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第一节　生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
第1课时　生长素的发现和生长素促进植物生长
[课标要求]
概述科学家经过不断地探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。
考点一　向光性的研究导致生长素的发现
INCLUDEPICTURE "新知导学LLL.TIF"
1．植物激素：在植物体内某些部位合成，然后被运送到其他部位，在很低浓度下即可对植物生命活动起到显著调节作用的__________________。
2．向光性
(1)概念：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向弯曲生长的现象。
(2)表现
①茎和枝条通常表现出最典型的________向光性，朝向光源方向生长。
②根有时会表现出______向光性，背向光源方向生长。
③叶片表现出______向光性，生长方向与光源方向__________。
3．生长素的发现过程
(1)达尔文父子的实验
①实验过程
INCLUDEPICTURE "ZK25.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK25.tif" \* MERGEFORMATINET
②实验结果和结论
INCLUDEPICTURE "ZK25学+.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK25学+.tif" \* MERGEFORMATINET
③实验推论：当幼苗暴露在单侧光下，苗尖端产生一种“影响”并向下传递，引起下部发生弯曲。
(2)波森·詹森的实验
①实验过程
INCLUDEPICTURE "ZK26.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK26.tif" \* MERGEFORMATINET
②实验结论：从苗尖端向下传递的信号是一种__________的化学物质，且该物质能透过明胶块。
(3)拜尔的实验
①实验过程
INCLUDEPICTURE "ZK27.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK27.tif" \* MERGEFORMATINET
②实验结论
a．苗尖端产生了一种促进生长的化学物质，向下运输。
b．______________导致这种化学物质的不对称运输，这种不对称运输导致的不均匀分布引起幼苗弯曲生长。
(4)温特的实验
①实验过程
INCLUDEPICTURE "ZK28.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK28.tif" \* MERGEFORMATINET
②实验结论
a．燕麦幼苗尖端确实产生了一种化学物质，向下运输，促进幼苗生长。他将这种物质命名为__________ 。
b．幼苗之所以会向光弯曲生长，是因为背光侧的生长素浓度高于向光侧。
4．生长素的化学本质
(1)1934年，荷兰科学家郭葛从玉米油、根霉、麦芽等材料中分离纯化了生长素，发现其化学本质是一种称为________________的小分子有机物。
(2)1946年，人们从植物中分离出了IAA。
(3)此后，人们在植物中陆续发现了其他一些也具有生长素效应的化合物，如吲哚丁酸(IBA)等。
[答案自填] 小分子有机物　正　负　横　相垂直　不会向光弯曲　苗尖端　下部　可移动　单侧光照　生长素　吲哚乙酸(IAA)
INCLUDEPICTURE "辨正误LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\辨正误LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)达尔文通过实验推测苗尖端在单侧光照下能产生某种“影响”并向下传递。(　　)
(2)温特分离出了生长素，并鉴定出其化学本质为吲哚乙酸。(　　)
(3)幼苗的感光部位和发生弯曲的部位不同。(　　)
答案：(1)√　
(2)×　温特并未分离出生长素，也未鉴定出其化学本质。
(3)√
INCLUDEPICTURE "合作探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\合作探究LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
[探究1] 达尔文向光性实验的分析：请分析下列组别的自变量和实验结论，并完善表格。
INCLUDEPICTURE "25W12.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25W12.TIF" \* MERGEFORMATINET
组别 自变量 结论
①和② ____________ 幼苗的弯曲生长与_________________有关
①和③ ____________ 幼苗的弯曲生长与_________________有关
①和④ ____________ 幼苗的弯曲生长与_______________________________________________________________________无关
提示：幼苗尖端的有无　尖端的存在　幼苗尖端是否遮光　尖端受单侧光刺激　幼苗基部是否遮光　基部是否受单侧光刺激
[探究2] 在达尔文实验的基础上科学家们继续进行了实验探索，请分析其他科学家的研究。
(1)波森·詹森的实验无法排除“明胶块本身导致幼苗生长的可能”，如何完善实验进行证明？波森·詹森实验的贡献是什么？
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)拜尔的实验在黑暗环境中进行的目的是什么？通过该实验分析，“影响”的产生是否需要光照？
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(3)拜尔的贡献是__________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(4)波森·詹森和拜尔的实验都是在有尖端的情况下植物出现了向光性，温特通过巧妙的实验设计确定了造成幼苗向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。温特设计的实验的自变量是什么？对照组的作用是什么？
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：(1)可以增设一组对照组：在切去尖端的幼苗切面上放一块与实验组相同的空白明胶块。波森·詹森的实验证明了从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质，该物质能透过明胶块
(2)拜尔的实验目的是研究植物具有向光性的内因，在黑暗中进行的目的是排除光照对实验结果的干扰。“影响”的产生不需要光照
(3)首次提出苗尖端产生了一种促进生长的化学物质，向下运输；单侧光照导致这种化学物质的不对称运输，这种不对称运输导致的不均匀分布引起幼苗弯曲生长
(4)自变量是琼脂块有没有接触过幼苗尖端。对照组的作用是排除琼脂块本身对实验结果的干扰，以便更有力地说明导致幼苗弯曲生长的是尖端中的某种化学物质
[探究3] 关于植物向光性的原因有以下三种解释。
解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。
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。
INCLUDEPICTURE "25W13.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25W13.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)若解释1正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为_________________________________________________________。
(2)若解释2正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为_________________________________________________________。
(3)若解释3正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为_________________________________________________________。
提示：(1)c>a＝b>d　(2)a＝b＝c>d　(3)a＝b＝c＝d
INCLUDEPICTURE "微归纳LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\微归纳LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
植物向光生长的机理
(1)图解
INCLUDEPICTURE "3-6.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\3-6.TIF" \* MERGEFORMATINET
(2)解释
①生长素的浓度：单侧光导致苗尖端产生的生长素向背光侧转移，导致背光侧生长素浓度高于向光侧，这种生长素的不均匀分布可传至尖端下方。
②生长程度：尖端下方背光侧生长素浓度高于向光侧，导致背光侧生长快于向光侧，表现出向光生长。
[温馨提示](1)生长素的产生部位——苗尖端。
(2)生长素发挥作用的部位——苗尖端下面一段。
(3)感光部位——苗尖端。
(4)生长素的产生是否需要光——不需要。
(5)生长素横向运输的部位——苗尖端。
(6)弯曲生长的原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀。
(7)引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力等。
INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\对点训练LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．下列有关植物生长素发现过程的叙述，正确的是(　　)
A．达尔文通过实验证明苗尖端产生的生长素因单侧光照射而分布不均匀
B．波森·詹森通过实验证明了苗尖端透过明胶块传递给下部的物质是生长素
C．拜尔在黑暗环境中进行实验是为了排除光合作用对实验结果造成的干扰
D．温特通过实验证明了燕麦幼苗尖端确实产生了一种促进幼苗生长的化学物质，并把这种物质命名为生长素
解析：选D。达尔文未提出生长素的相关概念，A错误；波森·詹森的实验证明，从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质，这种化学物质能够透过明胶块，未提出生长素的概念，B错误；苗尖端能感受光照的刺激，拜尔的实验在黑暗环境中进行是为了排除光照因素对实验结果造成的干扰，C错误；温特的实验证明燕麦幼苗尖端确实产生了一种化学物质，向下运输，促进幼苗生长，温特把这种物质命名为生长素，D正确。
2．(2025·强基联盟高二联考)为研究植物的向光性，某科学家进行了如下图所示的实验。下列叙述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE "26WQA186.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\26WQA186.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．①与②对照，说明幼苗向光弯曲生长与幼苗尖端有关
B．①与③④⑤对照，说明感光部位是幼苗尖端
C．据实验结果可以推测苗尖端能产生某种物质并向下传递
D．若在黑暗条件下重复如图所示实验，则所有幼苗均不能生长
解析：选D。①与②的自变量是有无尖端，因变量为是否弯向光源生长，实验结果证明幼苗向光弯曲生长与苗尖端有关，A正确；①与③④⑤的结果证明感光部位是幼苗尖端，B正确；具有尖端的幼苗能够生长，没有尖端的幼苗不能生长，且弯曲部位在苗尖端下部，由此可推测苗尖端可能产生了某种化学物质并向下传递，C正确；生长素的合成不需要光，若将实验条件改为完全黑暗，具有尖端的幼苗由于能产生生长素，因此可以直立生长，D错误。
考点二　生长素促进植物生长
INCLUDEPICTURE "新知导学LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\新知导学LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．生长素的作用
(1)细胞水平：主要是促进细胞伸长，也影响细胞的分裂和分化。
(2)器官水平：促进茎伸长，促进地上部分向上生长，促进不定根和侧根形成，促进叶片生长和维管束分化，促进果实生长，促进种子发芽，防止落叶落花落果等。
2．分布：大多集中在__________的部位，如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等，而在趋向衰老的组织和器官中含量很少。
3．合成和运输
INCLUDEPICTURE "ZK29学.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\ZK29学.tif" \* MERGEFORMATINET
[答案自填] 生长旺盛　色氨酸　上端　下端
INCLUDEPICTURE "辨正误LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\辨正误LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)顶芽合成的生长素通过扩散运输到侧芽。(　　)
(2)生长素的横向运输发生在尖端，其发生效应的部位也在尖端。(　　)
(3)生长素促进生长主要是通过促进细胞分裂实现的。(　　)
答案：(1)×　顶芽合成的生长素通过主动转运运输到侧芽。
(2)×　生长素的横向运输发生在尖端，其发生效应的部位在尖端下面的一段。
(3)×　生长素主要是通过促进细胞伸长来促进生长的。
INCLUDEPICTURE "合作探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\合作探究LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
[探究1] 材料Ⅰ：为研究生长素在单侧光影响下运输方向的变化，研究人员做了下图所示的实验。
INCLUDEPICTURE "25W15.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25W15.TIF" \* MERGEFORMATINET
材料Ⅱ：研究人员做了进一步实验，将生长状况相同的幼苗尖端切下来，用不能透过生长素的薄玻璃片分割，放在琼脂块上，实验处理及收集到的生长素(IAA)的含量如下图所示。
INCLUDEPICTURE "25W16.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25W16.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)材料Ⅰ实验的结果：装置a中幼苗直立生长；装置b和c中幼苗向光弯曲生长。由此可得出的结论是______________________________。
(2)材料Ⅱ说明_________________________________________
_________________________________________________________。
提示：(1)在单侧光的影响下，生长素在尖端发生了横向运输
(2)光照没有影响生长素的总量，但单侧光照射促使生长素由向光侧向背光侧转移
[探究2] 下面是探究生长素的极性运输方式的实验：
INCLUDEPICTURE "25W17.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25W17.TIF" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "25W18.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25W18.TIF" \* MERGEFORMATINET
由实验可得出结论：_______________________________________
_________________________________________________________。
提示：在幼苗中，生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
INCLUDEPICTURE "微归纳LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\微归纳LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
生长素运输方式的比较
运输方式 图示 图示解读
横向运输 INCLUDEPICTURE "25ca+4.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25ca+4.TIF" \* MERGEFORMATINET 单侧光使幼苗尖端中的生长素从②运至①
INCLUDEPICTURE "25ca+5.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25ca+5.TIF" \* MERGEFORMATINET 植物横放时，由于重力作用，在幼根中，生长素从③运至④；在幼茎中，生长素从⑤运至⑥
极性运输 INCLUDEPICTURE "25ca+6.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25ca+6.TIF" \* MERGEFORMATINET 指从形态学上端向形态学下端运输，是一种主动转运的过程，需要消耗能量，能逆浓度梯度运输
非极性运输 指植物体内物质的运输不受形态学上下端的影响，如在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输，与其他激素和营养物质的运输方式相同
[温馨提示](1)太空环境中虽然丧失了重力对生长素分布的影响，但单侧光的影响仍存在，且生长素“极性运输”的特性不变。
(2)极性运输、非极性运输及横向运输均侧重运输方向。主动转运则侧重生长素的跨膜运输方式。
INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\对点训练LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．下列有关生长素的合成、运输和分布的叙述，错误的是 (　　)
A．幼苗尖端能够利用色氨酸大量合成生长素
B．生长素合成和分布的部位主要是植物体的未成熟组织
C．呼吸抑制剂可以抑制生长素的极性运输
D．生长素的极性运输方向与环境因素无关
解析：选A。生长素在植物体内的含量很少，不能大量合成，A错误；植物体的未成熟组织具有分生能力，是生长素合成和分布的主要部位，B正确；生长素的极性运输是一种主动转运，呼吸抑制剂能影响能量供应，从而影响生长素的极性运输，C正确；生长素的极性运输由植物的遗传特性决定，与环境因素无关，D正确。
2．科研人员以玉米胚芽鞘和琼脂块为材料进行下图实验，图1琼脂块中的数值为在图2中测定出的弯曲角度θ值，下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "25KS-47.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25KS-47.tif" \* MERGEFORMATINET
A．琼脂块中生长素的含量是上述实验的自变量
B．胚芽鞘的弯曲角度θ值的大小可反映琼脂块中生长素含量的多少
C．单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生极性运输
D．据图推测，单侧光照射不影响胚芽鞘中生长素的含量
解析：选B。结合题意分析可知，题述实验的因变量是琼脂块中生长素的含量，A错误；胚芽鞘的弯曲角度θ可反映琼脂块中生长素的含量，弯曲角度θ越大，琼脂块中生长素的含量越多，B正确；单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素从向光侧向背光侧运输，极性运输是指生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，不受单侧光影响，C错误；题图实验表明单侧光影响尖端两侧的生长素分布，但由于缺乏与黑暗条件的对照，无法得知单侧光照射是否影响生长素的含量，D错误。
【知识框架】
INCLUDEPICTURE "SWXJ7.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\SWXJ7.TIF" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\随堂效果检测LLL.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．下列关于植物生长素的叙述，正确的是(　　)
A．成熟茎韧皮部中的生长素可以进行自由扩散
B．生长素的极性运输在太空中无法进行
C．生长素在木质部运输的动力来自呼吸作用
D．植物细胞能利用色氨酸在核糖体上合成生长素
解析：选A。在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行自由扩散，A正确；生长素的极性运输与重力无关，在太空中仍可进行，B错误；生长素在木质部运输的动力来自蒸腾作用，C错误；植物生长素的主要合成部位是顶芽、幼叶和胚，在这些部位，色氨酸经过一系列的反应可转变成生长素，由于生长素的化学本质不是蛋白质，故其并不在核糖体上合成，D错误。
2．温特利用幼苗进行实验，其部分操作及结果如下图所示。据此分析，可得出的结论是(　　)
INCLUDEPICTURE "25KS-45.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\25KS-45.tif" \* MERGEFORMATINET
A．苗尖端能产生促进幼苗生长的物质
B．生长素具有促进幼苗生长的作用
C．幼苗的向光性与苗尖端有关
D．空白琼脂块能够抑制幼苗的生长
解析：选A。分析题图实验可知，其自变量是琼脂块是否放置过苗尖端，因变量是幼苗是否生长，故得出的结论是苗尖端能产生促进幼苗生长的物质，A符合题意；该实验不能得出促进幼苗生长的物质是生长素的结论，B不符合题意；该实验没有关于光照的变量，所以无法得出苗尖端与幼苗的向光性有关的结论，C不符合题意；该实验放置空白琼脂块的幼苗不生长，但无法得出空白琼脂块能够抑制幼苗的生长的结论，D不符合题意。
3．(2025·浙江金兰教育合作组织高二期中)某同学在蛋壳中种了一株幼苗，推测幼苗茎弯曲生长的原因最可能是(　　)
INCLUDEPICTURE "26WQA178.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\26WQA178.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．甲侧提供单侧光，幼苗茎乙侧生长素含量较高
B．甲侧提供单侧光，幼苗茎甲侧生长素含量较高
C．蛋壳甲侧曾贴地横放，幼苗茎乙侧生长素含量高
D．蛋壳乙侧曾贴地横放，幼苗茎甲侧生长素经极性运输转移至乙侧
解析：选A。若甲侧提供单侧光，则由于单侧光照射，幼苗茎乙侧(背光侧)生长素含量高于甲侧(向光侧)，使乙侧生长快，导致幼苗茎向甲侧弯曲生长，A符合题意，B不符合题意；若蛋壳甲侧贴地横放，则受重力的影响，幼苗茎甲侧(近地侧)生长素含量高，幼苗茎乙侧(远地侧)生长素含量低，导致甲侧比乙侧生长快，幼苗茎向乙侧弯曲，与题图不符，同理，若蛋壳乙侧曾贴地横放，则在重力作用下，幼苗茎甲侧生长素经横向运输转移至乙侧，乙侧生长素含量高，生长快，C、D不符合题意。
4．下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述，错误的是(　　)
A．生长素主要在顶芽、幼叶和胚中合成
B．生长素主要是由色氨酸经过一系列反应转变而成的
C．生长素只能从形态学上端运往形态学下端
D．生长素的极性运输是主动转运
答案：C
5．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，实验组设计如下图所示。下列叙述错误的是 (　　)
INCLUDEPICTURE "26SW5-7.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\26SW5-7.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．该实验不宜选取成熟茎切段进行相关操作
B．对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝下
C．可用放射性同位素标记IAA作为测试指标
D．比较两组实验受体中IAA的含量可得出实验结论
解析：选B。该实验探究的是生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用，在豌豆成熟茎切段中IAA可以通过输导组织进行非极性运输，A正确；豌豆幼苗茎切段形态学上下端的朝向属于无关变量，各组应该相同且适宜，即都是形态学上端朝上，B错误；放射性同位素标记IAA可作为测试指标，C正确；若实验组受体中IAA含量明显比对照组低，则说明CFM对IAA的极性运输有抑制作用，若两组受体中IAA的含量无明显差异，则说明CFM对IAA的极性运输无抑制作用，即比较两组实验受体中IAA的含量可得出实验结论，D正确。
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第五章　植物生命活动的调节
第一节　生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
第1课时　生长素的发现和生长素促进植物生长
[课标要求]
概述科学家经过不断地探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。
考点一
考点一　向光性的研究导致生长素的发现
1．植物激素：在植物体内某些部位合成，然后被运送到其他部位，在很低浓度下即可对植物生命活动起到显著调节作用的__________________。
2．向光性
(1)概念：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向弯曲生长的现象。
(2)表现
①茎和枝条通常表现出最典型的________向光性，朝向光源方向生长。
②根有时会表现出______向光性，背向光源方向生长。
③叶片表现出______向光性，生长方向与光源方向__________。
小分子有机物
正
负
横
相垂直
3．生长素的发现过程
(1)达尔文父子的实验
①实验过程
②实验结果和结论
③实验推论：当幼苗暴露在单侧光下，苗尖端产生一种“影响”并向下传递，引起下部发生弯曲。
不会向光弯曲
苗尖端
下部
(2)波森·詹森的实验
①实验过程

②实验结论：从苗尖端向下传递的信号是一种__________的化学物质，且该物质能透过明胶块。
可移动
(3)拜尔的实验
①实验过程



②实验结论
a．苗尖端产生了一种促进生长的化学物质，向下运输。
b．______________导致这种化学物质的不对称运输，这种不对称运输导致的不均匀分布引起幼苗弯曲生长。
单侧光照
(4)温特的实验
①实验过程
②实验结论
a．燕麦幼苗尖端确实产生了一种化学物质，向下运输，促进幼苗生长。他将这种物质命名为__________ 。
b．幼苗之所以会向光弯曲生长，是因为背光侧的生长素浓度高于向光侧。
生长素
4．生长素的化学本质
(1)1934年，荷兰科学家郭葛从玉米油、根霉、麦芽等材料中分离纯化了生长素，发现其化学本质是一种称为________________的小分子有机物。
(2)1946年，人们从植物中分离出了IAA。
(3)此后，人们在植物中陆续发现了其他一些也具有生长素效应的化合物，如吲哚丁酸(IBA)等。
吲哚乙酸(IAA)
√
(1)达尔文通过实验推测苗尖端在单侧光照下能产生某种“影响”并向下传递。(　　)
(2)温特分离出了生长素，并鉴定出其化学本质为吲哚乙酸。(　　)
温特并未分离出生长素，也未鉴定出其化学本质。
(3)幼苗的感光部位和发生弯曲的部位不同。(　　)
×
√
[探究1] 达尔文向光性实验的分析：请分析下列组别的自变量和实验结论，并完善表格。
组别 自变量 结论
①和② _______________ 幼苗的弯曲生长与_________________有关
①和③ ________________ 幼苗的弯曲生长与_________________有关
①和④ ________________ 幼苗的弯曲生长与______________________无关
幼苗尖端的有无
尖端的存在
幼苗尖端是否遮光
尖端受单侧光刺激
幼苗基部是否遮光
基部是否受单侧光刺激
[探究2] 在达尔文实验的基础上科学家们继续进行了实验探索，请分析其他科学家的研究。
(1)波森·詹森的实验无法排除“明胶块本身导致幼苗生长的可能”，如何完善实验进行证明？波森·詹森实验的贡献是什么？
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
可以增设一组对照组：在切去尖端的幼苗切面上放一块与实验组相同的空白明胶块。波森·詹森的实验证明了从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质，该物质能透过明胶块
(2)拜尔的实验在黑暗环境中进行的目的是什么？通过该实验分析，“影响”的产生是否需要光照？
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)拜尔的贡献是__________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
拜尔的实验目的是研究植物具有向光性的内因，在黑暗中进行的目的是排除光照对实验结果的干扰。“影响”的产生不需要光照
首次提出苗尖端产生了一种促进生长的化学物质，向下运输；单侧光照导致这种化学物质的不对称运输，这种不对称运输导致的不均匀分布引起幼苗弯曲生长
(4)波森·詹森和拜尔的实验都是在有尖端的情况下植物出现了向光性，温特通过巧妙的实验设计确定了造成幼苗向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。温特设计的实验的自变量是什么？对照组的作用是什么？
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
自变量是琼脂块有没有接触过幼苗尖端。对照组的作用是排除琼脂块本身对实验结果的干扰，以便更有力地说明导致幼苗弯曲生长的是尖端中的某种化学物质
[探究3] 关于植物向光性的原因有以下三种解释。
解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。
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。
(1)若解释1正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为________________________________________________________________。
(2)若解释2正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为________________________________________________________________。
(3)若解释3正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为________________________________________________________________。
c>a＝b>d
a＝b＝c>d
a＝b＝c＝d
植物向光生长的机理
(1)图解
(2)解释
①生长素的浓度：单侧光导致苗尖端产生的生长素向背光侧转移，导致背光侧生长素浓度高于向光侧，这种生长素的不均匀分布可传至尖端下方。
②生长程度：尖端下方背光侧生长素浓度高于向光侧，导致背光侧生长快于向光侧，表现出向光生长。
[温馨提示](1)生长素的产生部位——苗尖端。
(2)生长素发挥作用的部位——苗尖端下面一段。
(3)感光部位——苗尖端。
(4)生长素的产生是否需要光——不需要。
(5)生长素横向运输的部位——苗尖端。
(6)弯曲生长的原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀。
(7)引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力等。
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1．下列有关植物生长素发现过程的叙述，正确的是(　　)
A．达尔文通过实验证明苗尖端产生的生长素因单侧光照射而分布不均匀
B．波森·詹森通过实验证明了苗尖端透过明胶块传递给下部的物质是生长素
C．拜尔在黑暗环境中进行实验是为了排除光合作用对实验结果造成的干扰
D．温特通过实验证明了燕麦幼苗尖端确实产生了一种促进幼苗生长的化学物质，并把这种物质命名为生长素
解析：达尔文未提出生长素的相关概念，A错误；波森·詹森的实验证明，从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质，这种化学物质能够透过明胶块，未提出生长素的概念，B错误；苗尖端能感受光照的刺激，拜尔的实验在黑暗环境中进行是为了排除光照因素对实验结果造成的干扰，C错误；温特的实验证明燕麦幼苗尖端确实产生了一种化学物质，向下运输，促进幼苗生长，温特把这种物质命名为生长素，D正确。
√
2．(2025·强基联盟高二联考)为研究植物的向光性，某科学家进行了如下图所示的实验。下列叙述错误的是(　　)
A．①与②对照，说明幼苗向光弯曲生长与幼苗尖端有关
B．①与③④⑤对照，说明感光部位是幼苗尖端
C．据实验结果可以推测苗尖端能产生某种物质并向下传递
D．若在黑暗条件下重复如图所示实验，则所有幼苗均不能生长
解析：①与②的自变量是有无尖端，因变量为是否弯向光源生长，实验结果证明幼苗向光弯曲生长与苗尖端有关，A正确；①与③④⑤的结果证明感光部位是幼苗尖端，B正确；具有尖端的幼苗能够生长，没有尖端的幼苗不能生长，且弯曲部位在苗尖端下部，由此可推测苗尖端可能产生了某种化学物质并向下传递，C正确；生长素的合成不需要光，若将实验条件改为完全黑暗，具有尖端的幼苗由于能产生生长素，因此可以直立生长，D错误。
考点二
考点二　生长素促进植物生长
1．生长素的作用
(1)细胞水平：主要是促进细胞伸长，也影响细胞的分裂和分化。
(2)器官水平：促进茎伸长，促进地上部分向上生长，促进不定根和侧根形成，促进叶片生长和维管束分化，促进果实生长，促进种子发芽，防止落叶落花落果等。
2．分布：大多集中在__________的部位，如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等，而在趋向衰老的组织和器官中含量很少。
生长旺盛
3．合成和运输
色氨酸
上端
下端
×
(1)顶芽合成的生长素通过扩散运输到侧芽。(　　)
顶芽合成的生长素通过主动转运运输到侧芽。
(2)生长素的横向运输发生在尖端，其发生效应的部位也在尖端。(　　)
生长素的横向运输发生在尖端，其发生效应的部位在尖端下面的一段。
(3)生长素促进生长主要是通过促进细胞分裂实现的。(　　)
生长素主要是通过促进细胞伸长来促进生长的。
×
×
[探究1] 材料Ⅰ：为研究生长素在单侧光影响下运输方向的变化，研究人员做了下图所示的实验。
材料Ⅱ：研究人员做了进一步实验，将生长状况相同的幼苗尖端切下来，用不能透过生长素的薄玻璃片分割，放在琼脂块上，实验处理及收集到的生长素(IAA)的含量如下图所示。
(1)材料Ⅰ实验的结果：装置a中幼苗直立生长；装置b和c中幼苗向光弯曲生长。由此可得出的结论是___________________________________________。
(2)材料Ⅱ说明_____________________________________________________
________________________________________________________________。
在单侧光的影响下，生长素在尖端发生了横向运输
光照没有影响生长素的总量，但单侧光照射促使生长素由向光侧向背光侧转移
[探究2] 下面是探究生长素的极性运输方式的实验：
由实验可得出结论：_______________________________________________。
在幼苗中，生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
生长素运输方式的比较
运输方式 图示 图示解读
横向
运输 单侧光使幼苗尖端中的生长素从②运至①
植物横放时，由于重力作用，在幼根中，生长素从③运至④；在幼茎中，生长素从⑤运至⑥
运输方式 图示 图示解读
极性
运输 指从形态学上端向形态学下端运输，是一种主动转运的过程，需要消耗能量，能逆浓度梯度运输
非极性
运输 指植物体内物质的运输不受形态学上下端的影响，如在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输，与其他激素和营养物质的运输方式相同
[温馨提示](1)太空环境中虽然丧失了重力对生长素分布的影响，但单侧光的影响仍存在，且生长素“极性运输”的特性不变。
(2)极性运输、非极性运输及横向运输均侧重运输方向。主动转运则侧重生长素的跨膜运输方式。
√
1．下列有关生长素的合成、运输和分布的叙述，错误的是 (　　)
A．幼苗尖端能够利用色氨酸大量合成生长素
B．生长素合成和分布的部位主要是植物体的未成熟组织
C．呼吸抑制剂可以抑制生长素的极性运输
D．生长素的极性运输方向与环境因素无关
解析：生长素在植物体内的含量很少，不能大量合成，A错误；植物体的未成熟组织具有分生能力，是生长素合成和分布的主要部位，B正确；生长素的极性运输是一种主动转运，呼吸抑制剂能影响能量供应，从而影响生长素的极性运输，C正确；生长素的极性运输由植物的遗传特性决定，与环境因素无关，D正确。
2．科研人员以玉米胚芽鞘和琼脂块为材料进行下图实验，图1琼脂块中的数值为在图2中测定出的弯曲角度θ值，下列叙述正确的是(　　)
A．琼脂块中生长素的含量是上述实验的自变量
B．胚芽鞘的弯曲角度θ值的大小可反映琼脂块中生长素含量的多少
C．单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生极性运输
D．据图推测，单侧光照射不影响胚芽鞘中生长素的含量
√
解析：结合题意分析可知，题述实验的因变量是琼脂块中生长素的含量，A错误；胚芽鞘的弯曲角度θ可反映琼脂块中生长素的含量，弯曲角度θ越大，琼脂块中生长素的含量越多，B正确；单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素从向光侧向背光侧运输，极性运输是指生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，不受单侧光影响，C错误；题图实验表明单侧光影响尖端两侧的生长素分布，但由于缺乏与黑暗条件的对照，无法得知单侧光照射是否影响生长素的含量，D错误。
【知识框架】
随堂 效果检测
√
1．下列关于植物生长素的叙述，正确的是(　　)
A．成熟茎韧皮部中的生长素可以进行自由扩散
B．生长素的极性运输在太空中无法进行
C．生长素在木质部运输的动力来自呼吸作用
D．植物细胞能利用色氨酸在核糖体上合成生长素
解析：在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行自由扩散，A正确；生长素的极性运输与重力无关，在太空中仍可进行，B错误；生长素在木质部运输的动力来自蒸腾作用，C错误；植物生长素的主要合成部位是顶芽、幼叶和胚，在这些部位，色氨酸经过一系列的反应可转变成生长素，由于生长素的化学本质不是蛋白质，故其并不在核糖体上合成，D错误。
√
2．温特利用幼苗进行实验，其部分操作及结果如下图所示。据此分析，可得出的结论是(　　)
A．苗尖端能产生促进幼苗生长的物质
B．生长素具有促进幼苗生长的作用
C．幼苗的向光性与苗尖端有关
D．空白琼脂块能够抑制幼苗的生长
解析：分析题图实验可知，其自变量是琼脂块是否放置过苗尖端，因变量是幼苗是否生长，故得出的结论是苗尖端能产生促进幼苗生长的物质，A符合题意；该实验不能得出促进幼苗生长的物质是生长素的结论，B不符合题意；该实验没有关于光照的变量，所以无法得出苗尖端与幼苗的向光性有关的结论，C不符合题意；该实验放置空白琼脂块的幼苗不生长，但无法得出空白琼脂块能够抑制幼苗的生长的结论，D不符合题意。
√
3．(2025·浙江金兰教育合作组织高二期中)某同学在蛋壳中种了一株幼苗，推测幼苗茎弯曲生长的原因最可能是(　　)
A．甲侧提供单侧光，幼苗茎乙侧生长素含量较高
B．甲侧提供单侧光，幼苗茎甲侧生长素含量较高
C．蛋壳甲侧曾贴地横放，幼苗茎乙侧生长素含量高
D．蛋壳乙侧曾贴地横放，幼苗茎甲侧生长素经极性运输转移至乙侧
解析：若甲侧提供单侧光，则由于单侧光照射，幼苗茎乙侧(背光侧)生长素含量高于甲侧(向光侧)，使乙侧生长快，导致幼苗茎向甲侧弯曲生长，A符合题意，B不符合题意；若蛋壳甲侧贴地横放，则受重力的影响，幼苗茎甲侧(近地侧)生长素含量高，幼苗茎乙侧(远地侧)生长素含量低，导致甲侧比乙侧生长快，幼苗茎向乙侧弯曲，与题图不符，同理，若蛋壳乙侧曾贴地横放，则在重力作用下，幼苗茎甲侧生长素经横向运输转移至乙侧，乙侧生长素含量高，生长快，C、D不符合题意。
√
4．下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述，错误的是(　　)
A．生长素主要在顶芽、幼叶和胚中合成
B．生长素主要是由色氨酸经过一系列反应转变而成的
C．生长素只能从形态学上端运往形态学下端
D．生长素的极性运输是主动转运
√
5．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，实验组设计如下图所示。下列叙述错误的是 (　　)

A．该实验不宜选取成熟茎切段进行相关操作
B．对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝下
C．可用放射性同位素标记IAA作为测试指标
D．比较两组实验受体中IAA的含量可得出实验结论
解析：该实验探究的是生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用，在豌豆成熟茎切段中IAA可以通过输导组织进行非极性运输，A正确；豌豆幼苗茎切段形态学上下端的朝向属于无关变量，各组应该相同且适宜，即都是形态学上端朝上，B错误；放射性同位素标记IAA可作为测试指标，C正确；若实验组受体中IAA含量明显比对照组低，则说明CFM对IAA的极性运输有抑制作用，若两组受体中IAA的含量无明显差异，则说明CFM对IAA的极性运输无抑制作用，即比较两组实验受体中IAA的含量可得出实验结论，D正确。

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