高中人教版生物必修三配套文档：第3章第2节生长素的生理作用含解析.doc

第2节生长素的生理作用目标导读1.结合教材“问题探讨”中的曲线，以顶端优势和根的向地性为例，理解生长素生理作用的两重性。2.结合教材探究实验，探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度，并归纳生长素在生产实际中的应用。 重难点击生长素的作用曲线分析。课堂导入方式一：上图为雪松，高度可达十几米，雪松的生长主要受生长素的调控，雪松整体呈现宝塔型，其原因可能是生长素分布不均匀造成的。生长素还有哪些生理作用？这些生理作用有什么特点？方式二：在生产上，棉花生长到一定的时期要打顶摘心，果树每年要剪枝，为什么要采取这些措施？在玉米生产上，经常要打除草剂来除草，除草剂除草的原理是什么？这些生产中的问题都与生长素的生理作用有关。一、生长素的生理作用1.生长素的生理作用方式及特点(1)作用方式：不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。(2)作用：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。(3)作用特点：两重性，即低浓度时促进生长，高浓度时抑制生长，甚至杀死植物。2.具体体现：顶端优势(1)现象：顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制。(2)原因顶芽生长素浓度低促进生长。侧芽生长素浓度高抑制生长。(3)解除措施：去掉顶芽。3.生长素类似物的应用(1)防止果实和叶片的脱落。(2)促进结实，获得无子果实。(3)促进扦插枝条生根。合作探究1.根据生长素浓度对根、芽、茎作用曲线分析，当生长素浓度为105 molL1时，对根、芽、茎的作用效应分别是什么？答案抑制根、芽的生长，促进茎的生长。2.观察“问题探讨”中提供的图，我们可将其分解为甲、乙、丙三图，据图分析：(1)读上图中的信息，甲图中是否存在两种不同浓度，其作用效果相同？答案存在，如A、C两点。(2)甲图中，BC、CD段是否为抑制阶段？答案这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐减弱。(3)综合三图可知，生长素对根、芽、茎的生长调节都表现出低浓度促进生长，高浓度抑制生长。3.将幼小的植株在适宜条件下横放：(1)若是在地球上，幼苗横放时(如图所示)，由于重力的作用，生长素在近地侧浓度较高，即：BA，DC。茎对生长素敏感性弱，A、B两侧都是促进作用，且B侧促进作用更强，使茎背地生长；而根对生长素敏感性强，D侧浓度高，抑制生长，则生长速度CD，使根向地生长。(2)若在“天宫一号”实验舱中，生长情况会如何？答案由于没有受到单一方向刺激，故各自横向生长。4.树木的侧枝是由侧芽发育形成的。根据顶端优势，侧芽生长受抑制，那么侧芽为什么还能发育为侧枝？答案顶端优势中受抑制的侧芽是离顶芽较近的，较远的侧芽生长素浓度较低，侧芽可发育为侧枝。1.下列关于植物生长素作用及其应用的叙述中，不正确的是()A.成熟细胞比幼嫩细胞对生长素更为敏感B.顶端优势能够说明生长素作用的两重性C.适宜茎生长的生长素浓度往往抑制根的生长D.可利用生长素类似物防止落花落果答案A解析幼嫩细胞比成熟细胞对生长素更为敏感，因为成熟细胞不再生长；顶端优势是顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。2.如图1表示植物不同器官对生长素的反应，图2是生长素对胚芽鞘生长的效应示意图，图3是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧，胚芽鞘弯曲的情况。请据图判断下列说法不正确的是()A.由图1可知，A点对应的生长素浓度对茎生长的效应是抑制，B点对应的生长素浓度对芽生长的效应是促进B.由图1可知，促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是1010 mol/L、108 mol/L、104 mol/LC.由图2可知，当生长素浓度小于b点浓度时，随生长素浓度的增加图3胚芽鞘的弯曲程度逐渐增大D.由图2可知，生长素对胚芽鞘的生长作用具有两重性答案A解析由图1中A点和B点对应的相关曲线的纵坐标可以判断，A点对应的生长素浓度能促进茎的生长，B点对应的生长素浓度能抑制芽的生长。由图2可知，生长素对胚芽鞘的生长作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。当生长素浓度小于b点时，随生长素浓度的增加其促进作用加强，胚芽鞘的弯曲程度逐渐增大。一题多变判断正误(1)图1中，茎受到单侧光照射时，向光侧为A点对应的生长素浓度，背光侧为B点对应的生长素浓度。()(2)根横放时，向地侧生长素浓度大约相当于图2中d浓度，背地侧在ac范围内。()(3)顶端优势现象中，顶芽生长素浓度相当于图1中A点对应浓度，侧芽浓度小于A点对应浓度。()(4)由图1可知，A点对应的生长素浓度对根生长的效应是抑制。()(5)图2中生长素的浓度低于b时促进生长，而高于b时会抑制生长。()答案(1)(2)(3)(4)(5)影响生长素浓度变化及作用结果的因素分析二、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度1.实验原理适宜浓度的2,4D或NAA可以使杨树或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。2.实验步骤(1)分组：把形态、大小基本一样的插条平均分成10组，每组3枝。小贴士扦插枝条的处理(1)枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可以增大吸水面积，促进成活。(2)每一枝条留34个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。(3)剪掉叶片，防止蒸腾作用散失水分。(2)处理枝条：把一定浓度的2,4D或NAA按不同比例稀释成10份具有浓度梯度(实验前通过预实验确定的梯度范围)的溶液，用浸泡法或者沾蘸法处理插条。(3)培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度(2530 )下培养。(4)观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根条数、根的长度等。3.实验结果生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类似物浓度接近促进插条生根的适宜浓度。合作探究1.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中，设立预试验的目的是什么？答案(1)为进一步的实验摸索条件；(2)检验实验设计的科学性和可行性；(3)减少盲目性和人力、物力、财力的浪费。2.本实验中自变量、无关变量分别是什么？无关变量处理采取什么原则？答案自变量为生长素类似物的浓度大小。无关变量有取材、处理时间、光照、温度等。无关变量的处理采用等量性原则，如用相同的植物材料、枝条上带有的芽数目相同等。3.实验中要注意哪些问题？答案(1)温度要一致。(2)设置重复组(每组不能少于3个枝条)。(3)设置对照组(清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行相互对照)。4.用多种不同浓度的生长素类似物浸泡，插条不能生根的原因可能是什么？答案一是枝条所带叶片较多、蒸腾作用过强、失水太多；二是配制的营养液中营养元素缺乏或缺氧；三是没有分清形态学的上端和下端等。3.人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根和侧芽生长的影响，请回答下列问题。(1)由图1得出的初步结论是：甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是_、_。(2)由图1的结果_(填“能”或“不能”)判断0.5 mol/L的激素类似物乙对生根的影响。为探究3 mol/L的激素类似物甲和0.5 mol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响，应设计_种培养基。(3)已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则：X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有_作用。X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是_。答案(1)促进生根抑制生根(2)不能4(3)抑制XY，XZ，Y与Z之间的大小关系不确定解析(1)在图1中激素类似物甲浓度为0时的生根数为6条，而其他浓度对应的生根数分别是8、10、12、12、10条，由此可知甲对月季生根有促进作用；同理可知乙对月季生根有抑制作用。(2)图1中没有0.5 mol/L激素类似物乙对生根的作用结果，所以不能判断这个浓度的激素类似物乙对生根的作用。(3)若要探究3 mol/L的激素类似物甲和0.5 mol/L的激素类似物乙对微型月季生根的复合影响情况，应设置空白对照培养基、只含0.5 mol/L激素类似物乙的培养基、只含3 mol/L激素类似物甲的培养基、3 mol/L激素类似物甲0.5 mol/L激素类似物乙的混合培养基四种培养基。图2显示X浓度下月季侧芽生长低于空白对照，说明X浓度下抑制侧芽的生长，可推知X、Z和Y浓度的大小关系为XY，XZ，Y与Z之间的大小关系不确定。一题多变另一同学在“探究生长素类似物NAA促进银杏插条生根的最适浓度”实验中获得了右图所示结果，判断对错：(1)本实验的自变量是促进插条生根的NAA浓度。()(2)银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果。()(3)促进银杏插条生根的最适浓度为c。()(4)用NAA处理枝条的时间应该相同。()答案(1)(2)(3)(4)1.如图所示，如果根a侧的生长素浓度在曲线的A点(为1010 mol/L)，下列有关描述正确的()A.在FC的范围内均能促进生长B.AD属于生长抑制范围C.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)，根的生长将不同于上图的弯曲生长，坐标图中生长素的曲线也不适用于根的生长答案A解析AD段并不均处于抑制范围；b侧的生长素浓度高于a侧；太空中虽失重，但图示坐标曲线仍适用于根的生长。2.市场上可见到发育不均匀(凸凹不均)的西瓜，若切开观察，可发现其凹侧的种子发育不良或未发育，这种现象可解释为()A.种子的发育需要果实来提供营养B.发育着的种子里合成生长素，促进子房发育成果实C.无种子的子房绝对无法发育成果实D.光照不均使生长素分布不均答案B解析本题是结合生产实例来考查生长素作用的，生长素作用之一是能促进子房发育成果实。而自然状态下，生长素来自发育着的种子，这一作用原理常用于培育无子果实。3.下列叙述中，错误的是()A.生长素类似物可以用于培育无子番茄B.使同种植物的扦插枝条生根的最适浓度可能有两个C.在扦插时，保留有芽和幼叶的插条比较容易生根成活D.摘掉顶芽能解除顶端优势答案B解析用生长素或其类似物处理，可得到无子番茄；促进扦插枝条生根的最适浓度只有一个；在扦插时，保留有芽和幼叶的插条，可产生少量生长素，所以容易生根成活；摘掉顶芽，使侧芽处的生长素浓度适当降低，能解除顶端优势。4.下列实例中体现生长素作用两重性的是_；生长素只体现促进作用的是_。A.茎的向光性 B.根的向重力性C.顶端优势 D.生产无子果实E.扦插枝条生根答案B、CA、D、E解析单侧光照下茎向光侧和背光侧均促进生长，生长素能促进果实发育，促进扦插枝条生根，故A、D、E项体现生长素的促进作用。根近地侧抑制生长，远地侧促进生长；顶芽优先生长而侧芽受到抑制，故B、C项体现生长素作用的两重性。5.以下是某同学所做“探索生长素类似物(2,4D)促进插条生根的最适浓度”的实验。请分析回答下列问题：实验材料：每种插条若干(种类如图)、蒸馏水、培养皿、烧杯、量筒、玻璃棒、2,4D、营养花钵等。实验步骤：第一步：配制不同浓度的2,4D溶液，并分别向7个培养皿中各注入50 mL。第二步：将C枝条均分成7组，每组10根，再分别放入7个培养皿中处理适宜时间。第三步：将处理后的C枝条分别放入营养花钵中，适宜条件下培养10天，观察并记录新生根的数量。花钵12345672,4D(gL1)108107106105104103102平均生根数量1013105411(1)我们认为，该同学的实验设计有误，请指出来。_。(2)1号和3号实验结果相同的原因是_。(3)某农场购买了一批生根粉准备用于某植物的批量扦插，说明书没有注明该植物适宜的使用浓度，正确的使用措施是()A.用高浓度，以保证生根B.用低浓度，以降低成本C.任选一种浓度进行扦插D.用不同浓度进行预实验答案(1)选材有误，应选择每枝条留34个芽，即选B枝条合适；缺少预实验；浓度梯度设置不合理，应有更低的浓度(2)1号与3号位于最适浓度两侧，作用效果相同(3)D解析生根粉是植物生长素类似物，其作用具有两重性，因此正确的做法是先用不同浓度的生根粉进行预实验，然后再在预实验的基础上设计细致的实验，找到该植物适宜的使用浓度。基础过关1.植物生长素对植物的新陈代谢、生长发育等生命活动起着重要的调节作用，其特点是()A.只能抑制植物生长B.只能促进植物生长C.高浓度时促进生长，低浓度时抑制生长D.高浓度时抑制生长，低浓度时促进生长答案D解析生长素的生理作用具有两重性，表现为高浓度时抑制生长，低浓度时促进生长。2.下列现象中，最能说明生长素的作用具有两重性的是()A.茎的向光性和背地性B.顶端优势C.根的向地性和茎的背地性D.含羞草的小叶受刺激立即下垂答案B解析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。3.如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依次分别为()A.a和b B.b和a C.b和c D.c和b答案C解析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分别为顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度。4.下列四图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是()答案C解析在最适浓度之前，随生长素浓度升高，对根、茎的促进作用均增强。超过最适浓度后，随生长素浓度增加，对根、茎的生长的促进作用均下降，达到一定值后开始抑制生长(虚线以下)，并且根比茎对生长素的浓度更敏感。5.将植物横放，测量不同浓度生长素条件下根和茎的生长状况，如图甲所示。则曲线上的P点最可能对应乙图中的位置是()A.a B.b C.c D.d答案D解析生长1 cm所用时间较长，说明生长速率较低；P点所在的曲线说明生长素浓度越高，生长越慢，也就是对生长起抑制作用；所以P点时，生长素浓度较高抑制生长，作用对象应该为根，具体部位最可能为d点。6.关于植物生长素和生长素类似物的叙述，错误的是()A.适宜浓度的生长素类似物可促进无子果实的发育B.同一植株的根和芽生长所需的最适生长素浓度相同C.单侧光照射燕麦胚芽鞘可使其生长素分布发生变化D.用适宜浓度的生长素类似物处理插条可促进其生根答案B解析同一植株的根和芽生长所需要的最适生长素浓度不同，根对生长素浓度要敏感些，B错误。7.为促进某种植物扦插枝条生根，采用几种不同浓度的吲哚丁酸(人工合成的生长素类似物)溶液处理插条基部，然后在沙床中培养，观察生根情况如图所示。从实验结果分析，促进生根的最佳浓度最可能是()A.3 mg/mL B.4.5 mg/mLC.6 mg/mL D.9 mg/mL答案B解析根据实验结果，先排除9 mg/mL，显然是浓度过高抑制生根，3 mg/mL和6 mg/mL浓度相差较大，而生根情况几乎一样，则这两个浓度不可能是“最适浓度”。8.某生物兴趣小组的同学对某品种番茄的花进行人工去雄后，用不同浓度的生长素类似物2,4D涂抹子房，得到的无子番茄果实平均重量见下表。2,4D浓度/(mgL1)05101520253035无子番茄平均重量(g/个)013.526.246.553.653.743.030.2据表分析可得出的结论是()A.2,4D浓度超过25 mg/L，对果实的发育起抑制作用B.2,4D与生长素的作用效果相同C.2,4D可以促进扦插枝条生根D.2,4D诱导无子番茄的最适浓度范围为25 mg/L左右答案D解析2,4D是一种生长素类似物，从题中可以看出，它具有促进果实发育的作用。A选项，据表可知，浓度超过25 mg/L仍能促进果实发育；由于缺少使用生长素的实验，故不能得出B选项的结论；C选项与表格数据无关；D选项正确，其所示浓度在正常使用浓度范围内，且能最大限度地促进番茄果实的发育。9.为研究根背光生长与生长素的关系，将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中，用水平单侧光照射根部(如图)，测得根的弯曲角度及生长速率如下表：处理方式测定指标外源生长素(mg/L)NPA(mol/L)00.0010.010.13弯曲角度(度)3740312216生长速率(mm/天)151713118据此实验的结果，不能得出的结论是()A.根向光一侧的生长速率大于背光一侧B.生长素对水稻根生长的作用具有两重性C.单侧光对向光一侧生长素的合成没有影响D.单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关答案C解析单侧光下，根背光生长则表明根向光侧的生长速率大于背光侧；随着外源生长素浓度的增加，根的生长速率先增加后减小，说明生长素对水稻根的生长具有两重性；分析图表信息只能通过弯曲角度和生长速率说明生长素及其运输抑制剂对生长结果的影响，不能说明单侧光对生长素合成的影响；用生长素运输抑制剂处理根后，单侧光下根的弯曲角度减弱，说明根的背光生长与生长素的运输有关。能力提升10.下图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果，分析正确的是()A.去顶芽能促进主根生长B.去顶芽植株不能合成生长素C.生长素由顶芽向下非极性运输D.外源生长素能替代顶芽促进主根生长答案D解析去顶芽植株和正常植株相比，主根长度小，说明顶芽能促进主根生长；去顶芽植株主根还能生长，说明去顶芽植株其他幼嫩部位如侧芽、根尖等仍能合成少量生长素；生长素由顶芽向下运输属于极性运输；外源生长素与正常植株相比，主根长度大致相同，说明外源生长素能替代顶芽促进主根生长。11.下图所示为植物不同器官对生长素的反应。请观察后据图回答下面的问题：(1)促进芽生长的最适生长素浓度是_。(2)A点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_，对芽生长的效应是_。(3)B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_。(4)由此可见，不同浓度的生长素对同一器官的影响_，同一浓度的生长素对不同器官的影响_。答案(1)108 mol/L(2)促进生长抑制生长(3)既不促进生长，也不抑制生长(4)不同也不同12.在科学研究中，往往要把一个较大的课题分解成若干个小的子课题来分别进行研究。在“观察生长素对植物生长发育的影响”这一研究性学习课题中，某小组同学选用生长素类似物吲哚丁酸(IBA)进行如下实验：取生理状况相同的同种植物的带芽枝条若干，分为三组即甲、乙、丙，每组10枝。将甲、乙、丙三组枝条的下端分别浸泡在下表所示的溶液中相同时间后，扦插在潮湿的沙土中，在适宜的环境中培养。枝条甲组乙组丙组溶液5105g/mL的IBA溶液5101g/mL的IBA溶液清水一段时间后，观察甲、乙、丙三组枝条的生根情况，统计每组枝条的平均生根数量，绘制坐标图。据图回答：(1)你认为他们的子课题名称是_。(2)设置清水组的目的是_。(3)_组枝条生根最少，其原因_。答案(1)不同浓度吲哚丁酸对扦插枝条生根的影响(2)起对照作用(3)乙乙组中IBA浓度过高，抑制了枝条生根13.研究发现在促进生长的浓度范围内，相同浓度的生长素类似物A和吲哚乙酸(IAA)的促进作用不同。为了探究生长素类似物A和IAA的促进作用是否存在差异，实验小组同学以小麦胚芽鞘为材料进行了如下实验。(1)实验步骤：第1步：取生长状况完全相同的小麦胚芽鞘若干，并切去尖端4 mm，然后浸入蒸馏水中1 h。第2步：选取处理过的胚芽鞘，每10个为一组分别放入_浓度的生长素类似物A溶液(甲组)和IAA溶液(乙组)中。第3步：避光且温度保持在25 条件下培养24 h后，逐一测量切段长度，并求两组胚芽鞘长度的_。(2)预测实验现象并得出结论：若_，说明生长素类似物A促进生长的作用大于IAA。略(3)实验分析：实验中要切去胚芽鞘尖端的原因是_，切段浸泡在蒸馏水中的目的是_。每组胚芽鞘要10个，而不是1个的原因是_。如果用一系列浓度梯度的IAA溶液处理去掉尖端的胚芽鞘，发现有两个不同浓度的IAA培养液培养的胚芽鞘的平均长度相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因_。答案(1)适宜并相同平均值(2)甲组胚芽鞘的平均长度大于乙组(3)避免胚芽鞘自身产生的生长素对实验结果造成干扰除去切段中的内源激素求平均值，使实验结果更准确生长素(类似物)的生理作用与浓度有关，高于或低于最适浓度时，存在作用相同而浓度不同的情况解析(1)本实验的自变量为生长素类似物A溶液和IAA溶液，其他均为无关变量，所以在第2步中，选取处理过的胚芽鞘，每10个为一组应分别放入相同且适宜浓度的生长素类似物A溶液(甲组)和IAA溶液(乙组)中。第3步应求两组胚芽鞘长度的平均值，便于比较两组的差异。(2)预测实验现象并得出结论：此类题目都有三种实验现象，即甲组胚芽鞘的平均长度大于乙组，说明生长素类似物A促进生长的作用大于IAA；甲组胚芽鞘的平均长度小于乙组，说明生长素类似物A促进生长的作用小于IAA；甲组胚芽鞘的平均长度与乙组的相