2024年高中生物新教材同步选择性必修第一册 第5章 第2节　其他植物激素

第2节其他植物激素[学习目标]1.举例说出赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的作用。2.举例说明植物激素之间存在复杂的相互作用。一、其他植物激素的种类和作用1．其他植物激素的种类和作用种类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、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的各个部位促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落油菜素内酯植物的花粉、种子、茎和叶等促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等2.调控方式：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。判断正误(1)赤霉菌能产生促进植株增高的植物激素——赤霉素()(2)生长素和乙烯均能促进果实成熟()答案(1)×(2)×特别提醒促进果实发育≠促进果实成熟(1)生长素或赤霉素对果实的作用主要是促进果实发育，即主要是使子房膨大形成果实及果实体积的增大。(2)乙烯对果实的作用主要是促进果实成熟，主要是使果实的含糖量、口味等果实品质发生变化。任务一：分析以下资料，总结赤霉素的发现过程及其作用1．资料1：1926年，科学家观察到，当水稻感染了赤霉菌后会疯长(恶苗病)，结实率大大降低。研究者将赤霉菌培养基的滤液喷施到水稻幼苗上，也出现了恶苗病的症状。我们从这份资料中能得到哪些重要信息？提示导致水稻患恶苗病的不是赤霉菌菌体，而是赤霉菌产生的某种化学物质。2．资料2：1935年，科学家从培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质，称之为赤霉素(简称GA)。资料3：20世纪50年代，科学家从赤霉菌培养液中分离和鉴定了可导致水稻患恶苗病的三种不同的赤霉素，分别命名为GA1、GA2、GA3。根据以上资料能不能确定赤霉素是植物激素呢？提示还不能确定赤霉素是植物激素，因为科学家们只是从赤霉菌的培养液中得到了这种化学物质，它从来没有在植物体内发现过。3．实验：20世纪50年代，科学家发现：外源性赤霉素可以使矮生型玉米(一种突变体)显著长高，可以达到正常玉米的高度，但是不能使正常(野生型)玉米明显增高。根据这一实验现象，你认同下面哪种解释？说出理由。①矮生型和野生型玉米体内均可产生内源性赤霉素，但矮生型缺乏赤霉素的受体。②矮生型玉米体内产生的内源性赤霉素较正常玉米少，外源性赤霉素补充了内源性赤霉素的不足。提示认同第②种解释。第①种解释，如果矮生型玉米缺乏赤霉素受体，即使施加外源性赤霉素，也不会使矮生型玉米长高。第②种解释，如果矮生型玉米的内源性赤霉素少，则施加外源性赤霉素后会使其显著长高。而正常玉米由于自身的内源性赤霉素够用，所以对外源性赤霉素不敏感。因此第②种解释更为合理。4．资料4：1958年，人们从红花菜豆未成熟的种子中提纯了赤霉素GA1。后来又陆续发现了植物体内有多种赤霉素。5．实验：种子中的赤霉素主要来自胚，它可促进种子等休眠体的萌发。小麦种子的胚乳中储存大量淀粉，水解后可为胚的萌发提供充足的能源物质。某兴趣小组为了探究赤霉素促进种子萌发的原理，用去胚小麦种子(保留完整胚乳)做了下面的实验。分析并解释实验现象，据此推测赤霉素是如何促进种子萌发的？提示赤霉素可以诱导胚乳产生淀粉酶，淀粉酶促进淀粉分解，为胚的萌发提供充足的能源物质，从而促进了种子的萌发。1．(2022·全国甲，3)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答案A解析赤霉素具有促进细胞伸长的作用，该作用的发挥需要与受体结合后才能完成，故喷施某种激素后某种作物的矮生突变体长高，说明该矮生突变体矮生的原因可能是缺乏赤霉素而非赤霉素受体合成受阻，A正确，B错误；脱落酸抑制植物的生长，与题干信息不符，C、D错误。2．植物生命活动是多种激素共同调节的结果。下列叙述错误的是()A．植株的增高主要与脱落酸、赤霉素有关B．用一定浓度的赤霉素溶液处理种子能促进种子萌发C．生长素、赤霉素和细胞分裂素都与果实的发育有关D．细胞分裂素能用于果实保鲜，乙烯能促进果实成熟答案A解析植物长高需要细胞的分裂和伸长，需要细胞分裂素、生长素、赤霉素等植物激素的作用，而脱落酸会抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落，维持种子休眠，A错误。二、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。同时，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．在植物各器官中同时存在着多种植物激素，决定器官生长、发育的因素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．在植物生长发育的过程中，不同激素的调节往往表现出一定的顺序性。判断正误(1)生长素主要促进细胞质的分裂()(2)黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高，有利于分化形成雄花()答案(1)×(2)×任务二：植物激素间的相互作用及其原理1．植物激素间相互作用的实例(1)资料1：在实验条件下，离体的植物细胞在只有生长素的条件下，会形成大量多核细胞。如果同时存在细胞分裂素，生长素就能促进细胞迅速分裂。据此分析，生长素和细胞分裂素如何调节细胞分裂？二者有什么关系？提示生长素促进细胞核分裂，细胞分裂素促进细胞质分裂。在促进细胞分裂方面，二者表现为协同作用。(2)资料2：所谓胎萌现象，是指种子在脱离母体前就开始萌发的现象，脱落酸(ABA)合成缺陷型突变体经常会出现胎萌现象，而外源ABA可抑制胎萌现象。另外，据科学家研究表明用赤霉素处理玉米种子，也可促进其发芽。以上事实说明脱落酸和赤霉素在调节种子萌发上具有什么关系？提示脱落酸可以抑制种子萌发，赤霉素可以促进种子萌发，两者作用效果相反。(3)资料3：拟南芥赤霉素(GA)缺陷型突变体的种子GA含量极低，在缺乏外源GA的培养基上是不能发芽的。若诱变处理，筛选出能够发芽的突变株，发现不是能合成GA的回复突变株，而是脱落酸(ABA)缺陷型突变株。检测发现这种双突变株种子内两种激素的绝对水平都极低。只是ABA与GA的比值与野生型相同。由此说明ABA和GA调节种子萌发时有什么特点？提示种子的休眠与萌发并非取决于两种激素的绝对含量，而是由二者比例(相对含量)决定，ABA与GA比值较高促进休眠，反之促进萌发。2．植物激素间相互作用的原理(1)生长素和乙烯之间的相互作用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，而乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素促进细胞伸长的作用。如图：(2)生长素和赤霉素之间的相互作用资料4：豌豆幼苗实验：操作步骤如图1所示，一段时间后测定幼苗中GA的含量，结果如图2所示。资料5：GA对IAA水平的影响通过资料4、5，请你概括生长素和赤霉素协同促进生长的原理是什么？提示由资料4实验结果可知，生长素可提高赤霉素的水平；由资料5可知，赤霉素可提高生长素的水平。二者相互促进，因此表现为协同作用。3．植物激素在不同发育阶段的动态(1)由草莓果实发育和成熟过程中乙烯含量的动态变化图，你能得出什么结论？提示在植物生长发育过程中，乙烯的含量会发生变化。(2)观察猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化，思考并回答问题：①生长素、细胞分裂素和赤霉素的含量如何变化？这种变化有什么意义？提示生长素、细胞分裂素和赤霉素的含量先升高后降低。前期含量升高的意义是这些激素能较好地促进果实的生长和膨大；后期含量处于低水平有利于果实成熟。②脱落酸在果实发育和成熟的过程中起到什么作用？提示脱落酸在开花初期含量较高，其能促进花瓣的脱落，有利于果实的发育；后期含量升高，有利于果实的成熟、衰老和脱落。(3)由上述各种激素变化能得出什么结论？提示在植物生长发育和适应环境的过程中，各种激素水平有如下变化特点：①各种激素的含量会发生变化；②不同激素的调节还往往表现出一定的顺序性。各种植物激素间的相互作用协同作用激素促进植物生长细胞分裂素、生长素、赤霉素延缓叶片衰老生长素、细胞分裂素促进果实坐果和生长生长素、细胞分裂素、赤霉素效果相反作用起促进作用的激素起抑制作用的激素器官脱落脱落酸、乙烯生长素、细胞分裂素种子发芽赤霉素脱落酸叶片衰老脱落酸生长素、细胞分裂素气孔张开细胞分裂素脱落酸3．苹果果实发育和成熟过程中，赤霉素、乙烯、细胞分裂素等激素变化情况如图所示，下列分析中合理的是()A．曲线a、b、c分别代表赤霉素、细胞分裂素和乙烯B．在果实生长发育的各阶段，生长素都起主要作用C．b在果实发育前两个阶段主要发挥了促进细胞分裂、分化和伸长的作用D．苹果树的生长发育也是图中四种植物激素共同调节的结果答案C解析曲线a、b、c分别代表细胞分裂素、赤霉素、乙烯，A错误；在果实生长发育过程的各阶段，多种植物激素共同协调发挥作用，但不同阶段起主要作用的激素不同，B错误；b(赤霉素)在果实发育前两个阶段即细胞分裂阶段和细胞伸长阶段含量均较高，故主要发挥了促进细胞分裂、分化和伸长的作用，C正确；该图只能说明苹果果实的生长发育是图中四种植物激素共同调节的结果，但不能说明整个苹果树的生长发育是图中四种植物激素共同调节的结果，D错误。4．科学家进行探究植物激素对豌豆植株侧芽影响的实验，结果如图。下列分析错误的是()A．顶芽分泌的生长素对侧芽的生长有抑制作用B．赤霉素能解除顶芽对侧芽生长的抑制作用C．细胞分裂素能解除顶芽对侧芽生长的抑制作用D．侧芽生长速度不同是因为侧芽内生长素浓度不同答案B解析比较曲线1、2、4，可得顶芽分泌的生长素对侧芽的生长有抑制作用，A正确；比较曲线4与5，可以知道赤霉素能促进侧芽生长，但不能得出赤霉素能解除顶芽对侧芽生长的抑制作用，B错误；比较1、3、4可知，细胞分裂素能解除顶芽对侧芽的抑制作用，C正确。题组一其他植物激素的种类和作用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．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．乙烯和赤霉素答案A解析脱落酸的作用是抑制细胞分裂，使植物体处于休眠状态，而赤霉素的作用是促进种子萌发，打破种子的休眠状态。2．下列有关植物激素的叙述，不正确的是()A．使用适宜浓度的生长素可促进果实发育B．使用适宜浓度的赤霉素处理芹菜幼苗，能提高芹菜的产量C．使用适宜浓度的脱落酸处理浸泡过的小麦种子，能提高种子的萌发率D．使用适宜浓度的乙烯处理凤梨，能让凤梨提前上市答案C解析赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高，B项正确；脱落酸抑制细胞分裂和种子发芽，C项错误；乙烯的主要作用是促进果实成熟，D项正确。3．下列关于植物激素的说法错误的是()A．赤霉素既可以促进细胞伸长、细胞分裂以及细胞分化，也可以促进种子萌发和果实发育B．脱落酸主要在根冠和萎蔫的叶片中合成，具有维持种子休眠的作用C．乙烯和赤霉素均具有促进开花的作用，植物失水过多时脱落酸的含量增加D．细胞分裂素可以促进芽的分化、抑制叶绿素的合成，与脱落酸作用相反答案D解析乙烯和赤霉素均具有促进开花的作用，脱落酸具有促进气孔关闭的作用，C正确；细胞分裂素可以促进芽的分化、叶绿素的合成，与脱落酸作用相反，D错误。4．植物叶片脱落酸积累会导致气孔关闭。大豆叶片相对含水量、气孔开放程度、脱落酸含量随时间变化情况如图所示。第1～4天持续干旱，第5天测定后浇水。下列说法错误的是()A．干旱会加速叶片的脱落B．随干旱时间延长，气孔关闭，叶片光合速率降低C．浇水后，叶片脱落酸含量随含水量的升高而升高D．叶面喷施适宜浓度的脱落酸能减少叶片水分散失答案C解析干旱引起脱落酸含量增加，促进叶片脱落，从而减少水的散失，A正确；随干旱时间延长，气孔关闭，二氧化碳吸收不足，光合速率降低，B正确；浇水后(应看图中第6天及以后)脱落酸含量下降，C错误；喷施脱落酸会引起气孔关闭，能减少叶片水分散失，D正确。题组二植物激素间的相互作用5．下列关于植物激素的说法，不正确的是()A.各种植物激素不是各自单独发挥作用的，而是通过复杂的途径共同调节着植物的生命活动B．当生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成C．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D．生长素和赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸协同合作，共同调节植物的生命活动答案D解析各种植物激素不是单独起作用，而是通过复杂的途径共同调节植物的生命活动，生长素和赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸五种植物激素之间有些是协同合作，有些作用效果相反，D错误。6．(2022·江苏海安市立发中学高二期中)科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度生长素促进细胞伸长，高浓度生长素抑制细胞伸长，生长素对细胞生长调节的机理如下图。下列相关叙述正确的是()A．生长素主要通过控制乙烯的合成参与细胞代谢，调控细胞的伸长B．乙烯具有促进果实成熟和直接抑制细胞伸长的作用C．植物体中能合成生长素的部位都能合成乙烯，合成乙烯的部位不一定能合成生长素D．生长素和乙烯均可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输答案C解析生长素属于信息分子，通过调控细胞代谢，从而调控细胞的伸长，生长素浓度增加到一定值时，才会促进切段中乙烯的合成，从而控制生长，A错误；乙烯具有促进果实成熟的作用，乙烯含量增多反过来抑制生长素对细胞伸长生长的作用，B错误；植物体中的各个部位都能合成乙烯，合成生长素的主要部位是幼嫩的叶、芽和发育中的种子，有的部位不能合成生长素(如无尖端的胚芽鞘就不能合成)，C正确；生长素可通过主动运输进行细胞间的跨膜运输，乙烯是气体，通过自由扩散进行细胞间的跨膜运输，D错误。7．如图为猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化，据图判断，下列选项不正确的是()A．开花后10～23天为果实生长发育的主要时期，推断原因是此时生长素和细胞分裂素的分泌较多B．在植物生长发育过程中，不同激素的调节表现出一定的顺序性C．脱落酸的分泌可以抑制细胞分裂，细胞分裂素可以促进细胞分裂，两种激素作用相互抗衡，因此不会同时存在D．若遇到持续阴雨天，可在猕猴桃雌蕊柱头上喷洒适量的生长素以促进果实的发育答案C解析细胞分裂素促进细胞分裂，脱落酸能抑制细胞的分裂，细胞分裂素和脱落酸作用效果相反，植物的生长发育是由多种激素相互协调、共同调节的，因此两种激素可以同时存在，C错误。8．如图表示多种植物激素对黄瓜幼苗生长的调节作用，据图判断，下列有关说法错误的是()A．①②③代表的植物激素分别是赤霉素、生长素、乙烯B．激素①②③在促进幼苗生长过程中具有协同作用C．激素②的生理作用特点为低浓度促进生长，过高浓度抑制生长D．除图中的激素①②③外，在幼苗生长过程中还有其他植物激素的作用答案B解析分析题图可知，①和②都可以促进细胞伸长，说明它们可能是赤霉素和生长素，因为确。9．大麦种子萌发过程中需要α-淀粉酶水解淀粉供胚生长需要。赤霉素与受体GID1结合后通过一系列过程激活淀粉酶基因的表达，促进种子萌发；脱落酸可以抑制种子萌发；细胞分裂素可促进种子的萌发。下列叙述正确的是()A．植物激素可直接参与细胞的代谢进而调节植物的生命活动B．冲洗种子有利于脱落酸溶于水，可以加强对种子萌发的抑制作用C．GID1基因突变体中α-淀粉酶基因的表达受影响，种子不能正常萌发D．适宜浓度的细胞分裂素和脱落酸协同作用可以解除对种子萌发的抑制答案C解析植物激素不直接参与细胞代谢，只对植物体的生命活动进行调节，A错误；冲洗种子有利于脱落酸溶于水，进而解除脱落酸对种子萌发的抑制作用，B错误；α-淀粉酶基因的表达可促进种子萌发，因此GID1基因突变体中α-淀粉酶基因的表达受抑制，种子不能正常萌发，C正确；脱落酸可以抑制种子萌发，细胞分裂素可促进种子的萌发，两者作用效果相反，D错误。10．野生山樱桃种子休眠期脱落酸含量高，抑制其萌发。为提高其发芽率，研究人员开展了实验研究，处理方法及结果如图所示。下列叙述错误的是()A．适宜浓度的赤霉素能够解除脱落酸的抑制作用B．图示数据中500mg/L的赤霉素处理48h对山樱桃种子萌发的促进作用最强C．结果显示赤霉素浓度过高对山樱桃种子萌发有抑制作用D．适当增加处理时间能有效促进山樱桃种子的萌发答案C解析图示中用不同浓度的赤霉素处理后，种子的发芽率均高于对照组，说明图示浓度的赤霉素对种子萌发均为促进作用，C错误。11．脱落酸(ABA)具有诱导基因表达、使气孔导度变化等多种作用。研究表明，脱落酸同时具有细胞内和细胞外两类受体。有人为探究ABA调节气孔导度过程中是通过哪类受体完成的调节途径，以清水浸泡过的紫露草叶片为材料，做了如下实验(“－”表示未处理，“＋”表示进行了相应处理)。项目同位素标记的ABA涂抹显微注射同位素标记的ABA放射性位置实验起始气孔导度/μm实验结束气孔导度/μm1－－－7.16.52＋－保卫细胞表面7.42.33－＋保卫细胞内部7.06.4下列描述正确的是()A．脱落酸可以在植物体内大量合成B．该实验说明ABA诱导气孔关闭是通过与细胞膜上的受体结合进行调节的C．实验材料用清水浸泡使气孔导度大致相同，是为了控制自变量D．脱落酸若在保卫细胞内降解，则细胞内不会检测到放射性答案B解析脱落酸是植物激素，具有微量、高效的特点，所以在植物体内含量并不多，A错误；实验材料用清水浸泡使气孔导度大致相同，是控制无关变量，C错误；脱落酸若在保卫细胞内降解，则其降解产物首先出现在细胞内，所以细胞内能够检测到放射性，D错误。12．(2023·江苏扬州高二质检)油菜素内酯(BL)是植物体内的重要激素，科研人员利用不同浓度的BL和生长素(IAA)处理萌发的种子，观察二者对主根伸长的影响，结果如图所示。下列有关说法正确的是()A．单独IAA处理时，其浓度大于100nmol/L后抑制主根伸长B．BL和IAA对主根伸长的作用均表现为低浓度促进，高浓度抑制C．在IAA浓度为0～10nmol/L时，BL对主根伸长的抑制作用加强D．随IAA浓度不断增加，BL对主根伸长的作用由抑制转为促进答案C解析由题图分析可知，单独IAA处理时，浓度大于100nmol/L时，随着IAA浓度的增大，对主根伸长的促进作用逐渐减弱，直至抑制主根伸长，且随浓度的增大，抑制作用增强，A错误；IAA浓度为0～10nmol/L时，由题图虚线是下降的可知，BL对主根伸长的抑制作用加强，C正确；仅由题中给出的数据可知，100nmol/L的BL对主根伸长表现出的是抑制作用，没有表现出促进作用，D错误。13．(2022·山东菏泽高二期末)为探究植物激素对植物性别分化的影响，研究人员进行了如表所示的实验处理。下列相关分析正确的是()组别处理结果1完整植株雌、雄株各占一半2去部分根雄株占多数3去部分根＋施用细胞分裂素雌株占多数4去部分叶雌株占多数5去部分叶＋施用赤霉素雄株占多数A.根产生的赤霉素能促进雌株形成B．叶产生了促进雌株形成的细胞分裂素C．若对完整植株施用赤霉素合成抑制剂，则雌株数量减少D．赤霉素和细胞分裂素对性别分化的作用效果相反答案D解析由1、2、3组处理结果可知，根产生促进雌株形成的细胞分裂素，A错误；由1、4、5组处理结果可知，叶产生促进雄株形成的赤霉素，B错误；若对完整植株施用赤霉素合成抑制剂，则促进雄株形成的赤霉素合成量减少，雄株数量减少，雌株数量增多，C错误；赤霉素促进雄株形成，细胞分裂素促进雌株形成，二者对性别分化的作用效果相反，D正确。14．植物生命活动调节的基本形式是激素调节，请回答下列有关植物激素的问题：(1)植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到________部位，对植物的生长发育有显著影响的____________。植物激素对植物生长发育的调控，通常是通过调控________、________、________和________等方式实现的。(2)在植物生长发育过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素__________________。如图表示赤霉素对植物体内生长素含量的调节关系，图示中X表示赤霉素对生长素的分解具有________作用，这种作用很可能是通过降低该过程中________________来实现的。(3)小麦在即将成熟时，如果经历一段时间的干热之后又遇大雨，种子就容易在穗上发芽。这种现象主要与________(填激素名称)在高温条件下容易降解有关，而且大雨为种子萌发提供了________________________________________________________________________。答案(1)作用微量有机物细胞分裂细胞伸长细胞分化细胞死亡(2)共同调控抑制酶的活性(3)脱落酸水分解析(1)根据植物激素的定义可以填出相关内容，植物激素是由植物体内产生，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。一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过