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第26讲 植物生命活动的调节
第九单元 植物生命活动的调节
【课标要求】
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表现出既能促进生长，也能抑制生长的特点
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、相抗衡等方式共同实现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，如光、重力和温度等
考点三 其他植物激素
1.其他植物激素的种类和作用
植物 激素 合成 部位 分布 主要作用
赤霉素 _________________________ 主要分布在植物生长相对旺盛的部位 促进　　　　，从而引起植株增高；促进________
　　　；促进种子萌发、开花和果实发育
幼根、幼芽和未成熟的种子
细胞伸长
细胞分裂
与分化
细胞分 裂素 ___________ 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、
　　　合成
主要是根尖
叶绿素
植物 激素 合成 部位 分布 主要作用
脱落酸 __________________ 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
　　　　；促进叶和果实的衰老和脱落；维持________
乙烯 _______________ 各器官中都存在 促进果实　　；促进开花；促进叶、花、果实脱落
油菜素内酯 花粉、未成熟种子
根冠、萎蔫的叶片等
气孔关闭
种子休眠
植物体各个部位
成熟
促进茎、叶细胞的扩展和分裂；促进花粉管生长,种子萌发等
0 1 2 3 4 20 22 24 26 28 30 32 34 36
花瓣脱落 果实形成 果实膨大 果实逐渐成熟 果实完全成熟
乙烯相对含量
(1)在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，某种激素的含量会发生变化。
2.植物激素间的相互作用
(2)各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
①协同作用
细胞分裂
细胞核分裂
生长素
促进
细胞分裂素
细胞质分裂
促进
(2)各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
②抗衡作用
赤霉素
种子萌发
促进
脱落酸
抑制
(2)各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
③相互作用:
生长素浓度低
生长素浓度高
乙烯增多
细胞伸长生长
细胞横向扩大
促进
促进
促进
抑制
生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯合成；
乙烯含量的升高，反过来抑制生长素的作用。
(3)决定植物器官生长、发育的，往往不是某种激素的绝对含量, 而是不同激素的相对含量。
①黄瓜茎端
脱落酸
赤霉素
较高→有利于分化形成雌花
较低→有利于分化形成雄花
(3)决定植物器官生长、发育的，往往不是某种激素的绝对含量, 而是不同激素的相对含量。
②植物组织培养
生长素
细胞分裂素
较高→有利于分化形成根
较低→有利于分化形成芽
(4)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。
猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化
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像接力一样按照次序出现高峰，调节着果实的发育和成熟。
【检测】下图为某种植物种子发育过程和种子萌发过程中内源激素、种子含水量以及营养物质积累量的变化。据图分析，在种子发育过程中有关植物激素作用的叙述，错误的是( )
A.种子发育期CK主要作用是促进细胞分裂
B.种子发育期IAA可能参与有机物向籽粒的运输与积累
C.种子萌发期GA可以调节淀粉酶基因的表达，促进种子萌发
D.ABA促进种子贮藏蛋白基因的表达，促进种子脱水干燥有利于萌发
D
有利于种子的休眠，而促进种子萌发的是GA
一. 植物生长调节剂的类型和作用
1.植物生长调节剂的概念:
由__________的，对植物的_____、_____有_____作用的____________，称为植物生长调节剂
人工合成
生长
发育
调节
化学物质
2.植物生长调节剂优点:
（1）__________
（2）__________
（3）__________
原料广泛
容易合成
效果稳定
【思考】与植物激素相比，为什么植物生长调节剂效果稳定？
由于植物生长调节剂是人工合成的，植物体内没有分解这类物质的酶，故其在植物体内作用的时间较长。
考点四 植物生长调节剂的应用
一. 植物生长调节剂的类型和作用
3. 植物生长调节剂的类型
(1)分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。
(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效应，如α-萘乙酸(NAA)、矮壮素等。
4.应用实例(连线)
5. 生长调节剂应用的好处
(1)提高作物产量、改善产品品质
如它能延长或终止种子、芽及块茎的休眠，调节花的雌雄比例，促进或阻止开花，诱导或控制果实脱落，控制植株高度、形状等。
6. 生长调节剂应用的负面影响
(1)使用不当，可能影响作物产量和产品品质；
(2)过量使用，可能对人体健康和环境带来不利影响。
(2)减轻人工劳动
如减少园林植物的修剪次数。
7.我国对于植物生长调节剂的生产、销售和使用的有关规定:
(1)植物生长调节剂必须经国家指定单位检验并进行正规田间试验,充分证明其 ,无毒、无害方可批准 。
(2)在销售中禁止 植物生长调节剂的功能。(3)禁止在 中添加植物生长调节剂。
　效益　
　登记　
夸大
　肥料　
8. 植物生长调节剂的施用
①注意事项:
选择恰当的植物生长调节剂；还要综合考虑施用目的、效果、毒性，调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
②影响施用效果的因素:
施用　　、时间、　　以及施用时植物的生理状态和气候条件等。
浓度
部位
【检测】(2021·湖南卷)独脚金内酯(SL)是近年来新发现的一类植物激素。SL合成受阻或SL不敏感突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1(max1)和SL突变体2(max2)，其生长素水平正常，但植株缺失顶端优势，与野生型(W)形成明显区别；在幼苗期进行嫁接试验，培养后植株形态如图所示。据此分析，下列叙述不正确的是(　　)
注: R代表根，S代表地上部分，“＋”代表嫁接
A.SL不能在产生部位发挥调控作用
B.max1不能合成SL，但对SL敏感
C.max2对SL不敏感，但根能产生SL
D.推测max2_S＋max1_R表现顶端优势缺失
B项: max1没有表现出顶端优势，但当其地上部分和W植株的根进行嫁接后(①)，就表现出了顶端优势，说明其自身不能产生SL，由于野生型可产生SL，且从根运输至地上部分，因此max1接受了SL，表现出顶端优势，因此对SL敏感
max1不能产生SL，但激素受体正常
注: R代表根，S代表地上部分，“＋”代表嫁接
A.SL不能在产生部位发挥调控作用
B.max1不能合成SL，但对SL敏感
C.max2对SL不敏感，但根能产生SL
D.推测max2_S＋max1_R表现顶端
优势缺失
C项: ②中max2的地上部分和野生型的根结合，没有恢复顶端优势，说明max2对SL不敏感，又从⑤中(max1不能产生SL，但当其与max2结合后，表现出了顶端优势)可以看出，max2的根产生了SL，运输至地上部分，使地上部分表现出顶端优势
max2激素受体正常)，
但能正常产生SL
注: R代表根，S代表地上部分，“＋”代表嫁接
A.SL不能在产生部位发挥调控作用
B.max1不能合成SL，但对SL敏感
C.max2对SL不敏感，但根能产生SL
D.推测max2_S＋max1_R表现顶端优势缺失
D项: 当max2的地上部分和max1的根结合后,由于max2对SL不敏感，因此不会表现出顶端优势，即表现为顶端优势缺失
注: R代表根，S代表地上部分，“＋”代表嫁接
A.SL不能在产生部位发挥调控作用
B.max1不能合成SL，但对SL敏感
C.max2对SL不敏感，但根能产生SL
D.推测max2_S＋max1_R表现顶端优势缺失
D项: 当max2的地上部分和max1的根结合后,由于max2对SL不敏感，max1不能产生SL, 因此不会表现出顶端优势，即表现为顶端优势缺失
注: R代表根，S代表地上部分，“＋”代表嫁接
A.SL不能在产生部位发挥调控作用
B.max1不能合成SL，但对SL敏感
C.max2对SL不敏感，但根能产生SL
D.推测max2_S＋max1_R表现顶端优势缺失
A
A项: 根据野生型W和③④的生长情况进行分析，W可以产生SL，且W和③④地上部分都表现出了顶端优势，说明SL也可以在地上部位，并在产生部位发挥调节作用。
考点五 探索植物生长调节剂的应用
1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。
科学方法 预实验
①可以为进一步的实验摸索条件;
②可以检验实验设计的科学性和可行性。
预实验也必须像正式实验一样认真进行才有意义。
例如，在探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时，通过预实验确定有效浓度的大范围，可为确定最适浓度打下基础。
预实验目的:
▲ 预实验不是为了减小实验误差。
(1)原理:
(2)自变量:
(3)因变量:
(4)无关变量:
浓度的NAA溶液促进插条生根，浓度过高或过低都不利于插条生根。
适宜
不同浓度的生长素类调节剂
促进枝条生根的效果
观测指标: 枝条生根数或根的长度
实验对象自身因素(枝条的发育程度、枝条长度、枝条上保留的芽的数量)、环境因素(温度、培养液的浓度和量、培养时间)。
1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
(5)实验过程
一系列
浓度
生长状
况相同
枝条
生根
状况
实验流程
由上图曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素类调节剂浓度，在A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同浓度
【思考】设置对照组、重复组的目的是什么？
①设置对照组
a.清水空白对照，目的是分清促进生根和抑制生根的生长素类调节剂浓度
b.设置浓度不同的几个实验组之间进行相互对照，目的是探究生长素类调节剂促进扦插枝条生根的最适浓度。
②设置重复组，即每组不能少于3个枝条。
避免偶然性，求平均值作为最终结果，提高结果准确性。
【注意事项】
①枝条去掉不必要的叶片，防止蒸腾作用过强失水；
②过多的幼芽、幼叶去掉，防止内源生长素的影响；
2.尝试利用乙烯利催熟水果
(1)乙烯利的性质
①工业品为液体。
②当溶液pH<3.5时，它比较稳定，但随着溶液pH　　　，它会分解释放出　　　。
(2)乙烯利的作用
①对水果具有　　　作用。
②进一步诱导水果自身产生　　　，加速水果成熟。
升高
乙烯
催熟
乙烯
【检测】为探究植物生长素对枝条生根的影响，研究人员在母体植株上选择适宜的枝条，在一定部位进行环剥去除树皮（含韧皮部），将一定浓度的生长素涂抹于环剥口上端，并用湿土包裹环剥部位，观察枝条的生根情况，实验的部分结果如表所示。
生长素用量（mg/枝） 处理 枝条数 第90天 存活枝条数 第90天存活时 的生根枝条数 首次出根
所需天数
0 50 50 12 75
0.5 50 50 40 30
1.0 50 50 43 25
1.5 50 50 41 30
2.0 50 43 38 30
3.0 50 37 33 33
回答下列问题:
(1)据表可知，生长素用量为0时，有些枝条也生根。其首次出根需要天数较多的原因是______________________________________________________。
枝条自身产生的生长素较少，积累到生根所需浓度时间长
回答下列问题：
(2)表中只提供了部分实验结果，若要从表中所列各生长素用量中确定促进该植物枝条生根效果最佳的用量，你认为需要提供的根的观测指标还有________________________________(答出两点即可)。
每个枝条的生根数量；根的长度
生长素用量（mg/枝） 处理 枝条数 第90天 存活枝条数 第90天存活时 的生根枝条数 首次出根
所需天数
0 50 50 12 75
0.5 50 50 40 30
1.0 50 50 43 25
1.5 50 50 41 30
2.0 50 43 38 30
3.0 50 37 33 33
(3)从激素相互作用的角度分析，高浓度生长素抑制植物生长的原因是
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
生长素浓度高时会促进乙烯的合成，乙烯含量升高会抑制生长素的作用，从而抑制植物的生长。
考点六 环境因素参与调节植物的生命活动
1.光对植物生长发育的调节
(1)光的作用
①提供能量。 ②作为一种 。
(2)光的信号传导
①光敏色素
a.本质: 　　　 (色素—蛋白复合体)。
b.分布: 植物的各个部位，其中在　　　　 的细胞内比较丰富。
信号
蛋白质
分生组织
　　源于选择性必修1 P106“相关信息”: 光敏色素主要吸收____
　　　　。植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。
红光
和远红光
②调控机制
2.参与调节植物生命活动的其他环境因素
(1)温度
①温度可以通过影响　　　　　、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动参与调节植物的生长发育。
②植物分布的　　　　很大程度上由温度决定。
种子萌发
地域性
　　源于选择性必修1 P107“思考·讨论”: ①年轮形成的原因是:
a.春夏季细胞　　　、细胞体积大，在树干上形成颜色　　的带。b.秋冬季细胞分裂慢、细胞体积　　，树干上形成颜色　　的带。
②春化作用: 经一定时间的　　　　　促进植物开花的作用。
分裂快
较浅
较小
较深
低温诱导
(2)重力
①作用: 调节植物生长发育和形态建成。
②作用机制: 植物的根、茎中有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成　　　　　　的信号，造成生长素分布的　　　　，从而调节植物的生长方向。
③“淀粉—平衡石”假说
植物对重力的感受是通过富含“淀粉体”的细胞,即　　　　细胞来实现的。
运输生长素
不均衡
平衡石
　　源于选择性必修1 P107“旁栏思考”: 根的向地生长和茎的背地生长的意义: 根向地生长，可以深扎根，利于　　　　　　　　；茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于　　　　　　　　　　。
吸收水分和无机盐
吸收阳光进行光合作用
植物生长发育
基因表达调控
激素
调节
环境因素调节
植物细胞里储存着全套基因
基因适时选择性表达
植物的生长、发育、繁殖、休眠等。
调控
激素是信息分子
传递信息
细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调
影响
调控激素产生和分布
环境变化
植物响应
调控基因表达以及激素的产生、分布
器官和个体水平上的变化
3.植物生长发育的整体调控
A.单侧红光照射不能使大麦胚芽鞘尖端发生生长素的横向运输
B.单侧红光照射，若在背光侧涂抹某浓度的生长素一定会引起向光性
C.蓝光单侧照射可能改变了生长素的分布而出现向光弯曲生长
D.蓝光照射30分钟内,大麦胚芽鞘未表现出向光性
【检测】为探究不同波长的光对大麦胚芽鞘向光性的影响，研究者选择长度相同、生长状况相近的两组大麦胚芽鞘，分别用红光和蓝光进行单侧光照射,随后在不同时间测量胚芽鞘向光侧和背光侧的长度增加值(单位: mm) ，结果如表。下列说法错误的是( )
A项: 由表格数据可知，无论单侧红光照射多长时间，背光侧的生长素浓度始终和向光侧相等，说明单侧红光照射不能使大麦胚芽鞘尖端发生生长素的横向运输
A.单侧红光照射不能使大麦胚芽鞘尖端发生生长素的横向运输
B.单侧红光照射，若在背光侧涂抹某浓度的生长素一定会引起向光性
C.蓝光单侧照射可能改变了生长素的分布而出现向光弯曲生长
D.蓝光照射30分钟内,大麦胚芽鞘未表现出向光性
【检测】为探究不同波长的光对大麦胚芽鞘向光性的影响，研究者选择长度相同、生长状况相近的两组大麦胚芽鞘，分别用红光和蓝光进行单侧光照射,随后在不同时间测量胚芽鞘向光侧和背光侧的长度增加值(单位: mm) ，结果如表。下列说法错误的是( )
B项: 单侧红光照射，若在背光侧涂抹某浓度的生长素，若该生长素浓度抑制胚芽鞘生长时则会表现出背光生长
A.单侧红光照射不能使大麦胚芽鞘尖端发生生长素的横向运输
B.单侧红光照射，若在背光侧涂抹某浓度的生长素一定会引起向光性
C.蓝光单侧照射可能改变了生长素的分布而出现向光弯曲生长
D.蓝光照射30分钟内,大麦胚芽鞘未表现出向光性
【检测】为探究不同波长的光对大麦胚芽鞘向光性的影响，研究者选择长度相同、生长状况相近的两组大麦胚芽鞘，分别用红光和蓝光进行单侧光照射,随后在不同时间测量胚芽鞘向光侧和背光侧的长度增加值(单位: mm) ，结果如表。下列说法错误的是( )
D项: 蓝光照射30分钟内,大麦胚芽鞘未表现出向光性，原因是引起向光性的生长素在尖端产生，而起作用的部位是尖端以下部位，其转运和引起生理作用都需要一定的时间
B
【检测】自然条件下，冬小麦是在头一年秋季萌发，以营养体(长出根、茎、叶的植物体)过冬，第二年夏初开花和结实。秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件。经研究发现低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加，说明( )
A.未经过低温处理的冬小麦，如果施用适宜浓度的赤霉素也能诱导开花
B.赤霉素等植物激素控制着植物的生命活动
C.赤霉素直接参与细胞内的代谢活动
D.赤霉素具有解除种子休眠的作用
A
A项:由题干信息可知低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加, 因此未经过低温处理的冬小麦，如果施用适宜浓度的赤震素也能诱导开花
植物的生命活动受基因控制,植物激素调节植物体的生命活动
植物激素不直接参与细胞内的代谢活动
题文信息不能说明赤霉素具有解除种子休眠的作用

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