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第6讲　植物生命活动的调节
1. 概述科学家经过不断的探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长 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、抗衡等方式共同实现对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. 查找植物激素在生产中应用的相关资料 5. 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 生命 观念 运用稳态与平衡观，分析植物激素间相互协调、共同调节植物的生命活动的实例
科学 思维 1. 通过生长素生理作用两重性的曲线分析，培养模型分析与建模的科学思维能力； 2. 通过总结植物激素之间的协调与抗衡作用，培养归纳与演绎的科学思维能力
科学 探究 通过分析生长素发现的实验、探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验，掌握实验设计的方法，提高对实验结果的分析与评价能力
社会 责任 通过收集植物激素在生产中应用的相关资料，分析并尝试提出生产实践方案，培养解决生产生活问题的担当和能力
一、植物生长素
1.生长素的发现经典实验分析
(1)达尔文父子实验
(2)鲍森·詹森实验
(3)拜尔实验
(4)温特实验
(1)生长素的产生部位：胚芽鞘尖端(产生不需要光)。
(2)生长素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸长区。
(3)感光部位：胚芽鞘尖端。
(4)单侧光的作用：引起生长素分布不均匀。
(5)胚芽鞘弯曲生长的原因：尖端下部生长素分布不均匀。
2.植物向光性的解释
3.生长素化学本质的发现
(1)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)。
(2)1946年，科学家从高等植物体内分离出__生长素__，并确认它也是IAA。
(3)进一步研究发现，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。
4.生长素的合成、运输和分布
(1)主要合成部位：主要是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
(2)原料：由__色氨酸__转变而来。
(3)运输
(4)分布部位：植物体各器官中都有，相对集中地分布在生长旺盛的部分。
5.生长素的生理作用
(1)作用表现
(2)作用机制：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。
(3)作用特点
①低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
若生长素浓度低于A点，则体现出生长素的促进作用；若高于A点，则体现出生长素的抑制作用(抑制生长≠不生长，只是生长慢于对照组)。
②典型实例——顶端优势
a.概念：植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。
b.产生原因
c.解除方法：摘除顶芽。
(4)影响因素
①不同器官的敏感性大小：__根>芽>茎__。
②不同成熟情况的植物细胞的敏感性大小：幼嫩的细胞>衰老的细胞。
③不同种类植物的敏感性大小：双子叶植物>单子叶植物。
【易错易混自纠】
(1)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。 ( × )
提示：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扩散。
(2)幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。( × )
提示：幼芽、幼叶和发育中的种子都能产生大量的生长素。
(3)生长素的产生需要光照。( × )
提示：生长素的产生不需要光照。
(4)生长素的化学本质是蛋白质。( × )
提示：生长素的化学本质是吲哚乙酸。
(5)生长素的极性运输不需要ATP水解提供能量。( × )
提示：生长素的极性运输是主动运输，需要ATP水解提供能量。
(6)达尔文实验证明了植物向光弯曲生长是生长素造成的。( × )
提示：达尔文实验证明单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，没有明确尖端产生的是一种物质，也没有命名生长素这个名称。
(7)某农民种植的向日葵在开花期遇到了连续的阴雨天气，影响了植物的传粉。为了避免减产，可以喷洒一定浓度的生长素。( × )
提示：连续的阴雨天气，影响了植物的传粉，无法获得种子。
二、其他植物激素及植物生长调节剂
1.植物激素
(1)概念：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)举例：生长素、__赤霉素__、__细胞分裂素__、乙烯、__脱落酸__等。
(3)调控方式：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。
(4)植物激素与动物激素的比较
类别 植物激素 动物激素
不同点 合成 部位 无专门的分泌器官 __内分泌腺或内分泌细胞__
运输 途径 __极性__运输、__非极性__运输和__横向运输__ 随血液循环(__体液__)运输
化学 本质 有机小分子 蛋白质类、__类固醇__、氨基酸衍生物等
相同点 ①由自身产生；②种类多、微量、高效；③调节生物体的新陈代谢、生长发育等生理活动
2.其他植物激素的种类和作用
3.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，某种激素的含量会发生变化。
(2)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。例如，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。
(3)不同激素在代谢上还存在着相互作用。例如，当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。
(4)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__。例如，黄瓜茎端的__脱落酸与赤霉素__的比值较高，有利于分化形成雌花，比值较低则有利于分化形成雄花。
(5)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_。
4.植物生长调节剂
(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：__容易合成__、原料广泛、__效果稳定__等。
(3)类型
①分子结构和生理效应与植物激素的类似，如__吲哚丁酸__。
②__分子结构__与植物激素的差别很大，但具有与植物激素类似的生理效应，如__NAA__、矮壮素等。
(4)植物生长调节剂的施用
(5)植物生长调节剂的施用
①选择恰当的植物生长调节剂，如促进扦插枝条生根选用__生长素类调节剂_，果实催熟可以选择__乙烯利__。
②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考虑施用的__浓度__、时间、__部位__以及植物的生理状态和气候条件等。
【易错易混自纠】
(1)乙烯能促进果实的成熟，所以在幼嫩的果实中含量较多。( × )
提示：乙烯在成熟的果实中含量较多。
(2)从赤霉菌培养基中提取的促进水稻疯长的赤霉素是植物激素。( × )
(3)用生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗，可得到多倍体番茄。( × )
提示：用秋水仙素处理二倍体番茄幼苗，可得到多倍体番茄。
(4)植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程的所有生命活动。( √ )
(5)脱落酸可通过抑制细胞分裂来使植物生长变慢。( √ )
(6)植物生长调节剂是分子结构和生理效应与植物激素类似的物质。( × )
提示：植物生长调节剂还有一类是分子结构与植物激素的差别很大，但具有与植物激素类似的生理效应。
(7)乙烯利、2，4－D、α－萘乙酸均为植物激素。( × )
提示：乙烯利、2，4－D、α－萘乙酸均为植物生长调节剂。
三、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)光的调控作用
光作为一种__信号__，影响、调控植物__生长、发育_的全过程
(2)光的调控机制
①光信号传导的结构基础之一——__光敏色素__。
a.本质：__蛋白质__(色素—蛋白复合体)。
b.分布：植物的各个部位，其中在__分生组织__的细胞内比较丰富。
c.吸收光的类型：主要是红光和__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实例
a.年轮的形成：在春夏季细胞__分裂快__、细胞体积__大__，在树干上形成颜色较__浅__的带；在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较__小__，树干上形成颜色较__深__的带。
b.春化作用：有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。
②调节方式
a.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、脱落等参与调节植物的生长发育。
b.植物分布的__地域性__很大程度上由温度决定。
(2)重力
①实例：根的向地性和茎的背地性。
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__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“淀粉—平衡石假说”
3.植物生长发育的整体调控
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完成的。
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
①生长素类调节剂对植物插条的__生根__情况有很大的影响。
②用生长素类调节剂在__不同浓度__、__不同时间__处理插条，其影响程度不同。
③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)实验过程
①分组：把__形态__、__大小__基本一样的插条平均分成10组，每组3根。
②处理枝条：把一定浓度的2，4－D或NAA按不同比例稀释成10份具有浓度梯度(实验前通过预实验确定的梯度范围)的溶液，用__浸泡法__或__沾蘸法__处理插条。
③培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度(25～30 ℃)下培养。
④观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根__条数__，根的__长度__等。
(3)分析结果
由下图曲线可知，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。
2.尝试利用乙烯利催熟水果
(1)实验原理
①乙烯利分解释放出乙烯。
②乙烯能促进__果实成熟__，还可进一步诱导果实自身产生乙烯。
(2)实验步骤
①分组：取成熟程度、大小基本一致的接近成熟的猕猴桃10颗，随机分成甲、乙两组，每组5颗，分别装入两个相同的一次性塑料袋。
②处理：对甲塑料袋内的猕猴桃喷洒适量的一定浓度的乙烯利稀释液，乙组喷洒等量的清水。
③保存：将甲、乙两个塑料袋袋口系紧，放在室温下保存5天。
④观测：5天后，用手触摸两个塑料袋内的猕猴桃，看是否变软。
(3)实验结果
甲组猕猴桃变软程度明显高于乙组，或者甲组变软而乙组不变软。
(4)实验结论：乙烯对猕猴桃具有催熟作用。
【易错易混自纠】
(1)光只参与光合作用，为植物的生命活动提供能量。( × )
提示：光既可以参与光合作用，又可以作为信号调节植物生命活动。
(2)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。( √ )
(3)太空失重的条件下，生长素的极性运输也将丧失。( × )
提示：在太空失重条件下，因重力导致的生长素的横向运输不会发生，但极性运输不会丧失。
(4)光敏色素分布在类囊体薄膜上，主要吸收蓝光和红光。( × )
提示：光敏色素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，主要吸收红光和远红光。
(5)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。( √ )
1.(选择性必修1 P94)植物表现顶端优势的原因：__顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部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__。
2.(选择性必修1 P98)说明生长素与乙烯之间的相互作用：__当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.(选择性必修1 P108)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。
4.(选择性必修1 P99拓展应用)研究表明，脱落酸在高温下容易降解。据此，请对“小麦、玉米在即将成熟时，若经历持续一段时间的干热之后再遇大雨，种子就容易在穗上发芽”的现象进行解释。
__这是因为脱落酸能维持种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠，再遇到大雨又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，所以种子就容易在穗上萌发__。
教材拾遗
1.(选择性必修1 P90相关信息)单子叶植物的胚芽鞘能保护生长中的胚芽。种子萌发时，__胚芽鞘__首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。
2.(选择性必修1 P92相关信息)关于植物向光性的原因，有学者根据一些实验结果提出，植物向光性生长，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。
3.(选择性必修1 P93旁栏思考题改编)生长素在__细胞水平__上发挥的作用是在器官水平上发挥的作用的基础。
4.(选择性必修1 P106相关信息)光敏色素主要吸收__红光__和__远红光__。植物体内除了光敏色素，还有感受__蓝光__的受体。
考点1　植物生长素的合成、运输和分布
1.不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲状况分析
类别 图解 相关结果
遮盖法 ①直立生长 ②向光生长
暗箱法 ①直立生长 ②向光(小孔)生长
插入法 ①向右弯曲生长 ②直立生长 ③向光弯曲生长 ④向光弯曲生长
移植法 ①直立生长 ②向左侧生长 ③④中IAA的含量：a＝b＋c，b>c
旋转法 ①直立生长 ②向光生长 ③向小孔生长 ④茎向心生长，根离心生长
横置法 ①a＝b、c＝d，水平生长②a“两看法”判断植物“长不长、弯不弯”
2.与生长素有关的实验设计分析
(1)验证生长素的产生部位在尖端
①实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图1)。
②对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图2)。
(2)验证生长素的横向运输发生在尖端
①实验操作(如图)
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)验证生长素的极性运输只能是从形态学上端向下端
①实验操作(如图)
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不弯曲。
结合生长素的发现、合成、分布及运输，考查科学思维
1.(2024·广东三模)在生长素的发现过程中，包括鲍森·詹森和温特在内的很多科学家进行了大量的实验探究。下列叙述正确的是(　　)
鲍森·詹森 温特
实验组1 实验组2 实验组3 实验组
对照组
A.鲍森·詹森的实验中，组1的胚芽鞘不生长，组2、3的胚芽鞘向光弯曲生长
B.鲍森·詹森的实验能够说明，生长素分布不均是导致胚芽鞘弯曲生长的原因
C.温特的实验中设置对照组是为了排除琼脂对去尖端胚芽鞘生长的影响
D.若对温特实验组中的胚芽鞘给予单侧光照射，则胚芽鞘向光弯曲生长
【答案】C
2.(2024·湖北一模)下列有关生长素的合成、分布、运输及生理作用的叙述，正确的是(　　)
A.生长素从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量
B.单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素分布不均匀
C.色氨酸经过一系列反应转变成生长素，生长素属于蛋白质类激素
D.某浓度的生长素对茎起抑制作用，则该浓度的生长素对芽起促进作用
【解析】A　生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中的运输方式是主动运输，因此会消耗能量，A正确；胚芽鞘尖端会产生生长素，其产生与光照无关，单侧光会影响其分布，B错误；生长素的成分是吲哚乙酸，是由色氨酸经过一系列反应形成的小分子有机物，不属于蛋白质类激素，C错误；芽对生长素的敏感性高于茎，某浓度的生长素对茎起抑制作用，则该浓度的生长素对芽也起抑制作用，D错误。
结合生长素的发现、合成、分布及运输，考查科学探究
3.(2024·贵州阶段检测)研究小组做了一个实验：选取生理状况相似且胚芽鞘长度相同的玉米随机均分为两组进行实验，实验装置如图甲所示，给与相同且适宜的单侧光照射，在不同时间测定玉米胚芽鞘伸长的长度，结果如图乙。据图分析，下列相关叙述正确的是(　　)
A.图甲对照组的尖端无法感受单侧光刺激导致胚芽鞘既不生长也不弯曲
B.图乙中曲线①和②分别表示实验组胚芽鞘的背光侧和向光侧的长度
C.单侧光照射导致图甲中实验组胚芽鞘的生长素发生了极性运输
D.若实验组光照前去掉胚芽鞘尖端，则曲线①②的变化与对照组相同
【解析】B　有无单侧光照射，玉米胚芽鞘尖端均能产生生长素，单侧光引起生长素分布不均匀，所以对照组胚芽鞘直立生长，A错误；实验组单侧光照射导致胚芽鞘背光侧生长素比向光侧多，背光侧生长较快，胚芽鞘背光侧伸长长度大，B正确；极性运输是指生长素从形态学上端运输到形态学下端的主动运输，并不是单侧光引起的，C错误；若去掉胚芽鞘尖端则无生长素产生，胚芽鞘不生长，D错误。
4.(2024·安徽三模)有研究认为芽产生的生长素不用于调节子房发育成果实。为验证该观点，利用下图所示的研究模型进行了两组实验：Ⅰ组在图中1处施加适量的3H－IAA，2处施加适量的NPA(生长素运输阻断剂)：Ⅱ组在图中1处施加等量的3H－IAA，2处不施加NPA。一段时间后检测各部位的放射性情况。下列叙述错误的是(　　)
A.Ⅰ组a段的放射性强度等于Ⅱ组
B.Ⅰ组d段的放射性强度小于Ⅱ组
C.3处产生的生长素不会对实验结果造成影响
D.若两组c段均没有检测出放射性，说明观点正确
【解析】A　Ⅰ组在图中1处施加适量的3H－IAA，2处施加适量的NPA(生长素运输阻断剂)；Ⅱ组在图中1处施加等量的3H－IAA，2处不施加NPA，由于生长素运输阻断剂会阻止1处的生长素向下运输，故Ⅰ组a段的放射性强度大于Ⅱ组，A错误；由于Ⅰ组1处生长素不能运输到d段，而Ⅱ组1处生长素能运输到d段，故Ⅰ组d段的放射性强度小于Ⅱ组，B正确；该实验检测的是各部位的放射性情况，由于3处产生的生长素不含放射性，因此不会对实验结果造成影响，C正确；若两组c段均没有检测出放射性，说明芽产生的生长素不用于调节子房发育成果实，即观点正确，D正确。
考点2　植物生长素的生理作用
1.图甲表示的是不同器官对生长素的敏感度，图乙表示的是不同生长素浓度对同一器官的作用
(1)图甲中3种器官对生长素的敏感性的高低为根＞芽＞茎。
(2)生长素的生理作用表现为“低浓度促进生长、高浓度抑制生长”，图甲根、芽、茎中“低浓度”和“高浓度”的分界点分别是A′、B′和C′。
(3)图甲中A→A′曲线的含义为随着生长素浓度的增大，对根的促进作用逐渐减弱。
(4)图乙中：
若该曲线表示植物幼苗出现向光性，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是大于m小于M。
若曲线表示植物茎水平放置表现出背地性生长，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是大于0小于m。
若曲线表示植物根水平放置表现出根向地性生长，测得其根的远地侧生长素浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是大于i。
(5)根据图乙、图丙中曲线思考：在顶端优势中，测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的浓度范围是大于i，顶端优势现象中顶芽和侧芽的浓度大小与图丙中点①②③④⑤的对应关系是a—①，e—②，d—③，c—④，b—⑤。
(6)由图丁可知，可用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶植物庄稼地里的双子叶植物杂草。
2.植物的向性运动
(1)向光性
(2)植物茎的背地性和根的向地性
①表现
②原因——“淀粉—平衡石假说”
结合生长素的生理作用，考查科学思维
1.(2024·山东模拟)不同浓度的生长素对豌豆植株芽的影响不同(见表)。如图为培养在适宜条件下的具有顶端优势现象的豌豆植株，其中①～④代表不同部位或器官。研究发现一种由根细胞合成的新型植物激素SLs，可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输来调控侧芽发育，而生长素可以促进SLs合成。下列说法正确的是(　　)
生长素浓度/(mol·L-1) 对芽生长的影响
10-10～10-5 促进
10-5～10-3 抑制
A.图中①处的生长素浓度一定小于10-5 mol·L-1
B.图中只有①②处能合成生长素
C.若去除图中植株的①处，则②处生长素浓度降低，生长减慢
D.SLs对侧芽发育起促进作用
【解析】A　植株①处是顶芽，由图示顶芽的生长状态对应的生长素浓度可知，一定小于10-5 mol·L-1，A正确；生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，B错误；若去除图中植株的①处，则②处生长素浓度降低，生长加快，C错误；SLs可通过抑制侧芽处生长素向侧芽外运输，从而抑制侧芽的发育，D错误。
2.(2024·广东模拟)研究人员探究植物根部伸长区生长素运输情况，得到了生长素运输方向如图①。图②表示正常植物和N蛋白缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比，图③表示两种植物分生区表皮细胞中PIN2蛋白的分布及含量。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A.生长素由分生区向伸长区运输属于极性运输
B.N蛋白缺失型植株比正常型植株的根尖生长素运输效率更低导致生长更缓慢
C.N蛋白缺失型的PIN2蛋白含量多和分布广，可知PIN2蛋白抑制生长素运输
D.N蛋白可能通过影响 PIN2 蛋白产生与分布而调控生长素的运输速度和方向
【解析】C　生长素从根尖分生区运输到伸长区是从形态学的上端向形态学的下端运输，属于极性运输，A正确；据图②可知，N蛋白缺失型个体的根部明显缩短，且据生长素的分布情况可知，伸长区生长素较少，据此可推测N蛋白缺失型比正常型生长素运输效率更低不利于促进生长，B正确；据图3可知，正常型个体只有顶膜有PIN2蛋白分布，而N蛋白缺失型个体则在多处都有分布，推测N蛋白的作用是促进生长素从细胞质和侧膜等部位向伸长区细胞顶膜集中，从而促进了伸长区细胞伸长，C错误；由C分析可知，N蛋白可能通过影响PIN2蛋白产生与分布而调控生长素的运输速度和方向，D正确。
结合生长素作用的曲线，考查科学思维
3.(2024·安徽模拟)为探究生长素对某植物芽生长的影响，以清水为对照，用不同浓度的生长素溶液对该植物进行喷施处理，获得芽生长1 cm所需时间，结果如图所示。下列分析正确的是(　　)
A.生长素可作为催化剂直接参与代谢过程
B.e点浓度下的生长素对芽的抑制作用最强
C.c点浓度下的生长素对芽的促进作用最强
D.b和d点浓度下的生长素对芽生长的抑制作用一致
【答案】C
4.(2024·辽宁模拟)图甲为横放的植株，图乙和图丙为横放后1～4处生长素浓度变化曲线(虚线代表生长素既不促进也不抑制生长的浓度)。下列叙述错误的是(　　)
A.图甲中幼苗根尖或者芽尖产生的生长素通过极性运输向形态学下端移动
B.图甲幼苗横放后，3、4处起始浓度变化为图乙对应的曲线
C.图乙、图丙中C比D对应的浓度要低的原因是根比茎对生长素更敏感
D.当生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯的合成，从而抑制植株生长
【解析】B　幼苗根尖或芽尖产生的生长素通过主动运输的方式从形态学上端向形态学下端移动，A正确；将幼苗横放后，在重力的作用下，近地侧生长素浓度升高，远地侧的生长素浓度降低，故对茎来说，近地侧(4处)的促进作用比远地侧(3处)的促进作用强(没有起抑制作用)，因此3、4处起始浓度变化为图丙对应的曲线，B错误；根据B选项分析可知，图丙曲线对应茎3、4处起始浓度变化过程，图乙曲线对应根1、2处起始浓度变化过程，由于根比茎对生长素更敏感，所以图乙中C对应的浓度比图丙中D对应的浓度要低，C正确；当生长素浓度升高到一定值时，促进了乙烯的合成，乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用，从而抑制植株生长，D正确。
考点3　其他植物激素及植物生长调节剂
1.明确植物激素的相互作用
(1)具有协同作用的激素
(2)相抗衡的激素
2.植物生长与多种植物激素之间的关系
(1)生长素和乙烯对细胞伸长生长的影响
(2)生长素与赤霉素在促进茎秆伸长方面的关系
(3)生长素和细胞分裂素促进植物生长的机制
(4)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，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
围绕植物激素和植物生长调节剂的应用，考查科学思维
1.番茄和葡萄的花中都既有雌蕊又有雄蕊。生长素常用于无子番茄的形成，赤霉素常用于无子葡萄的形成。与前者不同，无子葡萄的操作过程中不需要花期去雄。下列分析正确的是 (　　)
A.无子番茄的形成只与生长素有关
B.无子番茄的无子性状属于可遗传的变异
C.三倍体植株得到无子西瓜需要进行去雄处理
D.赤霉素处理可能导致花粉不育
【解析】D　无子番茄的形成与多种激素有关，A错误；无子番茄的无子性状属于不可遗传的变异，B错误；三倍体植株减数分裂联会紊乱引起配子不育，不需要进行去雄处理，C错误；无子葡萄的操作过程中不需要花期去雄，可能与赤霉素处理导致花粉不育有关，D正确。
无子西瓜和无子番茄的比较
注意：香蕉是三倍体，不能形成正常的配子，所以不能受精发育成种子，需子房产生一定的生长素并自我刺激，发育成无子果实。
2.(2025·安徽开学考试)植物体中存在多种激素共同调节植物的生长发育，不同季节，同一植株不同器官中，起主导作用的激素往往不同。自然界中也有众多因素参与对植物生长发育的调节，随着研究的进行，人们已经可以合成各种植物生长调节剂用于生产。下列相关叙述正确的是(　　)
A.黄瓜茎端脱落酸与赤霉素的比值较低，有利于分化出更多的雄花
B.生长素主要促进细胞质分裂，而细胞分裂素主要促进细胞核分裂
C.光通过提供能量来调控种子萌发和植株生长、开花、衰老等过程
D.植物生长调节剂的分子结构和生理学效应均与植物内源激素相似
【解析】A　在促进细胞分裂时，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，B错误；光是植物进行光合作用的能量来源，但对植物而言，光不只是起提供能量的作用，在自然界中，种子萌发、植株生长、开花、衰老等，都会受到光的调控，该过程中光也可作为信号起作用，C错误；植物生长调节剂的分子结构不一定与植物内源激素相似，但生理功能通常相同，D错误。
围绕植物激素的相互作用，考查科学探究
3.(2024·河南模拟)植物在生长发育过程中受多种激素共同调节。研究人员以野生型拟南芥和乙烯受体缺失突变型拟南芥等作为材料，探究乙烯对拟南芥根系生长的影响，结果如图所示(NAA，一种生长素类似物)。下列叙述错误的是(　　)
A.乙烯受体缺陷可能影响植物体内生长素的合成
B.由①②③组的根系相对长度对比可知，无乙烯作用NAA也能促进根系生长
C.NAA与生长素的生理效应类似，但分子结构差别很大
D.该实验的自变量是拟南芥的种类和是否使用NAA处理，因变量是根系相对长度
【解析】D　①②两组生长素的相对含量对比，可以说明乙烯受体缺陷影响植物体内生长素的合成，A正确。由于第③组突变型拟南芥的乙烯不再发挥作用，加入NAA后其根系相对长度与①②组对照可以说明无乙烯作用NAA也能促进根系生长，B正确。植物生长调节剂种类很多，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差别很大，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，C正确。本实验的因变量有两个：植物体内生长素相对含量和根系相对长度，D错误。
(2024·浙江模拟)研究人员以日本甜瓜为材料，探究植物生长调节剂6－BA、赤霉素和水杨酸对甜瓜种子萌发的发芽率的影响情况，实验结果如下表(发芽率＝发芽种子数/供试种子数×100%)。
质量浓度/(mg·L-1) 发芽率/%
6－BA 赤霉素 水杨酸
0 33.33 33.33 33.33
20 75.57 76.67 41.10
40 61.10 54.43 42.20
60 57.80 65.57 44.40
80 61.10 61.10 54.40
下列叙述错误的是(　　)
A.适宜浓度的三种植物生长调节剂对甜瓜种子的发芽率均有促进作用
B.6－BA和赤霉素对甜瓜种子发芽率的影响体现了激素作用的两重性的特点
C.水杨酸促进甜瓜种子发芽的最适浓度≥80 mg·L-1
D.植物生长调节剂促进种子萌发可能通过促进酶合成实现
【解析】B　表格中不同浓度的6－BA和赤霉素对甜瓜种子发芽率均有促进作用，不能体现两重性，B错误。
环境因素参与调节植物的生命活动
5.(2024·陕西模拟)植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列说法正确的是(　　)
A.年轮、春化作用均能说明湿度参与植物生长发育的调节
B.激素作为信号分子会影响细胞的基因表达，从而起调节作用
C.赤霉素在促进细胞伸长、果实发育等方面与生长素具有抗衡作用
D.植物生长调节剂是人工合成的分子结构和生理作用都与植物激素相同的化合物
【答案】B
6.(2024·湖北期末)高等植物可以利用光敏色素接受光信号调节自身生长，如图表示拟南芥光敏色素A缺失突变体(phyA)和光敏色素B缺失突变体(phyB)在不同光照条件下下胚轴的生长状况。下列叙述正确的是(　　)
A.光敏色素是一类蛋白质，只分布在植物分生组织的细胞中
B.在受到相应光照射时，光敏色素的结构会发生变化，最终影响特定基因的表达
C.光敏色素A主要吸收红光或白光，光敏色素B主要吸收远红光
D.光敏色素A、B被激活后均可促进拟南芥下胚轴的生长
【解析】B　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，A错误；在受到相应光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会传导到细胞核内，最终影响特定基因的表达，B正确；分析题图可知，光敏色素B主要吸收红光或白光，光敏色素A主要吸收远红光，C错误；远红光的条件下，与对照组进行对比，拟南芥光敏色素A缺失突变体(phyA)的下胚轴的长度更长，说明光敏色素A被激活后可抑制拟南芥下胚轴的生长，在红光或白光的条件下，与对照组进行对比，拟南芥光敏色素B缺失突变体(phyB)的下胚轴的长度更长，说明光敏色素B被激活后可抑制拟南芥下胚轴的生长，故光敏色素A、B被激活后均可抑制拟南芥下胚轴的生长，D错误。
1.(2024·江苏卷)关于“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”的实验，下列叙述正确的是(　　)
A.选用没有芽的枝条进行扦插，以消除枝条中原有生长素对生根的影响
B.扦插枝条应保留多个大叶片，以利用蒸腾作用促进生长调节剂的吸收
C.对照组的扦插基质用珍珠岩，实验组的扦插基质用等体积的泥炭土
D.用不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条，也能获得相同的生根数
【解析】D　本实验的自变量是植物生长调节剂的浓度，选用扦插的枝条长势和带有幼芽数量应大致相同，即保持无关变量相同且适宜，通常不用没有芽的枝条，因为芽能产生生长素促进扦插枝条生根，A错误；扦插枝条应不带有叶片，这样可以降低蒸腾作用，避免枝条中水分过快减少，不利于生根，B错误；对照组的扦插基质用珍珠岩，实验组的扦插基质也应该用等体积的珍珠岩，保证无关变量相同且适宜，C错误；因为不同的浓度的生长调节剂可能对应的作用效果相同，所以用不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条，也能获得相同的生根数，D正确。
2.(2024·湖南卷)脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子，NaCl和PEG6000(PEG6000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图1为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化，图2为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下，基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是(　　)
A.NaCl、PEG6000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B.渗透胁迫下种子中内源ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C.基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D.基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
【解析】A　分析图1，用外源ABA处理，基因R的相对表达量增高，说明ABA可促进基因R的表达；缺失基因R的突变体种子中ABA含量较高，说明基因R的表达又会抑制ABA的合成。由题可知，ABA是植物响应逆境胁迫的信号分子，NaCl和PEG6000可以引起渗透胁迫，促进ABA的合成，进而促进基因R的表达，而ABA可以直接促进基因R的表达，因此NaCl、PEC6000和ABA对种子萌发的调节机制不同，A错误；由图1可知，渗透胁迫会先促进内源ABA的合成，内源ABA含量的升高又会促进基因R的表达，B正确；ABA的存在会抑制种子的萌发，因此基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命，C正确；无论在正常还是逆境下，基因R突变体种子中ABA的含量皆高于野生型，可能是因为基因R突变解除了其对ABA生物合成的抑制，导致ABA的合成量增加，D正确。
3.(2024·浙江卷)干旱胁迫下，植物体内脱落酸含量显著增加，赤霉素含量下降。下列叙述正确的是(　　)
A.干旱胁迫下脱落酸含量上升，促进气孔开放
B.干旱胁迫下植物含水量上升，增强抗旱能力
C.干旱胁迫下，脱落酸受体缺失突变体较耐干旱
D.干旱胁迫下，叶面喷施赤霉素不利于植物抗旱
【解析】D　干旱胁迫下，植物体内的脱落酸含量显著增加，促使气孔关闭，避免蒸腾失水，A错误；干旱胁迫下，植物含水量下降，避免失水过多，增强抗旱能力，B错误；干旱胁迫下，脱落酸受体缺失突变体因脱落酸不能正常发挥作用，气孔不能正常关闭，一般不耐旱，C错误；干旱胁迫下，叶面喷施赤霉素促进植株生长，不利于植物抗旱，D正确。
4.(2024·安徽卷)植物生命活动受植物激素、环境因素等多种因素的调节。下列叙述正确的是(　　)
A.菊花是自然条件下秋季开花的植物，遮光处理可使其延迟开花
B.玉米倒伏后，茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关
C.组织培养中，细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导根的分化
D.土壤干旱时，豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭
【解析】D　菊花是自然条件下秋季开花的植物，菊花是短日照植物，遮光处理可促进开花，A错误；玉米倒伏后，茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较高有关，B错误；组织培养中，细胞分裂素与生长素浓度比值高时能诱导芽的分化，细胞分裂素与生长素浓度比值低时能诱导根的分化，C错误；土壤干旱时，豌豆根部合成的脱落酸向地上运输可引起气孔关闭，以减少水分蒸腾散失，D正确。
5.(2024·湖北卷)研究人员以野生型水稻和突变型水稻(乙烯受体缺失)等作为材料，探究乙烯对水稻根系生长的影响，结果如下表所示。下列叙述正确的是 (　　)
实验组别 植物体内生长素含量 根系长度
① 野生型水稻 ＋＋＋ ＋＋＋
② 突变型水稻 ＋ ＋
③ 突变型水稻＋NAA ＋ ＋＋＋
④ 乙烯受体功能恢复型水稻 ＋＋＋ ＋＋＋
注：＋越多表示相关指标的量越大。
A.第④组中的水稻只能通过转基因技术获得
B.第②组与第③组对比说明乙烯对根系生长有促进作用
C.第③组与第④组对比说明NAA对根系生长有促进作用
D.实验结果说明乙烯可能影响生长素的合成，进而调控根系的生长
【解析】D　由题可知，乙烯受体缺失水稻由基因突变得到，第④组中的水稻也能通过诱变育种获得，A错误；第②组与第③组对比，自变量为是否含有NAA，只能说明NAA对根系生长有促进作用，不能说明乙烯对根系生长有促进作用，B错误；第③组与第④组对比，自变量不唯一，没有遵循单一变量原则，不能说明NAA对根系生长有促进作用，C错误；根据第①组、第②组和第④组的结果可知，野生型水稻和乙烯受体功能恢复型水稻植物体内生长素含量与根系长度的相关指标都比突变型水稻(乙烯受体缺失)组的大，说明乙烯可能影响生长素的合成，进而调控根系的生长，D正确。
6.(2024·北京卷)植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系，研究者对其分子机制进行了探索。回答下列问题：
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用，脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长，两种激素均作为______分子，调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现，拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验，结果如图甲。
图甲结果显示，TS基因功能缺失导致________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制，研究者通过实验，鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA－葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG，进行体外酶活性测定，结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用，判断依据是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平，可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(____________)”处补充第三种突变株的类型，并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果。
(5)综合上述信息可知，TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡，使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答)。
【答案】(1)信息　(2)IAA含量降低，生长减缓；干旱处理下，植株生存率提高　(3)在0～2 μg的浓度范围内，随着TS浓度的升高，BG活性逐渐降低
(4)
(5)
【解析】(1)两种植物激素均作为信息分子，参与调节植物生长及逆境响应。(2)由图甲可知，TS基因缺失会导致IAA含量降低，植株生长减缓，同时在干旱条件下，TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。(3)由图乙可知，在0～2 μg的浓度范围内，随着TS浓度的升高，BG活性逐渐降低，证明TS具有抑制BG活性的作用。(4)根据图可知，还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts＋bg)实验组，因为TS是通过BG发挥调节功能，所以如果BG无法发挥功能，是否存在TS对实验结果几乎没有影响，该组与bg组结果相同，相应的图见答案。(5)由上述信息可知，TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡，使植物适应复杂多变的环境。
(2024·广东专题练习)为研究番茄体内油菜素内酯(BR)和脱落酸(ABA)应对低温胁迫的机制，科学家进行了相关研究。回答下列问题：
(1)油菜素内酯和脱落酸是植物体产生的，对生命活动起________作用的微量有机物。
(2)用适量的BR和ABA分别处理番茄植株，检测叶片电导率(与植物细胞膜受损伤程度呈正相关)，结果如图1。
①图1结果表明________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②已知N酶是催化ABA合成的关键酶。研究表明BR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：经低温处理后，______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)研究发现，BR处理后的番茄植株中BIN蛋白和BZR蛋白含量均有一定改变。BZR是一种转录因子，去磷酸化状态能与相关基因的启动子结合。为研究BIN和BZR的关系，科学家进行了相关实验，结果如图3，表明BIN能______________BZR磷酸化，从而______________BZR的功能。
注：dBZR表示去磷酸化BZR蛋白，pBZR表示磷酸化BZR蛋白。
图3
(4)依据上述所有研究结果，完善BR与ABA应对低温胁迫的机制，请在括号中选填“＋”或“－”(＋表示促进，－表示抑制)。
低温BRBINBZRN基因表达ABA冻害
【答案】(1)调节　(2)①BR和ABA均能有效缓解低温对植物细胞膜的损伤程度　②BR合成缺陷突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型　(3)促进　抑制 (4)
低温BRBINBZRN基因表达ABA冻害
【解析】(1)油菜素内酯和脱落酸属于植物激素，对植物生命活动起到调节作用。(2)与野生型相比，添加BR和ABA，植株在低温环境下叶片电导率显著下降，能有效缓解低温对植物细胞膜的损伤程度。经低温处理后，BR合成缺陷突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型，表明BR可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。(3)与常温下野生型相比，常温下BIN缺失型、低温下野生型和BIN缺失型均出现去磷酸化BZR蛋白，表明BIN能促进BZR磷酸化，从而抑制BZR的功能，低温环境能够抑制BIN的作用。(4)结合(2)和(3)可知，BR可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成。BR处理后的番茄植株中BIN蛋白和BZR蛋白含量均有一定改变，BIN依赖BZR促进ABA的合成，而BIN能促进BZR磷酸化，从而抑制BZR的功能，低温环境能够抑制BIN的作用。因此低温环境下，低温促进BR表达，BR抑制BIN对BZR磷酸化作用，从而促进N基因表达，进而促进ABA合成，降低叶片电导率，有效缓解低温对植物细胞膜的损伤程度。

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