高考生物一轮总复习学案：第9单元 植物的激素调节 第1讲 生长素的发现和作用

第1讲　生长素的发现和作用

考纲考情

知识整合

一、生长素的发现

1．相关实验和结论

(1)达尔文实验：证明单侧光照射能使________产生某种刺激，并传递到________，造成背光面________________________________。

(2)鲍森·詹森实验：证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过________传递到下部。

(3)拜尔实验：证明胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在其下部________________造成的。

(4)温特实验：证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质，并命名为________。

(5)结论

①在胚芽鞘的系列实验中，产生生长素的部位是胚芽鞘的________；感受光刺激的部位是胚芽鞘的________；生长素的作用部位是胚芽鞘的________部位。

②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的一侧，从而使背光一侧的细胞________快于向光一侧，结果表现为茎向光源生长。

2．植物激素的概念

由植物体内产生，能从________运送到________，对植物的生长发育有显著影响的________________。

3．生长素的产生、运输和分布

(1)化学本质：________，组成元素：________________________________________________________________________。

(2)产生部位：具有分生能力的组织，如幼嫩的________、________和发育着的________。

(3)分布：在植物体各器官中都有分布，但相对集中在________的部位，如：________、______________________、________、______________________。

(4)运输方向

①极性运输

a．在________________________中，生长素只能从植物的________运输到________，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。

b．运输方式——________。

②非极性运输：在________中，生长素也可以通过________进行非极性运输。

二、生长素的生理作用

1．特点

(1)两重性——即________________促进生长，________________抑制生长。

(2)生长素所发挥的作用，因________、植物细胞的成熟情况和________不同而有较大的差异。

(3)不同器官对生长素的敏感程度由大到小依次为________、________、________。

2．实例——顶端优势

(1)现象：顶芽优先生长，侧芽________________________________________。

(2)原因：顶芽产生的生长素________运输，侧芽附近________________，发育受到________。

(3)解除：________________。

3．生长素类似物及应用

(1)概念：具有与________相似的生理效应的化学物质。

(2)应用：防止果实和叶片的________、促进________、获得________、促使扦插枝条的________等。

4．探究植物生长调节剂(生长素类似物)促进插条生根的最适浓度(实验)

(1)实验原理：________能够促进扦插枝条生根。

(2)常用的生长素类似物：__________、__________、__________、IBA和__________等。

(3)生长素类似物处理枝条的方法有____________和____________等。

考点突破

考点1　生长素的发现

1．根据胚芽鞘进行的相关实验可得出以下结论

(1)感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端；

(2)向光弯曲的部位是胚芽鞘的尖端下面一段；

(3)产生生长素的部位是胚芽鞘的尖端；

(4)生长素的作用部位是胚芽鞘的尖端下面一段。

2．对植物向光性的解释

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，结果表现为茎弯向光源生长(见图)。

3．生长素在植物体内的运输

(1)横向运输

①尖端受单侧光照射时，由向光侧→背光侧运输。

②受重力作用时，由远地侧→近地侧运输。

③受离心力作用，由内侧→外侧运输。

(2)纵向运输：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，此称为极性运输，该运输方式是主动运输。

4．与植物激素有关的实验设计分析

(1)验证生长素的产生部位在尖端

实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。

对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图乙)。

甲

　乙

(2)验证生长素的横向运输发生在尖端

①实验操作(如图)

②现象：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。

(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

①实验操作(如图)

a

②实验现象：A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组中去掉尖端的胚芽鞘不生长不弯曲。

(4)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度

①实验操作：如图所示(注：A盒下侧有开口，可以进光)。

②结果预测及结论

a．若A、B中幼苗都向上弯曲生长，只是B向上弯曲程度大，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。

b．若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。

例1　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

1．如图所示，a、b、c为对胚芽鞘做不同处理的实验，d为一植株被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照。下列对实验结果的描述，正确的是(　　)

  A．a、b向光弯曲生长，c背光弯曲生长

  B．a直立生长，b、c向光弯曲生长

  C．图d中如果固定植株，旋转纸盒，一段时间后，植株向左弯曲生长

  D．图d中如果将纸盒和植株一起旋转，则植株向纸盒开口方向弯曲生长

考点2　生长素的作用曲线解读

1．不同植物同一器官对生长素敏感性不同

曲线解读：

(1)a、b分别代表生长素对双子叶植物与单子叶植物的最佳促进效果；

(2)a′、b′分别表示双子叶植物与单子叶植物的促进浓度阈值(上限)——大于该浓度时的生长素将分别抑制双子叶与单子叶植物生长；

(3)不同的植物对生长素的敏感性不同，双子叶植物对生长素较单子叶植物敏感。

2．同一植物不同器官对生长素敏感性不同

(1)曲线解读

①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效不同(促进效果不同或抑制效果不同)。

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)，也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。

③曲线上A、B、C三点所对应的浓度分别表示促进根、芽、茎生长的最适浓度。

④曲线上小于A′、B′、C′三点所对应的浓度分别表示对根、芽、茎的生长起促进作用，大于A′、B′、C′三点所对应的浓度分别表示对根、芽、茎的生长起抑制作用，等于A′、B′、C′三点所对应的浓度分别表示对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制。

(2)相关实例分析——植物茎的负向重力性与根的向重力性

水平放置的植株：地心引力→生长素在其两侧的分布不均：近地侧生长素浓度高，背地侧生长素浓度低→茎：近地侧D对生长的促进作用大于背地侧B→茎背地生长；根：近地侧C因生长素浓度过高(根的敏感性高)，生长受抑制，其生长比背地侧A慢→根向地生长。

例2　(2017·扬州模拟)植物生长素对植物的生长起着重要的调节作用。在农业生产上，生长素类似物等植物生长调节剂得到了广泛的应用。请回答下列与植物调节有关的问题：

(1)图甲表示小麦幼苗生长素浓度与作用的关系，图乙表示将一株小麦幼苗水平放置，培养一段时间后的生长情况。

①图甲中，c点生长素浓度对根生长的效应是______________________________________；对芽生长的效应是______________。

②图乙中a侧生长素的浓度大于________mol/L。

(2)在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘伸长影响的实验中，将胚芽鞘切段浸入蒸馏水中1 h后，再分别转入5种浓度的A溶液(实验组)和含糖的磷酸盐缓冲液(对照组)中。在23 ℃的条件下，避光振荡培养24 h后，逐一测量切段长度(取每组平均值)，实验进行两次，结果见图丙。

①图丙中，对照组切段的平均长度是________mm；与浓度为1 mg/L的结果相比，浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是____________________________。

②上述实验结果能否验证生长素作用的两重性？________，原因是________________________________________________________________________。

③实验过程中，需要把生长素类似物A溶解于____________________________中，以得到5种浓度的A溶液用以实验。

2．有人从真菌中提取到甲、乙和丙三种生长素类似物，分别测试三种类似物的不同浓度对莴苣幼根生长的影响，结果如图所示。以下说法不正确的是(　　)

  A．甲、乙和丙对莴苣幼根生长的影响均具有两重性

  B．在0～20 ppm范围内，甲对莴苣幼根的促进作用大于丙

  C．乙的浓度大于20 ppm后，对莴苣幼根生长起抑制作用

  D．据图推测，用30 ppm的甲处理莴苣幼芽可抑制其生长

考点3　【实验】探究生长素类似物

  对扦插枝条生根的作用　　1.实验原理：较低浓度的植物生长调节剂能促进扦插枝条生根，较高浓度的植物生长调节剂能抑制扦插枝条生根。

2．常用的生长素类似物有NAA、2，4－D或生根粉等。

3．生长素类似物处理插条的常用方法

(1)浸泡法：把插条的基部浸泡在溶液中，深约3 cm，处理几小时至一天。

(2)沾蘸法：把插条的基部在浓度较高的溶液中蘸一下(约5s)，深约1.5 cm即可。

4．实验变量分析

(1)自变量：促进某种植物插条生根的生长素类似物的浓度大小。

(2)因变量：扦插枝条的平均生根率和平均生根数量。

(3)无关变量：本实验中的取材、处理的时间、蒸馏水、光照、温度等都为无关变量，对它们的处理应遵循等量性原则。

5．实验方法(以萘乙酸(NAA)对山茶花扦插枝条生根作用实验为例)

(1)取山茶花植株生长良好的半木质枝条，剪成5～7 cm，每段插条芽数相同。

(2)将插条分别用不同的方法处理如图1。

(3)将处理过的插条下端浸在清水中，注意保持温度(25～30 ℃)。

(4)记录：小组分工，根据实验数据，建立数学模型如图2。

图1

图2

6．结果分析

(1)不能生根

①枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多；

②枝条幼芽、幼叶保留较多，本身合成一定浓度的生长素，浸泡后形态学下端处于高浓度的抑制状态；

③没有分清形态学的上端和下端。

(2)生根过少

配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要密一些，组别要多一些。组别少，梯度大是生根过少的可能原因之一。

(3)都能生根

所配制的溶液浓度正好都在适宜的浓度范围内

温馨提示

(1)预实验时需要设置空白对照，在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。

(2)设置对照试验，控制无关变量

①本实验可以设置只加清水的空白对照组及不同浓度的相互对照组。空白对照组可以排除无关变量的干扰，相互对照组可以确定促进生根的最适浓度。设置重复组，即每组不能少于3个枝条。

②实验过程应控制无关变量相同且适宜。

(3)浸泡法处理并非是将插条浸泡在配制好的生长素类似物溶液中让其生根，而是把插条的基部浸泡在配制好的溶液中处理几小时至一天，然后再将其扦插到完全培养液中让其生根。

(4)实验中盛有不同浓度萘乙酸的烧杯必须加盖，原因是防止水分蒸发引起溶液浓度变化。

例3　(2017·江苏高考)研究小组探究了萘乙酸(NAA)对某果树扦插枝条生根的影响，结果如下图。下列相关叙述正确的是(　　)

  A．自变量是NAA，因变量是平均生根数

  B．不同浓度的NAA 均提高了插条生根率

  C．生产上应优选320 mg/ L NAA 处理插条

  D．400 mg/ L NAA 具有增加生根数的效应

3．(2016·无锡模拟)如图1为兴趣小组探究a、b、c三种不同浓度的生长素溶液对葡萄茎段侧芽生长影响的实验结果。如图2为该小组探究某种南瓜矮生突变体属于激素合成缺陷型突变体还是激素不敏感型突变体的实验结果，请回答下列问题：

图1

图2

(1)为得到某浓度生长素处理的实验数据，需要测量每个葡萄茎段________长度，并由此计算出生长量；而且需要取每组多个葡萄茎段生长量的________作为该组的实验结果。

(2)若选用带顶芽的葡萄茎段作实验材料，要对其进行去除顶芽处理，目的是________________。

(3)图1中的a、b、c三种浓度中，浓度最高的是________，判断依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________。

(4)由图2可知，生长素对正常南瓜茎生长有________作用；喷施生长素________(选填“能”或“不能”)使矮生南瓜的茎恢复至正常，由此可推测：该矮生南瓜属于________突变体。

请根据以下关键词的提示，归纳构建本课时知识体系

生长素的产生、运输、分布 、作用　植物生长调节剂的作用

随堂演练

1．根据所学知识判断，下列说法错误的是(　　)

第1题图

  A．图中能直立生长的是①④，能弯曲生长的是③⑤

  B．若探究植物向光性的内因，可设置②③进行对照

  C．若探究植物向光性的外因，可设置①③进行对照

  D．若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑥进行对照

2．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是生长素浓度对胚芽鞘生长的作用示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

第2题图

  A．只用图1实验即可证明生长素有促进生长的作用

  B．琼脂块中生长素浓度不同，但可能形成相同的α角

  C．琼脂块中生长素浓度为d时，胚芽鞘向左侧弯曲

  D．琼脂块中生长素浓度为b时，α具有最大值

3．下面是有关燕麦实验的示意图，图中所示燕麦胚芽鞘的某些部位纵向插入了云母片。请分析图中a到f的琼脂块中，生长素含量正确的一组(　　)

第3题图

  A．a<b、c＝d、e＝f  B．a<b、c＝d、e<f

  C．a<b、c<d、e＝f  D．a>b、c＝d、e<f

4．如图表示植物生长单位长度所需时间与生长素浓度之间的关系，下列叙述中正确的是(　　)

第4题图

  A．在单侧光作用下，若胚芽鞘向光侧生长素浓度为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表示对单子叶作物的作用

5．(2016·苏州模拟)(多选)为探究不同浓度的2，4－D溶液对绿豆发芽的影响，某实验小组用等量的蒸馏水、0.4 mg·L－1、0.7 mg·L－1、1 mg·L－1、1.3 mg·L－1、1.6 mg·L－1的2，4－D溶液分别浸泡绿豆种子12 h，再在相同且适宜条件下培养，得到实验结果如下图所示。根据实验结果分析错误的是(　　)

第5题图

  A．0.4 mg·L－1的2，4－D溶液促进芽的生长、抑制根的生长

  B．2，4－D溶液既能促进根的生长，也能抑制根的生长

  C．1 mol·L－1的2，4－D溶液是培养无根豆芽的最适浓度

  D．2，4－D溶液具有与生长素相似的生理功能

6．某生物兴趣小组的同学进行探究萘乙酸(NAA)促进插条生根最适浓度的预实验，结果如图所示。在预测实验的基础上，他们又进一步设计如下实验探究萘乙酸促进生根的最适浓度。

第6题图

一、材料用具：生长旺盛的一年生月季枝条若干、烧杯、培养皿、量筒、NAA、蒸馏水等。

二、配制一系列具有浓度梯度的萘乙酸溶液5份，编号1～5。

三、实验步骤：

第一步：将月季枝条随机均分为5等份；

第二步：将5份枝条的基部分别浸泡在1～5号NAA溶液中；

第三步：一天后，取出枝条分别进行扦插；

第四步：每天对扦插的枝条生根情况进行观察记录。

请回答相关问题：

(1)配制的NAA溶液浓度应依次为______________(浓度梯度差为1.0 ppm)。

(2)该实验中的自变量是________________，因变量是________________，同时要严格控制无关变量。

(3)请设计本实验的观察记录表。

(4)实验开始前进行预实验的意义是________________________________。