高中生物 选择性必修一 植物激素调节 知识清单

高中生物选择性必修一植物激素调节知识清单一、植物生长素的发现：科学探索的历程与核心概念（一）生长素发现过程中的经典实验【高频考点】【难点】1、达尔文父子实验（1880年）：实验材料：金丝雀虉草的胚芽鞘。实验现象与推论：（1）单侧光照射下，胚芽鞘向光弯曲生长。（2）切去胚芽鞘尖端，胚芽鞘既不生长也不弯曲。【基础】（3）用锡箔罩子罩住尖端，胚芽鞘直立生长。【基础】（4）用锡箔罩子罩住尖端下部，胚芽鞘向光弯曲生长。【基础】核心推论：胚芽鞘尖端是感受光刺激的部位【重要】；尖端产生的“影响”传到下部，导致背光侧比向光侧生长快，因而出现向光性弯曲。2、鲍森·詹森实验（1913年）：实验操作：在胚芽鞘尖端与下部之间插入琼脂片或明胶片，胚芽鞘仍能向光弯曲生长；若插入云母片（不透水），则胚芽鞘不弯曲。核心推论：尖端产生的“影响”是一种化学物质，可以透过琼脂片（凝胶）向下运输。【重要】3、拜尔实验（1918年）：实验操作：在黑暗中，将胚芽鞘尖端切除后，再放回胚芽鞘一侧。实验现象：胚芽鞘会向放置尖端的对侧弯曲生长。核心推论：尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀，是导致胚芽鞘弯曲生长的原因。【重要】4、温特实验（1928年）【高频考点】：实验操作：将胚芽鞘尖端切下，置于琼脂块上一段时间；再将此琼脂块放到切去尖端的胚芽鞘一侧。对照组使用未接触过尖端的空白琼脂块。实验现象：放置接触过尖端的琼脂块一侧，胚芽鞘会弯曲生长（向对侧弯曲）；空白琼脂块组不生长不弯曲。核心推论：尖端确实产生了一种促进生长的化学物质，命名为生长素。【重要】5、生长素的分离与鉴定：1934年，郭葛等人从植物中分离出该物质，经鉴定为吲哚乙酸（IAA）。【基础】注：植物体内具有生长素效应的物质还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等。（二）生长素的产生、运输与分布【高频考点】1、合成部位：【基础】主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。色氨酸是合成生长素的前体物质。2、运输方式：【非常重要】（1）极性运输：是指生长素只能从形态学上端（顶端）向形态学下端（基端）运输，而不能反过来运输。【高频考点】这是一种主动运输过程【重要】，需要载体蛋白并消耗能量（ATP），因此缺氧会阻碍该过程。（2）非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。（3）横向运输：在单侧光、重力等单一方向刺激下，生长素在尖端（如胚芽鞘尖端、根尖、茎尖）发生从向光侧（或近地侧）向背光侧（或远地侧）的运输。【重要】这是植物向光性、向地性产生的原因。3、分布部位：【基础】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分，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等。趋向衰老的组织和器官中则含量较少。二、生长素的生理作用：特性、机制与应用（一）作用方式与特性【非常重要】1、作用方式：生长素不直接参与细胞代谢，而是作为信号分子给细胞传递信息，调节细胞的生命活动。【基础】2、作用特性——两重性：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，甚至杀死植物。【核心原理】【高频考点】（1）具体表现：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。【难点】（2）不同器官对生长素的敏感程度不同【热点】：根、芽、茎三种器官对生长素的敏感性从大到小依次为：根>芽>茎。【必记】促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度各不相同，根的最适浓度最低（约10⁻¹⁰mol/L），茎的最适浓度最高（约10⁻⁴mol/L）。同一浓度的生长素（如10⁻⁸mol/L）对茎起促进作用，对芽可能也起促进作用，但对根可能已起抑制作用。（3）不同细胞成熟程度不同：幼嫩细胞对生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝。（二）两重性的实例分析【非常重要】【高频考点】1、顶端优势：（1）现象：顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。（2）原因分析：顶芽产生的生长素通过极性运输向下运输，大量积累在侧芽部位，使侧芽处生长素浓度过高，从而抑制侧芽生长。而顶芽处生长素浓度较低，生长被促进。【难点】（3）解除方法：摘除顶芽（打顶、摘心），使侧芽处生长素浓度降低，侧芽发育成枝条。（4）生产应用：果树修剪、棉花打顶等，以调整株型，提高产量。2、根的向地性与茎的背地性（负向地性）【热点】：（1）现象：将植物横放，一段时间后，根向地生长，茎背地生长。（2）原因分析：重力因素导致生长素横向运输，使近地侧（A、C点）生长素浓度高于远地侧（B、D点）。对于茎：近地侧（C）生长素浓度较高，但对茎来说仍属于促进范围，且促进作用大于远地侧（D），故近地侧生长快于远地侧，茎表现出背地生长。对于根：根对生长素非常敏感，近地侧（A）生长素浓度过高，抑制了该侧的生长；远地侧（B）生长素浓度较低，促进了该侧的生长，故近地侧生长慢，远地侧生长快，根表现出向地生长。（3）关键辨析【难点】：茎的背地生长不能体现生长素的两重性【重要考点】，因为高浓度和低浓度都表现为促进，只是促进程度不同。根的向地生长能体现生长素的两重性【重要考点】，因为高浓度抑制、低浓度促进。（三）生长素类似物及其应用【高频考点】1、生长素类似物：人工合成的具有与生长素相似生理效应的化学物质，如α萘乙酸（NAA）、2,4二氯苯氧乙酸（2,4D）等。【基础】2、主要应用：（1）促进扦插的枝条生根【热点】：用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插条基部（下端），可促进生根，提高成活率。（2）促进果实发育，获得无子果实【高频考点】：在未授粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物溶液，子房壁膨大发育成果实，但由于没有受精，果实内无种子。如无子番茄、无子黄瓜等。【易错点】此方法不能用于获取无子西瓜（无子西瓜是通过三倍体育种获得），也不能用于收获种子的作物（如小麦、水稻）。（3）防止落花落果：农业生产上常用生长素类似物喷洒植株，可以起到保蕾保铃的作用。（4）作为除草剂【热点】：利用双子叶植物对生长素更敏感的特点，使用高浓度的2,4D可杀死麦田（单子叶作物田）中的双子叶杂草。三、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度（探究实验）【实验与探究能力】【重要】（一）实验原理：生长素类似物在一定浓度范围内能促进插条生根，浓度过高会抑制生根，甚至导致插条死亡。（二）实验关键步骤与要点【考点】：1、预实验：【重要】（1）目的：①为正式实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性；②探究实验浓度的大致范围，避免人力、物力和财力的浪费。（2）特点：预实验设置的浓度梯度较大，也需要像正式实验一样认真进行。2、变量控制：（1）自变量：生长素类似物的不同浓度。（2）因变量：插条生根的数量（或根的长度）。（3）无关变量：所选插条的种类、大小、芽的数量、生理状况；浸泡时间；环境温度、湿度等。【易错点】必须保持相同且适宜。3、材料处理：（1）插条选择：一般选取生长旺盛、粗细一致的一年生枝条，每段保留34个饱满的芽。【注意】芽能产生生长素，若芽过多，内源生长素会影响实验结果。（2）形态学上下端判断：插条下端（基部）要削成斜面（利于吸收水分和溶液），且不能倒插（必须形态学下端插入溶液中）。（3）处理方法：①浸泡法（溶液浓度较低，处理时间较长）；②沾蘸法（溶液浓度较高，处理时间很短）。4、对照与重复：（1）对照组：必须设置清水处理的空白对照组，以比较不同浓度生长素类似物的促进或抑制效果。（2）重复组：每组实验至少要有3个或以上的插条，求平均值，以减少实验误差。（三）结果分析与结论【解题步骤】：1、绘制曲线图：以生长素类似物浓度为横坐标，以根的数量（或长度）为纵坐标，绘制曲线。2、曲线解读：（1）若某浓度下生根数量（或根长）大于对照组，说明该浓度促进生根。（2）若某浓度下生根数量（或根长）小于对照组，说明该浓度抑制生根。3、结论：在一定浓度范围内，随生长素类似物浓度升高，促进作用增强；超过最适浓度后，促进作用减弱；浓度过高，则表现为抑制作用。最适浓度是促进生根效果最好时所对应的浓度范围。四、其他植物激素：种类、作用与相互关系【基础】【高频考点】（一）其他四种植物激素的合成部位与主要作用【非常重要】【必记】1、赤霉素（GA）：（1）合成部位：幼芽、幼根和未成熟的种子。（2）主要作用：①促进细胞伸长，引起植株增高（恶苗病）；②促进种子萌发和果实发育（打破休眠）。【热点】2、细胞分裂素（CTK）：（1）合成部位：主要是根尖。（2）主要作用：①促进细胞分裂（在植物组织培养中，细胞分裂素与生长素的比例影响根芽分化）；②延缓叶片衰老（保鲜作用）。【热点】3、脱落酸（ABA）：（1）合成部位：根冠、萎蔫的叶片等。（2）主要作用：①抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落（落叶、落果）；②维持种子休眠；③促进气孔关闭（抵抗干旱逆境）。【热点】4、乙烯：（1）合成部位：植物体各个部位。（2）主要作用：①促进果实成熟（催熟）；②促进器官脱落。【易错点】“催熟”是乙烯的特有功能，区别于生长素的“促进发育”。（二）植物激素间的相互关系【重要】【难点】1、协同作用：指不同激素对同一生理效应都发挥促进作用。（1）促进生长：生长素、赤霉素、细胞分裂素。（2）促进果实成熟：乙烯、脱落酸。（3）促进种子萌发：赤霉素、细胞分裂素。（4）延缓衰老：生长素、细胞分裂素。2、拮抗作用：指不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。（1）顶端优势：生长素促进顶芽生长，细胞分裂素促进侧芽生长，两者拮抗。（2）器官脱落：生长素抑制脱落，脱落酸促进脱落。（3）种子萌发：赤霉素促进萌发，脱落酸诱导并维持休眠。（4）气孔运动：细胞分裂素促进气孔张开，脱落酸诱导气孔关闭。3、激素调节的本质：植物的生长发育和适应环境变化的过程，是多种植物激素共同调节的结果【基础】。从根本上讲，是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果（即基因的选择性表达）【重要】。五、植物生长调节剂的应用【基础】【热点】1、概念：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。【基础】2、优点：容易合成、原料广泛、效果稳定（植物体内缺乏分解这些类似物的酶）。【基础】3、具体应用实例：（1）乙烯利：用于果实催熟（如香蕉、柿子）。（2）赤霉素溶液：处理大麦，可使种子无须发芽就能产生α淀粉酶，用于酿酒；使芦苇纤维长度增加；打破莴苣、马铃薯种子的休眠。（3）青鲜素（抑芽丹）：抑制马铃薯、洋葱的发芽，延长储藏期。【注意】可能有副作用，需注意残留问题。（4）矮壮素：抑制细胞伸长，使植株矮化，抗倒伏。4、注意事项：【解题要点】（1）要考虑施用目的、效果和毒性，以及是否影响农产品的品质和人体健康。（2）要综合考虑施用时间、处理部位、施用方式、浓度和施用次数等。六、核心题型解题思路与易错辨析（一）植物向性运动的实验设计与分析【解题步骤】【难点】1、判断“长不长”——看有无生长素来源（尖端或外源提供）。2、判断“弯不弯”——看生长素分布是否均匀。（1）均匀——直立生长。（2）不均匀——弯向生长素少的一侧（即生长慢的一侧）。3、常见实验处理分析（以胚芽鞘为例）：（1）云母片/玻璃片插入类：阻断生长素运输。如插入尖端中央，阻断横向运输，单侧光下直立生长；插入尖端下部中央，阻断极性运输，则生长但不弯曲。（2）匀速旋转（如放在转盘上受光）类：消除向光性，生长素分布均匀，直立生长。（3）琼脂块收集类：含生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，会弯向对侧生长；放在正上方，则直立生长。（二）