RNA,利用yongRNA为模板经 得cDNA;以该gaicDNA为模板进jin行PCR,向反fan应体系中加入dNTP、Taq酶及ji不同的 得到不同的deDNA片段.根据扩kuo增出的不同DNA片段的量不同,反映ying相关基因在特定ding组织中的 水平,用以代表相xiang应基因的表达水平.
检测BL处理的根部bu组织中PIN蛋白基ji因的表达水平,结果如表所示.
⑷上述系列实验结果guo表明,油菜素内nei酯通过影响根细xi胞中 ,从而影ying响生长素在根部的 和分布,进而er影响了生长素的生理作用.
答案.(18 分)
(1)低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长chang 0—10 抑制作用减jian弱
(2)双向 促cu进 极性运输(尖端向xiang中部)
(3)逆ni转录 引物 转录
(4)PIN 蛋白基因的表达da 运输
例题3.(18分fen)
表油菜素内酯zhi(EBR)是一yi种固醇类植物激素类似物wu。为研究其生理作用,科学xue家进行了相关实验。请分析xi回答:
(1)取同样yang大小的黄瓜叶圆片浸泡在不同浓度du的 EBR 溶液ye中,在适宜的温度、光guang照等条件下处理 3h 后测定叶ye圆片的光合放氧速率,结果如ru图1所示。
① EBR在使用前需用————作为溶剂配成高浓度母mu液,然后用蒸馏水稀xi释成不同的浓度(填选项xiang前的符号)。
a.蒸馏liu水 b.生理盐水 c.乙醇 d.无菌水
② 本实验的目的是———— 。
(2)在上述实验基础上,科ke学家分别用一定浓度的EBR 溶液和不含EBR的溶液(对dui照)喷施黄瓜植株叶片,在处理li后0~168 h中,间隔一定时间测定叶ye片的净光合速率和叶ye绿素含量,结果如ru下图2、图3所示。
① 在本实验中,实验组zu最好使用浓度为 的 EBR 溶液喷施黄瓜叶片。
② 据图2、图3分析,喷施EBR后,与对照zhao组相比,实验组黄瓜叶片净光合速su率 ,叶绿素含量 。由此推tui测,EBR处理可ke能提高了叶绿素 的能力,使类囊体ti膜上合成的 增加,进而促进了碳tan(暗)反应过程。
③ 在用yongEBR处理黄瓜幼苗24 h后hou,进一步测定黄瓜叶片光合作用相xiang关参数发现:在适宜光照强度du下,当光合作用yong速率达最大时,实验组所需的环huan境中CO2的浓度du低于对照组;在适宜CO2浓度下,当光合作用速su率达最大时,实验组所需的光照强度低di于对照组。这一结果说明ming,EBR 处理提高了黄瓜gua幼苗对 的利用效率,使其在
条件下就达到dao最大的光合能力。
答案. (18分,除特te殊标记外,每空2分)
(1)①c
②探究不同浓度的EBR处理对光合作用(光合放氧速率lu)的影响
或答:探究EBR影响光合作用(光合放氧速率lu)的最适浓度
(2)①0.1mg·L-1
②提高(升高) 变化不明显
吸收、传递和转换光能(必需有“转换”之意)
ATP和NADPH([H])
(3)光和CO2
低光照和低CO2浓度du