高二生物人教版必修3学案第3章第2节生长素的生理作用

第2节生长素的生理作用知识点一生长素的生理作用[新知导学]1．作用机理：促进细胞的生长。2．作用方式：不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。3．作用特点(1)特点：两重性。(2)表现：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。具体表现如下：(3)实例。顶端优势如图：4．生长素类似物(1)概念：具有与生长素相似的生理效应的人工合成的化学物质。(2)应用。①防止果实和叶片的脱落。②促进结实，获得无子果实。③促进扦插枝条生根。结合教材P50“生长素浓度与所起作用的关系”曲线图，思考讨论：(1)对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？(2)对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？(3)在生长素浓度为10－6mol/L时，生长素对根、芽、茎的生理效应分别是什么？这说明了什么问题？提示：(1)不同的生长素浓度，对于同一器官所起的作用也不同。在一定浓度范围内促进生长，超过这一范围则抑制生长。(2)不同。因为不同器官对生长素的敏感性不同，根、芽、茎三种器官对生长素的敏感程度从大到小依次为根>芽>茎。(3)对根是抑制作用，对芽是既不促进也不抑制，对茎是促进作用。这说明同一浓度的生长素对不同器官的作用不同。[重难探究]1．作用机理：植物的生长在细胞水平表现为细胞数量和体积的增加，而生长素是通过促进细胞体积的增加来实现促进植物的生长。2．影响作用效果的因素(1)生长素浓度：一般情况下，在低浓度时促进生长，浓度过高时抑制生长，甚至会杀死植物。(2)植物器官：根、芽、茎对生长素的敏感程度依次为：根>芽>茎。(3)成熟程度：一般来说幼嫩细胞对生长素敏感，衰老细胞比较迟钝。(4)植物种类：双子叶植物一般比单子叶植物敏感，如下图。3．两重性的实例分析(1)顶端优势。①原因：A处产生的生长素向下运输(极性运输)，在B处积累，B处浓度过高抑制了侧芽的发育，而A顶芽处生长素浓度适宜，生长较快。B、C、D三处生长素浓度的关系为：B>C>D。②解除方法：去除顶芽。③应用：园艺果枝的修剪、棉花的摘心等。(2)根的向地性：①生长素的运输(相同)。a．影响因素：重力。b．运输方向：由远地端移向近地端，即A→B，C→D。c．浓度：B>A，D>C。②生理作用(不同)。a．根：对生长素较为敏感，D处浓度过高对根的生长起抑制作用，而C处的浓度有利于根的生长，充分体现了生长素生理作用的两重性。b．茎：对生长素相对不敏感，B处生长素浓度大于A处生长素浓度，所以B侧生长快于A侧，没有体现生长素生理作用的两重性。植物向性生长≠生长素作用的两重性(1)植物具有很多向性生长的特性，如向光性、向地性、向水性和向肥性等，这些实例中并不一定都与生长素有关，更不是都体现生长素作用的两重性。(2)两重性是指生长素在低浓度时起到促进生长的作用，在高浓度时起到抑制生长的作用，如顶端优势就体现了生长素作用的两重性，而茎的背地性只体现出了生长素的促进作用，没有体现出两重性。[典题演练]1．某兴趣小组研究a、b、c三种不同浓度的生长素对杨树茎段侧芽生长的影响，实验结果如下图所示。下列判断中最合理的是(A)A．a浓度生长素抑制杨树侧芽生长B．b浓度生长素主要是促进杨树侧芽细胞分裂C．c浓度是杨树侧芽生长的最适生长素浓度D．三种浓度的大小关系为：b<c<a解析：分析实验结果柱状图可知，图中清水处理组是空白对照组，a、b、c三种不同浓度的生长素处理组均为实验组；与对照组相比，a浓度生长素处理杨树茎段侧芽生长量减小，说明a浓度生长素抑制杨树侧芽生长，A正确；b、c浓度生长素处理杨树茎段侧芽生长量增大，说明b、c浓度生长素均能促进杨树茎段侧芽生长，即能促进侧芽细胞生长，而不是促进侧芽细胞分裂，B错误；图中显示，c浓度生长素处理杨树茎段侧芽生长量最大，只能说明该浓度最接近杨树侧芽生长的最适生长素浓度，但未必是杨树侧芽生长的最适生长素浓度，C错误；在促进杨树侧芽生长的生长素浓度范围内，可存在效果相同的两种不同浓度的生长素，因此仅根据图中信息无法判断b、c两种浓度的大小关系，D错误。2．下图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度分别为(C)A．a和b B．b和aC．b和c D．c和b解析：顶端优势是顶芽产生的生长素大量地积累在侧芽部位，而使侧芽生长受抑制的现象，结合图示信息可判断b、c分别为顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度。知识点二生长素的作用曲线分析[重难探究]1．单曲线(不同浓度生长素的生理作用)(1)曲线：(2)解读。①a点——既不促进也不抑制生长。②a～c段(不含a点)——促进生长，随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强。③c点——促进生长的最适浓度，促进作用最强。④c～e段(不含c点、e点)——促进生长，随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱。⑤e点——促进生长的浓度最大值，低于此值促进生长，高于此值抑制生长。⑥e～f段(不含e点)——抑制生长。⑦b、d点——生长素浓度不同，但促进效果相同。2．多曲线(不同器官对生长素的敏感程度)(1)曲线：(2)解读。①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效可能不同。②同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也可能不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感程度不同，也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。③曲线在A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果，其中A、B、C三点代表最佳促进效果点。④“高浓度”生长素是指分别大于A′、B′、C′点对应的浓度的生长素，“低浓度”生长素是指分别小于A′、B′、C′点对应的浓度的生长素。⑤图中AA′、BB′、CC′段仍体现生长素的促进作用，变化特点是促进作用逐渐降低。A′、B′、C′点的作用特点是既不促进，也不抑制。生长素作用曲线的两点提醒(1)横轴上方均为促进效果，下方才表现为抑制效果。(2)生长素作用效果相同，但生长素浓度不一定相同。[典题演练]3．如下图，若茎的a侧生长素浓度在B点以下的浓度范围内，下列对b侧生长素浓度范围的描述较为准确的一项是(A)A．在BD范围内 B．在OA范围内C．在BC范围内 D．在BA范围内解析：由于重力作用，生长素发生横向运输，导致b侧生长素浓度高于a侧。图中茎的b侧生长速度比a侧快，说明b侧的生长素浓度高于a侧，且b侧生长素促进作用大于a侧。由于茎的a侧生长素浓度在曲线中B点以下的浓度范围内，b侧生长素浓度应在BD范围内，这样才能使b侧生长速度大于a侧。4．下图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响，此图给你的信息是(B)A．生长素对3种器官的作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度(例如10－2mol·L－1)抑制生长B．A、B、C点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度C．D点对应的生长素浓度对茎的生长具有促进作用，却抑制了芽的生长D．幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏解析：生长素对3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，但10－2mol·L－1抑制根、芽的生长，对茎仍是促进生长。D点对应的生长素浓度对茎和芽的生长都是促进作用。幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏，但从图中得不到这样的信息。知识点三探索生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度[新知导学]1．实验原理：适宜浓度的生长素能促进扦插枝条生根，在不同浓度的生长素溶液中，扦插枝条生根情况不同。2．处理插条的两种简便方法：浸泡法和沾蘸法。3．变量分析(1)自变量：生长素类似物的浓度。(2)因变量：生根数量。(3)无关变量：生长素类似物的剂量、温度和光照等。4．常用方法(1)浸泡法：要求生长素类似物溶液的浓度较低。(2)沾蘸法：省时。5．实验流程[典题演练]5．农业生产中，利用生长素作用的原理可进行疏花疏果。下列各项应用中与其原理最为相似的是(D)A．用一定浓度的生长素类似物喷洒植株，这样可以达到保蕾保铃的目的B．用一定浓度的生长素类似物促进扦插的枝条生根C．用一定浓度的生长素类似物促进瓜类单性结实，产生无子果实D．用一定浓度的生长素类似物除去单子叶农作物田间的双子叶杂草解析：生长素生理作用具有两重性，其中低浓度可促进生长、促进发芽和防止落花落果；高浓度时又能抑制生长、抑制发芽和疏花疏果。题干中的疏花疏果和D项中的作为除草剂都是利用了高浓度抑制的这一特性。6．生物兴趣小组的同学对某品种番茄的花进行人工去雄后，用不同浓度的生长素类似物2,4­D涂抹子房，得到的无子番茄果实平均重量见下表：据表得出的正确结论是(D)A．2,4­D浓度超过25mg/L时，对果实的发育起抑制作用B．2,4­D与生长素的作用效果相同C．2,4­D可以促进扦插枝条生根D．2,4­D诱导无子番茄发育的最适浓度范围为20mg/L～30mg/L解析：由题干获取的信息有：2,4­D浓度与无子番茄平均重量的关系。解答本题首先要从表格中提炼相关信息，找出自变量与因变量，然后逐项分析。2,4­D浓度超过25mg/L时与2,4­D浓度为0时相比，具有非常明显的促进作用，只是随浓度增加，促进效果逐渐降低，而并非抑制，故A项错误；从题干中不能获取生长素的相关信息，所以不会出现与B相关的结论，故B项错误；2,4­D与根的生长关系不是本题探究的目的，不能作出结论，故C项错误；2,4­D浓度在20mg/L～30mg/L之间无子果实平均重量最大，应是其最适浓度范围，故D项正确。课题调研：坐标曲线类题目——生长素浓度对植物生长的影响[典范例题]下图表示植物生长素与其对植物生长的促进作用的关系，据图回答下列问题：(1)曲线O～H段说明________________________________________________________________________。(2)曲线H～C段说明________________________________________________________________________。(3)曲线上C点表示________________________________________________________________________。(4)若用燕麦幼苗做向光性实验，并测得幼苗尖端向光侧与背光侧生长素含量之比为12，则据图推测燕麦幼苗尖端背光侧的生长素浓度范围是________。[模板构建·思路导引][规范答案·警示失误](1)一定范围内随生长素浓度升高，促进生长作用增强(2)超过最适生长素浓度，随生长素浓度升高，促进生长作用减弱错答：超过最适生长素浓度，随生长素浓度升高，抑制生长作用增强错因：不理解纵坐标含义，误认为曲线下降即代表生长素对植物的生长起抑制作用。事实上，H～C段仍在横坐标上方，表示对植物生长起促进作用，只不过是促进作用减弱。(3)此浓度的生长素对植物既不促进生长，也不抑制生长(4)小于2错答：等于2错因：不能正确分析信息，受到图中坐标值的影响，错误地认为只有A、B两个点生长素浓度之比为12，事实上，这样的点很多。一、选择题1．生长素对植物的新陈代谢、生长发育等生命活动起着重要的调节作用，其特点是(D)A．只能抑制植物生长B．只能促进植物生长C．高浓度时促进生长，低浓度时抑制生长D．高浓度时抑制生长，低浓度时促进生长解析：生长素的生理作用具有两重性，表现为高浓度抑制生长，低浓度促进生长。2．下列不属于对生长素作用的两重性描述的是(C)A．既能促进植物生长，也能抑制植物生长B．既能促进发芽，也能抑制发芽C．既能促进果实成熟，也能抑制果实成熟D．既能防止落花落果，也能疏花疏果解析：生长素的两重性是指既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果；促进果实成熟是乙烯的作用，不是生长素的作用，故选C。3．下列关于生长素的叙述，不正确的是(B)A．生长素也能抑制植物生长B．生长素浓度越高，植物生长越快C．除掉顶芽可以促进侧芽生长D．植物的向光性运动是生长素分布不均所致解析：一定浓度的生长素能够促进植物生长，若浓度过高则起到抑制作用；生长素的生理作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长；除掉顶芽即去除顶端优势，可以促进侧芽生长；植物的向光性运动是单侧光引起生长素分布不均所致。4．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下图所示，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10－9mol·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10－6mol·L－1C．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远地侧生长素浓度高于10－8mol·L－1解析：由图中可知，当生长素浓度为10－9mol·L－1时促进根的生长，故A错误；生长素浓度大于10－6mol·L－1时抑制芽生长，生长素浓度小于10－6mol·L－1时促进芽生长，故B正确；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，故C错误；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，远地侧生长素浓度应低于10－8mol·L－1，故D错误。5．下列关于“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验的叙述，错误的是(A)A．除了扦插枝条以外，其他实验条件均要相同B．枝条处理的时间长短应该一致C．可用单位时间内每根枝条生根数作为记录指标D．相同的生长素类似物浓度作用不一定产生相同的生根效果解析：本实验中的自变量应是生长素类似物的浓度，扦插枝条为无关变量；枝条处理时间长短也属于无关变量，应相同；本实验的目的是探究生长素促进枝条生根的最适浓度，故可将单位时间内每根枝条生根数量作为记录指标；不同的实验材料对生长素的敏感程度不同，故相同的生长素类似物浓度作用效果不一定相同。二、非选择题6．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是内侧细胞中的生长素浓度比外侧细胞中的高，所以内侧细胞生长较快。原因2是内外两侧细胞中的生长素浓度相同，但该浓度更有利于内侧细胞的生长。解析：生长素的作用特点是低浓度促进生长，高浓度抑制生长，且植物不同部位对生长素的敏感程度不同。由于“黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的”，且“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”，故不考虑生长素重新运输造成的影响。可能原因一：茎内侧细胞生长素分布多，浓度较高接近最适浓度b(如下图)；外侧细胞生长素分布少，浓度低接近a，b、a浓度都能促进茎生长，但内侧细胞生长速度快于外侧细胞，故半边茎向生长慢的外侧弯曲生长。可能原因二：内外两侧细胞中的生长素浓度相同，但内外侧细胞对该浓度生长素的反应不同，该浓度生长素有利于内侧细胞的生长。7．在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘(幼苗)伸长影响的实验中，将如图1所示取得的切段浸入蒸馏水中1小时后，再分别转入5种浓度的A溶液(实验组)和含糖的磷酸盐缓冲液(对照组)中。在23℃请分析并回答：(1)生长素类似物是对植物生长发育有重要调节作用的一类化合物。本实验中1mg/L浓度的溶液促进切段伸长的效果最明显。(2)振荡培养的目的是：①增加溶液中的氧气以满足切段细胞呼吸的需