资源简介

第39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。
考情 分析 1.生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布 2025·河南卷,10;2024·贵州卷,15;2023·全国甲卷,2;2023·山东卷,10;2023·天津卷,15
2.生长素的生理作用及特点 2025·云南卷,10;2025·甘肃卷,11;2025·北京卷,9;2024·河北卷,9;2023·浙江1月选考,18
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。
(2)鲍森·詹森实验。
提醒　从对照实验设计的单一变量原则角度分析,该实验的不足之处在于没有遵循单一变量原则,无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。
(3)拜尔的实验。
提醒　该实验在黑暗中进行的目的是排除光照可能对实验结果造成的影响。该实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种化学物质。
(4)温特的实验。
2.对植物向光性的解释
3.植物激素的概念
4.生长素的合成、运输与分布
【判断正误】
(1)(2024·安徽卷,9)玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 茎近地侧生长素含量较高。
(2)(2024·全国甲卷,3)单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 极性运输是一种主动运输,需要载体蛋白的参与。
(3)(2024·贵州卷,15)根据单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲生长,推测胚芽鞘尖端产生生长素。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 单侧光照射时,胚芽鞘向光弯曲生长,只能说明胚芽鞘具有向光性,无法说明胚芽鞘尖端产生生长素。
(4)(2020·江苏卷,20)温特采用同位素标记法证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法。
(5)(经典高考题)燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,IAA先极性运输到尖端下部再横向运输。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 单侧光照射后,生长素先在尖端进行横向运输,再向下进行极性运输。
(6)(经典高考题)带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶均能产生IAA。(　　)
【答案】 √　
考向1　结合植物向光弯曲生长的实验,考查科学探究
1.(2025·山东日照检测)如图是用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验。下列有关叙述错误的是(　　)
A.对比分析图①、图②结果,证明生长素是不能透过云母片的
B.图④和⑤实验说明琼脂块不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输
C.若将图②的云母片改换成琼脂块,结果仍然有向光弯曲生长的现象
D.若将图④的琼脂块改换成云母片,结果仍然有向光弯曲生长的现象
【答案】 D　
【解析】 图①、图②实验自变量为云母片的插入位置,实验结果为胚芽鞘向云母片插入一侧弯曲生长,证明生长素不能透过云母片;④放上琼脂块及尖端并给予单侧光,⑤表示仍能向光弯曲生长,即琼脂块不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输;若将图②的云母片改换成琼脂块,在单侧光的作用下,生长素发生横向运输,结果仍然有向光弯曲生长的现象;云母片可以阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运送,若将图④的琼脂块改换成云母片,结果燕麦胚芽鞘不生长不弯曲。
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。
考向2　围绕生长素的合成、运输与分布,考查科学思维
2.(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
【答案】 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的;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。
3.(2023·全国甲卷,2)植物激素是一类由植物体产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,下列关于植物激素的叙述,错误的是(　　)
A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素
B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用
C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育
D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
【答案】 D　
【解析】 生长素主要的合成部位是植物的芽、幼嫩的叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素;植物激素都能由产生部位运输到作用部位;生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高,又会抑制生长素促进细胞伸长的作用,两者之间相互协调、互相配合,共同调节植物生长发育;生长素能给细胞传递调节信息,但不直接参与细胞代谢,不是催化剂。
考点二　生长素的生理作用及特点
1.生长素的生理作用
2.生长素的作用特点
(1)特点:在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长(如曲线图所示)。
提醒　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,抑制生长并非不生长,只是生长慢于对照组。
(2)对生长素的敏感程度曲线分析。
①同一植物不同器官对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为根>芽>茎。
②不同植物对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为双子叶植物>单子叶植物。
提醒　用适当浓度的生长素类调节剂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。
③不同成熟程度的细胞对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为幼嫩细胞大于(填“大于”或“小于”)衰老细胞。
(3)典型实例。
①顶端优势。
a.形成原因。
b.解除方法:去除顶芽。
c.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。
(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,园艺工人可采取的措施有去掉行道树的顶芽,抑制顶芽的发育,促进侧芽的发育。
②根的向地性和茎的背地性。
a.表现。
b.原因分析。
【判断正误】
(1)(2025·云南卷,10)“打顶去心,果枝满头”:去掉顶芽,可以消除顶端优势,促进侧枝发育。(　　)
【答案】 √　
(2)(2021·北京卷,10)去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长。(　　)
【答案】 √　
(3)(2021·北京卷,10)顶端优势体现了生长素既可促进生长也可抑制生长。(　　)
【答案】 √　
(4)(2021·全国甲卷,3)在促进根、茎两种器官生长时,茎是对生长素更敏感的器官。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 在促进根、茎两种器官生长时,根是对生长素更敏感的器官。
(5)(经典高考题)用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到大量正常的番茄种子。(　　)
【答案】 ×　
【提示】 用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到无子番茄。
(6)(经典高考题)棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长,提高棉花产量。(　　)
【答案】 √　
【情境·思维·深析】
棉花栽培中,适时打顶(去顶芽)是棉花高产栽培的关键技术之一。打顶会改变棉株的生长中心,影响植株体内光合产物和矿质养分的分配。
(1)如图1所示棉花植株①②③三个部位中,生长素浓度最高的部位是②,顶端优势形成的原因是顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽处生长素浓度较高,侧芽的发育受到抑制,植物因而表现出顶端优势。
(2)打顶能提高棉花产量的原因是棉花打顶可以解除顶端优势,促进侧芽发育,使棉株多开花、多结果,从而提高产量。
(3)若图2曲线表示生长素浓度对棉花幼苗生长的影响,当出现向光性时,测得其向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度范围是大于m小于M。
(4)结合图2中曲线思考:在顶端优势中,测得顶芽生长素浓度为m,则侧芽的生长素浓度范围是大于i。
考向3　围绕生长素的生理作用及曲线模型,考查科学思维
4.(2024·河北卷,9)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是(　　)
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
【答案】 B　
【解析】 AUX1缺失突变体导致生长素不能正常运输,顶端优势消失,分蘖可能增多;分蘖发生部位生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少;在水稻的成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输;根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长。
5.(2025·四川模拟)某种南瓜矮生突变体可分为两类:激素合成缺陷型突变体和激素不敏感型突变体。为研究某种矮生南瓜属于哪种类型,研究者利用生长素溶液进行了相关实验,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.生长素促进正常南瓜茎伸长的最适浓度在25 μmol·L-1左右
B.生长素对正常南瓜既有促进作用,也有抑制作用
C.实验需进行多次测量后,取平均值作为该组的实验结果
D.实验结果说明该矮生南瓜属于激素合成缺陷型突变体
【答案】 D　
【解析】 据图可知,生长素浓度为25 μmol·L-1时,正常南瓜茎伸长量最大,所以生长素促进正常南瓜茎伸长的最适浓度为25 μmol·L-1左右;据图可知,生长素浓度为125 μmol·L-1时,茎伸长量低于生长素浓度为0 μmol·L-1时的茎伸长量,起抑制生长的作用,说明生长素对正常南瓜既有促进作用,也有抑制作用;为了保证实验结果的准确性,基于平行重复原则,实验需要进行多次测量后,取平均值作为该组的实验结果;据图可知,矮生南瓜突变体用不同浓度生长素处理后茎伸长量基本不变,说明该矮生南瓜属于激素不敏感型突变体。
1.(2025·甘肃卷,11)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜H+-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜H+-ATP酶的关系如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用无关
B.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用增强
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸
D.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
【答案】 C　
【解析】 从图中可知,H+由低浓度向高浓度运输,属于主动运输,因此需要消耗能量,而细胞中的能量主要由呼吸作用提供,所以生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关;生长素通过间接激活质膜H+-ATP酶导致细胞壁酸化来促进细胞伸长,碱性条件会抑制这一酸化过程,所以碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱;吲哚乙酸、苯乙酸都属于生长素,生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸来发挥作用;由于TMK参与生长素促进细胞伸长的过程,TMK功能缺失突变体无法正常进行这一过程,其生长会比野生型慢。
2.(2025·北京卷,9)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是(　　)
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分
B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白
D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
【答案】 D
【解析】 根据题干信息“油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达”,说明Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分;图示显示生长素处理能促进野生型下胚轴生长,题干也提到油菜素内酯促进下胚轴生长,因此两者都能调控下胚轴生长;图示显示生长素处理野生型(有Z蛋白)能促进下胚轴生长,但在Z基因功能缺失突变体中生长素不能促进下胚轴生长,说明生长素发挥作用需要Z蛋白;题目和图示并未提供任何信息表明油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素。
3.(2023·浙江1月选考,18)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。
下列关于本实验的叙述,正确的是(　　)
A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显
C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D.不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
【答案】 A　
【解析】 切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰;越迟使用IAA处理,越接近未经IAA处理,折断强度越小,越容易折断,促进叶柄脱落的效应越明显;IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相抗衡的;IAA的两重性是指低浓度促进,高浓度抑制,此题中IAA浓度不变,不能体现两重性。
4.(2021·福建卷,14)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
【答案】 B　
【解析】 生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端,生长素涂抹处为形态学上端,因此打顶后涂抹的生长素进入烟草后,可向下运输;由题意可知,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;由题意可知,打顶后涂抹生长素能抑制侧芽萌动,相当于建立人工顶端优势抑制侧芽萌发;由题意和图示可知,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。
(时间:15分钟)
1.(2025·广东广州一模)在发现生长素的研究过程中,众多科学家做出了科学的假设。下列叙述错误的是(　　)
A.达尔文:感光部位在金丝雀草胚芽鞘的尖端
B.鲍森·詹森:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过云母片传递给下部
C.拜尔:胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分布不均匀
D.温特:胚芽鞘尖端释放的活性物质能被琼脂吸收并转移到伸长区
【答案】 B　
【解析】 鲍森·詹森的实验证明,胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
2.(2025·湖北武汉三模)向触性是植物对接触刺激的定向生长响应。如藤本植物的卷须在接触到支撑物时会弯曲并缠绕其上,帮助植物攀爬,但卷须对水滴甚至大雨的瞬时刺激几乎无反应。下列叙述错误的是(　　)
A.向触性有利于植物适应环境
B.茎的背地生长也体现了向触性
C.接触刺激可能影响了植物体内生长素的分布
D.推测植物对接触刺激作出反应与刺激持续时间有关
【答案】 B　
【解析】 茎的背地生长是重力作用导致生长素分布不均匀,近地侧生长素浓度高促进生长快,远地侧生长素浓度低促进生长慢,表现为茎背离地面生长,未体现向触性。
3.(2025·山东泰安模拟)生长素转运蛋白PIN可介导生长素的极性运输,如图a→b为PIN蛋白将IAA从细胞内释放至细胞外的过程。除草剂NPA是一种生长素极性运输抑制剂,图c为其作用位点示意图。下列说法正确的是(　　)
A.生长素由谷氨酸转变而来,在各器官中都有分布
B.a→b过程可表示单侧光刺激下IAA向背光侧转运
C.NPA与IAA的结合部位相似说明其为非竞争性抑制剂
D.顶芽喷施适宜浓度NPA可一定程度上缓解顶端优势
【答案】 D　
【解析】 生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来,而非谷氨酸;单侧光引起IAA由向光侧到背光侧的横向运输,而a→b为PIN蛋白介导的生长素极性运输,极性运输是由形态学上端向形态学下端运输;分析题图可知,NPA可以与生长素竞争性结合PIN蛋白上的结合位点,故为竞争性抑制剂;顶端优势是因为顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽,抑制侧芽生长,顶芽喷施适宜浓度NPA,NPA作为生长素极性运输抑制剂,可抑制生长素的极性运输,从而减少生长素在侧芽处的积累,进而在一定程度上缓解顶端优势。
4.(2025·四川联考)取①②③三段玉米胚芽鞘,切去胚芽鞘尖端,将三段胚芽鞘按如图所示的位置放置,其中A端是形态学上端,B端是形态学下端。然后,分别将一块含有生长素的琼脂置于图中所示位置,并让胚芽鞘①接受单侧光照射。据此分析,一段时间后,胚芽鞘①②③各自的生长情况是(　　)
A.①直立生长,②不生长,③向右弯曲生长
B.①向右弯曲生长,②向右弯曲生长,③向右弯曲生长
C.①向右弯曲生长,②不生长,③向右弯曲生长
D.①向左弯曲生长,②向右弯曲生长,③向左弯曲生长
【答案】 A　
【解析】 胚芽鞘感受光的部位是尖端,三段胚芽鞘已经切去尖端,均不能感受单侧光的刺激。A端是形态学上端,B端是形态学下端,生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端。①琼脂块内的生长素可以向A端下部运输,且A端下部生长素分布均匀,因此胚芽鞘①直立生长;②琼脂块内的生长素无法由B向A运输,因此胚芽鞘②不生长;③含生长素的琼脂块放置于A端的左侧,导致左侧生长素浓度高,生长快,因此向右弯曲生长。
5.(2025·广东惠州一模)图甲表示生长素浓度与某种植物的芽、根生长状况;图乙表示将该植物水平放置,培养一段时间后的生长状况。下列有关叙述错误的是(　　)
A.生长素是以色氨酸为原料经过一系列反应转变而成,具有微量高效的特点
B.图甲能体现生长素在浓度较低时促进生长,浓度较高时抑制生长的作用特点
C.图乙中根细胞将重力信号转换成运输生长素的信号造成b侧生长素浓度小于a侧
D.图甲中,当植物表现出顶端优势时,侧芽的生长素浓度应小于10-6mol·L-1
【答案】 D　
【解析】 图甲中,当植物表现出顶端优势时,侧芽由于生长素浓度较高,生长受到抑制,因此侧芽的生长素浓度应大于10-6mol·L-1。
6.(2025·安徽芜湖一模)下图是生长素的作用机理示意图。生长素与受体结合后,可使质子泵(一种ATP酶,可运输H+)活化,把H+从膜内主动转运到细胞壁,下列说法正确的是(　　)
A.质子泵为H+的主动运输提供了载体蛋白和能量
B.生长素经协助扩散通过细胞壁
C.生长素作为信号分子诱导合成酶形成,促进了细胞壁松弛
D.虽然生长素的化学本质不是蛋白质,但其合成也受基因组的控制
【答案】 D　
【解析】 质子泵属于细胞膜上的载体蛋白,能够运输H+,质子泵是一种ATP酶,可以水解ATP,ATP为H+的运输提供能量;生长素等物质通过细胞壁的方式不属于跨膜运输,所以不是协助扩散;生长素与受体结合后,可使质子泵(一种ATP酶,可运输H+)活化,把H +从膜内主动转运到细胞壁,细胞壁处H+含量增加,pH降低,同时在水解酶的作用下,促进了细胞壁松弛;生长素的化学本质是吲哚乙酸,其合成需要相关酶的催化,受基因组的控制。
7.(2025·四川广安模拟)生长素(IAA)是调节果实生长、发育的重要植物激素之一。以番茄为实验材料,分组处理花蕾期的花,一段时间后检测各组果实平均质量,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.发育中的种子可将色氨酸转变为生长素,促进子房发育成果实
B.观察实验结果,甲组的果实为有籽果实,丙组的果实为无籽果实
C.比较甲组和乙组的实验结果,表明生长素可促进子房发育成果实
D.比较丙组和丁组的实验结果,表明生长素不能从花柄运输到子房
【答案】 C　
【解析】 生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变为生长素;由图可知,甲组经过了授粉处理,即经过了受精作用,所以甲组的果实为有籽果实,而丙组未授粉,没有经过受精作用,是在IAA的作用下,子房发育成果实,所以丙组的果实为无籽果实;甲组和乙组对比,其自变量为是否授粉,其实验结果表明,授粉可以促进子房发育成果实;丙组与丁组对比,其自变量为IAA的涂抹部位,其实验结果表明,生长素不能从花柄运输到子房。
8.(2025·广东湛江一调)土壤中的种子萌发时,幼苗下胚轴的顶端会形成“顶端弯钩”,对出土时的子叶和顶端分生组织起保护作用。图1表示“顶端弯钩”的形成与打开过程,图2为细胞膜将H+转运出细胞的过程。研究发现,高浓度的生长素通过影响细胞膜上H+-ATP酶的去磷酸化进而抑制该酶的活性,导致膜外pH发生变化,最终抑制细胞生长。下列相关分析不合理的是(　　)
A.受重力影响,形成期高浓度生长素会在下胚轴n侧积累
B.由形成期到打开期整个过程中,下胚轴顶端倾斜角α先变小后变大
C.图2说明H+-ATP酶具有运输和催化的作用
D.“顶端弯钩”形成的直接原因是高浓度的生长素最终导致膜外pH降低,抑制了细胞生长
【答案】 D　
【解析】 受重力影响,形成期生长素会从m侧向n侧运输,导致n侧积累高浓度的生长素;据图1推测,形成期下胚轴n侧细胞生长较慢,下胚轴顶端倾斜角α变小形成弯钩,而在打开期下胚轴n侧细胞生长加快,倾斜角α会变大;图2说明H+-ATP酶具有运输(运输H+)和催化(催化ATP水解)的作用;由题可知,高浓度的生长素通过影响细胞膜上H+-ATP酶的去磷酸化从而抑制其活性,此时膜外pH升高,最终抑制细胞生长。(共52张PPT)
第39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。
考情 分析 1.生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布 2025·河南卷,10;2024·贵州卷,15;2023·全国甲卷,2;2023·山东卷,10;2023·天津卷,15
2.生长素的生理作用及特点 2025·云南卷,10;2025·甘肃卷,11;2025·北京卷,9;2024·河北卷,9;2023·浙江1月选考,18
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。
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
尖端
尖端
伸长区
(2)鲍森·詹森实验。
提醒　从对照实验设计的单一变量原则角度分析,该实验的不足之处在于没有遵循单一变量原则,无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。
(3)拜尔的实验。
不均匀
提醒　该实验在黑暗中进行的目的是排除光照可能对实验结果造成的影响。该实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种化学物质。
(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
【判断正误】
(1)(2024·安徽卷,9)玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关。(　　)
×
【提示】 茎近地侧生长素含量较高。
(2)(2024·全国甲卷,3)单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白。(　　)
×
【提示】 极性运输是一种主动运输,需要载体蛋白的参与。
(3)(2024·贵州卷,15)根据单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲生长,推测胚芽鞘尖端产生生长素。(　　)
×
【提示】 单侧光照射时,胚芽鞘向光弯曲生长,只能说明胚芽鞘具有向光性,无法说明胚芽鞘尖端产生生长素。
(4)(2020·江苏卷,20)温特采用同位素标记法证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质。(　　)
×
【提示】 温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法。
(5)(经典高考题)燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,IAA先极性运输到尖端下部再横向运输。(　　)
×
【提示】 单侧光照射后,生长素先在尖端进行横向运输,再向下进行极性运输。
(6)(经典高考题)带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶均能产生IAA。(　　)
√
考向1　结合植物向光弯曲生长的实验,考查科学探究
1.(2025·山东日照检测)如图是用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验。下列有关叙述错误的是(　　)
A.对比分析图①、图②结果,证明生长素是不能透过云母片的
B.图④和⑤实验说明琼脂块不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输
C.若将图②的云母片改换成琼脂块,结果仍然有向光弯曲生长的现象
D.若将图④的琼脂块改换成云母片,结果仍然有向光弯曲生长的现象
核心考向·突破
把握方向·训练到位
D
【解析】 图①、图②实验自变量为云母片的插入位置,实验结果为胚芽鞘向云母片插入一侧弯曲生长,证明生长素不能透过云母片;④放上琼脂块及尖端并给予单侧光,⑤表示仍能向光弯曲生长,即琼脂块不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输;若将图②的云母片改换成琼脂块,在单侧光的作用下,生长素发生横向运输,结果仍然有向光弯曲生长的现象;云母片可以阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运送,若将图④的琼脂块改换成云母片,结果燕麦胚芽鞘不生长不弯曲。
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
考向2　围绕生长素的合成、运输与分布,考查科学思维
2.(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
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的;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。
3.(2023·全国甲卷,2)植物激素是一类由植物体产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,下列关于植物激素的叙述,错误的是(　　)
A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素
B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用
C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育
D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
D
【解析】 生长素主要的合成部位是植物的芽、幼嫩的叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素;植物激素都能由产生部位运输到作用部位;生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成,而乙烯含量的增高,又会抑制生长素促进细胞伸长的作用,两者之间相互协调、互相配合,共同调节植物生长发育;生长素能给细胞传递调节信息,但不直接参与细胞代谢,不是催化剂。
考点二
生长素的生理作用及特点
1.生长素的生理作用
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
传达信息
伸长生长
细胞分化
受体
特定基因
2.生长素的作用特点
(1)特点:在浓度较低时 生长,在浓度过高时则会 生长(如曲线图所示)。
促进
抑制
提醒　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,抑制生长并非不生长,只是生长慢于对照组。
(2)对生长素的敏感程度曲线分析。
①同一植物不同器官对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为根>芽>茎。
②不同植物对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为双子叶植物>单子叶植物。
提醒　用适当浓度的生长素类调节剂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。
③不同成熟程度的细胞对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为幼嫩细胞
(填“大于”或“小于”)衰老细胞。
大于
(3)典型实例。
①顶端优势。
a.形成原因。
促进
抑制
b.解除方法: 。
c.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
(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,园艺工人可采取的措施有 。
细读教材
去掉行道树的顶芽,抑制顶芽的发育,促进侧芽的发育
②根的向地性和茎的背地性。
a.表现。
b.原因分析。
【判断正误】
(2)(2021·北京卷,10)去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长。(　 )
(3)(2021·北京卷,10)顶端优势体现了生长素既可促进生长也可抑制生长。
(　　)
(1)(2025·云南卷,10)“打顶去心,果枝满头”:去掉顶芽,可以消除顶端优势,促进侧枝发育。(　　)
√
√
√
(4)(2021·全国甲卷,3)在促进根、茎两种器官生长时,茎是对生长素更敏感的器官。(　　)
×
【提示】 在促进根、茎两种器官生长时,根是对生长素更敏感的器官。
(5)(经典高考题)用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到大量正常的番茄种子。(　　)
×
【提示】 用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到无子番茄。
(6)(经典高考题)棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长,提高棉花产量。
(　　)
√
【情境·思维·深析】
棉花栽培中,适时打顶(去顶芽)是棉花高产栽培的关键技术之一。打顶会改变棉株的生长中心,影响植株体内光合产物和矿质养分的分配。
(1)如图1所示棉花植株①②③三个部位中,生长素浓度最高的部位是 ,顶端优势形成的原因是
。
(2)打顶能提高棉花产量的原因是
。
顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽处
②
生长素浓度较高,侧芽的发育受到抑制,植物因而表现出顶端优势
棉花打顶可以解除顶端优势,促进侧芽发育,
使棉株多开花、多结果,从而提高产量
(3)若图2曲线表示生长素浓度对棉花幼苗生长的影响,当出现向光性时,测得其向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度范围是 。
(4)结合图2中曲线思考:在顶端优势中,测得顶芽生长素浓度为m,则侧芽的生长素浓度范围是 。
大于m小于M
大于i
考向3　围绕生长素的生理作用及曲线模型,考查科学思维
4.(2024·河北卷,9)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是
(　　)
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
核心考向·突破
把握方向·训练到位
B
【解析】 AUX1缺失突变体导致生长素不能正常运输,顶端优势消失,分蘖可能增多;分蘖发生部位生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少;在水稻的成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输;根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长。
5.(2025·四川模拟)某种南瓜矮生突变体可分为两类:激素合成缺陷型突变体和激素不敏感型突变体。为研究某种矮生南瓜属于哪种类型,研究者利用生长素溶液进行了相关实验,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.生长素促进正常南瓜茎伸长的最适浓度在25 μmol·L-1左右
B.生长素对正常南瓜既有促进作用,也有抑制作用
C.实验需进行多次测量后,取平均值作为该组的实验结果
D.实验结果说明该矮生南瓜属于激素合成缺陷型突变体
D
【解析】 据图可知,生长素浓度为25 μmol·L-1时,正常南瓜茎伸长量最大,所以生长素促进正常南瓜茎伸长的最适浓度为25 μmol·L-1左右;据图可知,生长素浓度为
125 μmol·L-1时,茎伸长量低于生长素浓度为0 μmol·L-1时的茎伸长量,起抑制生长的作用,说明生长素对正常南瓜既有促进作用,也有抑制作用;为了保证实验结果的准确性,基于平行重复原则,实验需要进行多次测量后,取平均值作为该组的实验结果;据图可知,矮生南瓜突变体用不同浓度生长素处理后茎伸长量基本不变,说明该矮生南瓜属于激素不敏感型突变体。
演练真题·感悟高考
1.(2025·甘肃卷,11)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜H+-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜H+-ATP酶的关系如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用无关
B.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用增强
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸
D.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
C
【解析】 从图中可知,H+由低浓度向高浓度运输,属于主动运输,因此需要消耗能量,而细胞中的能量主要由呼吸作用提供,所以生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关;生长素通过间接激活质膜H+-ATP酶导致细胞壁酸化来促进细胞伸长,碱性条件会抑制这一酸化过程,所以碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱;吲哚乙酸、苯乙酸都属于生长素,生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸来发挥作用;由于TMK参与生长素促进细胞伸长的过程,TMK功能缺失突变体无法正常进行这一过程,其生长会比野生型慢。
2.(2025·北京卷,9)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是(　　)
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分
B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白
D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
D
【解析】 根据题干信息“油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达”,说明Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分;图示显示生长素处理能促进野生型下胚轴生长,题干也提到油菜素内酯促进下胚轴生长,因此两者都能调控下胚轴生长;图示显示生长素处理野生型(有Z蛋白)能促进下胚轴生长,但在Z基因功能缺失突变体中生长素不能促进下胚轴生长,说明生长素发挥作用需要Z蛋白;题目和图示并未提供任何信息表明油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素。
3.(2023·浙江1月选考,18)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。
下列关于本实验的叙述,正确的是(　　)
A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显
C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D.不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
A
【解析】 切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰;越迟使用IAA处理,越接近未经IAA处理,折断强度越小,越容易折断,促进叶柄脱落的效应越明显;IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相抗衡的;IAA的两重性是指低浓度促进,高浓度抑制,此题中IAA浓度不变,不能体现两重性。
4.(2021·福建卷,14)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
【解析】 生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端,生长素涂抹处为形态学上端,因此打顶后涂抹的生长素进入烟草后,可向下运输;由题意可知,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;由题意可知,打顶后涂抹生长素能抑制侧芽萌动,相当于建立人工顶端优势抑制侧芽萌发;由题意和图示可知,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。
谢谢观赏第39讲　植物生长素
(时间:15分钟)
1.(2025·广东广州一模)在发现生长素的研究过程中,众多科学家做出了科学的假设。下列叙述错误的是(　　)
A.达尔文:感光部位在金丝雀草胚芽鞘的尖端
B.鲍森·詹森:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过云母片传递给下部
C.拜尔:胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分布不均匀
D.温特:胚芽鞘尖端释放的活性物质能被琼脂吸收并转移到伸长区
2.(2025·湖北武汉三模)向触性是植物对接触刺激的定向生长响应。如藤本植物的卷须在接触到支撑物时会弯曲并缠绕其上,帮助植物攀爬,但卷须对水滴甚至大雨的瞬时刺激几乎无反应。下列叙述错误的是(　　)
A.向触性有利于植物适应环境
B.茎的背地生长也体现了向触性
C.接触刺激可能影响了植物体内生长素的分布
D.推测植物对接触刺激作出反应与刺激持续时间有关
3.(2025·山东泰安模拟)生长素转运蛋白PIN可介导生长素的极性运输,如图a→b为PIN蛋白将IAA从细胞内释放至细胞外的过程。除草剂NPA是一种生长素极性运输抑制剂,图c为其作用位点示意图。下列说法正确的是(　　)
A.生长素由谷氨酸转变而来,在各器官中都有分布
B.a→b过程可表示单侧光刺激下IAA向背光侧转运
C.NPA与IAA的结合部位相似说明其为非竞争性抑制剂
D.顶芽喷施适宜浓度NPA可一定程度上缓解顶端优势
4.(2025·四川联考)取①②③三段玉米胚芽鞘,切去胚芽鞘尖端,将三段胚芽鞘按如图所示的位置放置,其中A端是形态学上端,B端是形态学下端。然后,分别将一块含有生长素的琼脂置于图中所示位置,并让胚芽鞘①接受单侧光照射。据此分析,一段时间后,胚芽鞘①②③各自的生长情况是(　　)
A.①直立生长,②不生长,③向右弯曲生长
B.①向右弯曲生长,②向右弯曲生长,③向右弯曲生长
C.①向右弯曲生长,②不生长,③向右弯曲生长
D.①向左弯曲生长,②向右弯曲生长,③向左弯曲生长
5.(2025·广东惠州一模)图甲表示生长素浓度与某种植物的芽、根生长状况;图乙表示将该植物水平放置,培养一段时间后的生长状况。下列有关叙述错误的是(　　)
A.生长素是以色氨酸为原料经过一系列反应转变而成,具有微量高效的特点
B.图甲能体现生长素在浓度较低时促进生长,浓度较高时抑制生长的作用特点
C.图乙中根细胞将重力信号转换成运输生长素的信号造成b侧生长素浓度小于a侧
D.图甲中,当植物表现出顶端优势时,侧芽的生长素浓度应小于10-6mol·L-1
6.(2025·安徽芜湖一模)下图是生长素的作用机理示意图。生长素与受体结合后,可使质子泵(一种ATP酶,可运输H+)活化,把H+从膜内主动转运到细胞壁,下列说法正确的是(　　)
A.质子泵为H+的主动运输提供了载体蛋白和能量
B.生长素经协助扩散通过细胞壁
C.生长素作为信号分子诱导合成酶形成,促进了细胞壁松弛
D.虽然生长素的化学本质不是蛋白质,但是其合成也受基因组的控制
7.(2025·四川广安模拟)生长素(IAA)是调节果实生长、发育的重要植物激素之一。以番茄为实验材料,分组处理花蕾期的花,一段时间后检测各组果实平均质量,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.发育中的种子可将色氨酸转变为生长素,促进子房发育成果实
B.观察实验结果,甲组的果实为有籽果实,丙组的果实为无籽果实
C.比较甲组和乙组的实验结果,表明生长素可促进子房发育成果实
D.比较丙组和丁组的实验结果,表明生长素不能从花柄运输到子房
8.(2025·广东湛江一调)土壤中的种子萌发时,幼苗下胚轴的顶端会形成“顶端弯钩”,对出土时的子叶和顶端分生组织起保护作用。图1表示“顶端弯钩”的形成与打开过程,图2为细胞膜将H+转运出细胞的过程。研究发现,高浓度的生长素通过影响细胞膜上H+ATP酶的去磷酸化进而抑制该酶的活性,导致膜外pH发生变化,最终抑制细胞生长。下列相关分析不合理的是(　　)
A.受重力影响,形成期高浓度生长素会在下胚轴n侧积累
B.由形成期到打开期整个过程中,下胚轴顶端倾斜角α先变小后变大
C.图2说明H+ATP酶具有运输和催化的作用
D.“顶端弯钩”形成的直接原因是高浓度的生长素最终导致膜外pH降低,抑制了细胞生长第39讲　植物生长素
(时间:15分钟)
1.(2025·广东广州一模)在发现生长素的研究过程中,众多科学家做出了科学的假设。下列叙述错误的是(　　)
A.达尔文:感光部位在金丝雀草胚芽鞘的尖端
B.鲍森·詹森:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过云母片传递给下部
C.拜尔:胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分布不均匀
D.温特:胚芽鞘尖端释放的活性物质能被琼脂吸收并转移到伸长区
【答案】 B　
【解析】 鲍森·詹森的实验证明,胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
2.(2025·湖北武汉三模)向触性是植物对接触刺激的定向生长响应。如藤本植物的卷须在接触到支撑物时会弯曲并缠绕其上,帮助植物攀爬,但卷须对水滴甚至大雨的瞬时刺激几乎无反应。下列叙述错误的是(　　)
A.向触性有利于植物适应环境
B.茎的背地生长也体现了向触性
C.接触刺激可能影响了植物体内生长素的分布
D.推测植物对接触刺激作出反应与刺激持续时间有关
【答案】 B　
【解析】 茎的背地生长是重力作用导致生长素分布不均匀,近地侧生长素浓度高促进生长快,远地侧生长素浓度低促进生长慢,表现为茎背离地面生长,未体现向触性。
3.(2025·山东泰安模拟)生长素转运蛋白PIN可介导生长素的极性运输,如图a→b为PIN蛋白将IAA从细胞内释放至细胞外的过程。除草剂NPA是一种生长素极性运输抑制剂,图c为其作用位点示意图。下列说法正确的是(　　)
A.生长素由谷氨酸转变而来,在各器官中都有分布
B.a→b过程可表示单侧光刺激下IAA向背光侧转运
C.NPA与IAA的结合部位相似说明其为非竞争性抑制剂
D.顶芽喷施适宜浓度NPA可一定程度上缓解顶端优势
【答案】 D　
【解析】 生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来,而非谷氨酸;单侧光引起IAA由向光侧到背光侧的横向运输,而a→b为PIN蛋白介导的生长素极性运输,极性运输是由形态学上端向形态学下端运输;分析题图可知,NPA可以与生长素竞争性结合PIN蛋白上的结合位点,故为竞争性抑制剂;顶端优势是因为顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽,抑制侧芽生长,顶芽喷施适宜浓度NPA,NPA作为生长素极性运输抑制剂,可抑制生长素的极性运输,从而减少生长素在侧芽处的积累,进而在一定程度上缓解顶端优势。
4.(2025·四川联考)取①②③三段玉米胚芽鞘,切去胚芽鞘尖端,将三段胚芽鞘按如图所示的位置放置,其中A端是形态学上端,B端是形态学下端。然后,分别将一块含有生长素的琼脂置于图中所示位置,并让胚芽鞘①接受单侧光照射。据此分析,一段时间后,胚芽鞘①②③各自的生长情况是(　　)
A.①直立生长,②不生长,③向右弯曲生长
B.①向右弯曲生长,②向右弯曲生长,③向右弯曲生长
C.①向右弯曲生长,②不生长,③向右弯曲生长
D.①向左弯曲生长,②向右弯曲生长,③向左弯曲生长
【答案】 A　
【解析】 胚芽鞘感受光的部位是尖端,三段胚芽鞘已经切去尖端,均不能感受单侧光的刺激。A端是形态学上端,B端是形态学下端,生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端。①琼脂块内的生长素可以向A端下部运输,且A端下部生长素分布均匀,因此胚芽鞘①直立生长;②琼脂块内的生长素无法由B向A运输,因此胚芽鞘②不生长;③含生长素的琼脂块放置于A端的左侧,导致左侧生长素浓度高,生长快,因此向右弯曲生长。
5.(2025·广东惠州一模)图甲表示生长素浓度与某种植物的芽、根生长状况;图乙表示将该植物水平放置,培养一段时间后的生长状况。下列有关叙述错误的是(　　)
A.生长素是以色氨酸为原料经过一系列反应转变而成,具有微量高效的特点
B.图甲能体现生长素在浓度较低时促进生长,浓度较高时抑制生长的作用特点
C.图乙中根细胞将重力信号转换成运输生长素的信号造成b侧生长素浓度小于a侧
D.图甲中,当植物表现出顶端优势时,侧芽的生长素浓度应小于10-6mol·L-1
【答案】 D　
【解析】 图甲中,当植物表现出顶端优势时,侧芽由于生长素浓度较高,生长受到抑制,因此侧芽的生长素浓度应大于10-6mol·L-1。
6.(2025·安徽芜湖一模)下图是生长素的作用机理示意图。生长素与受体结合后,可使质子泵(一种ATP酶,可运输H+)活化,把H+从膜内主动转运到细胞壁,下列说法正确的是(　　)
A.质子泵为H+的主动运输提供了载体蛋白和能量
B.生长素经协助扩散通过细胞壁
C.生长素作为信号分子诱导合成酶形成,促进了细胞壁松弛
D.虽然生长素的化学本质不是蛋白质,但其合成也受基因组的控制
【答案】 D　
【解析】 质子泵属于细胞膜上的载体蛋白,能够运输H+,质子泵是一种ATP酶,可以水解ATP,ATP为H+的运输提供能量;生长素等物质通过细胞壁的方式不属于跨膜运输,所以不是协助扩散;生长素与受体结合后,可使质子泵(一种ATP酶,可运输H+)活化,把H +从膜内主动转运到细胞壁,细胞壁处H+含量增加,pH降低,同时在水解酶的作用下,促进了细胞壁松弛;生长素的化学本质是吲哚乙酸,其合成需要相关酶的催化,受基因组的控制。
7.(2025·四川广安模拟)生长素(IAA)是调节果实生长、发育的重要植物激素之一。以番茄为实验材料,分组处理花蕾期的花,一段时间后检测各组果实平均质量,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.发育中的种子可将色氨酸转变为生长素,促进子房发育成果实
B.观察实验结果,甲组的果实为有籽果实,丙组的果实为无籽果实
C.比较甲组和乙组的实验结果,表明生长素可促进子房发育成果实
D.比较丙组和丁组的实验结果,表明生长素不能从花柄运输到子房
【答案】 C　
【解析】 生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变为生长素;由图可知,甲组经过了授粉处理,即经过了受精作用,所以甲组的果实为有籽果实,而丙组未授粉,没有经过受精作用,是在IAA的作用下,子房发育成果实,所以丙组的果实为无籽果实;甲组和乙组对比,其自变量为是否授粉,其实验结果表明,授粉可以促进子房发育成果实;丙组与丁组对比,其自变量为IAA的涂抹部位,其实验结果表明,生长素不能从花柄运输到子房。
8.(2025·广东湛江一调)土壤中的种子萌发时,幼苗下胚轴的顶端会形成“顶端弯钩”,对出土时的子叶和顶端分生组织起保护作用。图1表示“顶端弯钩”的形成与打开过程,图2为细胞膜将H+转运出细胞的过程。研究发现,高浓度的生长素通过影响细胞膜上H+-ATP酶的去磷酸化进而抑制该酶的活性,导致膜外pH发生变化,最终抑制细胞生长。下列相关分析不合理的是(　　)
A.受重力影响,形成期高浓度生长素会在下胚轴n侧积累
B.由形成期到打开期整个过程中,下胚轴顶端倾斜角α先变小后变大
C.图2说明H+-ATP酶具有运输和催化的作用
D.“顶端弯钩”形成的直接原因是高浓度的生长素最终导致膜外pH降低,抑制了细胞生长
【答案】 D　
【解析】 受重力影响,形成期生长素会从m侧向n侧运输,导致n侧积累高浓度的生长素;据图1推测,形成期下胚轴n侧细胞生长较慢,下胚轴顶端倾斜角α变小形成弯钩,而在打开期下胚轴n侧细胞生长加快,倾斜角α会变大;图2说明H+-ATP酶具有运输(运输H+)和催化(催化ATP水解)的作用;由题可知,高浓度的生长素通过影响细胞膜上H+-ATP酶的去磷酸化从而抑制其活性,此时膜外pH升高,最终抑制细胞生长。第39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。
考情 分析 1.生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布 2025·河南卷,10;2024·贵州卷,15;2023·全国甲卷,2;2023·山东卷,10;2023·天津卷,15
2.生长素的生理作用及特点 2025·云南卷,10;2025·甘肃卷,11;2025·北京卷,9;2024·河北卷,9;2023·浙江1月选考,18
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。
(2)鲍森·詹森实验。
提醒　从对照实验设计的单一变量原则角度分析,该实验的不足之处在于没有遵循单一变量原则,无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。
(3)拜尔的实验。
提醒　该实验在黑暗中进行的目的是排除光照可能对实验结果造成的影响。该实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种化学物质。
(4)温特的实验。
2.对植物向光性的解释
3.植物激素的概念
4.生长素的合成、运输与分布
【判断正误】
　(1)(2024·安徽卷,9)玉米倒伏后,茎背地生长与重力引起近地侧生长素含量较低有关。(　　)
(2)(2024·全国甲卷,3)单侧光下生长素的极性运输不需要载体蛋白。(　　)
(3)(2024·贵州卷,15)根据单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲生长,推测胚芽鞘尖端产生生长素。(　　)
(4)(2020·江苏卷,20)温特采用同位素标记法证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质。(　　)
(5)(经典高考题)燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,IAA先极性运输到尖端下部再横向运输。(　　)
(6)(经典高考题)带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根,是因为芽和幼叶均能产生IAA。(　　)
考向1　结合植物向光弯曲生长的实验,考查科学探究
1.(2025·山东日照检测)如图是用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验。下列有关叙述错误的是(　　)
A.对比分析图①、图②结果,证明生长素是不能透过云母片的
B.图④和⑤实验说明琼脂块不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输
C.若将图②的云母片改换成琼脂块,结果仍然有向光弯曲生长的现象
D.若将图④的琼脂块改换成云母片,结果仍然有向光弯曲生长的现象
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。
考向2　围绕生长素的合成、运输与分布,考查科学思维
2.(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
3.(2023·全国甲卷,2)植物激素是一类由植物体产生的,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,下列关于植物激素的叙述,错误的是(　　)
A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素
B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用
C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育
D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
考点二　生长素的生理作用及特点
1.生长素的生理作用
2.生长素的作用特点
(1)特点:在浓度较低时　　　生长,在浓度过高时则会　　　　生长(如曲线图所示)。
提醒　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,抑制生长并非不生长,只是生长慢于对照组。
(2)对生长素的敏感程度曲线分析。
①同一植物不同器官对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为根>芽>茎。
②不同植物对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为双子叶植物>单子叶植物。
提醒　用适当浓度的生长素类调节剂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。
③不同成熟程度的细胞对生长素的敏感程度不同,敏感度大小为幼嫩细胞　　　　(填“大于”或“小于”)衰老细胞。
(3)典型实例。
①顶端优势。
a.形成原因。
b.解除方法:　　　　 　　。
c.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。
(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,园艺工人可采取的措施有 　。
②根的向地性和茎的背地性。
a.表现。
b.原因分析。
【判断正误】
(1)(2025·云南卷,10)“打顶去心,果枝满头”:去掉顶芽,可以消除顶端优势,促进侧枝发育。(　　)
(2)(2021·北京卷,10)去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长。(　　)
(3)(2021·北京卷,10)顶端优势体现了生长素既可促进生长也可抑制生长。(　　)
(4)(2021·全国甲卷,3)在促进根、茎两种器官生长时,茎是对生长素更敏感的器官。(　　)
(5)(经典高考题)用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊,可得到大量正常的番茄种子。(　　)
(6)(经典高考题)棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长,提高棉花产量。(　　)
【情境·思维·深析】
　棉花栽培中,适时打顶(去顶芽)是棉花高产栽培的关键技术之一。打顶会改变棉株的生长中心,影响植株体内光合产物和矿质养分的分配。
(1)如图1所示棉花植株①②③三个部位中,生长素浓度最高的部位是　　 ,顶端优势形成的原因是　 　。
(2)打顶能提高棉花产量的原因是 　。
(3)若图2曲线表示生长素浓度对棉花幼苗生长的影响,当出现向光性时,测得其向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度范围是　 。
(4)结合图2中曲线思考:在顶端优势中,测得顶芽生长素浓度为m,则侧芽的生长素浓度范围是　　　　　　。
考向3　围绕生长素的生理作用及曲线模型,考查科学思维
4.(2024·河北卷,9)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是(　　)
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
5.(2025·四川模拟)某种南瓜矮生突变体可分为两类:激素合成缺陷型突变体和激素不敏感型突变体。为研究某种矮生南瓜属于哪种类型,研究者利用生长素溶液进行了相关实验,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.生长素促进正常南瓜茎伸长的最适浓度在25 μmol·L-1左右
B.生长素对正常南瓜既有促进作用,也有抑制作用
C.实验需进行多次测量后,取平均值作为该组的实验结果
D.实验结果说明该矮生南瓜属于激素合成缺陷型突变体
1.(2025·甘肃卷,11)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜H+ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜H+ATP酶的关系如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用无关
B.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用增强
C.生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸
D.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快
2.(2025·北京卷,9)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是(　　)
A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分
B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长
C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白
D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素
3.(2023·浙江1月选考,18)研究人员取带叶的某植物茎段,切去叶片,保留叶柄,然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中,分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度,实验结果如图所示。
下列关于本实验的叙述,正确的是(　　)
A.切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B.越迟使用IAA处理,抑制叶柄脱落的效应越明显
C.IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D.不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
4.(2021·福建卷,14)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

展开更多......

收起↑