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第2课时 生长素的特性与生理作用
1.植物体内生长素合成的部位主要是幼芽、嫩叶和发育中的种子，合成的原料是色氨酸。
2．生长素的极性运输是指只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输。
3．生长素对植物生长的调节作用具有两重性。
4．生长素对植物生长的促进和抑制与生长素浓度、植物器官种类、细胞年龄等因素有关。
5．植物顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象叫顶端优势。
1．生长素的合成部位与分布
(1)合成部位：主要是幼芽、嫩叶和发育中的种子。
(2)生长素的分布：在胚芽鞘、芽与根的顶端分生组织、根与茎的形成层，发育中的果实与种子等生长旺盛部位分布较多。
2．生长素的运输
(1)极性运输：生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，而不能逆向运输。极性运输是一种主动运输的过程。
(2)非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
3．生长素作用的两重性
(1)含义：生长素既能促进植物生长，又能抑制植物生长。
(2)影响因素：生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素浓度、植物器官种类、细胞年龄等因素有关。一般来说，低浓度的生长素促进植物的生长，而高浓度的生长素抑制植物的生长。
4．顶端优势
(1)概念：植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。
(2)应用：对果树进行修剪，对棉花、番茄等农作物进行摘心，以达到改善株形和增产的目的。
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1．判断下列叙述的正误
(1)施用IAA对诱导侧根的作用表现为低浓度促进、高浓度抑制(√)
(2)植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素(√)
(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素(×)
(4)生长素对果实的发育和成熟没有影响(×)
(5)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(×)
2．如下图所示，如果茎a侧生长素在B点以下的浓度范围内。下列对b侧生长素浓度范围的叙述较为准确的是( )
A．在OA段范围内
B．在OB段范围内
C．在BD段范围内
解析：选C 茎的b侧比a侧生长的快，表明b侧生长素浓度比a侧高，故b侧生长素浓度在BD段范围内。
3．农民用一定浓度的生长素类似物除去麦田中的杂草，其依据的生物学原理是( )
A．较低浓度的生长素能够促进植物生长
B．过低浓度的生长素能够抑制植物生长
C．过高浓度的生长素能够抑制植物生长
解析：选C 生长素的作用具有两重性，低浓度时促进生长，高浓度抑制生长。
4．扦插时，保留有芽和幼叶的插枝比较容易生根成活，这是因为芽和幼叶( )
A．能迅速生长
B．能进行光合作用
C．能产生生长素
解析：选C 芽和幼叶能产生生长素，生长素能促进枝条生根。
5．将生长素正确处理过的插条，置于适宜的条件下，其生根状况是( )
A．形态学下端生根
B．形态学上端生根
C．两端都生根
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解析：选A 生长素只能从形态学上端向形态学下端运输，所以一般形态学下端生根。
1．生长素的运输
(1)生长素的极性运输：从植物体的形态学上端运输到形态学下端。
①实验：
②结论：生长素只能从形态学上端向形态学下端运输，而不能由形态学下端向形态学上端运输。
(2)生长素的横向运输：受单侧光或重力(植株横放时)的作用，生长素可以沿光照方向或重力方向进行横向运输，从而引起生长素分布不均匀，可导致植物的向光性、根的向地性与茎的背地性。
右图中a表示单侧光刺激引起的横向运输(黑暗环境中不发生)；b表示从形态学上端向形态学下端的极性运输。
(3)非极性运输： 在成熟组织中，生长素可通过韧皮部的筛管进行非极性运输。
2．植物的向光性分析
(1)原因分析：
(2)归纳总结
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[名师点拨] 生长素极性运输和横向运输的原因
生长素的极性运输是由内因——植物的遗传特性决定的；而横向运输则是由外因——单侧光、重力等因素引起的。
[思考探究]
(1)胚芽鞘尖端接受单侧光照射，生长素出现了横向运输，那么生长素的横向运输也是一种主动运输过程吗？
提示：生长素的横向运输也是从低浓度一侧向高浓度一侧移动，因此是主动运输
过程。
(2)植物体的根产生的生长素是从上端向下端运输吗？
提示：从根尖向上运输。
[题组冲关]
1．科学家做过如下实验，把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学上端，把另一块不含生长素的琼脂块作为接受块放在下端(如图所示)；另一实验是把一段燕麦胚芽鞘倒转过来，把形态学下端朝上，做同样实验。请分析，经过一段时间后，接受块甲和接受块乙的成分变化是( )
A．甲含有生长素，乙不含有
B．乙含有生长素，甲不含有
C．甲、乙都含有生长素
D．甲、乙都不含有生长素
解析：选A 生长素只能从形态学上端向形态学下端运输。故接受块甲中含有生长素，接受块乙中不含有生长素。
2．用含同位素14C标记的吲哚乙酸来处理枝条的一端，然后探测另一端是否含有放射性14C的吲哚乙酸存在。枝条及位置如下图所示，下列有关处理方法及结果叙述正确的是( )
A．处理甲枝条的M端，不可能在甲枝条的N端探测到14C的存在
B．处理乙枝条的M端，能在乙枝条的N端探测到14C的存在
C．处理乙枝条的N端，能在乙枝条的M端探测到14C的存在
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D．处理甲枝条的N端，能在甲枝条的M端探测到14C的存在
解析：选C 吲哚乙酸(即生长素)在植物体内的运输主要是极性运输；解答该题首先要根据图形中芽在枝条上的长势来判断形态学的上、下端，即甲枝条中M端、乙枝条中N端为形态学的上端，然后根据生长素只能由形态学上端向形态学下端运输来辨别。
1．生长素的作用特点——两重性
即在一定浓度范围内促进植物器官生长，超过一定浓度则抑制植物器官的生长。
(1)从上图中获取的信息：
①生长素浓度：一般来说，低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素则抑制植物生长，甚至可以杀死植物。
②A′、B′、C′三点之上的曲线体现了不同浓度生长素不同的促进效果，而A′、B′、C′三点表示了生长素对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制浓度。
③A、B、C三点代表了根、芽、茎三者的最佳促进浓度分别为10－10 mol·L－1、10－8 mol·L－1、10－4 mol·L－1左右。
④植物器官的种类：同一植物的不同器官对生长素浓度反应不一样。适宜生长的浓度顺序是：茎＞芽＞根；根、芽、茎对生长素的敏感性不同，敏感性大小：根＞芽＞茎。
(2)细胞的成熟情况：幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝。
(3)植物的种类：双子叶植物一般比单子叶植物对生长素敏感。
上图说明不同种类的植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物较单子叶植物敏感，故可用较高浓度的生长素类似物来杀死单子叶农作物地里的双子叶杂草。
2．根的向地性和茎的背地性分析
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(1)原因分析：
(2)归纳总结
[题组冲关]
3．如下图所示，如果根a侧的生长素浓度在曲线A点(10－10mol·L－1)，下列相关叙述正确的是( )
A．在FC的范围内均能促进生长
B．AD属于抑制生长范围
C．a侧的生长素浓度为最适宜浓度，细胞伸长生长快，b侧的生长素浓度低于a侧，相当于曲线FE段浓度，因而细胞伸长生长慢
D．在太空中(重力为0)，根的生长状况将不同于上图的生长状况，坐标图中生长素的曲线也不适用于根的生长
解析：选A 曲线FC段均能促进生长，CD段均抑制生长；根向地性的产生是由于重力作用，引起近地侧(b)生长素浓度高，抑制细胞生长，背地侧(a)生长素浓度低，促
进细胞生长，从而使根弯曲向下生长。在太空中，无重力作用，a、b两侧的生长素浓度相同，根水平生长，坐标图中生长素浓度的曲线仍适用于根的生长。
4.将植物横放，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长。这与重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同有关。下列分析正确的是(多选)( )
A．a处生长素浓度较b处高，茎对生长素敏感性高；a处生长受抑制，b处生长快，茎向上生长
B．d处生长素浓度较c处高，根对生长素敏感性高；d处生长受抑制，c处生长快，根向下生长
C．c处生长素浓度较d处高，根弯曲向下生长
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D．b处生长素浓度较a处高，茎弯曲向上生长
解析：选BD 将植物幼苗横放，由于重力的作用，生长素总是集中在靠近地面的一侧，所以b、d两处生长素浓度高，而a、c两处生长素浓度低；由于根对生长素非常敏感，所以d处高浓度的生长素对根靠近地面一侧细胞的生长起抑制作用，而远离地面的c侧细胞生长快，促使根向下弯曲，即根的向地性(向重力性)；而茎对生长素不敏感，b侧生长素浓度高，细胞伸长生长快，a侧生长素浓度低，细胞伸长生长慢，使茎向上弯曲生长。
一、选择题
1．在一植株上，能正确反映各部位生长素产生情况的是( )
A．顶芽＞侧芽，老根＞生长点
B．顶芽＜侧芽，老根＜生长点
C．顶芽＜侧芽，老根＞生长点
D．顶芽＞侧芽，老根＜生长点
解析：选D 细胞分裂旺盛的部位，能够产生较多的生长素；因此，顶芽多于侧芽，生长点多于老根。
2．科学家做过如下的实验：甲图把不含生长素的两小块琼脂放在燕麦胚芽鞘下端；乙图把含生长素的琼脂小块放在一段燕麦胚芽鞘形态学上端，把另两小块不含生长素的琼脂小块作为接受块放在下端；丙图把一段燕麦胚芽鞘倒转过来，把形态学上端朝下，做同样实验。三个实验都以单侧光照射。经过一段时间后，对接受块①～⑥的成分变化的叙述正确的是(多选)( )
A．①含生长素比②多，③④中生长素含量相同
B．①含生长素比②少，⑤含生长素比⑥多
C．在③④⑤⑥小块中，⑤含生长素最多
D．③④中生长素含量之和比⑤⑥中多
解析：选AD 生长素只能由形态学的上端向形态学下端运输，而不能颠倒。另外，感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端，没有尖端的胚芽鞘不会感受光的刺激，单侧光对其不起
作用。
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3．下图表示有关生长素的一项实验。经过一段时间后，图中甲、乙、丙、丁四个切去尖端的胚芽鞘中弯曲程度最大的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：选B 在a、b、c、d四个琼脂块中，a的生长素浓度小于b的生长素浓度，c的生长素浓度等于d的生长素浓度，所以b＞c＝d＞a，即弯曲程度最大的是乙。
4．对果树进行压条时，需要把压条树皮环割一圈，环割后剥圈以下的侧芽会迅速发育成侧枝，这是因为( )
A．剥圈以上顶芽不会再产生生长素
B．剥圈以下的侧芽部位生长素浓度升高
C．剥圈以下的侧芽部位生长素浓度降低
D．剥圈以上的侧芽部位生长素浓度降低
解析：选C 在压条前，由于顶端优势的存在，侧芽因生长素浓度过高而生长受抑制。压条树皮环割一圈后，顶芽产生的生长素不能运输到剥圈以下的侧芽，使侧芽部位生长素浓度下降而使其迅速生长。
5．在农业生产中，用一定浓度的植物生长素类似物作为除草剂，可以除去单子叶农作物间的双子叶杂草，下图表示生长素浓度对两类植物生长的影响。请判断甲、乙曲线分别表示何类植物，以及应当选用生长素类似物的浓度是( )
A．单子叶植物、双子叶植物；a浓度
B．双子叶植物、单子叶植物；b浓度
C．单子叶植物、双子叶植物；b浓度
D．双子叶植物、单子叶植物；c浓度
解析：选 D 生长素对植物的生长作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。不同种类植物对生长素浓度的反应不一样，与单子叶植物相比，双子叶植物对生长素浓度较为敏感。c浓度是促进乙生长的最适浓度，但会抑制甲的生长。
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6．将植物横放，测量根和茎生长素浓度与其生长状况的关系如甲图所示。则曲线上P点最可能对应于乙图中的位置是( )
A．a B．b
C．c D．d
解析：选D 根据甲图可知，P点表示在较高浓度的生长素作用下，植物生长1 cm所需时间较长。这说明P点对应的生长素浓度应为抑制生长的范围。
7．如果在航天飞机上搭载一株水平放置的植物幼苗，若干天后该幼苗的根和茎的生长情况将是( )
A．根向下生长，茎向上生长
B．根向下生长，茎水平生长
C．根向上生长，茎向下生长
D．根、茎都水平生长
解析：选D 航天飞机不受重力的影响，所以水平放置的植物体内生长素分布是均匀的，水平生长。
二、非选择题
8．同一植株的不同器官或同一器官不同部位生长素浓度往往不同。下面的甲图是一株盆栽植物，乙图表示该植物不同器官对生长素浓度的反应。据图回答下列问题(要求用乙图根、茎、芽三条曲线上相应字母所对应的浓度来表示甲图相应各点的生长素浓度)：
(1)甲图②处结构长不出来的原因是________________________________________，解决的办法是__________，此后②处生长素浓度将会低于________mol·L－1。
(2)将该植物向左侧放倒水平放置一段时间，可表示⑦侧浓度的是乙图中________点浓度，表示⑧侧生长素浓度的是乙图中________点浓度，因此根将____________生长。表示⑤侧浓度的是________点浓度，表示⑥侧浓度的是________点浓度，所以________侧生长快，茎将____________生长。
(3)能够促进茎生长的浓度范围是________mol·L－1
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，能够同时促进根、茎、芽生长的浓度范围是________mol·L－1。
解析：(1)根据甲图所示，①表示顶芽，②表示侧芽，顶芽产生的生长素向下运输，在侧芽部位积累，侧芽部位生长素浓度过高，抑制其生长。解除顶端优势的方法是去除顶芽，去除顶芽后侧芽处生长素浓度将会低于10－6 mol·L－1。(2)当植物水平放置时，由于受到重力作用，近地侧生长素浓度高于远地侧生长素浓度；近地侧生长素浓度促进茎生长，抑制根的生长，远地侧生长素浓度促进茎生长，但促进程度小，同时也促进根生长；所以⑦侧可用e点表示，⑧侧用a表示，所以根向重力弯曲生长。⑤侧生长素浓度可用g或k点表示，⑥侧用c点表示。所以茎⑤侧生长快，茎背重力生长。(3)由乙图可看出，促进茎生长的生长素浓度范围是10－10～10－2 mol·L－1，同时促进茎、芽、根生长的生长素浓度范围是10－10～10－8 mol·L－1。
答案：(1)①处(顶芽)产生的生长素向下运输积累在②处(侧芽)，抑制②生长 去除顶芽 10－6
(2)e a 向重力弯曲 g或k c ⑤ 向上(背重力)弯曲
(3)10－10～10－2 10－10～10－8
一、选择题
1.将植物幼苗分成甲、乙两组，将甲组幼苗根的前端中央水平插入一薄云母片(如右图所示。注：云母片不影响植物生长，但生长素无法透过)。将两组幼苗水平放置一段时间后，两组幼苗的生长状况是下图中的( )
解析：选B 甲中根插入云母片后，在近地侧和远地侧生长素分布均匀，根将水平生长；而乙的根向重力生长，甲、乙的茎都背地生长。
2．如下图所示，将燕麦胚芽鞘的尖端用单侧光照射后，分成a、b两部分，将a、b两部分分别放在切去尖端的燕麦胚芽鞘c、d上，结果c生长快于d。该现象说明( )
A．a侧生长素浓度大于b侧，该浓度生长素对燕麦胚芽鞘的生长有抑制作用
B．a侧生长素浓度大于b侧，该浓度生长素对燕麦胚芽鞘的生长有促进作用
C．a侧生长素浓度小于b侧，该浓度生长素对燕麦胚芽鞘的生长有促进作用
D．a侧生长素浓度小于b侧，该浓度生长素对燕麦胚芽鞘的生长有抑制作用
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解析：选B 由于单侧光的作用，生长素在胚芽鞘的尖端从向光侧运输到背光侧，故a侧的生长素浓度大于b侧。c生长快于d，说明该浓度的生长素对燕麦胚芽鞘的生长有促进
作用。
3．右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
解析：选C 顶端优势是顶芽产生的生长素大量地积累在侧芽部位，而使侧芽生长受抑制的现象；结合图示信息可判断b、c最可能分别为顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度。
4．下面甲图表示燕麦胚芽鞘在单侧光照下的生长情况，乙图表示胚芽鞘对不同浓度生长素的不同反应，则丙图中表示a、b两点生长素浓度变化的曲线分别依次是( )
A．①和② B．①和③
C．②和③ D．②和④
解析：选D 单侧光影响前a和b侧生长素浓度相同，受单侧光影响后a侧增加，b侧减少。由乙图可知，促进胚芽鞘生长的最适浓度约为10－10 mol/L，所以a侧生长素浓度增加到10－10 mol/L左右。
5．将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内。从如图所示状态开始，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( )
A．根水平生长，茎向上弯曲
B．根水平生长，茎向下弯曲
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C．根向下弯曲，茎向上弯曲
D．根向下弯曲，茎向下弯曲
解析：选B 对茎来说，由于一直匀速旋转，从重力角度考虑，各个地方生长素都分布均匀，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，各个地方生长素都分布均匀，故水平生长。
二、非选择题
6．在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘(幼苗)伸长影响的实验中，将如图1所示取得的切段浸入蒸馏水中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2。
请分析并回答：
(1)生长素类似物是对植物生长发育有重要________作用的一类化合物。本实验中________mg/L浓度的溶液促进切段伸长的效果最明显。
(2)振荡培养的目的是：①增加溶液中的________以满足切段细胞呼吸的需求；②使切段与溶液成分接触更________。
(3)生长素类似物A应溶解于____________________中，以得到5种浓度的A溶液。切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少________________________对实验结果的影响。
(4)图2中，对照组切段的平均长度是________mm。浓度为0.001 mg/L的溶液对切段伸长________(填“有”或“无”)促进作用；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__________________。
(5)图2中，浓度为0.1 mg/L时实验二所得数据与实验一偏差较大，在做原始记录时对该数据应________(选填下列选项前的字母)。
A．舍弃 B．修改 C．如实填写
为检验该浓度下相关数据的可靠性，还应_______________________________。
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解析：生长素及其类似物对植物的生长发育具有两重性，一般情况下，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。在实验过程中要注意对无关变量的控制，提前用蒸馏水浸泡出实验材料中的内源激素，以防止对实验结果产生影响。另外要注意对实验数据的处理，要如实记录。为保证实验数据的可靠性，可以重复实验进行检验。
答案：(1)调节 1 (2)①氧气 ②均匀 (3)含糖的磷酸盐缓冲液 切段中内源激素 (4)7.0 有 促进伸长的作用减弱 (5)C 重复实验
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