第41講植物生長素及其生理作用課標(biāo)內(nèi)容概述科學(xué)家經(jīng)過不斷地探索，發(fā)現(xiàn)了植物生長素，并揭示了它在調(diào)節(jié)植物生長時表現(xiàn)出低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長的特性?？键c(diǎn)一植物生長素的發(fā)現(xiàn)1.經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程和結(jié)論科學(xué)家實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論達(dá)爾文胚芽鞘的尖端受單側(cè)光刺激后，向下面的伸長區(qū)傳遞了某種“影響”，造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快鮑森·詹森胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部拜爾胚芽鞘的彎曲生長，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻溫特造成胚芽鞘彎曲的是一種化學(xué)物質(zhì)，并把這種物質(zhì)命名為生長素對溫特實(shí)驗(yàn)之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行描述時，不能出現(xiàn)“生長素”，只能說“影響”①鮑森·詹森實(shí)驗(yàn)的不足之處在于沒有形成單一變量，無法排除瓊脂片可能導(dǎo)致胚芽鞘生長的結(jié)論。②拜爾的實(shí)驗(yàn)要在黑暗中進(jìn)行，目的是排除光照可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的干擾；該實(shí)驗(yàn)的不足之處是無法證明尖端是否產(chǎn)生某種化學(xué)物質(zhì)。③從胚芽鞘系列實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論：2.植物激素的概念由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，叫作植物激素。3.生長素的合成、分布和運(yùn)輸(1)在植物幼嫩的芽中色氨酸可以轉(zhuǎn)變成生長素。(2023·全國甲卷，2A)(√)(2)溫特(F.W.Went)證明胚芽鞘產(chǎn)生促進(jìn)生長的化學(xué)物質(zhì)未采用同位素標(biāo)記法。(2020·江蘇卷，20D改編)(√)(3)生長素的極性運(yùn)輸需ATP水解提供能量。(2019·天津卷，2B改編)(√)(4)成熟莖韌皮部中的生長素可以進(jìn)行非極性運(yùn)輸。(2015·全國卷Ⅰ，2B)(√)為了證明生長素在胚芽鞘中的極性運(yùn)輸，一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)，一段時間后，發(fā)現(xiàn)位于形態(tài)學(xué)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素，請思考下列問題：(1)本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸觥吧L素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端”這一結(jié)論？為什么？提示不能。因?yàn)閮H就該實(shí)驗(yàn)只能證明“生長素可以從胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端”，而不能證明“生長素不能由形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端”。(2)欲得出上述結(jié)論應(yīng)怎樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)更具說服力？提示應(yīng)該增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實(shí)驗(yàn)，以研究生長素能否從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。1.植物向光性的原因分析解釋1：單側(cè)光照射下，向光面的生長素橫向運(yùn)輸，向背光面轉(zhuǎn)移。解釋2：單側(cè)光照射下，向光面的生長素被分解。解釋3：單側(cè)光照射下，抑制生長的物質(zhì)分布不均勻。若解釋1正確，則a～d四個瓊脂塊中生長素的含量關(guān)系為c>a＝b>d。若解釋2正確，則a～d四個瓊脂塊中生長素的含量關(guān)系為c＝a＝b>d。若解釋3正確，則a～d四個瓊脂塊中生長素的含量關(guān)系為a＝b＝c＝d。2.不同處理?xiàng)l件下植物向性運(yùn)動的結(jié)果分析提醒瓊脂不能感光，不會阻斷生長素的運(yùn)輸和傳遞，而云母片、玻璃片等則會阻斷生長素的運(yùn)輸。在失重狀態(tài)下，尖端只發(fā)生極性運(yùn)輸，因此順“尖”而長?？枷?圍繞生長素的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與向性運(yùn)動分析，考查科學(xué)思維1.(2024·廣東惠州調(diào)研)如圖是用燕麥胚芽鞘進(jìn)行的向光性實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.對比分析圖①②結(jié)果，證明生長素是不能透過云母片的B.圖④和⑤實(shí)驗(yàn)說明瓊脂不會阻止胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素向下運(yùn)輸C.若將圖②的云母片改換成瓊脂，結(jié)果仍然有向光彎曲生長的現(xiàn)象D.若將圖④的瓊脂改換成云母片，結(jié)果仍然有向光彎曲的現(xiàn)象答案D解析據(jù)題意可知，本實(shí)驗(yàn)中圖①②中云母片可以阻止胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素往下運(yùn)送，A正確；④放上瓊脂塊及尖端并給予單側(cè)光，⑤表示仍能向光彎曲生長，即瓊脂不會阻止胚芽鞘尖端制造的生長素往下運(yùn)送，B正確；若將圖②的云母片改換成瓊脂，在單側(cè)光的作用下，生長素發(fā)生橫向運(yùn)輸，結(jié)果仍然有向光彎曲生長的現(xiàn)象，C正確；若將圖④的瓊脂改換成云母片，云母片可以阻止胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素往下運(yùn)送，結(jié)果燕麥胚芽鞘不生長不彎曲，D錯誤。2.(2024·洛陽市調(diào)研)下圖表示用燕麥胚芽鞘進(jìn)行的系列實(shí)驗(yàn)(“←”“→”表示光照方向)，下列敘述錯誤的是()A.a、b的生長素含量相等，胚芽鞘①將直立生長B.胚芽鞘②將向右側(cè)彎曲生長，胚芽鞘③將直立生長C.胚芽鞘④⑥直立生長，胚芽鞘⑤向右彎曲生長D.裝置⑦和⑧中植株都會向暗箱開孔處彎曲生長答案D解析圖中胚芽鞘尖端勻速旋轉(zhuǎn)處理后，a、b瓊脂塊上生長素的含量相等，故胚芽鞘①直立生長，A正確；由于含生長素的瓊脂塊放在去掉尖端的胚芽鞘②的左側(cè)，因此胚芽鞘②彎向右側(cè)彎曲生長；用錫箔小帽罩住胚芽鞘③的尖端，尖端不能感受單側(cè)光刺激，故胚芽鞘直立生長，B正確；胚芽鞘④尖端的中間插入云母片，阻礙了生長素的橫向運(yùn)輸，故胚芽鞘直立生長；胚芽鞘⑤尖端下方的一側(cè)插入云母片，阻斷了這一側(cè)生長素向下運(yùn)輸，因此胚芽鞘向右彎曲生長；胚芽鞘⑥的尖端以下插入瓊脂片，光源從上豎直照射，胚芽鞘直立生長，C正確；裝置⑦中暗箱不動，花盆勻速旋轉(zhuǎn)，故裝置⑦中植株直立生長；裝置⑧植株彎向小孔生長，D錯誤?？枷?結(jié)合生長素的合成、分布與運(yùn)輸，考查科學(xué)思維3.(2024·廣東珠海調(diào)研)下列有關(guān)生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布的敘述，正確的是()A.幼嫩的細(xì)胞對生長素的敏感性小于衰老細(xì)胞B.生長素合成和分布的主要場所是植物體的未成熟組織C.在植物體的幼嫩部位，生長素不可以逆濃度梯度運(yùn)輸D.呼吸抑制劑可以抑制生長素的極性運(yùn)輸和非極性運(yùn)輸答案B解析不同種類的植物對生長素的敏感性不同，同一種植物的不同器官對生長素的敏感性也不同，幼嫩的細(xì)胞對生長素的敏感性大于衰老細(xì)胞，A錯誤；植物體的未成熟組織具有分生能力，是生長素合成和分布的主要場所，B正確；在植物體的幼嫩部位，生長素可以逆濃度梯度進(jìn)行極性運(yùn)輸，C錯誤；生長素的極性運(yùn)輸方式是主動運(yùn)輸，所以呼吸抑制劑能影響生長素的極性運(yùn)輸，但不影響生長素的非極性運(yùn)輸，D錯誤。4.(2024·江西師大附中質(zhì)檢)下列關(guān)于生長素的敘述，錯誤的是()A.單側(cè)光會刺激胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素，并引起生長素的分布不均勻B.生長素在從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端的極性運(yùn)輸過程中，會消耗能量C.植物幼葉和發(fā)育的種子中的色氨酸，經(jīng)過一系列反應(yīng)可轉(zhuǎn)變成生長素D.生長素在植物各器官中都有分布，但相對集中分布在生長旺盛的部位答案A解析單側(cè)光會引起生長素的分布不均勻，但是胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素與單側(cè)光無關(guān)，A錯誤；生長素在從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端的極性運(yùn)輸過程是主動運(yùn)輸，因此會消耗能量，B正確；在芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子中都能產(chǎn)生生長素，色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)可轉(zhuǎn)變成生長素，C正確；生長素在植物各器官中都有分布，但相對集中分布在生長旺盛的部位，如胚芽鞘等處，D正確。形態(tài)學(xué)上端和形態(tài)學(xué)下端的判斷考點(diǎn)二生長素的生理作用及特點(diǎn)1.生長素的生理作用2.生長素的作用特點(diǎn)：低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長。抑制生長≠不生長(只是生長慢于對照組)典型實(shí)例——頂端優(yōu)勢3.生長素生理作用曲線分析(1)同一植物不同器官對生長素敏感程度曲線分析(2)不同植物對生長素敏感程度曲線分析4.植物莖的背地性和根的向地性(1)表現(xiàn)(2)原因1.某同學(xué)用兩個未知的不同濃度(Cx和Cy)的生長素溶液做實(shí)驗(yàn)，測得去尖端的燕麥胚芽鞘的彎曲角度(圖1)的值分別為αx、αy，且關(guān)系為αx＝αy。為了進(jìn)一步比較Cx和Cy的大小，該同學(xué)用去根尖的燕麥胚根做了圖2所示的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果胚根向右彎曲生長，則Cx________(填“大于”或“小于”)Cy，判斷依據(jù)是___________________________________________________________________。提示大于與胚芽鞘相比，胚根對生長素更敏感，胚根向右側(cè)彎曲生長，說明右側(cè)生長素濃度相對較高，抑制了該側(cè)的生長2.某同學(xué)用綠豆種子為實(shí)驗(yàn)材料，研究生長素對芽的影響。他只配制了甲、乙兩種不同濃度的生長素溶液，兩組效果相同且都為促進(jìn)作用。該同學(xué)有一失誤，忘記了標(biāo)記生長素溶液濃度的高低。請依據(jù)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，想一個最簡單的辦法將兩種生長素濃度的高低區(qū)別開來，并說明理由。提示測量并計(jì)算綠豆幼根的平均長度，較長者對應(yīng)的濃度為低濃度，另一種為高濃度。對芽促進(jìn)作用效果相同的兩種生長素濃度，對根會出現(xiàn)低濃度促進(jìn)和高濃度抑制的作用效果。考向圍繞生長素的生理作用及特點(diǎn)，考查科學(xué)思維1.(2023·江蘇卷，5)為研究油菜素內(nèi)酯(BL)和生長素(IAA)對植物側(cè)根形成是否有協(xié)同效應(yīng)，研究者進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在不含BL、含有1(nmol·L－1)BL的培養(yǎng)基中，分別加入不同濃度IAA，培養(yǎng)擬南芥8天，統(tǒng)計(jì)側(cè)根數(shù)目，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A.0～1(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，BL對側(cè)根形成無影響B(tài).1～20(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，BL與IAA對側(cè)根形成的協(xié)同作用顯著C.20～50(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，BL對側(cè)根形成影響更顯著D.0～50(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，BL與IAA協(xié)同作用表現(xiàn)為低濃度抑制、高濃度促進(jìn)答案B解析0～1(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，有BL和無BL組形成側(cè)根的相對量不同，說明BL對側(cè)根形成有影響，A錯誤；1～20(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，IAA單獨(dú)作用組別的側(cè)根數(shù)量明顯低于IAA和BL共同作用時的數(shù)量，說明該濃度范圍內(nèi)兩者對側(cè)根形成的協(xié)同作用顯著，B正確；20～50(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，當(dāng)BL存在時，形成側(cè)根的相對數(shù)量變化不大，當(dāng)BL不存在時，隨著IAA濃度的增大，形成側(cè)根的相對數(shù)量明顯增加，說明該濃度范圍內(nèi)，IAA對側(cè)根形成的影響更顯著，C錯誤；由圖可知，0～50(nmol·L－1)IAA濃度范圍內(nèi)，BL與IAA的協(xié)同作用均表現(xiàn)為促進(jìn)，D錯誤。2.(2024·浙江寧波模擬)如圖甲為玉米胚芽鞘中生長素誘導(dǎo)的生長和細(xì)胞壁酸化的變化曲線。下列分析或推測不合理的是()A.根據(jù)圖示，曲線Ⅱ表示的長度與IAA作用時間呈正相關(guān)B.圖乙BC段表明生長素促進(jìn)生長，CD段表明生長素抑制生長C.中性緩沖液可能抑制生長素的作用，酸性緩沖液可能引起生長加快D.在生長素作用下細(xì)胞膜外排H＋，使細(xì)胞壁變得疏松，有利于細(xì)胞伸長答案B解析圖乙BC段和CD段生長素都促進(jìn)生長，但促進(jìn)的效果先增強(qiáng)后減弱，B錯誤；圖甲中，加入IAA后，pH逐漸減小，而胚芽鞘長度不斷增加，可判斷酸性緩沖液可能引起生長加快，中性緩沖液可能抑制生長素的作用，C正確；由圖甲可知，加入生長素以后pH逐漸變小，可以推知在生長素作用下細(xì)胞膜外排H＋，使細(xì)胞壁變得疏松，有利于細(xì)胞伸長，D正確。3.(2023·江蘇鎮(zhèn)江調(diào)研)沙漠防治的先鋒樹種是沙柳，為提高沙柳成活率，常常需要對沙柳進(jìn)行掐尖留芽并摘除一定量成熟葉片的處理。下列與之相關(guān)的敘述合理的是()A.上述過程去除了植物的頂端優(yōu)勢，而頂端優(yōu)勢體現(xiàn)了生長素作用的低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長B.因?yàn)槿~片無法合成生長素，故而可對沙柳摘除一定量成熟葉片C.沙柳的正常生長在根本上是植物激素調(diào)節(jié)的結(jié)果，同時還受基因組控制和環(huán)境影響D.掐尖留芽可使側(cè)芽合成的生長素運(yùn)輸?shù)礁?、促進(jìn)根生長，從而提高沙柳的成活率答案A解析對沙柳掐尖留芽過程去除了植物的頂端優(yōu)勢，降低了側(cè)芽生長素濃度，而頂端優(yōu)勢能體現(xiàn)低濃度生長素促進(jìn)頂芽生長、高濃度生長素抑制側(cè)芽生長，A正確；摘除一定量成熟葉片是減弱蒸騰作用、減少水分散失，提高成活率，B錯誤；沙柳的正常生長，在根本上是基因組在一定時間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果，光照、溫度等環(huán)境因子的變化，會引起植物體內(nèi)產(chǎn)生包括植物激素合成在內(nèi)的多種變化進(jìn)而對基因組的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，C錯誤；掐尖留芽可使側(cè)芽部位的生長素濃度降低，促進(jìn)側(cè)芽的生長，但側(cè)芽合成的生長素能運(yùn)輸?shù)角o的接近根的基部，不能運(yùn)輸?shù)礁?，D錯誤。1.(2023·全國甲卷，2)植物激素是一類由植物體產(chǎn)生的，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，下列關(guān)于植物激素的敘述，錯誤的是()A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以轉(zhuǎn)變成生長素B.生長素可以從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)狡渌课话l(fā)揮作用C.生長素和乙烯可通過相互作用共同調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育D.植物體內(nèi)生長素可以作為催化劑直接參與細(xì)胞代謝過程答案D解析生長素主要的合成部位是芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子，在這些部位，色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)可轉(zhuǎn)變成生長素，A正確；植物激素是由產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课坏?，B正確；植物激素之間相互協(xié)調(diào)，互相配合共同影響植物生命活動，調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育，C正確；生長素是一種植物激素，作為一種信號調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動，不是催化劑，D錯誤。2.(2023·山東卷，10)擬南芥的向光性是由生長素分布不均引起的，以其幼苗為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行向光性實(shí)驗(yàn)，處理方式及處理后4組幼苗的生長、向光彎曲情況如圖表所示。由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能得出的是()A.結(jié)構(gòu)Ⅰ中有產(chǎn)生生長素的部位B.①②之間有感受單側(cè)光刺激的部位C.甲組的①②之間有生長素分布不均的部位D.②③之間無感受單側(cè)光刺激的部位答案D解析據(jù)表格和題圖可知，不切斷任何部位，該幼苗正常彎曲生長，但在①處切斷，即去除結(jié)構(gòu)Ⅰ，生長變慢，推測結(jié)構(gòu)Ⅰ中有產(chǎn)生生長素的部位，A不符合題意；據(jù)表格可知，在①處切斷，該幼苗緩慢生長且彎曲，而在②處切斷后，該幼苗不生長，推測①②之間含有生長素，且具有感光部位；可能是受到單側(cè)光照射后，①②之間生長素分布不均，最終導(dǎo)致生長不均勻，出現(xiàn)彎曲生長，B、C不符合題意；在②處切斷和在③處切斷，兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同：幼苗都不生長、不彎曲，說明此時不能產(chǎn)生生長素，也無法得出有無感受單側(cè)光刺激的部位，D符合題意。3.(2023·湖北卷，12)多年生植物甲為一種重要經(jīng)濟(jì)作物，果實(shí)采收期一般在10月，在生長過程中常受到寄生植物乙的危害(植物乙的果實(shí)成熟期為當(dāng)年10月到次年2月)。為阻斷植物乙的傳播和蔓延，科研人員選用不同稀釋濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑M噴施處理，結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是()曲線1：稀釋濃度為1/100；曲線2：稀釋濃度為1/200；曲線3：稀釋濃度為1/400；曲線4：對照組A.據(jù)圖綜合分析，為防治乙的危害，M的稀釋濃度應(yīng)選用1/400B.植物乙對照組的曲線逐漸下降，說明其生長逐漸減弱C.噴施M時間選擇甲果實(shí)采收后，乙果實(shí)未大量成熟前D.植物生長調(diào)節(jié)劑M與植物激素脫落酸的作用相似答案B解析左圖表示的是不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑M對甲的影響，濃度高落葉率提高，和對照組4比較，3的落葉率低，是較適宜濃度；右圖表示植物生長調(diào)節(jié)劑M對乙的影響，目的是為阻斷植物乙的傳播和蔓延，落葉率高更有利于阻斷乙的危害，3的落葉率較高，綜合分析3曲線對應(yīng)的濃度最適宜，M的稀釋濃度應(yīng)選用1/400，A正確；植物乙對照組的曲線逐漸下降，說明落葉率下降，說明其生長逐漸增強(qiáng)，B錯誤；噴施M應(yīng)該減弱對甲果實(shí)的影響，避免影響產(chǎn)量，而對于乙應(yīng)該防止其果實(shí)成熟，所以噴施M時間選擇甲果實(shí)采收后，乙果實(shí)未大量成熟前，防止其種子傳播，C正確；植物生長調(diào)節(jié)劑M可提高脫落率，和脫落酸的作用相似，D正確。4.(2021·全國甲卷，3)生長素具有促進(jìn)植物生長等多種生理功能。下列與生長素有關(guān)的敘述，錯誤的是()A.植物生長的“頂端優(yōu)勢”現(xiàn)象可以通過去除頂芽而解除B.頂芽產(chǎn)生的生長素可以運(yùn)到側(cè)芽附近從而抑制側(cè)芽生長C.生長素可以調(diào)節(jié)植物體內(nèi)某些基因的表達(dá)從而影響植物生長D.在促進(jìn)根、莖兩種器官生長時，莖是對生長素更敏感的器官答案D解析植物生長的“頂端優(yōu)勢”是指頂芽產(chǎn)生的生長素極性運(yùn)輸?shù)竭_(dá)側(cè)芽部位并積累，使側(cè)芽部位的生長素濃度過高，抑制側(cè)芽生長，從而表現(xiàn)出頂芽優(yōu)先于側(cè)芽生長的現(xiàn)象。摘除頂芽后，側(cè)芽部位的生長素濃度逐漸降低到適宜的濃度，頂端優(yōu)勢解除，A、B正確；高濃度生長素通過促進(jìn)乙烯的合成從而抑制植物的生長，是通過調(diào)節(jié)與乙烯合成有關(guān)的基因的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的，C正確；同種植物的根、芽、莖幾種器官中，根對生長素最敏感，莖對生長素最不敏感，D錯誤。5.(2023·天津卷，15)研究人員探究植物根部生長素運(yùn)輸情況，得到了生長素運(yùn)輸方向示意圖(圖1)(1)生長素從根尖分生區(qū)運(yùn)輸?shù)缴扉L區(qū)的運(yùn)輸類型是。(2)圖2是正常植物和某蛋白N對應(yīng)基因缺失型的植物根部大小對比及生長素分布對比，據(jù)此回答：ⅰ.N蛋白基因缺失，會導(dǎo)致根部變短，并導(dǎo)致生長素在根部處(填“表皮”或“中央”)運(yùn)輸受阻。ⅱ.如圖3，在正常植物細(xì)胞中，PIN2蛋白是一種主要