2021年高考生物 微专题15 与植物激素相关的实验设计

微专题15与植物激素相关的实验设计

[知识必备]

1.验证尖端产生生长素

(1)实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘的一侧(如图甲所示)。

(2)对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘的一侧(如图乙所示)。

2.验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段

(1)实验组：在胚芽鞘尖端与下面一段之间插入云母片(如图甲所示)

(2)对照组：胚芽鞘不进行处理(如图乙所示)。

3.验证生长素的横向运输发生在尖端

(1)实验操作

(2)实验现象：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。

4.验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输

(1)实验操作

(2)实验现象：A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组中去掉尖端的胚芽鞘既不生长也不弯曲。

5.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度

(1)实验操作：如图所示(注：A盒下侧有开口，可以进光)。

(2)结果预测及结论

若A、B中幼苗都向上弯曲生长，且B向上弯曲程度大，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。

若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。

若A中幼苗水平生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响等于重力。

6.探究植物激素的相互作用

(1)实验设计：设置空白(加入等量蒸馏水处理)对照组，单独使用激素A，单独使用激素B，共同使用激素A、B的实验组。

(2)结果分析：①与对照组相比，若生长状况更好，表明具有促进作用；若生长状况差于对照组，表明具有“抑制”作用。

②与“单独使用”组比较，若“共同使用”时比单独使用更好，则表明A与B 可表现为“协同”；若“共同使用”时效果差于“单独使用”组，则A、B可表现为“拮抗”。

[对点小练]

1.(2020·许昌调研)为探究生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用，取豌豆幼苗茎切段进行对照实验，实验组设计如图所示，下列叙述错误的是()

A.对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端应朝下

B.对照组羊毛脂中不含CFM

C.可用放射性同位素标记IAA作为测试指标

D.若受体中IAA含量与对照组相比明显低，则说明CFM对极性运输有抑制作用解析豌豆幼苗茎切段形态学上下端属于无关变量，各组应该保持相同且适宜，即都是形态学上端朝上，A错误；该实验的自变量是CFM的有无，对照组羊毛脂中不含CFM，B正确；受体中IAA含量的多少，可作为CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用的测试指标，故可用放射性同位素标记IAA作为测试指标，C正确；若受体中IAA含量与对照组相比明显低，则说明CFM对极性运输有抑制作用，D正确。

答案 A

2.(2019·云南玉溪调研)为研究低温和细胞分裂素对茄子光合作用有关指标的影响，实验人员设计了如下实验方案(实验过程中光照和二氧化碳浓度适宜)，结果如下表。下列有关分析中错误的是()

A.低温会导致叶绿素含量和气孔导度降低

B.细胞分裂素处理会导致叶绿素含量和气孔导度增加

C.细胞分裂素可缓解低温对光合作用速率的抑制

D.常温下喷洒高浓度的细胞分裂素能进一步提高茄子的光合作用速率

解析甲和丙两组的自变量是温度，由表中数据可得，低温会导致叶绿素含量和

气孔导度降低，A正确；甲和乙两组的自变量是有无喷洒细胞分裂素，由表中数据可得，添加适量的细胞分裂素有助于增加光合速率和气孔导度，B正确；丁组与丙组对比可知，细胞分裂素处理与低温处理相比，叶绿素含量和气孔导度有所增加，光合作用速率增大，这说明细胞分裂素可缓解低温对光合作用速率的抑制，C正确；表格中没有不同浓度细胞分裂素的比较，无法说明常温下喷洒高浓度的细胞分裂素能进一步提高茄子的光合作用速率，D错误。

答案 D

3.(2020·广西钦州模拟)植物在单侧光照射下弯向光源生长，这个现象被解释为光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多。有研究者提出假说：①向光侧的生长素受光直接照射而被分解；②在尖端处向光侧的生长素向背光侧转移。为此，有人做了下述实验探究生长素在背光一侧比向光一侧分布多的原因。

(一)请完善实验步骤：

第一步：取两个相同玉米胚芽鞘，置于一侧有小孔的盒子中。

第二步：实验组用玻璃薄片从胚芽鞘尖端中间纵向插入(未插入到尖端下面)，对照组不处理。如图所示。

第三步：两装置给予________________的单侧光照射，一段时间后观察胚芽鞘的生长情况。

(二)请用胚芽鞘的弯曲方向与弯曲程度预测实验结果及结论(用序号作答)

(1)若对照组生长状况弯向光源，实验组生长状况直立生长，则支持假说________；

(2)若对照组和实验组生长状况均是弯向光源，且弯曲程度相同，则支持假说________；

(3)若对照组和实验组生长状况均是弯向光源，但弯曲程度对照组比实验组大，则支持假说________。

解析(一)该实验的自变量为尖端是否插入玻璃薄片，为了保证单一变量原则，故两装置给予相同适宜的单侧光照射，一段时间后观察胚芽鞘的生长情况。(二)(1)若对照组生长状况为弯向光源生长，实验组生长状况为直立生长，说明玻璃薄片阻断了生长素的横向运输，则只支持假说②；(2)若对照组和实验组生长状况为均弯向光源生长，且弯曲程度(或角度)相等(相同、一样)，说明，实验组、对照组向光侧生长素含量低于背光侧，且对照组实验组胚芽鞘背光侧生长素浓度相同，向光侧两组生长素浓度也相同，则只支持假说①；(3)实验组弯向光源生长，支持假说①，对照组也弯向光源生长，且弯曲程度(或角度)对照组比实验组大(或对照组弯曲程度大于实验组)，支持假说②，综上所述同时支持假说①和假说②。

答案(一)相同适宜(二)(1)②(2)①(3)①②

“五步法”设计和完善植物激素类实验

课后·分层训练

(时间：35分钟)

1.(2015·海南卷，8)科学家通过研究植物向光性发现的激素是()

A.脱落酸

B.乙烯

C.细胞分裂素

D.IAA

解析从19世纪末，达尔文注意到了植物的向光性，并设计了实验来探讨其中的原因开始，经过鲍森·詹森、拜尔及温特的相关实验，最终证明了植物向光性的原因是某种化学物质分布不均引起的，这种化学物质就是生长素——吲哚乙酸，简称IAA，D正确。

答案 D

2.(2018·海南卷，3)植物激素对植物的生长发育有显著影响。下列相关叙述错误的是()

A.色氨酸可经一系列反应转变为IAA

B.激素的含量随植物生长发育而变化

C.赤霉素对果实的发育有抑制作用

D.干旱条件下植物能合成较多的脱落酸

解析生长素是由色氨酸经一系列反应转变而来，A正确；不同发育时期植物激素的种类和数量是不同的，其根本原因是基因选择性表达的结果，B正确；赤霉素的生理作用是促进果实发育，C错误；干旱会导致植物体内生长素、赤霉素等明显减少，脱落酸和乙烯大量增加，从而抑制细胞的分裂和生长，促进叶片等器官衰老和脱落过程，D正确。

答案 C

3.(2020·福建泉州质检)如图所示，a、b、c表示对胚芽鞘做不同处理的实验，d 为一植株被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，另一侧用单侧光照射。下列对实验结果的描述，正确的是()

A.b、c胚芽鞘中的生长素均发生了横向运输

B.a直立生长，b向光弯曲生长，c向光弯曲生长

C.若固定d中植株，旋转纸盒，则植株向左弯曲生长

D.若将d中纸盒和植株一起旋转，则植株向小孔弯曲生长

解析在单侧光下，胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端，而胚芽鞘c没有尖端，A错误；生长素不能通过玻璃片，a直立生长；生长素可以穿过琼脂片，单侧光照会引起生长素分布不均匀，胚芽鞘b向光弯曲生长；含生长素的琼脂块放在向光侧，胚芽鞘c背光弯曲生长，B错误；若固定d中植株，旋转纸盒，则植株向右(光源处)弯曲生长，C错误；若d中纸盒和植株一起旋转，则只有小孔部位能受到单侧光照射，胚芽鞘会弯向小孔生长，D正确。

答案 D

4.(2014·全国卷Ⅰ，5)为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论，需要先利用琼脂块收集生长素，之后再测定其含量。假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关，下列收集生长素的方法(如图示)中，正确的是()

解析A项、D项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下，由于云母片插入胚芽鞘尖端的阻挡作用，生长素均不能发生横向运输，无法使其在琼脂块中分布不均匀；C项胚芽鞘尖端未完全分隔开，单侧光照射下，生长素可发生横向运输，但琼脂块未分隔开，收集到的是生长素总量，不能确定单侧光照射下琼脂块两侧的生长素含量；B项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下，先发生横向运输，然后极性运输到尖端以下的不同的琼脂块中，再通过测定不同琼脂块中生长素含量的大小，即可验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀，故选B。

答案 B

5.(2020·河南郑州一模)为研究植物生长素的作用，设计如下实验：将胚芽鞘尖端放在琼脂块上并给予单侧光照，如图1，一段时间后将A、B琼脂块分别置于相

同的去尖端胚芽鞘甲和乙的一侧，数天后生长结果如图2，该实验能得到的结论是()

A.光照导致向光侧生长素的分解

B.胚芽鞘甲生长速度快于乙

C.B琼脂块中的生长素含量多于A

D.单侧光干扰生长素向下运输

解析单侧光引起生长素从胚芽鞘尖端向光侧移向背光侧，A错误；根据弯曲角度可判断，胚芽鞘甲生长速度慢于乙，即B琼脂块中的生长素浓度比A琼脂块中的生长素浓度高，B错误，C正确；单侧光引起生长素从胚芽鞘尖端向光侧移向背光侧，并不影响生长素向下的极性运输，D错误。

答案 C

6.(2019·福建三明期末)以下哪一现象或应用不能说明生长素调节具有两重性()

A.在自然状况下，大型乔木的树冠多呈圆锥形

B.被大风刮倒的树木，其露出地面的根总是向地生长

C.置于窗台上的盆景植物总是朝窗外生长

D.用较高浓度的生长素类似物除去稻田中双子叶杂草

解析乔木的树冠呈现圆锥形，是乔木的顶端优势所致，体现出生长素的两重性，A正确；由于重力作用，根的近地侧的生长素较多而抑制生长，远地侧的生长素较少而促进生长，B正确；植物的向光生长只体现出生长素的促进作用，C错误；一定范围的较高浓度的生长素抑制双子叶植物的生长，促进单子叶植物的生长，D正确。

答案 C

7.(2019·江西五市八校一模)植物激素在植物生命活动中起重要作用，下列有关叙

述正确的是()

A.在形成无子西瓜的过程中是生长素改变了细胞的染色体数目

B.外界刺激会影响植物体内生长素横向运输和极性运输的方向

C.植物激素直接参与细胞内的代谢活动

D.植物组织培养形成根、芽时受细胞分裂素和生长素的影响

解析在三倍体无子西瓜的形成过程中改变了细胞染色体数目的试剂是秋水仙素，A错误；外界刺激会影响植物体内生长素横向运输，但不会改变极性运输的方向，B错误；植物激素不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息，C错误；植物组织培养形成根、芽时受细胞分裂素和生长素的影响，D正确。

答案 D

8.(2020·四川成都七中诊断)许多实验证实，根冠分泌的生长素向上运输过程中影响根的生长方向。图一表示生长素浓度对根、芽、茎所起作用的关系。图二表示对根冠进行一定处理后的生长状况。请据图回答下列问题。

(1)图一中EF段生长素浓度对根和芽的作用分别是________________。如果对茎施加浓度为M的生长素类似物，茎将________(填“生长”或“不生长”)。

(2)图B中切除一半根冠，根向有根冠一侧弯曲生长，原因是__________________。

(3)图C将根右侧的生长素运输阻断，根将向________(填“左”或“右”)弯曲生长。

解析(1)EF段生长素浓度对于根是高浓度，抑制根的生长，对于芽是低浓度，促进生长；M浓度的生长素类似物对于茎既不促进也不抑制，茎会正常生长，M 浓度相当于施加蒸馏水的空白对照组。(2)图B中切除一半根冠，向有根冠侧弯曲生长说明有根冠侧生长慢，是因为有根冠一侧生长素浓度高，而根对生长素浓度敏感性强，因此抑制了生长，无根冠一侧生长快。(3)右侧由于阻断了生长素的向上运输，生长素浓度低因此生长快，而左侧由于有生长素的运输而抑制生长，因此向左弯曲生长。

答案(1)对根抑制生长、对芽促进生长生长

(2)根对生长素敏感度强，有根冠一侧生长素浓度高，抑制根生长，无根冠一侧生长快

(3)左

9.(2020·湖南岳阳一模)下列关于植物激素的说法，不正确的是()

A.顶端优势和根的向地性可体现生长素的两重性

B.赤霉素和乙烯都能促进果实的发育和成熟

C.脱落酸和细胞分裂素对细胞分裂具有拮抗作用

D.植物的生长发育由多种激素相互作用共同调节

解析顶端优势和根的向地性可体现生长素的两重性，A正确；赤霉素可促进种子萌发和果实发育，乙烯可促进果实成熟，B错误；脱落酸具有抑制细胞分裂的作用，而细胞分裂素可促进细胞分裂，故二者对细胞分裂具有拮抗作用，C正确；植物的生长发育由生长素、细胞分裂素、脱落酸等多种激素相互作用共同调节，D正确。

答案 B

10.(2019·全国押题卷)图1为燕麦胚芽鞘向光弯曲生长的示意图，图2为单侧水

刺激使生长素分布不均引起根向水弯曲生长的示意图。下列叙述错误的是()

A.由图1可知，背光侧生长素浓度高于向光侧，使胚芽鞘向光弯曲生长

B.由图1可知，单侧光会引起向光侧、背光侧的细胞伸长量不同

C.图2中向水侧的生长素浓度高于背水侧，导致根向水生长，体现了生长素作用的两重性

D.图2中生长素的运输需要消耗能量

解析图1体现了胚芽鞘的向光弯曲生长，但无法体现背光侧生长素浓度高于向光侧生长素浓度，A错误；由图1可知，背光侧细胞的长度大于向光侧，由此推知单侧光会引起两侧细胞伸长量不同，B正确；由于根对生长素敏感，根表现出向水性是由于向水侧生长素浓度高于背水侧，背水侧低浓度促进生长，向水侧高浓度抑制生长，体现了生长素作用的两重性，C正确；生长素由背水侧横向运输到向水侧，是由低浓度到高浓度的主动运输，因此需要消耗能量，D正确。

答案 A

11.(2020·四川成都经开实验中学入学考)下图植物激素的相关示意图，表示错误的是()

解析根比茎对生长素敏感，A正确；双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感，B错误；赤霉素促进种子萌发，脱落酸会抑制种子萌发，所以在种子萌发过程中，赤霉素增加，脱落酸减少，C正确；乙烯能促进果实成熟，生长素能促进生长，D正确。

答案 B

12.(2020·安徽滁州)顶端弯钩(图甲)是双子叶植物种子萌发过程中，幼苗顶端形成的一种重要结构，其可使幼苗顺利出土和保障幼苗的成活率。为研究乙烯和茉莉素对顶端弯钩的影响，科研人员在无土黑暗条件下利用黄豆幼苗做了相关实验，结果如图乙所示。回答下列问题：

(1)顶端弯钩是由下胚轴一侧的生长素浓度过高，抑制生长而形成的。据图甲判断，生长素浓度为a侧________(填“大于“小于”或“等于”)b侧，简要说明理由：______________________________________________________________。

(2)图乙中，①组的作用是__________________________________________。乙烯还具有的重要生理功能是__________________________________________。(3)由图乙可知，乙烯可________(填“促进”或“抑制”)顶端弯钩的形成；茉莉素也是一类重要的植物激素，其与乙烯在促进弯钩形成方面表现为________(填

“协同”或“拮抗”)关系。

(4)顶端弯钩等植物的生命活动是由_____________________________________

共同调节的结果。

(5)进一步研究发现，顶端弯钩的形成与HLSI基因有关，用乙烯处理细胞得到的结果如表所示，据此分析，乙烯作用的分子机制是_________________________。

解析(1)顶端弯钩是由下胚轴一侧的生长素浓度过高，抑制生长而形成的，故图中a侧生长素含量低，生长快，b侧生长素含量高，抑制生长。(2)①组未做处理，是空白对照组；乙烯能促进果实成熟。(3)乙烯可促进顶端弯钩的形成，茉莉素抑制顶端弯钩的形成，二者表现为拮抗作用。(4)顶端弯钩的形成与生长素、乙烯等多种激素有关，说明植物的生命活动是由多种植物激素相互作用共同调节的结果。(5)与用乙烯处理前相比，处理后HLSImRNA、HLSI蛋白质含量增加，说明乙烯通过促进HLSI基因表达来实现对顶端弯钩形成的调节。

答案(1)小于低浓度生长素促进生长，高浓度生长素抑制生长，图中a侧生长较b侧快，说明a侧生长素浓度低于b侧(2)对照促进果实成熟(3)促进拮抗(4)多种植物激素相互作用(5)乙烯通过促进HLSI基因的表达(转录和翻译)过程来实现对弯钩形成的调节

13.(2020·南充模拟)为探究赤霉素对植物生长的影响，科学家以野生型玉米(α型)植株为材料进行诱变得到矮化突变体的新品种(β型)。现对β型品种的矮化原因进行实验研究，请回答下列问题：

(1)植株合成赤霉素的部位主要是_______________________________________。

(2)科学家推测β型品种的矮化原因可能是诱变后导致植株合成赤霉素不足或缺乏。提出假说的依据是赤霉素具有________________________的主要作用。

(3)为验证上述假说，现实验操作如下：

①选取生长状况相似的________品种玉米幼苗若干均分为两组，其中一组标为实

验组，另一组标为对照组。实验组用适量且适宜浓度的赤霉素溶液处理；对照组应用________________________处理；相同条件下培养一段时间后测定两组品种的株高并求平均值。

②如果_____________________________________________，则上述假说成立。

(4)为了检验上述假说，在技术条件满足的情况下，我们还可用直接测定________________玉米体内的赤霉素含量来检验该假说。

解析(1)植物体中赤霉素合成部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。(2)由于赤霉素的作用是促进细胞伸长，使植株增高，所以科学家推测β型品种的矮化原因可能是诱变后导致植株合成赤霉素不足或赤霉素缺乏。(3)若假说成立的话，则实验过程中给矮化的突变体施加赤霉素一段时间后株高应比未施加赤霉素的矮化植株高，故实验设计中是否添加外源赤霉素为实验的自变量，株高为因变量，而矮化植株的生长状况等无关变量在各组中应保持一致，故实验设计如下：①选取生长状况相似的β型(矮化突变体)品种玉米幼苗若干均分为两组，其中一组标为实验组，另一组标为对照组。实验组用适量且适宜浓度的赤霉素溶液处理；对照组应用等量且适量溶解赤霉素的溶剂处理；相同条件下培养一段时间后测定两组品种的株高并求平均值。②如果实验组的株高长势高于对照组，则上述假说成立。(4)如果技术条件满足的情况下，也可以直接检测α型和β型玉米体内的赤霉素含量来检验该假说，若β型玉米体内的赤霉素含量少于α型玉米，则假说成立。答案(1)未成熟的种子、幼根和幼芽(2)促进植株生长(或促进细胞伸长) (3)①β型(矮化突变体)等量且适量溶解赤霉素的溶剂②实验组的株高长势高于对照组(4)α型和β型