第1讲植物的激素调节

第1讲植物的激素调节考点定标1.概述科学家经过不断地探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特性。2．举例说明几种主要植物激素的作用，这些激素相互作用、共同实现对植物生命活动的调节。考情解码1.植物生长素的发现及生长素合成、运输与分布2024·贵州卷·T5;2023·全国甲卷·T2;2023·山东卷·T10；2023·天津卷·T152.生长素的生理作用及特性2024·河北卷·T9;2023·江苏卷·T5;2023·山东卷·T103.其他植物激素的作用及相关实验2024·湖北卷·T6;2024·湖南卷·T11;2024·广东卷·T19；2024·山东卷·T10;2024·黑吉辽卷·T6;2023·江苏卷·T5；2023·浙江1月卷·T184.植物激素间的相互作用2024·黑吉辽卷·T13;2023·新课标卷·T31;2023·北京卷·T8考点一植物生长素的发现 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(2024·全国甲卷，3B)单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白。()(2)(2024·安徽卷，9B)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。()(3)(全国甲卷，2D)植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程。()(4)(全国甲卷，2A)在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素。()(5)(江苏卷，20D改编)温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质未采用同位素标记法。()(6)(福建卷，8A)“更无柳絮因风起，唯有葵花向日倾”可体现植物的向光性。()(7)(天津卷，2B改编)生长素的极性运输不需要ATP水解提供能量。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．生长素的发现过程(1)达尔文父子的实验(2)鲍森·詹森的实验提醒从对照实验设计的单一变量原则角度分析，该实验的不足之处在于没有遵循单一变量原则，无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。(3)拜尔的实验该实验在黑暗中进行的目的是________________________________________________。(4)温特的实验2．植物激素的概念3．生长素的合成、运输与分布4．植物向光性的原因5．不同处理条件下植物向性运动的结果分析师说解惑1．植物“长不长、弯不弯”的判断方法2．“三看法”判断胚芽鞘生长情况(1)一看①胚芽鞘生长素的来源：主要是由尖端产生或由外源提供(如含生长素的琼脂块等)。②生长情况分析：若胚芽鞘无尖端且无外源提供的生长素，则胚芽鞘不生长。(2)二看①影响生长素向下运输的因素：插入云母片等处理。②生长情况分析：若生长素不能向下运输，则胚芽鞘不生长。(3)三看均匀运往生长部位则直立生长；不均匀运往生长部位，生长素多的一面弯向生长素少的一面。3．针对燕麦胚芽鞘的系列实验应明确下列结论①生长素的产生部位——胚芽鞘尖端②发挥作用的部位——尖端下面一段③感光部位——胚芽鞘尖端④生长素的作用——促进生长⑤弯曲生长的原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀⑥引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、重力、人为干预(如插入云母片等)4．植物激素实验方法的四个“关键词”(1)插：指在植株的某些部位插入云母片或薄的玻璃片，影响植物激素的转移。通过变换“插”的位置和方式，影响植物激素的水平分布或极性运输。(2)切：即切掉，指通过切除植物的某些部位来验证影响植物激素的产生情况。(3)收：即收集，通常用琼脂或羊毛脂膏收集来自茎尖或其他部位所产生的植物激素。(4)补：通过喷洒、涂抹或借助于羊毛脂膏、琼脂等补充植物激素，观察或检测其作用。任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修1P90～91正文)根据胚芽鞘系列实验可得出胚芽鞘感光部位在________，而弯曲生长的部位在______________________；生长素的产生部位是__________，生长素发生横向运输的部位是____________。2．(选择性必修1P92“相关信息”)关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。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________________分布不均匀造成的。3．(选择性必修1P93生长素的作用机制发掘)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。(1)试分析一下生长素和生长激素的异同。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)生长素发挥作用时，首先进行的生理过程是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．(选择性必修1P93“思考·讨论”)植物激素与动物激素的异同项目植物激素动物激素合成部位无专门的分泌器官____________________作用部位没有特定的器官特定的器官、组织运输途径________运输、________运输和________运输随血液循环(________)运输化学本质有机小分子蛋白质、________、氨基酸衍生物等二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修1P95“思维训练”建模训练)科研人员进行下图所示实验，以验证茎段中的生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，一段时间后，检测到B琼脂块中含有生长素。据图分析，下列相关叙述不正确的是()A.本实验证实茎段中的生长素只能从形态学上端运输到形态学下端B.用放射性同位素标记琼脂块A中的生长素，以确认其是否会被运输到B中C.清水浸泡一段时间可去除茎段内源生长素，减少对实验的干扰D.本实验应增加一组顶端在下、基端在上的实验组，作为对比实验2.过程评价·考向题组练经典考向1围绕生长素的发现过程，考查科学探究1．(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2．科研人员以向日葵下胚轴为材料研究向光性运动，用物理化学方法测定的结果如下表，相关叙述正确的是()单侧光照射后有关物质的分布(相对值)刺激持续时间/min向光面生长素含量/%背光面生长素含量/%向光面黄质醛含量/%背光面黄质醛含量/%弯曲度049.550.551.548.50°30～4549.250.866.533.515.5°60～8049.051.059.540.534.5°注：黄质醛是一种生长抑制物质。A．向日葵的向光性运动体现了生长素可以促进生长的作用B．随着刺激持续时间延长，向光面生长素分解增多C.黄质醛含量背光面大于向光面会引起向日葵的向光性运动D．黄质醛抑制生长的原因可能是抑制了生长素的催化作用考向2结合生长素的合成、分布和运输，考查科学思维3．(2023·全国甲卷，2)植物激素是一类由植物体产生的、对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。下列关于植物激素的叙述，错误的是()A．在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素B．生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用C．生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育D．植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程4．(重庆卷，18)新中国成立初期，我国学者巧妙地运用长瘤的番茄幼苗研究了生长素的分布及锌对生长素的影响，取样部位及结果如表。据此分析，下列叙述错误的是()取样部位生长素含量/(μg·kg－1)对照组低锌组①茎尖12.53.3②茎的上部3.72.5③瘤上方的茎部4.82.9④长瘤的茎部7.93.7⑤瘤26.55.3A.部位①与部位②的生长素运输方向有差异B．部位③含量较高的生长素会促进该部位侧芽生长C．因部位⑤的存在，部位④生长素含量高于部位③D．对照组生长素含量明显高于低锌组，表明锌有利于生长素合成考点二生长素的生理作用及特性 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(全国甲卷，3D)在促进根、茎两种器官生长时，茎是对生长素更敏感的器官。()(2)(海南卷，7D改编)高浓度生长素抑制植物生长的原因是生长素浓度高时会促进乙烯的合成，乙烯能够抑制植物的生长。()________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________二、必备整合——教材双基梳理网络化1．生长素的生理作用2．生长素的作用特点(1)特点：在浓度较低时________生长，在浓度过高时则会________生长(如曲线图所示)。提醒抑制生长≠不生长，所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的，抑制生长并非不生长，只是生长慢于对照组。(2)对生长素的敏感程度曲线分析①不同器官对生长素的敏感程度不同，敏感性大小为____________。②不同生物对生长素的敏感程度不同，敏感性大小为________________________。提醒用适当浓度的生长素类调节剂来杀死单子叶农田里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。③不同成熟程度的细胞对生长素的敏感程度不同，敏感性大小为____________________。(3)典型实例①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．原因c．解除方法：摘除顶芽。d．应用：果树适时修剪、茶树摘心、棉花打顶等，以增加分枝，提高产量。②根的向地性和茎的背地性a．表现b．原因师说解惑利用“三看法”判断生长素的作用特点任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修1P94“思考·讨论”)不同浓度的生长素对茎生长的促进作用不一定不同，原因是在最适浓度的两侧，_______________________________________________。2．(选择性必修1P93“旁栏思考题”发掘)(1)生长素在植物体内的作用方式是怎样的？________________________________________________________________________。(2)生长素在细胞水平起的作用，与在器官水平上发挥的作用有什么关系？________________________________________________________________________。3．(选择性必修1P94“与社会的联系”)顶端优势原理得到广泛利用：(1)农民会适时摘除棉花的顶芽以促进侧芽的发育，从而使它________________。(2)园艺师会适时修剪景观树木，让树木________________，使树型圆润、丰满。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修1P98正文解读分析)生长素对细胞生长调节的机理如下图，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，能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师说拓展生长素酸生长学说酸生长理论的要点：①原生质膜上存在着非活化的质子泵(H＋-ATP酶)，生长素作为泵的变构效应剂，与泵蛋白结合后使其活化；②活化了的质子泵消耗能量(ATP)，将细胞内的H＋泵到细胞壁中，导致细胞壁基质溶液的pH下降；③在酸性条件下，H＋一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂，另一方面(也是主要的方面)使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加，从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂，细胞壁松弛；④细胞壁松弛后，细胞的压力势下降，导致细胞的水势下降，细胞吸水，体积增大而发生不可逆增长。2.过程评价·考向题组练经典考向结合生长素的作用及特点，考查科学思维1．(2024·河北卷，9)水稻在苗期会表现出顶端优势，其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是()A．AUX1缺失突变体的分蘖可能增多B．分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多C．在水稻的成熟组织中，生长素可进行非极性运输D．同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长，却抑制根的生长2．(2023·江苏卷，5)为研究油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)对植物侧根形成是否有协同效应，研究者进行了如下实验：在不含BL、含有1nmol·L－1BL的培养基中，分别加入不同浓度IAA，培养拟南芥8天，统计侧根数目，结果如图所示。下列相关叙述正确的是()A．0～1nmol·L－1IAA浓度范围内，BL对侧根形成无影响B．1～20nmol·L－1IAA浓度范围内，BL与IAA对侧根形成的协同作用显著C．20～50nmol·L－1IAA浓度范围内，BL对侧根形成影响更显著D．0～50nmol·L－1IAA浓度范围内，BL与IAA协同作用表现为低浓度抑制、高浓度促进考点三其他植物激素 1.任务驱动·问题引领夯双基任务一教考衔接——真题重组引领，整合建构落实教材双基一、真题重组判断类(1)(海南卷，7A)将患恶苗病的水稻叶片汁液喷洒到正常水稻幼苗上，结实率会降低。()(2)(浙江6月卷)新采摘的柿子与成熟的苹果一起放入封闭的容器中，可使柿子快速变得软而甜。()(3)(江苏卷，17D)赤霉素促进萌发对种子是有益的，脱落酸抑制萌发对种子是有害的。()(4)(浙江1月卷，13C)提高脱落酸含量可解除种子的休眠状态。()(5)(山东卷，9C)用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发。()(6)(浙江7月卷，22D)喷施脱落酸可延长绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间。()(7)(海南卷，12A)细胞中合成的乙烯通过自由扩散方式运输。()二、必备整合——教材双基梳理网络化1．其他植物激素的种类和作用2．调控机制一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控________、细胞伸长、________和细胞死亡等方式实现的。3．植物激素间的相互关系并不是各种植物激素孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。(1)生长素和赤霉素之间的关系(2)生长素和细胞分裂素之间的关系(3)生长素和乙烯之间的关系(4)细胞分裂素、脱落酸和赤霉素对种子萌发的影响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，往往不是某种激素的绝对含量，而是不同激素的________。例如，黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值________，有利于分化形成雌花，比值________则有利于分化形成雄花。4．植物激素间表现出协同作用和作用效果相反的实例(1)表现出协同作用的植物激素实例(2)作用效果相反的植物激素实例任务二教材深挖——课标概念引领，挖掘拓展深化课标重要概念一、教材隐性知识，边角知识显性化1．(选择性必修1P96正文)赤霉素不只能在植物体内合成，赤霉菌也可以合成赤霉素，但赤霉菌合成的赤霉素不是植物激素，原因是____________________________。2．(选择性必修1P98“思考·讨论”)脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素的生理作用的不同是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(选择性必修1P99图5-11)(1)不同阶段各种激素的相对浓度不同，其根本原因是什么？________________________________________________________________________。(2)从图中可以看出，各种植物激素在生命活动的调节中具有怎样的关系？________________________________________________________________________。4．(选择性必修1P99“拓展应用”T1)研究表明：脱落酸在高温下容易降解，据此，请解释“小麦、玉米在即将成熟时，若经历持续一段时间的干热后又遇大雨，种子就容易在穗上发芽”的原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、教材知识深化拓展，创设情境提素能(选择性必修1P99“概念检测”与“拓展应用”改编)花和果实的脱落是一个受调控的过程。在干旱胁迫下，番茄会出现花提前凋落的现象，从而严重影响产量。为研究其中的机制，进行了相关实验。(1)正常情况下，发育中的种子产生生长素________番茄果实的发育；生长素向花梗基部运输，抑制花梗脱落区细胞活性以防脱落。当果实成熟后，由于生长素供应不足，脱落区细胞对乙烯敏感，引起果实脱落。(2)研究者构建了S2基因(编码植酸酶2的基因)过表达和S2基因敲低的番茄，统计了其在水分充足和干旱条件下的落花率，结果如图甲。①由图甲结果推测，干旱可能通过__________________________促进花脱落。②研究者检测了野生型植株在相应环境下S2基因的表达情况并验证了上述推测，检测结果为__________________________________________。(3)磺肽素(PSK)是一种肽类激素，由PSK的前体通过S2蛋白的剪切形成。对番茄植株外施一定浓度的PSK前体，3天后统计落花率，结果如图乙。请补充画出图中PSK前体处理敲低组的实验结果。(4)在S2基因过表达植株中，乙烯响应基因T的表达量明显高于野生型。为了研究干旱胁迫下S2基因是否通过乙烯来诱导花脱落，请利用乙烯拮抗剂设计实验：______________________________________________________。写出支持“干旱胁迫下S2基因诱导的花脱落不依赖乙烯”的实验结果：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)研究表明，干旱胁迫下S2基因诱导的花脱落不依赖生长素和乙烯。综合上述研究，将“S2基因”“生长素”“乙烯”“PSK前体”填写在相应方框中，以完善花脱落的调控图。师说拓展植物激素的作用机理图示2.过程评价·考向题组练经典考向1围绕其他植物激素的种类和作用，考查科学思维1.(2024·重庆卷，11)为探究乙烯在番茄幼苗生长过程中的作用，研究人员在玻璃箱中对若干番茄幼苗分组进行处理，一定时间后观测成熟叶叶柄与茎的夹角变化，然后切取枝条，检测各部位乙烯的量。题图为其处理方式和结果的示意图(切枝上各部位颜色越深表示乙烯量越多)。据此分析，下列叙述错误的是()对照组处理3h后的切枝处理32h后的切枝乙烯处理组处理3h后的切枝处理32h后的切枝处理32h后去除乙烯，一段时间后的切枝A.由切口处乙烯的积累，可推测机械伤害加速乙烯合成B．由幼叶发育成熟过程中乙烯量减少，可推测IAA抑制乙烯合成C．乙烯处理使成熟叶向下弯曲，可能是由于叶柄上侧细胞生长快于下侧细胞D．去除乙烯处理后成熟叶角度恢复，可能是因为叶柄上、下侧细胞中IAA比值持续增大考向2围绕植物激素间的相互作用，考查科学思维2.(2024·山东卷，10)拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理，处理方式及种子萌发率(%)如表所示，其中MS为基本培养基，WT为野生型，OX为基因S过表达株系，PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是()培养时间MSMS＋脱落酸MS＋PACMS＋PAC＋赤霉素WTOXWTOXWTOXWTOX24小时080036000036小时3190572331818A.MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响B.基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发C.基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制D.脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中作用相反课堂评价过教材过真题实战演练一、过教材——判断正误并找到课本原话(一)生长素生理作用及特性1．(选择性必修1P91～92正文)达尔文通过实验推测胚芽鞘尖端在单侧光照下能产生某种影响传递到尖端下方，温特通过实验证明了这种影响是一种化学物质。()2．(选择性必修1P92正文)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。()3．(选择性必修1P92正文)植物生长素的化学本质是蛋白质。()4．(选择性必修1P93正文)生长素主要合成部位是芽、幼嫩的叶和种子。()5．(选择性必修1P93正文)生长素的横向运输发生在尖端，产生效应的部位也在尖端。()6．(选择性必修1P93正文)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。()7．(选择性必修1P93正文)植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素。()8．(选择性必修1P93正文)成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。()9．(选择性必修1P94正文)两种不同浓度的生长素溶液都不具有促进植物细胞生长的作用，其原因一定是其中的一种溶液浓度过高，另一种溶液浓度过低。()10．(选择性必修1P94正文)杨树顶芽的快速生长抑制侧芽生长素的合成。()(二)其他植物激素的生理作用及关系1．(选择性必修1P96正文)赤霉素施用过多可引起水稻植株疯长。()2．(选择性必修1P97图5－9)根尖能产生细胞分裂素。()3．(选择性必修1P97图5－9)细胞分裂素在果实生长中起促进作用。()4．(选择性必修1P97图5－9)乙烯在果实生长和成熟中起抑制作用。()5．(选择性必修1P97图5－9)果实生长发育和成熟受多种激素调节，其中脱落酸在果实成熟中促进细胞分裂和果实脱落。()6．(选择性必修1P98正文)生长素可通过促进乙烯合成来促进茎段细胞伸长。()7．(选择性必修1P98正文)并不是各种植物激素孤立地起作用，而是多种激素共同调节植物的生长发育和对环境的适应。()8．(选择性必修1P98正文)在植物的生长发育过程中，植物体内的激素的种类和含量是有变化的。()二、过真题——真题真做测达标1．(2025·天津卷)T1蛋白和生长素在植物组织水平上的分布高度重合。T1基因突变后细胞内的脂类会发生改变，且生长素载体蛋白从高尔基体到细胞膜的运输异常。描述错误的是()A．T1蛋白主要表达在胚芽鞘、茎尖和根尖的分生区等部位B．T1突变影响了核糖体、高