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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
素养测练
对点达标练
题组一　向光性的研究导致生长素的发现
1.(浙北G2联盟联考)下列关于植物生长素的发现及其应用的叙述,错误的是(　A　)
A.达尔文通过向光性实验证明了苗尖端产生了一种“影响”并向下传递
B.波森·詹森的实验证明了苗尖端向下传递的是一种化学物质
C.拜尔提出了单侧光导致促进生长的化学物质的不均匀分布
D.温特最早命名了生长素
解析:达尔文认为苗尖端出现向光弯曲是因为苗尖端向下传递了某种“影响”,造成背光面比向光面生长快;波森·詹森在苗尖端的切面上放一个明胶块,再将切下的尖端放上,并给予单侧光照射,植物弯向光源生长,证明苗尖端产生的某种化学物质可以透过明胶块传递给下部;拜尔切去苗尖端并将尖端放回切面的一侧,在黑暗中生长一段时间,发现幼苗弯向放尖端的对侧生长,是尖端产生的刺激在其下部分布不均造成的,即拜尔实验证明幼苗弯曲生长是尖端产生的化学物质在其下部分布不均匀造成的;温特的实验证明造成幼苗弯曲的刺激确实是一种化学物质,温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,温特将其命名为生长素。
2.(金华东阳模拟)将云母片插入苗尖端及其下部的不同位置如图所示,给予单侧光照射。下列发生向右弯曲生长的是(　A　)
解析:单侧光照射使生长素向右运输,但由于右侧含有云母片,故右侧生长素不能向下运输,故幼苗左侧生长较快,导致向右弯曲生长;单侧光照射使生长素向右运输,同时左侧含有云母片,故右侧生长素浓度高,生长较快,导致尖端向左弯曲生长;由于云母片插在幼苗尖端下面,故尖端产生的生长素无法运输到下面,故幼苗不生长也不弯曲;由于云母片竖直插入幼苗尖端,故单侧光照射后,生长素不会横向运输,幼苗会直立生长。
3.(宁波三锋教研联盟期中)如图是对燕麦幼苗所做的处理,一段时间后,X、Y(匀速转动)、Z的生长情况依次是 (　B　)
A.向左弯曲,向右弯曲,向右弯曲
B.向右弯曲,向右弯曲,向左弯曲
C.向左弯曲,直立生长,向右弯曲
D.向右弯曲,直立生长,向左弯曲
解析:幼苗尖端受到右侧光照射,生长素向左运输,故生长素浓度①>②。X左侧生长素多于右侧,幼苗X将向右侧弯曲生长;Y虽然加了匀速转动,但由于Y中幼苗已去掉尖端,不能发生横向运输作用,生长素浓度还是①>②,左侧长得快,幼苗Y也向右侧弯曲生长。Z已去掉尖端,不能感受到光刺激,生长素浓度①>②,右侧长得快,幼苗Z将向左侧弯曲生长。
4.如图是生长素发现过程中的部分实验示意图。据图中信息判断下列叙述错误的是(　D　)
A.实验甲证明了幼苗的感光部位在苗尖端
B.实验乙若换成在黑暗中进行,可得到相同实验结论
C.实验丙证明幼苗弯曲生长与苗尖端产生的物质分布不均有关
D.实验丁证明了苗尖端产生一种能促进生长的化学物质
解析:据题图分析,图甲对照实验自变量为尖端是否感光,若感光则向光弯曲生长,否则直立生长;实验乙中,若换成在黑暗中进行,左侧幼苗会直立生长,右侧幼苗不生长,仍可说明尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质;实验丙为对照实验,自变量为尖端所放置的位置,结果胚芽鞘向对侧生长,说明幼苗弯曲生长与苗尖端产生的物质分布不均有关;实验丁缺少空白对照,应设置一组不放置琼脂块的幼苗作为对照,因此不能得出题述结论。
题组二　生长素促进植物生长
5.下列关于生长素及其作用的叙述,不正确的是(　B　)
A.光照能使苗尖端的生长素发生横向运输
B.生长素的合成在苗尖端,并能促进苗尖端的伸长
C.生长素分布不均匀会导致幼苗弯曲生长
D.不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可能相同
解析:单侧光能使苗尖端的生长素由向光一侧运输到背光一侧,发生横向运输;生长素由苗尖端产生并促进苗尖端以下部分细胞的伸长;生长素分布不均匀会导致幼苗弯曲生长;由于生长素的作用具有两重性,故位于最适浓度两侧的不同浓度的生长素对植物的同一器官可能具有相同的促进作用。
6. 下列关于生长素的合成、分布、运输及生理作用的叙述,正确的是(　C　)
A.生长素的主要合成部位是芽、叶和种子中的胚乳
B.生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用
C.生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量
D.单侧光会刺激幼苗尖端产生生长素,并引起生长素的分布不均匀
解析:生长素的合成部位主要是顶芽、幼叶和胚;生长素对根、芽、茎三种器官的作用具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长;生长素从形态学上端向形态学下端的极性运输过程属于主动转运,因此会消耗能量;幼苗尖端产生生长素不需要光,幼苗尖端接受单侧光照射后会引起生长素在向光侧和背光侧分布不均匀,从而造成向光弯曲生长。
题组三　活动:探究2, 4-D对插枝生根的作用
7.(浙东北联盟高二联考)某兴趣小组采用水培法来探究不同浓度2,4-D对某植物插条生根的影响,在预实验的基础上设计细致的正式实验,结果如表。下列叙述错误的是(　D　)
2,4-D 浓度 (mol·L-1) 0 2.55× 10-6 2.55× 10-5 2.55× 10-4 2.55× 10-3 2.55× 10-2
平均生 根数(条) 18 24 38 29 27 15
A.浓度为2.55×10-2mol·L-1的2,4-D溶液会抑制该植物插条生根
B.促进该植物插条生根的最适浓度为2.55×10-5mol·L-1左右
C.预实验是为正式实验摸索适宜的浓度范围
D.用水培法处理插条可用购买的含植物激素的营养液按一定比例配制
解析:据表可知,与对照组相比,浓度为2.55×10-2 mol·L-1的2,4-D溶液平均生根数<对照组,故浓度为 2.55×10-2 mol·L-1的2,4-D溶液会抑制该植物插条生根;据表格数据可知,浓度为2.55×10-5 mol·L-1左右时平均生根数最多,故促进该植物插条生根的最适浓度为2.55×
10-5 mol·L-1左右;在正式实验前进行预实验的主要目的是可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费;水培法可以在培养液中滴加 2,4-D溶液配成预设的浓度,培养液可以用购买的不含植物激素的营养液按一定比例配制。
8.某兴趣小组的同学探究了生长素类似物(2,4-D)对富贵竹插条生根条数的影响,实验结果如表所示。下列说法错误的是(　B　)
组别 1 2 3 4 5 6 7
2,4-D 浓度 (mol/L) 清水 10-15 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5
平均生根 条数(根) 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0
A.探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条生根条数
B.浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中,每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
解析:与清水组相比,浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根具有抑制作用。
题组四　生长素调节植物生长时表现出两重性
9.在农业生产中用一定浓度的植物生长素类似物作为除草剂,可以除去单子叶农作物间的双子叶杂草,如图表示生长素类似物浓度对两类植物生长的影响,则A、B曲线分别表示什么类植物,以及应当选用的生长素类似物浓度是(　D　)
A.单子叶植物、双子叶植物;a点浓度
B.双子叶植物、单子叶植物;b点浓度
C.单子叶植物、双子叶植物;c点浓度
D.双子叶植物、单子叶植物;c点浓度
解析:双子叶植物对生长素的反应更敏感,因此用一定浓度的生长素类似物作为除草剂,可以抑制双子叶植物的生长,而对单子叶植物没有影响或促进其生长,由此可以判断A为双子叶植物,B为单子叶植物,c点浓度为最适宜的浓度。
10.(强基联盟统测)结合下图思考关于植物向性运动的说法,错误的是(　B　)
A.植物的向性运动与生长素浓度、作用部位、单侧光等因素有关
B.当生长素浓度超过E点,植物生长将受到抑制,不再继续生长
C.若曲线代表幼苗的生长情况,当向光侧浓度为1时,背光侧浓度在1到3.8之间
D.若曲线代表水平放置的根的生长情况,当背地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8
解析:植物的向性运动是指受到单一方向刺激后而引起的定向运动,如向光性的产生,与生长素浓度、作用部位、单侧光等因素均有关;图中显示,当浓度超过E点后生长将受到抑制,但是抑制并不代表植物不生长,只是比正常对照组长得慢而已;若曲线代表幼苗的生长情况,当出现向光性生长时,表现为背光侧生长素浓度高且促进生长快,据此可知,向光侧浓度为1时,背光侧浓度在1到 3.8之间,这样才能实现背光侧生长素浓度高且促进效果高于向光侧;若曲线代表水平放置的根的生长情况,当根向地生长时,表现为近地侧生长素浓度高生长受抑制,背地侧浓度低,起到促进作用,因此,当背地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8。
综合提升练
11.(北斗新盟6月联考)为验证生长素的极性运输,某同学用燕麦幼苗、琼脂块等材料做了如图所示的两组实验,最终通过检测并比较空白琼脂块中生长素含量得出结论,相关叙述错误的是(　C　)
A.切除苗尖端是为了排除尖端产生的生长素对后续实验的干扰
B.甲图中含生长素琼脂块中的生长素可运输至下面的空白琼脂块
C.若最终测到甲图空白琼脂块有生长素,乙图没有,则说明生长素是极性运输的
D.如果将乙图整体转180°,实验结果与甲图不同
解析:实验中切去尖端的目的是ab段不能从尖端获得生长素,只能从含有生长素的琼脂块处获得,排除尖端产生的生长素对后续实验的干扰;生长素在幼苗处的运输是极性运输(只能从形态学的上端运输到形态学的下端),a处表示形态学的上端,b处表示形态学的下端,因此,甲图中含生长素琼脂块中的生长素可运输至下面的空白琼脂块;该实验没有排除重力因素对生长素运输的影响,即使最终测到甲图空白琼脂块有生长素,乙图没有,该实验结果到实验结论之间的逻辑推理不严谨,不能说明生长素是极性运输的;如果将乙图整体转180°,生长素在幼苗处的运输是极性运输,生长素不能从b端运输至a端,空白琼脂块中没有生长素,实验结果与甲图不同。
12.(强基联盟高三3月联考)在市场上有时可见到一半大一半小的歪西瓜。将这个发育不均匀的西瓜按大小分成两半,发现较大的一半西瓜中是黑子,而发育较差的、较小的一半西瓜中有较多的白子,产生歪瓜的主要原因是(　D　)
A.西瓜较小的一侧光合作用能力弱,造成其发育较差
B.植株西瓜较小一侧合成的营养物质较少
C.瓜地中有硬物,使西瓜发育不均匀
D.西瓜较小的一侧种子未发育,得到的生长素较少而成歪瓜
解析:果实发育需要生长素,而果实发育所需要的生长素来自发育中的种子。在发育较差、较小的一半西瓜中有较多的白子,表明这半部分瓜的种子发育比较差,种子为果实发育提供的生长素较少,因而形成歪瓜。
13.(宁波二模)茶树常采用扦插繁殖。某研究小组为探究不同浓度三十烷醇对茶树插条生根的影响进行了一组预实验,结果如图所示。下列叙述错误的是(　D　)
A.可变因素是三十烷醇的浓度
B.三十烷醇处理插条可采用浸泡的方法
C.三十烷醇使用时具有两重性
D.需在5～10 mg/L浓度范围进一步探究最适浓度
解析:实验目的是探究不同浓度三十烷醇对茶树插条生根的影响,根据题意和题图信息可知,可变因素是三十烷醇的浓度;处理茶树插条可采用水培法或土培法,故三十烷醇处理插条可采用浸泡的方法;分析题图可知,三十烷醇浓度为0时平均生根数为18.5,随着三十烷醇浓度的增加,低浓度的三十烷醇促进生根,高浓度抑制生根(三十烷醇浓度为20 mg/L时平均生根数低于18.5),可见三十烷醇使用时具有两重性;由题图可知,需在5～15 mg/L浓度范围进一步探究最适浓度。
14.2,4-D是生长素的类似物,某兴趣小组进行了“探究2,4-D对插枝生根的作用”的活动,结果如表。
组别 甲 乙 丙 丁
2,4-D溶液浓度/ (mol·L-1) 0 a b c
根的总长度/cm 2.0 2.9 3.5 1.6
请回答下列问题。
(1)生长素是在细胞内以　　　　为原料合成的。
(2)在该活动中,甲组起　　　　作用,自变量是　　　　　　　　。比较甲、乙两组的结果,可知a浓度的2,4-D对生根起　　　　作用。由甲、丙、丁三组的结果可知,b　　　　(填“>”“=”或“<”)c。
(3)综上所述,2,4-D对插枝生根的作用表现为低浓度促进生长,而高浓度　　　　(填“促进”或“抑制”)生长。
解析:(1)生长素是在细胞内以色氨酸为原料合成的。(2)在该活动中,甲组2,4-D溶液浓度为0,为空白对照组,起对照作用,实验的自变量是2,4-D 溶液浓度。比较甲、乙两组的结果,可知a浓度的2,4-D对生根起促进作用,丁组的 2,4-D 浓度对植物生根起抑制作用。低浓度促进根的生长,高浓度抑制根的生长,结合甲、丙、丁三组的结果可知b答案:(1)色氨酸　(2)对照　2,4-D溶液浓度　促进　<　(3)抑制
15.某研究小组切取某种植物苗尖端,分成甲、乙两组,按如图所示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶尖端切段的一侧,一段时间后,测量苗尖端切段的弯曲程度(α角),测得数据如表。据此回答问题。
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
(1)生长素的化学本质是　　　　　　,其在植物体内对生长发育起着　　　　作用。由图可知,当含有生长素的琼脂块置于去顶苗尖端切段的一侧时,弯曲的部位在顶端下面,由此推测,生长素


　　　　　　　　　　。
(2)图中α角形成的原因是

　。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,但小于甲琼脂块所引起的α角,原因是
　。
(4)根据(3)题中的原因,若实验中甲、乙两组琼脂块引起的弯曲α角度是相同的,其原因是

　。
解析:(1)生长素的化学本质是吲哚乙酸,其在植物体内对生长发育起着调节作用。苗尖端切段之所以弯曲生长,是因为琼脂块中的生长素沿着与苗尖端切段的接触面向下运输,造成生长素在苗尖端下部分布不均匀。(2)将含有生长素的琼脂块放置在去顶苗尖端切面的左侧,琼脂块中的生长素进入苗尖端切段的左侧,使苗尖端切段左侧的生长素浓度高于右侧,引起苗尖端切段左侧细胞的生长快于右侧,苗尖端切段向右弯曲生长,形成α角。(3)由分析可知,乙组左、右两侧琼脂块中生长素的含量基本相同,但均小于甲组琼脂块中生长素的含量,所以放置甲琼脂块的苗尖端切段弯曲角度(α角),大于分别放置乙组左、右两侧的琼脂块所引起的α角。(4)若甲、乙两组琼脂块中的生长素含量基本相同,则甲、乙两组琼脂块引起的弯曲α角度就是相同的。
答案:(1)吲哚乙酸　调节　沿着与苗尖端切段的接触面向下运输,造成生长素在苗尖端下部分布不均匀　(2)琼脂块中的生长素进入苗尖端切段的左侧,使苗尖端切段左侧的生长素浓度高于右侧,引起苗尖端切段左侧生长快于右侧,形成α角
(3)乙组左、右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,但小于甲琼脂块中生长素的含量　(4)甲、乙两组琼脂块中的生长素含量基本相同第一节　生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
学习目标
　解释科学家发现生长素的相关实验,举例说明生长素作用的两重性。
一、向光性的研究导致生长素的发现
1.达尔文父子的实验
(1)实验操作。
①取材:金丝雀草的幼苗。
②条件:单侧光照射。
③操作及现象。
(2)实验结论:苗尖端是感光部位,发生弯曲的部位主要在苗尖端下部。由此推测,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)实验处理及结果。
(2)实验结论:从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质。
3.拜尔的实验
实验过程 及现象 图示 结论及分析
①切取苗尖端移至切面左侧+黑暗→向右弯曲生长 ②切取苗尖端移至切面右侧+黑暗→向左弯曲生长 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.温特的实验
(1)实验处理及结果。
(2)温特实验充分说明,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。他将这种物质命名为生长素。
5.生长素的本质
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吲哚乙酸(IAA)的小分子有机物。
【易错判断】
1.达尔文父子的实验中,分别遮盖苗尖端和幼苗基部,观察某一部分不受单侧光刺激时幼苗的反应,从而确定幼苗哪一部分是感光部位。(　√　)
2.生物学家达尔文提出,当幼苗暴露在单侧光下,苗尖端产生生长素并向下传递,引起下部发生弯曲。(　×　)
提示:达尔文父子提出,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。但达尔文父子还只是推测,还没有提出生长素的概念。
3.波森·詹森通过幼苗尖端实验分离得到某种化学物质,并证明了该化学物质的作用。(　×　)
提示:波森·詹森只是证明有化学物质由尖端向下运输,但并未分离得到该化学物质。
4.拜尔证实尖端下面一段背光侧细胞伸长快,主要是向光侧生长素被分解,背光侧生长素多造成的。(　×　)
提示:拜尔通过改进实验证实尖端中的化学物质不对称运输是导致幼苗弯曲生长的原因。
二、生长素促进植物生长
1.生长素的作用
(1)在细胞水平上起着促进细胞伸长的作用,影响细胞的分裂和分化。
(2)在器官水平上不仅能促进茎伸长,促进地上部分向上生长,还能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.主要合成部位
顶芽、幼叶和胚。在植物体内,生长素主要是由色氨酸经过一系列反应转变而来的。
3.运输方向
(1)极性运输:生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输,与重力无关。极性运输是一种主动转运。
(2)非极性运输:通过韧皮部和木质部运输。韧皮部运输属于自由扩散,木质部运输的动力来自蒸腾作用。
4.分布
大多集中在生长旺盛的部位,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。
【易错判断】
1.根尖产生的生长素向下运输,而茎尖产生的生长素向上运输,这是极性运输。(　×　)
提示:根尖产生的生长素向上运输,而茎尖产生的生长素向下运输,这是极性运输。
2.植物激素与动物激素都是调节生命活动的化学物质,都能从产生部位运输到作用部位发挥作用,且都具有微量、高效的特点。(　√　)
三、生长素调节植物生长时表现出两重性
1.生长素生理作用的特点——两重性
生长素在调节植物生长时,其作用表现出两重性,即在一定浓度范围内,低浓度时促进生长,浓度太高则会抑制生长。
2.影响生长素作用的因素
细胞年龄不同,对生长素的敏感程度不同。一般来说,幼嫩细胞对生长素反应非常敏感,老细胞则比较迟钝。在不同的植物器官中,根最敏感,茎最不敏感,芽居中。
3.两重性具体体现是顶端优势
(1)现象:顶芽优先生长,侧芽生长受到抑制。
(2)原因:生长素的运输方向是A→B(用图中字母表示),A处生长素浓度低→促进生长,B处生长素浓度高→抑制生长。
(3)解除措施:去掉顶芽。
(4)应用:棉花打顶、修剪景观树木。
【易错判断】
1.生长素对植物的芽和茎只有促进作用,没有抑制作用。(　×　)
提示:在一定的浓度范围内,生长素对植物的根、芽、茎具有促进作用,浓度过高则会起到抑制作用。
2.不同器官对生长素的反应敏感程度不一样,茎最敏感,根最不敏感,芽居中。(　×　)
提示:根最敏感,茎最不敏感,芽居中。
3.根向地生长和植物顶端优势都体现了生长素生理作用的两重性。(　√　)
4.植物顶端优势产生的原因是侧芽产生的生长素比顶芽多,抑制了侧芽的生长。(　×　)
提示:植物顶端优势产生的原因是顶芽产生的生长素在侧芽积累,造成侧芽生长素浓度过高,抑制了侧芽生长。
四、活动:探究2, 4-D对插枝生根的作用
1.实验原理
(1)生长素可以促进插枝生根,不同浓度的生长素促进生根的效果不同。
(2)2,4-D全称为2,4-二氯苯氧乙酸,是一种人工合成的生长素类似物。
2.目的要求
(1)探究不同浓度的2,4-D对插枝生根的作用。
(2)尝试自己设计实验,收集并处理实验数据,得出结论。
3.插枝的处理方法
(1)水培法:在培养液中滴加2,4-D溶液配制成预设的浓度。
(2)土培法:在扦插前把枝条基部放进不同浓度的2,4-D溶液中浸蘸数秒钟(约5 s)。
4.实验过程
5.对实验数据进行处理
可用统计学方法进行组间差异的显著性检验,绘制生根数量随2,4-D浓度变化而变化的趋势图。
【易错判断】
1.“探究2,4-D对插枝生根的作用”实验中自变量是2,4-D的浓度梯度,因变量是插枝生根的条数或长度,无关变量有温度、处理时间、植物材料等。(　√　)
2.“探究2,4-D对插枝生根的作用”实验中必须把枝条上的芽全部清除。(　×　)
提示:实验中可保持不同枝条具有相同数量的芽。
3.不同浓度的2,4-D对插枝生根均具有促进作用。(　×　)
提示:2,4-D为生长素类似物,可知低浓度促进插枝生根,高浓度抑制插枝生根。
任务1　幼苗生长弯曲状况分析
1.阅读教材相关内容,分析植物向光性产生的原因。
2.与生长素有关的实验设计。
(1)验证生长素的产生部位在尖端。
①实验组:取放置过幼苗尖端的琼脂块,置于去掉尖端的幼苗一侧(如图甲)。
②对照组:取未放置过幼苗尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的幼苗一侧(如图乙)。
③结果预测:甲幼苗向右弯曲生长,乙幼苗不生长、不弯曲。
(2)验证幼苗的感光部位在尖端。
①自变量:受光部位(锡箔遮盖法)。
②结果预测:甲幼苗直立生长,乙幼苗向光弯曲生长。
(3)验证生长素的横向运输发生在尖端。
①自变量:隔断部位(云母片插入法)。
②结果预测: 丙幼苗向光弯曲生长,甲幼苗向光弯曲生长,乙幼苗直立生长。
(4)验证生长素的极性运输(只能从形态学上端向形态学下端运输)。
①实验操作。
②结果预测:甲幼苗向右弯曲生长,乙幼苗既不生长也不弯曲。
(5)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度。
①实验分析:重力和单侧光都能引起生长素的横向运输,要探究两者影响程度的大小,必须让重力、单侧光引起的横向运输方向相反。实验中,重力使横放植株的生长素向下运输,则单侧光需置于下方,使横放植株的生长素向上运输。
②实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
③结果预测及结论。
a.若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
b.若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
c.若B中幼苗向上弯曲生长,A中幼苗水平生长,则说明单侧光与重力对生长素分布的影响相同。
迁移应用
1.(浙北G2联盟联考)从如图所示的实验可以得出的结论是(　D　)
A.单侧光照引起生长素分布不均
B.感受光刺激的部位是上胚轴切段的尖端
C.生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
D.生长素能促进上胚轴切段生长
解析:分析图示实验,实验的自变量为琼脂块中是否含有生长素,因变量为上胚轴切段是否生长。实验中虽有单侧光,但未能证明单侧光引起生长素分布不均;实验中上胚轴切段没有尖端,未能证明感受单侧光刺激的部位是尖端;实验中未设置上胚轴切段倒置的实验组,因此不能证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输;实验的自变量为琼脂块中是否含有生长素,从实验结果可以看出,放置含有生长素的琼脂块的切段生长,放置空白琼脂块的切段不生长,证明生长素能促进上胚轴切段生长。
2.如图所示,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(　D　)
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.d中如果将纸盒和植株一起旋转,则植株向纸盒开口方向弯曲生长
解析:a生长素不能通过玻璃片,故a直立生长;c由于含生长素的琼脂块放在向光侧,因此去尖端的胚芽鞘背光弯曲生长;d如果只转动纸盒,则胚芽鞘表现向光生长,因此胚芽鞘向右弯曲生长;d如果将纸盒和植株一起旋转,则只有开口处受到单侧光照射,胚芽鞘会弯向开口方向生长。
任务2　分析生长素作用的两重性及相关曲线
1.分析不同浓度的生长素对同一器官的影响。
(1)当生长素浓度小于C时均为“低浓度”,高于C时才会抑制植物生长,称为“高浓度”。
(2)曲线中OH段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用增强。
(3)曲线中HC段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用减弱。
(4)H点表示促进生长的最适生长素浓度。
(5)C点表示促进生长的生长素“阈值”,超过此值,便为抑制生长的“高浓度”。
2.分析不同器官对生长素的敏感度。
(1)图中生长素浓度为a时,对甲、乙生长的作用分别是促进、促进。
(2)生长素浓度为b时,对甲、乙生长的作用分别是抑制、促进。
(3)图中甲器官出现生长抑制对应的生长素浓度小于乙器官的,所以甲对生长素更敏感。
素养提升
判断生长素作用的两重性
迁移应用
3.经实验检测出某一植株的不同器官对不同生长素浓度的反应如图所示,横坐标表示生长素的浓度。根据实验结果,可以获得的正确结论是(　B　)
A.当生长素浓度为10-9 mol·L-1时,抑制根的生长
B.若解除顶端优势,应确保侧芽的生长素浓度低于10-6 mol·L-1
C.低浓度生长素促进根、芽的生长,高浓度生长素则促进茎的生长
D.根向地生长的原因是其近地侧生长素浓度低于10-8 mol·L-1
解析:由题图可知,当生长素浓度为10-9 mol·L-1时促进根的生长;当生长素浓度大于10-6 mol·L-1时抑制芽的生长,当生长素浓度小于10-6 mol·L-1时促进芽的生长;题图中根、芽、茎的三条曲线均能体现生长素作用的两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长;根对生长素较敏感,由于重力原因,远地侧生长素浓度低于近地侧,远地侧生长较快,故远地侧生长素浓度应低于10-8 mol·L-1,近地侧高于10-8 mol·L-1。
4.(浙北G2联盟联考)观察两个关于生长素作用的图像,下列说法中正确的是(　B　)
A.若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的DE段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在BD段
B.若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的BD段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在F点以右
C.生长素对Ⅰ、Ⅳ处的生长起促进作用,生长素对Ⅱ、Ⅲ处的生长起抑制作用
D.若乙图中Ⅲ处的生长素浓度在甲图的AB段,则Ⅳ处的生长素浓度可能在EF段
解析:由于重力的作用,Ⅰ处的生长素浓度低于Ⅱ处的生长素浓度,但Ⅰ处生长快,若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的DE段,则Ⅱ处的生长素浓度应高于F点;若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的BD段,Ⅱ处的生长素浓度高于Ⅰ处,并且生长速率比Ⅰ处慢,因此Ⅱ处的生长素浓度可能在F点以右;生长素对Ⅰ、Ⅳ处的生长起促进作用,生长素对Ⅱ处的生长起抑制作用,但是Ⅲ处生长素浓度较低,没有抑制作用,只是促进作用较弱;若乙图中Ⅲ处的生长素浓度在甲图的AB段,Ⅳ处的生长素浓度应高于B点,并且生长速度也高于Ⅲ处,则Ⅳ处的生长素浓度可能在BD段。
课堂小结
素养测练
对点达标练
题组一　向光性的研究导致生长素的发现
1.(浙北G2联盟联考)下列关于植物生长素的发现及其应用的叙述,错误的是(　A　)
A.达尔文通过向光性实验证明了苗尖端产生了一种“影响”并向下传递
B.波森·詹森的实验证明了苗尖端向下传递的是一种化学物质
C.拜尔提出了单侧光导致促进生长的化学物质的不均匀分布
D.温特最早命名了生长素
解析:达尔文认为苗尖端出现向光弯曲是因为苗尖端向下传递了某种“影响”,造成背光面比向光面生长快;波森·詹森在苗尖端的切面上放一个明胶块,再将切下的尖端放上,并给予单侧光照射,植物弯向光源生长,证明苗尖端产生的某种化学物质可以透过明胶块传递给下部;拜尔切去苗尖端并将尖端放回切面的一侧,在黑暗中生长一段时间,发现幼苗弯向放尖端的对侧生长,是尖端产生的刺激在其下部分布不均造成的,即拜尔实验证明幼苗弯曲生长是尖端产生的化学物质在其下部分布不均匀造成的;温特的实验证明造成幼苗弯曲的刺激确实是一种化学物质,温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,温特将其命名为生长素。
2.(金华东阳模拟)将云母片插入苗尖端及其下部的不同位置如图所示,给予单侧光照射。下列发生向右弯曲生长的是(　A　)
解析:单侧光照射使生长素向右运输,但由于右侧含有云母片,故右侧生长素不能向下运输,故幼苗左侧生长较快,导致向右弯曲生长;单侧光照射使生长素向右运输,同时左侧含有云母片,故右侧生长素浓度高,生长较快,导致尖端向左弯曲生长;由于云母片插在幼苗尖端下面,故尖端产生的生长素无法运输到下面,故幼苗不生长也不弯曲;由于云母片竖直插入幼苗尖端,故单侧光照射后,生长素不会横向运输,幼苗会直立生长。
3.(宁波三锋教研联盟期中)如图是对燕麦幼苗所做的处理,一段时间后,X、Y(匀速转动)、Z的生长情况依次是 (　B　)
A.向左弯曲,向右弯曲,向右弯曲
B.向右弯曲,向右弯曲,向左弯曲
C.向左弯曲,直立生长,向右弯曲
D.向右弯曲,直立生长,向左弯曲
解析:幼苗尖端受到右侧光照射,生长素向左运输,故生长素浓度①>②。X左侧生长素多于右侧,幼苗X将向右侧弯曲生长;Y虽然加了匀速转动,但由于Y中幼苗已去掉尖端,不能发生横向运输作用,生长素浓度还是①>②,左侧长得快,幼苗Y也向右侧弯曲生长。Z已去掉尖端,不能感受到光刺激,生长素浓度①>②,右侧长得快,幼苗Z将向左侧弯曲生长。
4.如图是生长素发现过程中的部分实验示意图。据图中信息判断下列叙述错误的是(　D　)
A.实验甲证明了幼苗的感光部位在苗尖端
B.实验乙若换成在黑暗中进行,可得到相同实验结论
C.实验丙证明幼苗弯曲生长与苗尖端产生的物质分布不均有关
D.实验丁证明了苗尖端产生一种能促进生长的化学物质
解析:据题图分析,图甲对照实验自变量为尖端是否感光,若感光则向光弯曲生长,否则直立生长;实验乙中,若换成在黑暗中进行,左侧幼苗会直立生长,右侧幼苗不生长,仍可说明尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质;实验丙为对照实验,自变量为尖端所放置的位置,结果胚芽鞘向对侧生长,说明幼苗弯曲生长与苗尖端产生的物质分布不均有关;实验丁缺少空白对照,应设置一组不放置琼脂块的幼苗作为对照,因此不能得出题述结论。
题组二　生长素促进植物生长
5.下列关于生长素及其作用的叙述,不正确的是(　B　)
A.光照能使苗尖端的生长素发生横向运输
B.生长素的合成在苗尖端,并能促进苗尖端的伸长
C.生长素分布不均匀会导致幼苗弯曲生长
D.不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可能相同
解析:单侧光能使苗尖端的生长素由向光一侧运输到背光一侧,发生横向运输;生长素由苗尖端产生并促进苗尖端以下部分细胞的伸长;生长素分布不均匀会导致幼苗弯曲生长;由于生长素的作用具有两重性,故位于最适浓度两侧的不同浓度的生长素对植物的同一器官可能具有相同的促进作用。
6. 下列关于生长素的合成、分布、运输及生理作用的叙述,正确的是(　C　)
A.生长素的主要合成部位是芽、叶和种子中的胚乳
B.生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用
C.生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量
D.单侧光会刺激幼苗尖端产生生长素,并引起生长素的分布不均匀
解析:生长素的合成部位主要是顶芽、幼叶和胚;生长素对根、芽、茎三种器官的作用具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长;生长素从形态学上端向形态学下端的极性运输过程属于主动转运,因此会消耗能量;幼苗尖端产生生长素不需要光,幼苗尖端接受单侧光照射后会引起生长素在向光侧和背光侧分布不均匀,从而造成向光弯曲生长。
题组三　活动:探究2, 4-D对插枝生根的作用
7.(浙东北联盟高二联考)某兴趣小组采用水培法来探究不同浓度2,4-D对某植物插条生根的影响,在预实验的基础上设计细致的正式实验,结果如表。下列叙述错误的是(　D　)
2,4-D 浓度 (mol·L-1) 0 2.55× 10-6 2.55× 10-5 2.55× 10-4 2.55× 10-3 2.55× 10-2
平均生 根数(条) 18 24 38 29 27 15
A.浓度为2.55×10-2mol·L-1的2,4-D溶液会抑制该植物插条生根
B.促进该植物插条生根的最适浓度为2.55×10-5mol·L-1左右
C.预实验是为正式实验摸索适宜的浓度范围
D.用水培法处理插条可用购买的含植物激素的营养液按一定比例配制
解析:据表可知,与对照组相比,浓度为2.55×10-2 mol·L-1的2,4-D溶液平均生根数<对照组,故浓度为 2.55×10-2 mol·L-1的2,4-D溶液会抑制该植物插条生根;据表格数据可知,浓度为2.55×10-5 mol·L-1左右时平均生根数最多,故促进该植物插条生根的最适浓度为2.55×
10-5 mol·L-1左右;在正式实验前进行预实验的主要目的是可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费;水培法可以在培养液中滴加 2,4-D溶液配成预设的浓度,培养液可以用购买的不含植物激素的营养液按一定比例配制。
8.某兴趣小组的同学探究了生长素类似物(2,4-D)对富贵竹插条生根条数的影响,实验结果如表所示。下列说法错误的是(　B　)
组别 1 2 3 4 5 6 7
2,4-D 浓度 (mol/L) 清水 10-15 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5
平均生根 条数(根) 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0
A.探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条生根条数
B.浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中,每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
解析:与清水组相比,浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根具有抑制作用。
题组四　生长素调节植物生长时表现出两重性
9.在农业生产中用一定浓度的植物生长素类似物作为除草剂,可以除去单子叶农作物间的双子叶杂草,如图表示生长素类似物浓度对两类植物生长的影响,则A、B曲线分别表示什么类植物,以及应当选用的生长素类似物浓度是(　D　)
A.单子叶植物、双子叶植物;a点浓度
B.双子叶植物、单子叶植物;b点浓度
C.单子叶植物、双子叶植物;c点浓度
D.双子叶植物、单子叶植物;c点浓度
解析:双子叶植物对生长素的反应更敏感,因此用一定浓度的生长素类似物作为除草剂,可以抑制双子叶植物的生长,而对单子叶植物没有影响或促进其生长,由此可以判断A为双子叶植物,B为单子叶植物,c点浓度为最适宜的浓度。
10.(强基联盟统测)结合下图思考关于植物向性运动的说法,错误的是(　B　)
A.植物的向性运动与生长素浓度、作用部位、单侧光等因素有关
B.当生长素浓度超过E点,植物生长将受到抑制,不再继续生长
C.若曲线代表幼苗的生长情况,当向光侧浓度为1时,背光侧浓度在1到3.8之间
D.若曲线代表水平放置的根的生长情况,当背地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8
解析:植物的向性运动是指受到单一方向刺激后而引起的定向运动,如向光性的产生,与生长素浓度、作用部位、单侧光等因素均有关;图中显示,当浓度超过E点后生长将受到抑制,但是抑制并不代表植物不生长,只是比正常对照组长得慢而已;若曲线代表幼苗的生长情况,当出现向光性生长时,表现为背光侧生长素浓度高且促进生长快,据此可知,向光侧浓度为1时,背光侧浓度在1到 3.8之间,这样才能实现背光侧生长素浓度高且促进效果高于向光侧;若曲线代表水平放置的根的生长情况,当根向地生长时,表现为近地侧生长素浓度高生长受抑制,背地侧浓度低,起到促进作用,因此,当背地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8。
综合提升练
11.(北斗新盟6月联考)为验证生长素的极性运输,某同学用燕麦幼苗、琼脂块等材料做了如图所示的两组实验,最终通过检测并比较空白琼脂块中生长素含量得出结论,相关叙述错误的是(　C　)
A.切除苗尖端是为了排除尖端产生的生长素对后续实验的干扰
B.甲图中含生长素琼脂块中的生长素可运输至下面的空白琼脂块
C.若最终测到甲图空白琼脂块有生长素,乙图没有,则说明生长素是极性运输的
D.如果将乙图整体转180°,实验结果与甲图不同
解析:实验中切去尖端的目的是ab段不能从尖端获得生长素,只能从含有生长素的琼脂块处获得,排除尖端产生的生长素对后续实验的干扰;生长素在幼苗处的运输是极性运输(只能从形态学的上端运输到形态学的下端),a处表示形态学的上端,b处表示形态学的下端,因此,甲图中含生长素琼脂块中的生长素可运输至下面的空白琼脂块;该实验没有排除重力因素对生长素运输的影响,即使最终测到甲图空白琼脂块有生长素,乙图没有,该实验结果到实验结论之间的逻辑推理不严谨,不能说明生长素是极性运输的;如果将乙图整体转180°,生长素在幼苗处的运输是极性运输,生长素不能从b端运输至a端,空白琼脂块中没有生长素,实验结果与甲图不同。
12.(强基联盟高三3月联考)在市场上有时可见到一半大一半小的歪西瓜。将这个发育不均匀的西瓜按大小分成两半,发现较大的一半西瓜中是黑子,而发育较差的、较小的一半西瓜中有较多的白子,产生歪瓜的主要原因是(　D　)
A.西瓜较小的一侧光合作用能力弱,造成其发育较差
B.植株西瓜较小一侧合成的营养物质较少
C.瓜地中有硬物,使西瓜发育不均匀
D.西瓜较小的一侧种子未发育,得到的生长素较少而成歪瓜
解析:果实发育需要生长素,而果实发育所需要的生长素来自发育中的种子。在发育较差、较小的一半西瓜中有较多的白子,表明这半部分瓜的种子发育比较差,种子为果实发育提供的生长素较少,因而形成歪瓜。
13.(宁波二模)茶树常采用扦插繁殖。某研究小组为探究不同浓度三十烷醇对茶树插条生根的影响进行了一组预实验,结果如图所示。下列叙述错误的是(　D　)
A.可变因素是三十烷醇的浓度
B.三十烷醇处理插条可采用浸泡的方法
C.三十烷醇使用时具有两重性
D.需在5～10 mg/L浓度范围进一步探究最适浓度
解析:实验目的是探究不同浓度三十烷醇对茶树插条生根的影响,根据题意和题图信息可知,可变因素是三十烷醇的浓度;处理茶树插条可采用水培法或土培法,故三十烷醇处理插条可采用浸泡的方法;分析题图可知,三十烷醇浓度为0时平均生根数为18.5,随着三十烷醇浓度的增加,低浓度的三十烷醇促进生根,高浓度抑制生根(三十烷醇浓度为20 mg/L时平均生根数低于18.5),可见三十烷醇使用时具有两重性;由题图可知,需在5～15 mg/L浓度范围进一步探究最适浓度。
14.2,4-D是生长素的类似物,某兴趣小组进行了“探究2,4-D对插枝生根的作用”的活动,结果如表。
组别 甲 乙 丙 丁
2,4-D溶液浓度/ (mol·L-1) 0 a b c
根的总长度/cm 2.0 2.9 3.5 1.6
请回答下列问题。
(1)生长素是在细胞内以　　　　为原料合成的。
(2)在该活动中,甲组起　　　　作用,自变量是　　　　　　　　。比较甲、乙两组的结果,可知a浓度的2,4-D对生根起　　　　作用。由甲、丙、丁三组的结果可知,b　　　　(填“>”“=”或“<”)c。
(3)综上所述,2,4-D对插枝生根的作用表现为低浓度促进生长,而高浓度　　　　(填“促进”或“抑制”)生长。
解析:(1)生长素是在细胞内以色氨酸为原料合成的。(2)在该活动中,甲组2,4-D溶液浓度为0,为空白对照组,起对照作用,实验的自变量是2,4-D 溶液浓度。比较甲、乙两组的结果,可知a浓度的2,4-D对生根起促进作用,丁组的 2,4-D 浓度对植物生根起抑制作用。低浓度促进根的生长,高浓度抑制根的生长,结合甲、丙、丁三组的结果可知b答案:(1)色氨酸　(2)对照　2,4-D溶液浓度　促进　<　(3)抑制
15.某研究小组切取某种植物苗尖端,分成甲、乙两组,按如图所示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶尖端切段的一侧,一段时间后,测量苗尖端切段的弯曲程度(α角),测得数据如表。据此回答问题。
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
(1)生长素的化学本质是　　　　　　,其在植物体内对生长发育起着　　　　作用。由图可知,当含有生长素的琼脂块置于去顶苗尖端切段的一侧时,弯曲的部位在顶端下面,由此推测,生长素


　　　　　　　　　　。
(2)图中α角形成的原因是

　。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,但小于甲琼脂块所引起的α角,原因是
　。
(4)根据(3)题中的原因,若实验中甲、乙两组琼脂块引起的弯曲α角度是相同的,其原因是

　。
解析:(1)生长素的化学本质是吲哚乙酸,其在植物体内对生长发育起着调节作用。苗尖端切段之所以弯曲生长,是因为琼脂块中的生长素沿着与苗尖端切段的接触面向下运输,造成生长素在苗尖端下部分布不均匀。(2)将含有生长素的琼脂块放置在去顶苗尖端切面的左侧,琼脂块中的生长素进入苗尖端切段的左侧,使苗尖端切段左侧的生长素浓度高于右侧,引起苗尖端切段左侧细胞的生长快于右侧,苗尖端切段向右弯曲生长,形成α角。(3)由分析可知,乙组左、右两侧琼脂块中生长素的含量基本相同,但均小于甲组琼脂块中生长素的含量,所以放置甲琼脂块的苗尖端切段弯曲角度(α角),大于分别放置乙组左、右两侧的琼脂块所引起的α角。(4)若甲、乙两组琼脂块中的生长素含量基本相同,则甲、乙两组琼脂块引起的弯曲α角度就是相同的。
答案:(1)吲哚乙酸　调节　沿着与苗尖端切段的接触面向下运输,造成生长素在苗尖端下部分布不均匀　(2)琼脂块中的生长素进入苗尖端切段的左侧,使苗尖端切段左侧的生长素浓度高于右侧,引起苗尖端切段左侧生长快于右侧,形成α角
(3)乙组左、右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同,但小于甲琼脂块中生长素的含量　(4)甲、乙两组琼脂块中的生长素含量基本相同第一节　生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
素养测练
对点达标练
题组一　向光性的研究导致生长素的发现
1.(浙北G2联盟联考)下列关于植物生长素的发现及其应用的叙述,错误的是(　A　)
A.达尔文通过向光性实验证明了苗尖端产生了一种“影响”并向下传递
B.波森·詹森的实验证明了苗尖端向下传递的是一种化学物质
C.拜尔提出了单侧光导致促进生长的化学物质的不均匀分布
D.温特最早命名了生长素
2.(金华东阳模拟)将云母片插入苗尖端及其下部的不同位置如图所示,给予单侧光照射。下列发生向右弯曲生长的是(　A　)
3.(宁波三锋教研联盟期中)如图是对燕麦幼苗所做的处理,一段时间后,X、Y(匀速转动)、Z的生长情况依次是 (　B　)
A.向左弯曲,向右弯曲,向右弯曲
B.向右弯曲,向右弯曲,向左弯曲
C.向左弯曲,直立生长,向右弯曲
D.向右弯曲,直立生长,向左弯曲
4.如图是生长素发现过程中的部分实验示意图。据图中信息判断下列叙述错误的是(　D　)
A.实验甲证明了幼苗的感光部位在苗尖端
B.实验乙若换成在黑暗中进行,可得到相同实验结论
C.实验丙证明幼苗弯曲生长与苗尖端产生的物质分布不均有关
D.实验丁证明了苗尖端产生一种能促进生长的化学物质
题组二　生长素促进植物生长
5.下列关于生长素及其作用的叙述,不正确的是(　B　)
A.光照能使苗尖端的生长素发生横向运输
B.生长素的合成在苗尖端,并能促进苗尖端的伸长
C.生长素分布不均匀会导致幼苗弯曲生长
D.不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可能相同
6. 下列关于生长素的合成、分布、运输及生理作用的叙述,正确的是(　C　)
A.生长素的主要合成部位是芽、叶和种子中的胚乳
B.生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用
C.生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量
D.单侧光会刺激幼苗尖端产生生长素,并引起生长素的分布不均匀
题组三　活动:探究2, 4-D对插枝生根的作用
7.(浙东北联盟高二联考)某兴趣小组采用水培法来探究不同浓度2,4-D对某植物插条生根的影响,在预实验的基础上设计细致的正式实验,结果如表。下列叙述错误的是(　D　)
2,4-D 浓度 (mol·L-1) 0 2.55× 10-6 2.55× 10-5 2.55× 10-4 2.55× 10-3 2.55× 10-2
平均生 根数(条) 18 24 38 29 27 15
A.浓度为2.55×10-2mol·L-1的2,4-D溶液会抑制该植物插条生根
B.促进该植物插条生根的最适浓度为2.55×10-5mol·L-1左右
C.预实验是为正式实验摸索适宜的浓度范围
D.用水培法处理插条可用购买的含植物激素的营养液按一定比例配制
10-5 mol·L-1左右;在正式实验前进行预实验的主要目的是可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费;水培法可以在培养液中滴加 2,4-D溶液配成预设的浓度,培养液可以用购买的不含植物激素的营养液按一定比例配制。
8.某兴趣小组的同学探究了生长素类似物(2,4-D)对富贵竹插条生根条数的影响,实验结果如表所示。下列说法错误的是(　B　)
组别 1 2 3 4 5 6 7
2,4-D 浓度 (mol/L) 清水 10-15 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5
平均生根 条数(根) 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0
A.探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条生根条数
B.浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中,每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
题组四　生长素调节植物生长时表现出两重性
9.在农业生产中用一定浓度的植物生长素类似物作为除草剂,可以除去单子叶农作物间的双子叶杂草,如图表示生长素类似物浓度对两类植物生长的影响,则A、B曲线分别表示什么类植物,以及应当选用的生长素类似物浓度是(　D　)
A.单子叶植物、双子叶植物;a点浓度
B.双子叶植物、单子叶植物;b点浓度
C.单子叶植物、双子叶植物;c点浓度
D.双子叶植物、单子叶植物;c点浓度
10.(强基联盟统测)结合下图思考关于植物向性运动的说法,错误的是(　B　)
A.植物的向性运动与生长素浓度、作用部位、单侧光等因素有关
B.当生长素浓度超过E点,植物生长将受到抑制,不再继续生长
C.若曲线代表幼苗的生长情况,当向光侧浓度为1时,背光侧浓度在1到3.8之间
D.若曲线代表水平放置的根的生长情况,当背地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8
综合提升练
11.(北斗新盟6月联考)为验证生长素的极性运输,某同学用燕麦幼苗、琼脂块等材料做了如图所示的两组实验,最终通过检测并比较空白琼脂块中生长素含量得出结论,相关叙述错误的是(　C　)
A.切除苗尖端是为了排除尖端产生的生长素对后续实验的干扰
B.甲图中含生长素琼脂块中的生长素可运输至下面的空白琼脂块
C.若最终测到甲图空白琼脂块有生长素,乙图没有,则说明生长素是极性运输的
D.如果将乙图整体转180°,实验结果与甲图不同
12.(强基联盟高三3月联考)在市场上有时可见到一半大一半小的歪西瓜。将这个发育不均匀的西瓜按大小分成两半,发现较大的一半西瓜中是黑子,而发育较差的、较小的一半西瓜中有较多的白子,产生歪瓜的主要原因是(　D　)
A.西瓜较小的一侧光合作用能力弱,造成其发育较差
B.植株西瓜较小一侧合成的营养物质较少
C.瓜地中有硬物,使西瓜发育不均匀
D.西瓜较小的一侧种子未发育,得到的生长素较少而成歪瓜
13.(宁波二模)茶树常采用扦插繁殖。某研究小组为探究不同浓度三十烷醇对茶树插条生根的影响进行了一组预实验,结果如图所示。下列叙述错误的是(　D　)
A.可变因素是三十烷醇的浓度
B.三十烷醇处理插条可采用浸泡的方法
C.三十烷醇使用时具有两重性
D.需在5～10 mg/L浓度范围进一步探究最适浓度
14.2,4-D是生长素的类似物,某兴趣小组进行了“探究2,4-D对插枝生根的作用”的活动,结果如表。
组别 甲 乙 丙 丁
2,4-D溶液浓度/ (mol·L-1) 0 a b c
根的总长度/cm 2.0 2.9 3.5 1.6
请回答下列问题。
(1)生长素是在细胞内以 为原料合成的。
(2)在该活动中,甲组起 作用,自变量是 。比较甲、乙两组的结果,可知a浓度的2,4-D对生根起 作用。由甲、丙、丁三组的结果可知,b (填“>”“=”或“<”)c。
(3)综上所述,2,4-D对插枝生根的作用表现为低浓度促进生长,而高浓度 (填“促进”或“抑制”)生长。
15.某研究小组切取某种植物苗尖端,分成甲、乙两组,按如图所示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶尖端切段的一侧,一段时间后,测量苗尖端切段的弯曲程度(α角),测得数据如表。据此回答问题。
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
(1)生长素的化学本质是 ,其在植物体内对生长发育起着 作用。由图可知,当含有生长素的琼脂块置于去顶苗尖端切段的一侧时,弯曲的部位在顶端下面,由此推测,生长素
。
(2)图中α角形成的原因是
。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,但小于甲琼脂块所引起的α角,原因是
。
(4)根据(3)题中的原因,若实验中甲、乙两组琼脂块引起的弯曲α角度是相同的,其原因是
。 第一节　生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
学习目标
　解释科学家发现生长素的相关实验,举例说明生长素作用的两重性。
一、向光性的研究导致生长素的发现
1.达尔文父子的实验
(1)实验操作。
①取材:金丝雀草的幼苗。
②条件: 照射。
③操作及现象。
(2)实验结论:苗尖端是 部位,发生弯曲的部位主要在苗尖端下部。由此推测,当幼苗暴露在 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)实验处理及结果。
(2)实验结论:从苗尖端 的信号是一种可移动的化学物质。
3.拜尔的实验
实验过程 及现象 图示 结论及分析
①切取苗尖端移至切面左侧+黑暗→向右弯曲生长 ②切取苗尖端移至切面右侧+黑暗→向左弯曲生长 苗尖端产生了一种促进生长的化学物质,向 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 分布引起幼苗弯曲生长
4.温特的实验
(1)实验处理及结果。
(2)温特实验充分说明,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。他将这种物质命名为 。
5.生长素的本质
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 (IAA)的小分子有机物。
【易错判断】
1.达尔文父子的实验中,分别遮盖苗尖端和幼苗基部,观察某一部分不受单侧光刺激时幼苗的反应,从而确定幼苗哪一部分是感光部位。(　√　)
2.生物学家达尔文提出,当幼苗暴露在单侧光下,苗尖端产生生长素并向下传递,引起下部发生弯曲。(　×　)
3.波森·詹森通过幼苗尖端实验分离得到某种化学物质,并证明了该化学物质的作用。(　×　)
4.拜尔证实尖端下面一段背光侧细胞伸长快,主要是向光侧生长素被分解,背光侧生长素多造成的。(　×　)
二、生长素促进植物生长
1.生长素的作用
(1)在细胞水平上起着促进细胞 的作用,影响细胞的分裂和分化。
(2)在器官水平上不仅能促进 伸长,促进地上部分向上生长,还能促进 根和侧根形成,促进叶片生长和 分化,促进果实生长,促进种子发芽,防止 等。
2.主要合成部位
、幼叶和胚。在植物体内,生长素主要是由色氨酸经过一系列反应转变而来的。
3.运输方向
(1)极性运输:生长素只能从植物体的形态学 向形态学 运输,与重力无关。极性运输是一种 。
(2)非极性运输:通过 和木质部运输。韧皮部运输属于自由扩散,木质部运输的动力来自蒸腾作用。
4.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。
【易错判断】
1.根尖产生的生长素向下运输,而茎尖产生的生长素向上运输,这是极性运输。(　×　)
2.植物激素与动物激素都是调节生命活动的化学物质,都能从产生部位运输到作用部位发挥作用,且都具有微量、高效的特点。(　√　)
三、生长素调节植物生长时表现出两重性
1.生长素生理作用的特点——两重性
生长素在调节植物生长时,其作用表现出两重性,即在一定浓度范围内,低浓度时 生长,浓度太高则会 生长。
2.影响生长素作用的因素
细胞年龄不同,对生长素的敏感程度不同。一般来说, 细胞对生长素反应非常敏感,老细胞则比较迟钝。在不同的植物器官中, 最敏感, 最不敏感, 居中。
3.两重性具体体现是顶端优势
(1)现象:顶芽优先生长,侧芽生长受到抑制。
(2)原因:生长素的运输方向是 (用图中字母表示), 处生长素浓度低→ 生长, 处生长素浓度高→ 生长。
(3)解除措施:去掉 。
(4)应用:棉花打顶、修剪景观树木。
【易错判断】
1.生长素对植物的芽和茎只有促进作用,没有抑制作用。(　×　)
2.不同器官对生长素的反应敏感程度不一样,茎最敏感,根最不敏感,芽居中。(　×　)
3.根向地生长和植物顶端优势都体现了生长素生理作用的两重性。(　√　)
4.植物顶端优势产生的原因是侧芽产生的生长素比顶芽多,抑制了侧芽的生长。(　×　)
四、活动:探究2, 4-D对插枝生根的作用
1.实验原理
(1)生长素可以促进插枝 ,不同浓度的生长素促进生根的效果 。
(2)2,4-D全称为2,4-二氯苯氧乙酸,是一种人工合成的 。
2.目的要求
(1)探究不同浓度的2,4-D对插枝生根的作用。
(2)尝试自己设计实验,收集并处理实验数据,得出结论。
3.插枝的处理方法
(1) :在培养液中 2,4-D溶液配制成预设的浓度。
(2) :在扦插前把枝条 放进不同浓度的2,4-D溶液中 数秒钟(约5 s)。
4.实验过程
5.对实验数据进行处理
可用 方法进行组间差异的显著性检验,绘制生根数量随 变化而变化的趋势图。
【易错判断】
1.“探究2,4-D对插枝生根的作用”实验中自变量是2,4-D的浓度梯度,因变量是插枝生根的条数或长度,无关变量有温度、处理时间、植物材料等。(　√　)
2.“探究2,4-D对插枝生根的作用”实验中必须把枝条上的芽全部清除。(　×　)
3.不同浓度的2,4-D对插枝生根均具有促进作用。(　×　)
任务1　幼苗生长弯曲状况分析
1.阅读教材相关内容,分析植物向光性产生的原因。
2.与生长素有关的实验设计。
(1)验证生长素的产生部位在尖端。
①实验组:取放置过幼苗尖端的琼脂块,置于去掉尖端的幼苗一侧(如图甲)。
②对照组:取未放置过幼苗尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的幼苗一侧(如图乙)。
③结果预测:甲幼苗 ,乙幼苗 。
(2)验证幼苗的感光部位在尖端。
①自变量: (锡箔遮盖法)。
②结果预测:甲幼苗 ,乙幼苗 。
(3)验证生长素的横向运输发生在尖端。
①自变量:隔断部位(云母片插入法)。
②结果预测: 丙幼苗 ,甲幼苗 ,乙幼苗 。
(4)验证生长素的极性运输(只能从形态学上端向形态学下端运输)。
①实验操作。
②结果预测:甲幼苗 ,乙幼苗 。
(5)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度。
①实验分析:重力和单侧光都能引起生长素的横向运输,要探究两者影响程度的大小,必须让重力、单侧光引起的横向运输方向相反。实验中,重力使横放植株的生长素 运输,则单侧光需置于下方,使横放植株的生长素 运输。
②实验操作:如图所示(注:A盒下侧有开口,可以进光)。
③结果预测及结论。
a.若 ,则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
b.若 ,则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
c.若 ,则说明单侧光与重力对生长素分布的影响相同。
迁移应用
1.(浙北G2联盟联考)从如图所示的实验可以得出的结论是(　D　)
A.单侧光照引起生长素分布不均
B.感受光刺激的部位是上胚轴切段的尖端
C.生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
D.生长素能促进上胚轴切段生长
2.如图所示,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(　D　)
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.d中如果将纸盒和植株一起旋转,则植株向纸盒开口方向弯曲生长
任务2　分析生长素作用的两重性及相关曲线
1.分析不同浓度的生长素对同一器官的影响。
(1)当生长素浓度小于C时均为“ 浓度”,高于C时才会抑制植物生长,称为“ 浓度”。
(2)曲线中OH段表明:随生长素浓度升高,促进生长作用 。
(3)曲线中HC段表明:随生长素浓度升高, 作用减弱。
(4)H点表示促进生长的 浓度。
(5)C点表示促进生长的生长素“阈值”,超过此值,便为 的“高浓度”。
2.分析不同器官对生长素的敏感度。
(1)图中生长素浓度为a时,对甲、乙生长的作用分别是 、 。
(2)生长素浓度为b时,对甲、乙生长的作用分别是 、 。
(3)图中甲器官出现生长抑制对应的生长素浓度小于乙器官的,所以 对生长素更敏感。
素养提升
判断生长素作用的两重性
迁移应用
3.经实验检测出某一植株的不同器官对不同生长素浓度的反应如图所示,横坐标表示生长素的浓度。根据实验结果,可以获得的正确结论是(　B　)
A.当生长素浓度为10-9 mol·L-1时,抑制根的生长
B.若解除顶端优势,应确保侧芽的生长素浓度低于10-6 mol·L-1
C.低浓度生长素促进根、芽的生长,高浓度生长素则促进茎的生长
D.根向地生长的原因是其近地侧生长素浓度低于10-8 mol·L-1
4.(浙北G2联盟联考)观察两个关于生长素作用的图像,下列说法中正确的是(　B　)
A.若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的DE段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在BD段
B.若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的BD段,则Ⅱ处的生长素浓度可能在F点以右
C.生长素对Ⅰ、Ⅳ处的生长起促进作用,生长素对Ⅱ、Ⅲ处的生长起抑制作用
D.若乙图中Ⅲ处的生长素浓度在甲图的AB段,则Ⅳ处的生长素浓度可能在EF段
课堂小结
素养测练
对点达标练
题组一　向光性的研究导致生长素的发现
1.(浙北G2联盟联考)下列关于植物生长素的发现及其应用的叙述,错误的是(　A　)
A.达尔文通过向光性实验证明了苗尖端产生了一种“影响”并向下传递
B.波森·詹森的实验证明了苗尖端向下传递的是一种化学物质
C.拜尔提出了单侧光导致促进生长的化学物质的不均匀分布
D.温特最早命名了生长素
2.(金华东阳模拟)将云母片插入苗尖端及其下部的不同位置如图所示,给予单侧光照射。下列发生向右弯曲生长的是(　A　)
3.(宁波三锋教研联盟期中)如图是对燕麦幼苗所做的处理,一段时间后,X、Y(匀速转动)、Z的生长情况依次是 (　B　)
A.向左弯曲,向右弯曲,向右弯曲
B.向右弯曲,向右弯曲,向左弯曲
C.向左弯曲,直立生长,向右弯曲
D.向右弯曲,直立生长,向左弯曲
4.如图是生长素发现过程中的部分实验示意图。据图中信息判断下列叙述错误的是(　D　)
A.实验甲证明了幼苗的感光部位在苗尖端
B.实验乙若换成在黑暗中进行,可得到相同实验结论
C.实验丙证明幼苗弯曲生长与苗尖端产生的物质分布不均有关
D.实验丁证明了苗尖端产生一种能促进生长的化学物质
题组二　生长素促进植物生长
5.下列关于生长素及其作用的叙述,不正确的是(　B　)
A.光照能使苗尖端的生长素发生横向运输
B.生长素的合成在苗尖端,并能促进苗尖端的伸长
C.生长素分布不均匀会导致幼苗弯曲生长
D.不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可能相同
6. 下列关于生长素的合成、分布、运输及生理作用的叙述,正确的是(　C　)
A.生长素的主要合成部位是芽、叶和种子中的胚乳
B.生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用
C.生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量
D.单侧光会刺激幼苗尖端产生生长素,并引起生长素的分布不均匀
题组三　活动:探究2, 4-D对插枝生根的作用
7.(浙东北联盟高二联考)某兴趣小组采用水培法来探究不同浓度2,4-D对某植物插条生根的影响,在预实验的基础上设计细致的正式实验,结果如表。下列叙述错误的是(　D　)
2,4-D 浓度 (mol·L-1) 0 2.55× 10-6 2.55× 10-5 2.55× 10-4 2.55× 10-3 2.55× 10-2
平均生 根数(条) 18 24 38 29 27 15
A.浓度为2.55×10-2mol·L-1的2,4-D溶液会抑制该植物插条生根
B.促进该植物插条生根的最适浓度为2.55×10-5mol·L-1左右
C.预实验是为正式实验摸索适宜的浓度范围
D.用水培法处理插条可用购买的含植物激素的营养液按一定比例配制
10-5 mol·L-1左右;在正式实验前进行预实验的主要目的是可以为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费;水培法可以在培养液中滴加 2,4-D溶液配成预设的浓度,培养液可以用购买的不含植物激素的营养液按一定比例配制。
8.某兴趣小组的同学探究了生长素类似物(2,4-D)对富贵竹插条生根条数的影响,实验结果如表所示。下列说法错误的是(　B　)
组别 1 2 3 4 5 6 7
2,4-D 浓度 (mol/L) 清水 10-15 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5
平均生根 条数(根) 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0
A.探究实验的自变量是2,4-D浓度,因变量为插条生根条数
B.浓度为10-5 mol/L的2,4-D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C.如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中,每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
题组四　生长素调节植物生长时表现出两重性
9.在农业生产中用一定浓度的植物生长素类似物作为除草剂,可以除去单子叶农作物间的双子叶杂草,如图表示生长素类似物浓度对两类植物生长的影响,则A、B曲线分别表示什么类植物,以及应当选用的生长素类似物浓度是(　D　)
A.单子叶植物、双子叶植物;a点浓度
B.双子叶植物、单子叶植物;b点浓度
C.单子叶植物、双子叶植物;c点浓度
D.双子叶植物、单子叶植物;c点浓度
10.(强基联盟统测)结合下图思考关于植物向性运动的说法,错误的是(　B　)
A.植物的向性运动与生长素浓度、作用部位、单侧光等因素有关
B.当生长素浓度超过E点,植物生长将受到抑制,不再继续生长
C.若曲线代表幼苗的生长情况,当向光侧浓度为1时,背光侧浓度在1到3.8之间
D.若曲线代表水平放置的根的生长情况,当背地侧浓度为1时,则近地侧浓度大于4.8
综合提升练
11.(北斗新盟6月联考)为验证生长素的极性运输,某同学用燕麦幼苗、琼脂块等材料做了如图所示的两组实验,最终通过检测并比较空白琼脂块中生长素含量得出结论,相关叙述错误的是(　C　)
A.切除苗尖端是为了排除尖端产生的生长素对后续实验的干扰
B.甲图中含生长素琼脂块中的生长素可运输至下面的空白琼脂块
C.若最终测到甲图空白琼脂块有生长素,乙图没有,则说明生长素是极性运输的
D.如果将乙图整体转180°,实验结果与甲图不同
12.(强基联盟高三3月联考)在市场上有时可见到一半大一半小的歪西瓜。将这个发育不均匀的西瓜按大小分成两半,发现较大的一半西瓜中是黑子,而发育较差的、较小的一半西瓜中有较多的白子,产生歪瓜的主要原因是(　D　)
A.西瓜较小的一侧光合作用能力弱,造成其发育较差
B.植株西瓜较小一侧合成的营养物质较少
C.瓜地中有硬物,使西瓜发育不均匀
D.西瓜较小的一侧种子未发育,得到的生长素较少而成歪瓜
13.(宁波二模)茶树常采用扦插繁殖。某研究小组为探究不同浓度三十烷醇对茶树插条生根的影响进行了一组预实验,结果如图所示。下列叙述错误的是(　D　)
A.可变因素是三十烷醇的浓度
B.三十烷醇处理插条可采用浸泡的方法
C.三十烷醇使用时具有两重性
D.需在5～10 mg/L浓度范围进一步探究最适浓度
14.2,4-D是生长素的类似物,某兴趣小组进行了“探究2,4-D对插枝生根的作用”的活动,结果如表。
组别 甲 乙 丙 丁
2,4-D溶液浓度/ (mol·L-1) 0 a b c
根的总长度/cm 2.0 2.9 3.5 1.6
请回答下列问题。
(1)生长素是在细胞内以 为原料合成的。
(2)在该活动中,甲组起 作用,自变量是 。比较甲、乙两组的结果,可知a浓度的2,4-D对生根起 作用。由甲、丙、丁三组的结果可知,b (填“>”“=”或“<”)c。
(3)综上所述,2,4-D对插枝生根的作用表现为低浓度促进生长,而高浓度 (填“促进”或“抑制”)生长。
15.某研究小组切取某种植物苗尖端,分成甲、乙两组,按如图所示的方法用琼脂块收集生长素,再将含有生长素的琼脂块置于去顶尖端切段的一侧,一段时间后,测量苗尖端切段的弯曲程度(α角),测得数据如表。据此回答问题。
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
(1)生长素的化学本质是 ,其在植物体内对生长发育起着 作用。由图可知,当含有生长素的琼脂块置于去顶苗尖端切段的一侧时,弯曲的部位在顶端下面,由此推测,生长素
。
(2)图中α角形成的原因是
。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同,但小于甲琼脂块所引起的α角,原因是
。
(4)根据(3)题中的原因,若实验中甲、乙两组琼脂块引起的弯曲α角度是相同的,其原因是
。 (共45张PPT)
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
学习目标
解释科学家发现生长素的相关实验,举例说明生长素作用的两重性。
知识梳理
一、向光性的研究导致生长素的发现
1.达尔文父子的实验
（1）实验操作。
①取材：金丝雀虉草的幼苗。
②条件：________照射。
③操作及现象。
单侧光
（2）实验结论：苗尖端是______部位,发生弯曲的部位主要在苗尖端下部。
由此推测,当幼苗暴露在________下,苗尖端产生一种“影响”并向下传递,引
起下部发生弯曲。
感光
单侧光
2.波森·詹森的实验
（1）实验处理及结果。
（2）实验结论：从苗尖端__________的信号是一种可移动的化学物质。
向下传递
3.拜尔的实验
实验过程及现象 图示 结论及分析
①切取苗尖端移至 切面左侧黑暗 向右弯曲生长 ②切取苗尖端移至 切面右侧黑暗 向左弯曲生长 _________________________________________________________ ___________________________________________________________ 苗尖端产生了一种促进生长
的化学物质,向____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________分布引起幼
苗弯曲生长
下
不均匀
4.温特的实验
（1）实验处理及结果。
（2）温特实验充分说明,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。他将这种物质命名为________。
生长素
5.生长素的本质
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。
吲哚乙酸
【易错判断】
1.达尔文父子的实验中，分别遮盖苗尖端和幼苗基部，观察某一部分不受
单侧光刺激时幼苗的反应，从而确定幼苗哪一部分是感光部位。( )
√
2.生物学家达尔文提出,当幼苗暴露在单侧光下,苗尖端产生生长素并向下
传递,引起下部发生弯曲。( )
×
提示：达尔文父子提出,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。但达尔文父子还只是推测,还没有提出生
长素的概念。
3.波森·詹森通过幼苗尖端实验分离得到某种化学物质,并证明了该化学物
质的作用。( )
×
提示：波森·詹森只是证明有化学物质由尖端向下运输,但并未分离得到
该化学物质。
4.拜尔证实尖端下面一段背光侧细胞伸长快,主要是向光侧生长素被分解,
背光侧生长素多造成的。( )
×
提示：拜尔通过改进实验证实尖端中的化学物质不对称运输是导致幼苗弯
曲生长的原因。
二、生长素促进植物生长
1.生长素的作用
（1）在细胞水平上起着促进细胞______的作用,影响细胞的分裂和分化。
（2）在器官水平上不仅能促进____伸长,促进地上部分向上生长,还能促进
______根和侧根形成,促进叶片生长和________分化,促进果实生长,促进种
子发芽,防止______________等。
2.主要合成部位
______、幼叶和胚。在植物体内,生长素主要是由色氨酸经过一系列反应
转变而来的。
伸长
茎
不定
维管束
落叶落花落果
顶芽
3.运输方向
（1）极性运输：生长素只能从植物体的形态学______向形态学______运
输,与重力无关。极性运输是一种__________。
（2）非极性运输：通过________和木质部运输。韧皮部运输属于自由扩
散,木质部运输的动力来自蒸腾作用。
4.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。
上端
下端
主动转运
韧皮部
生长旺盛
【易错判断】
1.根尖产生的生长素向下运输，而茎尖产生的生长素向上运输，这是极性
运输。( )
×
提示：根尖产生的生长素向上运输，而茎尖产生的生长素向下运输，这是
极性运输。
2.植物激素与动物激素都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运
输到作用部位发挥作用，且都具有微量、高效的特点。( )
√
三、生长素调节植物生长时表现出两重性
1.生长素生理作用的特点——两重性
生长素在调节植物生长时，其作用表现出两重性，即在一定浓度范围内，
低浓度时______生长,浓度太高则会______生长。
2.影响生长素作用的因素
细胞年龄不同，对生长素的敏感程度不同。一般来说，______细胞对生长
素反应非常敏感，老细胞则比较迟钝。在不同的植物器官中，____最敏感，
____最不敏感，____居中。
促进
抑制
幼嫩
根
茎
芽
3.两重性具体体现是顶端优势
（1）现象：顶芽优先生长,侧芽生长受到抑制。
（2）原因：生长素的运输方向是_______（用图中字母表示）,___
（4）应用：棉花打顶、修剪景观树木。
A
促进
B
抑制
顶芽
处生长素浓度低 ______生长，___处生长素浓度高 ______生长。（3）
解除措施：去掉______。
【易错判断】
1.生长素对植物的芽和茎只有促进作用,没有抑制作用。( )
×
提示：在一定的浓度范围内,生长素对植物的根、芽、茎具有促进作用,浓
度过高则会起到抑制作用。
2.不同器官对生长素的反应敏感程度不一样,茎最敏感,根最不敏感,芽居中。
( )
×
提示：根最敏感,茎最不敏感,芽居中。
3.根向地生长和植物顶端优势都体现了生长素生理作用的两重性。( )
√
4.植物顶端优势产生的原因是侧芽产生的生长素比顶芽多,抑制了侧芽的生
长。( )
×
提示：植物顶端优势产生的原因是顶芽产生的生长素在侧芽积累,造成侧
芽生长素浓度过高，抑制了侧芽生长。
四、活动：探究2,4-D}对插枝生根的作用
1.实验原理
（1）生长素可以促进插枝______,不同浓度的生长素促进生根的效果
_______。
（2）,全称为, 二氯苯氧乙酸,是一种人工合成的______________。
2.目的要求
（1）探究不同浓度的, 对插枝生根的作用。
（2）尝试自己设计实验,收集并处理实验数据,得出结论。
生根
不同
生长素类似物
3.插枝的处理方法
（1）________：在培养液中______, 溶液配制成预设的浓度。
（2）________：在扦插前把枝条______放进不同浓度的2, 溶液中
______数秒钟约 。
水培法
滴加
土培法
基部
浸蘸
4.实验过程
5.对实验数据进行处理
可用________方法进行组间差异的显著性检验,绘制生根数量随_________
_____变化而变化的趋势图。
统计学
2,
浓度
【易错判断】
1.“探究对插枝生根的作用”实验中自变量是, 的浓度梯度，
因变量是插枝生根的条数或长度，无关变量有温度、处理时间、植物材料
等。( )
√
2.“探究 对插枝生根的作用”实验中必须把枝条上的芽全部清除。
( )
×
提示：实验中可保持不同枝条具有相同数量的芽。
3.不同浓度的, 对插枝生根均具有促进作用。( )
×
提示：, 为生长素类似物,可知低浓度促进插枝生根,高浓度抑制插
枝生根。
任务突破
任务1 幼苗生长弯曲状况分析
1.阅读教材相关内容，分析植物向光性产生的原因。
2.与生长素有关的实验设计。
（1）验证生长素的产生部位在尖端。
①实验组：取放置过幼苗尖端的琼脂块,置于去掉尖端的幼苗一侧
（如图甲）。
②对照组：取未放置过幼苗尖端的空白琼脂块,置于去掉尖端的幼苗一侧
（如图乙）。
③结果预测：甲幼苗______________，乙幼苗________________。
向右弯曲生长
不生长、不弯曲
（2）验证幼苗的感光部位在尖端。
①自变量：__________（锡箔遮盖法）。
受光部位
②结果预测：甲幼苗__________,乙幼苗______________。
直立生长
向光弯曲生长
（3）验证生长素的横向运输发生在尖端。
①自变量：隔断部位（云母片插入法）。
②结果预测： 丙幼苗______________，甲幼苗______________,乙幼苗
__________。
向光弯曲生长
向光弯曲生长
直立生长
（4）验证生长素的极性运输（只能从形态学上端向形态学下端运输）。
①实验操作。
②结果预测：甲幼苗______________,乙幼苗__________________。
向右弯曲生长
既不生长也不弯曲
（5）探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度。
①实验分析：重力和单侧光都能引起生长素的横向运输,要探究两者影响
程度的大小,必须让重力、单侧光引起的横向运输方向相反。实验中,重力
使横放植株的生长素______运输,则单侧光需置于下方,使横放植株的生长
素______运输。
向下
向上
②实验操作：如图所示（注：A盒下侧有开
口,可以进光）。
③结果预测及结论。
.若__________________________________
_____________,则说明重力对生长素分布的
A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向
上弯曲程度大
A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长
B中幼苗向上弯曲生长,A中幼苗水平生长
影响大于单侧光。
.若___________________________________________,则说明单侧光对生
长素分布的影响大于重力。
.若_______________________________________,则说明单侧光与重力对
生长素分布的影响相同。
迁移应用
1.（浙北 联盟联考）从如图所示的实验可以得出的结论是( )
D
A.单侧光照引起生长素分布不均
B.感受光刺激的部位是上胚轴切段的尖端
C.生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
D.生长素能促进上胚轴切段生长
解析：分析图示实验，实验的自变量为琼脂块中是否含有生长素，因变量
为上胚轴切段是否生长。实验中虽有单侧光，但未能证明单侧光引起生长
素分布不均；实验中上胚轴切段没有尖端，未能证明感受单侧光刺激的部
位是尖端；实验中未设置上胚轴切段倒置的实验组，因此不能证明生长素
只能由形态学上端向形态学下端运输；实验的自变量为琼脂块中是否含有
生长素，从实验结果可以看出，放置含有生长素的琼脂块的切段生长，放
置空白琼脂块的切段不生长，证明生长素能促进上胚轴切段生长。
2.如图所示,、、 为对胚芽鞘做不同处理
的实验, 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( )
D
A.、向光弯曲生长, 背光弯曲生长
B.直立生长,、 向光弯曲生长
C. 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. 中如果将纸盒和植株一起旋转,则植株向纸盒开口方向弯曲生长
解析：生长素不能通过玻璃片,故直立生长； 由于含生长素的琼脂块放
在向光侧,因此去尖端的胚芽鞘背光弯曲生长； 如果只转动纸盒,则胚芽
鞘表现向光生长,因此胚芽鞘向右弯曲生长； 如果将纸盒和植株一起旋转,
则只有开口处受到单侧光照射,胚芽鞘会弯向开口方向生长。
任务2 分析生长素作用的两重性及相关曲线
1.分析不同浓度的生长素对同一器官的影响。
（1）当生长素浓度小于时均为“____浓度”,高于 时才
会抑制植物生长,称为“____浓度”。
（2）曲线中 段表明：随生长素浓度升高,促进生长
作用______。
（3）曲线中 段表明：随生长素浓度升高,__________作用减弱。
（4） 点表示促进生长的____________浓度。
（5） 点表示促进生长的生长素“阈值”,超过此值,便为__________的“高浓度”。
低
高
增强
促进生长
最适生长素
抑制生长
2.分析不同器官对生长素的敏感度。
（1）图中生长素浓度为 时,对甲、乙生长的作用分别是
______、______。
（2）生长素浓度为 时,对甲、乙生长的作用分别是______、
______。
（3）图中甲器官出现生长抑制对应的生长素浓度小于乙器官的,所以____
对生长素更敏感。
促进
促进
抑制
促进
甲
素养提升
判断生长素作用的两重性
迁移应用
3.经实验检测出某一植株的不同器官对不同生
长素浓度的反应如图所示,横坐标表示生长素的
浓度。根据实验结果,可以获得的正确结论是
( )
B
A.当生长素浓度为 时,抑制根的生长
B.若解除顶端优势,应确保侧芽的生长素浓度低于
C.低浓度生长素促进根、芽的生长,高浓度生长素则促进茎的生长
D.根向地生长的原因是其近地侧生长素浓度低于
解析：由题图可知,当生长素浓度为 时促进根的生长；当生
长素浓度大于 时抑制芽的生长,当生长素浓度小于
时促进芽的生长；题图中根、芽、茎的三条曲线均能体现
生长素作用的两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长；根对生长素较
敏感,由于重力原因,远地侧生长素浓度低于近地侧,远地侧生长较快,故远
地侧生长素浓度应低于，近地侧高于 。
4.（浙北 联盟联考）观察两个关于生长素作用的图像，下列说法中正确
的是 ( )
B
A.若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的 段，则Ⅱ处的生长素浓度可能在
段
B.若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的 段，则Ⅱ处的生长素浓度可能在
点以右
C.生长素对Ⅰ、Ⅳ处的生长起促进作用，生长素对Ⅱ、Ⅲ处的生长起抑制作用
D.若乙图中Ⅲ处的生长素浓度在甲图的 段，则Ⅳ处的生长素浓度可能
在 段
解析：由于重力的作用，Ⅰ处的生长素浓度低于Ⅱ处的生长素浓度，但Ⅰ
处生长快，若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的 段，则Ⅱ处的生长素
浓度应高于点；若乙图中Ⅰ处的生长素浓度在甲图的 段，Ⅱ处的生长
素浓度高于Ⅰ处，并且生长速率比Ⅰ处慢，因此Ⅱ处的生长素浓度可能在
点以右；生长素对Ⅰ、Ⅳ处的生长起促进作用，生长素对Ⅱ处的生长起
抑制作用，但是Ⅲ处生长素浓度较低，没有抑制作用，只是促进作用较弱；
若乙图中Ⅲ处的生长素浓度在甲图的段，Ⅳ处的生长素浓度应高于 点，
并且生长速度也高于Ⅲ处，则Ⅳ处的生长素浓度可能在 段。
课堂小结

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