2023-2024学年高二生物期末复习知识点总结第5章植物生命活动的调节新人教版选择性必修1

5.1植物生长素一、植物生长素的发现过程1.向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源生长的现象。（1）向性运动：植物体受到单一方向的刺激而引起的定向运动，称为向性运动，如向光性、向肥性、向水性、向地性等。（2）意义：植物对于外界环境的适应。2.生长素的发现探究实验项目实验处理实验结论达尔文的实验胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递某种“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。鲍森·詹森的实验胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部拜尔的实验胚芽鞘的弯曲生长是由胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的温特的实验胚芽鞘的尖端确实产生了某种促进生长的物质，这种物质可由尖端向下运输，促进下部的生长，该物质被命名为生长素后续的研究：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）。1946年，人们从高等植物中将生长素分离出来，并证明就是吲AA。（注意：吲哚乙酸不是蛋白质）进一步研究发现，苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等都属于生长素。二、生长素的合成、运输、分布1.生长素的化学成分：一般是指吲哚乙酸（IAA），此外还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等。2.生长素的合成和分布：（1）产生：生长素合成的主要部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子。合成原料：色氨酸。（2）分布：生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地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。生长素在趋向衰老的组织和器官中含量较少。分布部位：在生长旺盛的部位。总体来说，生长素的分布是：产生部位＜积累部位：如顶芽＜侧芽；分生区＜伸长区生长旺盛部位＞衰老组织：如生长点＞老根3.生长素的运输：（1）极性运输：从形态学上端到形态学的下端运输，运输方式为主动运输。①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，也就是单方向地运输，这种运输方式称为极性运输②根与茎的形态学上端与下端：植物的根一般生活在土壤里，即地面以下，而茎与叶等一般在地面以上。以地面为基准，靠近地面的一端都是形态学下端，远离地面的一端都是形态学上端。对根来说，根尖是形态学的上端；对茎来说，茎尖是形态学上端。注意说明：（1）生长素的极性运输方向不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变（2）生长素的极性运输属于主动运输，消耗能量，需要载体（2）非极性运输：在某些成熟组织中通过输导组织进行运输，该种运输与有机物的运输没有区别。（3）横向运输：受单侧光、重力或向心力等的影响而产生的运输方式，最终会导致生长素的分布不均匀。在一些细胞分裂特别旺盛的部位，受外界某些因素（如单侧光、重力等）的影响，生长素在形态学上端发生横向运输，从而导致生长素在尖端分布不均匀，尖端以下部位不能进行横向运输。4.向光性的解释（1）胚芽鞘实验中的4个结论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生长素横向运输的部位：胚芽鞘尖端。（2）胚芽鞘向光性的原理见下图。5.植物激素（1）概念：由植物体内产生，从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物。（2）种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。（3）功能：作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。（4）三个主要特点：①植物细胞内代谢产生（无专门分泌器官）；②能从产生部位运输到作用部位（运输方式和速度因激素种类、植物种类和器官种类的不同而不同）；③微量、高效的有机物6.植物向性运动情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向右侧弯曲生长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，都促进水平生长②a<b，c<d，a、c、d促进生长，b抑制生长三、生长素的生理作用1.生长素的生理作用（1）细胞水平：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。（2）器官水平：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定芽发生，影响花、叶和果实发育等。（3）作用途径：生长素与细胞内特异性受体蛋白结合→细胞内一系列信号传导→特定的基因表达→产生效应（首先与细胞内生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定的基因表达，从而产生效应。）2.生长素的两重性（1）生理作用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(既能促进生长，也能抑制生长,既能促进发芽，也能抑制发芽,既能防止落花落果，也能疏花疏果,此外，生长素能促进果实发育))（2）特点：两重性，即低浓度促进，高浓度抑制。注意：促进与抑制要与没有生长素的生长状况做参照。（3）生长素的两重性分析①不同器官对生长素的敏感程度曲线分析同一浓度的生长素作用于不同器官，引起的生理功效不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同（敏感性大小：根>芽>茎）。另外：幼嫩的细胞比衰老的细胞敏感。②不同植物对生长素的敏感程度曲线分析：双子叶植物比单子叶植物敏感。（5）生长素作用的两重性实例①顶端优势概念：植物的顶芽优先生长、侧芽生长受到抑制的现象。原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽生长素浓度较高。由于侧芽对生长素比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。解除方法：摘除顶芽，使侧芽处生长素浓度降低，侧芽萌动、加快生长应用：农民会适时摘除棉花的顶芽以促进侧芽的发育，使它多开花、多结果；园艺师会适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树形圆润、丰满。应用：棉花打顶；果树整枝，园林造型等。②根的向地性注意：茎的背地性没有体现两重性。5.2其他植物激素一、其他植物激素的种类和作用1.赤霉素（GA）：（1）赤霉素的发现过程①现象（恶苗病）：水稻感染了赤霍菌后，植株疯长，结实率大大降低。（当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长的现象，病株往往比正常植株高50%以上，并且结实率大大降低，因而称为恶苗病。）②研究方法：给水稻喷施赤霍菌培养基滤液。（研究者将赤霉菌培养基的滤液喷施到水稻幼苗上，也出现了恶苗病症状）③1935年，科学家从培养基滤液中分离出赤霉素。（科学家从赤霉菌培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质，命名为赤霉素，简称GA）④到20世纪50年代，科学家发现被子植物体内存在赤霉素。此后，科学家进一步研究，不但发现赤霉素在植物中普遍存在，而且知道了植物体内的赤霉素包括许多种。后来科学家发现了植物体内还有细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素，并逐渐弄清楚了这些植物激素的生理作用。（2）合成部位：幼芽、幼根、未成熟的种子。（3）主要作用：促进细胞伸长；促进细胞分裂分化；打破休眠；促进种子萌发、开花、果实发育；促进α淀粉酶的合成。（4）主要分布：主要在植物生长相对旺盛的部位。2.细胞分裂素：（1）合成部位：主要是根尖。（2）主要作用：促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。（3）主要分布：在进行细胞分裂的部位。3.乙烯：（1）合成部位：各个部位。（2）主要作用：促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实的脱落。（3）主要分布：分生组织、萌发的种子、凋谢的花和成熟的果实中4.脱落酸：（1）合成部位：根冠、萎蔫的叶片。（2）主要作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老与脱落；维持种子的休眠。（3）主要分布：在将要脱落或进入休眠期的器官和组织中。5.油菜素内酯：促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。总结：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、细胞死亡等方式实现的。通过调节基因的表达实现的二、植物激素的相互作用1.在植物生长发育和适应环境变化的过程中，是多种激素相互协调、共同作用的结果。例如：生长素与细胞分裂素协调促进细胞的分裂；赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发；高浓度的生长素会促进乙烯的合成，乙烯会反过来抑制生长素的作用。2.植物体各个器官中同时存在多种激素，决定器官生长发育的，往往不是某种激素的绝对含量，而是是多种激索共同调控植物的生长发育和对环境的适应。例如：黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值高，有利于分化形成雌花，比值低有利于分化形成雄花。（1）协同作用：两种或多种激素结合使用时，其效果大于分别单独使用。（2）作用效果相反：在调节子萌发中，赤霉素促进萌发，脱落酸抑制萌发，二者作用效果相反。（3）相互作用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。4.在植物生长发育过程中，不同激素的调节还往往表现出一定的顺序性。例如：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，调节果实的发育和成熟。5.各种激素相互作用总结（1）器官脱落（2）种子萌发（3）果实生长（4）顶端优势（5）细胞分裂素、生长素→延缓衰老（6）生长素、赤霉素、细胞分裂素→促进生长植物的生长、发育，是由多种激素相互作用形成的调节网络调控的。5.3植物生长调节剂的应用一、植物生长调节剂的类型和作用1.概念：人工合成的、对植物生长发育具有调节作用的化学物质。生长素类似物是植物生长调节剂的一种。2.分类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸；另一类分子结构和植物激素完全不同，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。3.作用：（1）延长或终止种子、芽及块茎的休眠。（2）调节雌雄花的比例。（3）促进或阻止开花。（4）诱导或控制果实脱落。（5）控制植株高度、形状等。（6）减轻人工劳动，如减少园林植物的修剪次数。4.特点：（1）植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定、应用领域广等优点。（2）用量小、速度快、效益高，大部分作物一季只需在规定时间内喷施一次。5.植物生长调节剂不是营养物质，也不是万灵药，必须配合浇水施肥等措施，恰当施用，才能发挥效果。6使用不当的后果（1）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（2）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。二、植物生长调节剂的施用1.施用：恰当选择；综合考虑施用目的、效果、毒性，调节剂的残留、价格和施用等；考虑浓度、时间、施用部位及当时的气候和植物的生理状态等。2.植物生长调节剂的使用要点（1）使用剂量应适当，不得随意增加。（2）不能随意混用。（3）使用方法要得当。（4）生长调节剂并不能代替化肥施用，生长调节剂只能起到调节作用，不能作为肥料的替代品。在水肥不足的情况下，喷施过多的植物生长调节剂对植株有害。（5）植物生长调节剂属于农药类产品，产品包装必须有正式的“农药三证”，标记带为黄色。（6）必须严格按照说明书来操作，做好保护措施。3.实例（1）促进果实成熟。例如：喷酒一定浓度的生长素类似物，可控制柑橘和葡萄柚的落果，使之在未采摘时不脱落；用乙烯利催熟风梨；等等。（2）促进植物生长，如赤霉素促进芦苇生长。（3）诱导酶的形成，如酿酒时用赤霉素处理大麦，诱导其产生α-淀粉酶。（4）培育无籽果实和促进作物结实。例如：用一定浓度的生长素类似物处理未受粉番茄雌蕊的柱头，可得到无籽番茄;早期喷酒赤素可促进某些作物结实。（5）促进插枝条生根、疏花疏果。（6）细胞分裂素和青鲜素可用于农产品的储藏保鲜。（7）有些植物生长调节剂（如2，4-D）可作为除草剂。4.植物生长调节剂的应用方法（1）喷雾在掌握适期和配准浓度的同时要选择适宜田块喷雾。如棉花喷施调节啶或节胺，要选择相对茎叶生长旺盛的田块喷施。（2）点花要选好药剂和浓度，避免高温点花，特别是2，4-D和防落素用于番茄、茄子时，在药液中适当加颜料混合，防止重复点花。（3）浸蘸浸蘸要注意浓度与环境的关系。空气干燥时，枝叶蒸发量大，要适当提高浓缩短浸时间，避免插条吸收过量药剂引起药害。另外注意扦插温度。还要意抓好插条药后管理。插条宜放在通气、排水良好的沙质土壤中，防止阳光射。种子也可以浸渍5.化学除草剂的原理和优点（1）除草剂的作用原理：某些人工合成的植物生长调节剂，在浓度较低时，具有刺激植物生长的作用；一旦浓度超过一定值，就会严重破坏植物的生理过程，甚至导致植物死亡。（2）化学除草剂的优点：①效率高，应用方便，经济合算；②有选择性，只杀死杂草，一般不伤害作物；③有的有持久性，能够在作物的整个生长季节都留在土壤中发挥作用，有的还具有低毒、无残留等特点。三、探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度（一）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2，4-D可以促进插条生根，浓度过高时会抑制生根，高浓度的2，4-D甚至会将双子叶植物杀死。2，4-D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。用生长素类似物处理插条的方法有浸泡法（浓度较低）和沾蘸法（浓度较高）。2.实验过程（1）制作插条：把形态、大小一致的插条分成多组，每组3个（2）配置梯度：取生长素类似物（NAA为例）按照不同的比例稀释成多份，用蒸馏水作为空白对照（3）处理插条：①浸泡法：把插条的基部浸泡在配置好的溶液中，深约3cm，处理几小时至一天（适宜溶液浓度较低时）②沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm即可（4）实验培养：把每组处理过的枝条下端依浓度梯度从小到大分别放入盛有清水的容器中浸泡，放在适宜温度下培养。注意：预实验的目的是为正式实验摸索实验条件，检验实验设计的防止盲目开展实验而造成的人力或物力的浪费，并不能够减少误差。3.实验结果分析实验的测量指标可以是枝条的生根数目，也可以是生根的长度。在实验过程中，可能会出现不同浓度的生长素类似物对促进生根的效果相同的情况，那么最适浓度应该在这两个浓度之间。5.4环境因素参与调节植物的生命活动一、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实例1：少数植物（烟草、莴苣等）种子在光下才能萌发，该种植物种子一般较小，储存营养物质少；有些植物种子（早熟禾、毛蕊花）在有光条件下萌发的好；有些植物种子（洋葱、番茄）萌发受光的抑制。实例2：光影响叶绿素的形成。实例3：植物的开花受光照时间长短的影响。根据这种情况将植物分为长日照植物和短日照植物。以上资料总结：在自然界中，种子萌发、植株生长、开花、衰老等都会受到到光的调控。植物的向光性生长、实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种信号，影响、调控植物生长发育的全过程2.光的信号作用：植物含有光敏色素，能够接受光信号分子，从而调控自身的生长、发育全过程。（1）接受光信号的分子植物具有能接受光信号的分子，所以能够对光作出反应。（2）光敏色素①本质：一类蛋白质（色素—蛋白复合体）②分布：植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富③功能：主要吸收红光和远红光（3）光调节植物生长发育的机制受到光照照射时，光敏色素结构发生变化，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）影响植物的光形态建成光控制细胞的分化、结构和功能适应外界环境，如种子萌发、植物开花、叶片脱落、植物生长等。（5）光周期生物体内有使它们响应24小时周期内光、暗长度变化的机制，称为光周期。植物感受光周期的部位是叶子。二、参与植物生命活动调节的其他环境因素1.温度：高等植物的生长需要各个器官的整体协调和配合。该调节依赖于基因的选择性表达。温度能够影响植物以下几个方面。（1）年轮形