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第44讲　植物生长素
[课标要求]
概述科学家经过不断的探索,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
生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布
1.生长素的发现经典实验分析
(1)达尔文实验。
基础知识·整合
尖端
尖端
伸长区
(2)鲍森·詹森实验。
(3)拜尔的实验。
不均匀
(4)温特的实验。
对照
琼脂块
化学物
质
生长素
2.对植物向光性的解释
单侧光照射
背光
向光
3.植物激素的概念
产生部位
作用部位
生长发育
有机物
4.生长素的合成、运输与分布
芽
发育中的种子
胚芽鞘
上端
下端
主动运输
输导组织
生长旺盛
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P91正文)达尔文实验只证明了生长素会造成胚芽鞘向光弯曲生长。(　　)
×
【提示】 达尔文通过设计对照实验证明了植物的向光性与尖端传递的某种“影响”有关,但在当时他不知道这种“影响”是生长素。
(2)(选择性必修1 P91正文)温特首次证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的
“影响”在胚芽鞘尖端以下部位分布不均匀造成的。(　　)
×
【提示】 拜尔首次证明胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的“影响”在胚芽鞘尖端以下部位分布不均匀造成的。
(3)(选择性必修1 P92正文)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,分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸。(　　)
×
【提示】 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扩散,温特只是命名了生长素,并没有分离和鉴定出其化学本质。
(4)(选择性必修1 P92正文)生长素的产生需要光照,其化学本质是蛋白质。
(　　)
×
【提示】 生长素的产生不需要光照,其化学本质是吲哚乙酸、苯乙酸、吲哚丁酸等,是一种有机物,但不是蛋白质。
(5)(选择性必修1 P92~93正文)幼芽、幼叶和种子都能产生大量生长素。
(　　)
【提示】 植物体内激素的含量很少。
×
(6)(选择性必修1 P93思考·讨论)植物体内没有分泌激素的腺体,说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显的不同。(　　)
(7)(选择性必修1 P93正文拓展)生长素在根部的极性运输方向为“根尖端”→
“根近茎端”。(　　)
(8)(选择性必修1 P93正文)生长素的极性运输需要能量,在缺氧条件下生长素的极性运输会受到影响。(　　)
√
√
√
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P91~92正文拓展)若已确定胚芽鞘尖端可以产生生长素,根据胚芽鞘的向光性实验和拜尔实验的比较,能对胚芽鞘的向光性提出哪些可能的解释
【提示】 单侧光使生长素从向光侧横向运输到背光侧,或单侧光使向光侧的生长素被分解,或两种原因都有。
(2)(选择性必修1 P95思维训练)为证明生长素在胚芽鞘中的极性运输,某人设计了如图所示实验,一段时间后,发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素。
本实验能否得出“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”这一结论 为什么 欲得出上述结论应怎样改进才能使实验更具说服力
【提示】 不能。因为该实验只能证明“生长素可以从胚芽鞘形态学上端运往形态学下端”,而不能证明“生长素不能由形态学下端运往形态学上端”。应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下、形态学下端朝上的实验,以研究生长素能否从形态学下端运输到形态学上端。
能力1　结合植物生长素的发现历程,考查科学思维能力
1.(2025·河源期中)下列有关生长素发现历程的说法正确的是(　　)
A.达尔文实验证明了单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种化学物质,这种化学物质传递到下部的伸长区时,会造成向光面比背光面生长慢,因而出现向光性弯曲
B.鲍森·詹森的实验证明了胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
C.拜尔的实验必须在单侧光下进行,否则不能得出支持达尔文假说的结论
D.温特将胚芽鞘尖端切下置于琼脂块上,通过物质的转移进一步证明了胚芽鞘弯曲生长与化学物质吲哚乙酸有关,并将其命名为生长素
B
关键能力·提升
【解析】 达尔文提出单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种影响,这种影响传递到下部的伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲;鲍森·詹森的实验证明了胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部;拜尔的实验证明了胚芽鞘弯曲生长的原因跟尖端产生的“影响”在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均匀有关,该实验需要在黑暗条件下进行;温特将胚芽鞘尖端切下置于琼脂块上,通过物质的转移进一步证明了胚芽鞘的弯曲生长与一种化学物质有关,并将其命名为生长素,此时并未得知生长素为吲哚乙酸。
2.(2025·茂名模拟)在生长素的发现过程中,包括鲍森·詹森和温特在内的很多科学家进行了大量的实验探究。
鲍森·詹森 实验组1
实验组2
实验组3
温特 实验组
对照组
下列叙述正确的是(　　)
A.鲍森·詹森的实验中,实验组1的胚芽鞘不生长,实验组2、3的胚芽鞘向光弯曲生长
B.鲍森·詹森的实验能够说明,生长素分布不均是胚芽鞘弯曲生长的原因
C.温特的实验中设置对照组是为了排除琼脂对去尖端胚芽鞘生长的影响
D.若对温特实验组中的胚芽鞘给予单侧光照射,则胚芽鞘向光弯曲生长
C
【解析】 由题图可知,鲍森·詹森的实验中,实验组1、3的胚芽鞘均无尖端,胚芽鞘不生长,实验组2的胚芽鞘向光弯曲生长;鲍森·詹森的实验说明,胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片向下传递,并不能得出“生长素分布不均是胚芽鞘弯曲生长的原因”的结论;温特的实验中设置对照组是为了排除琼脂对去尖端胚芽鞘生长的影响;温特的实验中,胚芽鞘无尖端,无法感受光刺激,即使给予单侧光照射,胚芽鞘也不会向光弯曲生长,但由于实验组琼脂块中含生长素,所以胚芽鞘会朝向放置琼脂块的对侧弯曲生长,可能会出现胚芽鞘向光弯曲生长的假象。
从胚芽鞘系列实验可以得出的结论
(1)胚芽鞘感光的部位:胚芽鞘尖端。
(2)胚芽鞘弯曲生长的部位:尖端以下的部位。
(3)生长素产生的部位:胚芽鞘的尖端。
(4)生长素横向运输的部位:胚芽鞘的尖端。
(5)胚芽鞘弯曲生长的原因:尖端下部生长素分布不均匀。
归纳总结
能力2　结合生长素的合成、运输与分布,考查科学思维
3.(2025·四川卷,14)生长素(IAA)和H2O2都参与中胚轴生长的调节。有人切取玉米幼苗的中胚轴、将其培养在含有不同外源物质的培养液中,一段时间后测定中胚轴长度,结果如下图(DPI可以抑制植物中H2O2的生成)。下列叙述错误的是(　　)
A.本实验运用了实验设计的加法原理和减法原理
B.切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响
C.IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长
D.若另设IAA抑制剂+H2O2组,中胚轴长度应与④相近
D
【解析】 在实验中,向培养液中添加IAA、H2O2等物质运用了加法原理,使用DPI抑制植物中H2O2的生成或切去芽减少内源生长素的干扰运用了减法原理;芽能产生生长素,切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响;对比②和④组,④组加入DPI抑制H2O2生成后中胚轴长度比②组短,再结合②和③组,可推测IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长;IAA抑制剂会抑制IAA的作用,而H2O2能促进中胚轴生长,IAA抑制剂+H2O2组中胚轴长度应比④组长。
考点二
生长素的生理作用及特点
1.生长素的生理作用
基础知识·整合
传达信息
伸长生长
细胞分化
受体
特定基因
2.影响生长素生理作用的因素
(1)影响因素。
①浓度:一般情况下,生长素在 时促进生长,浓度 时则会抑制生长。
②细胞的成熟程度: 的细胞对生长素敏感, 细胞比较迟钝。
③器官的种类:不同器官对生长素的敏感程度不同,一般为根>芽>茎。
④植物的种类:不同种类植物对生长素的敏感程度不同,如双子叶植物对生长素的敏感度大于单子叶植物。
浓度较低
过高
幼嫩
衰老
(2)典型实例:顶端优势。
①形成原因。
促进
抑制
②解除方法: 。
③应用:果树适时修剪、茶树摘心、棉花打顶等,以增加分枝,提高产量。
去除顶芽
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修1 P94思考·讨论)对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度相同。(　　)
【提示】 不同器官对生长素的敏感程度不同,因此生长素促进生长的最适浓度不相同。
×
(2)(选择性必修1 P94正文)幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。
(　　)
×
【提示】 幼嫩细胞对生长素的敏感性大于成熟细胞。
(3)(选择性必修1 P94正文)只有顶芽能够产生生长素,所以顶芽能优先生长而侧芽生长受抑制,此现象称为顶端优势。(　　)
【提示】 顶芽和侧芽都可以产生生长素,顶芽产生的生长素逐渐向下运输,导致侧芽处生长素浓度较高,发育受到抑制,因而表现出顶端优势。
×
【提示】 茎的背地生长不能说明生长素在浓度较高时抑制生长。
(4)(选择性必修1 P94正文拓展)顶端优势、根的向地生长、茎的背地生长都说明了生长素在浓度较低时促进生长、浓度过高时抑制生长。(　　)
×
(5)(选择性必修1 P94与社会的联系拓展)自然生长的雪松树冠呈塔形与激素的作用有关。(　　)
(6)(选择性必修1 P94与社会的联系拓展)用适宜浓度的生长素处理未传粉的番茄雌蕊,可得到大量番茄种子。(　　)
√
×
【提示】 生长素促进果实的发育,用适宜浓度的生长素处理未传粉番茄雌蕊,可得到无子番茄。
2.规范表达
(1)(选择性必修1 P94思考·讨论)不同浓度的生长素对茎生长的促进作用一定不同吗
【提示】 不一定,在最适浓度的两侧,会有两种不同浓度的生长素对茎产生相同的促进效果。
(2)(选择性必修1 P94与社会的联系拓展)为了避免路边的行道树长得太高,园艺工人可以采取什么措施解除顶端优势现象
【提示】 对行道树采取去顶修剪措施,抑制顶芽的发育,促进侧芽的发育。
重难知识·透析
1.生长素生理作用曲线分析
(1)生长素浓度与所起作用的曲线分析。
(2)同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析。
(3)不同植物对生长素的敏感程度曲线分析。
2.茎背地生长与根向地生长的表现与原因分析
(1)表现。
(2)原因分析。
能力3　围绕生长素的生理作用及曲线模型分析,考查科学思维能力
4.(2025·河南卷,10)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,
结果如图所示。下列推断正确的是(　　)
A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面
B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响
C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长
D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲
关键能力·提升
A
【解析】 据图可知,向光面和背光面的IAA含量差别不大,但向光面下胚轴的增加长度明显低于背光面,同时向光面的IAA抑制物含量高于背光面,据此推测,向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面;下胚轴两侧IAA的含量基本一致,但不能说明向光生长不受IAA影响,可能是IAA的活性或信号通路差异导致的;图示向光面和背光面的IAA含量差别不大,说明IAA抑制物不是通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向
日葵向光生长;黑暗环境中无单侧光刺激,喷施IAA抑制
物会抑制该侧生长,弯曲方向应为向喷施侧弯曲。
5.(2025·广州期中)为探究生长素对某植物芽生长的影响,以清水为对照,用不同浓度的生长素溶液对该植物进行喷施处理,获得芽生长1 cm所需时间,结果如图所示。下列分析正确的是(　　)
A.生长素可作为催化剂直接参与代谢过程
B.e点浓度下的生长素对芽的抑制作用最强
C.c点浓度下的生长素对芽的促进作用最强
D.b和d点浓度下的生长素对芽生长的抑制作用一致
C
【解析】 生长素是植物激素,属于信息分子,给细胞传达信息,不是催化剂;e点时,芽生长1 cm所需时间等于a点,这说明e点浓度下的生长素对芽的生长既不促进也不抑制;c点时,芽生长1 cm所需时间最少,说明c点浓度下的生长素对芽的促进作用最强;b、d点时,芽生长1 cm所需时间相同且小于a点,这说明b、d点浓度下的生长素对芽生长的促进作用一致。

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