植物生长素的发现和作用
植物生长素
植物生长素由具分裂和增大活性的细胞区产生的调控植物生长方向的激素。其化学本质是吲哚乙酸。主要作用是使植物细胞壁松弛,从而使细胞增长,在许多植物中还能增加RNA和蛋白质的合成。调节植物生长,尤其能刺激茎内细胞纵向生长并抑制根内细胞横向生长的一类激素。它可影响茎的向光性和背地性生长。
发现
探究者主要有达尔文,詹森,拜尔,温特。
达尔文的实验过程:1,胚芽鞘受到单侧光照射。现象为:弯向光源生长。2,切去胚芽鞘的顶端。现象为:胚芽鞘既不生长,也不弯曲。3,用锡箔小帽罩住胚芽鞘的顶端。现象为:胚芽鞘直立生长。4,用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段,单侧光照射胚芽鞘尖端。现象为:胚芽仍然弯向光源生长。总体达尔文的推论为:胚芽鞘尖端感受单侧光刺激后,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。
作用
对激素作用的机理有各种解释,可以归纳为二:
一、是认为激素作用于核酸代谢,可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化,形成一些新的mRNA、新的蛋白质(主要是酶),进而影响细胞内的新陈代谢,引起生长发育的变化。
二、则认为激素作用于细胞膜,即质膜首先受激素的影响,发生一系列膜结构与功能的变化,使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应的变化,或者失活或者活化。酶系统的变化使新陈代谢和整个细胞的生长发育也随之发生变化。此外,还有人认为激素对核和质膜都有影响;或认为激素的效应先从质膜再经过细胞质,最后传到核中。
虽然对激素作用机理有不同的解释,但是,无论哪一种解释都认为,激素必须首先与细胞内某种物质特异地结合,才能产生有效的调节作用。这种物质就是激素的受体。
1.激素受体:植物激素受体是指能与植物激素专一地结合的物质。这种物质能和相应的物质结合,识别激素信号,并将信号转化为一系列的生理生化反应,最终表现出不同的生物学效应。受体是激素初始作用发生的位点。所以,了解激素受体的性质及其在细胞内的存在位置,是研究激素作用机理的重要内容之一。激素受体是一种蛋白质,它们可能定位于细胞质膜,也可能定位于细胞核或细胞质。由于植物体内具有多种激素,因此,必然可能有多种激素受体,并存在于细胞的不同部位。
2.生长素最基本的作用是促进细胞的伸长生长,这种促进作用,在一些离体器官如胚芽鞘或黄化茎切段中尤为明显。生长素为什么能促进细胞的伸长生长,又以什么方式起作用的?
植物细胞的最外部是细胞壁,细胞若要伸长生长即增加其体积,细胞壁就必须相应扩大。细胞壁要扩大,就首先需要软化与松弛,使细胞壁可塑性加大,同时合成新的细胞壁物质,并增加原生质。实验证明,用生长素处理燕麦胚芽鞘,可增加细胞壁可塑性,而且在不同浓度的生长素影响下,其可塑性变化和生长的增加幅度很接近,这说明生长素所诱导的生长是通过细胞壁可塑性的增加而实现的。生长素促进细胞壁可塑性增加,并非单纯的物理变化,而是代谢活动的结果。因为,生长素对死细胞的可塑性变化无效;在缺氧或呼吸抑制剂存在的条件下,可以抑制生长素诱导细胞壁可塑性的变化。
如图所示,甲图表示胚芽鞘受到单侧光的照射,乙图表示不同的浓度生长素溶液对胚芽鞘生长的影响,如果甲图b处的生长素浓度为m,设a处的生长素浓度为x,则 [ ] A.m<X<n
B.X=i
C.n<X<i
D.X>i植物的向性运动与生长素的调节有关。根据所学知识,回答有关问题: (1)图中胚芽鞘直立生长的是__________,向光源弯曲生长的是_____________,不生长的是________。
(2)若要探究植物向光性产生的外因,应设置上图______对照实验。若要探究植物向光性产生的内因,应设置上图_________对照实验。若要探究胚芽鞘感受光刺激的部位,应设置上图________对照实验。下列关于植物生长素的叙述中,错误的是 [ ]
A.适宜浓度的生长素可以防止植物落花落果
B.适宜浓度的生长素可以促进扦插枝条生根
C.植物的向光性与生长素分布不均匀有关
D.胚芽鞘中的生长素可以从形态学下端运输到形态学上端农民适时摘除棉花的顶芽,解除顶端优势,以促进侧芽的发育,从而使它多开花、多结果。顶端优势是下列哪种植物激素作用的结果 [ ] A.乙烯
B.细胞分裂素
C.脱落酸
D.生长素用人工方法获得无子果实的措施是 [ ] A.在末授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物
B.在末授粉的雌蕊柱头上涂上较高浓度的生长素类似物
C.在末授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的脱落酸溶液
D.在授粉后的雌蕊柱头上涂上较高浓度的生长素类似物将一株正在生长的植物水平放入在太空中飞行的的航天飞机的暗室内;暗室朝向地心的一侧开一个小孔,小孔附近放一光源(如下图),一段时间后,该植物茎的生长方向是 [ ]
A.背地(心)生长
B.向水平方向生长
C.向光生长
D.无法确定下图表示植物不同器官对生长素的反应。请观察后据图回答: (1)促进芽生长的生长素最适浓度是____mol/L,生长素的这一浓度对根生长的效应是_____________。
(2)A点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_______,对芽生长的效应是_______。
(3)B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_______。用生长素除草,其原理与下列实验相似的一项是 [ ] A.用一定浓度的生长素涂在未受粉的蕃茄花蕾上,培育出无籽蕃茄
B.用一定浓度的生长素处理扦插的枝条
C.除去发育的种子,子房发育停止
D.植物的顶端优势现象下列对有关实验的变量的叙述。正确的是 [ ]
A.在探究温度对酶活性影响的实验中,温度和pH是自变量
B.在模拟探究细胞表面积与体积关系的实验中,正方体琼脂块的体积是无关变量
C.在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中,插条生根数是因变量
D.在探究酵母菌呼吸方式的实验中,酒精是无关变量神六飞船中水平放置一株幼苗(如下图),光从下部照射茎的尖端,若干天后根和茎的生长状况是
①根向下生长 ②根向上生长 ③根水平生长 ④茎向下生长 ⑤茎向上生长 ⑥茎水平生长[ ]
A.③④
B.①⑤
C.①④
D.③⑥某农场购买了一批生根粉准备用于某植物的批量扦插,说明书没有注明该植物适宜的使用浓度,正确的使用措施是 [ ]
A.用高浓度,以保证生根
B.用低浓度,以降低成本
C.任选一种浓度进行扦插
D.用不同浓度进行预实验下图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响,从此图中不能得到的结论是 [ ]
A.生长素对三种器官的作用都具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长
B.A、B、C三点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度
C.D点对应的生长素浓度能促进茎和芽的生长,抑制根的生长
D.幼嫩的细胞对生长素浓度敏感,成熟的细胞对生长素敏感性差将植物横放,茎弯曲向上生长,根弯曲向下生长。这与重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同,关于下列分析正确的是 [ ] A.A处生长素浓度较B处高,茎对生长素敏感性高,A处生长受抑制,B处生长快茎向上生长
B.D处生长素浓度较C处高,根对生长素敏感性高,D处生长受抑制,C处生长快根向下生长
C.C处生长素浓度较D处高,根弯曲向下生长
D.B处生长素浓度较A处低,茎弯曲向上生长下列关于无子西瓜与无子番茄的说法正确的是 [ ] A.利用无子西瓜与无子番茄所在的植株枝条进行扦插,新植株仍然能够结出无子果实
B.无子西瓜与无子番茄由于没有种子,需要年年重新育种
C.无子西瓜与无子番茄的发育都离不开生长素的作用
D.无子西瓜与无子番茄培育的基本原理相同关于“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验叙述中,错误的是 [ ] A.探究的问题:所选定的生长素类似物促进某种植物插条生根的最适浓度是多少
B.实验中用生长素类似物处理插条的方法可选用浸泡法或沾蘸法
C.若用浸泡法,对不同插条浸泡的时间长短要有不同的梯度
D.若用沾蘸法,对不同插条蘸取的生长素类似物溶液浓度要有不同的梯度乙烯和生长素都是重要的植物激素,下列叙述正确的是 [ ] A.生长素是植物体内合成的天然化合物,乙烯是体外合成的外源激素
B.生长素在植物体内分布广泛,乙烯仅存在于果实中
C.生长素有多种生理作用,乙烯的作用只是促进果实成熟
D.生长素有促进果实发育作用,乙烯有促进果实成熟作用有人在清除果园虫害的时候误喷了一种除草剂,使果园中的某些灌木叶片枯死、脱落。你认为这种除草剂最可能含有 [ ]
A.生长素
B.细胞分裂素
C.赤霉素
D.乙烯为了验证浓度为10-4mol/L的生长素对某植物茎的生理作用,应该选取的材料是
①完整幼苗 ②幼苗的b段 ③幼苗的a段 ④幼苗的c段 ⑤10mL浓度为10-4mol/L的生长素溶液 ⑥10mL浓度为10-2mol/L的生长素溶液 ⑦10mL蒸馏水[ ] A.甲组:①⑤,乙组:②⑤
B.甲组:②⑤,乙组:②⑦
C.甲组:③⑥,乙组:③⑤
D.甲组:①⑤,乙组:④⑦牵牛花的茎可以缠绕在其他物体上生长,如果测量幼茎靠近物体的一侧和远离物体的一侧的生长素浓度会发现 [ ]
A.靠近物体的一侧高于远离物体的一侧
B.靠近物体的一侧低于远离物体的一侧
C.两侧的生长素浓度差不多
D.无法确定下图是研究植物生长的实验示意图,实验结果不能说明 [ ] A.根具有向重力性,茎具有负向重力性
B.生长素对植物生长的作用具有两重性
C.根的向地性和茎的背地性生长都是一种适应
D.产生生长素的部位是根尖和茎尖下列哪项实例说明植物的不同器官对生长素的敏感性不同 [ ]
A.植物的向光性
B.除草剂可以除掉田间的双子叶植物
C.顶端优势
D.将植物平放后,根向地生长,茎背地生长对果树进行压条时,需要把压条的树皮环割一圈,环割后剥圈以下的侧芽会很快发育成侧枝,这是因为 [ ]
A.顶芽不再产生生长素
B.剥圈以下的侧芽部位生长素浓度升高
C.剥圈以下的侧芽部位生长素浓度降低
D.剥圈以上的侧芽部位生长素浓度降低向日葵和番茄都能产生果实和种子,向日葵的果实是我们平常吃的“瓜子”。在上述两种植物开花期间,遇到连续的阴雨天,影响了植物的传粉,管理人员及时喷洒了适宜浓度的生长素溶液。下列对采取这一措施产生结果的叙述中正确的是 [ ] A.两种植物都能形成无子果实,产量未受影响
B.番茄形成无子果实,产量未受影响;向日葵形成无子果实,产量下降
C.两种植物都能形成无子果实,产量下降
D.番茄形成有子果实,产量上升;向日葵不能形成无子果实,产量下降已知在促进生长的浓度范围内,浓度相同时,生长素类似物萘乙酸(NAA)产生的促进生长作用大于吲哚乙酸(IAA)。为了验证NAA和IAA的这种差异,用胚芽鞘进行实验。下列说法错误的是 [ ] A.本实验的单一变量是激素种类的不同,无关变量是激素的浓度、胚芽鞘的生长条件等
B.本实验可以通过测量胚芽鞘的弯曲程度或生长长度来记录实验结果
C.胚芽鞘尖端首先要切除,以排除自身产生的生长素对实验结果的干扰
D.因为NAA产生的促进生长作用大于IAA,所以本实验中NAA的浓度可以小于IAA的浓度为研究萝卜下胚轴向光生长的原因,测得相关数据如下表所示(表中相对数据为平均值): (1)实验中黑暗处理组起________作用。
(2)上述实验数据是否支持“单侧光引起生长素向背光侧运输,促进背光侧生长”的观点?______________________,理由是_______________________。
(3)分析实验数据,你认为萝卜下胚轴向光生长的原因是萝卜宁对下胚轴的生长起___________作用。下列关于生命活动的调节正确说法是 [ ]
A.性行为是以性激素为生理基础的行为,因而动物在完成性行为时主要靠性激素调节
B.血液中二氧化碳含量上升,会抑制呼吸中枢的活动。
C.眼泪中的溶菌酶破坏侵入机体的细菌,这种免疫反应属于体液免疫。
D.植物之所以能够显示向光性,是因为在单侧光的照射下生长素在背光一侧比向光一侧产生多。对植物体内生长素作用的叙述,不正确的一项是 [ ] A.浓度差异决定其促进或抑制细胞伸长
B.浓度差异调节可使植物生长具有一定的向性
C.顶芽和侧芽生长素产生量不同而促进或者抑制芽的发育
D.花的受粉与否影响其生长素的产生量而决定果实的发育与否下列关于动植物生命活动凋节的叙述中,正确的是 [ ] A.植物的顶端优势能够说明生长素作用的两重性
B.神经纤维膜内局部电流的流动方向与兴奋传导方向相反
C.寒冷刺激使下丘脑分泌促甲状腺激素增多
D.饥饿时,人体血浆中胰岛素含量增加在生产实践中,利用植物生长素类似物促进扦插枝条生根时,应特别注意 [ ]
A.配制生长素类似物溶液时要用蒸馏水
B.扦插所用的土壤要进行高温灭菌处理
C.不同植物的枝条可能要用不同浓度的生长素类似物溶液处理
D.选择多年生且带有多个芽和嫩叶的枝条下列有关生物生命活动调节的叙述正确的是 [ ]
A.看到酸梅分泌唾液,此活动的调节属于神经--体液调节
B.酶合成的调节和酶活性的调节均能改变代谢途径从而增强微生物对环境适应能力
C.利用促性腺激素释放激素可以直接促进性腺分泌性激素,从而维持生物第二性征
D.将切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗的左侧放上琼脂小块(已放过胚芽鞘尖端),左侧照光,向右侧弯曲生长回答下列有关生长素的问题: (1)植物顶端优势时顶芽产生的生长素运到相邻侧芽_________(需 要、不需要)消耗ATP。
(2)某研究小组探究避光条件下生长素浓度对燕麦胚芽鞘生长的影响。胚芽鞘去顶静置一段时间后,将含有不同浓度生长素的琼 脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧,一段时间后测量并记录弯曲角度(α)上图为实验示意图。
①.α的范围为___________(180°≥α﹥0°、180°≥α≥90°、 90°≥α﹥0°)。
②.在两组实验中若α相同,则琼脂块中含有生长素的浓度_________(一定、不一定)相同。
③.若想在细胞水平上证明生长素对胚芽鞘生长的影响,可以取弯曲处作________(横切、纵切)片制成装片,用显微镜观察、测量两侧细胞平均长度,作出比较。
(3)上图是根、茎对生长素作用的反应曲线,图示字母中表示根近地侧的是_____________、茎的远地侧的是________________。为验证生长素对果实发育的影响,某同学欲借附近农民土地里的农作物做相关实验,但农民要求他不能影响作物的产量。以下作物最合适用来做实验的是 [ ]
A.玉米
B.油菜
C.花生
D.黄瓜一同学用某植物的幼苗做了如下图所示的四项实验,下列对实验的分析不正确的是 [ ] A.通过实验②③可证明植物生长具有向光性
B.实验③进行一段时间后菜叶发黄是因为无光照叶绿素不能合成
C.实验④的生长结果只能证明根的生长具有向重力性
D.设置实验①的目的是作为实验②③④的对照实验某同学对番茄的花进行人工去雄套袋,之后用不同浓度的2,4-D(一种植物生长调节剂)涂抹子房,得到的无子番茄果实平均重量见下表。由表中数据可初步得出的结论是 [ ] A.2,4-D与生长素的作用效果相同
B.适宜浓度的2,4-D可以促进扦插枝条生根
C.2,4-D浓度超过25mg/L后对果实发育起抑制作用
D.利用2,4-D获得无子番茄的最适浓度大约为20~25mg/L下图是某研究小组围绕扦插枝条生根进行的探究实验,S为插条的形态学上端,X为插条的形态学下端。试回答有关问题: (1)通常选取一年生且带有芽和幼叶的枝条进行扦插,选带芽和幼叶枝条的目的是芽和幼叶产生的________________________能促进枝条生根。
(2)本实验的主要目的是探究形态学上、下端(S、X)在空间中的位置对插条生根(部位)的影响,观察指标是______________________。
(3)某研究小组进行了“不同的扦插方法对同种植物枝条生根影响”的研究。如出现下表所示的实验结果,则说明____________。注:“方法一”指插条仅正插处理(如上图甲);“方法二”指先倒插处理(如上图乙),一段时间后,再作正插处理。 在“探究生长素类似物NAA促进迎春花插条生根的最适浓度”实验中,某同学获得了下图所示结果,对此实验分析或评价正确的是 [ ]
A.促进迎春花插条生根的最适浓度为a
B.促进迎春花插条生根的最适浓度为c
C.促进迎春花插条生根的最适浓度为(a+b+c)/3
D.处理迎春花插条时间要相等,插条上侧芽数目要相同夏季台风过后,甘蔗等植物常会大片大片倒伏,一段时间后,甘蔗的茎又会直立生长,形成“弯甘蔗”,引起这种现象的主要原因是 [ ] A.光照
B.水分
C.重力
D.光照和温度适宜浓度的生长素能促进细胞的纵向伸长,对其作用机理的解释之一是“酸生长”学说。“酸生长”学说认为:生长素通过促进细胞分泌H+,进而促进细胞伸长。为了验证酸能够促进细胞伸长,现提供黑暗中萌发的小麦幼苗(如图)若干、5种不同pH的系列缓冲液(pH2.0~6.0)、蒸馏水、镊子、刀片、刻度尺、带盖的小瓶等材料器具,请完成相关实验设计并回答有关问题: (1)实验材料的处理:选择若干长势一致的小麦幼苗,切取图中_______(字母) 对应的胚芽段,放入蒸馏水中浸洗,作为实验材料。
(2)实验分析:
①.如果要实现实验目的,最少需要设置_____组实验。
②.首先要进行的操作是____________________________, 每瓶投入10段相同的实验材料。
③.将各组在适宜条件下进行培养,定期进行______________________。
④.预期结果:________________________________________________。
(3)酸性物质作用于________________(结构),使之可塑性变大,从而促进了植物细胞伸长生长。为了探究光照和力对横放状态下植物生长的影响,某同学对刚萌发的盆栽燕麦分别进行下列处理: 一段时间后,①③④均明显弯向上生长;②弯曲生长不明显。根据上面实验,下列分析正确的是 [ ]
A.①和④能够说明燕麦在横放状态下,单侧光作用是引起弯曲生长的主要因素
B.①和④能够说明燕麦在横放状态下,重力作用是引起弯曲生长的主要因素
C.①和②能够说明燕麦在横放状态下,单侧光作用是引起弯曲生长的主要因素
D.③和④能够说明燕麦在横放状态下,重力作用是引起弯曲生长的主要因素下面图甲表示胚芽鞘生长与生长素浓度的关系,图乙表示燕麦胚芽鞘在单侧光照射下的生长情况。图丙中能正确表示a、b两点生长素浓度变化的曲线应分别是 [ ] A.①和②
B.①和③
C.②和③
D.②和④下列生理现象受其他部位生长素影响的是
①棉花顶芽的生长 ②番茄子房壁细胞的发育 ③棉花侧枝生长的抑制 ④燕麦胚芽鞘尖端以下部位的弯曲生长[ ]
A.①②③④
B.②③④
C.①②③
D.①③下列关于植物生长素的叙述中,不正确的是 [ ] A.成熟细胞比幼嫩细胞对生长素更为敏感
B.顶端优势能够说明生长索作用的两重性
C.适宜茎生长的生长素浓度往往抑制根的生长
D.可利用生长素类似物防止落花落果某同学在“探究生长素类似物NAA促进银杏插条生根的最适浓度”实验中得到了如图所示结果,有关本实验的叙述不正确的是 [ ] A.实验的自变量是NAA浓度大小
B.银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果
C.促进银杏插条生根的最适浓度是c
D.各组枝条用NAA处理的时间应该相同某小组开展“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”课题研究,在制定实验方案过程中,下列哪一项可以不考虑 [ ] A.蒸馏水处理作为对照
B.配置一系列浓度梯度
C.严格控制无关变量
D.进行预实验,确定实验浓度范围
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