新教材备战高考生物一轮复习全考点精讲课堂 第28讲 生长素的发现及生长素的生理作用（课件）

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有关原理在生产实践上的应用
植物生长调节剂的应用等
第1课时 生长素的发现及其生理作用
第十二单元 植物生命活动的调节
通过对生长素发现过程中相关实验的分析，领悟科学实验的方法和技巧。
了解生长素的产生、运输和分布。能设计实验验证生长素的极性运输。
理解生长素的生理作用及特点，能绘制并解读生长素作用特点的曲线。了解生长素作用特点在生产实践上的运用。
2、生长素的发现过程
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫做向光性。
使植株获得更多的阳光，通过光合作用制造更多的有机物，有利于植物的生长。
③④对照：说明胚芽鞘感受光刺激部位为尖端；
①②对照：说明胚芽鞘生长和向光弯曲与尖端有关；
实验观察到弯曲是从上部向下部不断延伸
琼脂：水溶性物质可透过
为什么设置①作为对照？
影响胚芽鞘向光弯曲生长的到底是尖端这种结构本身，还是尖端产生了某种“影响”
胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
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
实验为什么要在黑暗中进行？
排除受光不均匀对实验结果的影响
用没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块代替接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，其他与实验组相同
胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的某种化学物质引起的。
温特将其名为“生长素”时，但并没有提取出这种物质。
①1934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）。 ②由于生长素在植物体内的含量极少，直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来，并确定它也是IAA。植物体内还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等与IAA相同效应的物质，它们都属于生长素。
人体没有分解生长素的酶
生长素是一类物质，包括IAA等
元素组成：C、H、O、N
3、植物向光性的解释
植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的：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， 从而造成向光弯曲。
尖端产生的生长素运输到尖端下部发挥作用
有学者根据一些实验结果提出，植物向光性生长， 是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。
关于植物向光性生长的原因， 目前还有争议。
二、生长素的合成、运输与分布
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
（1）极性运输(图中红色箭头示意)：在胚芽鞘、幼叶、幼根和芽等幼嫩组织中，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。极性运输是一种主动运输。
1、合成部位 主要是　　　　　　　　　　　　　　。  2、来源 由　　　 转变而来。  3、分布部位 植物体各器官中都有分布，相对集中地分布在　　　　 的部分。 4、 运输
（2）非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
（3）横向运输：在胚芽鞘尖端、芽尖和根尖等顶端部位，受到外界单向刺激(如单侧光、重力等)的作用下发生。
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、生长素的生理作用（1）在细胞水平上 生长素起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；（2）在器官水平上 生长素则影响器官的生长、发育，如促进生根(侧根和不定根发生)，影响花、叶和 果实发育等。
提醒：生长素在细胞水平上起的作用是生长素能在器官水平上发挥作用的基础
2、生长素的作用机理
（1）作用方式 生长素是信息分子，向细胞传递信息，调节细胞生命活动。（2）作用机理 生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系 列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。
3、生长素的作用特点
生长素所发挥的作用，因浓度、细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。
（1）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。
A点：既不促进生长也不抑制生长。A~C段(不含A点)：随生长素浓度升高，对生长的促进作 用逐渐增强。C点：促进生长的最适浓度，其促进效果最强。CE段(不含E点)：随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐 渐减弱。E点：促进生长的浓度“阈值”。低于此值时均为促进生长 的“低浓度”；超过此值时，将由“促进”转向“ 抑制”，从而进入抑制生长的“高浓度”。B、D两点：生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。EF段：随生长素浓度升高，对生长的抑制作用逐渐增强。
②实例：顶端优势
端优势是指顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。
解释：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，侧芽的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
应用： 农民会适时摘除棉花的顶芽以促进侧芽的发育，从而使它多开花、多结果。 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。
提醒：根的向地性也能体现生长素的这个作用特点，茎的背地性和向光性则不能体现。
（2）植物细胞的成熟情况和器官的种类不同对生长素的敏感程度不同。
①幼嫩细胞对生长素相对敏感，衰老细胞则比较迟钝；
②同一植株不同器官对生长素的敏感程度不同； 大小比较：根＞芽＞茎
③不同种类植物对生长素的敏感程度不同 大小比较：双子叶植物＞单子叶植物
1、单侧光照射后，为什么胚芽鞘尖端背光侧生长素浓度会高于向光侧呢？
解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素横向运输，向背光侧转移。 解释2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。
如何设计实验验证上述解释是否成立？
测量比较琼脂块a、b、c、d中的生长素含量
若 ，则解释1成立；若 ，则解释2成立；
如何简易地比较琼脂块a、b、c、d中生长素含量的多少？
将琼脂块a、b、c、d分别放置在切去尖端的胚芽鞘的一侧，定期测量比较胚芽鞘的弯 曲角度。弯曲角度大，其上放置的琼脂块中生长素含量高。
2、设计实验验证生长素的横向运输发生在尖端。
3、验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输
甲组 乙组
4、请判断对错。①利用同位素示踪法证明“刺激”是“化学物质”而非其他信号的科学家是温特 (　 　)②温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输 (　 　)③植物生长素的化学本质是氨基酸(　 　)④横向运输发生在尖端，产生效应的部位也在尖端(　 　)⑤生长素的极性运输需要ATP水解提供能量(　 　)⑥顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽 (　 　)⑦成熟茎输导组织中的生长素可以进行非极性运输(　 　)⑧生长素与靶细胞内的生长素受体特异性结合后能诱导特定基因的表达 (　 　)⑨高浓度生长素能抑制种子形成，从而形成无子果实 (　 　)⑩植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除 (　 　)⑪生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端” (　 　)⑫在促进根、茎两种器官生长时，茎是对生长素更敏感的器官 (　 　)⑬植物生长素能促进植物生长是通过促进细胞的伸长生长实现的 (　 　)⑭顶端优势现象、根的向地生长、茎的背地生长都说明了生长素在浓度较低时促进生长，在浓度较高时抑制生长 (　 　) ⑮生长素浓度不同，对芽生长的促进效果一定不同 (　 　)
5、在发现生长素的研究历程中，詹森用实验证实胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂传递到尖端下部，他随后还做了进一步的实验，更加肯定了该影响为化学信号的猜想。他所做的实验是（    ）
6、[经典高考]为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论，需要先利用琼脂块收集生长素，之后再测定其含量。假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关，下列收集生长素的方法(如图示)中，正确的是(　　)
7、[2021·辽宁高三一模] 1913年科学家分别在燕麦胚芽鞘顶端的背光面或向光面插入深度为胚芽鞘横断面一半的云母片，结果发现只有背光一侧插入云母片时，燕麦胚芽鞘才丧失向光性(简称云母片实验)。如果将胚芽鞘尖端切下，在胚芽鞘切口上放一片具有透过性的明胶薄片，然后再将胚芽鞘尖端放在明胶片上，其向光性仍能发生(简称明胶实验)。下列说法正确的是( 　) A. 云母片实验以云母片插入胚芽鞘横断面的背光面、向光面的深度为自变量 B. 据明胶实验能推知，向光性是因为胚芽鞘顶端产生的某种影响能横向运输 C. 由云母片实验可知胚芽鞘顶端产生了能影响生长的物质，向背光面运输后向下运输 D. 明胶实验缺乏对照实验，设计中应增加明胶片上不放置胚芽鞘尖端的一组实验
8、(2020 年山东淄博诊断)20世纪 30 年代科学家发现单侧光能引起某些植物体内生长素分布不均；20世纪 80年代科学家发现单侧光能引起某些植物体内抑制生长的物质分布不均匀。为探究某植物幼苗向光生长是上述何种原因引起的，某同学做了如图实验。下列分析及判断正确的是（ ）
A. 当 a 侧生长素含量比 b 侧高时，不能确定该幼苗向光生长的原因 B. 当 a 侧生长素含量比 b 侧高时，能够确定该幼苗向光生长的原因 C. 当 a、b 两侧生长素含量相等时，不能确定该幼苗向光生长的原因 D. 当 a、b 两侧生长素含量不相等时，能够确定该幼苗向光生长的原因
9、[2021·湖南长沙雅礼中学一模] 科学家为了解释植物向光生长的现象提出了两种假说：①单侧光照引起生长素的横向运输，使生长素分布不均而导致弯曲生长；②单侧光照引起向光侧产生生长抑制物质而导致弯曲生长。图表示两位同学为验证某植物向光生长的原因所做的实验，下列分析错误的是( ) A. 若实验一甲、乙两组都向光生长，则说明假说②成立 B. 若实验二甲、乙两组结果无明显差异，则说明假说①成立 C. 若实验一甲直立生长、乙向光生长，则实验二应表现为甲生长速度比乙快 D. 若实验一甲、乙两组都向光生长，则实验二应该表现为甲的生长速度比乙慢
10、为探究单侧光对生长素分布的影响,科研工作者利用玉米胚芽鞘做了如图实验。下列分析不正确的是(　 　) A. 胚芽鞘的弯曲角度θ可反映琼脂块中生长素的含量 B. 单侧光不影响生长素从胚芽鞘尖端向琼脂块的扩散 C. 单侧光能在有光的一面诱导生长素在光下发生分解 D. 单侧光可以引起胚芽鞘中的生长素向背光侧转移
11、(2019·江苏高考)如图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后，甲、乙两侧的生长情况，对照组未经单侧光处理。下列叙述正确的是 (　 ) A．甲为背光侧，IAA含量低于乙侧和对照组 B．对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲 C．若光照前去除尖端，甲、乙两侧的生长状况基本一致 D．IAA先极性运输到尖端下部再横向运输
12、[2021·北京海淀区高三期末] 兴趣小组同学切取某禾本科植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按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(丙图所示)，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)。下列相关分析不正确的是( 　) A. 生长素在胚芽鞘中的运输存在极性运输 B. 丙图中α角的形成是由于去顶胚芽鞘切段中生长素分布不均 C. 乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的角应基本相同 D. 若将甲组置于黑暗中，则琼脂块所引起的α角为0°
13、 [2019·浙江卷] 下列关于生长素及其作用的叙述，正确的是( 　) A. 植物的生长是由单侧光引起的 B. 生长素在细胞内可由色氨酸合成 C. 生长素由苗尖端产生并促进苗尖端的伸长  D. 不同浓度的生长素对植物同一器官的作用效果一定不同
14、 [2021·河南开封模拟] 生长素(IAA)是人类最早发现的一种植物激素。锌是色氨酸合成酶的组分，缺锌时导致由吲哚和丝氨酸结合而形成色氨酸的过程受阻，色氨酸含量下降，从而影响IAA的合成。下列叙述正确的是（ ）A. 生长素的合成可反映基因对生物性状的直接控制 B. 人类最先从高等植物体内发现并提取出生长素 C. 植物细胞内色氨酸只能作为合成生长素的原材料  D. 在植物体内生长素的极性运输不受单侧光的制约
15、图1是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，一段时间后，测定胚芽鞘弯曲的情况(弯曲角度用α表示)；图2表示随着琼脂块中的生长素浓度变化导致胚芽鞘弯曲角度α的变化情况。下列有关叙述正确的是 (　 )
A．接触琼脂块一侧的胚芽鞘细胞的分裂速度加快，导致弯曲生长 B．琼脂块中的生长素浓度为Ⅰ时，胚芽鞘向左侧弯曲 C．琼脂块中的生长素浓度大于Ⅱ时，α值越来越大，胚芽鞘生长受到抑制 D．琼脂块中的生长素浓度为0时，胚芽鞘还能生长，可能是胚芽鞘中含有生长素
16、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，下列叙述正确的是 ( 　 ) A．胚芽鞘b侧的IAA含量与b′侧的相等 B．胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量不同 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
17、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’组胚芽鞘不弯曲生长，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‘组胚芽鞘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
18、(2021·全国甲)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 19、某兴趣小组将长势相同的植物幼苗随机分为两组，一组不作处理，另一组摘除顶芽，如下图所示，两组均在原有环境下培养一段时间。据此判断不正确的是（ ） A. 生长素浓度：a>b，b>c B. 植株高度：对照组>实验组 C. 干物质积累量：对照组