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第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
单侧光
光源
不做处理
向光弯曲生长
胚芽鞘的尖端
尖端
不发生弯曲，
但生长
尖端下面的一段
光源
背光面比向光面生长快
不生长不弯曲
弯向光源生长
透过
分布不均匀
化学物质
化学物质
朝对侧弯曲生长
既不生长也不弯曲
生长素
吲哚乙酸
生长素分布不均匀
微量有机物
幼嫩的叶、芽
色氨酸
形态学上端
形态学下端
输导组织
生长旺盛
传达信息
调节
伸长生长
生长、发育
侧根和不定根
浓度
器官
敏感
根＞芽＞茎
顶芽
侧芽
顶芽
低
促进
侧芽
高
受到
去除顶芽
抑制
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
核心点三
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
处理：
处理：去掉
现象：
现象：既不生长，也不弯曲
A
B
处理：用锡箔罩子
处理：用锡箔罩子罩上
把罩上
C
现象：
D
现象：弯向
生长
浅仰芹
我仰
h
团结守纪勤学春
生长素的发现过程
感光部位：胚芽鞘尖端
植物向光
作用部位：胚芽鞘尖端
植物生
性的原因
下面的伸长区
长素
作用机理：单侧光照引起生长素分
布不均匀。背光一侧的含量多于向
光一侧，背光面比向光面生长快
生长素的
产生部位：主要是幼嫩的
产生、运
芽、叶和发育中的种子
输和分布
运输：极性运输
分布：主要分布在生长旺盛的部位
生长素的作用方式：调节细胞生命活动
生理作用
作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长
实例：顶端优势
a
生长素浓度
国
形态学上端
A
形态学下端
供应琼脂块14C-IAA
14C-IAA
14C-ABA
14C-ABA
A
B
A
B
B
A
B
A
接收琼脂块
①
②
③
④第1节 植物生长素
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不同特点，既能促进生长，也能抑制生长。 1．生命观念和科学思维——通过生长素的作用特点阐释生物学中适应与平衡观念，并运用这一观念分析和解决现实中的问题。2．科学探究——通过概述生长素的发现过程认同科学探究的一般过程。
一、生长素的发现过程
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
实验1 实验2
(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。
问题：若已经确定胚芽鞘尖端可以产生生长素，根据胚芽鞘的向光性实验和拜尔实验的比较，你能对胚芽鞘的向光性提出哪些可能的解释？
提示：①单侧光使生长素在背光侧分布较多。②单侧光使向光侧的生长素被分解。
4．温特的实验
A B
(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。
二、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)方向
3．分布：相对集中分布在生长旺盛的部分。
三、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．作用效果
(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)作用特点
①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。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。
②幼嫩细胞对生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝。
③根、芽、茎对生长素的敏感程度由大到小为根＞芽＞茎。
3．顶端优势的概念与原因
(1)概念：顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。
(2)原因
(3)解除方法：去除顶芽。
问题：(1)生长素是不是定向运输到作用部位？如何作用于相应的靶细胞？
提示：不是；靶细胞上有相应的受体可以接受生长素传递的信息。
(2)顶端优势中反映的生长素的运输方式是什么？依据是什么？
提示：主动运输；生长素在侧芽位置积累，说明生长素可以从低浓度向高浓度运输。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．达尔文通过实验推测胚芽鞘尖端在单侧光照下能产生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．幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。 ( )
3．植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素。 ( )
4．同一植株的根和芽生长所需要的最适生长素浓度相同。 ( )
5．当植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势，其主要原因是侧芽附近的生长素浓度过高，其生长受抑制。 ( )
6．生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。 ( )
提示：1．√
2．× 生长素在生物体内含量较少，而不是大量。
3．√
4．× 同一植株的根和芽生长所需要的最适生长素浓度不同，根对生长素浓度要敏感些。
5．√ 6．√
生长素的发现过程
1．生长素相关实验的图解分析
类别 图解条件 相关结果
遮盖类 ①直立生长②向光生长
暗箱类 ①直立生长②向光(小孔)生长
插入类 ①向右侧弯曲生长②直立生长③向光生长④向光生长
移植类 ①直立生长②向左侧弯曲生长③④中IAA的含量a＝b＋c，b>c
旋转类 ①向中央弯曲生长②直立生长③向开孔处弯曲生长
2．植物向光性的原因分析
1．从对照实验设计的单一变量原则角度分析，鲍森·詹森实验有什么不足之处？又该如何改进？
提示：不足之处为该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生。改进方案为：增设一组：将胚芽鞘尖端切掉，将琼脂片放在切口上，用单侧光照射，观察胚芽鞘生长状况。
2．拜尔实验为什么要在黑暗中进行？温特实验是否也需要在黑暗中进行？
提示：排除光照不均匀对实验结果的影响；不需要。
3．生长素通过促进细胞伸长而不是通过促进细胞分裂促进胚芽鞘生长，你能否通过胚芽鞘实验证明这一点？
提示：可以对向光弯曲生长的胚芽鞘沿光线方向做纵切片，用显微镜观察向光侧和背光侧的细胞数目和细胞长短。
1．如下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，下列说法正确的是( )
实验一 实验二 实验三 实验四
A．实验一证明生长素的产生依赖光照
B．实验二证明顶端产生的生长素能向下运输
C．实验三证明胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的“影响”分布不均
D．实验四证明造成胚芽鞘弯曲生长的“影响”是生长素
C [图中实验一条件下，两个胚芽鞘都发生了生长现象，但是尖端见光的胚芽鞘发生了向光弯曲生长现象，该实验证明胚芽鞘感受光刺激的部位是尖端，而不能证明生长素的产生依赖光照，A错误；实验二中无尖端的胚芽鞘没有放琼脂片，有尖端的胚芽鞘放置了琼脂片，因此并不能证明生长素是尖端产生的，也有可能是琼脂片中的，B错误；实验三的自变量为尖端所处的位置，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长，证明胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的“影响”分布不均匀，C正确；实验四证明胚芽鞘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，D错误。]
2．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．②⑤⑧
D [①中由于胚芽鞘匀速旋转，使a、b琼脂块中的生长素浓度相同，故①直立生长；②向右弯曲生长；③直立生长；④直立生长；⑤向右弯曲生长；⑥不生长也不弯曲；⑦只有暗室内的幼苗旋转，受光均匀，直立生长；⑧装置整体旋转，光通过小孔，胚芽鞘受单侧光照射，所以向小孔方向弯曲生长。]
判断植物“长不长、弯不弯”的简单方法——“两看法”
注：(1)判断生长素的有无：一看有没有产生部位，二看有没有人为施加。
(2)尖端下部伸长区相当于生长素作用的“靶细胞”部位。
生长素的产生、运输和分布
1．极性运输
(1)概念：生长素由植物体的形态学上端向形态学下端的运输。
(2)特点：只能由形态学上端→形态学下端，不能倒转。
(3)影响因素：植物的遗传特性决定，不受单侧光、重力等影响。
(4)实验验证
a
b
a、b两组相互对比，共同证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。
2．非极性运输
(1)概念：植物体内物质的运输不受形态学上、下端的影响。
(2)实例：在成熟组织中，生长素可通过输导组织进行非极性运输。
1．用图中数字符号表示出生长素极性运输的方向。尝试总结其运输有何规律。
提示：(1)①→② (2)④→③ (3)⑥→⑤
规律：由形态学上端向形态学下端运输。
2．分析判断下列图中生长素横向运输的方向，并思考影响横向运输的因素有哪些。
(1) (2) (3)
提示：(1)①→② (2)③→④ ⑤→⑥ (3)⑦→⑧
影响横向运输的因素有单侧光、重力、离心力等。
3．验证生长素的极性运输实验中，b组实验能否不改变胚芽鞘形态学上端和形态学下端的方向，而将含生长素的琼脂块和不含生长素的琼脂块颠倒位置？
提示：不能。将含生长素的琼脂块和不含生长素的琼脂块颠倒位置，和a组实验比较，多了一个重力的变量。
3．取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组，将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘相同位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘，然后用单侧光照射，发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘无弯曲生长，原因是( )
A．c组尖端能产生生长素，d组尖端不能
B．a′组胚芽尖端能合成生长素，b′组尖端不能
C．c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能
D．a′组胚芽尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b′组尖端的生长素不能
D [胚芽鞘的尖端都能合成生长素，所以A、B两项错误。生长素的运输是只能从形态学上端运输到形态学下端的极性运输，C项错误。据题干可知，a′组中接入的茎段的形态学上端连接胚芽鞘尖端，形态学下端连接茎，所以生长素可以向基部运输，因此胚芽鞘向光弯曲生长；b′组中接入的茎段的形态学下端连接胚芽鞘尖端，形态学上端连接茎，故生长素不能向基部运输，因此胚芽鞘无弯曲生长，D项正确。]
(1)单侧光(重力)影响生长素的分布，但不影响生长素的产生。
(2)引起生长素分布不均匀的因素有很多，如含生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘上的位置等。
(3)生长素在琼脂块中的运输不是主动运输，而是扩散作用。
4．生长素在植物体内的运输方向及运输方式在不同部位存在差异。下列叙述错误的是( )
A．生长素的极性运输需要载体蛋白的协助，并消耗能量
B．在成熟的组织中，生长素可以通过木质部进行非极性运输
C．生长素的极性运输可能与细胞膜上运输生长素的载体位置有关
D．在胚根鞘尖端，生长素可横向运输，但会受到重力等因素的影响
B [生长素的极性运输属于主动运输，需要载体蛋白的协助，并消耗能量，A正确；在成熟的组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输，B错误；生长素的极性运输属于主动运输，可能与细胞膜上运输生长素的载体位置有关，C正确；在胚根鞘尖端，生长素可横向运输，但会受到重力等因素的影响，D正确。]
生长素的生理作用
1．生长素的作用方式
不催化细胞代谢，不为细胞提供能量，而是给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2．作用特点的影响因素
(1)浓度：一般情况下，生长素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)器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为根>芽>茎。
(3)成熟程度：一般来说，幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。
3．(1)图1表示不同浓度生长素的生理作用不同，表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
图1
图2 图3
①四个关键点含义：A点为较低浓度促进生长；B点促进作用最强；C点既不促进，也不抑制；D点为较高浓度抑制生长。
②曲线段含义：
a．AB段表示在一定的浓度范围内，随生长素浓度的升高，促进作用增强；
b．BC段(不包括C点)表示在一定的浓度范围内，随生长素浓度的升高，促进作用减弱；
c．CD段(不包括C点)表示超过一定的浓度范围，随生长素浓度的升高，抑制作用增强。
(2)图2表示不同器官对生长素的敏感程度不同，根>芽>茎。
(3)图3表示不同植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感性强。
4．顶端优势
(1)概念：顶芽优先生长，侧芽受抑制的现象。
(2)原因
①生长素的运输方向是A→B(用图中字母表示)，A处生长素浓度低―→促进生长。
②B处生长素浓度高―→抑制生长。
结合右图解释植物的根为何具有向地性。此特点是否体现了生长素作用的特点？植物的茎的背地生长是否体现了生长素作用的特点？
提示：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处的浓度较低促进根的生长，充分体现了生长素生理作用的低浓度促进生长，高浓度抑制生长。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侧促进作用大于A侧，没有体现生长素生理作用的低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
5．生长素是人们发现和研究较早的植物激素，其主要作用是促进细胞生长。如图是某植物地上部分，下列有关生长素调节的叙述，正确的是( )
A．该植物体地上部分生长素不都是由①②③④所示结构合成
B．①生长迅速而②生长受抑制是由于②对生长素的敏感性高于①
C．②生长受抑制而④生长较快，是由于①合成的生长素无法运输到④部位
D．由于④结构能够生长，因此该植物的生长没有体现植物的顶端优势现象
A [幼叶等部位也可以合成生长素，A项正确；顶芽合成的生长素向下运输积累在侧芽处，导致侧芽处生长素浓度过高而抑制了侧芽生长，B项错误；②生长受抑制而④生长较快，是由于④处距离顶芽较远，①合成的生长素运到④处的较少，C项错误；该植物顶芽①优先生长，而侧芽的生长均受到不同程度的抑制，说明该植物的生长体现了植物的顶端优势现象，D项错误。]
6．图1表示芽的生长与生长素浓度的关系，图2表示幼苗横放时，根的生长与生长素浓度的关系。下列叙述错误的是( )
图1 图2
A．图1中a点可表示具有顶芽植株的侧芽部位的生长状况
B．图2中d点和f点的作用效果体现了生长素作用的低浓度促进生长，高浓度抑制生长
C．图2中f点可表示根近地侧生长素的作用
D．图2中e点的生长素浓度对植物根的生长没有抑制作用
A [根据顶端优势原理，图1中b点可表示具有顶芽植株的侧芽部位的生长状况，A错误；图2中c、d点的作用效果相同，c、d两点与f点体现了生长素作用的低浓度促进生长，高浓度抑制生长，B正确；图2中f点可表示根近地侧生长素的作用，即抑制作用，C正确；图2中e点的生长素浓度对植物根的生长没有促进作用，也没有抑制作用，D正确。]
生长素的作用及作用特点
(1)生长素促进生长的原理为促进细胞的纵向伸长，从而使体积变大，而不是促进细胞数目的增多。如下图中背光侧之所以长得快，就是因为其背光侧细胞比向光侧“更伸长”。
(2)若生长慢的部位的生长素浓度高于生长快的部位的生长素浓度，则可体现作用特点，如根的向地性、顶端优势等。
(3)与“0”浓度(蒸馏水处理组)比较，生长慢于“0”浓度者表现为抑制作用，从而体现出作用特点，否则不能体现作用特点。就如图的坐标曲线模型而言，若作用曲线为负值(横轴以下，图中C点以下)，则可体现作用特点。
甲图表示的是不同器官对生长素的敏感度，乙图表示的是同一器官在不同生长素浓度下的作用。请据图思考下列问题：
甲
乙
通过对甲坐标图的分析，利用演绎推理等科学思维分析三种器官对生长素的敏感度的高低；通过对乙图的分析对不同生长素浓度促进效果可能相同的理解，找出相应的生长素浓度范围，形成模型与建模的思维方式；通过对“高浓度”“低浓度”界限的分析形成批判性思维方式。
1．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，这里的“高浓度”和“低浓度”的界限指的是甲图中哪几个点对应的生长素浓度？(科学思维)
提示：对根、芽和茎而言，“高浓度”和“低浓度”的界限分别是A′、B′和C′对应的生长素浓度。
2．甲图中A→A′的含义是不是随着生长素浓度的增大，对根的抑制作用逐渐增强？(科学思维)
提示：不是，A→A′的含义是随着生长素浓度的增大，对根的促进作用逐渐减弱。
3．根据乙图回答下列问题：(科学思维)
(1)若曲线表示植物的幼苗，其出现向光性时，且测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围是多少？
提示：大于m小于M。
(2)若曲线表示植物的茎，在植物水平放置，表现出茎的背地性时，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围是多少？
提示：大于0小于m。
(3)若曲线表示植物的根，在植物水平放置，表现出根的向地性时，且测得其根的远地侧生长素浓度为m，则近地侧浓度范围是多少？
提示：大于i。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
1．核心概念(1)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，叫作植物激素。(2)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，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。2．结论语句(1)胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧光刺激的部位都是胚芽鞘的尖端。(2)植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，背光一侧生长素的含量多于向光一侧。(3)生长素相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根顶端分生组织、形成层和发育中的种子和果实等处。(4)生长素不催化细胞代谢，不为细胞提供能量而是给细胞传达信息。(5)生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长。顶端优势和根的向地性都体现了生长素作用的特点。
1．1918年，科学家拜尔将胚芽鞘尖端放在去除尖端的胚芽鞘的一侧，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长，证明了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。拜尔这个实验的对照组可以设计为( )
A．去除胚芽鞘的尖端，单侧光照射
B．去除胚芽鞘的尖端，遮光处理
C．将胚芽鞘尖端放在去除尖端的胚芽鞘的正中，单侧光照射
D．将胚芽鞘尖端放在去除尖端的胚芽鞘的正中，遮光处理
D [拜尔的实验是在黑暗条件下进行的，故对照组也应该进行遮光处理，自变量应该是尖端放置的位置，因变量是胚芽鞘的生长情况，故对照组应该设计为将胚芽鞘尖端放在去除尖端的胚芽鞘的正中，遮光处理，D符合题意。]
2．如图是某兴趣小组研究植物向光性的一组实验，通过该实验可以得出的结论是( )
A．幼苗感受光刺激的部位在尖端
B．幼苗合成生长素的部位在尖端
C．只有在光照下幼苗才能合成生长素
D．生长素对幼苗生长具有低浓度促进生长，高浓度抑制生长
A [由题图可知，图中锡箔的位置分别在尖端和尖端下面的一段，锡箔在尖端的幼苗直立生长，锡箔在尖端下方的幼苗弯曲生长，因此幼苗感受光刺激的部位在尖端，A符合题意；该实验不能看出幼苗合成生长素的部位，B不符合题意；本题未涉及无光情况下生长素的合成情况，故不能说明只有在光照下幼苗才能合成生长素，C不符合题意；该实验只体现了生长素的促进作用，未体现其低浓度促进生长，高浓度抑制生长，D不符合题意。]
3．下列关于植物生长素的叙述，错误的是( )
A．植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素
B．成熟组织中，生长素通过输导组织进行非极性运输
C．幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同
D．成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输
C [生长素是由色氨酸经过一系列反应转变成的，A正确。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正确。幼嫩的细胞对生长素更敏感，C错误。成熟茎韧皮部的筛管中的生长素可以进行非极性运输，D正确。]
4．如图是生长素浓度与所起作用的关系图，下列相关说法错误的是 ( )
A．不同的生长素浓度促进作用可以相同
B．ab段随着生长素浓度的增大，促进作用增强
C．bc段随着生长素浓度的增大，抑制作用增强
D．该曲线能够表明生长素的生理作用具有低浓度促进生长，高浓度抑制生长
C [由题图可知，不同的生长素浓度促进作用可以相同，A正确；ab段表明随着生长素浓度的增大，促进作用增强，B正确；bc段仍位于横轴以上，仍表现为促进作用，只是随着生长素浓度的增大，促进作用减弱，C错误；题图曲线能够表明生长素在低浓度时促进生长，高浓度时抑制生长，即其作用具有低浓度促进生长，高浓度抑制生长，D正确。]
5．为研究吲哚乙酸(IAA)与脱落酸(ABA)的运输特点，用放射性同位素14C标记IAA和ABA并开展如图所示的实验。请回答下列问题：
(1)生长素的主要合成部位是________________________；其生理作用表现为既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；____________________________。
(2)若图中AB为茎尖切段，琼脂块①和②中出现较强放射性的是________(填序号)；若琼脂块③和④中__________________，说明ABA在茎尖的运输是非极性运输。
(3)综合以上描述，极性运输是指____________________________________
_______________________________________________________________。
(4)如图所示，乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但均小于甲琼脂块所引起的α角，原因是_____________________________________
___________________________________________________________________。
甲 乙
[解析] (1)生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。生长素的生理作用特点的表现之一是既能防止落花落果，也能疏花疏果。(2)吲哚乙酸(IAA)的极性运输是指IAA只能从形态学上端(B)运输到形态学下端(A)。若图中AB为茎尖切段，则在琼脂块①和②中，出现较强放射性的是②。琼脂块③和④中都出现了较强的放射性，说明脱落酸(ABA)既能从形态学上端(B)运输到形态学下端(A)，又能从形态学下端(A)运输到形态学上端(B)，所以ABA在茎尖的运输是非极性运输。(3)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，也就是只能单方向运输，称为极性运输。(4)图中的α角是用来衡量胚芽鞘生长的弯曲程度的，由于乙组中左、右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但均小于甲琼脂块中生长素的含量，因此乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但均小于甲琼脂块所引起的α角。
[答案] (1)幼嫩的芽、叶和发育中的种子 既能防止落花落果，也能疏花疏果 (2)② 均出现了较强放射性 (3)只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向运输 (4)乙组中左、右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但均小于甲琼脂块中生长素的含量
17/20课时分层作业(13) 植物生长素
题组一 生长素的发现过程
1．下列关于生长素发现过程的叙述，错误的是( )
A．达尔文提出单侧光使胚芽鞘尖端产生生长素，造成背光面生长快引起向光弯曲
B．鲍森·詹森通过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的弯曲生长是由于尖端产生的影响在其下部分布不均造成的
D．温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的影响是一种化学物质并将其命名为生长素
A [达尔文通过实验提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，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快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲，A错误；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传递给下部，B正确；拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的影响在其下部分布不均造成的，C正确；温特的实验证明了造成胚芽鞘弯曲的影响是一种化学物质并将这种化学物质命名为生长素，D正确。]
2．科学家温特做了如下实验：把切下的燕麦尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，将琼脂块切成小块。再将经过处理的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘朝对侧弯曲生长。但是，如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲。该实验证明了( )
A．生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
B．造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质
C．生长素的化学本质是吲哚乙酸
D．胚芽鞘会弯向光源生长
B [温特实验中，把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时以后，移去胚芽鞘尖端，并将这块琼脂切成小块，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果发现这个胚芽鞘会向放琼脂小块的对侧弯曲生长。如果把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果发现这个胚芽鞘既不生长，也不弯曲。由此说明，胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端运输到下部，并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长。]
3．根据所学知识判断，下列说法错误的是( )
A．图中能直立生长的是①④⑥
B．若探究植物的向光性，可设置①③进行对照
C．若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑥进行对照
D．图中弯曲生长的是③⑤
C [根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断：①直立生长，②不生长不弯曲，③向光弯曲生长，④直立生长，⑤向光弯曲生长，⑥直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则，若探究植物的向光性，可设置①③进行对照；若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑤进行对照，④⑥不符合要求。]
4．下列是生长素发现的一系列实验(实验材料为燕麦胚芽鞘)，回答下列问题：
A弯曲生长 B直立生长 C直立生长 D弯曲生长
E不生长不弯曲 F直立生长
G弯曲生长 H
(1)A、B实验的推论：燕麦胚芽鞘生长具有________。
(2)若要证明感受光刺激的部位是尖端，则应选择的实验组合是________(填字母)。
(3)E、F实验的推论是_____________________________________________。
上述实验体现了设计实验的单一变量原则，请你写出E、F实验的单一变量是______________________________________________________________。
(4)A、G实验的推论：向光性是由于__________________造成的。
(5)预测实验H的现象是_________________________________________。
[解析] (1)A、B实验中A在单侧光的照射下弯向光源生长，B虽然有单侧光，但整个植株被不透光的装置罩住，可以说明胚芽鞘生长具有向光性。(2)要证明感光部位是尖端，尖端是否接受光照是自变量，故应选择实验组合A、C、D。(3)E琼脂块没接触过胚芽鞘尖端，F琼脂块接触过胚芽鞘尖端，E、F中单一变量是琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端；E、F实验的结果不同说明了尖端产生了某种促进生长的物质。(4)A弯曲生长，G中接触过胚芽鞘的琼脂块放在右侧也引起弯曲，可以说明向光性是由于单侧光引起某种物质分布不均匀造成的。(5)可以判断H应该向右弯曲生长。
[答案] (1)向光性 (2)A、C、D (3)胚芽鞘尖端产生了某种促进生长的物质 琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端 (4)单侧光引起某种物质分布不均匀 (5)向右弯曲生长
题组二 生长素的产生、运输和分布
5．如图所示将燕麦的胚芽鞘尖端切除后放置于一空白琼脂块上一段时间，将已切尖端的胚芽鞘下部正中插入不透水的玻璃片后，再将琼脂块放置于去尖端的胚芽鞘上，经过一段时间的单侧光照射后，胚芽鞘下部的a、b两琼脂块中生长素的含量应为( )
A．a>b B．aC．a＝b D．不能判断
C [将燕麦的胚芽鞘尖端放在琼脂块上，过一段时间后，琼脂块上含有一定浓度的生长素。再将琼脂块放置于去掉尖端的胚芽鞘上，虽然经过一段时间的单侧光照射，但是由于胚芽鞘的感光部位是尖端，故单侧光不会引起琼脂中生长素的横向运输，故a、b两个琼脂块中的生长素含量相等。]
6．将同种且生长状况相同的植物体横置，植物体在失重和有重力的环境中的生长状况并不相同。在失重的环境中，植物体横向生长，在有重力的环境中植物体的根和茎分别朝向重力方向和背向重力方向生长。如图表示在没有重力(失重)和有重力条件下幼苗的生长情况，下列相关叙述中不正确的是 ( )
失重 有重力
A．为控制变量，所用的幼苗应为同种且生长状况一致
B．有重力环境中植物体内生长素浓度情况为a侧>b侧、c侧C．失重环境中植物体的生长素浓度a侧与b侧相等、c侧与d侧相等
D．该事实说明重力可以影响植物体内生长素的分布
B [实验应保证单一变量原则，A正确；将植物体横置，在重力的作用下，在靠近地面一侧植物体内生长素的浓度较高，因此a侧题组三 生长素的生理作用
7．如图为燕麦胚芽鞘向光弯曲生长示意图，下列说法正确的是( )
A．向光侧细胞较小是因为强光使生长素失去作用
B．向光侧细胞分裂太快导致向光侧细胞体积较小
C．胚芽鞘向光弯曲生长是因为背光侧细胞发生弯曲
D．背光侧的生长素浓度能起到促进细胞伸长的作用
D [向光侧细胞较小是由于单侧光使生长素在背光侧分布较多，促进了背光侧细胞的伸长，D正确。]
8．下列关于生长素作用的说法，正确的是( )
A．生长素为植物生长发育提供能量
B．生长素能促进细胞伸长生长，但不能诱导细胞分化
C．生长素通过促进细胞的伸长生长，而促进果实的生长，因此生长素浓度越高促进作用越明显
D．生长素能促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实的发育
D [生长素在植物体内的作用是给细胞传达信息，起调节细胞生命活动的作用，不为细胞提供能量，A错误；在植物体内，生长素在细胞水平上起促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用，B错误；生长素通过促进细胞的伸长生长，而促进果实的生长，但生长素在低浓度时起促进作用，在高浓度时起抑制作用，C错误；在植物体内，生长素在器官水平上影响器官的生长和发育，如促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实的发育等，D正确。]
9．如图表示植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系，下列叙述正确的是( )
A．在单侧光的作用下，若胚芽鞘向光侧的生长素浓度为a，则背光侧为b
B．将植物体水平放置，若根部近地侧生长素浓度为c，则远地侧为d
C．若曲线Ⅰ表示生长素对植物茎的作用，则曲线Ⅱ表示对根的作用
D．若曲线Ⅰ表示生长素对双子叶杂草的作用，则曲线Ⅱ表示对单子叶植物的作用
D [单侧光能使生长素由向光侧向背光侧运输，使背光侧生长素浓度高于向光侧，则背光侧生长快于向光侧，若胚芽鞘生长素浓度向光侧为a，则背光侧生长素浓度要大于a，植物生长单位长度所需时间短于向光侧，A错误；将植物体水平放置，由于受到重力作用，近地侧生长素浓度高于远地侧，若根部近地侧生长素浓度为c，则远地侧生长素浓度应小于c，B错误；植物不同器官对生长素的敏感程度不同，根比芽敏感，芽比茎敏感，若曲线Ⅰ表示生长素对植物根的作用，则曲线Ⅱ可表示生长素对茎的作用，C错误；不同植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感，若曲线Ⅰ表示生长素对双子叶杂草的作用，则曲线Ⅱ表示生长素对单子叶植物的作用，D正确。]
10．植物的顶芽生长占优势，而侧芽生长受抑制的现象，称为“顶端优势”。某校生物小组的同学欲探究顶端优势是否与植物激素有关，做了如下实验，请完成有关实验内容。
(1)实验目的：_______________________________________________。
(2)实验假设：顶芽产生生长素抑制侧芽生长。
(3)实验材料：发育状况相近的杨树幼苗若干、琼脂块、生长素(IAA)等。
(4)实验步骤
第一步：选取发育状况相近的杨树幼苗若干，均分为四组，并编号A、B、C、D。
第二步：A组杨树幼苗切除顶芽；B组杨树幼苗______________________
_______________________________________________________________；
C组杨树幼苗切除顶芽，并在顶芽处放置含生长素的琼脂块；D组杨树幼苗________，作为空白对照。
第三步：四组幼苗均在__________________________________________。
的条件下培养一段时间，观察记录每组幼苗 ________。
(5)实验结果及结论
①若__________________________________________________________，
则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素无关。
②若_________________________________________________________，
则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素有关。
[解析] 根据题中信息可知，本实验的实验目的是探究杨树幼苗的顶芽抑制侧芽生长是否与生长素有关。本实验涉及顶芽、生长素两个自变量，所以对B组杨树幼苗应进行去顶芽并放置不含生长素的琼脂块，而对D组杨树幼苗不做任何处理，作为空白对照。由于本实验为探究性实验，实验结果和结论未知，需要进行讨论。
[答案] (1)探究杨树幼苗的顶芽抑制侧芽生长是否与生长素有关 (4)切除顶芽，并在顶芽处放置不含生长素的琼脂块 不做任何处理 相同且适宜 侧芽的生长情况(其他答案合理也可) (5)A、B、C组杨树幼苗的侧芽正常生长，D组杨树幼苗的侧芽生长受抑制 A、B组杨树幼苗的侧芽正常生长，C、D组杨树幼苗的侧芽生长受抑制
11．生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与生长素有关的叙述，错误的是( )
A．植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽来解除
B．顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长
C．生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物生长
D．在促进根、茎两种器官生长时，茎是对生长素更敏感的器官
D [植物的“顶端优势”是指顶芽产生的生长素极性运输到达侧芽部位并积累，使侧芽部位的生长素浓度过高，抑制侧芽生长，从而表现出顶芽优先于侧芽生长的现象。摘除顶芽后，侧芽部位的生长素浓度逐渐降低到适宜的浓度，顶端优势解除，A、B叙述正确。高浓度生长素通过促进乙烯的合成从而抑制植物的生长，是通过调节与乙烯合成有关的基因的表达来实现的，C叙述正确。同种植物的根、芽、茎几种器官中，根对生长素最敏感，茎对生长素最不敏感，D叙述错误。]
12．为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧运输，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解，有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是 ( )
甲 乙 丙 丁
A．若a>b、cB．若c＋d＝e＋f＝a，且eC．若ce，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧的生长素被分解
D．若背光侧生长素较向光侧多，则会使背光侧细胞分裂较向光侧快
D [若a>b、ce，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧的生长素被分解，C正确；生长素能促进细胞的伸长生长，但不能促进细胞分裂，因此，若背光侧生长素较向光侧多，会使背光侧细胞生长较向光侧快，D错误。]
13．科学家通过实验研究生长素促进植物细胞伸长的原理，发现与细胞壁H＋浓度及酶X活性变化有关，其具体作用过程如图所示，下列有关叙述错误的是( )
A．当生长素浓度由低升至最适时，酶X所处环境溶液pH会变低，导致酶X活性增强
B．结构A的化学本质是糖蛋白，若结构A结构异常，添加生长素不能使细胞伸长
C．水平放置的植物，图中现象在茎的远地侧比近地侧更明显
D．正常竖直生长的植物，图中现象在顶芽比侧芽更明显
C [当生长素浓度由低升至最适时，结构A向外运输H＋的速率加快，酶X所处环境溶液pH会变低，导致酶X活性增强，促进生长的作用逐渐加强，A正确；结构A能识别生长素，因此为生长素受体，本质为糖蛋白，同时还可以向外运输H＋，若结构A结构异常，添加生长素不能被结构A识别，向外运输H＋的过程受阻，酶X不能被激活，细胞壁不能变得松散，抑制细胞伸长，B正确；水平放置的植物，近地侧生长素浓度高，促进茎生长得快，因此图中现象在茎的近地侧比远地侧更明显，C错误；正常竖直生长的植物，顶芽生长速度大于侧芽，因此图中现象在顶芽比侧芽更明显，D正确。]
14．某同学设计了一个验证“幼嫩叶片可以产生生长素，而生长素能阻止叶柄脱落”的结论的实验。
材料：如图所示健壮植物若干，不含(或含)生长素的羊毛脂，剪刀等。
实验步骤：
①取两盆长势、生理状态相同的植物，去除顶芽，分别标号甲、乙。
②用剪刀剪去甲盆植物叶片C，在叶柄断口敷上不含生长素的羊毛脂；乙不作处理。
③甲、乙两植物置于相同条件下培养一段时间，观察叶柄C的情况。
请回答下列问题：
(1)实验中去掉顶芽有无道理？为什么？____________________________
______________________________________________________________。
(2)该同学用叶片C作研究对象是否恰当？为什么？___________________
_______________________________________________________________。
(3)若对不当之处做了修改，该同学可能得到的实验现象是____________________________，据此能否验证题干结论？________________
___________________________________________________________________。
(4)如果让你参与实验，你准备如何完善设计？
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 本题分两个实验：一是验证幼嫩叶片可以产生生长素；二是验证生长素能阻止叶柄脱落。题目中甲组和乙组构成对照，当观察到甲组叶柄脱落，乙组不脱落，只能说明幼嫩叶片能阻止叶柄脱落；要判定是否是生长素参与作用的结果，需要设置含外源生长素的丙组进行二次实验，结果丙组叶片不脱落，这样通过甲组和丙组的对照，说明生长素能阻止叶柄脱落。综合甲、乙、丙三组实验结果，即可验证实验结论。在实验选材时，为避免叶片间的相互影响，并考虑生长素的极性运输，应选用A叶片进行实验。
[答案] (1)有道理，避免顶芽产生的生长素对实验结果造成干扰 (2)不恰当，应选用A作研究对象。因为叶片A、B产生的生长素，会对叶片C造成影响 (3)甲组叶柄脱落，乙组叶柄不脱落 不能，因为缺少对照 (4)另设第三组丙，去掉A叶片，在叶柄断口敷上含生长素的羊毛脂
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