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第33课时 生长素的发现
知识网络
基础梳理
一、生长素的发现过程
1、19世纪末，达尔文通过实验发现，在单侧光照射下，胚芽鞘会弯向光源生长，去掉尖端，或把尖端用锡箔罩上，结果是____________________。据此，达尔文提出：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种______________，造成伸长区___________比______________生长快，因而使胚芽鞘出现向光弯曲。
2、1914年，拜尔将胚芽鞘尖端切除，而后将尖端放到切去尖端的胚芽鞘的一侧，在黑暗条件下，胚芽鞘弯向对侧生长，由此，他得出结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为___________________________________________。
3、1928年，温特将胚芽鞘尖端切下，放到琼脂块上，再把处理后的琼脂块放到切去尖端的胚芽鞘的一侧，结果是胚芽鞘_____________生长。为了排除是由于琼脂块的作用导致的结果，他做了对照实验：________________________ ________________，结果是__________________。于是，他得出结论：胚弯曲生长是由一种化学物质引起的，他把这种物质命名为________________。
4、1931年，科学家从尿液中分离出具有生长素效应的物质吲哚乙酸（IAA），1946年，从植物中分离出生长素，确认其化学本质是____________。
5、现代科学对向光性生长的解释是：植物的向光性生长是由于___________________造成的：单侧光照射后，__________________________________，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成弯曲生长。
二、生长素的产生、运输和分布
1、产生部位：主要是在___________、_________和________________。
2、合成生长素最初的原料是____________。
3、极性运输：由_____________向_______________运输。
4、非极性运输：如在单侧光照射下，生长素由_____________向___________运输，将植物横放，生长素由__________向_____________运输，在成熟组织中，生长素可以通过_____________运输。
5、生长素广泛分布在各个器官中，但主要集中在___________部位。如________、_________________、________、________________________等处。
三、其它植物激素
现在人们发现的植物激素还有____________、____________、_____________、__________等。
考点突破
考点一、植物生长素的发现
达尔文、拜尔和温特的实验
科学家 分组 结果 结论
达尔文 相同的单侧光刺激 未做处理的胚芽鞘 向光弯曲生长 （1）胚芽鞘尖端能感受光的刺激；（2）胚芽鞘尖端能产生“某刺激”使向光侧生长慢，背光侧生长快。
切去尖端的胚芽鞘 不生长不弯曲
胚牙鞘尖端用锡箔罩住 直立生长
尖端下面一段用锡箔罩住 向光弯曲生长
拜尔 切去尖端的胚芽鞘 含生长素的琼脂块放在一侧 向对侧弯曲生长 “某刺激”的不均匀造成弯曲生长
含生长素的琼脂块放在另侧
温特 在切去尖端的胚芽鞘一侧放上琼脂块 放上用胚芽鞘尖端处理过的琼脂块 向对侧弯曲生长 “某刺激”是一种化学物质，这种物质能促进胚芽鞘尖端下面的部分生长
放上未用胚芽鞘尖端处理过的琼脂块 不生长
关于生长素化学本质的研究
（1）温特把这种能促进生长的物质称为生长素
（2）1934年，在尿中发现吲哚乙酸能促进植物生长
（3）1946年，从植物体内提取出生长素，证明其化学本质为吲哚乙酸
最终结论：生长素的化学本质是吲哚乙酸，能促进植物生长
例1、下列关于植物生长素生理的发现史和生理作用的叙述中，正确的是
A．1914年，匈牙利的科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除胚芽鞘尖端的一侧，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长；这个实验的对照组是没有尖端的胚芽鞘，不生长
B．顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制
C．燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关
D．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
【解析】拜尔实验的对照实验是在正常的未经处理的胚芽鞘，而不是切去尖端的胚芽鞘，对照组直立生长；顶端优势现象是侧芽生长素浓度过高，生长受抑制，而不是生长素的合成受抑制；主动运输是在植物体内的运输方式，而由胚芽鞘进入琼脂块是简单扩散。
【答案】C
变式1、根据所学知识判断，下列说法错误的是
A．图中能直立生长的是①、④和⑥
B．若探究植物的向光性，可设置①②③④⑤⑥进行对照
C．若探究植物胚芽鞘感光部位，应设置④⑥进行对照
D．图中弯曲生长的是③⑤
【解析】若要探究胚芽鞘的感光部位，应在不同的部位套上不透光的锡箔套，给予相同的单侧光。同时设计空白对照，即是③④⑤
【答案】C
考点二、研究生长素生理作用的其它实验
1、基本实验
（1）切除类
装置图
装置描述 切去尖端 保留尖端
结果描述 不生长 正常生长
现代观点 胚芽鞘尖端是产生生长素的部位
（2）遮盖类
装置图
装置描述 胚芽鞘不做处理，单侧光 用锡箔遮住胚芽鞘尖端 用锡箔遮住胚芽鞘尖端下面的一段
结果描述 弯向光源生长 直立生长 弯向光源生长
现代观点 胚芽鞘尖端是感受光刺激的部位
（3）放置琼脂块类
装置图
装置描述 切去尖端的胚芽鞘中央放上含生长素的琼脂块 切去尖端的胚芽鞘中央放上不含生长素的琼脂块 切去尖端的胚芽鞘一侧放上含生长素的琼脂块 切去尖端的胚芽鞘一侧放上不含生长素的琼脂块
结果描述 直立生长 不生长不弯曲 弯向对侧生长 不生长不弯曲
现代观点 生长素能促进生长，生长素的不均匀分布导致弯曲生长
（4）插入云母片类
装置图
装置描述 胚芽鞘不做处理，单侧光 将云母片插入胚芽鞘尖端 将云母片插入至尖端下面一段
结果描述 弯向光源生长 直立生长 弯向光源生长
现代观点 单侧光刺激下，生长素在胚芽鞘顶端从向光侧向背光侧运输
例2、在5个相同的琼脂块上分别放置1—5个水稻胚芽鞘尖端，几小时后将这些琼脂块分别紧贴于5个切去尖端的胚芽鞘切面一侧，经暗培养后，测定胚芽鞘弯曲角度（如右图所示）。正确的结果是
【解析】芽对生长素的敏感度不高，所以随尖端数量增多，生长素含量增多，生长增快，弯曲角度增大。
【答案】A
变式2、下列关于胚芽鞘生长与向光性的各种实验研究中,采用的方法和目的不一致的是D
A．将胚芽鞘置于黑暗与单侧光下,观察单侧光对其生长的影响
B．用锡箔帽和锡箔环套在胚芽鞘尖端与尖端下面一段,研究其感光部位
C．将切除尖端的胚芽鞘与完整的胚芽鞘一起培养,观察尖端对其生长的影响
D．将含IAA琼脂块与空白琼脂块分别放在切除尖端的胚芽鞘上,研究其向光性原理
【解析】要研究向光生长的原理，实验方法应是将含IAA的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的中央或一侧，无需用不含IAA的琼脂块进行空白对照。
【答案】D
2、利用生长素的作用原理分析实验
（1）暗箱类
装置图
装置描述 有窗口 无窗口
结果描述 弯向窗口生长 直立生长
（2）暗箱旋转类
装置描述 箱转胚芽鞘不转 箱不转胚芽鞘转 共同转动
结果描述（自然光） 直立生长 直立生长 弯向窗口生长
结果描述（单侧光） 弯向光源生长 直立生长 弯向窗口生长
例3、20世纪30年代，科学家发现单侧光能引起某些植物体内生长素分布不均匀；20世纪80年代科学家发现单侧光能引起某些植物体内抑制生长的物质分布不均匀。
现有一种植物幼苗，为了探究该幼苗向光生长的原因，将其直立生长的胚芽尖端切下，放到琼脂块上并用单侧光照射，如上图。下列结果及判断正确的是
①当a、b两侧生长素含量基本相等时，能够确定该幼苗向光生长的原因
②当a、b两侧生长素含量基本相等时，不能确定该幼苗向光生长的原因
③当a侧生长素含量比b侧高时，能够确定该幼苗向光生长的原因
④当a侧生长素含量比b侧高时，不能确定该幼苗向光生长的原因
A.①③ B.②④
C.②③ D.①④
【解析】题干信息中给出了单侧光引起植物向光生长的两种原因，由图可知，若检测到a、b两侧生长素含量基本相等，可以判断单侧光能引起抑制生长的物质分布不均匀，导致植物向光生长；若检测到a侧生长素含量比b侧高，引起植物向光生长的原因可能是生长素分布不均匀，也可能与植物体内抑制生长的物质分布不均匀有关，因此不能确定。
【答案】D
变式3、水平放置在地面的植株，一段时间后，会发生的现象是
A．靠近地面一侧较远离地面一侧生长素浓度高，根向下弯曲生长
B．靠近地面一侧较远离地面一侧生长素浓度低，根向下弯曲生长
C．远离地面一侧较靠近地面一侧生长素浓度高，茎向上弯曲生长
D．远离地面一侧较靠近地面一侧生长素浓度高，茎向下弯曲生长
【解析】生长素由于重力作用，向近地侧运输，导致近地面一侧生长素浓度高，而根对生长素敏感，近地侧的浓度达到了过高的水平，从而抑制生长，因而向下弯曲生长。茎对生长素不敏感，近地侧浓度高，生长速度快，向上弯曲生长。
【答案】A
考点三、生长素的合成、运输和分布
1、除胚芽鞘尖端外，幼嫩的芽、叶和发育着的种子，也会合成生长素，幼根也会合成生长素。生长素分布在植物体内的各个器官，但主要分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根的顶端分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
2、生长素的运输方式有两种：
（1）极性运输：出现在幼嫩组织——胚芽鞘、芽、幼叶、幼根；特点是由形态学上端向下端，即由顶端（尖端）向中间部位，如顶芽产生的生长素向侧芽运输。这个过程与外界条件没有关系，完全是植物自身因素决定的。
（2）非极性运输：有两种情况，一是在成熟组织中，生长素可以像其它有机物一样，在韧皮部中的筛管中运输。第二种情况是在外界刺激下，发生定向的运输，如在单侧光照条件下，生长素由向光侧向背光侧运输，在植物横放的情况下，在重力作用下，生长素由远地侧向近地侧运输。
例4、拟南芥P基因的突变体表现为花发育异常。用生长素极性运输抑制剂处理正常拟南芥，也会造成相似的花异常。下列推测错误的是
A、生长素与花的发育有关
B、生长素极性运输与花的发育有关
C、P基因可能与生长素极性运输有关
D、生长素极性运输抑制剂诱发了P基因突变
【解析】由题目中所提供的信息可知P基因突变后的表现与生长素极性运输抑制剂的处理效果相同，但无法由此判断P基因的突变与抑制剂之间的因果关系。
【答案】D
变式4．用同位素14C标记的吲哚乙酸来处理一段枝条的一端，然后探测另一端是否有放射性14C的吲哚乙酸存在。枝条及位置如图。下列有关处理方法及结果的叙述正确的是
A．处理甲图中A端，不可能在甲的B端探测到14C的存在
B．处理乙图中A端，能在乙图中的B端探测到14C的存在
C．处理乙图中B端，能在乙图中的A端探测到14C的存在
D．处理甲图中B端，能在甲图中的A端探测到14C的存在
【解析】生长素有极性运输的特点，甲实验中只能由A向B运输，乙实验中，只能由B向A运输，而不能反向运输。
【答案】C
课时作业
1．1914年，匈牙利的科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除尖端的胚芽鞘的一侧，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长。下列叙述正确的是(　　)
A．该实验在黑暗中进行，可排除受光不均匀对实验结果的影响
B．该实验证明尖端确实能产生某种物质，该物质是吲哚乙酸
C．对照组是没有尖端的胚芽鞘，不生长
D．该实验证明了生长素在植物体内进行极性运输
【解析】　B错误：本实验只能说明胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。C错误：对照组仍应有胚芽鞘尖端，只不过尖端是在正中。D错误：要证明生长素的极性运输，必须有形态学上下端对调的对照实验。
【答案】　A
2．对燕麦胚芽鞘进行如下图处理：①的胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽；②将尖端下部用锡箔遮住；③在尖端横向插入锡箔；④在尖端横向插入琼脂片；⑤切去胚芽鞘尖端。请据图判断下列哪一项是错误的(　　)
A．有单侧光照时仍直立生长的是①
B．给予右侧光照时，弯向光源生长的是②④
C．单侧光照时，不生长也不弯曲的是③⑤
D．如把④放在匀速转盘上，并给予右侧光照，生长情况是向右弯曲生长
【解析】　生长素由胚芽鞘顶端产生，在顶端部位若有单侧光刺激可侧向运输，但在其下部则不能侧向运输，只能由上向下运输。生长素分布多的部位细胞生长快，因此它弯向光源生长。琼脂块实际上起一个物质传递的作用，是一种中介物，用以判断是否有化学物质的生成及作用。若将胚芽鞘放在匀速转盘上，即使以单侧光照射，生长素在这一部位也是均匀分布的，不会弯向光源。
【答案】　D
3．下图中能说明胚芽鞘尖端是感受光刺激部位的最佳实验组合是(　　)
A．①和② B．③和④
C．④和⑥ D．⑤和⑥
【解析】　根据该实验的目的可以确定单一变量为对胚芽鞘尖端的处理不同。
【答案】　D
4．下列选项中用燕麦胚芽鞘做实验，可使其发生向右侧弯曲生长的是(　　)
【解析】　A选项图中插入的琼脂块属无效插入，胚芽鞘直立生长；B选项图中左侧玻璃片属无效插入，因分生组织分布在胚芽鞘尖端下部一段，右侧玻璃片插在胚芽鞘尖端以下的部位，阻断了生长素向下运输，故胚芽鞘尖端下部左侧有生长素，右侧无生长素，胚芽鞘向右弯曲生长；C选项图中云母片属无效插入，在单侧光的刺激下，生长素由向光侧移向背光侧，使背光侧生长素分布得较多，胚芽鞘向光弯曲生长；D选项图中插入云母片阻断生长素向左的横向运输，生长素均匀向下极性运输，胚芽鞘直立生长。
【答案】　B
5.如图为用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验，下列叙述中正确的是 (　　)
A.不生长也不弯曲的是③④
B.生长且向光弯曲的是②⑤
C.生长但不弯曲的是①④
D.生长且向左弯曲的是①⑤
【解析】由图可知，①胚芽鞘尖端被不透光的锡箔套住，则胚芽鞘直立生长；②锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段，尖端能感光，会发生向光弯曲生长；③切去尖端并照光，由于没有生长素，所以既不生长也不弯曲；④在切去尖端的胚芽鞘上放置含生长素的琼脂块，由于没有尖端，不感光，生长素均匀向下运输，故直立生长；⑤含生长素的琼脂块放置在去掉尖端的胚芽鞘一侧，生长素分布不均匀，故向放置琼脂块的对侧弯曲生长。
【答案】C
6．如下图所示，a、b、c为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，有单侧光照，下列对实验结果的描述，正确的是(　　)
A．a、b向光弯曲生长，c背光弯曲生长
B．a直立生长，b、c向光弯曲生长
C．d图中如果固定植株，旋转纸盒，一段时间后，植株向左弯曲生长
D．图中如果将纸盒和植株一起旋转，则弯向盒开口方向生长
【解析】　a图中由于生长素不能透过玻片，故a直立生长；b图中，生长素能透过琼脂片，单侧光照使b向光弯曲生长；c图中由于胚芽鞘没有尖端，对光不产生反应，c背光弯曲生长；d图中固定植株，旋转纸盒，植株向右弯曲生长，如果将纸盒和植株一起旋转，光只是从开口进入，因此植株弯向盒开口方向生长。
【答案】　D
7．科学家做过如下的实验：①把不含生长素的两小块琼脂放在燕麦胚芽鞘下端；②把含生长素的琼脂小块放在一段燕麦胚芽鞘形态学上端，把另两块不含生长素的琼脂小块作为接受块放在下端；③把一段燕麦胚芽鞘倒转过来，把形态学上端朝下，做同样实验。三个实验都用单侧光照射。经过一段时间后，接受块①②③④⑤⑥的成分变化的叙述正确的是(　　)
A．①含生长素比②多，③含生长素比④多
B．①含生长素比②少，⑤含生长素比⑥多
C．在③④⑤⑥小块中，⑤含生长素最多
D．③④中生长素含量之和比⑤⑥中含生长素多
【解析】　胚芽鞘尖端是接受光线照射的部位，琼脂块不能接受光线的照射，由此得出①含生长素比②多，③④中生长素含量相同，⑤⑥中不含生长素。
【答案】　D
8．由下图直接可以得出的结论是(　　)
A．生长素能促进植物生长
B．生长素的化学成分为吲哚乙酸
C．单侧光照射引起生长素分布不均匀
D．感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端
【解析】　两组实验所采用的是切去尖端的胚芽鞘，因此无法验证单侧光对生长素分布的影响以及胚芽鞘的生理功能。实验中没有对生长素的成分进行分析，因此也不能验证生长素的化学成分。
【答案】　A
9.下列是研究植物向光性运动与生长素之间的关系组图，其相关说法错误的是 (　　)
A.上述实验中，所选用的植物胚芽鞘必须是同种且长势相同的胚芽鞘
B.当探究植物向光性产生的外因时，应设置c和a对照
C.当探究植物向光性产生的内因时，应设置b和c对照
D.当探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，应设置c和e对照
【解析】生长素产生的部位是胚芽鞘尖端，当探究植物向光性产生的内因时，实际上就是探究生长素产生的部位是否在胚芽鞘尖端，因此应设置b和c对照；当探究植物向光性产生的外因时，在该题实际是探究光的作用方向，因此应设置c和a对照；当探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，应设置d和e对照；上述实验中，所选用的植物胚芽鞘必须是同种且长势相同的胚芽鞘。
【答案】D
10.如右图所示是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射的情况，下列叙述可能性最小的是(　　)
A．生长素由②向①移动
B．生长素由④向③移动
C．生长素由①向③移动
D．生长素由②向④移动
【解析】　在单侧光的影响下胚芽鞘尖端会发生生长素的横向运输②—①，还可以发生极性运输即①→③，②→④，而③④为尖端以下部位不会发生横向运输。
【答案】　B

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