题型09 植物激素的相关实验探究
1．植物激素类实验的操作流程模板
所选用的实验材料都是植物的幼嫩部分，实验材料本身能合成植物激预处理 ⇓ 素，因此，常需要去除根或茎的尖端，排除内源激素对实验结果的干扰。这一步处理要根据具体情况而定，并不是每个实验都要这样处理，也正是由于这个原因，学生常常忽略这一步 ①实验材料的生长状况要相同，每组中个体的大小、数量要相同。 ②所分组数要视具体情况而定，一般情况下，组数＝自变量个数＋分组编号 ⇓ 1．如“验证幼叶产生的生长素有抑制叶柄脱落的作用”实验的自变量有两个——“幼叶”“生长素”，因此需要设置三组：带幼叶的枝条(空白对照组)、切除幼叶叶片而带叶柄的枝条(实验组)、在叶柄切口处涂有一定浓度生长素的枝条(实验组) 自变量处理 ⇓ 控制 无关 变量 ⇓ 观察实验 结果得出 实验结论 ①要注意观察的指标是什么，如果是生长量，则需要用到测量工具。另外，还要考虑如何设计记录表格。 ②实验结论的得出，一要分析实验结果，二要结合实验目的 除自变量外，其他条件应尽可能满足植物的生长所需，不能对植物的生长造成影响，即控制好无关变量 将人工控制的自变量条件施加在实验材料上，要遵循单一变量原则。各组施加的量、部位、方法(浸泡、喷洒或沾蘸法)均相同 2．植物激素调节实验探究中“对照实验”的设置 明确实验目的方可轻松设置对照实验：
（1）要证明两种激素“各自”的作用，就应该将“分别加有两种激素”的实验组与“无激素”的空白对照组比较。 （2）要证明两种激素的“协同作用”，就应该将“同时加两种激素”的实验组与“加单一激素”的实验组进行对照(此时仍需设置“蒸馏水”处理的空白对照组)。
一、 选择题
1．在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘（幼苗）伸长影响的实验中，将取得的胚芽鞘切段（长度为4mm）浸入蒸馏水中1h后，再分别转入到5种不同浓度的A溶液（实验组）和蒸馏水（对照组）中，在适宜温度下培养24h，然后逐一测量切段长度（取每组平均值），实验进行两次，结果见下图。根据下图及所学知识判断，下列说法中错误的是 ．．
A．切段浸入蒸馏水1h是为了减少切段中原有激素对实验结果的影响 B．两组实验中切段的长度均先增后减，说明A的作用具有两重性 C．浓度为0.1mg/L时实验二所得数据与实验一偏差较大，需要再重复一次 D．实验结果表明生长素类似物A促进胚芽鞘伸长的最适浓度为1mg/L左右 【答案】B
【解析】将切段浸泡在蒸馏水中浸泡1小时，是为了减少切段中内源激素对实验结果的影响，A正确；两组实验中切段的长度相比于浓度为0时没有表现为减弱，不能说明A的作用具有两重性，B错误；实验过程中浓度为0.1mg/L时，第二次实验与初次实验结果偏差较大，为检验该浓度下相关数据的可靠性，避免偶尔误差，还应重复实验，C正确；观察图可以看出在1mg/L浓度的A溶液中培养，促进切段伸长的效果最明显，D正确。
2．某研究小组探究2，4-D对插条生根的作用，所得实验结果如下表所示（a、b、c代表的数据不慎丢失）。下列分析错误的是 ．．
2，4-D浓度（mg·L－1） 一段时间后根的总长度（cm） A．若a＝0，则c＞b B．若b＝0，则c＞a C．若b最大，则a＞c D．若c＝0，则a＞b 【答案】D
【解析】A、根据生长素的两重性，若a＝0，则c是抑制作用，b是促进作用，c不可能小于b，应大于b，A正确；B、根据生长素的两重性，若b=0，则a、c均为抑制作用，c的抑制作用更强，故c大于a，B正确；C、根据生长素的两重性，若b最大，则a、c均为促进作用，且a大于c，因为a的根总长度大于c，C正确；D、根据生长素的两重性，若c＝0，则a可能属于促进作用随2，4-D浓度增大而增大的阶段，也可能属于随2，4-D浓度增大而减小的阶段，故a可能大于b，也可能小于b，无法判断a、b大小，D错误。
a 3.9
b 4.6 c 3.4
3．在探究不同浓度α-萘乙酸(NAA)溶液对月季插条生根的影响预实验中，1位同学根据实验组数据绘制出如下曲线，有几项可能是合理的
A．一项 B．二项 C．三项 D．四项 【答案】C
【解析】图①相对浓度设置可能偏低，随着浓度的增加促进作用会越明显，①可能是合理的；图②相对浓度设置可能偏高，低于相对浓度时促进作用明显，随着浓度增大，促进作用减弱，到高浓度时，抑制生根，②可能是合理的；图③相对浓度属于最适浓度，当浓度高于最适浓度时，促进作用减弱，过高时有抑制作用，③可能是合理的；图④相对浓度属于“高浓度”，促进生根作用最弱，而当浓度高于相对浓度时，抑制作用应该更明显，所以④中出现的实验结果错误，④不可能是合理的。
4．有人以豌豆完整植株为材料研究植物侧芽的生长受生长素(IAA)及其他物质的共同影响，进行了以下实验： 实验一：分组进行去除顶芽、去顶并在切口涂抹IAA处理后，定时测定侧芽长度，结果如图一所示； 实验二：用14CO2饲喂叶片，测定去顶8h时侧芽附近14C放射性强度和IAA含量，结果如图二所示。 据图分析，下列说法错误的是
A．实验一中，去顶32h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组，原因可能是人工涂抹的IAA起到抑制作用 B．实验二中，a、b两组侧芽附近14C放射性强度差异明显，说明去顶后往侧芽分配的光合产物增加
C．去顶8h时Ⅰ组和Ⅱ组侧芽附近的IAA浓度关系为Ⅰ组等于Ⅱ组
D．去顶8h时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组可能的原因是生长素浓度降低，抑制生长的效果被解除 【答案】D
【解析】实验一中，Ⅲ组涂抹了IAA，32h时侧芽长度明显小于Ⅱ组，应是因为人工涂抹的IAA对其起到了抑制作用，故A正确；实验二中，a、b两组侧芽附近
14
C放射性强度差异明显，而两组的唯一差别就
是是否去顶，说明去除顶芽后往侧芽分配的光合产物增加，故B正确；由实验二可知，去顶8h时Ⅰ组和Ⅱ组侧芽附近的IAA浓度应该是Ⅰ组等于Ⅱ组，故C正确；去顶8h时Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组应与光合产物的分配有关，由C可知IAA浓度相等，故D错误。
5．为了探究生长素和乙烯对植物生长的影响及这两种激素的相互作用，科学家用某种植物进行了一系列实验，结果如图所示，由此可初步推测
A．浓度高于106 mol/L的生长素会抑制该植物茎段的生长
－
B．该植物茎中生长素含量达到M值时，植物开始合成乙烯 C．该植物茎中乙烯含量的增加会促进生长素的合成 D．该植物茎中生长素和乙烯的含量达到峰值是同步的 【答案】B
【解析】从图中可以看出，浓度高于106 mol/L的生长素一定范围内也可促进生长，只是促进作用逐渐减
－
弱，A项错误；从曲线看出，生长素含量达到M值时，植物开始合成乙烯，B项正确；从曲线看出，乙烯增加到一定程度时，生长素含量降低，即其含量达到峰值是不同步的，C、D两项错误。
6．油菜素内酯（BL）是植物体内的甾醇类激素，科研人员以拟南芥为材料，研究其含量调节机制，做了如下实验： A组 用5μmol/L油菜素唑（Brz)处理，分解内处理方法 源BL 检测指标 再用0.lμmol/L的BL处理 B组 用5μmol/L油菜素唑(Brz)处理，分解内源BL，两天后检测BL合成基因CPD和BL分解基因BASI对应的mRNA水平
检测结果如下图所示。下列描述正确的是
A．油菜素内酯是植物体内合成的含量丰富的植物激素 B．Brz处理促进基因BASI的表达，抑制基因CPD的表达 C．BL是CPD基因表达的直接产物
D．植物体内BL含量相对稳定是负反馈调节的结果 【答案】D
【解析】激素在植物体内的含量很少，作用很大，A错误；根据A组分析可知，Brz处理促进基因CPD的表达，产生mRNA量比对照组多，但抑制基因BASI的表达，产生相应的mRNA比对照组少，B错误；CPD是BL合成基因，但本实验不能得出BL是CPD基因表达的直接产物，C错误；根据B组可知，5μmol/L油菜素唑（Brz）处理，分解内源BL，再用 0.1μmol/L BL处理，CPD的表达产生mRNA量先减少后有所相对稳定，BASI的表达产生mRNA量先增加后有所相对稳定，说明植物体内BL含量相对稳定是负反馈调节的结果，D正确。
7．研究人员进行了多种外源性植物生长调节剂对大麦种子萌发产生α-淀粉酶影响的实验，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是 ．．
A．脱落酸在种子萌发中的作用与赤霉素相互对抗
B．人工合成的6-甲基嘌呤是一种与脱落酸作用相当的植物激素 C．糊粉层可能是大麦种子萌发时α-淀粉酶合成的场所 D．大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量比值增加 【答案】B
【解析】分析曲线图：各组产生α-淀粉酶的量由大到小依次为：赤霉素处理组＞赤霉素与6-甲基嘌呤联合处理组＞赤霉素与脱落酸联合处理组，说明赤霉素可促进种子萌发，脱落酸抑制种子萌发的作用强于6-甲基嘌呤抑制种子的萌发的作用。A、脱落酸具有抑制种子萌发的作用，赤霉素具有促进种子萌发的作用，A正确；B、因此脱落酸在种子萌发中的作用与赤霉素相互对抗，人工合成的6—甲基嘌呤不属于植物激素，B错误；C、保温时间在去除糊粉层前的15～20天内，赤霉素与6-甲基嘌呤联合处理组、赤霉素与脱落酸联合处理组产生α-淀粉酶的量均已经稳定在较低水平，但赤霉素处理组产生α-淀粉酶的量继续增加，去除糊粉层后，赤霉素处理组产生α-淀粉酶的量随着保温时间的延长不再发生变化，说明去除糊粉层后，α-淀粉酶将不再产生，进而推知：糊粉层可能是大麦种子萌发时α—淀粉酶合成的场所，C正确；D、综上分析，大麦种子萌发早期赤霉素与脱落酸含量比值增加，D正确。 二、非选择题
8．为探究植物生长素对枝条生根的影响，研究人员在母体植株上选择适宜的枝条，在一定部位进行环剥去除树皮（含韧皮部），将一定浓度的生长素涂抹于环剥口上端，并用湿土包裹环剥部位，观察枝条的生根情况，实验的部分结果如表所示。
生长素用处理枝条数 量（mg/枝） 0 0．5 1．0 1．5 2．0 3．0 回答下列问题：
（1）据表可知，生长素用量为0时，有些枝条也生根。其首次出根需要天数较多的原因是_____。 （2）表中只提供了部分实验结果，若要从表中所列各生长素用量中确定促进该植物枝条生根效果最佳的
用量，你认为需要提供的根的观测指标还有_______（答出两点即可）。 （3）从激素相互作用的角度分析，高浓度生长素抑制植物生长的原因是_________。
第90天存活枝条数 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 43 37 第90天存活时的生根枝条数 12 40 43 41 38 33 首次出根所需天数 75 30 25 30 30 33
【答案】（1）枝条自身产生的生长素较少，积累到生根所需浓度时间长 （2）每个枝条的生根数量、根的长度
（3）生长浓度高时会促进乙烯的合成，乙烯能够够抑制植物的生长
【解析】（1）枝条自身产生的生长素较少，积累到生根所需浓度时间长 ，故首次出根需要天数较多。（2）一定难度的生长素能够促进枝条生根，可以从每个枝条的生根数量、根的长度、首次出根需要时间等指标观测。（3）生长浓度高时会促进乙烯的合成，而乙烯能够够抑制植物的生长，故高浓度生长素抑制植物生长。
9．请设计实验验证“植物生长素(IAA)促进细胞生长的作用机理与其能酸化细胞(或细胞壁)有关”。
(一)材料用具：燕麦胚芽鞘若干、中性缓冲液、弱酸性缓冲液、适宜浓度的生长素中性缓冲液、蒸馏水、锥形瓶等其他相关实验器材。 (二)方法步骤：
（1）选取________________的燕麦胚芽鞘若干，切去尖端，测量并记录长度，用蒸馏水浸洗胚芽鞘切段，
吸干表面水分。
（2）取锥形瓶3个，分别编号为A、B、C；把______________，分别放入3个锥形瓶中。
（3）在A瓶中加入中性缓冲液2mL；B瓶中加入______________；C瓶中加入__________。分别加盖，
并放在_____________________的条件下培养。
（4）一段时间后，_________________________________________________________。
(三)结果预测：A组胚芽鞘切段的长度变化不明显；B组胚芽鞘________________；C组胚芽鞘______________。
【答案】(二) （1）生长状况一致
（2）(浸洗过的燕麦)胚芽鞘切段平均分成3份
（3）弱酸性缓冲液2mL 适宜浓度的生长素中性缓冲液2mL 相同且适宜 （4）测量并记录三组胚芽鞘切段的长度 (三)切段伸长明显 伸长量与B组大致相当
【解析】选取的燕麦胚芽鞘应是生长状况一致的，将胚芽鞘切段平均分成3份分别放入3个锥形瓶中；实验中无关变量应相同且适宜；该实验的因变量是胚芽鞘切段的长度变化。
10．人工合成的生长素类似物，如2，4-D、萘乙酸等，具有与生长素相似的生理效应。它们在生产上的应用很广泛。
（1）2，4-D是一种最早应用的选择性除草剂，在农业生产上常用它除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。
单子叶农作物与双子叶杂草对2，4-D浓度的反应如图1曲线所示。 ①从图中可以看出2，4-D作用的特点是_________________。
②图中X点(甲、乙的交点)对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是________，2，4-D作为除草剂的最佳使用浓度是________点所对应的浓度。
③近几年，媒体经常报道有些农民使用除草剂导致作物绝产的消息。如果某农民使用的2，4-D不是假冒产品，请你分析导致作物绝产的最可能原因是______________________。
（2）2，4-D还能促进插条生根。为了探索2，4-D促进插条生根的最适浓度，某生物兴趣小组先做了一组
梯度比较大的预实验，实验的结果如图2所示。
①图中纵坐标的标记是__________________；推测最适浓度的大致范围在__________。
②做预实验的目的是____________________，正式实验中要实现实验目的，最少需要设置________组实验(相对浓度梯度为1)。
【答案】（1）①具有两重性(低浓度促进生长，高浓度抑制生长) ②促进 F或D ③使用的浓度
过高，抑制了作物的生长甚至杀死了作物
（2）①平均生根条数(或平均生根长度) 2~6 ②探索实验条件，也可以检验实验设计的科学性和可
行性 5
【解析】分析图1曲线看出，甲曲线代表的植物对生长素浓度更敏感；图2曲线实验探索的是2，4-D促进插条生根的最适浓度，因此实验的自变量为2，4-D的浓度，因变量为生根数或生根长度。（1）①从图1中看出，横轴代表2，4-D的浓度，随着2，4-D浓度的升高，对甲乙两种植物的生理作用均是先促进后抑制，说明2，4-D的生理作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。②图中X点（甲、乙的交点）位于横轴以上，即对应的浓度对于双子叶杂草和单子叶农作物的作用效果均是促进。2，4-D作为除草剂应该对甲植物起抑制作用，而对乙植物起促进作用，因此最佳使用浓度是F或D点所对应的浓度，此浓度对甲植物的抑制效果较强，对乙植物的促进作用也最强。③由于生长素的两重性，导致作物绝产可能是使用的2，4-D浓度过高，抑制了作物的生长甚至杀死了作物。（2）①根据题意可知，实验探索的是2，4-D促进插条生根的最适浓度，因此实验的自变量为2，4-D的浓度，因变量为生根数或生根长度，因此图中纵坐标的标识是平均生根条数（或平均生根长度）；由图2中看出，2，4-D相对浓度为4时生根数最高，因此可推测最适浓度的大致范围在2~6之间。②做预实验的目的是探索实验条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，正式实验中要实现实验目的，最少需要设置5组实验（相对浓度梯度为1）。 11．研究人员以大豆的下胚轴插条为材料，用不同浓度的生长素(IAA)、乙烯利(乙烯释放剂)处理插条后，置于
无土培养液中培养8 d后，统计各组处理中下胚轴生根数量，结果如下图。试回答有关问题:
（1）与人体激素相比，植物激素的主要区别是____。IAA的化学本质是____。
（2）实验中不同溶液处理大豆下胚轴插条宜采用____法。插条处理结束后，立即用蒸馏水冲洗下胚轴的
目的是____。
（3）根据上图分析，IAA浓度对插条生根的影响表现是____。低于50 μmol/L的乙烯对插条生根具有__
__作用。
（4）实验结果还表明，100 μmol/L~200 μmol/L乙烯利具有促进插条生根的作用，由此可推测，植物的
生命活动是____的结果。
（5）若要进一步研究IAA与乙烯利共同作用的效应，试写出简单的实验思路。____。
【答案】（1）植物激素是由一定部位的细胞产生(动物激素是由专门的内分泌器官或细胞产生)的 吲哚
乙酸
（2）浸泡 洗去插条上残留溶液，防止因外源植物激素作用时间过长而产生抑制效果
（3）在一定浓度范围内，随着生长素浓度增加对插条生根促进作用增强，超过这一范围促进作用减弱
抑制
（4）多种激素共同作用
（5）配制不同浓度的IAA和乙烯利混合液，利用浸泡法处理大豆下胚轴插条后，置于适宜条件下培养，
并统计各组插条平均生根数
【解析】据图分析，该实验的自变量是处理物（生长素、乙烯利）的种类、浓度，因变量是胚轴平均生根数量。与对照组相比，随着生长素浓度的增加，胚轴平均生根数量先增加后降低，且在实验浓度范围内都是促进作用，不能体现生长素作用的两重性；与对照组相比，随着乙烯利浓度的增加，胚轴平均生根数量先降低后升高再降低。（1）人体激素是由专门的内分泌器官(细胞)合成并分泌的，而植物激素由一定部位的细胞合成分泌；生长素（IAA）的化学本质是吲哚乙酸。（2）该实验中，用不同浓度的溶液处理大豆下胚轴插条一般采用浸泡法；浸泡后应该立即用蒸馏水冲洗下胚轴，以洗去插条上残留溶液，防止因外源植物激素作用时间过长而产生抑制效果。（3）实验中浓度0(清水)的组作为对照组，根据实验结果可知，在一定浓度范围内，随着生长素浓度增加对插条生根促进作用增强，超过这一范围促进作用减弱；低于50 μmol/L乙烯利对插条生根有抑制作用。（4）与对照组相比可知，100 μmol/L~200 μmol/L的乙烯利
具有促进作用，结合生长素的作用说明植物的生命活动是多种激素共同作用的结果。（5）若要进一步研究IAA与乙烯利共同作用的效应，应该配制不同浓度的IAA和乙烯利混合液，利用浸泡法处理大豆下胚轴插条后，置于适宜条件下培养，并统计各组插条平均生根数。
12．为研究细胞分裂素的生理作用，研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中(图1)。对插条的处理方法及结果见图2。
（1）细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位__________________，再被运输到作用部位，
对植物的生长发育起______________作用的________________有机物。
（2）制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是___________________________________；插条插在蒸馏水
中而不是营养液中培养的原因是_________________________________。
（3）从图2中可知，对插条进行的实验处理包括___________________________________。 （4）在实验Ⅰ中，对A叶进行实验处理，导致B叶________。该实验的对照处理是________。 （5）实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的结果表明，B叶的生长与A叶的关系是_______________________。
（6）研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推测，用图1所
示插条去除B叶后进行实验，实验组应选择的操作最少包括__________(填选项前的符号)。 a．用细胞分裂素溶液涂抹A1叶 b．用细胞分裂素溶液涂抹A2叶 c．用14C－淀粉溶液涂抹A1叶 d．用14C－淀粉溶液涂抹A2叶 e．用14C－氨基酸溶液涂抹A2叶 f．用14C－细胞分裂素溶液涂抹A2叶 g．检测A1叶的放射性强度 【答案】（1）产生 调节 微量
（2）减少内源激素的干扰 排除外来营养物质对实验结果造成的干扰 （3）用细胞分裂素分别处理A、B叶片；不同插条上去除不同数目的A叶 （4）生长受抑制 用蒸馏水同样处理A叶 （5）A叶数量越少，B叶生长越慢 （6）a、e、g
【解析】（1）植物激素是由植物体特定部位产生的，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育起
显著调节作用的微量有机物。（2）细胞分裂素一般产生于根尖，分布在分裂旺盛的部位，如幼芽等。该实验通过用植物激素处理叶片来研究激素的作用，为了避免内源激素的干扰，制备插条时要除去根系和幼芽。同时为了避免营养液中的营养物质对实验结果的影响，把插条插在蒸馏水中。（3）通过对图2的分析可知：实验Ⅰ用细胞分裂素对A叶进行了处理。而实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ对叶片B进行了处理；实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的区别在于A叶数量的多少。（4）在实验Ⅰ中，实验组的处理为对A叶喷洒细胞分裂素，作为对照组的处理应该是用蒸馏水同样处理A叶，从而使两组之间形成对照；通过对实验Ⅰ的分析可知：对A叶进行处理的实验组中B叶面积相对值比对照组要小，所以可推导出喷洒细胞分裂素会使B叶的生长受到抑制。（5）通过对实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的比较可知，A叶越多，B叶的生长越快；反之亦然。（6）在A2叶上涂抹14C－氨基酸，在A1叶上涂抹细胞分裂素，如果在A1叶上检测到放射性物质即可证明假设成立。
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