高中生物必修三—生长素的生理作用含答案解析

1、第2节生长素的生理作用知识点一 生长素的生理作用及其特点生长素可以促进生长，生长素在促进生长时具有两重性。两重性是指“低浓度促进植物生长，高浓度抑制植物生长”。这里所说的“低浓度”和“高浓度”是相对于“最适浓度”而言的。所谓最适浓度是指对植物某器官生长促进最明显时的浓度。当低于最适浓度时，随生长素浓度升高，对植物生长的促进作用加强，而高于最适浓度后，对植物生长的促进作用逐渐下降，直到抑制植物生长甚至杀死植物。在此应把握以下几点：(1)低浓度的促进作用，如促进茎叶生长；促进扦插枝条生根；促进果实发育，防止脱落等。(2)高浓度抑制生长，如顶端优势、2,4D的除草作用。(3)相同浓度的生长素，对不同

2、器官的生理效应不同(如图)。【要点剖析】生长素的作用两重性(1)生长素能够促进植物生长。生长素促进生长，是通过促进细胞伸长来实现的。之所以能促进细胞伸长，一方面是因为生长素能诱导细胞壁酸化，使细胞壁松弛，可塑性增加；另一方面是因为生长素促进细胞中RNA和蛋白质的合成，从而促进原生质增多和新的细胞壁物质形成。(2)生长素的作用和浓度的关系十分密切。首先应明确，每一种器官都有一个促进生长的最适宜的生长素浓度，在适宜浓度范围内，随着浓度的增大，对生长的促进作用逐渐增强；超过最适浓度后，再加大生长素的浓度，对生长的促进作用逐渐减弱；当生长素浓度增大到一定的临界线后，再继续增大则会对生长起抑制作用。此即

3、生长素作用的两重性：一般来说，生长素只有在低浓度时才会促进生长，高浓度时则会抑制生长，这种作用的两重性，突出地反映了它是一种起调节作用的物质。其次要明确，不同的器官促进生长所需的最适生长素浓度不同，同一生长素浓度对不同器官有不同的作用。这就是为什么茎的顶端分生组织产生的生长素分布到下部，既能促进茎的生长，又能抑制侧芽的发育，使植物表现出顶端优势现象的原因。知识点二 生长素类似物及其应用科学家通过多年的研究和实践，发现了一些人工合成的化学物质，具有生长素(IAA)相似的生理效应，称为生长素类似物，如萘乙酸(NAA)、2,4D等，这些生长素类似物在实践中主要应用于以下几个方面：(1)促进扦插的枝条

4、生根用一定浓度的生长素溶液处理扦插枝条的形态学下端，上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。在扦插时，保留芽和幼叶的插条比较容易生根成活，这是因为芽和幼叶在活动时能产生生长素，有利于生根。扦插时常去掉成熟叶片，原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用，保持植物体内水分的平衡，有利于插条成活。(2)促进果实发育被子植物的子房内有胚珠。当雄蕊授粉以后，胚珠逐渐发育成种子。在胚珠发育成种子的过程中，发育着的种子里合成了大量的生长素，刺激子房发育成果实，生长素是果实正常发育所必需的。在没有接受花粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，由于雌蕊没有授粉，胚珠不可能发育，这样的果实就是无子果实，如无子番茄、无子黄瓜、

5、无子辣椒等。(3)防止落花落果生产上常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株，这样可以达到保蕾保铃的效果。未成熟的幼果，常因生长素不足而大量脱落，用10100 ppm的 2,4D 的水剂喷洒树冠，可使落果大为减少，对苹果、柑橘和棉花都很有效。(4)农作物除草剂生长素类似物的作用与生长素的作用相同，在低浓度时促进植物生长，而高浓度时不仅能抑制植物生长，甚至还能杀死植物，所以在农业生产上高浓度的生长素常作为植物杂草的除草剂。知识点三 尝试运用生长素促进扦插枝条生根农业生产上常用生长素类似物促进插条生根。生长素类似物的生理作用，也与浓度具有很大的关系。【实验】探索生长素类似物促进插条生根的最适深度(1

6、)提出问题：不同浓度的生长素类似物(如2,4D或NAA)促进插条(杨、月季或迎春等)生根的最适浓度是多少呢？(2)材料用具实验材料：杨、月季、迎春等的枝条。实验用具：天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐(下方带流水孔)、盛水托盘、矿泉水瓶。实验试剂：选择生长素类似物：2,4D或萘乙酸(NAA)等。配制2,4D母液5 mg/mL (用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解)。设置2,4D的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶内，及时贴上相应标签。(3)实验步骤制作插条：插条的形态学上端为平面，

7、下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面积，促进成活。处理插条：插条处理方法有浸泡法和沾蘸法。清水组起空白对照作用，浓度不同的几个实验组之间进行相互对照(药物浓度、浸泡时间等)。进行实验：将处理过的插条下端浸在清水中，注意保持温度(2530°C)。观察记录：观察记录各组实验材料的生根情况，并记录于设计的表格中。设计的表格标题如不同2,4D(或NAA)浓度下插条生根数。(4)预测实验结果：过一段时间后(约35 d)，用适宜浓度的2,4D或NAA处理过的插条基部和树皮皮孔处(插条下1/3处)出现白色根原体，此后逐渐生长出大量不定根；而用较低浓度、较高浓度或清水处理的插条长出极少量的

8、不定根或不生根。(5)结果分析：根据实验数据，以生长素类似的浓度为横坐标，根的数目为纵坐标，绘制曲线图，确定最适浓度范围。(6)实验注意事项分析不同插条的生根情况。不能生出不定根有可能是插条上没有芽、插条倒插等。促进扦插枝条生根是指刺激插条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。不同的插条可能生出的不定根的数目多少不一样，如插条上芽多，则产生的生长素就多，就容易促使不定根的萌发。实验所选插条的芽数尽量一样多。注意与本实验相关的其他因素，如温度要一致，设置重复组即每组不能少于3个插条，设置对照组。【例1】下图表示植物不同器官对生长素的反应。请观察后据图回答：(1)促进芽生长的生长素最适浓度是_mol

9、·L-1，生长素的这一浓度对根的生长效应是_。(2)A点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_。(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_。(5)生长素的浓度为1010101mol/L，对植物各器官的作用总的情况是_。答案(1)108无明显促进作用(2)促进生长(3)既不促进生长也不抑制生长(4)不同不同(5)较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长解析由图可以看出，(1)生长素的生理作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长；(2)同一植物的不同器官对生长素浓度的反应不一样，其敏感性是根最强，芽

10、次之，茎最弱。【例2】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(mg/L)05101520253035无子番茄平均重量(g/个)013.526.246.553.653.743.030.2据表得出的正确结论是()A2,4D浓度超过25 mg/L，对果实的发育起抑制作用B2,4D与生长素的作用效果相同C2,4D可以促进扦插枝条生根D2,4D诱导无子番茄的最适浓度范围为2025 mg/L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选项中的浓度仍能促进果实发育；由于

11、缺少使用生长类的实验，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。【例3】为促进某种植物扦插枝条生根，采用几种不同浓度的吲哚乙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(如下图)。下列是实验结果，从实验结果选择最佳的生长素浓度为()A3 mg·mL1 B4.5 mg·mL1C6 mg·mL1 D9 mg·mL1答案B解析根据实验结果先排除D项，这一项显然是此浓度抑制其生根。A项和C项浓度相差很大，而生根情况几乎一样，则这两个浓度不可能都是“最适浓

12、度”，据生长素对根的促进作用的浓度效应曲线(如图所示)可知，A项的3 mg/mL相当于b点，C项的6 mg/mL相当于d点，所以最适浓度应在36 mg/mL之间。故选B。【例4】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依次分别为()Aa和bBb和aCb和cDc和b答案C解析植物顶芽产生的生长素通过极性运输方式向下运输到侧芽，抑制侧芽的生长，所以顶芽应为最适浓度，即b点，侧芽为抑制浓度，即为c点。1植物生长素能促进植物生长，也能抑制植物生长，甚至杀死植物。下列叙述中正确的是()A低浓度促进，较高浓度抑制，过高浓度杀死B过高浓度促进，较高

13、浓度抑制，低浓度杀死C较高浓度促进，过高浓度抑制，低浓度抑制D较高浓度促进，低浓度和过高浓度杀死答案A解析植物生长素对植物生长的作用具有“两重性”。在一定范围内，浓度越高，植物生长越快，超过这个极限后，则浓度越高，生长越慢，甚至杀死植物。因此，一般地说，低浓度时促进植物生长，高浓度时则抑制植物的生长。2利用一定浓度的生长素溶液处理没有授粉的番茄花蕾，能获得无子番茄，其原因是()A生长素促进子房发育成果实B生长素抑制番茄种子的发育C生长素抑制番茄的受精D生长素促使番茄子房发育快、种子发育慢答案A解析生长素可促进子房发育为果实，根据这个原理，用一定浓度的生长素溶液处理没有授粉的番茄花蕾，可获得无子

14、果实。3下列实例中能体现植物生长素作用两重性的是()A胚芽鞘的向光性B茎的负向重力性C无子番茄的培育D顶端优势答案D4在“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的探究过程中，下列关于注意事项的说法中，不正确的是()A在正式实验前先做一个预实验，目的是证实适宜浓度范围，摸索实验条件B找准插条的上下端，防止颠倒C所用的每个插条都应留34个芽D此探究实验不存在对照实验答案D解析在该实验中，不同浓度的生长素溶液就是对照。5如图所示，如果根a侧的生长素浓度在曲线的A点(为1010 mol·L1)，下列有关描述正确的是()A在FC的范围内均能促进生长BAD属于生长抑制范围Cb侧的生长素浓度低于

15、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解析曲线FC段均能促进生长，CD段抑制生长。根向重力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，坐标图中各生长素浓度仍适用于根的生长。6下图表示植物生长素浓度与其对植物生长的促进作用的关系，据图回答下列问题：(1) 曲线OH段说明_。(2) _。(3) 曲线HC段说明_。 (4)若某植物顶芽的生长素浓度为

16、g时，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度是图中曲线的_。(5)若用燕麦幼苗做向光性实验，并测得幼苗胚芽鞘尖端向光一侧与背光一侧生长素含量之比为12，则据图推测燕麦胚芽鞘尖端背光一侧的生长素浓度范围是_。答案(1)随着生长素浓度的升高，促进生长的作用增强(2)随着生长素浓度的升高，促进生长的作用减弱(3)此浓度的生长素既不能促进生长，也不能抑制生长(4)C点以后范围内(5)小于2m解析(1)生长素对植物生长的作用具有两重性。生长素浓度在OC的范围内是促进生长的，而在C点以后的范围内是抑制生长的。只不过在HC的范围内随生长素浓度升高，促进生长作用的速率减慢；在O点和C点时的浓度对生长无影响，既不促进

17、生长，也不抑制生长。(2)顶端优势是指植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。原因是顶芽产生的生长素向下运输，大量积累到侧芽的部位，使侧芽部位的生长素浓度过高，从而抑制侧芽的生长。(3)由图中曲线可知，在OC促进生长的范围内，当背光侧生长素浓度为2m时，向光侧生长素浓度为m，此时它们的纵坐标均为n，即促进生长的程度相同，植株将直立生长，不符合题意；当背光侧生长素浓度大于2m时，据题意胚芽鞘向光一侧与背光一侧生长素含量之比为12可知，向光侧生长素浓度也应大于m，此时背光侧生长速率较向光侧慢，不符合题意；背光侧生长素浓度小于2m时，相应的向光侧的生长素浓度亦小于m，据图可知，生长素浓度小于2m点的

18、纵坐标比生长素浓度小于m点的纵坐标大，证明背光侧生长速率快，向光侧生长速率慢，最终使植株向光弯曲。1下图表示水平植物的生长状况。比较处生长素的浓度及细胞生长速率，正确的一组是()生长素浓度比较高细胞生长较快A B C D 答案D解析产生上述现象的原因有两点：一是重力影响生长素的分布，二是生长素的浓度对不同器官的影响不一样。根对生长素的浓度反应敏感，而茎对生长素的浓度敏感性较差，对根来说，较高的生长素浓度就会抑制其生长。由于重力的作用，处和处生长素分布较多，处的生长受到抑制，处生长的快；处的促进作用高于处的促进作用，所以处生长的快。2在市场上有时可见到一半大一半小的歪西瓜。将这个发育不均匀的西瓜

19、按大小分成两半，发现较大的一半西瓜中是黑子，而发育较差的、较小的一半西瓜中有较多的白子。产生歪瓜的原因是()A西瓜较小的一侧见不到阳光，造成其发育较差B西瓜较小的一侧从叶片中得到的营养较少C由于瓜地中有较多的石头，使西瓜长得不圆D由于部分种子不发育，使西瓜较小的一半得到的生长素较少而成歪瓜答案D解析果实发育需要生长素，而果实发育所需要的生长素来自于发育着的种子。在发育较差、较小的一半西瓜中有较多的白子，表明这半部分瓜的种子发育比较差，种子为果实发育提供的生长素较少，因而形成歪瓜。3为了证明吲哚乙酸对小麦根生长的影响，进行了以下实验：取干燥小麦种子若干，放在垫有两张湿润滤纸的培养皿中，暗箱中培养

20、，待小麦胚芽长到约30 mm时，取出备用；取出培养好的小麦50棵，切去胚芽鞘尖端约3 mm，再切取下面 5 mm；将 5 mm切段漂浮在蒸馏水中浸洗23小时；将6个锥形瓶编号A、B、C、D、E、F，在A中加入蒸馏水10 mL，BF依次加入1010、109、108、107、106不同浓度(单位：mol·L1)的吲哚乙酸溶液各10 mL；胚芽鞘5 mm切段浸洗后，用滤纸将切段表面的水分吸干，平均分装到上述6个锥形瓶中，注意使胚芽鞘切段完全浸没在溶液中。将锥形瓶置于旋转器上并在暗室中培养；24小时后，用镊子取出胚芽鞘切段，测量并记录长度。请分析回答下列问题：(1)将用作实验材料的胚芽鞘5

21、mm切段放在蒸馏水中浸泡23小时，目的是_。(2)将胚芽鞘5 mm切段浸没在吲哚乙酸溶液中培养时，需要在暗室中的旋转器上进行，主要考虑的是_。(3)有学生通过实验，记录的结果如下表所示。请你根据表中的数据，以胚芽鞘切段增长百分数为纵坐标，吲哚乙酸浓度为横坐标，作出曲线。胚芽鞘切段增长百分数(处理长度对照长度)÷原来长度×100%锥形瓶编号ABCDEF24小时后胚芽鞘切段长度(mm)57.512.516116(4) 以上实验结果表明：_。(5) _。答案(1)除去切段内原来的吲哚乙酸(2)避免光照或重力的作用对实验结果造成干扰(3)如图(4)吲哚乙酸浓度为10-1010-8

22、mol·L-1的范围内，对切段伸长的促进效果与浓度成正比；如果在达到最适浓度10-8mol·L-1后吲哚乙酸浓度继续提高，则对切段伸长的促进作用_逐渐减弱解析本题是一道综合性较强的实验分析题，有一定难度。要证明一个结论，需要严密的设计，排除任何一个干扰因素，如本实验中去掉尖端后的胚芽鞘切段，可能含有少量的生长素会影响实验结果，所以需要放到蒸馏水中一段时间，去掉原来的生长素；本实验还排除了生长素溶液中溶剂水的影响，设置了蒸馏水的空白对照；放在旋转器上、在暗室中，排除重力、光照的影响；从实验所得的记录结果可以看出，较低浓度下，随浓度的升高，生长素促进作用增强，但超过一定浓度，随

23、浓度升高，促进作用减弱，甚至抑制生长。一、选择题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适宜茎生长的一定浓度的生长素往往抑制根的生长D可利用生长素类似物防止落花落果答案A解析植物细胞对生长素的敏感程度有差异，一般是幼嫩组织的细胞更敏感一些。2飞行在太空的宇宙飞船中，水平方向放置一株幼苗，培养若干天后，根、茎的生长方向是()A根向下生长，茎向下生长B根向上生长，茎向上生长C根水平方向生长，茎向上生长D根和茎都水平方向生长答案D解析在宇宙飞船中，水平放置的幼苗所受的微重力，对幼苗的生长几乎无影响，故根和茎都水

24、平方向生长。3下列不能解除植物顶端优势的措施是()A去掉顶芽B在去掉顶芽的断口处放一块含有生长素的羊毛脂C在去掉顶芽的断口处放一块含有细胞分裂素的羊毛脂D在去掉顶芽的断口处放上琼脂块答案B解析植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象叫顶端优势，其原因是顶芽产生的生长素向下运输，大量地积聚在侧芽部位，使侧芽部位的生长素浓度过高(生长素作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长)，抑制了侧芽的生长。在题目给出的选项中，“在去掉顶芽的断口处，放一块含有生长素的羊毛脂”，仍有生长素向下运输积聚到侧芽，故不能解除顶端优势。4某种植物种子经低温处理12个月后能够提早萌发。在低温处理过程中，种子内

25、的激素含量变化如图所示。据图进行以下的推断，错误的是()A脱落酸抑制种子萌发B喷洒细胞分裂素溶液，有利于种子保藏C脱落酸与赤霉素是拮抗关系D赤霉素与细胞分裂素是协同关系答案B解析由图形曲线变化可知，细胞分裂与种子萌发有关，喷洒细胞分裂素有利于种子萌发，不利于种子保藏。5下列最能说明植物生长素低浓度促进生长，而高浓度抑制生长的两重性现象的是()A促进子房发育成果实B茎的向光性和背地性C顶端优势D根的向地性和向肥性答案C解析A、B两选项都是说明生长素具有促进生长的作用；选项D根的向地性形成原因是近地侧生长素在重力作用下分布多，由于根对生长素最适浓度的要求低，生长素多一些，对根的近地侧生长起抑制作用

26、，因此近地侧生长慢于远地侧，表现为向地性，可以说明生长素的两重性，但根的向肥生长与生长素无直接关系；顶端优势形成的原因是顶芽产生的生长素向下运输，在侧芽部位积累起来，浓度过高从而抑制侧芽的生长，最能说明生长素作用的两重性。6白杨树的主干上端，分别为其生长正常的侧芽，自然条件下，四个侧芽生长素浓度最高和摘去顶芽后最先发育成侧枝的分别是()A BC D答案A解析由于顶芽制造的生长素不断向下运输，大量聚集在侧芽部位，这样使离顶芽最近的第一侧芽生长素浓度过高，使侧芽不能发育成侧枝。当摘去顶芽后，由于第一侧芽已经没有了顶芽这个生长素的来源，原来聚集的生长素又不断被运往枝条的下端，因而第一侧芽的顶端优势将

27、首先被解除，很快代替了顶芽而发育成侧枝。7下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解析植物体的不同部位生长素作用的最适浓度不同(根所要求的浓度低，为1010mol·L1；茎要求的浓度高，为104mol·L1)，即同一浓度的生长素，对根的生长表现为抑制，而对茎的生长则可能是促进；超过一定浓度，茎的生长亦将受到抑制。8经实验检测出某一植株的不同器官对不同生长素浓度的反应如图所示，横坐标表示生长素物质的量浓度。根据实验结果，可以获得的结论之一是()A当生长素浓度为109 mol·L1时，抑制根的生长，促进芽的生长B若解除顶端优势，应确保侧芽生长素浓度

28、低于106 mol·L1C低浓度生长素促进根、芽的生长，高浓度生长素则促进茎的生长D根向地生长的原因是其背地侧生长素浓度高于108 mol·L1答案B解析生长素浓度为109mol·L1时，也促进根的生长；茎的生长也遵循生长素的两重性作用特点；根向地生长的原因是重力引起生长素近地一侧分布得多，背地一侧分布得少。9在一株未授粉的番茄雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，另一株番茄在雌蕊授粉后去掉发育着的种子，结果依次是()A子房发育成有子果实，果实正常发育B子房发育成有子果实，果实停止发育C子房发育成无子果实，果实正常发育D子房发育成无子果实，果实停止发育答案D解析在未授粉的番茄雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，可以促进子房发育成果实，但由于没有进行双受精，所以没有种子；在雌蕊授粉后去掉发育着的种子，就没有了生长素，所以子房不能发育成果实。10用生长素处理获得无子番茄和用多倍体育种获得无子西瓜，下列有关叙述正确的是()A生长素处理获得的番茄无子的变异属于不可遗传的变异B无子番