2022届高三一轮复习生物知识总结：专题二十三植物生命活动的调节.docx

1、 专题二十一 植物生命活动的调节一、生长素的发现过程1、向性运动的概念：植物受到单一方向的外界刺激而引 起的定向运动。 向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长 的现象叫作向光性。 举例：植物幼苗的向光性生长 根的向重力性生长 根的向水性生长 根的向肥性生长2、生长素的发现过程（1）达尔文及其儿子的实验 实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘 实验过程及现象实验分析 与对照： 自变量：有无尖端 结论：向光性与胚芽鞘尖端有关； 与对照： 自变量：尖端是否感光 结论：向光性与尖端感受单侧光有关 与对照： 自变量：尖端下部是否感光 结论：向光性与尖端下部感受单侧光无关 与对照： 自变量：感光部位 结论：感

2、受单侧光引起向光性的是尖端实验结论 胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就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。总结 胚芽鞘感光部位是：尖端 胚芽鞘生长并弯曲的部位是：尖端下面的伸长区（2）鲍森詹森的实验 实验过程及现象实验结论 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。（3）拜尔的实验 实验过程及现象 u 自变量：尖端放置的位置。u 因变量：尖端下部弯曲生长的方向。 实验结论 胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的影响在其下部分 布不均引起的。鲍森詹森和拜尔的实验初步证明： 尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质 在胚芽鞘尖端以下部

3、位的分布不均匀造成了胚芽鞘的 弯曲生长。（两人分别探究了达尔文的两句推测）（4）温特的实验 实验过程及现象 自变量：琼脂块是否接触过尖端 因变量：去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 设置对照实验的目的：排除琼脂块本身对实验的影响。 （温特整合了鲍森詹森和拜尔的实验） 实验结论 胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质，这种化学物质 在尖端下部分布不均，导致弯曲生长。温特将这种物 质命名为生长素。 1931年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应 的化学物质-吲哚乙酸（IAA） 1946年，人们从高等植物中分离出生长素，并确认它 就是吲哚乙酸（IAA）。进一步研究发现，植物体内具 有生长素效应的物质除IAA

4、外还有苯乙酸（PAA）、吲 哚丁酸(IBA)等。（这些物质均属于生长素） （5）植物激素的概念 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，叫作 植物激素。（植物激素作为信号分子，与受体结合后 发挥调节作用。）二、植物向光性的原理外因：单侧光内因：生长素分布不均匀1、小结：生长素产生的部位：胚芽鞘的尖端。作用部位：尖端下部的伸长区。感光的部位：胚芽鞘的尖端。伸长并弯曲的部位：尖端下部的伸长区。胚芽鞘向光弯曲的原因：生长素在尖端下部分布不均匀。生长素分布不均匀原因：单方向刺激：单侧光、重力、离心等。其他人为因素：切掉胚芽鞘尖端并偏放在去掉尖端的横切面上、

5、胚芽鞘一侧插入云母片等。生长素横向运输部位：胚芽鞘的尖端。生长素产生不需要光，光只影响生长素在尖端的分布。琼脂不能感光，生长素不会在其中发生横向运输。生长素在尖端先发生横向运输后发生极性运输。2、不同处理条件下植物向性运动的结果分析 三、生长素的合成、运输与分布1、合成部位 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 前体物质：色氨酸2、分布部位 植物各器官中都有，相对集中分布在生长旺盛的部位 如：胚芽鞘、芽和根的分生组织、形成层、发育中的 种子和果实等处3、运输（1）极性运输（幼嫩部位） 概念：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。 从运输方式上来说，极

6、性运 输又是一种主动运输，需 要能量、载体蛋白。（2）非极性运输（成熟组织） 生长素可以通过输导组织（如韧皮部）进行非极性 运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没 有区别。（3）横向运输 在一些细胞分裂特别旺盛的地方（尖端），受外界某 些刺激(如单侧光、重力)的影响，生长素也可以横向 运输。四、生长素的相关实验设计方法1、验证尖端产生生长素2、验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段3、验证生长素的横向运输发生在尖端4、验证极性运输方向甲乙5、探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度a：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。b：若A中幼苗向下弯

7、曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，则说明重力对生长素分布的影响小于单侧光。五、生长素的生理作用1、作用方式 不催化细胞代谢，也不为细胞提供能量，而是给细胞 传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。2、作用原理 生长素首先与细胞内（或细胞膜上）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。 细胞水平上：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。 器官水平上：影响器官的生长、发育，如促进侧根 和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。3、作用特点（1）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。这里的高浓度与低浓度是相对的，相同浓度的生长素对

8、不同植物、不同器官的作用效果不同。 a点：既不促进生长也不抑制生长； ac段：随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐 渐增强。 c点：促进生长的最适浓度，促进效果最好。 ce段：仍为促进生长的浓度，只是随生长素浓度 升高，对生长的促进作用逐渐减弱。 e点：既不促进生长，也不抑制生长。 b、d两点：生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。 e点以后：抑制生长。若植物幼苗出现向光性且测得向光侧生长素浓度为m，则背光侧的浓度范围为大于m小于2m。若植物水平放置，测得茎的近地侧生长素浓度为2m，则茎的远地侧生长素浓度范围为大于0小于m。注意：“促进”或“抑制”，是相对于生长素处于最低浓度时（对照组）各器官的

9、生长速度而言，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。（2）生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情 况和器官的种类不同而有较大的差异。 敏感度：根芽茎 敏感度：双子叶植物单子叶植物 幼嫩细胞衰老细胞应用：用一定浓度的生长素类植物生长调节剂作为除草剂，可以除去单子叶作物中的双子叶杂草。4、实例分析（1）顶端优势 概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制 的现象。 原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的 侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比 较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶 端优势。 应用： a、解除顶端优势： 去掉顶芽后，

10、侧芽附近的生长素来源暂时受阻，浓 度降低，于是抑制就被解除，侧芽萌动、加快生长。 如：棉花打顶、黄瓜(烟草)打顶 果树整枝、园艺修剪、移栽促进根系发育。b、保留顶端优势：（2）向重力性 原理：根对生长素敏感，茎对生长素不敏感。注意：顶端优势和根的向地性体现了生长素的作用特点之一低浓度促进生长，高浓度抑制生长。六、其他植物激素的合成部位与主要作用1、赤霉素（1）合成部位 幼芽、幼根、未成熟的种子（2）主要生理作用 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。水稻恶苗病植株（左）与正常植株（右）（3）赤霉素促进种子的萌发的机理某兴趣小组为了探究赤霉素促进种

11、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。大麦种子去胚的原因：排除胚产生的赤霉素对实验结果的干扰。透明圈：是淀粉酶在将淀粉分解，用碘液处理不变蓝结论：赤霉素能诱导淀粉酶合成（4）应用：培育无籽番茄用一定浓度的生长素(或赤霉素)刺激未受粉的雌蕊柱头或子房而获得的，其原理是应用生长素(或赤霉素)能促进果实发育的作用。 注意：用一定浓度的生长素类植物生长调节剂补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响授粉而对瓜果类作物所带来的产量下降，但该措施不可用于挽救以收获种子为目的的各种粮食作物或油料作物的减产问题，因为种子的形成需以双受精为前提。2、细胞分裂素（1）合成部位 主要是根尖（分生区）（

12、2）主要生理作用 促进细胞分裂； 促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。3、脱落酸（1）合成部位 根冠、萎蔫的叶片等（2）主要生理作用 抑制细胞分裂；促进气孔关闭（干旱胁迫）； 促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。4、乙烯（1）合成部位 植物体各个部位（2）主要生理作用 促进果实成熟；促进开花（开花前）； 促进叶、花、果实脱落（开花后）； 果实发育：子房膨大成为果实； 果实成熟：涩果熟果，含糖量、口味等品质的变化。5、油莱素内酯（1）主要生理作用 促进茎、叶细胞的扩展和分裂， 促进花粉管生长、种子萌发等。植物激素在植物体内的含量虽然微少，但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。一般来说，植

13、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。七、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。 根本原因：基因的选择性表达。2、各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共 同调控植物地生长发育和对环境的适应。 如在实验条件下，离体的植物细胞，在只有生长素 （IAA）的条件下，会形成大量多核细胞。 如果同时 存在细胞分裂素（CTK），IAA就能促进细胞迅速分裂。 在促进细胞分裂方面，二者表现为协同作用。小麦在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨，种子就容易在穗上发芽。原因：脱落酸能促进种

14、子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会和其他种子那样休眠了。然后，大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时地萌发。3、决定器官生长发育的，往往不是某种激素的绝对含量 而是不同激素的相对含量4、不同激素在代谢上还存在相互作用 生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯合成；乙烯 含量的升高，反过来抑制生长素的作用。 高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的。5、在植物生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表 现出一定的顺序性。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

15、现高峰，调节着果实的发育和成熟。八、植物生长调节剂的类型与作用1、概念 由人工合成的对植物的生长、发育，调节有作用的化 学物质。2、优点：原料广泛，容易合成，效果稳定 效果稳定原因：植物体内没有分解它的酶3、类型 分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。 分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素 类似的生理效应，如-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。4、应用 用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无需发芽就能 产生-淀粉酶。（制啤酒） 一定浓度的膨大剂可使西瓜、草莓个头变大，但口 感较差。 青鲜素可抑制洋葱、大蒜、马铃薯发芽，但会损坏 人体健康。 乙烯利催熟菠萝可以做到有计划上市。 施用矮壮素（

16、生长延缓剂）可以防止棉花徒长、 促进结实。5、植物生长调节剂的好处与坏处（1）好处： 提高作物产量、改善产品品质 如它能延长或终止种子、芽及块茎的休眠，调节 花的雌雄比例，促进或阻止开花，诱导或控制果 实脱落，控制植株高度、形状等 减轻人工劳动 如减少园林植物的修剪次数（2）坏处： 使用不当，可能影响作物产量和产品品质； 过量使用，可能对人体健康和环境带来不利影响。 植物生长调节剂 增产、增收6、施用植物生长调节剂的注意事项 施用植物生长调节剂效果受多种因素的影响，要综合考虑气候条件、施药时间、施药浓度、施药方法、施药部位、施药次数以及作物本身的吸收、运转、整合和代谢等，都将影响到其作用效果。

17、 还有考虑药物毒性、药物残留、价格等因素。膨大剂时期不当 乙烯利剂量不当 赤霉素方法不当7、植物生长调节剂的生产、销售和使用规定 必须经国家指定单位检验并进行正规田间试验，充分证明其效益，无毒、无害方可批准登记；在销售中禁止夸大植物生长调节剂的功能；禁止在肥料中添加植物生长调节剂等等。九、探索植物生长调节剂的应用1、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 常见的生长素类调节剂如NAA、2，4-D、吲哚丙酸（IPA）、吲哚丁酸（IBA）可以促进插条生根，浓度过低促进效果不明显，浓度过高会抑制植物生长，甚至会杀死植物，因此探究最佳施用浓度很有必要。（2）材料选择 当地常见的树种或花

18、卉，如生长旺盛的一年生枝条、 非洲紫罗兰、吊兰、富贵竹、月季、长寿花、洋葱、 大蒜等。 对材料的处理： 所选材料的长度、粗细、生长状况基本一致。 选用生长旺盛的一年生枝条，因其新陈代谢强，细 胞分裂旺盛。 去掉大叶片防止蒸腾作用过强。 保留相同的幼芽和幼叶以使其产生相同的内源激素， 有利于生根。 枝条下部修剪斜面，增加吸水面积。 将所有材料随机分组，每组3个重复。（3）实验方法 浸泡法：将插条基部浸泡在配制好的不同浓度的 溶液中（要求的溶液浓度较低），深约3cm，然后放 在遮阴和空气湿度较高的地方浸泡几小时至一天 （防止因蒸发而改变溶液浓度）。然后晾干后放入相 同的蒸馏水中，放在温度、光照适宜

19、的地方进行培 养，待根长到适宜长度时进行测量。 沾蘸法：将插条基部放在浓度较高的药液中沾蘸 一下，深约1.5cm，约5s后取出晾干，再插入蒸馏 水中放在温度、光照适宜的地方进行培养，待根长 到适宜长度时进行测量。（4）实验设计 变量分析 自变量：生长素类调节剂的浓度 因变量：平均生根数量或平均生根长度 无关变量：材料本身（插条的生理状况，芽、幼叶的数量）、环境因素（温度、光照、培养液的浓度和用量、插条处理的时间） 实验原则：单一变量；对照实验；平行重复原则。（5）预实验 进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个 预实验。预实验目的： （1）为进一步的实验摸索条件； （2）检验实验设计的科学

20、性和可行性，以免由于设计 不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力浪费。预实验与正式实验的区别：预实验需要空白对照，据此判断实验的结果是促进生根还是抑制生根，正式实验不需要空白对照。因为预实验已经摸索出促进生根的最适浓度范围。（6）实验步骤（7）实验结果注意：预实验不能减小实验误差，正式实验的各实验组之间形成相互对照。2、尝试利用乙烯利催熟水果（1）实验原理 乙烯利是植物生长调节剂，在溶液pH大于3.5时可以分解释放出乙烯，（植物细胞中的pH大于3.5，吸收乙烯利后可以释放出乙烯），乙烯可以促进植物果实成熟。（2）实验材料：未成熟的香蕉、猕猴桃或柿子（3）实验方法 用乙烯利溶液浸泡1分钟或均匀

21、喷洒在水果表面， （对照组喷洒等量蒸馏水），沥干水分，放入自封袋 中，置于20-25环境中培养24h，然后在通风橱 中打开密封袋，散去乙烯，每隔一段时间观察果实 成熟情况，记录果实的颜色、硬度、口感等，有条 件还可以用硬度计、分光光度计等仪器获得准确数 据。（4）变量分析 自变量：可以是乙烯利的浓度 因变量：果实的成熟程度。 无关变量：材料本身、温度（较高温度催熟更快）， 处理的时间等。十、环境因素参与调节植物的生命活动1、光对植物生长发育的调节（1）光影响种子的萌发 萌发需要光的种子一般较小，光对它的萌发起调节作用，而不是为种子萌发提供能量。结论：红光(660nm)促进莴苣种子发芽，但这种作

22、用被远红光(730nm)所逆转。若反复使用红光和远红光，其作用效果取决于最后一次处理的光质。（2）光影响植物的形态和颜色 豆芽：不含叶绿素，下胚轴长 豆苗：含叶绿素，下胚轴短（3）光影响植物的开花 长日照植物： 每天日照时间要在12个小时以上。 短日照植物： 每天需要12个小时以内的日照。 日中性植物：对每天日照的时间长短并不敏感。 无论是长日照植物还是短日照植物，感受光周期刺激的部位都是叶片。 结论：一个周期中连续黑暗时间决定是否开花。 结论：光信号在植物体内被转换为化学物质信号。（4）光影响植物生长发育的机理 1）光的作用： 光是植物光合作用的能量来源 光作为一种信号，影响、调控植物生长、

23、发育的 全过程。 2）植物具有接受光信号的分子光敏色素（其中一种） 化学本质: 蛋白质(色素蛋白复合体) 分布: 植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比 较丰富。 吸收光的类型: 主要是红光和远红光 植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。 作用机制2、参与调节植物生命活动的其他环境因素（1）温度对植物生长发育的调节 1）树木年轮的形成与温度有关春夏：细胞分裂快、体积大，年轮浅秋冬：细胞分裂慢、体积小，年轮深 2）植物开花受温度调节 春化作用：经历低温诱导促使植 物开花的作用，称为春化作用。 冬小麦3）植物地域分布受温度调节（2）重力参与植物生长发育的调节实例植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞（根冠部位）来实现。3、植物生长发育的整体调控