第二章第四节 植物生命活动的调节
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(共72张PPT)
第四节 植物生命活动的调节
学习目标：1.了解生长素发现过程
2．了解生长素的作用及其特点
3．了解植物生长素类似物的应用
能力目标：1.学会分析生长素发现的经典实验，掌握实验设计的一般思路和方法
2．初步掌握对生长素作用特点的实验验证
3．掌握生长素及类似物在实践上的应用方法
情感目标：1.了解科学的探究方法及探索精神
2．培养学生热爱科学的态度
课标领航
情景导引
朵朵葵花向太阳、许多植物是宝塔形树姿、植物的根都是向地生长而茎是背地生长。……等等。植物界为什么如此神奇呢？
核心要点突破
实验探究创新
知能过关演练
第四节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、植物生长素的发现
1．植物生长物质：植物体内合成的___________和人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂。
2．植物激素
(1)概念：在植物体内一定部位合成，并从___________运输到____________，对植物生长发育具有显著生理作用的微量的化学物质。
(2)最早发现的植物激素是___________。
3.生长素的发现过程
植物激素
产生部位
作用部位
生长素
弯向光
源生长
直立
伸长
不生长
不弯曲
尖端
吲哚乙酸
思考感悟
1．结合生长素的有关知识，试分析“朵朵葵花向太阳”的原因。
【提示】 单侧光影响了生长素的分布，使背光一侧的生长素多于向光一侧，从而使背光一侧的细胞伸长快于向光一侧，结果表现为葵花茎弯向光源生长。
二、生长素的特性
1．极性运输：生长素只能从植物体的_______________向____________运输，而不能倒转过来运输。
2．两重性
(1)含义：生长素既能________植物生长，又能_______植物生长。
(2)影响因素：__________________、植物器官的种类和细胞的年龄。
(3)一般规律
形态学上端
形态学下端
促进
抑制
生长素的浓度
①一般来说，低浓度生长素可以促进植株的生长，而高浓度生长素却抑制植株的生长。
②生长素浓度在10－10 mol/L时对根生长的促进作用最显著；在10－8 mol/L时对芽生长的促进作用最显著，而此浓度对根生长已经起抑制作用；在10－4 mol/L时对茎生长的促进作用最显著，而对__________的生长都起明显的抑制作用。
③顶端优势
根和芽
三、植物生长素类似物的应用
1．种类：吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、___________等。
2．优点：价格便宜、效果稳定。
2,4 D
扦插枝条生根
四、其他植物激素
1．激素的种类、存在部位及主要作用
名称 存在部位 主要作用
赤霉素 主要分布于_____________、幼芽、幼叶、幼根等幼嫩组织和器官 促进____________、植株增高，诱导开花，促进果实生长
细胞分裂素 通常分布于____________、萌发的种子和正在发育的果实等器官 促进细胞分裂，延缓叶片衰老，诱导___的分化
脱落酸 普遍存在于植物体，在________________中较多 促进芽和种子的_____，促进叶片和果实的衰老、脱落
乙烯 广泛存在于多种组织和器官，正在成熟的果实中含量更多 促进果实______，促进叶片和果实脱落
未成熟的种子
幼嫩的根尖
成熟和衰老的组织
细胞伸长
芽
休眠
成熟
2.激素间的相互作用
(1)植物激素间既有协同作用，也有拮抗作用。如生长素、__________、________________均有促进生长的作用，而脱落酸可抵消三者效应而抑制生长。
(2)决定某一生理效应的不是某激素的绝对量，而是各激素间的___________。如组织培养中，生长素和细胞分裂素不同的配比会影响根和芽的分化。
赤霉素
细胞分裂素
相对含量
思考感悟
2．在农业生产中生长素类似物的作用效果一般比生长素更高效的原因是什么？
【提示】 生长素类似物是人工合成的，在植物体内没有分解它的酶，故作用时间较长、效果更高效。
核心要点突破
生长素与向性运动
向性运动(属于应激性)是植物对外界单方向刺激引起的定向运动。向性运动的运动方向与刺激方向有关(朝着剌激或背离刺激)。向性运动产生的机制是相同的：单方向刺激→生长素分布不均匀(背光侧与向光侧、近地侧与远地侧)→生长速率不均衡→向性运动。
1．向光性
单侧光刺激→生长素分布不均匀(背光一侧生长素多于向光一侧)→生长速率不均衡(背光一侧的细胞伸长快于向光一侧)→向性运动(茎弯向光源生长)。
2．茎的背地性生长，根的向地性生长(如图)
例1
(2011年江苏无锡高二检测)下图表示有关生长素的一项实验。经过一段时间后，图中甲、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
【尝试解答】 A
【解析】 在a、b、c、d四个琼脂块中，a的生长素浓度大于b的生长素浓度，c的生长素浓度等于d的生长素浓度，所以a＞c＝d＞b，即弯曲程度最大的是甲。
跟踪训练 为比较光照和重力两种因素对生长素在植物体内分布的影响哪一个更大，某研究性学习小组进行如下实验。
(1)材料用具：品种、大小相同的已用清水泡胀的玉米种子若干，空易拉罐四个，沙土，不透光的牛皮纸，剪刀等。
(2)方法步骤：
①取四个空易拉罐，分别剪去顶盖，装入湿润沙土并分别标号(甲、乙、丙、丁)，并各植入10粒玉米种子，放在温度适宜的阴暗处培养，待幼苗长到2 cm左右备用。
②甲、乙、丙、丁都用不透光的牛皮纸包严(留出幼苗生长的足够空间)，放在实验台上。甲、乙直立放置，在乙的右侧开直径1 cm的小口，在距小孔一侧0.5 m处用100 W的白炽灯照射；丙、丁水平放置，在丙正对地面一侧开直径1 cm的小口，在其下方0.5 m处用100 W的白炽灯连续照射；其他条件相同。
(3)实验现象：两昼夜后，实验结果如下图所示
(每个装置中只画了一个幼苗作为示意)。
请回答问题。
(1)要证明重力对玉米幼苗生长的影响，应选择______装置进行实验。
(2)造成丁装置中幼苗向上弯曲生长的原因是____________________________________。
(3)如果一开始就使整个实验装置处于无重力状态，则丙装置中幼苗的生长方向是________，丁装置中幼苗的生长方向是________。
(4)比较丙、丁两装置中玉米苗的生长情况可知，本实验中重力对幼苗生长的影响比单侧光对幼苗生长的影响________(大、小或相同)。由此可判断：乙、丁两装置中幼苗弯曲生长到相同角度时，________装置所需的时间较长。
解析：本题同时探究了重力和单侧光对植物生长的影响，并把两种因素对植物生长的影响进行了比较。通过比较弯曲程度来比较两种因素对玉米幼苗生长的影响。
答案：(1)甲和丁 (2)重力作用使生长素在近地一侧分布多，导致近地一侧的组织纵向伸长生长较快 (3)弯向光源生长(或弯向下方生长) 水平生长 (4)大 乙
生长素的运输
1．生长素的合成部位
主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子等具有分生能力的部位合成，而在衰老的组织中合成较少。
2．生长素的运输特点：极性运输。
(1)运输方式：是一种逆浓度梯度的主动运输过程，需要消耗ATP，与细胞呼吸强度有关。
(2)相关实验
a、b两组相对比：共同证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。
3．顶端优势
(1)概念：顶端优势就是顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。
(2)产生原因：主要是植物的顶芽产生的生长素向下运输，过多地积累在近顶端的侧芽部位，从而抑制该部位的生长。如果摘除了顶芽，侧芽部位的抑制就会减弱，逐渐发育成为枝条。
(3)在生产上的应用：果树修剪，对棉花、番茄等农作物进行摘心，以达到改善株型和增产的目的。
下图表示燕麦胚芽鞘的向光性实验(锡箔套不透光，云母片不透水)。请说明图(1)～(8)各胚芽鞘的生长状况。
例2
(1)________(2)________(3)________(4)________
(5)________(6)________(7)________(8)________
【尝试解答】 (1)直立生长 (2)向光弯曲生长 (3)向光弯曲生长 (4)直立生长 (5)不生长、不弯曲 (6)向右弯曲生长 (7)直立生长 (8)向右弯曲生长
【解析】 图(1)尖端不透光，产生的生长素均匀分布，直立生长。
图(2)尖端产生的生长素分布不均向下运输，出现向光弯曲生长。
图(3)云母片位置不影响生长素运输，向光弯曲生长。
图(4)云母片阻断生长素的横向运输，生长素均匀分布，直立生长。
图(5)产生的生长素不能向下运输，不能生长。
图(6)因受单侧光刺激，导致左侧的生长素较多，又因右侧插有云母片，生长素不能向下运输，生长慢，故向右弯曲生长。
图(7)生长素均匀分布，直立生长。
图(8)尖端下部左侧生长素浓度高，长得快，向右弯曲生长。
【规律方法】 解答有关植物向光性问题所要明确的知识归纳：
跟踪训练 用含同位素14C标记的吲哚乙酸来处理枝条的一端，然后探测另一端是否含有放射性14C的吲哚乙酸存在。枝条及位置如下图所示，下列有关处理方法及结果叙述正确的是( )
A．处理甲枝条的A端，不可能在甲枝条的B端探测到14C的存在
B．处理乙枝条的A端，能在乙枝条的B端探测到14C的存在
C．处理乙枝条的B端，能在乙枝条的A端探测到14C的存在
D．处理甲枝条的B端，能在甲枝条的A端探测到14C的存在
解析：选C。吲哚乙酸(即生长素)在植物体内的运输主要是极性运输，解答该题首先要根据图形中芽在枝条上的长势来判断形态学的上、下端，即甲枝条中A端、乙枝条中B端为形态学的上端，然后根据生长素只能由形态学上端向形态学下端运输来辨别选项的正确与否。
与生长素生理作用有关的图信息解读
1．从甲图可读到以下信息
(1)生长素的功能具有两重性，即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官的生长。
(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根>芽>茎)。
(3)曲线在A、B、C三点代表最佳促进效果，A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素的促进效果。A′、B′、C′点分别表示生长素对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制。
2．从乙图可以读到以下信息
不同种类的植物对生长素的敏感度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感程度高。
3．从丙图可以读到以下信息
(1)曲线中H点表示促进生长最适浓度为g，在OH段随生长素浓度增高，促进作用增强，而HC段随着生长素浓度增高，促进作用减弱。
(2)若植物幼苗出现向光性，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光一侧生长素浓度范围应为：大于m小于2m(向光一侧生长慢于背光一侧)。
(3)若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为2m，则茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。
特别提醒
不要将甲图中AA′、BB′、CC′理解为抑制阶段，这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐减弱。
根据甲、乙两图所示内容回答下列问题。
(用乙图根、茎、芽三条曲线上相应字母所对应的浓度来表示甲图相应各点的生长素浓度)：
例3
(1)乙图________点浓度可表示甲图①处生长素浓度，________点浓度表示②处生长素浓度。②处结构长不出来的原因是________，解决的办法是________，此后②处生长素浓度将会低于________mol·L－1。
(2)将该植物向左侧放倒水平放置一段时间，可表示⑤侧浓度的是乙图中________点浓度，表示⑥侧生长素浓度的是乙图中________点浓度，因此根将________生长。表示③侧浓度的是________点浓度，表示④侧浓度的是________点浓度，所以________侧生长快，茎将________生长。
【思路点拨】 本题主要考查生长素的敏感性及植物向地生长与背地生长的成因。解答本题须注意以下几点：
(1)了解生长素两重性特点。
(2)确定生长素对根、芽、茎的生理作用。
(3)明确植物向地性、背地性与生长素浓度的关系。
【尝试解答】 (1)b e 顶芽产生的生长素积累在侧芽部位，抑制其生长 摘去顶芽 10－6
(2)d a 向地心弯曲 f c ③ 背地弯曲
【解析】 ①表示顶芽，②表示侧芽，顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽。顶芽处，生长素浓度处于促进生长的范围内，b点符合要求。侧芽处生长素浓度过高会抑制其生长，e点符合题意。打破顶端优势的方法是摘除顶芽。由于重力的作用，向地侧生长素浓度高于背地侧生长素浓度，向地侧生长素浓度促进茎的生长而抑制根的生长，背地侧生长素浓度对茎的促进作用小，同时促进根生长。③侧可用f点表示，④侧可用c点表示，⑤可用d点表示，⑥用a点表示。
跟踪训练 (2010年高考课标全国卷)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)，将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(α)如图甲，α与生长素浓度的关系如图乙。请回答：
(1)从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_________________________________。
(2)将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2，请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：___________________________________。
解析：(1)生长素的生理作用具有双重性，低浓度促进植物生长，超过最适浓度后，高浓度抑制植物生长，甚至杀死植物。对任何一种植物来讲，都有促进生长的最适生长素浓度，在最适浓度两侧可能会出现作用效果相同而浓度不同的两个点。(2)低浓度(A)溶液和高浓度(B)溶液都能促进茎段的生长，将待测溶液进行稀释后，若其浓度为A，则促进作用会小于原来浓度的促进作用，即α2＜α1；若其浓度为B，则促进作用会大于原来浓度的促进作用，即α2＞α1。
答案：(1)生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大弯曲角度α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的弯曲角度α
(2)若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B
植物生长素类似物的应用
1．农业生产过程中，使用植物生长素类似物的具体实例
(1)用赤霉素类打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠；促进苋、芹菜等的营养生长，增加产量。
(2)用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄生根；对苹果、鸭梨进行疏花疏果，促进脱落；对棉花进行保花保果，防止脱落。
(3)用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化；促进香蕉、番茄的果实成熟。
2．应用的注意事项
(1)注意施用目的、药物效果、药物毒性、药物残留、价格和施用是否方便等因素。
(2)注意施用时间、处理部位、施用方式、施用的浓度和施用次数等问题。
特别提醒
植物生长素类似物在施用浓度上是需要严格控制的，超过一定浓度，不仅不能促进植物生长，反而会严重破坏植物的生理过程，甚至使植物死亡。
在早春低温时，为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大？( )
A．脱落酸
B．细胞分裂素
C．赤霉素
D．生长素
【尝试解答】 A
例4
【解析】 本题考查脱落酸的分布及生理作用。水稻种子含有脱落酸，脱落酸具有促进种子休眠的作用，洗去脱落酸有利于水稻种子早发芽。
跟踪训练 植物激素应用在园艺上效果显著。回答下列有关使用的有效激素的问题。
(1)成熟的香蕉不宜搬运和储存，蕉农在香蕉尚绿时及时采收，果贩如何处理以促进香蕉适时成熟？______________________________________。
(2)优良果树的繁殖常用扦插法，果农如何处理枝条使扦插成功？_____________________________________。
(3)马铃薯在储存中易发芽而失去市场价值，农户应用哪一种激素抑制发芽？______________________________________。
(4)欲使矮茎花卉长高，使用哪一种植物激素最具功效？
__________________________________。
(5)在植物细胞培养基中，需用哪些植物激素？_________________________________。
解析：乙烯能促进果实成熟，促进叶片和果实脱落；细胞分裂素能促进细胞分裂，低浓度的IAA能促进扦插的枝条生根，高浓度的IAA则抑制发芽；赤霉素能促进细胞伸长、植株增高；在植物组织培养中常用生长素和细胞分裂素来促进生根发芽。
答案：(1)用乙烯处理 (2)用IAA或细胞分裂素处理 扦插枝条 (3)高浓度的IAA (4)赤霉素 (5)生长素和细胞分裂素
实验探究创新
探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用过程中的问题
萘乙酸(NAA)是生产中常用的植物生长素类似物，在一定浓度范围内(50～500 ppm)能促进植物生根，且效果比IAA好。但NAA对不同植物促进生根的最佳浓度有较大差异。某校生物兴趣小组的同学想通过实验探究“NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度”，请帮助他们完成实验步骤并分析实验结果：
实验目的：探究NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度。
实验原理：NAA能促进植物扦插枝条生根，有利于插条的存活。在最适浓度下，插条容易生根，存活率也最大。
实验材料：浓度为100 ppm、200 ppm和300 ppm的NAA溶液，茉莉花、桅子花、金钱松枝条，其他必要材料。
(1)实验步骤：
①取250 mL烧杯4只，编号为1～4。1～3号烧杯中分别按序加入100～300 ppm的萘乙酸溶液50 mL,4号烧杯中加入________作为对照。
②选长势相当的两年生植物枝条若干(长15 cm左右，留顶部2～3片叶，基部的剪除)，________，每组10枝，分别将基部浸入各烧杯溶液中，时间为1小时。
③将各组枝条分别插入沙土中，在适宜条件下培养。
④一个月后，观察各组插条生根数量和存活枝条数量，计算成活率。
(2)实验结果：3组同学分别用不同植物进行实验，结果如下：
(3)结果分析：由结果可知，NAA浸泡对茉莉花插条生根的促进效果较好，而另两组未达到实验的预期效果。请分析可能的原因：
栀子花：___________________________________。
金钱松：____________________________________。
(4)在不增加新实验的前提下，请在下面方格纸中设计一种适宜方式对实验数据进行处理，并推算出NAA促进茉莉花插条生根的更精确的浓度值。NAA促进茉莉花插条生根的最佳浓度约为________。
【解析】 本题主要考查生长素类似物的浓度对植物生根的影响的相关知识及实验设计过程中应注意的问题。(1)为遵循单一变量原则和随机取样原则，4号烧杯中应加入等量清水，还要随机把植物枝条均分为4组。(3)由题干可知，萘乙酸(NAA)“在一定浓度范围内(50～500 ppm)能促进植物生根，且效果比IAA好。但NAA对不同植物促进生根的最佳浓度有较大差异”，所以当出现NAA浸泡对茉莉花插条生根的促进效果较好，而另两组未达到实验的预期效果时，要从内因(材料对生长素类似物的敏感程度)和外因(实验自变量
和无关变量的控制)两个角度去分析。(4)根据(2)中的实验数据以及生长素类似物作用两重性的特点可知，100 ppm和200 ppm两个浓度是关于生根最适浓度左右对称的，可据此绘出曲线图，从而找出大概的最适浓度。
【答案】 (1)①等量清水 ②随机均分为4组 (3)栀子花：自身产生的IAA较多(或生根对IAA浓度的要求很低)，在不添加外源NAA的条件下，生根存活率很高 金钱松：促进生根所要求的NAA浓度很高，300 ppm远未达到其促进浓度 (4)如图所示 130 ppm
【实验链接】 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中应该注意的几个问题
1．自变量的控制
(1)设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成质量浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，及时贴上相应标签。(NAA有毒，配制时最好戴手套和口罩。剩余的母液应放在4 ℃下保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则不能继续使用。)
(2)枝条处理方法：浸泡法和沾蘸法。建议各小组采用不同方法进行实验。浸泡法也可设置不同的浸泡时间。应该鼓励学生设计多种方案，以便交流，资源共享。
2．研究实验中出现的问题
(1)分析不同插条的生根情况
不能生出不定根：有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。
都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目不一样，如枝条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。
(2)分析与本实验相关的其他因素
①温度要一致。
②设置重复组，即每组不能少于3个枝条。
③设置对照组，清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组进行对比，目的是探究2,4 D或α 萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。
3．预实验的设置
在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。这样做可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。预实验也必须像正式的实验一样认真进行。
知能过关演练
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第四节 植物生命活动的调节
学习目标：1.了解生长素发现过程
2．了解生长素的作用及其特点
3．了解植物生长素类似物的应用
能力目标：1.学会分析生长素发现的经典实验，掌握实验设计的一般思路和方法
2．初步掌握对生长素作用特点的实验验证
3．掌握生长素及类似物在实践上的应用方法
情感目标：1.了解科学的探究方法及探索精神
2．培养学生热爱科学的态度
课标领航
情景导引
朵朵葵花向太阳、许多植物是宝塔形树姿、植物的根都是向地生长而茎是背地生长。……等等。植物界为什么如此神奇呢？
核心要点突破
实验探究创新
知能过关演练
第四节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、植物生长素的发现
1．植物生长物质：植物体内合成的___________和人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂。
2．植物激素
(1)概念：在植物体内一定部位合成，并从___________运输到____________，对植物生长发育具有显著生理作用的微量的化学物质。
(2)最早发现的植物激素是___________。
3.生长素的发现过程
植物激素
产生部位
作用部位
生长素
弯向光
源生长
直立
伸长
不生长
不弯曲
尖端
吲哚乙酸
思考感悟
1．结合生长素的有关知识，试分析“朵朵葵花向太阳”的原因。
【提示】 单侧光影响了生长素的分布，使背光一侧的生长素多于向光一侧，从而使背光一侧的细胞伸长快于向光一侧，结果表现为葵花茎弯向光源生长。
二、生长素的特性
1．极性运输：生长素只能从植物体的_______________向____________运输，而不能倒转过来运输。
2．两重性
(1)含义：生长素既能________植物生长，又能_______植物生长。
(2)影响因素：__________________、植物器官的种类和细胞的年龄。
(3)一般规律
形态学上端
形态学下端
促进
抑制
生长素的浓度
①一般来说，低浓度生长素可以促进植株的生长，而高浓度生长素却抑制植株的生长。
②生长素浓度在10－10 mol/L时对根生长的促进作用最显著；在10－8 mol/L时对芽生长的促进作用最显著，而此浓度对根生长已经起抑制作用；在10－4 mol/L时对茎生长的促进作用最显著，而对__________的生长都起明显的抑制作用。
③顶端优势
根和芽
三、植物生长素类似物的应用
1．种类：吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、___________等。
2．优点：价格便宜、效果稳定。
2,4 D
扦插枝条生根
四、其他植物激素
1．激素的种类、存在部位及主要作用
名称 存在部位 主要作用
赤霉素 主要分布于_____________、幼芽、幼叶、幼根等幼嫩组织和器官 促进____________、植株增高，诱导开花，促进果实生长
细胞分裂素 通常分布于____________、萌发的种子和正在发育的果实等器官 促进细胞分裂，延缓叶片衰老，诱导___的分化
脱落酸 普遍存在于植物体，在________________中较多 促进芽和种子的_____，促进叶片和果实的衰老、脱落
乙烯 广泛存在于多种组织和器官，正在成熟的果实中含量更多 促进果实______，促进叶片和果实脱落
未成熟的种子
幼嫩的根尖
成熟和衰老的组织
细胞伸长
芽
休眠
成熟
2.激素间的相互作用
(1)植物激素间既有协同作用，也有拮抗作用。如生长素、__________、________________均有促进生长的作用，而脱落酸可抵消三者效应而抑制生长。
(2)决定某一生理效应的不是某激素的绝对量，而是各激素间的___________。如组织培养中，生长素和细胞分裂素不同的配比会影响根和芽的分化。
赤霉素
细胞分裂素
相对含量
思考感悟
2．在农业生产中生长素类似物的作用效果一般比生长素更高效的原因是什么？
【提示】 生长素类似物是人工合成的，在植物体内没有分解它的酶，故作用时间较长、效果更高效。
核心要点突破
生长素与向性运动
向性运动(属于应激性)是植物对外界单方向刺激引起的定向运动。向性运动的运动方向与刺激方向有关(朝着剌激或背离刺激)。向性运动产生的机制是相同的：单方向刺激→生长素分布不均匀(背光侧与向光侧、近地侧与远地侧)→生长速率不均衡→向性运动。
1．向光性
单侧光刺激→生长素分布不均匀(背光一侧生长素多于向光一侧)→生长速率不均衡(背光一侧的细胞伸长快于向光一侧)→向性运动(茎弯向光源生长)。
2．茎的背地性生长，根的向地性生长(如图)
例1
(2011年江苏无锡高二检测)下图表示有关生长素的一项实验。经过一段时间后，图中甲、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
【尝试解答】 A
【解析】 在a、b、c、d四个琼脂块中，a的生长素浓度大于b的生长素浓度，c的生长素浓度等于d的生长素浓度，所以a＞c＝d＞b，即弯曲程度最大的是甲。
跟踪训练 为比较光照和重力两种因素对生长素在植物体内分布的影响哪一个更大，某研究性学习小组进行如下实验。
(1)材料用具：品种、大小相同的已用清水泡胀的玉米种子若干，空易拉罐四个，沙土，不透光的牛皮纸，剪刀等。
(2)方法步骤：
①取四个空易拉罐，分别剪去顶盖，装入湿润沙土并分别标号(甲、乙、丙、丁)，并各植入10粒玉米种子，放在温度适宜的阴暗处培养，待幼苗长到2 cm左右备用。
②甲、乙、丙、丁都用不透光的牛皮纸包严(留出幼苗生长的足够空间)，放在实验台上。甲、乙直立放置，在乙的右侧开直径1 cm的小口，在距小孔一侧0.5 m处用100 W的白炽灯照射；丙、丁水平放置，在丙正对地面一侧开直径1 cm的小口，在其下方0.5 m处用100 W的白炽灯连续照射；其他条件相同。
(3)实验现象：两昼夜后，实验结果如下图所示
(每个装置中只画了一个幼苗作为示意)。
请回答问题。
(1)要证明重力对玉米幼苗生长的影响，应选择______装置进行实验。
(2)造成丁装置中幼苗向上弯曲生长的原因是____________________________________。
(3)如果一开始就使整个实验装置处于无重力状态，则丙装置中幼苗的生长方向是________，丁装置中幼苗的生长方向是________。
(4)比较丙、丁两装置中玉米苗的生长情况可知，本实验中重力对幼苗生长的影响比单侧光对幼苗生长的影响________(大、小或相同)。由此可判断：乙、丁两装置中幼苗弯曲生长到相同角度时，________装置所需的时间较长。
解析：本题同时探究了重力和单侧光对植物生长的影响，并把两种因素对植物生长的影响进行了比较。通过比较弯曲程度来比较两种因素对玉米幼苗生长的影响。
答案：(1)甲和丁 (2)重力作用使生长素在近地一侧分布多，导致近地一侧的组织纵向伸长生长较快 (3)弯向光源生长(或弯向下方生长) 水平生长 (4)大 乙
生长素的运输
1．生长素的合成部位
主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子等具有分生能力的部位合成，而在衰老的组织中合成较少。
2．生长素的运输特点：极性运输。
(1)运输方式：是一种逆浓度梯度的主动运输过程，需要消耗ATP，与细胞呼吸强度有关。
(2)相关实验
a、b两组相对比：共同证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。
3．顶端优势
(1)概念：顶端优势就是顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。
(2)产生原因：主要是植物的顶芽产生的生长素向下运输，过多地积累在近顶端的侧芽部位，从而抑制该部位的生长。如果摘除了顶芽，侧芽部位的抑制就会减弱，逐渐发育成为枝条。
(3)在生产上的应用：果树修剪，对棉花、番茄等农作物进行摘心，以达到改善株型和增产的目的。
下图表示燕麦胚芽鞘的向光性实验(锡箔套不透光，云母片不透水)。请说明图(1)～(8)各胚芽鞘的生长状况。
例2
(1)________(2)________(3)________(4)________
(5)________(6)________(7)________(8)________
【尝试解答】 (1)直立生长 (2)向光弯曲生长 (3)向光弯曲生长 (4)直立生长 (5)不生长、不弯曲 (6)向右弯曲生长 (7)直立生长 (8)向右弯曲生长
【解析】 图(1)尖端不透光，产生的生长素均匀分布，直立生长。
图(2)尖端产生的生长素分布不均向下运输，出现向光弯曲生长。
图(3)云母片位置不影响生长素运输，向光弯曲生长。
图(4)云母片阻断生长素的横向运输，生长素均匀分布，直立生长。
图(5)产生的生长素不能向下运输，不能生长。
图(6)因受单侧光刺激，导致左侧的生长素较多，又因右侧插有云母片，生长素不能向下运输，生长慢，故向右弯曲生长。
图(7)生长素均匀分布，直立生长。
图(8)尖端下部左侧生长素浓度高，长得快，向右弯曲生长。
【规律方法】 解答有关植物向光性问题所要明确的知识归纳：
跟踪训练 用含同位素14C标记的吲哚乙酸来处理枝条的一端，然后探测另一端是否含有放射性14C的吲哚乙酸存在。枝条及位置如下图所示，下列有关处理方法及结果叙述正确的是( )
A．处理甲枝条的A端，不可能在甲枝条的B端探测到14C的存在
B．处理乙枝条的A端，能在乙枝条的B端探测到14C的存在
C．处理乙枝条的B端，能在乙枝条的A端探测到14C的存在
D．处理甲枝条的B端，能在甲枝条的A端探测到14C的存在
解析：选C。吲哚乙酸(即生长素)在植物体内的运输主要是极性运输，解答该题首先要根据图形中芽在枝条上的长势来判断形态学的上、下端，即甲枝条中A端、乙枝条中B端为形态学的上端，然后根据生长素只能由形态学上端向形态学下端运输来辨别选项的正确与否。
与生长素生理作用有关的图信息解读
1．从甲图可读到以下信息
(1)生长素的功能具有两重性，即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官的生长。
(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根>芽>茎)。
(3)曲线在A、B、C三点代表最佳促进效果，A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素的促进效果。A′、B′、C′点分别表示生长素对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制。
2．从乙图可以读到以下信息
不同种类的植物对生长素的敏感度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感程度高。
3．从丙图可以读到以下信息
(1)曲线中H点表示促进生长最适浓度为g，在OH段随生长素浓度增高，促进作用增强，而HC段随着生长素浓度增高，促进作用减弱。
(2)若植物幼苗出现向光性，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光一侧生长素浓度范围应为：大于m小于2m(向光一侧生长慢于背光一侧)。
(3)若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为2m，则茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。
特别提醒
不要将甲图中AA′、BB′、CC′理解为抑制阶段，这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐减弱。
根据甲、乙两图所示内容回答下列问题。
(用乙图根、茎、芽三条曲线上相应字母所对应的浓度来表示甲图相应各点的生长素浓度)：
例3
(1)乙图________点浓度可表示甲图①处生长素浓度，________点浓度表示②处生长素浓度。②处结构长不出来的原因是________，解决的办法是________，此后②处生长素浓度将会低于________mol·L－1。
(2)将该植物向左侧放倒水平放置一段时间，可表示⑤侧浓度的是乙图中________点浓度，表示⑥侧生长素浓度的是乙图中________点浓度，因此根将________生长。表示③侧浓度的是________点浓度，表示④侧浓度的是________点浓度，所以________侧生长快，茎将________生长。
【思路点拨】 本题主要考查生长素的敏感性及植物向地生长与背地生长的成因。解答本题须注意以下几点：
(1)了解生长素两重性特点。
(2)确定生长素对根、芽、茎的生理作用。
(3)明确植物向地性、背地性与生长素浓度的关系。
【尝试解答】 (1)b e 顶芽产生的生长素积累在侧芽部位，抑制其生长 摘去顶芽 10－6
(2)d a 向地心弯曲 f c ③ 背地弯曲
【解析】 ①表示顶芽，②表示侧芽，顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽。顶芽处，生长素浓度处于促进生长的范围内，b点符合要求。侧芽处生长素浓度过高会抑制其生长，e点符合题意。打破顶端优势的方法是摘除顶芽。由于重力的作用，向地侧生长素浓度高于背地侧生长素浓度，向地侧生长素浓度促进茎的生长而抑制根的生长，背地侧生长素浓度对茎的促进作用小，同时促进根生长。③侧可用f点表示，④侧可用c点表示，⑤可用d点表示，⑥用a点表示。
跟踪训练 (2010年高考课标全国卷)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)，将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(α)如图甲，α与生长素浓度的关系如图乙。请回答：
(1)从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_________________________________。
(2)将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2，请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：___________________________________。
解析：(1)生长素的生理作用具有双重性，低浓度促进植物生长，超过最适浓度后，高浓度抑制植物生长，甚至杀死植物。对任何一种植物来讲，都有促进生长的最适生长素浓度，在最适浓度两侧可能会出现作用效果相同而浓度不同的两个点。(2)低浓度(A)溶液和高浓度(B)溶液都能促进茎段的生长，将待测溶液进行稀释后，若其浓度为A，则促进作用会小于原来浓度的促进作用，即α2＜α1；若其浓度为B，则促进作用会大于原来浓度的促进作用，即α2＞α1。
答案：(1)生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大弯曲角度α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的弯曲角度α
(2)若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B
植物生长素类似物的应用
1．农业生产过程中，使用植物生长素类似物的具体实例
(1)用赤霉素类打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠；促进苋、芹菜等的营养生长，增加产量。
(2)用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄生根；对苹果、鸭梨进行疏花疏果，促进脱落；对棉花进行保花保果，防止脱落。
(3)用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化；促进香蕉、番茄的果实成熟。
2．应用的注意事项
(1)注意施用目的、药物效果、药物毒性、药物残留、价格和施用是否方便等因素。
(2)注意施用时间、处理部位、施用方式、施用的浓度和施用次数等问题。
特别提醒
植物生长素类似物在施用浓度上是需要严格控制的，超过一定浓度，不仅不能促进植物生长，反而会严重破坏植物的生理过程，甚至使植物死亡。
在早春低温时，为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大？( )
A．脱落酸
B．细胞分裂素
C．赤霉素
D．生长素
【尝试解答】 A
例4
【解析】 本题考查脱落酸的分布及生理作用。水稻种子含有脱落酸，脱落酸具有促进种子休眠的作用，洗去脱落酸有利于水稻种子早发芽。
跟踪训练 植物激素应用在园艺上效果显著。回答下列有关使用的有效激素的问题。
(1)成熟的香蕉不宜搬运和储存，蕉农在香蕉尚绿时及时采收，果贩如何处理以促进香蕉适时成熟？______________________________________。
(2)优良果树的繁殖常用扦插法，果农如何处理枝条使扦插成功？_____________________________________。
(3)马铃薯在储存中易发芽而失去市场价值，农户应用哪一种激素抑制发芽？______________________________________。
(4)欲使矮茎花卉长高，使用哪一种植物激素最具功效？
__________________________________。
(5)在植物细胞培养基中，需用哪些植物激素？_________________________________。
解析：乙烯能促进果实成熟，促进叶片和果实脱落；细胞分裂素能促进细胞分裂，低浓度的IAA能促进扦插的枝条生根，高浓度的IAA则抑制发芽；赤霉素能促进细胞伸长、植株增高；在植物组织培养中常用生长素和细胞分裂素来促进生根发芽。
答案：(1)用乙烯处理 (2)用IAA或细胞分裂素处理 扦插枝条 (3)高浓度的IAA (4)赤霉素 (5)生长素和细胞分裂素
实验探究创新
探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用过程中的问题
萘乙酸(NAA)是生产中常用的植物生长素类似物，在一定浓度范围内(50～500 ppm)能促进植物生根，且效果比IAA好。但NAA对不同植物促进生根的最佳浓度有较大差异。某校生物兴趣小组的同学想通过实验探究“NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度”，请帮助他们完成实验步骤并分析实验结果：
实验目的：探究NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度。
实验原理：NAA能促进植物扦插枝条生根，有利于插条的存活。在最适浓度下，插条容易生根，存活率也最大。
实验材料：浓度为100 ppm、200 ppm和300 ppm的NAA溶液，茉莉花、桅子花、金钱松枝条，其他必要材料。
(1)实验步骤：
①取250 mL烧杯4只，编号为1～4。1～3号烧杯中分别按序加入100～300 ppm的萘乙酸溶液50 mL,4号烧杯中加入________作为对照。
②选长势相当的两年生植物枝条若干(长15 cm左右，留顶部2～3片叶，基部的剪除)，________，每组10枝，分别将基部浸入各烧杯溶液中，时间为1小时。
③将各组枝条分别插入沙土中，在适宜条件下培养。
④一个月后，观察各组插条生根数量和存活枝条数量，计算成活率。
(2)实验结果：3组同学分别用不同植物进行实验，结果如下：
(3)结果分析：由结果可知，NAA浸泡对茉莉花插条生根的促进效果较好，而另两组未达到实验的预期效果。请分析可能的原因：
栀子花：___________________________________。
金钱松：____________________________________。
(4)在不增加新实验的前提下，请在下面方格纸中设计一种适宜方式对实验数据进行处理，并推算出NAA促进茉莉花插条生根的更精确的浓度值。NAA促进茉莉花插条生根的最佳浓度约为________。
【解析】 本题主要考查生长素类似物的浓度对植物生根的影响的相关知识及实验设计过程中应注意的问题。(1)为遵循单一变量原则和随机取样原则，4号烧杯中应加入等量清水，还要随机把植物枝条均分为4组。(3)由题干可知，萘乙酸(NAA)“在一定浓度范围内(50～500 ppm)能促进植物生根，且效果比IAA好。但NAA对不同植物促进生根的最佳浓度有较大差异”，所以当出现NAA浸泡对茉莉花插条生根的促进效果较好，而另两组未达到实验的预期效果时，要从内因(材料对生长素类似物的敏感程度)和外因(实验自变量
和无关变量的控制)两个角度去分析。(4)根据(2)中的实验数据以及生长素类似物作用两重性的特点可知，100 ppm和200 ppm两个浓度是关于生根最适浓度左右对称的，可据此绘出曲线图，从而找出大概的最适浓度。
【答案】 (1)①等量清水 ②随机均分为4组 (3)栀子花：自身产生的IAA较多(或生根对IAA浓度的要求很低)，在不添加外源NAA的条件下，生根存活率很高 金钱松：促进生根所要求的NAA浓度很高，300 ppm远未达到其促进浓度 (4)如图所示 130 ppm
【实验链接】 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中应该注意的几个问题
1．自变量的控制
(1)设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成质量浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，及时贴上相应标签。(NAA有毒，配制时最好戴手套和口罩。剩余的母液应放在4 ℃下保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则不能继续使用。)
(2)枝条处理方法：浸泡法和沾蘸法。建议各小组采用不同方法进行实验。浸泡法也可设置不同的浸泡时间。应该鼓励学生设计多种方案，以便交流，资源共享。
2．研究实验中出现的问题
(1)分析不同插条的生根情况
不能生出不定根：有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。
都能生出不定根：促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出的不定根的数目不一样，如枝条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。
(2)分析与本实验相关的其他因素
①温度要一致。
②设置重复组，即每组不能少于3个枝条。
③设置对照组，清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组进行对比，目的是探究2,4 D或α 萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。
3．预实验的设置
在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。这样做可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。预实验也必须像正式的实验一样认真进行。
知能过关演练
本部分内容讲解结束
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