新高考生物一轮复习考点课件第41讲 植物生长素及其生理作用（含解析）

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第41讲 植物生长素及其生理作用
1.概述植物生长素的发现和作用。2.概述植物向光性的原因及生长素的作用。
考点一　植物生长素的发现
考点二　生长素的生理作用及特性
主要考点 必备知识
1.植物生长素的发现过程
许多人可能对这种现象熟视无睹；但是，达尔文早就注意到植物的向光性，并设计实验研究植物具有向光性的原因；
达尔文向光性实验：19世纪末，达尔文（,1809-1882）和他的儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。
实验材料金丝雀虉草（一种禾本科植物）胚芽鞘
胚芽鞘（cleptile）为单子叶植物所特有，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物。胚芽鞘是植物叶片的保护组织；种子萌发时，胚芽鞘顶土能力强，首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。
①各组胚芽鞘的生长弯曲情况是：A　　　　　　；B　　　　　　　；C　　　　；D　　　　　　。②A与B对比，说明　　　　　　　　　　　　　　。③C与D对比，说明感光部位是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关
胚芽鞘的尖端，而不是尖端下面的一段
胚芽鞘生长并弯曲的部位是_________________
感光部位在尖端，那么伸长部位在哪里？ 如何设计实验？
④达尔文的猜测：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，________________________________________________________________________________________________。
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
①实验现象：A胚芽鞘不生长，不弯曲；B胚芽鞘弯向光源生长。②结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。③从对照实验设计的单一变量原则角度分析，该实验的不足之处在于没有形成单一变量，无法排除　　　　　　　　　　　　的结论。
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
琼脂片可能导致胚芽鞘生长
胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片
琼脂，是从海藻中提取出来的一种植物胶，为无色、无固定形状的固体，溶于热水。广泛应用在食品工业中，生物学研究中常作细菌培养基。
云母片是一种矿物质，由韵母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。
①实验现象：将尖端切下，放到胚芽鞘一侧，胚芽鞘总是弯向对侧生长。②结论：______________________________________________________ 。③该实验为什么要在黑暗中进行？　　　　　　　　　　　　　　　　。④拜尔实验的不足之处是　　　　　　　　　　　　　　　。
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
排除光照可能对实验结果造成的干扰
无法证明尖端是否产生某种物质
结论：尖端产生的影响可透过琼脂片传递到下部
结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀
詹森和拜尔的实验初步证明：顶尖产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
①实验组是　，对照组是　。A与B对照说明________________________　　　　　　　　　　　。②设置A组的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。③实验结论：引起胚芽鞘弯曲生长的确实是　　　　　　，温特将其命名为生长素。
造成胚芽鞘弯曲生长的是胚
芽鞘尖端产生的某种物质
排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响
④由温特的实验结论可以推测单侧光的作用可能是__________________　　　　　　　　　　　　 。
使生长素在背光侧分布的多
过渡：生长素究竟是什么物质呢？
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（IAA）。 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。
提示：生长素是一类物质，包括IAA等；部分模拟题只把IAA视作生长素。
归纳总结　胚芽鞘系列实验的5个结论生长素的产生部位：胚芽鞘尖端(产生不需要光)。生长素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸长区。感光部位：胚芽鞘尖端。单侧光的作用：引起生长素分布不均匀。胚芽鞘弯曲生长的原因：尖端下部生长素分布不均匀。
2.植物向光性的原因：
单侧光导致胚芽鞘向光弯曲生长的作用机理：
（1）生长素是由胚芽鞘尖端产生的。
（2）在单侧光照射下, 生长素在胚芽鞘尖端中横向运输到背光侧。
（3）生长素由胚芽鞘尖端向下运输。
（4）胚芽鞘尖端下部背光侧生长素含量多，向光侧生长素含量少，这样，胚芽鞘尖端下部背光侧细胞纵向伸长生长快，而向光侧细胞纵向伸长生长慢，结果，胚芽鞘向光弯曲生长。
20世纪80年代，有学者根据一些实验结果提出，植物的向光性生长，是由于单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。他们用向日葵、萝卜等作实验材料 进行实验，结果发现，实验材料因单侧光照射而弯曲生长时，向光一侧和背光一侧的生长素含量基本相同，而向光面的生长抑制物质却多于背光一侧。
拓展：植物向光性的原因
主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
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。
植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
植物体内产生的才是植物激素，人工合成的以及微生物产生的即使化学本质、功能、名称均相同，都不能称为植物激素，例如赤霉菌可以产生赤霉素，该赤霉素不是植物激素；
主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
各器官都有分布，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等
吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸
“横向运输” 极性运输（仅限胚芽鞘、芽、幼叶、和幼根的薄壁细胞之间）非极性运输（成熟组织，通过输导组织运输）
色氨酸经过一系列的反应可转变成生长素
4.生长素的产生、运输和分布
为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块含有生长素的琼脂，下端放一块不含生长素的琼脂（胚芽鞘形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。 根据实验设计及结果，此人得出以下结论： （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。
思维训练·评价实验设计和结论
这个实验的设计是否严密？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？ 结论不严谨。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。如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进？ 应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素不能从形态学学下端运输到形态学上端。
不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
②向光（小孔）弯曲生长
③④中IAA含量：a=b+c且b＞c
考向　生长素发现过程的实验分析1.下列关于植物生长素的科学发现史，叙述错误的是( )A.达尔文的实验提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后向下面的伸长区传递某　种“影响”B.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C.拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在下部分布不均　匀造成的D.温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质——吲哚乙酸　引起的
解析：温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的“影响”确实是一种化学物质，并命名为生长素，但并未揭示其本质，D错误。
考向　生长素的合成、运输和分布的分析1.科学家曾经在人的尿液中发现了吲哚乙酸，下列有关说法正确的是( )A.人体内有将色氨酸催化成吲哚乙酸的酶B.根的吲哚乙酸主要由地上部分运输而来C.合成生长素的腺体分布于幼嫩的芽、叶等部位D.吲哚丁酸是植物生长调节剂，不属于生长素
解析：人体内没有将色氨酸催化成吲哚乙酸的酶，A错误；生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，不是腺体，C错误；吲哚丁酸属于生长素类似物，不是植物生长调节剂，D错误。
考向　植物生长方向的判断与分析
1.下图中，A、B、C表示花盆放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上。A放在转盘的圆盘上，B放在开小窗的暗箱内，暗箱放在转盘正中；C放在转盘正中，外面套上开小窗的暗箱。下列说法错误的是( )A.若A花盆随转盘旋转，花盆中的小苗 将会背离圆心生长B.若C花盆旋转，暗箱不随转盘旋转， C花盆中的小苗将会直立生长C.若B花盆不转，暗箱随转盘旋转，B花盆中的小苗将会弯向单侧光源生长D.若B花盆和暗箱一起旋转，B花盆中的小苗将会弯向小窗生长
解析　影响A花盆的外力为离心力，生长素主要分布于外侧，小苗将向圆心生长，A项错误；若C花盆旋转，暗箱不随转盘旋转，小苗处于黑暗环境中，生长素分布均匀，小苗将直立生长，B项正确；若B花盆不转，暗箱随转盘旋转，只有当小窗转到光源方向时小苗才接受一次单侧光照射，小苗将弯向光源生长，C项正确；若B花盆和暗箱一起旋转，则小苗表现为接受间断的单侧光照射，光源来源于小窗，所以小苗向小窗弯曲生长，D项正确。
1.幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素(　　)2.植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素(　　)3.生长素的极性运输不需要ATP水解提供能量(　　)4.横向运输发生在尖端，产生效应的部位也在尖端(　　)5.生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”(　　)
6..成熟茎输导组织中的生长素可以进行非极性运输(　　)
1.(选择性必修1 P92)植物向光性的原因是单侧光照射后，____________________________________________________________________________________。2.(选择性必修1 P92)植物激素：___________________________________________________________________________________。3.(选择性必修1 P92)植物激素作为　　　　，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。4.(选择性必修1 P93)生长素主要合成部位是　　　　　　　　　　　　　。
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
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
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
5.(选择性必修1 P93)极性运输：____________________________________ ，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。6.(选择性必修1 P93)生长素主要集中在生长旺盛的部分。如____________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
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
根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处
7.源于选择性必修1 P92“相关信息”：植物向光性的另一种理论：单侧光照射引起某些________________分布不均匀造成的。
8.源于选择性必修1 P93“思考·讨论”：植物激素与动物激素的异同
生长素的生理作用及特性
(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。
①细胞水平 起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；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)生长素的作用机理：
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。
生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗？
(1)a点：既不促进生长也不抑制生长。(2)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。(3)c点：促进生长的最适浓度，其促进效果最好。
(4)c～e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。
2.生长素浓度与所起作用的曲线分析
(5)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”。
(6)b、d两点：生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。(7)e～f段(不含e点)：随生长素浓度升高，对生长的抑制作用逐渐增强。
(1)不同器官对生长素的敏感程度不同，敏感性大小：根>芽>茎。(2)不同生物对生长素的敏感程度不同，敏感性大小：双子叶植物>单子叶植物。用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。
3.对生长素的敏感程度曲线分析
（2）影响生长素作用效果的因素：①浓度 ②不同器官敏感度不同③细胞成熟情况④植物的种类
（1）一般表现为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)产生顶端优势的原因：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，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
(1)概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
农民适时摘除棉花顶芽以促进侧芽发育，从而使它多开花、多结果。
做木材的树木需要保留顶端优势
b.解除顶端优势——去掉顶芽
原理：当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：B＞A，D＞C；茎对生长素敏感性低，C、D两侧都是促进作用，且D侧促进作用更强，使茎背地弯曲生长；根对生长素敏感性高，B侧浓度高，抑制生长，因此生长速度A＞B，使根向地弯曲生长，这体现了生长素生理作用的两重性。
茎的背地性、根的向地性分析
考向　生长素的生理作用、特点1.图甲表示燕麦胚芽鞘的向光性实验，图乙表示水平放置幼苗的生长情况，图丙表示生长素浓度与植株某一器官生长的关系。下列说法正确的是( )A.图甲中胚芽鞘向光弯曲生长是由生　长素的极性运输导致的B.图乙1处的生长素浓度大于2处，所　以幼苗根的生长表现出向地性C.图乙3、4处的生长素浓度分别对应图丙的C点之前和之后D.图丙表明不同浓度的生长素其作用效果可能相同
解析：图乙1处的生长素浓度小于2处，由于根对生长素敏感，1处低浓度促进生长，2处高浓度抑制生长，因此幼苗根的生长表现出向地性，B错误；图乙3、4处的生长素浓度均表现为促进茎的生长，因此均对应图丙的C点之前，C错误。
考向　生长素作用的曲线分析1.如图为玉米胚芽鞘中生长素诱导的生长和细胞壁酸化的变化曲线。下列分析或推测不合理的是( )A.根据图示，曲线Ⅱ表示的长度与IAA　作用时间呈正相关B.图乙BC段表明生长素促进生长，CD　段表明生长素抑制生长C.中性缓冲液可能抑制生长素的作用，　酸性缓冲液可能引起生长加快D.在生长素作用下细胞膜外排H＋，使细胞壁变得疏松，有利于细胞伸长
解析：图乙BC段和CD段生长速率都大于IAA为0时的生长速率，所以BC段和CD段生长素都促进生长，但促进的效果先增强后减弱，B错误；由图甲、乙可知，在pH近中性时，玉米胚芽鞘生长缓慢，随pH降低，生长速率增大，可判断酸性缓冲液可能引起生长加快，中性缓冲液可能抑制生长素的作用，C正确；由图甲可知，加入生长素以后pH逐渐变小，可以推知在生长素作用下细胞膜外排H＋，使细胞壁变得疏松，有利于细胞伸长，D正确。
1.杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素(　　)2.自然生长的雪松树冠呈塔形与激素的作用有关(　　)3.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(　　)4.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(　　)5.两种不同浓度的生长素溶液都不具有促进植物细胞生长的作用，其原因一定是其中的一种溶液浓度过高，另一种溶液浓度过低(　　)
1.(选择性必修1 P93)生长素在细胞水平上起着促进____________________　　　等作用；在器官水平上则影响　　　　　　　　，如促进_______　　　发生，影响　　　　　　　　等。
2.(选择性必修1 P94)生长素在浓度较低时　　　，在浓度过高时则会__　　　。3.(选择性必修1 P94)植物表现顶端优势的原因：_________________________________________________________________________________________________________________。4.(选择性必修1 P94)幼嫩的细胞对　　　　　　　　　　　　　　　；不同器官对生长素的敏感程度也不一样。
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，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制
生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝