第1节
植物生长素
概述植物生长素的
体验发现生长素的过程和方法
概述生长素的生理作用
评价实验设计和结论，训陈逻辑思维的严密性
一、生长素的发现
基础梳理
1.达尔文研究生长素的实验
（1）发现问题：植物的向光性，即在
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
结论：
2.鲍森·詹森研究生长素的实验
过程：切下胚芽鞘尖端，在胚芽鞘尖端下方插入琼脂片+单侧光
结论：
3.拜尔研究生长素的实验
实验现象：将胚芽鞘尖端切下，放到胚芽鞘截面的一侧，胚芽鞘总是弯曲对侧生长
结论：
4.温特研究生长素的实验
（1）实验组—A
①处理：把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放于切去尖端的胚芽鞘一侧
②现象：胚芽鞘
（2）对照组—B
①处理：把未接触过胚芽鞋尖端的琼脂块放于切去尖端的胚芽鞘一侧
②现象：胚芽鞘
结论：
5.生长素的化学本质是：
6.植物激素的概念：
1.达尔文通过实验推測胚芽鞘尖端在单側光照射下能将某种“影响”传递到尖端下方，温特通过实验证明了这种“影响”是一种化学物质（
）
2.拜尔的实验结论是证明胚芽鞘尖端产生皊影响可以透过琼脂片传递给下部（
）
二、生长素的合成、运输与分布
1.主要合成部位：
和发育中的种子。
2.运输：
（1）极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，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，即只能单方向地运输。极性运输是一种
（2）非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过
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，但相对集中的分布在
的部分，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。
1.橫向运输发生在尖端，发生效应的部位也在尖端（
）
2.顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽（
）
三、生长素的生理作用
1.作用方式：给细胞
，起着调节细胞生命活动的作用
2.生理作用：
（1）细胞水平上：促进细胞
生长、诱导细胞
等
（2）器官水平上：影响器官的
3.特点：生长素在浓度较低时
生长，在浓度过高时则会
生长
4.顶端优势
（1）概念：顶芽优先生长，
的现象。
（2）形成原因：
（3）解除方法：
（4）应用实例：果树剪纸、棉花打顶
1.同一植株的根和芽生长所需的最适生长素浓度相同（
）
2.生长素的作用效果受植物的种类、器官种类和生长素浓度等因素影响（
）
随堂训练
1.下列关于生长素发现过程的叙述，正确的是(
)
A.达尔文在探究植物向光性时发现了生长素
B.拜耳的实验证明了生长素的化学本质是吲哚乙酸
C.温特的实验证明了胚芽鞘弯曲生长是由生长素引起的
D.
波森·詹森的实验证明了胚芽鞘尖端产生的“影响”能透过明胶块
2.如图所示,用燕麦胚芽鞘做实验,下列有关实验的说法,正确的是(
)
A.图A直立生长,能够说明琼脂块不会影响生长素的向下运输
B.图B直立生长,原因是左右两侧的玻璃片阻挡了部分生长素向下运输
C.图C不生长不弯曲,说明生长素在单侧光的照射下分解了
D.图D向光弯曲生长,说明生长素的分布与单侧光照有关
3.如图是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息判断，下列说法错误的是(
)
A.实验一证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端
B.实验二证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
C.实验三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.实验四证明造成胚芽鞘弯曲生长的刺激是单侧光照
4.下列有关生长素的叙述，错误的是(
)
A.合成部位的生长素含量往往低于积累部位的生长素含量
B.生长素在植物体各器官均有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位
C.生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子
D.胚芽鞘尖端合成生长素与光照有关
5.下列关于生长素的说法,错误的是( )
A.人类最先从高等植物体内发现并提取出了生长素
B.生长素由植物某些部位的色氨酸经过一系列反应而形成
C.在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,生长素的运输消耗能量
D.生长素在植物各个器官中都有分布
6.下列有关生长素运输的说法，正确的是(
)
A.缺乏氧气不会影响植物体内生长素的极性运输
B.生长素在胚芽鞘尖端可能从向光侧运输到背光侧
C.生长素的极性运输只发生在胚芽鞘中
D.顶端优势的产生与生长素的极性运输无关
7.对4株具有顶端优势的植株分别进行下列四种处理，有一株侧芽长成枝条，请指出是哪种处理(
)
A.去顶后在断口上放上富含生长素的琼脂小块
B.去顶后在断口上放一空白琼脂小块
C.不去顶，在顶芽尖端竖插入一云母片
D.不去顶，在侧芽涂以高浓度的生长素
8.生长素是一类参与调节植物生长、发育过程的激素，下列有关生长素的叙述，错误的是(
)
A.在细胞水平上，生长素可促进细胞生长、诱导细胞分化
B.在器官水平上，生长素可促进侧根和不定根的发生
C.生长素在低浓度时促进生长，高浓度时抑制生长
D.幼嫩的细胞对生长素不敏感，衰老的细胞对生长素比较敏感
9.如图表示生长素浓度对植物生长发育的影响。下列叙述正确的是(
)
A.体现低浓度生长素的促进作用的是ac段
B.体现高浓度生长素的抑制作用的是cf段
C.若茎向光侧的生长素浓度为b点对应浓度，则背光侧的生长素浓度在b、d对应浓度之间
D.若根生长的最适浓度为c点对应浓度，则芽生长的最适浓度可能为b点对应浓度
10.如图乙中根a侧的生长素浓度在图甲曲线A点（10-10mol·L-1），下列描述正确的是(
)
A.C点之前（不含C点）的生长素浓度均能促进根的生长
B.AD段属于抑制生长范围，此时根不再生长
C.a侧的生长素浓度为根生长的最适浓度，b侧的生长素浓度低于a侧
D.在太空中（重力为0），根的生长状况将不同于图乙中的生长状况，图甲中生长素的曲线也不适用于根的生长
11.甲图表示不同浓度的生长素对根和芽生长的生理作用；乙图表示将一株燕麦幼苗水平放置，培养一段时间后的生长状况。回答下列相关问题:
(1)甲图体现了生长素的作用具有________的特点。
(2)甲图中，促进芽生长的最适宜生长素浓度为________mol/L，此浓度对根生长的效应是________。
(3)乙图中b侧生长素浓度________(填“大于”、“小于”或“等于”)a侧，这是由________因素引起的，a侧生长素对根生长的效应是________。
(4)某生物小组设计了一组实验验证顶端优势产生的机理，实验如下:将若干生长状况相同的某植物幼苗随机分为A、B、C、D四组。其中A组不作任何处理，B、C、D三组除去顶芽，C组在去顶芽处放置含生长素的琼脂块，D组_____________(将实验操作补充完整)。将四组幼苗放在相同且适宜的环境中培养一段时间后，记录侧芽的生长状况。预期_______组侧芽不生长。上述生物小组的少数学生在实验中发现，C组并没有表现出预期的实验现象，分析其最可能的原因是_______。
答案以及解析
1.答案：D
解析：达尔文根据实验提出，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，但并没有发现生长素，A错误；拜尔的实验证明尖端产生的“影响”可能是某种化学物质，单侧光照导致这种化学物质的不对称运输使其在胚芽鞘尖端以下部位分布不均匀，造成胚芽鞘的弯曲生长，B错误；温特通过实验证明胚芽鞘尖端产生了某种化学物质，向下运输，促进下部生长，并命名为生长素，C错误；波森·詹森的实验证明，胚芽鞘尖端生的“影响”可以透过明胶块传递给下部，D正确。
2.答案：A
解析：A中的琼脂不阻隔生长素的运输，胚芽鞘表现为直立生长，A正确;B中的玻璃片阻断右侧生长素的向下运输，左侧的玻璃片插入的位置过低，不影响左侧生长素从尖端运输到尖端下部，所以胚芽鞘向右弯曲生长，B错误;C中玻璃片阻隔了生长素的向下运输，胚芽鞘表现为停止生长，单侧光只会影响生长素的分布，不会使生长素分解，C错误;D中胚芽鞘尖端不能感受光的刺激，表现为直立生长，D错误。
3.答案：D
解析：D项，实验四证实了胚芽的尖端会产生某种物质影响植物的生长，但没有进行单侧光的照射，故D项错误。
A项，实验一的自变量是感光的部位，所以可以证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端，故A项正确。
B项，实验二实验组加入了琼脂片，所以可以证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以通过琼脂片传递给下部，故B项正确。
C项，实验三的自变量是尖端的位置，所以可以证明胚芽鞘的弯曲生长，是尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的，故C项正确。
综上所述，本题正确答案为D。
4.答案：D
解析：植物各部位生长素含量不同，通常是合成部位的含量低于积累部位的含量，A正确；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分，B正确；生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，C正确；胚芽鞘尖端合成生长素与光照等因素无关，光照、重力等因素只是影响生长素的分布，D错误。
5.答案：B
解析：
6.答案：B
解析：极性运输属于主动运输，主动运输消耗细胞呼吸产生的能量，因此缺乏氧气会影响植物体内生长素的极性运输，
A错误；单侧光照射使生长素在胚芽鞘尖端发生横向运输，由向光一侧向背光一侧运输，从而使得背光一侧生长得快，发生向光弯曲生长，B正确；在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素均可进行极性运输，C错误；顶端优势是由尖端产生的生长素向下运输，在侧芽部位积累，抑制侧芽生长造成的，它的产生与生长素的极性运输有关，D错误。
7.答案：B
解析：去顶后顶端优势解除，再在断口上放上富含生长素的琼脂小块，会抑制侧芽发育成枝条，A不符合题意；去顶后，在断口上放一空白琼脂小块，侧芽处生长素来源减少，侧芽能发育成枝条，B符合题意；不去顶，在顶芽尖端竖插入一云母片不影响植株的顶端优势，侧芽生长发育受到抑制，C不符合题意；不去顶，顶芽产生的生长素向下运输使侧芽生长素浓度过高，抑制侧芽生长，再在侧芽上涂以高浓度的生长素，则侧芽处生长素浓度更高，更不利于侧芽发育成枝条，D不符合题意。
8.答案：D
解析：在植物体内，生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；在器官水平上则影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实的发育等，A、B正确。生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长，C正确。幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老的细胞则比较迟钝，D错误。
9.答案：C
解析：ac段和ce段（不含e点）都代表低浓度生长素的促进作用，ef段（不含e点）代表高浓度生长素的抑制作用，A、B错误；茎的背光侧生长素浓度高于向光侧，且其促进作用也大于向光侧，故若向光侧生长素浓度为b点对应浓度，则背光侧的生长素浓度在b、d对应浓度之间，C正确；与芽相比，根对生长素较敏感，若根生长的最适浓度为c点对应浓度，则芽生长的最适浓度应大于c点对应的浓度，D错误。
10.答案：A
解析：生长素具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。生长素浓度小于C点，促进根部生长；大于C点，抑制根部生长。由图可知，C点之前（不含C点）的生长素浓度均能促进根的生长，A正确；AC段促进生长，CD段抑制生长，B错误；a侧的生长素浓度较低，细胞生长快，b侧的生长素浓度高于a侧，细胞生长慢甚至可能抑制生长，C错误；在太空中（重力为0），根会水平生长，坐标图中生长素的曲线仍然适用于根的生长，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长，D错误。
11.答案：（1）两重性
（2）10-8；既不促进也不抑制
（3）小于；重力；抑制
（4）在去顶芽处放置不含生长素的琼脂块（空白琼脂块）；A、C；琼脂块中生长素浓度过低
解析：（1）甲图中低浓度生长素促进生长，高浓度生长素抑制生长，体现了生长素的作用具有两重性的特点。
（2）甲图中，促进芽生长的最适宜生长素浓度为10-8mol/L，此浓度对根生长的效应是既不促进也不抑制。
（3）由于重力作用，生长素发生了横向运输，使乙图中b侧生长素浓度小于a侧，由于根对生长素比较敏感，所以a侧生长素对根生长的效应是抑制。
（4）顶端优势是顶芽产生生长素运往侧芽，抑制了侧芽的生长，使顶芽优先生长的现象，所以若通过实验验证顶端优势产生的机理，自变量为是否有顶芽及运往侧芽的生长素，因变量为侧芽是否生长。故实验中可将若干生长状况相同的某植物幼苗随机分为A、B、C、D四组。其中A组不作任何处理，B、C、D三组除去顶芽，C组在去顶芽处放置含生长素的琼脂块，D组在去顶芽处放置不含生长素的琼脂块（空白琼脂块）。将四组幼苗放在相同且适宜的环境中培养一段时间后，记录侧芽的生长状况。由于A组的顶芽产生的生长素运往了侧芽，以及C组琼脂块中的生长素运往了侧芽，抑制了侧芽的生长，所以预期A和C组侧芽不生长。由于生长素具有低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特点，所以若少数学生在实验中发现C组并没有表现出预期的实验现象，其最可能的原因是琼脂块中生长素浓度过低。
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第1节
植物生长素
第5章
植物生命活动的调节
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
问题探讨
讨论：
1.图中植株的生长方向有什么特点？
弯向窗外生长
2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？植株对这刺激的反应有什么适应意义？
3.这种生长方向的改变，是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分？
是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长，这样，可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要
植物的弯曲生长发生在幼嫩部位
一、生长素的发现过程
1.植物的向光性概念：在单侧光的照射下，植物弯向光源方向生长的现象叫做向光性。
科学家通过对向光性的研究，发现这一过程与一种植物激素——生长素有关
（1）达尔文的向光性实验
A组
D组
C组
B组
相互对照
单一变量
实验结果
实验结论
A组
有尖端
A组弯向光源生长
自变量为尖端的有无，实验结果说明植物的向光性与尖端有关
B组
无尖端
B组不生长
C组
感光部位在尖端下部
C组直立生长
自变量为尖端是否接受单侧光，实验结果说明感光部位在尖端，发生弯曲的部位在尖端下部
D组
感光部位在尖端下部
D组弯曲生长
（2）鲍森·詹森的实验
①切去胚芽鞘尖端+单侧光
不生长，不弯曲。
②胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片+单侧光
弯曲生长实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
3.拜尔的实验
实验结论：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
4.温特的实验
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
植物向光性的原因：
单侧光照射导致生长素在向光侧和背光侧分布不均匀造成的。生长素在背光侧比向光侧分布多，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
生长素究竟是什么物质呢？
1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫吲哚乙酸（IAA）
直到1942年，人们才从高等植物中分离出了生长素，并确认它就是IAA。除IAA外还有苯乙酸（PAA）、还有吲哚丁酸（IBA）等
二、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的主要合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子
2.生长素运输方式：
生长素的运输方式
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中
在成熟植物组织中
极性运输
仅限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间的短距离单方向运输。逆浓度运输。
非极性运输
和其他光合产物一样，通过韧皮部的长距离运输。
①极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能倒过来运输，也就是只能单方向运输，称为极性运输。这种运输方式是一种主动运输。
②生长素的非极性运输：在成熟的组织中，生长素可在韧皮部运输，其方式为非极性运输
③生长素的横向运输（水平运输）：
在一些细胞分裂特别旺盛的地方，受外界某些刺激（如单侧光、重力等）的影响，感受光刺激的部位，生长素也可在形态学上端发生横向运输。如单侧光刺激下，感受光刺激处（胚芽鞘尖端）生长素由向光侧运输到背光侧；重力作用下，横放的根茎处生长素由远地侧运输到近地侧
3.生长素的分布：生长素早植物体各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部分，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处等
三、生长素的生理作用
1.实质：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
2.
影响生长素发挥作用的因素
①生长素浓度：一般情况下，低浓度生长素促进生长，而高浓度的生长素则抑制生长
②植物细胞的成熟情况：幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老细胞则对生长素较迟钝
③植物器官的种类：同一植物的不同器官对于不同浓度的生长素的敏感程度不同，根对生长素最敏感，茎对生长素敏感性最差，芽对生长素的敏感程度介于根与茎之间
④双子叶植物一般比单子叶植物对生长素敏感
生长素的作用特点
讨论：
1.
“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？
（同一器官，低浓度组别促进生长，高浓度组别抑制生长。不同器官，同一浓度下（如10-6mol·L-1），对根这一组的作用是抑制，对茎这一组的作用是促进）
2.
对于同一器官来说，生长素的作用于浓度有什么关系？
（不同的生长素浓度，对于同一植株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）
3.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？
（不相同。如“思考·讨论”中图所示，对于根来说，最适浓度大约是10-10mol.L-1；对于芽来说，最适浓度大约是10-8mol.L-1；对于茎来说，最适浓度大约是10-4mol·L-1。说明不同器官对生长素的敏感程度不同，根最敏感，其次是芽，茎最不敏感）
3.顶端优势
①概念：植物顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象
②原因：顶芽产生的生长素，逐渐向下运输，导致侧芽处生长素浓度较高从而抑制侧芽的生长。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制。
③应用需要长高的植物（如木材）：保留顶端优势
不要长高、需要侧枝较多的植物：去掉顶芽，解除顶端优势
课堂练习
1.下列关于生长素发现过程的叙述，正确的是（
）
A.达尔文根据实验提出，单侧光照射使生长素分布不均，胚芽鞘尖端的背光侧比向光侧生长快
B.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
C.拜尔的实验证明，胚芽鞘可以产生生长素
D.温特通过实验提取出胚芽鞘尖端产生的刺激物，并命名为生长素
B
2.1926年，温特利用燕麦胚芽鞘进行了如图所示的有关实验，下列对实验分析叙述错误的是(
)
A.实验在黑暗条件下进行，排除了光因素对实验的干扰
B.实验中的所有的对照组均无生长反应
C.实验组表现出垂直生长或背着放置琼脂块的一侧弯曲生长的现象
D.实验证实了吲哚乙酸能促进植物的生长
D
3.下图表示有关生长素的一项实验，经过一段时间后，在甲、乙、丙、丁四个切去尖端的胚芽鞘中，弯曲程度最大的是(
)
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
A
4.如图乙中根a侧的生长素浓度在图甲曲线A点（10-10mol·L-1），下列描述正确的是(
)
A.C点之前（不含C点）的生长素浓度均能促进根的生长
B.AD段属于抑制生长范围，此时根不再生长
C.a侧的生长素浓度为根生长的最适浓度，b侧的生长素浓度低于a侧
D.在太空中（重力为0），根的生长状况将不同于图乙中的生长状况，图甲中生长素的曲线也不适用于根的生长
A
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