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(共29张PPT)
微专题8　与植物激素
相关的实验设计
题型一
与生长素的产生、分布和
运输相关的实验归纳
1.验证生长素的产生部位在胚芽鞘的尖端
专题聚焦
2.验证胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端
3.验证生长素的极性运输(只能从形态学上端向形态学下端运输)
4.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
(1)实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
(2)结果预测及结论:
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若B中幼苗向上弯曲生长,A中幼苗水平生长,则说明单侧光与重力对生长素分布的影响相同。
5.顶端优势产生原因的实验探究
6.验证生长素在果实发育中的作用及合成部位
(1)原理:果实发育与生长素的关系。
①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因缺乏生长素而停止发育,甚至引起果实早期脱落。
②在没有授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子。
(2)实验过程。
(3)结果:A组发育成有籽黄瓜,B组不发育,C组发育成无籽黄瓜。
(4)结论:生长素是果实发育所必需的;用于果实发育的生长素来自发育中的种子。
1.(2025·湖北新八校联考)某同学于黑暗中在某植物的A、D、F处涂抹等量的14C-IAA溶液,以实验初始时14C-IAA溶液的放射性强度为100%,一段时间后,分别检测B、C、E处的相对放射性强度,结果如下表所示。
专题精练
时间/h 位置
B C E
0 0 0 0
12 1.6 0 6.8
24 1.9 0.2 15.8
36 2.3 0.5 16.9
下列叙述错误的是(　　)
A.该实验证明生长素可进行极性运输和非极性运输
B.黑暗条件可以排除光照对生长素运输的影响
C.B、E对照说明生长素非极性运输的速率明显快于极性运输的速率
D.随着能量供应增多、时间延长,B、C、E处的14C-IAA将持续增多
D
【解析】 在A处涂抹14C-IAA溶液,一段时间后在B处检测到了放射性,而在D处涂抹14C-IAA溶液,一段时间后在C处几乎检测不到放射性,说明生长素在茎端进行极性运输;在F处涂抹14C-IAA溶液,一段时间后在E处检测到了放射性,说明生长素可进行非极性运输。由于单侧光可引起生长素分布不
均,所以黑暗条件可以排除光照对生长素运输的影响。根据表格中B、E处放射性强度的大小可说明生长素非极性运输的速率明显快于极性运输的速率。由于实验中在A、D、F处涂抹的14C-IAA溶液的量是一定的,故不会随着能量供应增多、时间延长,B、C、E处的14C-IAA持续增多。
2.(2023·山东卷,10)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。
分组 处理 生长情况 弯曲情况
甲 不切断 正常 弯曲
乙 在①处切断 慢 弯曲
丙 在②处切断 不生长 不弯曲
丁 在③处切断 不生长 不弯曲
由该实验结果不能得出的是(　　)
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B.①②之间有感受单侧光刺激的部位
C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D.②③之间无感受单侧光刺激的部位
D
【解析】 据表格可知,不切断任何部位,该幼苗正常弯曲生长,但在①处切断,即去除结构Ⅰ,生长变慢,推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位;据表格可知,在①处切断,该幼苗缓慢生长且弯曲,而在②处切断后,该幼苗不能生长,推测①②之间含有生长素,且具有感受单侧光刺激的部位;受到单侧光照射后,①②之间生长素分布不均,最终导致生长不均匀,出现弯曲生长;在②处切断和在③处切断,两组实验结果相同:幼苗都不生长、不弯曲,说明②③之间不能产生生长素,但无法得出②③之间无感受单侧光刺激的部位。
3.(2025·广东珠海模拟)研究人员将生理状况相同的水稻的根置于黑暗环境,分别给予单侧弱光和强光照射,生长状况如图1所示,一段时间后,测得黑暗、弱光、强光条件下α分别为0°、17.5°、35.5°。测定不同处理前后根尖向光侧和背光侧的生长素含量,结果如图2,已知光照不会影响生长素的合成。
下列叙述正确的是(　　)
A.生长素是由植物细胞合成的由色氨酸转变而来的一种蛋白质
B.水稻根背光性生长是由根细胞对生长素浓度的敏感性差异所致
C.若逐渐增加单侧光的光照强度,图1中α的数值会逐渐增加
D.水稻根向光侧生长素含量变化不仅与生长素的运输有关
D
【解析】 生长素是由植物细胞合成的由色氨酸转变而来的一种小分子有机物,不是蛋白质;水稻根背光性生长是因为根细胞对生长素浓度敏感性高,导致背光侧因生长素浓度高而抑制生长,向光侧因生长素浓度低而促进生长;由图2可知,随单侧光照强度的增加,向(背)光侧生长素含量的变化幅度逐渐减小,推测逐渐增加单侧光的光照强度,图1中α的数值不一定继续增加;已知光照不会影响生长素的合成,由图2可知,黑暗条件下背光侧、向光侧生长素总含量为350+350=700(ng·g-1),弱光条件下背光侧、向光侧生长素总含量为138.2+401.6=539.8(ng·g-1),强光条件下背光侧、向光侧生长素总含量为92.2+414.4=506.6(ng·g-1),说明单侧光照射下,部分生长素被分解,且随光照强度的增加,被分解的生长素增多,推测水稻根向光侧生长素含量变化不仅与生长素的运输有关。
题型二
植物激素(植物生长调节剂)
相关的实验设计
1.植物激素类实验设计的五步解决策略
专题聚焦
2.探究植物激素间的相互作用的实验设计
4.(2025·浙江1月选考,14)科学家将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因AtCKX1和AtCKX2分别导入野生型烟草(WT)中,获得两种转基因烟草Y1和Y2,培养并测定相关指标,结果如表所示。
专题精练
植株 主根长度/mm 侧根数/条 不定根数/条 叶片数/片 相对叶
表面积/%
WT 32.0 2.0 2.1 19.0 100
Y1 50.0 6.6 3.5 8.2 13.5
Y2 52.0 5.6 3.5 12.0 23.3
注:表内数据为平均值。
下列叙述正确的是(　　)
A.与WT相比,Y2光合总面积增加
B.Y1和Y2的细胞分裂素含量相同且低于 WT
C.若对Y1施加细胞分裂素类似物,叶片数会增加
D.若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会增加
C
【解析】 Y2的叶片数比WT少,相对叶表面积也小,因此光合总面积减少;因为转入的基因为细胞分裂素氧化酶基因,Y1和Y2的细胞分裂素含量均低于WT,但Y1和Y2的细胞分裂素含量无法比较;若对Y1施加细胞分裂素类似物,不会被细胞分裂素氧化酶分解,可以使叶片数增加;因为Y2的侧根数和不定根数均高于WT,说明降低细胞分裂素含量使侧根和不定根数增加,若施加细胞分裂素类似物,会抑制侧根和不定根的发生。
5.(2025·安徽合肥模拟)某实验小组欲探究ABA(脱落酸)是否通过促进生长素的合成来抑制初生根生长,进行了如下实验:取萌发一致的水稻种子若干,随机均分成甲、乙、丙、丁四组,甲组单独用一定浓度的ABA处理,乙组单独用YUCCA(生长素合成过程中的一种关键酶)活性抑制剂(只影响YUCCA活性,不会使其变性失活)处理,丙组用相同浓度的ABA和YUCCA活性抑制剂联合处理,丁组也进行一定处理。一段时间后,测量并统计各组水稻初生根的长度。下列叙述错误的是(　　)
A.ABA合成的主要部位是根冠、萎蔫的叶片等,主要作用有抑制细胞分裂
B.丁组应用等量的蒸馏水处理,作为对照组
C.若根长为乙组≈丙组>丁组>甲组,则说明ABA通过促进生长素的合成来抑制初生根生长
D.该实验能同时探究ABA与生长素是否具有协同作用
D
【解析】 ABA合成的主要部位是根冠、萎蔫的叶片等,其主要作用包括抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落等;丁组应为对照组,使用等量蒸馏水处理;若乙组(用YUCCA活性抑制剂处理)根长最长,甲组(用一定浓度的ABA处理)根长最短,丙组(用相同浓度的ABA与YUCCA活性抑制剂联合处理)根长与乙组相近,丁组根长介于乙组和甲组之间,则说明ABA通过促进生长素合成来抑制初生根生长;实验未设置生长素单独处理组,以及ABA与生长素联合处理组,因此无法探究ABA与生长素之间是否具有协同作用。
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(时间:15分钟)
1.(2025·吉林白城一模)科学家分别在燕麦胚芽鞘顶端的背光面或向光面插入深度为胚芽鞘横断面一半的云母片,结果发现只有背光一侧插入云母片时,燕麦胚芽鞘才丧失向光性(简称云母片实验)。如果将胚芽鞘尖端切下,在胚芽鞘切口上放一片具有透过性的明胶薄片,然后再将胚芽鞘尖端放在明胶薄片上,其向光性仍能发生(简称明胶实验)。下列说法正确的是(　　)
A.云母片实验以云母片插入胚芽鞘横断面的背光面、向光面的深度为自变量
B.据明胶实验能推知,向光性是因为胚芽鞘顶端产生的某种影响能横向运输
C.由云母片实验可知,胚芽鞘顶端产生了能影响生长的物质,向背光面运输后再向形态学下端运输
D.明胶实验缺乏对照实验,设计中应增加明胶薄片上不放置胚芽鞘尖端的一组实验
2.(2025·重庆二模)用下图所示的实验装置验证生长素(IAA)的极性运输,图中的材料段应选择种子植物的部位是(　　)
①胚芽鞘　②胚轴　③茎　④根　⑤根毛区
A.① B.①②
C.①②③④ D.①②③④⑤
3.(2025·山西晋城三模)脱落酸能促进气孔关闭,从而减少水分散失,这是植物适应干旱环境的重要调节机制。一种分泌型短肽S在抗旱方面发挥重要作用,科研人员利用短肽S基因缺失突变体进行了相关实验,实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.相比于野生型,短肽S基因缺失突变体适应干旱环境的能力更弱
B.脱落酸能促进细胞分裂,促进叶的脱落
C.若增强短肽S基因的表达,则促进气孔关闭的能力也可能会增强
D.干旱环境和短肽S均有利于促进植物体产生脱落酸
4.某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端,分成甲、乙两组,按图示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧,一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角),测得数据如下表。下列说法正确的是(　　)
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
A.琼脂块所含生长素的浓度越高,α对应的值越大
B.胚芽鞘切段弯曲生长的原因是胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,抑制了左侧的生长
C.乙组左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同是因为两侧琼脂块中生长素浓度相同
D.若用云母片仅将甲组琼脂块均匀分隔开,则左、右两侧的琼脂块所引起的α角也基本相同
5.(2025·北京东城一模)为研究乙烯对拟南芥根部向地性的影响,科研人员进行了相关实验,实验处理和结果如下表所示。下列叙述或推测错误的是(　　)
处理时间 培养条件 根尖曲率θ/°
8 h 对照组培养基 71.3±2.4
8 h 含乙烯合成前 体的培养基 38.1±2.9
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B.本实验应在黑暗条件下进行,排除光对结果的影响
C.根弯曲生长的原因是近地侧生长素浓度高,生长速度快
D.乙烯对拟南芥根部的向地性现象的发生有抑制作用
6.(2025·河南三门峡联考)某学习小组的同学选择大小、长势、生理状态相同的燕麦幼苗进行如图所示实验(甲、乙两组幼苗均横放,乙组幼苗遮光,甲组装置下部开孔可透光,光源置于甲装置正下方),观察幼苗弯曲生长情况。下列分析错误的是(　　)
A.若幼苗向上弯曲生长程度甲<乙,则弯曲部位下侧生长素含量甲<乙
B.若甲幼苗向下弯曲生长,乙幼苗向上弯曲生长,则弯曲部位下侧生长素含量甲<乙
C.若甲幼苗水平生长,乙幼苗向上弯曲生长,则乙幼苗弯曲部位下侧生长素含量等于甲幼苗相同茎段下侧生长素含量
D.若幼苗向上弯曲生长程度甲≈乙,说明重力对生长素分布的影响远大于单侧光
7.(2025·广东广州三模)稻抛秧栽培技术是指将水稻秧苗通过撒抛等方式抛出,使其自由落入田间定植的一种水稻栽培法。不少秧苗落地后平躺在田面,但最终直立生长,该调节过程可能与重力等环境因素影响生长素的分布有关。探究不同处理对水稻根的向重力性生长的影响,结果如下表所示。下列分析错误的是(　　)
处理 根是否具有 向重力性生长
野生型 有
ABA合成缺失突变体 有
ABA合成缺失 突变体+去除根冠 无
生长素运输缺陷突变体 无
A.根冠可能是根部感受重力的部位
B.根的向重力性生长与生长素的运输有关
C.为了便于实验现象的观察,操作时根应垂直于地面放置
D.若对生长素运输缺陷突变体施用ABA,其实验结果不变微专题8　与植物激素相关的实验设计
题型一　与生长素的产生、分布和运输相关的实验归纳
1.验证生长素的产生部位在胚芽鞘的尖端
2.验证胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端
3.验证生长素的极性运输(只能从形态学上端向形态学下端运输)
4.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
(1)实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
(2)结果预测及结论:
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若B中幼苗向上弯曲生长,A中幼苗水平生长,则说明单侧光与重力对生长素分布的影响
相同。
5.顶端优势产生原因的实验探究
6.验证生长素在果实发育中的作用及合成部位
(1)原理:果实发育与生长素的关系。
①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因缺乏生长素而停止发育,甚至引起果实早期脱落。
②在没有授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子。
(2)实验过程。
(3)结果:A组发育成有籽黄瓜,B组不发育,C组发育成无籽黄瓜。
(4)结论:生长素是果实发育所必需的;用于果实发育的生长素来自发育中的种子。
1.(2025·湖北新八校联考)某同学于黑暗中在某植物的A、D、F处涂抹等量的14CIAA溶液,以实验初始时14CIAA溶液的放射性强度为100%,一段时间后,分别检测B、C、E处的相对放射性强度,结果如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
时间/h 位置
B C E
0 0 0 0
12 1.6 0 6.8
24 1.9 0.2 15.8
36 2.3 0.5 16.9
A.该实验证明生长素可进行极性运输和非极性运输
B.黑暗条件可以排除光照对生长素运输的影响
C.B、E对照说明生长素非极性运输的速率明显快于极性运输的速率
D.随着能量供应增多、时间延长,B、C、E处的14CIAA将持续增多
2.(2023·山东卷,10)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是(　　)
分组 处理 生长 情况 弯曲 情况
甲 不切断 正常 弯曲
乙 在①处 切断 慢 弯曲
丙 在②处 切断 不生长 不弯曲
丁 在③处 切断 不生长 不弯曲
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B.①②之间有感受单侧光刺激的部位
C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D.②③之间无感受单侧光刺激的部位
3.(2025·广东珠海模拟)研究人员将生理状况相同的水稻的根置于黑暗环境,分别给予单侧弱光和强光照射,生长状况如图1所示,一段时间后,测得黑暗、弱光、强光条件下α分别为0°、17.5°、35.5°。测定不同处理前后根尖向光侧和背光侧的生长素含量,结果如图2,已知光照不会影响生长素的合成。下列叙述正确的是(　　)
A.生长素是由植物细胞合成的由色氨酸转变而来的一种蛋白质
B.水稻根背光性生长是由根细胞对生长素浓度的敏感性差异所致
C.若逐渐增加单侧光的光照强度,图1中α的数值会逐渐增加
D.水稻根向光侧生长素含量变化不仅与生长素的运输有关
题型二　植物激素(植物生长调节剂)相关的实验设计
1.植物激素类实验设计的五步解决策略
2.探究植物激素间的相互作用的实验设计
4.(2025·浙江1月选考,14)科学家将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因AtCKX1和AtCKX2分别导入野生型烟草(WT)中,获得两种转基因烟草Y1和Y2,培养并测定相关指标,结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)
植株 主根长 度/mm 侧根数/ 条 不定根 数/条 叶片数/ 片 相对叶 表面积/ %
WT 32.0 2.0 2.1 19.0 100
Y1 50.0 6.6 3.5 8.2 13.5
Y2 52.0 5.6 3.5 12.0 23.3
注:表内数据为平均值。
A.与WT相比,Y2光合总面积增加
B.Y1和Y2的细胞分裂素含量相同且低于 WT
C.若对Y1施加细胞分裂素类似物,叶片数会增加
D.若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会增加
5.(2025·安徽合肥模拟)某实验小组欲探究ABA(脱落酸)是否通过促进生长素的合成来抑制初生根生长,进行了如下实验:取萌发一致的水稻种子若干,随机均分成甲、乙、丙、丁四组,甲组单独用一定浓度的ABA处理,乙组单独用YUCCA(生长素合成过程中的一种关键酶)活性抑制剂(只影响YUCCA活性,不会使其变性失活)处理,丙组用相同浓度的ABA和YUCCA活性抑制剂联合处理,丁组也进行一定处理。一段时间后,测量并统计各组水稻初生根的长度。下列叙述错误的是(　　)
A.ABA合成的主要部位是根冠、萎蔫的叶片等,主要作用有抑制细胞分裂
B.丁组应用等量的蒸馏水处理,作为对照组
C.若根长为乙组≈丙组>丁组>甲组,则说明ABA通过促进生长素的合成来抑制初生根生长
D.该实验能同时探究ABA与生长素是否具有协同作用微专题8　与植物激素相关的实验设计
(时间:15分钟)
1.(2025·吉林白城一模)科学家分别在燕麦胚芽鞘顶端的背光面或向光面插入深度为胚芽鞘横断面一半的云母片,结果发现只有背光一侧插入云母片时,燕麦胚芽鞘才丧失向光性(简称云母片实验)。如果将胚芽鞘尖端切下,在胚芽鞘切口上放一片具有透过性的明胶薄片,然后再将胚芽鞘尖端放在明胶薄片上,其向光性仍能发生(简称明胶实验)。下列说法正确的是(　　)
A.云母片实验以云母片插入胚芽鞘横断面的背光面、向光面的深度为自变量
B.据明胶实验能推知,向光性是因为胚芽鞘顶端产生的某种影响能横向运输
C.由云母片实验可知,胚芽鞘顶端产生了能影响生长的物质,向背光面运输后再向形态学下端运输
D.明胶实验缺乏对照实验,设计中应增加明胶薄片上不放置胚芽鞘尖端的一组实验
【答案】 D
【解析】 云母片实验中,自变量为云母片插入的位置是胚芽鞘顶端的背光面还是向光面;据明胶实验能推知,胚芽鞘顶端产生的某种影响能透过明胶薄片向下运输;由云母片实验可知,胚芽鞘顶端产生了能影响生长的物质,并向形态学下端运输,但不能推知向背光面运输;根据实验对照原则可知,明胶实验缺乏对照实验,设计中应增加明胶薄片上不放置胚芽鞘尖端的一组实验,排除明胶薄片本身对实验结果产生的影响。
2.(2025·重庆二模)用下图所示的实验装置验证生长素(IAA)的极性运输,图中的材料段应选择种子植物的部位是(　　)
①胚芽鞘　②胚轴　③茎　④根　⑤根毛区
A.① B.①②
C.①②③④ D.①②③④⑤
【答案】 A
【解析】 生长素在②胚轴、③茎、④根、⑤根毛区中会进行非极性运输,不适合作为验证生长素的极性运输的实验材料。
3.(2025·山西晋城三模)脱落酸能促进气孔关闭,从而减少水分散失,这是植物适应干旱环境的重要调节机制。一种分泌型短肽S在抗旱方面发挥重要作用,科研人员利用短肽S基因缺失突变体进行了相关实验,实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.相比于野生型,短肽S基因缺失突变体适应干旱环境的能力更弱
B.脱落酸能促进细胞分裂,促进叶的脱落
C.若增强短肽S基因的表达,则促进气孔关闭的能力也可能会增强
D.干旱环境和短肽S均有利于促进植物体产生脱落酸
【答案】 B
【解析】 脱落酸抑制细胞分裂。
4.某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端,分成甲、乙两组,按图示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧,一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角),测得数据如下表。下列说法正确的是(　　)
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
A.琼脂块所含生长素的浓度越高,α对应的值越大
B.胚芽鞘切段弯曲生长的原因是胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,抑制了左侧的生长
C.乙组左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同是因为两侧琼脂块中生长素浓度相同
D.若用云母片仅将甲组琼脂块均匀分隔开,则左、右两侧的琼脂块所引起的α角也基本相同
【答案】 C
【解析】 生长素具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性,若琼脂块所含生长素浓度过高,则会抑制左侧生长,导致α对应的值变小;胚芽鞘切段弯曲生长的原因是胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,促进了左侧的生长;图中乙组左、右两侧琼脂块中生长素的含量基本相同,所以乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同;若用云母片仅将甲组琼脂块均匀分隔开,则因光照导致胚芽鞘左右两侧的生长素浓度不同,扩散至左、右两侧的琼脂块中的生长素浓度也不同,最终所引起的α角也不相同。
5.(2025·北京东城一模)为研究乙烯对拟南芥根部向地性的影响,科研人员进行了相关实验,实验处理和结果如下表所示。下列叙述或推测错误的是(　　)
处理时间 培养条件 根尖曲率θ/°
8 h 对照组培养基 71.3±2.4
8 h 含乙烯合成前体的培养基 38.1±2.9
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B.本实验应在黑暗条件下进行,排除光对结果的影响
C.根弯曲生长的原因是近地侧生长素浓度高,生长速度快
D.乙烯对拟南芥根部的向地性现象的发生有抑制作用
【答案】 C
【解析】 根近地侧生长素浓度高会抑制生长(根对生长素敏感),导致远地侧生长快而向地弯曲生长。
6.(2025·河南三门峡联考)某学习小组的同学选择大小、长势、生理状态相同的燕麦幼苗进行如图所示实验(甲、乙两组幼苗均横放,乙组幼苗遮光,甲组装置下部开孔可透光,光源置于甲装置正下方),观察幼苗弯曲生长情况。下列分析错误的是(　　)
A.若幼苗向上弯曲生长程度甲<乙,则弯曲部位下侧生长素含量甲<乙
B.若甲幼苗向下弯曲生长,乙幼苗向上弯曲生长,则弯曲部位下侧生长素含量甲<乙
C.若甲幼苗水平生长,乙幼苗向上弯曲生长,则乙幼苗弯曲部位下侧生长素含量等于甲幼苗相同茎段下侧生长素含量
D.若幼苗向上弯曲生长程度甲≈乙,说明重力对生长素分布的影响远大于单侧光
【答案】 C
【解析】 茎对生长素的敏感性较低,生长素浓度高的一侧生长速度快于生长素浓度低的一侧。若幼苗向上弯曲生长程度甲<乙,说明乙组弯曲部位下侧细胞伸长更明显,可推测弯曲部位下侧生长素含量甲<乙;若甲幼苗向下弯曲生长,说明甲弯曲部位下侧生长素少,生长慢,乙幼苗向上弯曲生长,说明乙弯曲部位下侧生长素多,生长快,所以弯曲部位下侧生长素含量甲<乙;若甲幼苗水平生长,则说明甲茎段下侧和上侧生长素含量相同,促进作用相同,乙幼苗向上弯曲生长,说明乙弯曲部位下侧生长素含量多,生长快,推测乙幼苗弯曲部位下侧生长素含量大于甲幼苗相同茎段下侧生长素含量,而不是甲=乙;若幼苗向上弯曲生长程度甲≈乙,说明重力对生长素分布的影响远大于单侧光(因为甲组有单侧光,乙组遮光,最终弯曲程度相同,说明重力的影响占主导)。
7.(2025·广东广州三模)稻抛秧栽培技术是指将水稻秧苗通过撒抛等方式抛出,使其自由落入田间定植的一种水稻栽培法。不少秧苗落地后平躺在田面,但最终直立生长,该调节过程可能与重力等环境因素影响生长素的分布有关。探究不同处理对水稻根的向重力性生长的影响,结果如下表所示。下列分析错误的是(　　)
处理 根是否具有向重力性生长
野生型 有
ABA合成缺失突变体 有
ABA合成缺失 突变体+去除根冠 无
生长素运输缺陷突变体 无
A.根冠可能是根部感受重力的部位
B.根的向重力性生长与生长素的运输有关
C.为了便于实验现象的观察,操作时根应垂直于地面放置
D.若对生长素运输缺陷突变体施用ABA,其实验结果不变
【答案】 C
【解析】 根据表格中“ABA合成缺失突变体”处理组的根具有向重力性生长,和“ABA合成缺失突变体+去除根冠”处理组的根无向重力性生长结果对比可知,根向重力性生长与根冠有关,根冠可能是根部感受重力的部位;根据表格中“野生型”组根具有向重力性生长,而“生长素运输缺陷突变体”处理组根无向重力性生长结果对比可知,生长素的运输影响了根向重力性生长;若根垂直放置,那么无法判断根是否具有向重力性生长,因此根应该水平放置,方便观察现象;根据表格中“野生型”组根具有向重力性生长,而“ABA合成缺失突变体”处理组根仍然具有向重力性生长结果可知,ABA缺失与否并不影响根的向重力生长特性,综合判断,若对生长素运输缺陷突变体施用ABA,实验结果不变,即根仍然无向重力性生长。微专题8　与植物激素相关的实验设计
题型一　与生长素的产生、分布和运输相关的实验归纳
1.验证生长素的产生部位在胚芽鞘的尖端
2.验证胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端
3.验证生长素的极性运输(只能从形态学上端向形态学下端运输)
4.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
(1)实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
(2)结果预测及结论:
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若B中幼苗向上弯曲生长,A中幼苗水平生长,则说明单侧光与重力对生长素分布的影响
相同。
5.顶端优势产生原因的实验探究
6.验证生长素在果实发育中的作用及合成部位
(1)原理:果实发育与生长素的关系。
①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子),果实因缺乏生长素而停止发育,甚至引起果实早期脱落。
②在没有授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子。
(2)实验过程。
(3)结果:A组发育成有籽黄瓜,B组不发育,C组发育成无籽黄瓜。
(4)结论:生长素是果实发育所必需的;用于果实发育的生长素来自发育中的种子。
1.(2025·湖北新八校联考)某同学于黑暗中在某植物的A、D、F处涂抹等量的14C-IAA溶液,以实验初始时14C-IAA溶液的放射性强度为100%,一段时间后,分别检测B、C、E处的相对放射性强度,结果如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
时间/h 位置
B C E
0 0 0 0
12 1.6 0 6.8
24 1.9 0.2 15.8
36 2.3 0.5 16.9
A.该实验证明生长素可进行极性运输和非极性运输
B.黑暗条件可以排除光照对生长素运输的影响
C.B、E对照说明生长素非极性运输的速率明显快于极性运输的速率
D.随着能量供应增多、时间延长,B、C、E处的14C-IAA将持续增多
【答案】 D
【解析】 在A处涂抹14C-IAA溶液,一段时间后在B处检测到了放射性,而在D处涂抹14C-IAA溶液,一段时间后在C处几乎检测不到放射性,说明生长素在茎端进行极性运输;在F处涂抹14C-IAA溶液,一段时间后在E处检测到了放射性,说明生长素可进行非极性运输。由于单侧光可引起生长素分布不均,所以黑暗条件可以排除光照对生长素运输的影响。根据表格中B、E处放射性强度的大小可说明生长素非极性运输的速率明显快于极性运输的速率。由于实验中在A、D、F处涂抹的14C-IAA溶液的量是一定的,故不会随着能量供应增多、时间延长,B、C、E处的14C-IAA持续增多。
2.(2023·山东卷,10)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是(　　)
分组 处理 生长情况 弯曲情况
甲 不切断 正常 弯曲
乙 在①处切断 慢 弯曲
丙 在②处切断 不生长 不弯曲
丁 在③处切断 不生长 不弯曲
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B.①②之间有感受单侧光刺激的部位
C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D.②③之间无感受单侧光刺激的部位
【答案】 D
【解析】 据表格可知,不切断任何部位,该幼苗正常弯曲生长,但在①处切断,即去除结构Ⅰ,生长变慢,推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位;据表格可知,在①处切断,该幼苗缓慢生长且弯曲,而在②处切断后,该幼苗不能生长,推测①②之间含有生长素,且具有感受单侧光刺激的部位;受到单侧光照射后,①②之间生长素分布不均,最终导致生长不均匀,出现弯曲生长;在②处切断和在③处切断,两组实验结果相同:幼苗都不生长、不弯曲,说明②③之间不能产生生长素,但无法得出②③之间无感受单侧光刺激的部位。
3.(2025·广东珠海模拟)研究人员将生理状况相同的水稻的根置于黑暗环境,分别给予单侧弱光和强光照射,生长状况如图1所示,一段时间后,测得黑暗、弱光、强光条件下α分别为0°、17.5°、35.5°。测定不同处理前后根尖向光侧和背光侧的生长素含量,结果如图2,已知光照不会影响生长素的合成。下列叙述正确的是(　　)
A.生长素是由植物细胞合成的由色氨酸转变而来的一种蛋白质
B.水稻根背光性生长是由根细胞对生长素浓度的敏感性差异所致
C.若逐渐增加单侧光的光照强度,图1中α的数值会逐渐增加
D.水稻根向光侧生长素含量变化不仅与生长素的运输有关
【答案】 D
【解析】 生长素是由植物细胞合成的由色氨酸转变而来的一种小分子有机物,不是蛋白质;水稻根背光性生长是因为根细胞对生长素浓度敏感性高,导致背光侧因生长素浓度高而抑制生长,向光侧因生长素浓度低而促进生长;由图2可知,随单侧光照强度的增加,向(背)光侧生长素含量的变化幅度逐渐减小,推测逐渐增加单侧光的光照强度,图1中α的数值不一定继续增加;已知光照不会影响生长素的合成,由图2可知,黑暗条件下背光侧、向光侧生长素总含量为350+350=700(ng·g-1),弱光条件下背光侧、向光侧生长素总含量为138.2+401.6=
539.8(ng·g-1),强光条件下背光侧、向光侧生长素总含量为92.2+414.4=506.6(ng·g-1),说明单侧光照射下,部分生长素被分解,且随光照强度的增加,被分解的生长素增多,推测水稻根向光侧生长素含量变化不仅与生长素的运输有关。
题型二　植物激素(植物生长调节剂)相关的实验设计
1.植物激素类实验设计的五步解决策略
2.探究植物激素间的相互作用的实验设计
4.(2025·浙江1月选考,14)科学家将拟南芥的细胞分裂素氧化酶基因AtCKX1和AtCKX2分别导入野生型烟草(WT)中,获得两种转基因烟草Y1和Y2,培养并测定相关指标,结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)
植株 主根长度/mm 侧根数/条 不定根数/条 叶片数/片 相对叶 表面积/%
WT 32.0 2.0 2.1 19.0 100
Y1 50.0 6.6 3.5 8.2 13.5
Y2 52.0 5.6 3.5 12.0 23.3
注:表内数据为平均值。
A.与WT相比,Y2光合总面积增加
B.Y1和Y2的细胞分裂素含量相同且低于 WT
C.若对Y1施加细胞分裂素类似物,叶片数会增加
D.若对Y2施加细胞分裂素类似物,侧根和不定根数会增加
【答案】 C
【解析】 Y2的叶片数比WT少,相对叶表面积也小,因此光合总面积减少;因为转入的基因为细胞分裂素氧化酶基因,Y1和Y2的细胞分裂素含量均低于WT,但Y1和Y2的细胞分裂素含量无法比较;若对Y1施加细胞分裂素类似物,不会被细胞分裂素氧化酶分解,可以使叶片数增加;因为Y2的侧根数和不定根数均高于WT,说明降低细胞分裂素含量使侧根和不定根数增加,若施加细胞分裂素类似物,会抑制侧根和不定根的发生。
5.(2025·安徽合肥模拟)某实验小组欲探究ABA(脱落酸)是否通过促进生长素的合成来抑制初生根生长,进行了如下实验:取萌发一致的水稻种子若干,随机均分成甲、乙、丙、丁四组,甲组单独用一定浓度的ABA处理,乙组单独用YUCCA(生长素合成过程中的一种关键酶)活性抑制剂(只影响YUCCA活性,不会使其变性失活)处理,丙组用相同浓度的ABA和YUCCA活性抑制剂联合处理,丁组也进行一定处理。一段时间后,测量并统计各组水稻初生根的长度。下列叙述错误的是(　　)
A.ABA合成的主要部位是根冠、萎蔫的叶片等,主要作用有抑制细胞分裂
B.丁组应用等量的蒸馏水处理,作为对照组
C.若根长为乙组≈丙组>丁组>甲组,则说明ABA通过促进生长素的合成来抑制初生根生长
D.该实验能同时探究ABA与生长素是否具有协同作用
【答案】 D
【解析】 ABA合成的主要部位是根冠、萎蔫的叶片等,其主要作用包括抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落等;丁组应为对照组,使用等量蒸馏水处理;若乙组(用YUCCA活性抑制剂处理)根长最长,甲组(用一定浓度的ABA处理)根长最短,丙组(用相同浓度的ABA与YUCCA活性抑制剂联合处理)根长与乙组相近,丁组根长介于乙组和甲组之间,则说明ABA通过促进生长素合成来抑制初生根生长;实验未设置生长素单独处理组,以及ABA与生长素联合处理组,因此无法探究ABA与生长素之间是否具有协同作用。
(时间:15分钟)
1.(2025·吉林白城一模)科学家分别在燕麦胚芽鞘顶端的背光面或向光面插入深度为胚芽鞘横断面一半的云母片,结果发现只有背光一侧插入云母片时,燕麦胚芽鞘才丧失向光性(简称云母片实验)。如果将胚芽鞘尖端切下,在胚芽鞘切口上放一片具有透过性的明胶薄片,然后再将胚芽鞘尖端放在明胶薄片上,其向光性仍能发生(简称明胶实验)。下列说法正确的是(　　)
A.云母片实验以云母片插入胚芽鞘横断面的背光面、向光面的深度为自变量
B.据明胶实验能推知,向光性是因为胚芽鞘顶端产生的某种影响能横向运输
C.由云母片实验可知,胚芽鞘顶端产生了能影响生长的物质,向背光面运输后再向形态学下端运输
D.明胶实验缺乏对照实验,设计中应增加明胶薄片上不放置胚芽鞘尖端的一组实验
【答案】 D
【解析】 云母片实验中,自变量为云母片插入的位置是胚芽鞘顶端的背光面还是向光面;据明胶实验能推知,胚芽鞘顶端产生的某种影响能透过明胶薄片向下运输;由云母片实验可知,胚芽鞘顶端产生了能影响生长的物质,并向形态学下端运输,但不能推知向背光面运输;根据实验对照原则可知,明胶实验缺乏对照实验,设计中应增加明胶薄片上不放置胚芽鞘尖端的一组实验,排除明胶薄片本身对实验结果产生的影响。
2.(2025·重庆二模)用下图所示的实验装置验证生长素(IAA)的极性运输,图中的材料段应选择种子植物的部位是(　　)
①胚芽鞘　②胚轴　③茎　④根　⑤根毛区
A.① B.①②
C.①②③④ D.①②③④⑤
【答案】 A
【解析】 生长素在②胚轴、③茎、④根、⑤根毛区中会进行非极性运输,不适合作为验证生长素的极性运输的实验材料。
3.(2025·山西晋城三模)脱落酸能促进气孔关闭,从而减少水分散失,这是植物适应干旱环境的重要调节机制。一种分泌型短肽S在抗旱方面发挥重要作用,科研人员利用短肽S基因缺失突变体进行了相关实验,实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.相比于野生型,短肽S基因缺失突变体适应干旱环境的能力更弱
B.脱落酸能促进细胞分裂,促进叶的脱落
C.若增强短肽S基因的表达,则促进气孔关闭的能力也可能会增强
D.干旱环境和短肽S均有利于促进植物体产生脱落酸
【答案】 B
【解析】 脱落酸抑制细胞分裂。
4.某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端,分成甲、乙两组,按图示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧,一段时间后,测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角),测得数据如下表。下列说法正确的是(　　)
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
A.琼脂块所含生长素的浓度越高,α对应的值越大
B.胚芽鞘切段弯曲生长的原因是胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,抑制了左侧的生长
C.乙组左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同是因为两侧琼脂块中生长素浓度相同
D.若用云母片仅将甲组琼脂块均匀分隔开,则左、右两侧的琼脂块所引起的α角也基本相同
【答案】 C
【解析】 生长素具有低浓度促进生长,高浓度抑制生长的特性,若琼脂块所含生长素浓度过高,则会抑制左侧生长,导致α对应的值变小;胚芽鞘切段弯曲生长的原因是胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧,促进了左侧的生长;图中乙组左、右两侧琼脂块中生长素的含量基本相同,所以乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同;若用云母片仅将甲组琼脂块均匀分隔开,则因光照导致胚芽鞘左右两侧的生长素浓度不同,扩散至左、右两侧的琼脂块中的生长素浓度也不同,最终所引起的α角也不相同。
5.(2025·北京东城一模)为研究乙烯对拟南芥根部向地性的影响,科研人员进行了相关实验,实验处理和结果如下表所示。下列叙述或推测错误的是(　　)
处理时间 培养条件 根尖曲率θ/°
8 h 对照组培养基 71.3±2.4
8 h 含乙烯合成前体的培养基 38.1±2.9
A.重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素
B.本实验应在黑暗条件下进行,排除光对结果的影响
C.根弯曲生长的原因是近地侧生长素浓度高,生长速度快
D.乙烯对拟南芥根部的向地性现象的发生有抑制作用
【答案】 C
【解析】 根近地侧生长素浓度高会抑制生长(根对生长素敏感),导致远地侧生长快而向地弯曲生长。
6.(2025·河南三门峡联考)某学习小组的同学选择大小、长势、生理状态相同的燕麦幼苗进行如图所示实验(甲、乙两组幼苗均横放,乙组幼苗遮光,甲组装置下部开孔可透光,光源置于甲装置正下方),观察幼苗弯曲生长情况。下列分析错误的是(　　)
A.若幼苗向上弯曲生长程度甲<乙,则弯曲部位下侧生长素含量甲<乙
B.若甲幼苗向下弯曲生长,乙幼苗向上弯曲生长,则弯曲部位下侧生长素含量甲<乙
C.若甲幼苗水平生长,乙幼苗向上弯曲生长,则乙幼苗弯曲部位下侧生长素含量等于甲幼苗相同茎段下侧生长素含量
D.若幼苗向上弯曲生长程度甲≈乙,说明重力对生长素分布的影响远大于单侧光
【答案】 C
【解析】 茎对生长素的敏感性较低,生长素浓度高的一侧生长速度快于生长素浓度低的一侧。若幼苗向上弯曲生长程度甲<乙,说明乙组弯曲部位下侧细胞伸长更明显,可推测弯曲部位下侧生长素含量甲<乙;若甲幼苗向下弯曲生长,说明甲弯曲部位下侧生长素少,生长慢,乙幼苗向上弯曲生长,说明乙弯曲部位下侧生长素多,生长快,所以弯曲部位下侧生长素含量甲<乙;若甲幼苗水平生长,则说明甲茎段下侧和上侧生长素含量相同,促进作用相同,乙幼苗向上弯曲生长,说明乙弯曲部位下侧生长素含量多,生长快,推测乙幼苗弯曲部位下侧生长素含量大于甲幼苗相同茎段下侧生长素含量,而不是甲=乙;若幼苗向上弯曲生长程度甲≈乙,说明重力对生长素分布的影响远大于单侧光(因为甲组有单侧光,乙组遮光,最终弯曲程度相同,说明重力的影响占主导)。
7.(2025·广东广州三模)稻抛秧栽培技术是指将水稻秧苗通过撒抛等方式抛出,使其自由落入田间定植的一种水稻栽培法。不少秧苗落地后平躺在田面,但最终直立生长,该调节过程可能与重力等环境因素影响生长素的分布有关。探究不同处理对水稻根的向重力性生长的影响,结果如下表所示。下列分析错误的是(　　)
处理 根是否具有向重力性生长
野生型 有
ABA合成缺失突变体 有
ABA合成缺失 突变体+去除根冠 无
生长素运输缺陷突变体 无
A.根冠可能是根部感受重力的部位
B.根的向重力性生长与生长素的运输有关
C.为了便于实验现象的观察,操作时根应垂直于地面放置
D.若对生长素运输缺陷突变体施用ABA,其实验结果不变
【答案】 C
【解析】 根据表格中“ABA合成缺失突变体”处理组的根具有向重力性生长,和“ABA合成缺失突变体+去除根冠”处理组的根无向重力性生长结果对比可知,根向重力性生长与根冠有关,根冠可能是根部感受重力的部位;根据表格中“野生型”组根具有向重力性生长,而“生长素运输缺陷突变体”处理组根无向重力性生长结果对比可知,生长素的运输影响了根向重力性生长;若根垂直放置,那么无法判断根是否具有向重力性生长,因此根应该水平放置,方便观察现象;根据表格中“野生型”组根具有向重力性生长,而“ABA合成缺失突变体”处理组根仍然具有向重力性生长结果可知,ABA缺失与否并不影响根的向重力生长特性,综合判断,若对生长素运输缺陷突变体施用ABA,实验结果不变,即根仍然无向重力性生长。

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