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第3节　植物生长调节剂的应用
课标要求
1．5.3　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植物生长调节剂在生产上得到了广泛应用
核心素养
1．通过材料，结合生活实际分析植物生长调节剂在生产中的应用(社会责任)
2．通过对预实验的设计，理解预实验目的；探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度(科学探究)
3．设计不同的方案，利用乙烯利对不同水果进行催熟(科学探究)
一、植物生长调节剂的应用
1．概念：由_人工合成__的，对植物的生长、发育有_调节作用__的化学物质。
2．优点：原料广泛、_容易合成__、_效果稳定__等。
二、植物生长调节剂的类型和作用
1．类型：从分子结构来看，主要有_两__大类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如_吲哚丁酸__；另一类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。
2．应用(连线)
①膨大剂(素)　　a．处理大麦，简化酿酒工艺
②赤霉素 B．使水果长势加快，提前上市
答案：①——b　②——a
3．作用
(1)应用领域_广__。
(2)能减轻_人工劳动__。
(3)过量使用，还可能对人体健康和环境带来_不利影响__。
三、植物生长调节剂的施用
1．施用时的注意事项：
(1)在生产上要综合考虑_施用目的__、效果和毒性、调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
(2)对于某种植物生长调节剂来说，还要考虑施用浓度、_时间__、部位以及施用时植物的_生理状态__和气候条件等。
2．预实验的作用：可以为进一步的实验_摸索条件__，可以检验实验设计的科学性和_可行性__。
四、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
(1)实验原理：生长素类调节剂的生理作用与其_浓度__具有很大的关系。
(2)变量分析：
①自变量：_生长素类调节剂的浓度__。
②因变量：_生根数量或长度__。
③无关变量：处理时间、温度和光照等。
(3)常用方法：
①浸泡法：要求生长素类调节剂溶液的浓度_较低__。
②_沾蘸法__：省时。
(4)实验流程：
2．尝试利用乙烯利催熟水果
乙烯利是一种植物生长调节剂，当溶液pH<_3.5__时，它比较稳定。
┃┃学霸记忆__■
1．植物生长调节剂是指由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
2．从分子结构看，植物生长调节剂主要有两大类：
①分子结构和生理效应与植物激素类似；
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。
3．预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性。
┃┃活学巧练__■
判断对错，正确打“√”，错误打“×”。
1．用乙烯利促进香蕉、番茄的果实生长。( × )
2．植物生长调节剂和植物激素是同一种物质。( × )
3．用较高浓度的2,4－D作除草剂，可抑制麦田中双子叶杂草的生长。( √ )
4．用生长素类调节剂处理插条可以采用浸泡法，这种处理方法要求溶液的浓度较高，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。( × )
5．“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中实验的因变量是插条生根的数量或长度，插条的处理时间属于无关变量。( √ )
思考：
1．为什么植物生长调节剂效果更稳定？
提示：植物生长调节剂具有植物激素的作用，但植物体内没有分解它的酶，因此作用效果更稳定。
2．“探索植物生长调节剂的应用”实验中，为什么选取生长旺盛的一年生枝条？
提示：一年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活，很容易生根，实验效果显著。
注意：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。
3．为什么处理枝条要在遮阴和空气湿度较高的地方进行？
提示：为了防止因蒸发而改变溶液浓度。
知识点 1　植物生长调节剂的类型和作用
1．概念
由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，称为植物生长调节剂。
2．优点
原料广泛、容易合成、效果稳定等。
3．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．不同植物生长调节剂在生产中的应用
类型 应用实例
赤霉素 用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α－淀粉酶，简化工艺、降低生产啤酒的成本
生长素类调节剂 ①用NAA促进黄杨、葡萄插条的生根。②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。③用较高浓度的2,4－D溶液作除草剂
乙烯利 用乙烯利催熟菠萝、香蕉、芒果等，做到有计划上市
膨大剂(膨大素) 用一定浓度的膨大剂处理西瓜、草莓、葡萄等，使果实长势加快、个头变大，提前成熟和上市
青鲜素 延长马铃薯、大蒜、洋葱的储藏期，如果使用不当，青鲜素残留多，可能有副作用
5.应用价值：植物生长调节剂应用领域广，对于提高作物产量、改善产品品质等，都起到很好的作用。施用植物生长调节剂还能减轻人工劳动，如减少园林植物的修剪次数。
6．负面影响：植物生长调节剂使用不当，则可能影响作物产量和产品品质；过量使用植物生长调节剂，还可能对人体健康和环境带来不利影响。
知识拓展
(1)植物生长调节剂不是植物激素，而是人工合成的，可批量生产，而植物激素是植物自身产生的微量有机物。二者对植物的生命活动都有调节作用。
植物激素与植物生长调节剂的比较
比较项目 植物激素 植物生长调节剂
来源 植物一定部位产生 人工化学合成
生理作用 对植物生长、发育进行调节 对植物生长、发育进行调节
作用后去向 被相应的酶分解而失活 在植物体内持续发挥作用
作用效果 短暂，只发挥一次作用 持久稳定
实例 乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸 乙烯利、2,4－D、青鲜素、矮壮素
(2)植物生长调节剂不是营养物质，对植物生命活动不起催化作用，不为植物生命活动供能。
┃┃典例剖析__■
典例1 下列关于植物生长调节剂的叙述，正确的是( A )
A．植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成物质
B．植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果不稳定的特点
C．植物生长调节剂的分子结构与植物激素相似
D．植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用，使用时不用考虑药物浓度
解析：植物生长调节剂是人工合成的，对植物的生长、发育有着调节作用的化学物质，A正确。与植物激素相比，植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点，B错误。植物生长调节剂从分子结构来看，主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似；另一类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，C错误。植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用，但使用时需要考虑药物浓度和药物毒性，D错误。
变式训练
1．下列有关植物激素或植物生长调节剂的应用，错误的是( A )
A．苹果树开花后，喷施适宜浓度的脱落酸类物质可防止果实脱落
B．用人工合成的赤霉素处理大麦种子可以诱导其产生α－淀粉酶，用于啤酒的生产
C．用一定浓度乙烯利处理采摘后未成熟的香蕉，可促其成熟
D．用青鲜素处理蔬菜和水果可以延长其储藏期
解析：苹果树开花后，喷施适宜浓度的生长素类调节剂可防止果实脱落，而脱落酸促进果实脱落，A错误；赤霉素可以诱导淀粉酶的合成，用赤霉素处理大麦种子可以诱导其产生α－淀粉酶，用于啤酒的生产，B正确；乙烯可以促进果实成熟，用一定浓度乙烯利处理采摘后未成熟的香蕉，可促其成熟，C正确；青鲜素能抑制植物细胞生长与分裂，用青鲜素处理蔬菜和水果可以延长其储藏期，D正确。
知识点 2　植物生长调节剂的施用
1．选用植物生长调节剂的原则
(1)植物生长调节剂种类繁多，在生产上首先需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂。
(2)还要综合考虑施用目的、效果和毒性，调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。
(3)对于某种植物生长调节剂来说，施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等，都会影响施用效果，施用不当甚至会影响生产。
2．预实验
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。这样可以为进一步的实验摸索条件，也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。
3．探究实践
问题1：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
(1)实验原理
适宜浓度的生长素类调节剂溶液能促进插条生根，用不同浓度的生长素类调节剂溶液处理，插条生根情况不同。
(2)常用方法
①浸泡法：要求溶液的浓度较小，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。
②沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中沾蘸一下(约5 s)，深约1.5 cm即可。
(3)实验流程
(4)变量分析
①自变量：生长素类调节剂溶液的浓度。
②因变量：生根情况。
③无关变量：处理时间、植物材料等。
特别提醒：
本实验对照组和重复组的分析。
①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。
②设置相互对照——用不同浓度的生长素类调节剂溶液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。
问题2：尝试利用乙烯利催熟水果
(1)实验原理：乙烯利是一种植物生长调节剂，工业品为液体。当溶液pH<3.5时，它比较稳定；但随着溶液pH升高，它会分解释放出乙烯。乙烯对水果有催熟作用，还可以进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟。
(2)实施实验
取一塑料袋，内盛有未成熟的水果，用喷壶将乙烯利溶液均匀地喷洒到水果表面，沥干水分，密封，适宜温度下存放；每隔一段时间观察果实成熟程度。注意：设置不用乙烯利处理的对照组，并保持所有组的实验温度一致。
┃┃典例剖析__■
典例2 下列有关“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验的叙述，错误的是( A )
A．生长素类调节剂浓度不同，促进生根的效果也不相同
B．不同浓度生长素类调节剂处理组之间可形成相互对照
C．可以用较低浓度的生长素类调节剂溶液浸泡插条的基部
D．该实验前需做预实验
解析：生长素类调节剂浓度不同，促进生根的效果有可能相同，A错误。
变式训练
2．NAA是人工合成的生长素类调节剂。某同学设计了“探究NAA促进银杏插条生根的最适浓度”的实验，获得了如下图所示的结果。下列有关实验设计及实验结果的叙述，正确的是( D )
　　
A．银杏插条自身也能产生大量的NAA
B．插条上芽的数目及饱满程度不会影响实验结果
C．c表示NAA促进银杏插条生根的最适浓度
D．NAA处理插条时间的长短会影响实验结果
解析：由题意可知，NAA是人工合成的生长素类调节剂，不是植物自身合成的，A项错误。因为插条上的芽会产生生长素，所以芽的数目及饱满程度，会影响实验结果，B项错误。在此图中，NAA浓度为c时，插条生根的数目最多，但c不一定是最适浓度，C项错误。NAA处理插条时间的长短会影响实验结果，D项正确。
一、插条的选择及处理过程中的注意事项
1．插条选择：插条质量和规格对探索实验效果影响很大，以一年生枝条为最好(形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活)；以从枝条中部剪取的插条为最好，基部较差。
2．插条的处理：枝条的形态学上端削成平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增大吸水面积，促进成活；每一枝条留3～4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。
3．设置重复及对照组：每组不能少于3个枝条；设置对照组，用蒸馏水处理作为空白对照；设置浓度不同的几个实验组以进行对比，目的是探究2,4－D或α－萘乙酸促进插条生根的最适浓度。
4．配制溶液：配制生长素类调节剂溶液时，浓度梯度要小，组别要多。
5．实验结果处理：对实验结果进行处理时，要根据实验数据，以生长素类调节剂的浓度为横坐标，根的数目为纵坐标，绘制曲线图，确定最适浓度范围。
二、可能出现的问题及原因分析
1．不能生根的原因
用多种不同浓度的生长素类调节剂浸泡，插条均不能生根，主要有以下几种可能：
①枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多。
②枝条上幼芽、幼叶保留过多，本身合成一定浓度的生长素，浸泡后形态学下端处于高浓度生长素的抑制状态。
③配制的溶液缺乏营养元素或缺氧。
④没有分清形态学上端和形态学下端，枝条放倒了。处理时插条上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。
(2)生根过少
配制生长素类调节剂溶液时，浓度梯度不够小，组别不够多，错过最适浓度范围，可能是导致生根过少的主要原因。
┃┃典例剖析____■
典例3 某课题组研究了植物生长调节剂甲和乙对微型月季插条生根的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是( D )
A．该实验的自变量只有植物生长调节剂的种类
B．该实验证明了植物生长调节剂甲的作用既有促进也有抑制
C．该实验证明了植物生长调节剂乙促进生根的最适浓度是10 μmol·L－1
D．若探究植物生长调节剂甲、乙对月季插条生根的复合影响，应至少设计4组实验
解析：该实验的自变量是植物生长调节剂的种类与浓度，A错误；实验中植物生长调节剂甲的作用都是促进生根，B错误；一定范围内，随着植物生长调节剂乙的浓度增加，乙的生根数目逐渐减少，说明植物生长调节剂乙可能对月季插条生根有抑制作用，C错误；若探究植物生长调节剂甲、乙对月季插条生根的复合影响，应设计不使用植物生长调节剂的空白对照组、分别使用甲、乙两种植物生长调节剂的实验组，同时使用甲、乙两种植物生长调节剂的实验组，至少4组，D正确。
解疑答惑　　
问题探讨 P100
提示：仅靠葡萄植株自身合成的植物激素来调节植株的生长发育，不一定能满足人们对葡萄产量和品质的需要。适当施用人工合成的植物激素类物质，可以提高葡萄结果率和单果质量，提高果实无核化程度，提高产量和品质，既满足人们的需求又能增加经济效益。
?思考·讨论 P101
1．提示：在农业生产过程中，使用植物生长调节剂的例子较多，以下是部分例子。
(1)用GA(赤霉素类)打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠；促进苋菜、芹菜等的营养生长，增加产量。
(2)用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根；对苹果、鸭梨进行疏花疏果，促进脱落；对棉花进行保花保果，防止脱落。
(3)用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化，促进香蕉、柿子、番茄的果实成熟。
(4)施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。
2．提示：要根据实际情况和施用目的，综合考虑植物生长调节剂的作用效果、价格等；同时还要考虑适当的施用时间，以及国家法律法规的要求等。
3．提示：有些植物生长调节剂是人工生产的化学药剂，可能具有一定的毒性，因此上市之前需要经过国家有关部门的检测、评估。
?练习与应用 P104
一、概念检测
1．(1)×　(2)×
提示：(1)植物生长调节剂是人工合成的，植物激素是植物本身产生的。
(2)植物生长调节剂使用不当，会影响葡萄的品质和产量。
2．B
提示：根据题图信息可知，2,4－D比赤霉素更能抑制柑橘内源脱落酸的合成。
二、拓展应用
1．提示：在科学评估、合理使用，且能保证水果质量的前提下，可以使用乙烯利来催熟半青不熟的水果。
2．提示：可参考本节“探究·实践”中“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的做法。说明书中还应该有合理的施用时间，适用的作物范围等。
1．在种植新疆无子葡萄品种“无核白”过程中，通过大量喷施赤霉素可提高产量(注：无子果实的形成过程中，没有经过授粉作用)。下列有关说法正确的是( B )
A．无子果实形成时染色体数减半
B．赤霉素能促进果实细胞的伸长
C．果实形成过程中必需赤霉素
D．赤霉素能抑制种子的形成
解析：无子果实形成时，细胞分裂的方式是有丝分裂，染色体数目不变，A项错误；赤霉素能促进果实细胞的伸长，从而促进果实的发育，B项正确；果实形成过程中必需生长素，C项错误；种子是由受精卵发育而来，“无核白”无核的原因是没有授粉，不能形成受精卵，与赤霉素无关，D项错误。
2．下列关于植物激素及植物生长调节剂的应用，叙述正确的是( D )
A．农业生产上施用植物生长调节剂时，只需考虑处理的部位和浓度大小即可
B．用一定浓度的脱落酸溶液处理大麦种子可促进种子萌发
C．由于人体没有相应受体，所以植物生长调节剂的使用对人体健康没有任何不良影响
D．青鲜素可以延长马铃薯、大蒜的储藏期
解析：农业生产上施用植物生长调节剂时，除应考虑处理的部位和浓度大小外，还应考虑处理时间及用量等，A错误；赤霉素可促进种子萌发，脱落酸无此作用，B错误；水果、蔬菜上残留的植物生长调节剂可能会损害人体健康，C错误；青鲜素具有保鲜作用，可以延长马铃薯、大蒜的储藏期，D正确。
3．为研究生长素类调节剂2,4－D对某植物插条生根的影响，某实验小组按下表进行了实验：
　 组别步骤 　 A组 B组 C组 D组 E组 F组
配制溶液 蒸馏水 200 mg·L－12,4－D 400 mg·L－12,4－D 600 mg·L－12,4－D ？ 1000 mg·L－12,4－D
选择插条 选取生长时期、带芽数目等相同的该植物插条若干，随机分成6等份，并编号
浸泡插条 分别用等量蒸馏水、相应浓度2,4－D浸泡插条12 h
扦插及培养 浸泡后的插条扦插在潮湿沙土中，培养时间及其他条件均适宜且相同
实验结果
请分析回答：
(1)E组实验配制的2,4－D的浓度是_800_mg·L－1__。
(2)设置A组实验的目的是_作对照__。选择、浸泡、扦插枝条的条件要求完全相同，是为了使_无关__变量保持一致，避免对实验结果产生影响。
(3)实验结果说明_2,4－D对该植物插条生根的作用具有低浓度促进，高浓度抑制的特点__。
(4)若要进一步探究2,4－D促进该植物插条生根的最适浓度，请简要写出实验的主要思路： 在2,4－D浓度为400 mg·L－1与600 mg·L－1之间设置一定浓度梯度的溶液5等份，再重复上述实验步骤　。
解析：(1)由表格中其他5组2,4－D的浓度，可以看出它们形成了等差数列，所以E组实验配制的2,4－D的浓度是800 mg·L－1。(2)设置A组实验的目的是作(空白)对照。为了避免无关变量对实验结果产生影响，必须使无关变量保持一致，所以选择、浸泡、扦插枝条的条件要求完全相同。(3)实验结果显示，随着2,4－D浓度的增加，该植物插条生根数目先增加后减少(且F组生根数比A组少)，说明2,4－D对该植物插条生根的作用具有低浓度促进，高浓度抑制的特点。(4)要进一步探究2,4－D促进该植物插条生根的最适浓度，可以在2,4－D浓度为400 mg·L－1与600 mg·L－1之间按一定浓度梯度设计多个实验组，其他条件保持相同且适宜，按题目表格中的实验步骤进行实验，以生根数(平均根长等)为指标确定2,4－D促进该植物插条生根的最适浓度。第1节　植物生长素
课标要求
1．5.1　概述科学家经过不断地探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出的两重性：既能促进生长，也能抑制生长
核心素养
1．分析科学家发现生长素的实验过程和方法，得出实验结论，并归纳总结胚芽鞘的感光部位、生长素的作用部位(科学探究)
2．比较生长素在胚芽鞘尖端的横向运输和在尖端下部的极性运输，归纳总结两者的区别(科学思维)
3．分析生长素生理作用随生长素浓度变化的关系图，总结归纳出生长素的作用特点(科学思维)
4．运用生长素相关的生理作用，解释顶端优势、根的向地性、茎的背地性等现象(科学思维)
一、生长素的发现过程
1．达尔文实验：
(1)植物的向光性：即在_单侧光__的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
(2)达尔文和他的儿子实验过程
实验 实验过程 现象 实验结论
① _向光弯曲生长__ 胚芽鞘的尖端受_单侧光__刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区_背光面比向光面生长快__，因而使胚芽鞘出现_向光性__弯曲
② _不生长，不弯曲__
③ _直立生长__
④ _向光弯曲生长__
2．鲍森·詹森实验：
(1)实验过程与现象：
胚芽鞘尖端下部放琼脂片_向光弯曲生长__。
(2)实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片_传递给下部__。
3．拜尔实验：
(1)实验过程与现象：
切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的_对侧弯曲生长__。
(2)实验结论：胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的影响在其下部分布_不均匀__造成的。
4．温特实验：
(1)实验过程与现象：
(2)实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由_一种化学物质__引起的，并把这种物质命名为_生长素__。
5．1946年，科学家从高等植物中分离出生长素，并确认它也是_IAA__。
6．植物向光性的解释：
二、植物激素
1．概念：
(1)产生部位：植物体内。
(2)运输途径：从产生部位运送到_作用部位__。
(3)生理作用：影响植物的_生长发育__。
(4)化学本质：微量_有机物__。
2．种类
植物激素除了生长素外，还有_赤霉素__、细胞分裂素、_脱落酸__、乙烯等。
三、生长素的合成、运输与分布
1．合成部位：主要在芽、幼嫩的叶和_发育中的种子__，
_色氨酸__经过一系列反应可转变成生长素。
3．分布部位：相对集中地分布在_生长旺盛__的部分。
四、生长素的生理作用
1．作用方式：给细胞传达_信息__，起着_调节细胞生命活动__的作用。
2. 作用机理
3．生长素首先与细胞内某种蛋白质——_生长素受体__特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定_基因的表达__，从而产生_效应__。
4．作用特点：
(1)表现：浓度较低时_促进生长__，浓度过高时_抑制生长__。
(2)示例——顶端优势
①现象：侧芽处生长素浓度较高，发育受到_抑制__。
②原因：
③解除方法：_去掉顶芽__。
(3)影响因素：
①成熟程度：一般来说_幼嫩__细胞敏感，_衰老__细胞迟钝。
②器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为：_根>芽>茎__。
┃┃学霸记忆__■
1．植物激素是指由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2．色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。生长素因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同，在发挥作用时会表现出较大差异。一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。
3．生长素不催化细胞代谢，不为细胞提供能量，而是给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
4．在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，即只能进行极性运输，而在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
5．植物向光性的解释：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀(背光侧生长快)，从而造成向光弯曲。
┃┃活学巧练__■
判断对错，正确打“√”，错误打“×”。
1．达尔文通过实验提出胚芽鞘产生生长素的部位是尖端。( × )
2．生长素的产生不需要光，有无光其均能产生。( √ )
3．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。( × )
4．极性运输的方向不会随着植物形态学上端与形态学下端的地理位置的改变而改变。( √ )
思考：
1．成熟的叶片中能合成生长素吗？
提示：合成生长素最活跃的部位是具有分裂能力的分生组织，成熟的叶片等部位也能合成生长素，但合成的量很少。
2．如果把透水的琼脂片换成不透水的云母片，胚芽鞘生长情况一样吗？
提示：不一样，胚芽鞘不生长不弯曲。
3．“春色满园关不住，一枝红杏出墙来”描述的是植物生活中的什么现象？环境中哪种刺激引发了“红杏出墙”？
提示：植物向光性，单侧光照。
知识点 1　生长素的发现过程
1．生长素发现过程中的重要实验
(1)达尔文父子的实验(19世纪末)
实验图示及现象 分析 结论
①为对照组，②③④为实验组。①②对照，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关 胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲
③④与①对照，说明胚芽鞘的感光部位在尖端，而向光弯曲部位是尖端下面的一段
知识贴士
达尔文的实验总结
感受光刺激的部位——胚芽鞘尖端；
产生“影响”的部位——胚芽鞘尖端；
弯曲部位——伸长区；
弯曲的直接原因——背光面比向光面生长快。
(2)鲍森·詹森和拜尔的实验
实验者 实验图示及现象 结论
鲍森·詹森(1913年) 胚芽鞘向光弯曲生长 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
拜尔(1918年) 胚芽鞘向放置尖端的对侧弯曲生长 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
特别提醒：
(1)詹森实验的不足：从实验设计的对照原则和单一变量原则分析，该实验的不足之处在于没有遵循单一变量原则，无法排除琼脂片本身对胚芽鞘生长的影响。
(2)改进方法：增加一组实验，切除胚芽鞘尖端后放上空白琼脂块＋单侧光→不生长、不弯曲。
(3)琼脂不能感光，不影响生长素的运输和传递。而云母片、玻璃片等会阻碍生长素的运输。
(3)温特的实验(1926年)
实验图示及现象 分析 结论
胚芽鞘尖端产生的化学物质可以通过琼脂块传递给尖端下部 进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并将这种物质命名为生长素
2.生长素的确认
1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)；生长素在植物体内含量极少，直到1946年人们才从高等植物中分离出生长素，并确认它也是IAA。植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。
3．对植物向光性的解释
植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀(背光侧生长快)，从而造成向光弯曲。
知识拓展：
关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。有人提出，是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。
┃┃典例剖析__■
典例1 人类的许多科学发现，往往要经过一代又一代人的探索。下列有关植物生长素发现过程的叙述，错误的是( D )
A．达尔文父子设计简单而富有创造性的实验来研究人们熟视无睹的现象
B．首次分离出的具有生长素效应的物质不是来自植物体内，而是来自人的尿液中
C．鲍森·詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片
D．温特的实验证明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
解析：拜尔的实验证明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，D项错误。
变式训练
1．下列关于植物激素的叙述，正确的是( A )
①在植物体内含量极少
②在植物体内含量很多
③产生部位就是作用部位
④对植物体的生命活动有显著的调节作用
⑤化学本质是蛋白质
⑥化学本质是有机物
A．①④⑥　　　　　 B．①③⑤
C．②④⑤ D．②③④⑥
解析：植物激素是由植物的一定部位产生，能由产生部位运送到作用部位，③错误；植物激素是对植物体的生命活动起显著调节作用的微量有机物，①④正确、②错误；目前还没发现蛋白质类植物激素，⑤错误、⑥正确。
知识点 2　生长素的合成、运输与分布
1．生长素的合成和分布
(1)合成
(2)分布：植物体各器官中都有分布，相对集中分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。不同部位生长素含量如下：
①产生部位<积累部位，如顶芽<侧芽，分生区<伸长区。
②新生部位>衰老部位，如幼根>老根。
2．运输
(1)极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。
(2)辨别形态学上端与下端
以地面为基准，靠近地面的都是下端，远离地面的都是上端。对根来说，根尖是形态学上端；对茎来说，茎尖是形态学上端。
特别提醒：
(1)极性运输为主动运输，需要消耗能量(受O2浓度的影响)，需要载体蛋白的协助。
(2)极性运输是由遗传特性决定的，不受单侧光、重力等外部因素的影响。
(3)非极性运输：在成熟组织中，生长素可通过输导组织进行非极性运输。非极性运输是与植物形态学方向无明显关系的运输方式，其方向取决于两端有机物的浓度差等因素，是通过输导组织进行的被动运输。
(4)横向运输：横向运输的方向平行于茎的横切面、垂直于茎的纵切面，受到单侧刺激的影响时才会发生。类型如图：
①受光照影响：单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素由向光侧运到背光侧，如图Ⅰ ①→②，可引起植物向光生长。
②受力影响
a．重力使生长素在幼根中从远地侧运到近地侧，幼茎中生长素也从远地侧运到近地侧，如图Ⅱ③→④、⑤→⑥，可引起植物根的向地性和茎的背地性。
b．离心力使胚芽鞘尖端中的生长素由中心向外运输，如图Ⅲ⑦→⑧。
知识贴士
图解向光性的原因
结论
┃┃典例剖析__■
典例2 下列关于生长素运输的说法，错误的是( D )
A．在胚芽鞘中，生长素能从形态学上端向形态学下端运输
B．生长素的极性运输是主动运输
C．在成熟组织中，生长素可进行非极性运输
D．单侧光不影响生长素的运输
解析：在胚芽鞘中，生长素能从形态学上端向形态学下端运输，A正确；生长素的运输包括极性运输和非极性运输，其中极性运输是主动运输，B正确；在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输，C正确；在单侧光的作用下，胚芽鞘尖端产生的生长素可以进行横向运输，D错误。
变式训练
2．下列与生长素的产生、运输和分布相关的叙述，正确的是( D )
A．生长素只能在幼嫩的芽、叶和发育的种子中产生
B．生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的
C．生长素在植物体内只能进行极性运输
D．生长素在植物体的各器官中都有分布
解析：生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素，A、B错误；在成熟组织中，生长素可通过输导组织进行非极性运输，C错误；生长素在植物体的各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位，D正确。
知识点 3　生长素的生理作用
1．作用方式
不直接参与细胞代谢，不为细胞提供能量，不构成细胞结构，不催化化学反应，而是给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2．生理作用
(1)细胞水平上：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。
(2)器官水平上：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。
3．传达信息的过程：生长素首先与细胞内某种蛋白质(即生长素受体)特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。
4．生长素的作用特性
(1)具体表现：一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。
(2)影响因素
①生长素浓度：不同浓度的生长素作用于同一植株的同一器官，引起的生理效应一般不同(促进效果不同或抑制效果不同)。在一定浓度范围内，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
如下图所示，对于根而言，最适生长素浓度约为10－10 mol/L。达到最适浓度之前，随着生长素浓度升高，其对根的促进作用逐渐加强；生长素浓度为10－10 mol/L～10－8 mol/L时，随着生长素浓度的升高，其对根的促进作用逐渐减弱；生长素浓度为10－8 mol/L时，对根的生长既不促进，也不抑制；生长素浓度大于10－8 mol/L时，生长素对根的生长起抑制作用，生长素浓度过高甚至能杀死植物。
②器官种类：同一浓度的生长素作用于同一植株的不同器官，引起的生理效应不同。同一植株的不同器官对生长素的敏感度不同，一般为根>芽>茎。如上图所示。
③植物细胞的成熟情况：一般来说，与衰老的细胞相比，幼嫩的细胞对生长素更敏感。
(3)典型实例——顶端优势
①概念：顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。
②原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
③解除方法：去掉顶芽。摘除顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，侧芽受到的抑制作用就会被解除，侧芽萌动、加快生长。
④应用：如棉花的打顶、果树整枝、盆景修剪等。
知识贴士
“三看法”确认生长素作用是否体现低浓度促进生长，高浓度抑制生长
一看：同一部位中，生长慢的部位的生长素浓度高于生长快的部位，则可体现低浓度促进生长，高浓度抑制生长，如根的向地性、顶端优势等
二看：就柱形图或表格数据而言，应注意与“0”浓度(蒸馏水处理组)比较，生长慢于“0”浓度者均可体现抑制，从而体现出低浓度促进生长，高浓度抑制生长，否则不能体现
三看：就坐标曲线模型而言，若生长曲线到达负值(横轴以下，如图中C点以下)，则可体现低浓度促进生长，高浓度抑制生长
┃┃典例剖析__■
典例3 生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与生长素有关的叙述，错误的是( D )
A．植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除
B．顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长
C．生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物生长
D．在促进根、茎两种器官生长时，茎是对生长素更敏感的器官
解析：本题考查生长素对植物生命活动的调节。植物顶芽产生的生长素通过极性运输，在侧芽部位积累，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，从而出现抑制侧芽生长的现象，称为“顶端优势”，在农业生产过程中，可以通过去除顶芽的方式解除植物的顶端优势(如棉花打顶)，A、B正确；生长素作用的本质是调节某些基因的表达从而影响植物体的生长，C正确；同一植物体不同器官对生长素的敏感度不同，敏感度由大到小依次是根、芽、茎，D错误。
变式训练
3．如图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度最可能分别为( C )
A．a和b　　　　　　　　 B．b和a
C．b和c D．c和b
解析：当植物表现出顶端优势时，即顶芽生长素浓度较低，促进顶芽生长，而侧芽生长素浓度较高，抑制侧芽生长，故顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度最可能分别为b和c，C正确。
一、植物向光性的实验方法
1．暗盒开孔类(如图)
①直立生长；②向光弯曲生长。
2．云母片插入类(如图)
①向右弯曲生长；②直立生长；③向光弯曲生长；④向左弯曲生长。
3．琼脂块放置类(如图)
①直立生长；②向左弯曲生长；③④a＝b＋c，b>c(a、b、c为琼脂块中生长素含量)；⑤向右弯曲生长。
4．锡纸遮盖类(如图)
①直立生长；②向光弯曲生长。
5．旋转类(如图)
①向中央弯曲生长；②直立生长；③向开孔处弯曲生长。
┃┃典例剖析____■
典例4 在长方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱右侧开一小窗，左侧固定光源照射暗箱。若盆与暗箱一起同步旋转、盆转而暗箱不转、暗箱转而盆不转(假设旋转器水平放置，匀速缓慢旋转)，则一段时间后以上三种情况下的幼苗生长状况分别为下图( C )
A．①②③ B．①③②
C．③①② D．②①③
解析：若盆与暗箱一起同步旋转，盆与小窗相对静止，在来自小窗外的光的照射下，幼苗弯向小窗一侧生长，如图③；盆转而暗箱不转时，幼苗的每一侧都不可被光照射到，所以生长素分布均匀，幼苗直立生长，如图①；暗箱转而盆不转时，照射幼苗的光始终来自左侧，幼苗弯向左侧生长，如图②。C符合题意。
二、证明生长素的横向运输和极性运输的相关实验
1．证明横向运输发生在胚芽鞘尖端的实验
(1)实验操作
(2)实验现象：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。
(3)实验结论：生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端。
2．证明生长素的极性运输的实验
(1)实验操作
(2)实验现象：a组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，b组去掉尖端的胚芽鞘不生长也不弯曲。
(3)实验结论：生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，而不能反过来运输。
┃┃典例剖析____■
典例5 将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温度、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内(光源通过小孔只能照射到茎的一侧)。从下图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置。此时，幼苗的生长情况是( B )
A．根水平生长，茎向上弯曲生长
B．根水平生长，茎向下弯曲生长
C．根向下弯曲生长，茎向上弯曲生长
D．根向下弯曲生长，茎向下弯曲生长
解析：对茎来说，由于一直匀速旋转，从重力角度考虑，各个部位生长素都均匀分布，但由于一侧始终有光源，因此最终向光生长；对根来说，由于一直匀速旋转，各个部位生长素都均匀分布，因此水平生长。
解疑答惑　　
问题探讨 P90
1．提示：弯向窗外生长。
2．提示：是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。
3．提示：植物的弯曲生长发生在幼嫩部分。
?思考 P91
1．提示：分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时系统的反应，从而确定是哪一部分在起作用。胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段，感受单侧光刺激的是尖端。这说明胚芽鞘尖端接受单侧光照射后，产生某种“影响”传递到下面，引起尖端下面的一段弯曲生长。
2．提示：该“影响”在向光一侧和背光一侧浓度分布(含量)存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。
?思考 P92
提示：没有，他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这个推断的。要得出这样的推测，既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理，又需要一定的想象力。
?思考·讨论 P93
1．提示：植物激素和动物激素都能从产生部位运输到作用部位发挥作用，都具有微量、高效的特点，不直接参与细胞代谢，是调节生命活动的化学物质。
2．提示：植物激素和动物激素的区别
项目 分泌器官 作用部位 化学本质 运输
植物激素 无特定的分泌器官 无明显的靶器官 一般是小分子物质 多样复杂
动物激素 有特定的内分泌腺或内分泌细胞 靶器官、靶细胞 蛋白质、类固醇、氨基酸衍生物等 通过体液进行运输
思考 P93
生长素在细胞水平起的作用是在器官水平上发挥的作用的基础。
思考·讨论 P94
1．提示：“促进”或“抑制”是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。
2．提示：一般表现为生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。
3．提示：对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同。
练习与应用 P95
一、概念检测
1．(1)×　(2)√　(3)×
2．A
3．A
提示：由于植物不同器官对生长素的敏感度不同，芽的敏感度大于茎。随生长素相对浓度的不断增大，对茎生长的促进作用不断增大，对芽生长的促进作用会越来越弱。
二、拓展应用
1．提示：可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。
2．提示：因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定量的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。
3．提示：设计时可利用植物的向光性。
1．图a～f是研究植物向性运动与生长素之间关系的示意图，相关说法错误的是( C )
A．当探究植物向光生长的内因时，应设置b和c对照
B．当探究植物向光生长的外因时，应设置a和c对照
C．当探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，应设置c和e对照
D．上述实验中，所选用的植物胚芽鞘必须是同一物种的且长势相同
解析：设计实验探究植物向光生长的内因时，需遵循对照原则和单一变量原则，单一变量是有无尖端，其他条件应相同且适宜，所以可设置b和c对照，A正确；设计实验探究植物向光生长的外因时，需遵循对照原则和单一变量原则，单一变量是有无单侧光，其他条件应相同且适宜，所以可设置a和c对照，B正确；设计实验探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，需遵循对照原则和单一变量原则，单一变量是尖端是否遮光，应设置d和e(或c、d、e)对照，C错误；设计实验需遵循单一变量原则，所以各实验中所选用的材料必须是同一物种的且长势相同，D正确。
2．下列关于生长素的发现、产生、运输及作用的说法，错误的是( D )
A．生长素的发现源于人们对植物向光性的研究
B．生长素的产生部位在胚芽鞘尖端，但发生效应的部位不在尖端
C．顶芽合成的生长素通过极性运输运输至侧芽
D．生长素的横向运输可发生在尖端，外界刺激的方向总是与生长素发生横向运输的方向相反
解析：人们在对植物向光性的研究中，发现了生长素，A正确；生长素的产生部位在胚芽鞘尖端，但发生效应的部位在尖端下面的伸长区，B正确；顶芽合成的生长素运输至侧芽的过程属于极性运输，C正确；生长素的横向运输可发生在尖端，但不同的单一刺激下，生长素的横向运输方向不同，D错误。
3．取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2 mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在形态学上端(A端)放一块有生长素的琼脂块，如图所示。一段时间后，发现形态学下端(B端)琼脂块中逐渐有了生长素。
(1)该实验_不能__(填“能”或“不能”)说明生长素的运输是极性运输。如果能，请写出理由；如果不能，请说明理由并完善实验方案。
(2)为探究生长素的极性运输和重力的关系，请仿照上图绘制一组对照实验，并写出支持生长素的极性运输和重力无关观点的实验结果。
答案：(1)设计实验时要遵循对照原则和单一变量原则，因此需要增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，琼脂块位置不变，以研究生长素能否从形态学下端运输到形态学上端。
(2)如图所示，如果受体琼脂块收集到的生长素含量与题干实验收集到的生长素含量相同，说明生长素的极性运输不受重力的影响。
解析：(1)在胚芽鞘、芽、幼叶等中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向运输，称为极性运输。图中实验结果可以得出，上端的琼脂块中的生长素能够运输到下端琼脂块，说明生长素可以从形态学上端运输到形态学下端；但是该实验缺少一组对照实验，因此需要增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，琼脂块位置不变，以研究生长素能否从形态学下端运输到形态学上端。(2)探究生长素的极性运输和重力的关系时，对照实验如答案中的图所示。如果受体琼脂块收集到的生长素含量与题干实验收集到的生长素含量相同，说明生长素的极性运输不受重力的影响，即支持生长素的极性运输和重力无关的观点。第2节　其他植物激素
课标要求
1．5.2　举例说明几种主要植物激素的作用，这些激素可以通过协同、作用效果相反等方式共同实现对植物生命活动的调节
核心素养
1．列表比较各种植物激素的合成、分布及主要功能，结合实例理解植物激素的功能(科学思维)
2．根据植物激素的含量变化，推导植物激素之间的相互关系(科学探究)
一、其他植物激素的种类和作用
1．植物体内存在着生长素、_乙烯__、_赤霉素__、_细胞分裂素__、_脱落酸__等植物激素。
2．致使水稻患恶苗病的物质为_赤霉素__。
3．生长素和其他植物激素
植物激素 合成部位 主要作用
赤霉素 _幼芽__、幼根和未成熟的种子 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 主要是_根尖__ 促进细胞分裂；促进_芽的分化__、侧枝发育和_叶绿素__合成
脱落酸 _根冠__、萎蔫的叶片等 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 植物体各个部位 促进果实成熟；_促进__开花；促进叶、花、果实脱落
生长素 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 促进细胞伸长生长、诱导细胞分化；促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实发育
4.植物激素在植物内的含量虽然_微少__，其对植物生长发育的调控，是通过调控细胞_分裂__、细胞伸长、细胞_分化__和细胞死亡等方式实现的。
二、植物激素间的相互作用
1．相互作用：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_共同调控__。
2．实例：(1)生长素主要促进_细胞核__的分裂，而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，二者协调促进细胞分裂的完成，表现出_协同__作用。
(2)在调节种子萌发过程中，赤霉素_促进__萌发，脱落酸_抑制__萌发，二者作用效果_相反__。
(3)生长素浓度_升高__到一定值促进_乙烯__合成→_乙烯__含量增高→_抑制__生长素的作用。
3．作用特点：
(1)决定器官生长、发育的，往往是不同激素的_相对含量__。
(2)在植物的生长发育过程中，不同激素的调节还往往表现出一定的_顺序性__。
4．总之，植物的生长、发育是由多种激素_相互作用__形成的调节网络调控的。
┃┃学霸记忆__■
1．赤霉素能促进细胞伸长，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。
2．细胞分裂素能促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
3．乙烯能促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落。
4．脱落酸能抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。
5．决定器官生长、发育的往往不是某种激素的绝对含量，而是不同激素的相对含量。
6．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。
┃┃活学巧练__■
判断对错，正确打“√”，错误打“×”。
1．生长素和细胞分裂素可以在同一个细胞中起作用。( √ )
2．赤霉素等植物激素控制着植物的生命活动。( × )
3．在番茄花期喷洒一定浓度的脱落酸可防止落花落果。( × )
4．脱落酸可通过抑制细胞分裂来使植物生长变慢。( √ )
思考：
1．赤霉素是不是植物激素？
提示：植物体内产生的赤霉素是一种植物激素。根据植物激素的概念，赤霉菌产生的赤霉素从严格意义上说不能称为植物激素。
2．乙烯既能促进开花，又能促进花的脱落，两者是否相矛盾？
提示：不矛盾，乙烯在植物生长发育的不同阶段所起的作用不同，在开花前促进开花，在开花后促进花的脱落。
知识点 1　其他植物激素的种类和作用
1．植物激素的种类
主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。
特别提醒：
1．油菜素内酯已经被正式认定为第六类植物激素，它能促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。
2．植物的五大类激素的化学本质都不是蛋白质，它们的合成受基因控制，原因是基因通过控制酶的合成来控制激素的合成。
2．其他四类植物激素的合成部位和主要作用
植物激素 合成部位 主要作用 主要应用
赤霉素 幼芽、幼根和未成熟的种子 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 促进矮生性植物长高；解除种子休眠
细胞分裂素 主要是根尖 促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成 保持蔬菜鲜绿，延长贮藏时间
脱落酸 根冠、萎蔫的叶片等 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 使棉叶在棉铃成熟之前脱落
乙烯 植物体各个部位 促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落 促进果实成熟、器官脱落
3.植物激素的作用特点
(1)植物激素在植物内的含量虽然微少，但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。
(2)一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
┃┃典例剖析__■
典例1 下列关于植物激素的叙述，正确的是( D )
A．生长素是植物体内合成的，乙烯是植物体外合成的
B．赤霉素能引起植物疯长，脱落酸可以由植物体各部位合成
C．脱落酸和赤霉素在促进茎的生长上表现为协同作用
D．生长素有促进果实发育的作用，细胞分裂素有促进细胞分裂的作用
解析：生长素和乙烯都是植物体内合成的，A项错误；赤霉素能引起植物疯长，脱落酸主要由根冠、萎蔫的叶片等部位合成，并不是植物体各部位都能合成，B项错误；脱落酸抑制生长，赤霉素促进生长，两者在促进茎的生长上表现为作用效果相反，C项错误；生长素有促进果实发育的作用，细胞分裂素有促进细胞分裂的作用，D项正确。
变式训练
1．夏季收获的马铃薯处于休眠状态，为了一年两季栽培马铃薯，故应解除休眠。导致马铃薯休眠和解除其休眠的植物激素分别是( A )
A．脱落酸和赤霉素
B．脱落酸和细胞分裂素
C．生长素和细胞分裂素
D．乙烯和赤霉素
解析：导致马铃薯休眠和解除其休眠的植物激素分别是脱落酸和赤霉素，A正确。
知识点 2　植物激素间的相互作用
1．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。各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
2．不同植物激素作用的相关性
(1)生长素和细胞分裂素
(2)生长素和乙烯
低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度升高到一定值时，就会促进乙烯的合成，乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用。
(3)脱落酸和赤霉素
①种子萌发过程中，脱落酸和赤霉素两种激素浓度的变化：
赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发，二者作用效果相反。所以种子是否萌发取决于赤霉素和脱落酸浓度之比，两者对种子萌发的作用是相反的。
②黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值
3．植物的生长、发育，是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的
(1)果实在不同发育时期植物激素的种类和含量是不同的，这是受植物基因控制的，其实质是基因选择性表达的结果。
(2)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，而是不同激素的相对含量。
(3)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。
知识拓展：植物激素之间的相互作用
┃┃典例剖析__■
典例2 赤霉素具有促进植物茎秆伸长的作用，其作用机理如下图所示。遗传学研究表明，赤霉素对矮生玉米的作用效果明显，而对正常株高玉米的作用效果不明显。下列分析不合理的是( C )
A．图中的a过程表示促进，b过程表示抑制
B．图中的c过程可能是促进，也可能是抑制
C．缺乏赤霉素的植物体无法完成生长素的合成
D．控制玉米茎秆高度的基因可能与赤霉素的合成代谢有关
解析：根据题干信息，题图中a过程表示促进，b过程表示抑制，A项正确。生长素的生理作用具有两重性，c过程可能是促进，也可能是抑制，B项正确。据图分析，赤霉素是通过促进生长素的合成来促进植物体生长的，并不是缺乏赤霉素的植物体就无法完成生长素的合成，C项错误。根据题干中“赤霉素对矮生玉米的作用效果明显，而对正常株高玉米的作用效果不明显”可知，控制玉米茎秆高度的基因可能与赤霉素的合成代谢有关，通过控制赤霉素的合成，来影响生长素的合成量，进而影响细胞伸长，D项正确。
变式训练
2．金莲花由于受到能分泌细胞分裂素类似物的病原体的侵袭，侧芽生长失控，形成大量分枝，称为“扫帚病”。下列说法正确的是( A )
A．该现象说明细胞分裂素能解除植物的顶端优势
B．该病原体分泌的是一种能调节植物生长发育的植物激素
C．侧芽生长失控是因为该部位生长素与细胞分裂素的比值增大
D．正常生长的金莲花侧芽生长受抑制是因为生长素含量不足
解析：根据试题分析，该现象说明细胞分裂素可以用于解除植物的顶端优势现象，促进侧芽生长成侧枝，A正确；植物激素在植物体内产生，而该细胞分裂素类似物由病原体分泌，不是植物激素，B错误；侧芽生长失控是因为生长素与细胞分裂素的比值减小，C错误；产生顶端优势的原因是顶芽产生的生长素向侧芽运输并积累在侧芽位置，导致侧芽位置的生长素浓度过高而生长受抑制，故正常生长的金莲花侧芽生长受抑制是因为生长素含量过高，D错误。
植物激素调节的实验分析
1．实验设计题的解题思路
(1)明确实验类别，确定是验证性实验还是探究性实验。验证性实验具有明确的结果；探究性实验的现象和结果是未知的或不能确定的，应针对各种可能性分别加以考虑和分析，得到相关结论。
(2)确定并设置实验变量。找出自变量和因变量，确定实验研究的因素，以及影响本实验的无关变量；构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。
(3)遵循单一变量原则，同时要确保实验的顺利进行，且应尽量避免对实验因素的干扰。
(4)构思实验步骤，并用语言准确表达(注意实验操作顺序的合理安排)。表述实验步骤的三步曲：分组编号、实验处理、结果观察。
(5)记录实验现象，依据实验原理，分析实验结果，得出实验结论。
2．“五看法”评价实验设计
典例3 某同学查资料得知细胞分裂素可解除顶端优势。为研究细胞分裂素的作用部位(如图所示)，该同学做了相关实验：将多株生长状况相同的良好幼苗均分为两组，用未经处理的幼苗作对照组，用在①②处同时涂抹等量适宜浓度的细胞分裂素溶液的幼苗作实验组，以观察其生长状况。下列对实验组的设计评价合理的是( B )
A．实验组设计正确，能研究细胞分裂素解除顶端优势的作用部位
B．实验组设计错误，应选两组完整幼苗分别在①②处涂抹细胞分裂素
C．实验组设计错误，应切除②处后在①处涂抹细胞分裂素
D．实验组设计错误，应选两组切除②处的幼苗并分别在①②处涂抹细胞分裂素
解析：该实验应设置两个实验组，一组在①处涂抹适量细胞分裂素溶液，另一组在②处涂抹等量细胞分裂素溶液，B正确。
解疑答惑
?问题探讨 P96
1．提示：材料说明乙烯至少能起促进果实成熟的作用。
2．提示：都能从产生部位运输或扩散至作用部位，微量的物质就可以产生显著的影响。
?思考·讨论 P98
1．提示：相似点为赤霉素和生长素都能够促进细胞伸长，诱导细胞分化，影响花、果实发育等。不同点为赤霉素有促进细胞分裂、促进种子萌发的作用；而生长素不能单独完成细胞分裂过程，不能促进种子萌发；等等。
2．提示：与另外几种植物激素生理作用不同的是，脱落酸往往表现出“抑制”作用。
3．提示：赤霉素和乙烯有可能存在“对抗”关系。
?练习与应用 P99
一、概念检测
1．(1)×　(2)√　(3)×
提示：(3)细胞分裂素促进细胞分裂，不促进细胞伸长。
2．A
提示：生长素升高到一定值时，会促进乙烯的合成，A项正确。乙烯促进果实成熟，B项错误。生长素和乙烯都是植物自身合成的，C项错误。生长素和乙烯都在植物体内广泛分布，D项错误。
二、拓展应用
1．提示：脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时地萌发。
2．提示：一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果，其中的科学道理是乙烯能促进果实成熟。由此引申出的“坏苹果法则”，则是一种类比思维。
1．下列有关植物激素的说法，错误的是( C )
A．植物激素在植物体内的含量微少
B．植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的
C．脱落酸与赤霉素比值较低有利于分化形成黄瓜雌花
D．在植物的生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性
解析：脱落酸与赤霉素比值较高时有利于分化形成黄瓜雌花，C错误。
2．下列有关植物激素调节的说法，不正确的是( A )
A．赤霉素和脱落酸对种子萌发都具有一定的促进作用
B．细胞分裂素主要在根尖合成，它能有效地促进细胞分裂
C．植物体各个部位均能合成乙烯，它能够促进果实的成熟
D．同一株植物的根、芽、茎对生长素的敏感程度为根>芽>茎
解析：脱落酸抑制种子萌发，A错误。
3．如图所示为去除顶芽前后侧芽部位激素甲和乙的含量变化以及侧芽长度的变化情况。已知激素甲由色氨酸经过一系列反应转化而来，激素乙的合成部位主要是根尖。请回答以下问题：
(1)激素甲、乙分别为_生长素__、_细胞分裂素__。(2)去顶芽前，侧芽部位的激素甲来自_顶芽和侧芽__，激素乙的主要作用为_促进细胞分裂；促进芽的分化，侧枝发育等__。
(3)去顶芽后，激素甲和激素乙在促进侧芽的生长方面具有_协同__关系。
(4)请根据本实验中激素甲的浓度变化及其作用特点解释植物出现顶端优势现象的原因：_顶芽产生的生长素向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此发育受到抑制而表现出顶端优势__。
解析：(1)色氨酸经过一系列反应可转变为生长素，细胞分裂素的合成部位主要是根尖，据此依题意可知：激素甲为生长素，激素乙为细胞分裂素。(2)顶芽与侧芽均能产生生长素，因此去顶芽前，侧芽部位的激素甲来自顶芽和侧芽。细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂；促进芽的分化，侧枝发育等。(3)题图显示：去除顶芽后，侧芽部位激素甲的浓度降低、激素乙的浓度升高，侧芽萌动，说明低浓度的激素甲和激素乙均能促进侧芽的萌动，因此去顶芽后，激素甲和激素乙在促进侧芽的生长方面具有协同作用。(4)顶端优势现象产生的原因是：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部侧芽附近生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，所以顶芽部位低浓度的生长素促进其生长，而侧芽部位高浓度的生长素则抑制侧芽的生长，植物表现出顶端优势。本章整合
一、选择题
1B　解析：定期修剪的目的是抑制顶端优势，促进侧芽生长，使绿篱长得茂密、整齐。
2．C　解析：因为果肉细胞由子房壁等细胞发育而来，其染色体数目与体细胞中的染色体数目一样。
3．A　解析：植物激素对植物体的生长发育有着显著的影响，既可以促进植物生长，也可以抑制植物生长。
4．A　解析：赤霉素能促进细胞伸长，能促进细胞分裂和分化，促进果实生长，A项正确。乙烯能促进果实的成熟，B项错误。脱落酸能抑制细胞分裂，促进果实脱落，C项错误。生长素可促进果实的发育，D项错误。
二、非选择题
1．(1)顶芽　生长素　细胞分裂素　赤霉素　(2)侧芽生长　分生　(3)生长素与赤霉素、细胞分裂素
2．(1)对照组的结果说明，在不受干旱胁迫时，各植株的气孔开放度无显著差异。(2)在干旱条件下，6～8号植株的气孔开放度显著低于9～11号，且越远离6号的植株的气孔开放度越大。(3)这些数据支持该观点。植物可以通过地下部分交流信息。(4)对6号植株进行持续1 h的干旱胁迫，该植株根部会源源不断地产生胁迫信号，通过地下通路传递给7～11号植株；这些植株的根部感知到该信号，作出关闭气孔的响应，以避免散失不必要的水分。
1．(2022·江苏卷)采用基因工程技术调控植物激素代谢，可实现作物改良。下列相关叙述不合理的是( B )
A．用特异启动子诱导表达iaaM(生长素合成基因)可获得无子果实
B．大量表达ipt(细胞分裂素合成关键基因)可抑制芽的分化
C．提高ga2ox(氧化赤霉素的酶基因)的表达水平可获得矮化品种
D．在果实中表达acs(乙烯合成关键酶基因)的反义基因可延迟果实成熟
解析：生长素能促进果实发育，用特异启动子诱导表达iaaM(生长素合成基因)可获得无子果实，A正确；大量表达ipt(细胞分裂素合成关键基因)，细胞分裂素含量升高，细胞分裂素和生长素的比例比例高时，有利于芽的分化，B错误；赤霉素能促进细胞伸长，从而引起茎秆伸长和植物增高，提高ga2ox(氧化赤霉素的酶基因)的表达水平使赤霉素含量降低从而能获得矮化品种，C正确；乙烯有催熟作用，在果实中表达acs(乙烯合成关键酶基因)的反义基因，即是抑制乙烯的合成，果实成熟会延迟，D正确。
2．(2022·河北卷)《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载，麻为雌雄异株，黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株，其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物，雄麻纤维产量远高于雌麻，故“凡种麻，用白麻子”。依据上述信息推断，下列叙述错误的是( C )
A．可从雄麻植株上取部分组织，体外培养产生大量幼苗用于生产
B．对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长，增加纤维产量
C．因为雌麻纤维产量低，所以在生产中无需播种黑色种子
D．与雌雄同花植物相比，麻更便于杂交选育新品种
解析：利用植物细胞的全能性，可从雄麻植株上取部分组织，体外培养产生大量幼苗用于生产，A正确；赤霉素具有促进细胞伸长生长的作用，对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长，增加纤维产量，B正确；若在生产中不播种黑色种子，即无雌性植株，不能正常通过有性生殖繁殖，获得下一年的种子，C错误；与雌雄同花植物相比，麻避免了去雄，更便于杂交选育新品种，D正确。
3．(2022·湖北卷)水稻种植过程中，植株在中后期易倒伏是常见问题。在适宜时期喷施适量的调环酸钙溶液，能缩短水稻基部节间长度，增强植株抗倒伏能力。下列叙述错误的是( C )
A．调环酸钙是一种植物生长调节剂
B．喷施调环酸钙的关键之一是控制施用浓度
C．若调环酸钙喷施不足，可尽快喷施赤霉素进行补救
D．在水稻基部节间伸长初期喷施调环酸钙可抑制其伸长
解析：调环酸钙是一种植物生长调节剂，能缩短水稻基部节间长度，增强植株抗倒伏能力，A正确；喷施调环酸钙的关键之一是控制施用浓度，B正确；赤霉素促进茎秆生长，若调环酸钙喷施不足，不能喷施赤霉素进行补救，C错误；在水稻基部节间伸长初期喷施调环酸钙可抑制其伸长，D正确。
4．(2022·全国甲卷)植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素，能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因，下列推测合理的是( )
A．赤霉素合成途径受阻
B．赤霉素受体合成受阻
C．脱落酸合成途径受阻
D．脱落酸受体合成受阻
解析：赤霉素具有促进细胞伸长的功能，该作用的发挥需要与受体结合后才能完成，故喷施某种激素后作物的矮生突变体长高，说明喷施的为赤霉素，矮生突变体矮生的原因是缺乏赤霉素而非受体合成受阻(若受体合成受阻，则外源激素也不能起作用)，A正确，B错误；脱落酸抑制植物细胞的分裂和种子的萌发，与植物矮化无直接关系，CD错误。
5．(2021·北京卷)植物顶芽产生生长素向下运输，使侧芽附近生长素浓度较高，抑制侧芽的生长，形成顶端优势。用细胞分裂素处理侧芽，侧芽生长形成侧枝。关于植物激素作用的叙述不正确的是( C )
A．顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长
B．去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长
C．细胞分裂素能促进植物的顶端优势
D．侧芽生长受不同植物激素共同调节
解析：顶芽生长素浓度低，促进生长，侧芽生长素浓度高，抑制生长，顶端优势体现了生长素的两重性，A正确；去顶芽或抑制顶芽的生长素运输都可以使侧芽的生长素浓度降低，可促进侧芽生长，B正确；由题可知，用细胞分裂素处理侧芽，侧芽生长形成侧枝，说明细胞分裂素能减弱植物的顶端优势，C错误；由题可知，侧芽生长可受到生长素、细胞分裂素的调节，故其生长受不同植物激素共同调节，D正确。
6．(2022·北京卷)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加，以减少失水，但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成，该前体肽在内质网上的_核糖体__合成。
(2)分别用微量(0.1 μmol·L－1)的C或ABA处理拟南芥根部后，检测叶片气孔开度，结果如下图1。据图1可知，C和ABA均能够_降低气孔开度__，从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是，经干旱处理后_C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型__。
(4)实验表明，野生型植物经干旱处理后，C在根中的表达远高于叶片；在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想，干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想，进行了如下表所示的嫁接实验，干旱处理后，检测接穗叶片中C含量，又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值，在表中填写假设成立时，与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”“远高于”“相近”表示)。①_远低于__；②_相近__。
接穗 野生型 突变体 突变体
砧木 野生型 突变体 野生型
接穗叶片中N基因的表达量 参照值 __①__ __②__
注：突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素，作出此判断的依据是_植物根产生的C能够运输到叶片，微量即可调节气孔开度的变化__。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
解析：(1)核糖体是合成蛋白质的场所，因此该前体肽在内质网上的核糖体上合成。(2)分析图1可知，与不使用C或ABA处理的拟南芥相比，使用微量(0.1 μmol·L－1)的C或ABA处理拟南芥根部后，叶片气孔开度均降低，而且随着处理时间的延长，气孔开度降低的更显著。(3)根据图2可知，干旱处理条件下，C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型，可推测C可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。(4)根据题意可知，野生型植物经干旱处理后，C在根中的表达远高于叶片；在根部外施的C可运输到叶片中。假设干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达，则野生型因含有C基因，能合成物质C，可促进叶片N基因的表达，而砧木为突变体，因不含C基因，不能产生C，因此①处叶片N基因的表达量远低于野生型的参照值。若砧木为野生型，则根部细胞含有C基因，能表达形成C物质，可运输到叶片促进N基因的表达，因此②处的N基因表达量与野生型的参照值相近。(5)植物激素是植物自身产生的，并对植物起调节作用的微量有机物，根据题意可知，植物根产生的C能够运输到叶片，微量即可调节气孔开度的变化，因此C也属于植物激素。　　　　　　第4节　环境因素参与调节植物的生命活动
课标要求
1．5.4　概述环境因素参与植物生命活动的调节，如光、重力和温度等
核心素养
1．结合实例，分析光照、温度等环境因素如何影响植物生长发育(生命观念)
2．结合生长素作用的低浓度促进、高浓度抑制的特点，分析根的向地性和茎的背地性形成原因(科学思维)
一、光对植物生长发育的调节
1．_光__是植物进行光合作用的能量来源。
2．实例
(1)少数植物的种子需要在有_光__的条件下才能萌发。
(2)豆芽是在_黑暗__的环境中培育的。
(3)很多植物的开花与_昼夜__长短有关。
3．光作为一种_信号__，影响、_调控__植物生长、发育的全过程；植物具有能接受光信号的分子，如_光敏色素__。
二、参与调节植物生命活动的其他环境因素
1．除了光，_温度__、_重力__等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
2．温度可以通过影响_种子萌发__、植株生长、_开花结果__和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。植物分布的地域性很大程度上就是由_温度__决定的。
3．植物根向地、茎背地生长，是在_重力__的调节下形成的。
三、植物生长发育的整体调控
1．植物生长发育的调控，是由_基因表达调控__、_激素__调节和环境因素调节共同完成的。
2．激素作为_信息__分子，会影响细胞的_基因表达__，从而起到调节作用。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。
3．在个体层次，植物生长、发育、繁殖、休眠，实际上，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__和_个体__水平上的变化。
┃┃学霸记忆__■
1．光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
2．除了光，温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
3．植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
┃┃活学巧练__■
判断对错，正确打“√”，错误打“×”。
1．光、温度等因素都是通过影响植物激素的作用来影响植物的生命活动的。( × )
2．太空失重条件下，生长素的极性运输也将丧失。( × )
3．日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控。( √ )
4．光、温度等环境因子的变化不会影响植物激素的合成。( × )
5．幼苗中激素的合成受基因的调控并受光等环境因素的影响。( √ )
思考：
1．哪些因素会影响植物开花？(说出三种以上)
提示：光照强度、光照时长、温度、湿度、自身基因等。
2．光诱导植物开花的机理是什么？
提示：光敏色素接受光的刺激，引发光敏色素结构发生改变，进而激发细胞核内特定基因的表达。
3．环境因素除了调控开花外，还能对植物生长有什么影响？
提示：温度影响年轮的形成，重力使植物根向地生长，茎背地生长等。
知识点 1　光对植物生长发育的调节
(1)光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
(2)科学家研究发现，植物具有能接受光信号的分子，光敏色素是其中的一种。植物可以感知光信号，并据此调整生长发育。
(3)光敏色素的作用机理：光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。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。
(4)光调控植物生长发育的反应过程
阶段 响应
①感受信号 光敏色素被激活，结构发生变化
②传导信号 信号经过转导，传递到细胞核内
③发生反应 细胞核内特定基因进行转录，之后通过翻译产生相应蛋白质，表现出生物学效应
特别提醒：
1．光照对种子的萌发并非都具有促进作用，也可起到抑制作用。
2．并不是所有植物的开花都与昼夜长短有关，例如，黄瓜、棉花、向日葵的开花与日照时间长短无关。
┃┃典例剖析__■
典例1 光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。下列有关说法错误的是( A )
A．多数植物的种子在有光的条件下才能萌发
B．光敏色素是一类蛋白质，在受到光照刺激时，结构会发生改变
C．有些植物的开花与昼夜长短有关系
D．植物的向光性生长是植物对光刺激的反应
解析：少数植物的种子需要在有光的条件下才能萌发，A项错误；光敏色素是一种蛋白质(色素—蛋白复合体)，在受到光照射时，光敏色素被激活，其结构会发生变化，B项正确；有些植物的开花与昼夜长短有关，如菠菜只有在白天长度超过13 h时才开花，C项正确；植物的向光性生长，是由单侧光的刺激引起生长素分布不均匀导致的，D项正确。
变式训练
1．自然界中，植物开花需要光信号刺激，植物对日照时间的感知与光敏色素有关，下列说法错误的是( B )
A．光敏色素是一种接受光信号的分子，化学本质是色素—蛋白复合体
B．光敏色素只分布在植物分生组织的细胞内
C．日照时间对植物开花的调节本质上是影响特定基因的表达
D．可以通过人为地控制光照时间达到使花卉分批上市的目的
解析：光敏色素是一种接受光信号的分子，化学本质是色素—蛋白复合体，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，B错误。
知识点 2　参与调节植物生命活动的其他环境因素
1．温度
(1)随着季节轮回、气温周期性变化，植物发芽、开花、落叶、休眠，生命活动的节奏追随着季节的步伐。
①树木的年轮表现出季节周期性变化。
②春化作用：有些植物在生长期需要经历一段时期的低温诱导才能促使植物开花的作用。这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。如冬小麦、冬大麦、蕙兰等。
(2)随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分。
(3)植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行，温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。此外，植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。
2．重力
(1)重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
(2)植物根向地、茎背地生长，就是在重力的调节下形成的。
植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。
(3)重力对植物生长调节的机制——“淀粉—平衡石假说”。
淀粉—平衡石假说认为，植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。
知识贴士
图解根的向地性、茎的背地性
┃┃典例剖析__■
典例2 某些植物必须经过春化作用(用低温诱导促使植物开花)才能开花结实。如表是对冬小麦进行春化处理的研究结果。以下对研究结果的分析错误的是( C )
处理方式 未经低温处理 (第1组) 经低温处理 (第2组) 先低温处理后高温处理 (第3组)
检测结果 没有某些特殊蛋白质 有某些特殊蛋白质 出现某些特殊蛋白质。高温处理后这些蛋白质消失
现象 不能抽穗开花 抽穗开花 不能抽穗开花
A.温度是决定冬小麦抽穗开花的环境因素
B．高温可以解除小麦的春化作用
C．春化作用产生的特殊蛋白质是低温诱导基因突变的结果
D．北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果
解析：第1组未经低温处理，冬小麦不能抽穗开花，而第2组经低温处理，冬小麦抽穗开花，说明温度是决定冬小麦抽穗开花的环境因素，A正确；第2组经低温处理，冬小麦抽穗开花，而第3组先低温处理后高温处理，冬小麦不能抽穗开花，说明高温可以解除冬小麦的春化作用，B正确；细胞中原来就存在这些特殊蛋白质基因，只是这些基因在低温条件下进行了选择性表达，C错误；北方春季补种的冬小麦只会长苗不会开花结果，因为没有经过低温处理，D正确。
变式训练
2．下列说法错误的是( B )
A．植物对重力的感受是通过平衡石细胞来实现的
B．根尖中的平衡石细胞位于根尖的分生区
C．平衡石细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降
D．平衡石细胞可将重力信号转化为运输生长素的信号
解析：“淀粉—平衡石假说”认为植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的，平衡石细胞中的“淀粉体”会沿着重力方向沉降，可导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布，从而造成重力对植物生长的影响，A、C、D项正确；根尖的平衡石细胞位于根冠，B项错误。
知识点 3　植物生长发育的整体调控
┃┃典例剖析__■
典例3 下列关于环境因素参与调节植物生命活动的叙述，不正确的是( C )
A．植株的生长、开花、衰老都会受到光的调控
B．随着昼夜交替，气温午高夜低，植物的代谢也会有旺盛和缓慢之分
C．已有研究表明，根尖中感受重力的细胞是位于分生区的细胞
D．激素影响基因的表达，同时激素的产生和分布也受基因表达的调控
解析：光作为一种信号，影响、调控植物生长发育的全过程，A项正确；温度可通过影响酶的活性影响植物的代谢，B项正确；已有研究表明，根尖中感受重力的细胞是位于根冠的细胞，C项错误；激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用，同时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，D项正确。
变式训练
3．植物的生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合，下列相关叙述不正确的是( C )
A．植物的生长、发育、繁殖、休眠都受到基因表达的调控
B．激素作为信息分子，可以影响植物细胞的基因表达，从而起到调节作用
C．植物激素的产生和分布是基因表达调控的结果，不受环境因素的影响
D．光、温度、重力等环境因素也可以调控植物的生命
解析：植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。激素作为信息分子，可以影响植物细胞的基因表达，从而起到调节作用，同时植物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，C错误。
光周期诱导
1．光周期诱导
植物在达到一定生理年龄时，经过足够天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然能开花的现象，这种诱导效应叫作光周期诱导。光周期刺激的感受部位——叶片。
2．植物的地理起源和分布与光周期特性
低纬度地区——短日照植物(SDP)，高纬度地区——长日照植物(LDP)，中纬度地区——短日照植物(SDP)和长日照植物(LDP)。同一纬度，LDP：春末和夏季开花(如小麦)；SDP：秋季开花，如菊花。
3．光周期理论在农业生产上的主要应用
(1)引种和育种。通过人工光周期诱导，可以加速良种繁育，缩短育种年限。杂交育种中，可以通过延长和缩短日照长度，来控制花期，以解决父母本花期不遇的问题。
(2)控制花期。花卉栽培中，对花期不遇或新品种光周期的人工控制可以促进或延迟开花。如菊花(SDP)：遮光；杜鹃(LDP)：人工延长光照。
SDP：Pfr/Pr比值低，促进开花。
LDP：Pfr/Pr比值高，促进开花。
暗期被红光间断，Pfr/Pr比值升高，抑制SDP成花，促进LDP成花。
暗期被远红光间断，Pfr/Pr比值降低，抑制LDP成花，促进SDP成花。
(3)调节营养生长和生殖生长。
对以收获营养体为主的作物，可通过控制光周期抑制其开花。
短日照植物SDP：如大豆，北方→南方，因提前开花，故选晚熟品种；南方→北方，应选早熟品种。
长日照植物LDP：如小麦，北方→南方，因延迟开花，应该选早熟品种；南方→北方，应选晚熟品种。
如麻类是短日照植物，南种北引可推迟开花。营养生长期长，则麻类生长期较长，可提高纤维产量和质量，但因为北方地区难满足麻类所需的短日条件，因而南麻北种会延迟开花，种子不能及时成熟。若在留种地，植株苗期采用短日处理，可解决种子问题。
┃┃典例剖析____■
典例4 植物的生命活动受植物激素的调节，如图为某植物感知外界光照、温度等变化，通过调节激素的合成促进植物冬天休眠、夏天生长过程示意图。分析最合理的是( A )
A．长日照能促进过程②④，短日照能促进过程⑤⑥
B．10 ℃有利于过程②④，30 ℃有利于过程⑤⑥
C．10 ℃有利于过程①②③④，30 ℃有利于过程①③⑤⑥
D．长日照能促进所有过程，短日照能抑制所有过程
解析：夏季长日照、温度高，植物生长旺盛，细胞分裂素和赤霉素分泌增多，所以长日照、较高温度能促进过程②④；冬季短日照、气温低，叶和果实衰老和脱落，生长受到抑制，所以短日照、低温能促进过程⑤⑥，A正确，B、C、D错误。
解疑答惑　　
?问题探讨 P105
1．提示：是由重力因素调节的。
2．提示：根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。
?思考·讨论 P105
1．提示：不是。
2．提示：光既促进叶绿素的合成从而使豆苗变成绿色，也会影响豆苗的形态。
3．提示：是光照时长(黑暗时长)在起作用：与植物激素的分泌有关。
4．提示：萌发需要光照的种子一般较小，这是对环境的适应——萌发后能立即进行光合作用，从而避免在无光条件下萌发后“饿死”；植株在生长、开花过程中，跟随着光照的节奏，能保证生命活动正常进行，能保证正常地繁衍后代，这也是植物对环境的适应。
?思考·讨论 P107
1．提示：年轮的形成，是树木生长对一年中不同时期环境温度的反应的结果。
2．提示：这样可以避免出现在冬季来临之前开花从而无法正常结果的情况。
?练习与应用 P109
一、概念检测
1．(1)×　(2)√　(3)√
2．下图供参考。
二、拓展应用
1．提示：(1)红光促进莴苣种子发芽，红外光抑制莴苣种子发芽。
(2)莴苣种子会发芽，因为自然光包含红光和红外光，莴苣种子对红光更敏感，因此在自然光照射下会发芽。
2．提示：可尝试进行遮光处理。
1．生长在温带和亚热带地区的树木，在它们树干的横切面上，常常可以看到一些年轮。一个年轮内的木材特点是( A )
A．春材到秋材，质地由疏松到致密，颜色由浅到深
B．春材到秋材，质地由致密到疏松，颜色由深到浅
C．秋材到春材，质地由致密到疏松，颜色由深到浅
D．秋材到春材，质地由疏松到致密，颜色由浅到深
解析：生长在温带地区和亚热带地区的树木，在它们的树干横切面上，常常可以看到一些同心环带，人们称作年轮。年轮是由于形成层细胞的分裂活动受气温变化的影响而形成的。春天气温升高，营养物质充足，形成层细胞的分裂活动加快，所产生的木质部细胞个体大，细胞壁薄，因此，木材的质地疏松，颜色较浅，这样的木材叫作春材。秋天，气温降低，营养物质减少，形成层细胞的分裂活动减慢，所产生的木质部细胞个体小，细胞壁厚，因此，木材质地致密，颜色较深，这样的木材叫作秋材。一个年轮包括当年的春材和当年的秋材，它代表了一年当中所形成的木材。同一年的春材与秋材之间，颜色是逐渐转变的，中间没有明显的界限，共同构成一个环带，即年轮。
2．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 )
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
解析：秋末冬春的低温是诱导开花的必要条件，低温能促使冬小麦体内赤霉素含量增加，说明赤霉素与植物的开花有关，故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，A正确；植物激素的合成受基因的控制，故基因控制着植物的生命活动，植物激素对生命活动只是起调节作用，不能直接参与细胞内的代谢，B、C错误；冬小麦是以营养体过冬的，故题干未体现赤霉素具有解除种子休眠的作用，D错误。
3．光敏色素在植物个体发育的过程中能促进种子的萌发、调节幼苗的生长和叶绿体的发育等。如图为光敏色素调节相关蛋白质合成的过程，请分析回答有关问题：
(1)科学家研究发现，植物具有能接受光信号的分子，光敏色素是其中的一种。光敏色素是一类_蛋白质__，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。
(2)在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，该过程是_感受__信号的过程，图中发生改变的光敏色素作为_信息(信号)__分子传递到细胞核内，引起细胞核内_特定基因转录__，该过程的产物通过_核孔__离开细胞核。
(3)需要氨基酸作为原料的过程是图中序号_②__。该过程的开始和终止分别与mRNA上的_起始密码子和终止密码子__有关。
解析：(1)光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)。(2)在受到光照射时，光敏色素的结构会发生改变，作为信号分子将信息传递下去。由题图可知，信号进入了细胞核，引起细胞核内发生特定基因的转录。转录得到的产物是RNA，RNA从核孔离开细胞核。(3)基因表达的翻译过程需要氨基酸作为原料，即图中②过程；该过程的开始和终止分别与mRNA上的起始密码子和终止密码子有关。

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