第五章 第一节 第2课时
对点训练
题组一 生长素的合成、运输和分布
1．下列关于生长素运输的说法，错误的是( D )
A．在胚芽鞘中，生长素能从形态学上端向形态学下端运输
B．生长素的极性运输是主动运输
C．在成熟组织中，生长素可进行非极性运输
D．单侧光不影响生长素的运输
解析：在胚芽鞘中，生长素能从形态学上端向形态学下端运输，A正确；生长素的运输包括极性运输和非极性运输，其中极性运输是主动运输，B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，C正确；在单侧光的作用下，胚芽鞘尖端产生的生长素可以进行横向运输，D错误。
2．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，实验处理如图1所示，收集到的生长素(IAA)的含量如图2所示。下列说法正确的是( C )
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
解析：该实验重点探讨了生长素的横向运输，a与b对照说明有无光照不影响生长素向下运输，b与c对照说明琼脂切块不影响生长素的运输，而c与d对照说明单侧光照射能促使生长素向背光侧转移，C正确。
3．下图表示的是某同学做的两个关于生长素运输的实验。下列相关叙述正确的是( C )
A．图甲所示的实验证明，受到单侧光的照射后，部分生长素分解
B．图甲中置于黑暗处的胚芽鞘尖端不能进行生长素的极性运输
C．图乙所示的实验证明了生长素的极性运输不受重力的影响
D．图乙中根处的生长素运输需要消耗ATP，但茎处的生长素运输不需要消耗ATP
解析：图甲中，在黑暗条件下和光照条件下，生长素的总量相同，说明光不会使生长素分解，A错误；黑暗处的胚芽鞘尖端仍能进行生长素的极性运输，B错误；图乙中，根尖产生的生长素向上运输，茎尖产生的生长素向下运输，说明生长素的极性运输不受重力的影响，C正确；根处和茎处生长素的极性运输均属于主动运输，需要消耗ATP，D错误。
题组二 生长素的生理作用
4．已知植物存在顶端优势现象，将如图所示的茎剪断一段时间后，本来已经停止生长的侧芽又开始生长。在顶芽中合成并向下运输的生长素和这一现象密切相关。以下说法正确的是( A )
A．将茎剪断，一段时间后侧芽开始生长的原因可能是侧芽部位生长素浓度降低
B．顶芽合成的生长素向下运输时需要载体，但不需要能量
C．剪断茎前，顶芽合成的生长素向下运输至侧芽，侧芽不合成生长素
D．若在剪断的茎处涂抹大量的生长素，侧芽的生长不会受到抑制
解析：剪断茎一段时间后侧芽开始生长，原因是侧芽处的生长素浓度降低，从而促进了侧芽的生长，A正确；顶芽合成的生长素向下运输的方式属于主动运输，主动运输既需要载体，也需要能量，B错误；剪断茎前，顶芽合成的生长素可向下运输至侧芽，但侧芽也会合成生长素，从而使侧芽处的生长素浓度较高，C错误；若在剪断的茎处涂抹大量的生长素，涂抹的生长素向下运输到侧芽，侧芽处的生长素浓度过高，侧芽的生长会受到抑制，D错误。
5．如图表示不同浓度生长素对植物根、芽和茎生长的影响，从此图中不能得到的结论是( A )
A．幼嫩的细胞对生长素非常敏感，成熟的细胞对生长素敏感性较差
B．D点对应的生长素浓度能促进芽和茎的生长，抑制根的生长
C．A、B、C三点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适浓度
D．生长素对三种器官的作用都具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特性
解析：据图可知不同器官对生长素的敏感程度不同，但根据题图不能判断幼嫩的细胞和成熟的细胞对生长素的敏感程度，A符合题意。
6．生长素可促进细胞伸长，其原因之一是它可增加细胞壁的可塑性。有一种学说认为，生长素与细胞膜上的受体结合，促进细胞质中的H＋分泌到细胞壁中使其酸化，从而提高某些降解细胞壁的酶的活性(如果胶酶)，使细胞壁松弛，增加细胞壁的可塑性。依据该学说，下列说法正确的是( D )
A．生长素浓度越高，促进细胞伸长的作用越大
B．生长素通过调控降解细胞壁的酶的相关基因的表达来影响植物的生理活动
C．同一植物根尖细胞和成熟叶肉细胞的细胞膜上与生长素结合的受体数量几乎相等
D．弯曲生长的幼苗中，背光侧细胞的细胞壁的pH比向光侧更接近果胶酶的最适pH
解析：生长素浓度过高，会产生抑制生长的作用，A错误；生长素是通过增加某些降解细胞壁的酶的活性(如果胶酶)，使细胞壁松弛，从而使细胞伸长，B错误；根尖细胞比叶肉细胞对生长素的敏感度高，细胞膜上能与生长素结合的受体数量多，C错误；在弯曲生长的幼苗中，背光侧细胞比向光侧生长快，可知背光侧细胞的细胞壁的pH比向光侧更接近果胶酶的最适pH，D正确。
综合强化
一、选择题
1．将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温度、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内(光源通过小孔只能照射到茎的一侧)。从下图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置。此时，幼苗的生长情况是( B )
A．根水平生长，茎向上弯曲生长
B．根水平生长，茎向下弯曲生长
C．根向下弯曲生长，茎向上弯曲生长
D．根向下弯曲生长，茎向下弯曲生长
解析：对茎来说，由于一直匀速旋转，从重力角度考虑，各个部位生长素都均匀分布，但由于一侧始终有光源，因此最终向光生长；对根来说，由于一直匀速旋转，各个部位生长素都均匀分布，因此水平生长。
2．分析下列各图，正确的是( B )
A．图甲中因为单侧光照的影响，胚芽鞘将向光弯曲生长
B．图乙中茎卷须中外侧生长素含量比内侧多，所以外侧生长得快
C．图丙中若固定光源，整个装置匀速旋转一段时间，停在图示位置，幼苗将弯向光源生长
D．图丁中放琼脂块M的胚芽鞘向一侧弯曲，而放琼脂块N的不弯曲
解析：图甲中胚芽鞘已没有尖端，不能感受光照刺激，故不会向光弯曲生长，而是向右弯曲生长，A错误；图乙所示茎卷须中外侧生长素含量比内侧多，所以外侧生长快，B正确；图丙中植株接受的光照刺激只能来自小窗，所以幼苗将弯向小窗生长，C错误；图丁中琼脂块M中生长素含量>琼脂块N中生长素含量，则放琼脂块M的胚芽鞘生长快于放琼脂块N的，但二者均直立生长，D错误。
3.取燕麦胚芽鞘切段，随机分成三组，第1组置于一定浓度的蔗糖 (Suc)溶液中(蔗糖能进入胚芽鞘细胞), 第2组置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中，第3组置于IAA＋Suc溶液中，一定时间内测定胚芽鞘长度的变化，结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是( C )
A．KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压
B．胚芽鞘伸长生长过程中，伴随细胞对水分的吸收
C．本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的
D．IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高
解析：本题考查生长素、蔗糖及KCl对燕麦胚芽鞘切段生长的影响以及实验探究能力。题干信息指出“蔗糖能进入胚芽鞘细胞”，KCl可替代蔗糖发挥相同的作用，故KCl可进入胚芽鞘细胞，进而调节细胞渗透压，A正确；细胞伸长生长过程中需要从外界吸收营养物质和水分，B正确；蔗糖属于能源物质而KCl不是，据题干信息KCl可代替蔗糖进行实验，可判断该实验中蔗糖的功能不是供能，C错误；生长素能促进胚芽鞘的生长，由题图可知，蔗糖能提高生长素作用效果，结合题意可知KCl也可以提高生长素的作用效果，D正确。
4．吊兰根在单侧光照射下会背光弯曲生长。进一步研究发现，单侧光影响吊兰根背光弯曲生长需Ca2＋参与。为验证该发现，不需要对吊兰根进行的处理是( D )
A．单侧光照射
B．单侧光照射并用Ca2＋处理
C．单侧光照射并用钙通道阻断剂处理
D．无光条件下用Ca2＋处理
解析：由题意分析可知，该实验为验证实验，需要在单侧光照射下，分组进行实验，即单侧光照射并用Ca2＋处理和单侧光照射并用钙通道阻断剂处理，两组实验可形成对照。
5．下列有关生长素的叙述，错误的是( D )
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中均有分布，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
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位，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、重力等因素无关，光照、重力等因素只是影响生长素的分布，D错误。
二、非选择题
6．某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按下图所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)，测得数据如下表。据此回答问题。
分组 甲 乙
琼脂块 左 右
α角/度 20.4 9.0 9.1
(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是_从形态学上端到形态学下端__。
(2)上图中α角形成的原因是_琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成α角__。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的α角，原因是_乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲琼脂块中生长素的含量__。
(4)某同学以绿豆种子为实验材料，研究生长素对芽的影响。他只配制了甲、乙两种不同浓度的生长素溶液，两组效果相同且都为促进作用。该同学有一失误，忘记了标记生长素溶液浓度的高低。请依据科学家实验结果和该同学的实验，想一个最简单的办法比较这两种生长素浓度的高低，并说明理由。
_测量并计算绿豆幼根的平均长度，较长的对应的生长素浓度为低浓度，另一种为高浓度；对芽促进作用相同的两种生长素浓度，对根会出现低浓度促进和高浓度抑制的效果。__
解析：(1)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。(2)生长素的产生部位是胚芽鞘顶端，其作用是促进植物生长。切去顶端的胚芽鞘切段不再生长，但在切口处放上含有适宜浓度生长素的琼脂块后，生长素向下运输，胚芽鞘切段将继续生长。图中在胚芽鞘切段左侧放上含有生长素的琼脂块，琼脂块中的生长素进入胚芽鞘左侧，使该侧生长素浓度高于右侧，细胞生长的速度大于右侧，形成α角。(3)生长素在胚芽鞘顶端能进行横向运输和极性运输。生长素不能透过云母片，乙中插入云母片导致生长素只能向下运输，左、右两侧琼脂块中生长素含量几乎相等，约是甲图琼脂块中生长素含量的一半。左、右两侧琼脂块中生长素的促进作用大体相等，所引起的α角基本相同；甲琼脂块中生长素对胚芽鞘生长的促进作用大于乙中左、右两侧琼脂块中生长素的促进作用，所引起的α角大于乙中左、右两侧琼脂块所引起的α角。(4)对芽促进作用相同的两种生长素浓度，对根会出现低浓度促进和高浓度抑制的效果，故用甲、乙两种不同浓度的生长素溶液处理绿豆种子后，可测量并计算绿豆幼根的平均长度，较长的对应的生长素浓度为低浓度，另一种为高浓度。
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第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
第2课时 生长素的合成、运输、分布和生理作用
1．比较生长素在胚芽鞘尖端的横向运输和在尖端下部的极性运输，归纳总结两者的区别。(科学思维)
2．分析生长素生理作用随生长素浓度变化的关系图，总结归纳出生长素的作用特点。(科学思维)
3．运用生长素相关的生理作用，解释顶端优势、根的向地性、茎的背地性等现象。(科学思维)
1．色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。生长素因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同，在发挥作用时会表现出较大差异。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．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，起着调节细胞生命活动的作用。
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，即只能进行极性运输，而在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
教材梳理
1.合成部位：主要在芽、幼嫩的叶和_______________，_________经过一系列反应可转变成生长素。
3．分布部位：相对集中地分布在___________的部分。
知识点一 生长素的合成、运输与分布
发育中的种子
色氨酸
生长旺盛
判断正误
(1)幼芽、幼叶和种子都能大量产生生长素。( )
(2)横向运输发生在尖端，发生效应的部位也在尖端。( )
(3)极性运输不需要能量。( )
×
×
×
核心探讨
任务一、探索生长素的运输
1．某同学欲通过实验得出“生长素的极性运输，只能从植物形态学上端(顶端)向形态学下端(基端)运输，而不能反过来运输”的结论，设计了如下实验(图a)。根据实验设计及结果，此同学得出以下结论：(1)下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块；(2)生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。回答下列问题：
(1)这个实验的设计是否严密？为什么？
提示：不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置的情况。
(2)从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
提示：不严谨，没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。
(3)如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
提示：应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素不能由形态学下端运输到形态学上端。如图b。
核心归纳
1.辨别形态学上端与下端
以地面为基准，靠近地面的都是下端，远离地面的都是上端。对根来说，根尖是形态学上端；对茎来说，茎尖是形态学上端。
特别提醒：
(1)极性运输为主动运输，需要消耗能量(受O2浓度的影响)，需要载体蛋白的协助。
(2)极性运输是由遗传特性决定的，不受单侧光、重力等外部因素的影响。
2．非极性运输：在成熟组织中，生长素可通过输导组织进行非极性运输。非极性运输是与植物形态学方向无明显关系的运输方式，其方向取决于两端有机物的浓度差等因素，是通过输导组织进行的被动运输。
3．横向运输：横向运输的方向平行于茎的横切面、垂直于茎的纵切面，受到单侧刺激的影响时才会发生。类型如图：
(1)受光照影响：单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素由向光侧运到背光侧，如图Ⅰ ①→②，可引起植物向光生长。
(2)受力影响
a．重力使生长素在幼根中从远地侧运到近地侧，幼茎中生长素也从远地侧运到近地侧，如图Ⅱ③→④、⑤→⑥，可引起植物根的向地性和茎的背地性。
b．离心力使胚芽鞘尖端中的生长素由中心向外运输，如图Ⅲ⑦→⑧。
典题应用
1.下列关于生长素的发现、产生、运输及作用的说法，错误的是( )
A．生长素的发现源于人们对植物向光性的研究
B．生长素的产生部位在胚芽鞘尖端，但发生效应的部位不在尖端
C．顶芽合成的生长素通过极性运输至侧芽
D．生长素的横向运输可发生在尖端，外界刺激的方向总是与生长素发生横向运输的方向相反
D
解析：人们在对植物向光性的研究中，发现了生长素，A正确；生长素的产生部位在胚芽鞘尖端，但发生效应的部位在尖端下面的伸长区，B正确；顶芽合成的生长素运输至侧芽的过程属于极性运输，C正确；生长素的横向运输可发生在尖端，但不同的单一刺激下，生长素的横向运输方向不同，D错误。
2．下列与生长素的产生、运输和分布相关的叙述，正确的是( )
A．生长素只能在幼嫩的芽、叶和发育的种子中产生
B．生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的
C．生长素在植物体内只能进行极性运输
D．生长素在植物体的各器官中都有分布
解析：生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素，A、B错误；在成熟组织中，生长素可通过输导组织进行非极性运输，C错误；生长素在植物体的各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位，D正确。
D
教材梳理
1.作用方式：给细胞传达_______，起着___________________的作用。
2．作用
知识点二 生长素的生理作用
信息
调节细胞生命活动
细胞伸长生长
分化
发育
3．生长素首先与细胞内某种蛋白质——___________特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定___________，从而产生_______。
生长素受体
基因的表达
效应
4．作用特点
(1)表现：浓度较低时___________，浓度过高时___________。
(2)示例——顶端优势
①现象：侧芽处生长素浓度较高，发育受到_______。
②原因：
③解除方法：___________。
促进生长
抑制生长
抑制
去掉顶芽
(3)影响因素
①成熟程度：一般来说_______细胞敏感，_______细胞迟钝。
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：_____________。
幼嫩
衰老
根>芽>茎
核心探讨
任务二、分析生长素的作用特点
1．请根据以下实验设计，解释顶端优势的原因。
1934年，Thimann等人进行了一次经典的实验。他对豌豆进行保留顶芽或去除顶芽的处理，之后放置一段时间，观察其侧芽的生长状况。
组别 侧芽增加的长度(mm)
a.保留顶芽 3.4±0.5
b.去除顶芽 16.0±2.7
c.去除顶芽，外施生长素 1.8±0.6
思考：(1)第a、b组处理的结果能否说明生长素抑制了侧芽的生长？
提示：不能说明，只能说明顶芽的存在抑制了侧芽的生长。
(2)第b、c组处理的结果说明了什么？
提示：顶端向下运输的生长素抑制了侧芽的生长。
(3)该实验的结论是什么？
提示：植物顶芽产生的生长素可抑制侧芽的生长。
2．在顶端优势现象中，顶芽A和侧芽B、C、D、E的生长素浓度大小与下图中点①②③④⑤的对应关系为：__________________________
________________。
A—①、B—⑤、C—④、
D—③、E—②
3．下图表示不同生长素浓度对植物同一器官的
作用。回答下列问题：
(1)若曲线表示不同生长素浓度对植物幼苗的作
用，其出现向光性时，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_______________。
(2)若曲线表示不同生长素浓度对植物的芽的作用，在顶端优势中，测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的生长素浓度范围是_________。
大于m小于M
大于i
(3)若曲线表示生长素对植物的茎的作用，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_______________。
(4)若曲线表示生长素对植物的根的作用，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的浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是_________。
大于0小于m
大于i
核心归纳
1.不同浓度的生长素对同一器官的影响不同
(1)作用的特性：低浓度促进生长(图中d点之前，不包括d点)，高浓度抑制生长(图中d点之后，不包括d点)。d点是“低浓度”与“高浓度”的分界点，“低浓度”“高浓度”不是具体值，而是浓度范围。
(2)关键点的含义：a、c两点对应的生长素浓度不同，但促进作用相同；b点促进作用最强，对应的生长素浓度为最适浓度；d点表示既不促进，也不抑制；e点对应的生长素浓度为较高浓度，抑制生长。某浓度的生长素起促进还是抑制作用是与浓度为“0”时的效果相比的。
2．不同植物器官对生长素的敏感程度
(1)相关曲线分析
同一浓度的生长素作用于不同器官引起的生理功能不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感程度不同，曲线体现了根、茎、芽的敏感性大小为根>芽>茎。
(2)根的向地性和茎的背地性
3．不同种类的植物对生长素的敏感程度
分析上图可知，不同种类的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程度高。
【视野拓展】 生长素促进细胞伸长作用的机理
对生长素的作用机理前人先后提出了“酸生长理论”和“基因活化学说”。
典题应用
3.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而解除
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
解析：本题考查生长素对植物生命活动的调节。植物顶芽产生的生长素通过极性运输，在侧芽部位积累，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，从而出现抑制侧芽生长的现象，称为“顶端优势”，在农业生产过程中，可以通过去除顶芽的方式解除植物的顶端优势(如棉花打顶)，A、B正确；生长素作用的本质是调节某些基因的表达从而影响植物体的生长，C正确；同一植物体不同器官对生长素的敏感度不同，敏感度由大到小依次是根、芽、茎，D错误。
4．如图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度最可能分别为( )
A．a和b B．b和a
C．b和c D．c和b
C
解析：当植物表现出顶端优势时，即顶芽生长素浓度较低，促进顶芽生长，而侧芽生长素浓度较高，抑制侧芽生长，故顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度最可能分别为b和c，C正确。
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