51植物生长素（原卷版）

5.1植物生长素学习目标学习目标课程标准学习目标概述生长素的发现历程相关实验的结论，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。1．了解生长素的发现过程，理解科学家经典实验的方法。2．简述生长素的合成、运输和分布，认同科学探究的一般过程。3．举例说明生长素的生理功能及特点，及植物生长调节剂在农业生产上的应用。002吃透教材请先预习通读课本(一)基础知识梳理识必备一、生长素的发现过程1．达尔文实验：(1)植物的向光性：在受到的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。(2)实验过程实验实验过程现象实验结论①生长胚芽鞘尖端受刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长，因而使胚芽鞘出现弯曲②生长③生长④生长2．鲍森·詹森实验：(1)实验过程与现象：切去胚芽鞘尖端。胚芽鞘尖端下部放琼脂片。(2)实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给。3．拜尔实验：(1)实验过程与现象：切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的。(2)实验结论：胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的影响在其下部分布造成的。4．温特实验a．实验过程与现象b．实验结论：胚芽鞘弯曲生长是由一种化学物质引起的，并把这种物质命名为⑧。5．1946年，科学家从高等植物中分离出生长素，并确认其化学本质为(IAA)。二、生长素的合成、运输与分布6．合成部位：幼嫩的叶、芽和，由转变而来。7．运输(1)方式：①胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素从到，称为。也是一种。②成熟组织中，生长素进行。(2)分布：相对集中分布在的部分。三、生长素的生理作用8．作用方式：给细胞传达，起着调节细胞生命活动的作用。9．生理作用(1)细胞水平上：促进、诱导等。(2)器官水平上：影响器官的。10．作用特点(1)生长素所发挥的作用，因、植物细胞的成熟情况和而有较大的差异。(2)一般情况下，生长素在浓度较时促进生长，在浓度时则会抑制生长。(二)课前聚焦抓重点植物向光性的原因是什么？生长素具有什么作用？生长素的发现过程给你什么启示？什么是植物激素？003知识精讲知识点01生长素的发现过程1．19世纪末，达尔文(C.R.Darwin，1809一1882)和他的儿子的实验(1)实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘。(2)实验处理及现象(3)实验分析：A为对照组，B、C、D为实验组。A、B组对照，说明胚芽鞘的向光性与胚芽鞘尖端有关；C、D组与A组对照，说明植物的感光部位在胚芽鞘尖端，而使胚芽鞘向光弯曲部位是尖端下部的伸长区。(4)实验结论：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”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。2．1913年，鲍森·詹森(P．Boysen—Jensen)的实验(1)实验处理及现象A组：切去胚芽鞘尖端+单侧光→不生长也不弯曲B组：胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片+单侧光→向光弯曲生长(2)实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部。3．1918年，拜尔(A.Paal)的实验A组：切取胚芽鞘尖端移至左侧+黑暗→向右侧弯曲生长B组：切取胚芽鞘尖端移至右侧+黑暗→向左侧弯曲生长(2)实验结论：胚芽鞘的弯曲生长，是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。4．1926年，荷兰科学家温特(F．W．Went)的实验(1)实验处理及现象实验组处理：把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘向对侧弯曲生长。对照组处理：把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘不生长也不弯曲。(2)实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。5．生长素的确认1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质吲哚乙酸(IAA)；生长素在植物体内含量极少，直到1946年人们才从高等植物中分离出生长素，并确认它也是AA。植物体内具有生长素效应的物质除IAA外，还有苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(BA)等，它们都属于生长素。6．植物向光性的解释单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀(背光侧生长快)，从而造成向光弯曲。7．植物激素(1)概念：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。(2)种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。(3)功能：作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。(4)三个主要特点①植物细胞内代谢产生(无专门分泌器官)：②能从产生部位运输到作用部位(运输方式和速度因激素种类、植物种类和器官种类不同而不同)；③微量、高效的有机物。知识点02生长素的合成、运输与分布1．合成(1)主要合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。(2)来源：由色氨酸经一系列反应转变而来，分子大小与氨基酸类似。(3)化学本质：主要为哚乙酸(IAA)，还有苯乙酸(PPA)、哚丁酸(BA)等。2．运输(1)极性运输：生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。(2)非极性运输：生长素在成熟组织中可以通过输导组织进行非极性运输。3．分布：生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。生长素在趋向衰老的组织和器官中含量较少。总体来说，生长素的分布是产生部位＜积累部位，如顶芽＜侧芽、分生区＜伸长区：生长旺盛的部位＞衰老组织，如生长点＞老根。知识点03生长素的生理作用1．生长素的生理作用(1)细胞水平：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。(2)器官水平：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。(3)作用途径：生长素与细胞内特异性受体蛋白结合→细胞内一系列信号转导→特定的基因表达→产生效应(4)作用方式：不直接参与细胞代谢，不为细胞提供能量，不构成细胞结构，不催化化学反应，而是给细胞传达信息，起调节细胞生命活动的作用。2．生长素的作用特点研究发现，生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。(1)生长素浓度：一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长，如图所示。(2)植物细胞的成熟情况：幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老的细胞则比较迟钝。(3)器官的种类：不同器官对生长素的敏感程度也不一样，根对生长素最敏感，茎对生长素的敏感性最差，芽对生长素的敏感性介于根与茎之间，如图所示。(4)植物种类：一般情况下，双子叶植物对生长素的敏感程度高于单子叶植物，如图所示。可用适宜浓度的生长素来清除单子叶农作物田中的双子叶杂草。3．植物的顶端优势及其应用(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)原因顶芽产生的生长素向下运输，在侧芽处积累，侧芽处生长素浓度过高，生长受到抑制，而顶芽处生长素浓度适宜，生长较快。(3)解除方法：：摘除顶芽，使侧芽处生长素浓度降低，侧芽萌动、加快生长。(4)应用：如适时摘除棉花的顶芽，解除顶端优势，以促进侧芽的发育，从而使其多开花、多结果。果园艺师会适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树型圆润、丰满。(5)意义：植物可以尽快长高，在生存竞争中获得优势。4．影响生长素浓度变化及作用结果的因素分析0404题型考法考法01与生长素发现有关的实验1．达尔文实验(1)发现问题：植物的向光性，即在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。(2)实验处理及现象(3)结论：胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。2．鲍森·詹森实验(1)过程及现象实验1：切去胚芽鞘尖端＋单侧光→不生长不弯曲。实验2：胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片＋单侧光→弯向光源生长。(2)结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。3．拜尔实验(1)实验证明：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。(2)鲍森·詹森实验和拜尔实验初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。4．温特的实验(1)实验组——A处理：把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。(2)对照组——B处理：把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘既不生长也不弯曲。(3)实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特把其命名为生长素。5．1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸。1946年，科学家从高等植物中分离出生长素。6．植物向光性的原因：生长素分布不均匀造成的。7．植物激素：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。【题型示例1】如图是关于生长素发现的实验过程，请结合所学知识判断，下列说法错误的是()A．上述实验排序②③⑤①④，就是科学家发现植物生长素的科研实验顺序B．⑤所表示的实验验证的结论是胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部C．④所表示的实验单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过D．实验①②③都能验证单侧光照射能够引起胚芽鞘尖端产生的刺激(物质)发生横向移动考法02生长素的合成、运输与分布1．合成部位：幼嫩的叶、芽和发育中的种子，由色氨酸转变而来。2．运输(1)方式：主动运输。(2)3．分布：相对集中分布在生长旺盛的部分。【题型示例2】为了探究生长素的作用，将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组，实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块，对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块，两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下，在黑暗中放置一段时间后，对照组胚芽鞘无弯曲生长，实验组胚芽鞘发生弯曲生长，如图所示。根据实验结果判断，下列叙述不正确的是(

)A．胚芽鞘b侧的IAA含量与b´侧的不同B．胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量相同C．胚芽鞘b´侧细胞能运输IAA而c´侧细胞不能D．琼脂块d´从a´中获得的IAA量小于a´的输出量考法03生长素的生理作用1．作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。2．作用(1)在细胞水平上：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。(2)在器官水平上：影响器官的生长、发育。3．作用特点(1)生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。(2)实例：顶端优势。【题型示例3】小明将多颗枇杷种子分别播入不同花盆的土壤中，一段时间后，种子萌发并长成幼苗。图甲、乙、丙分别为枇杷幼树的照片以及对枇杷幼苗的不同处理，图丁为枇杷不同器官(包括芽、根、茎)对生长素浓度的反应曲线。以下相关叙述正确的是(

)注：①为顶芽，②③④为侧芽A．图甲中，生长素由①部位运输到④部位的过程需要消耗ATP，若把该幼苗放到太空中则这种运输不能进行B．图甲的①、②、③、④处生长素的浓度依次递减，其中①、②部位生长素的效应分别与图丁中E、G点对应的效应相同C．图乙、丙中的现象都能体现生长素作用的两重性D．在图丙枇杷幼苗的茎中，F侧生长素的浓度对应图丁中的I点，则E侧生长素的浓度在(0,m)的范围内考法04人工处理条件下植物弯曲情况的判断1．生长素相关实验图解的分析类别图解相关结果遮盖法①直立生长②向光生长暗箱法①直立生长②向光(小孔)生长插入法①向右侧生长②直立生长③向光生长④向光生长移植法①直立生长②向左侧生长③④中IAA的含量a=b+c，b>c⑤向右弯曲生长旋转法①直立生长②向光生长③向小孔生长④茎向心生长，根离心生长横置法①a=b，c=d，都促进水平生长②a<b，c<d，a、c、d促进生长，b抑制生长(1)旋转类规律总结①盆和盒旋转类：植物总是弯向与其相对静止的物体。例如：盆转时植物独自运动，没有相对静止的物体，所以直立生长；盒转时光照相对植物是静止的，所以朝向光源生长；盆和盒都转时植物相对盒子(小孔)是静止的，绝大多数时间光照被盒子遮挡，不能照射到植物，光照只能从小孔方向照射过来(实质上是植物间断性地通过小孔接受光照)，所以朝向小孔生长。②旋转器在水平面内旋转：旋转影响植物生长素的分布，使外侧生长素含量高于内侧，又由于根对生长素的敏感程度高，根将向着外侧生长，而茎的生长方向与根相反。【题型示例4】用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行如图所示的实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是(

)A．②⑤⑦ B．①②③⑤⑧ C．①③④⑥⑦ D．②⑤⑧05深层记忆05深层记忆1．植物激素(1)概念：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。(2)种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。(3)功能：作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。2．生长素的合成、运输与分布(1)主要合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。(2)化学本质：由色氨酸经一系列反应转变而来，主要为哚乙酸(IAA)。(3)极性运输：生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。(2)非极性运输：生长素在成熟组织中可以通过输导组织进行非极性运输。3．生长素的生理作用：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长，如图所示。00601强化训练1．1928年，温特(F∙W∙Went)用实验证明胚芽鞘尖端有一种促进生长的物质，它能扩散到琼脂小方块中，将处理过的小方块放到切去顶端的胚芽鞘切面的一侧，可以引起胚芽鞘向另一侧弯曲生长。下图为温特的实验示意图，下列叙述正确的是()A．实验中利用琼脂块分离出促进细胞分裂的物质并命名为生长素B．分别在黑暗和光照条件下进行实验，实验结果不相同C．需要设置空白对照组，以排除琼脂块对实验结果的影响D．去尖端胚芽鞘弯曲侧细胞的体积和数量均明显大于另一侧2．下列关于生长素的发现实验以及生长素作用的叙述，正确的是(

)A．达尔文提出，胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递“生长素”B．温特通过琼脂块转移实验证明琼脂块中的生长素通过主动运输运进胚芽鞘C．在茎向光生长过程中，背光侧和向光侧生长速度不同与背光侧的生长素浓度较高有关D．用适宜浓度的生长素类似物处理已授粉的番茄雌蕊，可促进子房发育成无子果实3．下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①②结果，证明生长素是不能透过云母片的B．图④和⑤实验说明琼脂不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输C．假若将图②的云母片改换成琼脂，结果仍然有向光弯曲的现象D．假若将图④的琼脂改换成云母片，结果仍然有向光弯曲的现象4．19世纪末，达尔文用燕麦的胚芽鞘进行以下实验。有关叙述错误的是(

)A．实验①②对照可说明胚芽鞘弯曲生长与尖端有关B．实验①②③提示胚芽鞘尖端能够感受单侧光刺激C．若实验④增加尖端下部遮光处理则实验结果不变D．实验③④对照可排除单侧光对胚芽鞘生长的影响5．某同学做了下图所示的甲、乙两组实验，从实验结果可以直接得出的结论是()A．生长素只能从形态学上端向形态学下端运输B．单侧光照射能够引起生长素不均匀分布C．生长素有促进胚芽鞘生长的生理作用D．感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端6．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，纸的一侧开口，有单侧光照。下列描述中合理的是(

)A．图a中植物尖端发生生长素的横向运输，植物向光弯曲生长B．图b中植物向光侧生长素多，植物向光弯曲生长C．图c中植物背光弯曲生长D．图d中如果将植物固定不动，仅纸盒旋转，则植株向小孔弯曲生长7．将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，用不能透过生长素的薄玻璃片分割，放在琼脂切块上，实验处理及收集到的生长素(IAA)的含量如图所示。下列相关说法正确的是()A．a与b对照说明薄玻璃片不影响生长素的横向运输B．b与c对照说明琼脂切块影响生长素的运输C．c与d对照说明单侧光照射促使生长素向背光侧转移D．该实验说明了生长素的产生部位是胚芽鞘尖端8．在没有应用外源生长素的情况下，科学家测量了去掉尖端的胚芽鞘的生长情况，结果显示，去掉尖端的胚芽鞘依然可以生长。在去除尖端的105min内，其生长速率不断下降；过了这段时间之后，生长速率迅速增加，并且达到一个相对稳定的水平，这是由于去掉尖端的胚芽鞘接近尖端的部分产生了生长素，这部分区域相当于“生理性尖端”。下列叙述正确的是(

)A．生长素作为植物体生长不可或缺的条件可加速细胞的分裂和伸长生长B．前期胚芽鞘的生长是由去掉尖端之后存留在胚芽鞘内的生长素引起的C．“生理性尖端”利用酪氨酸合成的生长素会从形态学上端运输到形态学下端D．若对“生理性尖端”进行单侧光处理，由于生长素作用的两重性导致胚芽鞘弯曲生长9．下图是关于胚芽鞘向光性及其相关的实验示意图，M、N是琼脂块，分析正确的是(

)A．甲图胚芽鞘尖端在单侧光下生长素只进行横向运输B．乙图M、N处理的一端可以是胚芽鞘的形态学下端C．分析可知，生长素含量M＜N与单侧光照作用于尖端有关D．M侧生长较慢，N侧生长较快，体现了生长素的两重性10．黄瓜种子萌发时，下胚轴顶端形成弯钩(顶勾)，在破土而出时起到保护子叶与顶端分生组织的作用，可通过测量植株顶勾弯曲处内外两侧的细胞长度来比较顶勾弯曲度。经研究表明，重力是触发幼苗顶端弯钩形成的起始信号，那么在下胚轴形成弯钩过程中，生长素来源及作用特点是(

)A．顶勾

促进细胞伸长 B．子叶

体现两重性C．顶端

促进细胞伸长 D．顶端

体现两重性11．豌豆种子刚萌发时，只有一个主茎，没有侧枝；切除主茎顶端，常会长出甲、乙两个侧枝(图①)。若将甲的顶芽切除后，甲、乙的侧芽均无明显生长(图②)；若同时切除甲、乙的顶芽，其侧芽均明显生长(图③)。图②实验中甲的侧芽未明显生长最合理的假说是(

)A．甲枝的侧芽因其顶芽被切除而缺少生长素B．甲枝的侧芽自身产生的IAA过多导致其死亡C．乙枝顶芽产生的IAA通过极性运输运到甲枝的侧芽抑制其生长D．乙枝顶芽产生的IAA运至根尖诱导生成的抑制性物质向上运输至甲枝的侧芽12．豌豆苗横放一段时间后的生长状况如图甲；用不同浓度的生长素溶液处理豌豆幼苗茎切段，其长度变化如图乙；棉花、苹果等枝条去除顶芽后的生长状况如图丙。下列有关说法正确的是(

)A．题中三组实验均可证明生长素的作用具有浓度较低时促进，浓度过高时抑制的特点B．图丙中的去顶操作有利于侧枝的生长，但是不利于棉花产量的提高C．由图乙可知，促进豌豆幼苗茎切段生长的最适生长素浓度是400mg·L1D．图甲中a、b、c三处的生长素均具有促进作用13．如图表示施用IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根数的影响。下列叙述正确的是(

)A．促进侧根数量增加的IAA溶液，会抑制主根的伸长B．将未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶，会导致侧根数量增加C．施用IAA对主根长度的作用表现为低浓度促进、高浓度抑制D．与施用104mol•L1的IAA相比，未施用的植株主根短而侧根数量多14．研究人员对生理状况相同的水稻的根用不同强度的单侧光照射相同时间后，生长状况如图1所示，黑暗、弱光，强光条件下测得的α分别为0°、17.5°、35.5°。已知光照不会影响生长素的合成，研究人员测定不同处理后根尖向光侧和背光侧的生长素含量，结果如图2.所示。以下分析不正确的是(

)A．由图1结果可知，水稻根具有背光生长的特性B．与弱光相比，强光对生长素分布的影响程度更大C．水稻根向光侧生长素含量下降仅与生长素向背光侧运输有关