高考生物一轮复习选择性必修1第八单元稳态与调节第39讲植物生长素学案

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浓度较低时促进生长、浓度过高时则会抑制生长的特性。考点一植物生长素的发现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。(3)拜尔实验。(4)温特实验。[易错提醒]生长素的产生部位：胚芽鞘的尖端。发挥作用部位：尖端下面的一段。胚芽鞘感光部位：胚芽鞘尖端。生长素的作用：促进细胞伸长生长。胚芽鞘弯曲原因：生长素分布不均匀，导致生长不均匀。2．植物激素的概念由植物体内产生，能从______________运送到____________，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，叫作植物激素。3．生长素的合成、运输与分布[易错提醒]形态学上端指靠近茎尖(或根尖)的部位，形态学下端指远离茎尖(或根尖)的部位，和茎(或根)所处的实际方向无关。[答案自填]1.(1)尖端尖端单侧光背光向光(3)不均匀(4)对照琼脂块生长素2.产生部位作用部位3.色氨酸形态学上端形态学下端1．植物向光性的原因分析解释1：单侧光照射下，向光面的生长素横向运输，向背光面转移。解释2：单侧光照射下，向光面的生长素被分解。解释3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。若解释1正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c＞a＝b＞d。若解释2正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c＝a＝b＞d。若解释3正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为a＝b＝c＝d。2．不同处理条件下植物向性运动的结果分析考向1生长素的发现过程与向性运动分析1．(2024·珠海调研)下列关于植物生长素的科学发现史，叙述错误的是()A．达尔文的实验提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后向下面的伸长区传递某种“影响”B．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C．拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的D．温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质——吲哚乙酸引起的解析：选D。温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲生长的影响确实是一种化学物质，并命名为生长素，但并未揭示其本质，D项错误。2．如下图所示，a、b、c为对胚芽鞘做不同处理的实验，d为一胚芽鞘被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照。下列对实验结果的叙述正确的是()A．a中胚芽鞘直立生长，b、c中胚芽鞘向光弯曲生长B．a、b中胚芽鞘向光弯曲生长，c中胚芽鞘背光弯曲生长C．d中如果固定胚芽鞘，旋转纸盒，一段时间后，胚芽鞘向左弯曲生长D．d中如果将纸盒和胚芽鞘一起旋转，则胚芽鞘向纸盒开口方向弯曲生长解析：选D。a中生长素不能通过玻璃片，a直立生长；b中的生长素能够透过琼脂片，b向光弯曲生长；c中由于胚芽鞘没有尖端，c中生长素不能发生横向运输，且含生长素的琼脂块放置在左侧，故c背光弯曲生长，A项、B项错误。d中固定胚芽鞘，旋转纸盒，只有右侧接受光照，因此胚芽鞘向右弯曲生长，C项错误。如果将纸盒和胚芽鞘一起旋转，光只能从开口进入，因此胚芽鞘向纸盒开口方向弯曲生长，D项正确。考向2生长素的合成、运输和分布3．植物体内生长素存在两种运输方式，这两种运输方式的比较见下表。下列有关叙述错误的是()比较项目生长素的极性运输生长素的非极性运输运输方向形态学上端向下端单向运输形态学上下端双向运输运输速度相对较慢，一般为5～20mm/h相对较快，5～20cm/h运输距离相对较近相对较远运输途径维管束外侧的薄壁细胞及茎尖等未成熟部位维管束内的导管和筛管等成熟部位运输形式有活性的游离型生长素无生理活性的束缚型生长素是否跨膜运输需要跨膜运输，属于主动运输不需要跨膜运输，属于被动的运输方式A.一般来说，生长素极性运输范围比较局部，而非极性运输范围比较广泛B．生长素的非极性运输的速度比极性运输要快很多，因为它不受能量和载体的限制，而受蒸腾作用等因素的影响C．生长素主要合成部位是幼嫩的叶、茎尖等，而在根分生组织中分布较多，据此可推测游离型生长素与束缚型生长素是可以相互转变的D．将茎水平放置或农作物发生倒伏，其中的生长素受重力作用而发生从远地侧向近地侧的运输，导致植物的茎背地生长，生长素的这种横向运输是非极性运输解析：选D。据题表可知，在运输距离上，生长素极性运输范围比较局部，而非极性运输范围比较广泛，A项正确；与极性运输的速度相比，非极性运输要快很多，因为它不需要跨膜运输，属于被动运输，不受能量和载体的限制，而受蒸腾作用等因素的影响，B项正确；生长素主要合成部位是幼嫩的叶、茎尖等，而在根分生组织中分布较多，据此可推测游离型生长素与束缚型生长素是可以相互转变的，C项正确；生长素受重力作用从远地侧向近地侧运输，导致植物的茎背地生长，这属于生长素的横向运输，不同于非极性运输，D项错误。考点二生长素的生理作用及特点[学生用书P262]1．生理作用2．作用特点低浓度促进生长、高浓度抑制生长。[易错提醒]抑制生长≠不生长。常见的抑制生长的实例：①根的向地生长：根的近地侧生长素浓度过高，抑制近地侧的生长；②植物的顶端优势：生长素对顶芽表现为促进作用，对侧芽表现为抑制作用；③除草剂：一定浓度的生长素类调节剂对双子叶杂草表现为抑制作用，而对单子叶作物表现为促进作用。3．典型实例——顶端优势(1)概念：植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。(2)产生原因。(3)解除方法：摘除顶芽。[答案自填]1.伸长生长细胞分化3.(2)低促进高抑制[模型命题点思考]1．某同学用两种未知的不同浓度(Cx和Cy)的生长素溶液做实验，测得去尖端的燕麦胚芽鞘的弯曲角度(图1)的值分别为αx、αy，且关系为αx＝αy。为了进一步比较Cx和Cy的大小，该同学用去根尖的燕麦胚根做了如图2所示的实验，结果胚根向右弯曲生长，则Cx________(填“大于”或“小于”)Cy，判断依据是___________________________________________________。提示：大于与胚芽鞘相比，胚根对生长素更敏感，胚根向右侧弯曲生长，说明右侧生长素浓度相对较高，抑制了该侧的生长2．由下图可知，促进豌豆幼苗茎切段生长最适生长素的浓度范围是________mg·L－1，若该实验是探究豌豆幼苗茎切段最适浓度的预实验，则做该预实验的目的是_______________________________________________。提示：200～600为进一步实验摸索条件，也可用于检验实验设计的科学性和可行性1．生长素浓度与所起作用的曲线分析(1)a点：既不促进生长也不抑制生长。(2)a～c段(不含a点)：随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强。(3)c点：促进生长的最适浓度，其促进效果最好。(4)c～e段(不含e点)：随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱。(5)e点：促进生长的浓度“阈值”。低于此值时均为促进生长的“低浓度”；超过此值时，将由“促进”转向“抑制”，从而进入抑制生长的“高浓度”。(6)b、d两点：生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。(7)e～f段(不含e点)：随生长素浓度升高，对生长的抑制作用逐渐增强。2．对生长素的敏感程度曲线分析(1)不同器官对生长素的敏感程度不同，敏感性大小：根>芽>茎。(2)不同生物对生长素的敏感程度不同，敏感性大小：双子叶植物>单子叶植物。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．植物茎的背地性和根的向地性(1)表现。(2)原因。考向1生长素的生理作用及机理1．(2024·华附、省实、广雅、深中四校联考)《农桑辑要》中记载：“苗长高二尺之上，打去‘冲天心’；旁条长尺半，亦打去心。叶叶不空，天花结实”。该操作可以解除植株的顶端优势，合理分配营养，提高棉花产量。去除顶端优势、调节营养物质分配都与生长素有关。下列叙述错误的是()A．生长素起调节细胞生命活动的作用B．棉花植株顶芽合成的生长素向下运输至侧芽需要消耗能量C．打去“冲天心”利于“旁条”合成生长素，从而促进“旁条”生长D．适宜浓度的生长素可能促进营养物质向棉铃运输，从而促进棉铃生长解析：选C。生长素起调节细胞生命活动的作用，A项正确；生长素在植物细胞中的极性运输属于主动运输，运输时需要消耗能量，B项正确；打去“冲天心”是去掉顶芽，减少顶芽产生的生长素在侧芽积累，促进“旁条”即侧芽生长，该操作不能促进“旁条”合成生长素，C项错误；根据题意可知，调节营养物质分配与生长素有关，棉铃是生长旺盛的部位，推测适宜浓度的生长素可能促进营养物质向棉铃运输，促进棉铃生长，D项正确。2．(2024·山东青岛高三期末)生长素(IAA)主要促进细胞的伸长，而细胞壁的弹性非常小，影响细胞的伸长。科学家根据酸生长理论和基因活化学说提出IAA对细胞伸长的作用机理如下图所示。下列叙述错误的是()A．生长素与细胞膜受体结合可通过Ca2＋引发H＋以主动运输的方式向外运输B．细胞壁的pH升高，细胞壁松弛，对细胞的压力减小，引起细胞纵向生长C．细胞中的活化因子与生长素结合，能促进相关基因的活化和表达D．在低浓度生长素溶液中，生长素受体活性高的植株生长更快解析：选B。由题图可知，H＋向外运输需要消耗能量，说明其运输方式是主动运输，该过程需要生长素与细胞膜上的受体结合后引发Ca2＋进入液泡引起，A项正确；随着H＋以主动运输方式运出，使细胞壁的pH下降，细胞壁松弛，对细胞的压力减小，引起细胞纵向生长，B项错误；活化因子与生长素结合后通过核孔进入细胞核，使相关基因活化和表达，C项正确；根据题图生长素的作用机理可知，在低浓度生长素溶液中，若生长素受体活性高，则生长素促进植株生长更快，D项正确。考向2生长素作用特点分析及应用3．用不同浓度的生长素溶液处理某植物幼苗使其生长，实验结果如下表所示。下列有关叙述错误的是()组别蒸馏水甲乙丙丁平均株高/cm1620385113A.实验处理的时间长短、用的植物材料和温度等条件应相同B．甲、乙、丙三组生长素溶液的浓度大小关系是甲<乙<丙C．不同浓度的生长素，对植物幼苗的生长的影响效果有可能相同D．丁组的浓度条件对幼苗生长有抑制作用解析：选B。甲、乙、丙三种浓度的生长素溶液大小关系是不能确定的，甲、乙的浓度都有可能大于丙的浓度，B项错误。4．多叶棘豆是一种珍贵的药用植物，其种子萌发率极低。为研究外源IAA能否促进多叶棘豆种子的萌发，科研人员用蒸馏水配制不同浓度的IAA溶液，分别浸泡种子14小时(甲组)、21小时(乙组)和28小时(丙组)。将浸泡后的种子置于培养皿中，在适宜的萌发条件下培养。观察萌发情况，结果如下图所示。下列叙述错误的是()A．分析可知，外源IAA能减轻28小时蒸馏水浸泡对种子萌发的抑制B．本实验结果中，外源IAA促进种子萌发的最佳浸泡时间为21小时C．乙组可在5～20mg·L－1范围内进一步探究外源IAA促进种子萌发的最佳浓度D．甲组10mg·L－1的萌发率大于20mg·L－1，说明20mg·L－1外源IAA能抑制种子萌发答案：D5．(2023·浙江1月选考)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，实验结果如下图所示。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在浓度较低时抑制叶柄脱落，在浓度过高时则会促进叶柄脱落解析：选A。该植物茎段的叶片中含有生长素，切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰，A项正确。由题图分析可知，用IAA处理的组别叶柄脱落所需的折断强度均大于未经IAA处理的组别(对照组)，说明使用IAA处理可以抑制叶柄脱落；越迟使用IAA处理，叶柄脱落所需的折断强度越接近对照组，说明越迟使用IAA处理，抑制叶柄脱落的效果越不明显，B项错误。因每组都有乙烯，没有无乙烯的对照组，无法得知乙烯对叶柄脱落所需折断强度的影响，因此无法判断IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是协同还是相抗衡，C项错误。由题图可知，不同时间的IAA处理均能抑制叶柄脱落，因此不同时间的IAA处理效果不能体现IAA在浓度较低时抑制叶柄脱落，在浓度过高时则会促进叶柄脱落，D项错误。高考真题体验[学生用书P265]1．(2019·浙江4月选考)下列关于生长素及其作用的叙述，正确的是()A．植物的生长是由单侧光引起的B．生长素在细胞内可由色氨酸合成C．生长素由苗尖端产生并促进苗尖端的伸长D．不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果一定不同解析：选B。植物的生长是由生长素引起的，A项错误；在细胞内生长素可由色氨酸合成，B项正确；生长素由苗尖端产生并促进苗尖端下部的伸长，C项错误；不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果可以不同，也可以相同，D项错误。2．(2021·北京等级考)植物顶芽产生生长素向下运输，使侧芽附近生长素浓度较高，抑制侧芽的生长，形成顶端优势。用细胞分裂素处理侧芽，侧芽生长形成侧枝。关于植物激素作用的叙述错误的是()A．顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长B．去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长C．细胞分裂素能促进植物的顶端优势D．侧芽生长受不同植物激素共同调节解析：选C。顶芽处生长素浓度低，促进顶芽生长，侧芽处生长素浓度较高，抑制侧芽生长，体现了生长素既可促进也可抑制生长，A项正确；去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可降低侧芽处的生长素浓度，促进侧芽生长，B项正确；用细胞分裂素处理侧芽，侧芽生长形成侧枝，推测细胞分裂素能解除顶端优势，C项错误；侧芽生长受生长素、细胞分裂素等的共同调节，D项正确。3．(2021·重庆选择考)新中国成立初期，我国学者巧妙地运用长瘤的番茄幼苗研究了生长素的分布及锌对生长素的影响，取样部位及结果见下表。据此分析，下列叙述错误的是()取样部位生长素含量/(ug·kg－1)对照组低锌组①茎尖12.53.3②茎的上部3.72.5③瘤上方的茎部4.82.9④长瘤的茎部7.93.7⑤瘤26.55.3A.部位①与部位②的生长素运输方向有差异B．部位③含量较高的生长素会促进该部位侧芽生长C．因部位⑤的存在，部位④生长素含量高于部位③D．对照组生长素含量明显高于低锌组，表明锌有利于生长素合成解析：选B。番茄幼苗茎尖的生长素运输方式有极性运输和单侧光引起的横向运输，部位②不能进行横向运输，A项正确。芽对生长素较敏感，部位③含量较高的生长素会抑制该部位侧芽生长，B项错误。题表中对照组生长素含量均高于低锌组，说明锌有利于生长素的合成；除茎尖外，离瘤位置越近生长素含量越高，说明瘤的存在影响生长素的分布，C项、D项正确。4．(2021·福建选择考)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，实验结果如下图所示。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解析：选B。生长素的运输方向是从形态学上端运输到形态学下端，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，A项正确；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，因此该措施有利于营养物质向上部叶片转运，B项错误；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，C项正确；由题图可知，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，D项正确。课时跟踪练[学生用书P57(单独成册)]一、选择题1．为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的生长素，某科研小组用燕麦胚芽鞘和琼脂块等材料进行如下实验：①去掉胚芽鞘尖端→不生长，不弯曲；②接触过尖端的琼脂块放在胚芽鞘切面的左侧→弯向右侧生长；③空白琼脂块放在胚芽鞘切面的左侧→不生长，不弯曲。下列有关实验分析，正确的是()A.以上三组实验还需要给予单侧光照射B．第③组实验证明了琼脂能抑制胚芽鞘的生长C．造成第①③组实验结果相同的原理不相同D．第②组处理会导致胚芽鞘尖端下部生长素分布不均解析：选D。单侧光不能引起生长素在琼脂块中横向运输，也不能对去掉尖端的胚芽鞘产生影响，故题述三组实验不需要给予单侧光照射，A项错误；第③组实验结果与第①组实验结果相同，证明了琼脂块对胚芽鞘的生长没有影响，B项错误；第①③组实验结果相同的原因是都没有生长素，故造成第①③组实验结果相同的原理相同，C项错误；第②组实验中，由于接触过尖端的琼脂块含有生长素，将该琼脂块置于胚芽鞘切面的一侧，其中的生长素可向下运输到胚芽鞘中，即可导致胚芽鞘尖端下部生长素分布不均，从而出现弯曲生长，D项正确。2．(2024·汕头一模)生长素极性运输的化学渗透偶联学说的基本观点是生长素以弱酸的形式经输入载体协同运输(能量由跨膜质子电位提供)进入细胞，在细胞质中生长素主要以离子形式存在并大量积累。离子形式的生长素通过分布于细胞基部的输出载体顺浓度梯度输出细胞，正是由于输出载体在细胞中的极性分布决定了生长素的极性运输。下列叙述错误的是()A．在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输B．若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用，可利用其抑制剂设计实验C．生长素的输入、输出载体都能转运生长素，空间结构相同D．生长素的输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中解析：选C。生长素的输入、输出载体虽然都能转运生长素，但是运输的方向等不同，其空间结构也不相同，C项错误。3．如图是吲哚乙酸(IAA)诱导豌豆茎切段伸长生长的典型剂量反应曲线，图中将对照组(不加IAA)的伸长生长设为“0”。据图分析，下列叙述正确的是()A．在M点对应的IAA浓度下，切段不发生伸长生长B．IAA对切段伸长生长的促进作用与IAA的浓度呈正相关C．IAA浓度高于10－4mol·L－1后，随着浓度升高，其抑制伸长生长的作用越来越弱D．不同浓度的IAA对切段伸长生长的作用可能相同解析：选D。M点对应的IAA浓度下，切段的伸长生长与对照组相同，并不是切段不发生伸长生长，A项错误。据题图分析可知，IAA浓度在10－7～10－5mol·L－1之间，随着IAA浓度的增大，促进切段伸长生长的作用增强；IAA浓度在10－5～10－3mol·L－1之间，随着IAA浓度的增大，促进切段伸长生长的作用减弱；IAA浓度大于10－3mol·L－1时，抑制切段伸长生长，B项、C项错误。在最适浓度左右，不同浓度的IAA对切段伸长生长的作用可能相同，D项正确。4．生物学中，解释顶端优势产生原因的学说主要有三种：第一种是生长素直接抑制学说，第二种是生长素间接抑制学说，第三种是营养学说。下列说法错误的是()A．顶芽产生的生长素通过极性运输传递给侧芽，使侧芽获得的生长素增多，直接导致生长缓慢。支持第一种学说B．顶芽产生的生长素通过极性运输传递给侧芽，导致侧芽获得的细胞分裂素减少而生长缓慢。支持第二种学说C．顶芽的细胞优先得到由根部和叶片运来的营养物质，导致侧芽得不到充足的养分而生长缓慢。支持第三种学说D．“摘心”“打顶”能够解除顶端优势，仅支持第一种学说解析：选D。顶芽产生的生长素通过极性运输传递给侧芽，使侧芽获得的生长素增多，直接导致生长缓慢，可以说明生长素直接抑制侧芽生长，支持第一种学说，A项正确；顶芽产生的生长素通过极性运输传递给侧芽，导致侧芽获得的细胞分裂素减少而生长缓慢，这是生长素间接起作用的结果，可以说明生长素间接抑制侧芽生长，支持第二种学说，B项正确；顶芽的细胞优先得到由根部和叶片运来的营养物质，导致侧芽得不到充足的养分而生长缓慢，这是营养