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第36讲 植物生长素及其生理作用
考点要求 考题统计 考情分析
生长素的发现过程 -- 本专题知识难度较低，要求基础要扎实。考查学生对相关生长素发现、合成、产生、生理作用的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
生长素的合成、运输、分布 2023，山东，选择 2023，天津，填空 2021，重庆、福建
生长素的生理作用 2023，广东，选择 2021，北京
1.植物生长素的发现方法：假说--演绎法
发现问题：植物向光生长的原因是什么？
假说
演绎
提出假说：某种“影响”（19世纪末，达尔文 ）
验证假说：
1913年，鲍森 詹森
1918年，拜耳
1926年，温特
1934年，命名：生长素
1946年，分离：生长素
总结结论：P92,第三段
考点一.植物生长素的发现
（1）发现问题：达尔文的实验（1880年）
研究问题：植物向光生长的原因是什么？
（2）提出假说：达尔文
尖端
尖端
单侧光
背光
①鲍森 詹森的实验
（3）验证假说：研究问题：这种“影响”是什么
没有形成单一变量，无法排除
“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论
改进：
不生长
不弯曲
鲍森 詹森
说明：琼脂块对实验无影响
分析：
实验的单一变量是：
②拜尔的实验
不均匀
拜尔
（3）验证假说：研究问题：这种“影响”是什么
胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的
现象：
结论：
弯向对侧生长
该实验为什么要在黑暗中进行？
排除光照可能对实验结果造成的干扰。
②拜尔的实验
（3）验证假说：研究问题：这种“影响”是什么
根据达尔文、詹森、拜尔等一系列实验结果，能得出什么结论
　　胚芽鞘的顶尖产生的“影响”可能是一种化学物质,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
究竟是不是化学物质呢？如果是，是哪种化学物质？
（3）验证假说：研究问题：这种“影响”是什么
设置对照组的目的是：排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响
温特
对照
琼脂块
化学物质
促进生长
生长素
（3）验证假说：研究问题：这种“影响”是什么
③温特的实验:
单一变量：琼脂块是否接触过胚芽鞘的尖端
④1931年科学家首先从人尿中提取到了具有生长素效应的化学物质，并经化学分析证明为吲哚乙酸（IAA）；
⑤1946年终于从植物体中分离到了生长素，并确认它就是IAA 。
苯乙酸（PAA）
吲哚丁酸（IBA）
进一步研究发现，具有生长素效应的还有：
由上可知，生长素的化学本质是有机酸。
（3）验证假说：研究问题：这种“影响”是什么
总结1：生长素的发现过程
达尔文实验
1.胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，
2.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。
鲍森·詹森实验：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂块传递给下部。
拜尔实验：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
温特实验：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，
这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。
先后从尿液和高等植物中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)。
伸长区
单侧光照射后导致生长素在胚芽鞘背光侧比向光侧分布多，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
（1）外因：
（2）内因：
单侧光照射
生长素的分布不均匀
②生长素促进细胞的 (分裂、伸长)
伸长
①与向光侧相比，背光侧细胞周期（ ）
×
伸长区细胞失去分裂能力
总结2：植物向光性的原因
（3）过程图解
生长素
背光侧生长素浓度高
生长素
光
　　教材隐性知识：
源于选择性必修1 P92“相关信息”：植物向光性的另一种理论：单侧光照射引起某些　　　　　　　分布不均匀造成的。
抑制生长的物质
解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素横向运输，向背光侧转移。
解释2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。
解释3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。
　　教材隐性知识：
源于选择性必修1 P92“相关信息”：关于植物向光性生长的解释
若解释1正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c>a＝b>d。
若解释2正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c＝a＝b>d。
若解释3正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为a＝b＝c＝d。
1.(2023滨州期末)生长素的发现经历了漫长的探索历程,多位科学家做出了卓越的贡献。下列对相关实验的叙述,错误的是(　　)
A.达尔文父子提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激会向下面的伸长区传递某种“影响”
B.鲍森·詹森的实验说明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
C.拜尔的实验说明胚芽鞘尖端产生的“影响”分布不均匀造成放置尖端的一侧生长受抑制
D.温特的实验证明胚芽鞘弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并将其命名为生长素
C
2.(2023江门模拟)达尔文用燕麦的胚芽鞘进行以下实验。有关叙述错误的是(　　)
A.实验①②对照可说明胚芽鞘弯曲生长与尖端有关
B.实验①②③可说明胚芽鞘尖端能够感受单侧光刺激
C.若实验④增加尖端下部遮光处理则实验结果不变
D.实验③④对照可排除单侧光对胚芽鞘生长的影响
D
C
P252T5.(2023·陕西西安联考)取长度相同的幼苗，实验装置如下图甲所示，给予光照，在不同时间测定胚芽鞘伸长的长度，结果如下图乙。若不考虑光照对生长素合成与分解的影响，能正确表示对照组、实验组背光面和实验组向光面胚芽鞘伸长长度的曲线依次是(　　)
A.③②① B.①②③ C.②①③ D.②③①
2.植物激素的概念
产生部位
作用部位
生长发育
有机物
人工合成的、或微生物产生的不能称为植物激素，如植物体产生的赤霉素是一种植物激素，而赤霉菌产生的赤霉素不能称为植物激素
和动物体内的激素相似，不直接参与细胞代谢，而是给细胞传递一种调节代谢的信息。
项目 植物激素 动物激素
合成部位 无专门的分泌器官 _____________________
作用部位 没有特定的器官 特定的器官、组织
　　教材隐性知识：
源于选择性必修1 P93“思考·讨论”：植物激素与动物激素的异同
内分泌腺或内分泌细胞
运输途径 　　运输、　　　运输和 　　运输 随血液循环(　　)运输
化学本质 有机小分子 蛋白质类、　　　、氨基酸衍生物等
极性
非极性
横向
体液
类固醇
色氨酸
叶
种子
胚芽鞘
上端
下端
输导
组织
生长旺盛
产生部位＜积累部位；
如顶芽＜侧芽
生长旺盛的部位＞衰老组织；如生长点＞老根
3.生长素的合成、运输和分布
以主动运输方式从植物形态学的上端向下端运输，而不能倒转过来。即极性运输。
在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
形态学上端：植物的尖端或靠近生长端
形态学下端：植物器官基部或远离生长端
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
从植物形态学的上端向下端运输，而不能倒转过来。即极性运输。
教材P95：
这个实验是否严谨？应该对实验方案如何改进？
不严谨，缺少对照
胚芽鞘下端朝下
补:研究生长素极性运输的经典实验是所谓的“供体—受体琼脂块”方法,现利用如图处理方法做实验。
(1)检测4个实验受体琼脂块,其中含有生长素的是　　　　。
①④
(2)为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输,一位同学设计了实验①,过一段时间,发现下端的受体琼脂块逐渐有了生长素。作为其对照组,最合适的是　　　　。
②
(3)有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点。最适合判断该观点是否正确的一组对照实验是　　　　,实验结果为　　　,则该观点正确。
①④
两组实验的受体琼脂块都有生长素,且含量相等
P263T2.(2023·河南郑州联考)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
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
P263T3.(2023·广东中山调研)将生长状况相同的完整胚芽鞘均分成①②③三组，处理方式如图所示。三组均在适宜条件下水平放置，一段时间后观察弯曲情况。实验结果为①③组背地弯曲生长，②组水平生长。下列有关说法错误的是(　　)
B
A.该实验能证明生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端
B.②组云母片阻止了生长素的极性运输
C.①③组胚芽鞘背地弯曲生长不能体现生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特性
D.①组属于对照组，②③组均属于实验组
判断植物“长不长、弯不弯”的方法
4.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象
分析方法：生长素的运输
不同处理条件下植物向性运动的结果分析
提醒　琼脂不能感光，不会阻断生长素的运输和传递，而云母片、玻璃片等则会阻断生长素的运输。在失重状态下，尖端只发生极性运输，因此顺“尖”而长。
D
P252T6.(2023·黑龙江哈尔滨模拟)用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如下图所示实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是(　　)
A.②⑤⑦ B.①②③⑤⑧ C.①③④⑥⑦ D.②⑤⑧
P263T1.(2023·北京东城联考)为探究单侧光对生长素分布的影响，科研工作者利用玉米胚芽鞘做了如下实验。下列分析错误的是(　　)
C
注：图1中琼脂块中的数字是用图2方法测定出的弯曲角度θ。
A.胚芽鞘的弯曲角度θ可反映琼脂块中生长素的含量
B.单侧光不影响生长素从胚芽鞘尖端向琼脂块的扩散
C.单侧光能在有光的一面诱导生长素在光下发生分解
D.单侧光可以引起胚芽鞘中的生长素向背光面转移
1.生长素的生理作用
传达信息
伸长生长
细胞分化
受体
特定基因
考点二. 植物生长素的生理作用
教材隐性知识：源于选择性必修1 P94“思考·讨论”：
(1)不同浓度的生长素对茎生长的促进作用一定不同吗？____________________________________________________________________________。
(2)不同浓度的生长素对根生长的抑制作用一定不同吗？　　(填“一定”或“不一定”)。
不一定，
在最适浓度的两侧，会有两个不同浓度的生长素对植物产生相同的促进效果
一定
2.生长素的作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长
抑制生长≠不生长(只是生长慢于对照组)
A与E作用效果一样吗？B与D等高，作用效果一样吗？有何区别？
P253[情境推理·探究2]某同学用两个未知的不同浓度(Cx和Cy)的生长素溶液做实验，测得去尖端的燕麦胚芽鞘的弯曲角度(图1)的值分别为αx、αy，且关系为αx＝αy。为了进一步比较Cx和Cy的大小，该同学用去根尖的燕麦胚根做了图2所示的实验，结果胚根向右弯曲生长，则Cx________(填“大于”或“小于”)Cy，判断依据是__________________________
________________________________________________________________。
大于
与胚芽鞘相比，胚根对生长素更敏感，
胚根向右侧弯曲生长，说明右侧生长素浓度相对较高，抑制了该侧的生长
3.生长素生理作用曲线分析
（1）同一植物不同器官对生长素的敏感度曲线分析
总结：敏感程度与最适浓度呈负相关，敏感性越强，其正常生长发育要求的最适生长素浓度越低，反之，则越高。
幼根
老根
幼嫩细胞>衰老细胞
（2）植物细胞的成熟程度不同对生长素的敏感不同
（3）植物种类:双子叶植物一般比单子叶植物敏感。
应用方面：用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草,同时促进单子叶植物的生长
例1.农田中农作物大多数是单子叶植物，杂草以双子叶植物为主；果园中的果树和杂草则相反．图表示双子叶植物和单子叶植物对不同浓度的生长素的反应效果．据此可知用生长素类似物作除草剂可用于农田还是果园？理由是（　　）
A.果园，果园中低浓度除草剂溶液既可以促进果 树生长，又可以抑制杂草生长
B.果园，果园中高浓度除草剂溶液既可以促进果 树生长，又可以抑制杂草生长
C.农田，农田中低浓度除草剂溶液既可以
促进农 作物生长，又可以抑制杂草生长
D.农田，农田中高浓度除草剂溶液既可以促进农 作物生长，又可以抑制杂草生长
D
①表现：
4.植物茎的背地性和根的向地性
抑制
促进
促进慢
促进快
②原因：
旁栏边角
(选择性必修1 P94“思考·讨论”)“促进”或“抑制”的作用效果是如何得到的
提示:是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言,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。
例2.据图回答问题：
(1)若某植物幼苗已表现出向光性，且测得其向光面的生长素浓度为m，则其背光面生长素浓度范围是________。
(2)若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为__________。
(3)除草剂灭草的原理是使杂草的生长素浓度处于______状态下。
大于m 小于M
小于m
大于i
(4)若某植物顶芽的生长素浓度为g，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度是图中曲线的______________区间。
C点之后
附1：判断
若H点表示促进茎生长的最适浓度，则D、E点分别表示促进根、芽生长的最适浓度（ ）
敏感度依次是根芽茎，E根本不可能表示芽的最适浓度
×
例3：已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则：①．X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有_________作用。②．X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是_____。
抑制
X>Y，X>Z，Y与Z之间大小关系不确定
①图1中，顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽A、B、C的生长素浓度 ，其生长发育受到 。顶芽生长素浓度 ，优先发育，植株表现为顶端优势。
过高
抑制
较低
②图2中，顶芽被去掉，侧芽的生长素 受阻，浓度 ，
被解除，侧芽得以发育，顶端优势被打破。
运输来源
降低
抑制
典型实例分析：（3）顶端优势
③图3中，去掉顶芽后用含生长素的琼脂块代替，推测侧芽A、B、C的发育情况 ，说明顶端优势是由 分布不均匀造成的。
④顶芽具有顶端优势，作为地表下的植物的根有顶端优势吗？原理与地上部分相同吗？
仍受抑制
生长素
提示：有，原理是相同的。
典型实例分析：（3）顶端优势
2>3>4>1
抑制
促进
1
2
3
4
2
1
3
4
2
3
4
2生长受到抑制而4生长较快，是由于与2相比，4距离顶芽较远，故生长素在4处不会大量积累，导致2生长受到抑制而4生长较快
典型实例分析：（3）顶端优势
⑤顶端优势的应用
树木修剪——改善树型
棉花摘心——增加产量
树木粗壮——木材质量
解除顶端优势
利用顶端优势
典型实例分析：（3）顶端优势
例4.从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段（无叶和侧芽）。自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一段时间后，观察到半边茎向外弯曲生长，如图所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的，放入水中后半边茎内、外两侧细胞中的生长素浓度都不会升高。请仅根据生长素的作用特点分析半边茎向外弯曲生长这一现象，推测出现该现象的两种可能原因。
原因1∶内侧细胞中的生长素浓度比外侧高，所以内侧细胞生长较快。
原因2∶内外两侧细胞中的生长素浓度相同，但内外侧细胞对生长素敏感性不同，该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长
生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的α值。
例5.从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段（无叶和侧芽），将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4 处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度（α）如图甲。与生长浓度的关系如图乙。请回答∶
（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是 。
（2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度（A）和高浓度（B）。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度
若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A;若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B。
的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2。请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论∶ 。
辨析生长素两重性分析中的3个易错点
易错点1：　误认为“抑制生长”就是“不生长”
点拨：抑制生长≠不生长，所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的——凡生长状况差于对照组者可谓生长受抑制，生长状况好于对照组者可谓“促进生长”。
易错点2：　不能准确界定生长素作用是否体现出“两重性”
点拨：确认能否体现两重性的关键在于“浓度与生长状况”。
①若生长较慢处的生长素浓度＞生长较快处的生长素浓度则可体现两重性，如根背地生长、顶端优势等。
②若生长较慢处的生长素浓度＜生长较快处的生长素浓度，则不能体现两重性，只能表明“低浓度促进生长”。如茎的向光性和茎背地生长。
易错点3：　误将高于最适浓度的浓度都当做“抑制浓度”
点拨：曲线中HC段表明随生长素浓度升高，促进生长作用减弱，但仍为促进生长的浓度，不是抑制浓度，高于i时才会抑制植物生长，才是“抑制浓度”。
辨析生长素两重性分析中的3个易错点
例10.（2021·广东高考真题）乙烯可促进香焦果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动，以乙烯利溶液为处理剂，研究乙烯对香蕉的催熟过程，设计的技术路线如下图，下列分析正确的是（ ）
A．对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响B．实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实C．根据实验安排第6次取样的时间为第10天D．处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
C
解析：图示表明每两天取样一次，共6次，为了了解香蕉实验前本身的还原糖量、淀粉量、果皮色素量，应该从0天开始，故第6次取样的时间为第10天，C正确；
1.（2023·广东）某研学小组参加劳动实践，在校园试验田扦插繁殖药用植物两面针种苗。下列做法正确的是（ ）
A．插条只能保留1个芽以避免养分竞争
B．插条均应剪去多数叶片以避免蒸腾作用过度
C．插条的不同处理方法均应避免使用较高浓度NAA
D．插条均须在黑暗条件下培养以避免光抑制生根
B
解析：A、为提高扦插枝条的成活率，插条一般保留3-4个芽，因为芽能产生生长素，有利于插条生根；
B、当插条上叶片较多时，蒸腾作用过于旺盛，导致插条失水过多死亡，因此应剪去多数叶片以降低蒸腾作用，B正确；
C、较高浓度的NAA可以选用沾蘸法，低浓度NAA可以选用浸泡法；
D、为降低插条的蒸腾作用，同时又可以使其进行光合作用，常常在弱光下进行扦插.
2.（2023·山东）拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的，以其幼苗为实验材料进行向光性实验，处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是（ ）
A．结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B．①②之间有感受单侧光刺激的部位
C．甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D．②③之间无感受单侧光刺激的部位
D
D: 在②处切断和在③处切断，两组实验结果相同：幼苗都不生长、不弯曲，说明此时不能产生生长素，也无法得出有无感受单侧光刺激的部位
P254T1.（2021·重庆）新中国成立初期，我国学者巧妙地运用长瘤的番茄幼苗研究了生长素的分布及锌对生长素的影响，取样部位及结果见下表。据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A．部位①与部位②的生长素运输方向有差异
B．部位③含量较高的生长素会促进该部位侧芽生长
C．因部位⑤的存在，
部位④生长素含量高于部位③
D．对照组生长素含量明显高
于低锌组，表明锌有利于生长素合成
B
生长素作用具有两重性，部位③含量较高的生长素会抑制该部位侧芽生长
P254T3.（2021·福建）烟草是以叶片为产品的经济作物。当烟草长出足够叶片时打顶（摘去顶部花蕾）是常规田间管理措施，但打顶后侧芽会萌动生长，消耗营养，需要多次人工抹芽（摘除侧芽）以提高上部叶片的质量，该措施费时费力。可以采取打顶后涂抹生长素的方法替代人工抹芽。科研人员探究打顶后涂抹生长素对烟草上部叶片生长的影响，实验结果如右图所示。下列分析错误的是（　　）
A．打顶后涂抹的生长素进入烟草后，可向下运输
B．打顶后的抹芽措施不利于营养物质向上部叶片转运
C．打顶涂抹生长素能建立人工顶端优势
抑制侧芽萌发
D．打顶后涂抹生长素与不涂抹相比，
能增强上部叶片净光合速率
B
B:打顶后的抹芽措施是为了提高上部叶片的质量，因此该措施利于营养物质向上部叶片转运

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