重难02 植物生长素的生理作用及实验探究（重难点突破讲义）（解析版）

/重难02植物生长素的生理作用及实验探究1．阐明生长素的生理作用，对作用曲线能够准确分析。2．能够准确判断植物的向性运动。3.尝试设计实验解决与生长素相关的问题。一、生长素生理作用的相关曲线分析1．下图表示不同浓度生长素的生理作用不同。(1)a点——既不促进生长也不抑制生长。(2)a～c段(不含a点)——随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强。(3)c点——促进生长的最适浓度，促进效果最好。(4)c～e段(不含e点)——仍为“促进”浓度，只是随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱。(5)e点——促进生长的浓度“阈值”——低于此值时为促进生长的“低浓度”，超过此值时，将由“促进”转向“抑制”，从而进入抑制生长的“高浓度”，处于此值时，对植物生长的效应与a点相同，既不促进生长，也不抑制生长。(6)b、d两点——生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。2．下图表示植物不同器官对生长素的敏感程度不同，依次为根＞芽＞茎，根对生长素最敏感,最容易受到抑制。以芽为例,图中D点对应的生长素浓度是高低浓度的分界,高于D点对应的生长素浓度会抑制芽的生长,反之促进芽的生长。双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感性强（如下图）。二、与生长素有关的实验设计1．验证生长素的产生部位在尖端(1)实验材料：胚芽鞘若干，琼脂块若干等。(2)变量分析自变量：琼脂块是否接触过尖端；因变量：琼脂块中是否有生长素；检测指标：去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长。(3)实验步骤及预期结果2．验证生长素的横向运输发生在尖端(1)实验材料：胚芽鞘若干，云母片若干等。(2)变量分析自变量：发生部位；控制方法：云母片插入；因变量：是否发生横向运输；检测指标：胚芽鞘是否发生弯曲生长。(3)实验步骤及预期结果或者：3．验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段(1)实验材料：胚芽鞘若干，云母片若干等。(2)变量分析自变量：生长素能否到达尖端下部；因变量：生长部位是否在尖端下部；检测指标：胚芽鞘是否发生弯曲生长。(3)实验步骤及预期结果三、不同处理条件下植物向性运动的结果分析类别图解条件相关结果遮盖类①直立生长②向光弯曲生长暗箱类①直立生长②向光(小孔)弯曲生长移植类①直立生长②向左侧弯曲生长③④中IAA的含量a＝b＋c，b＞c旋转类①直立生长②向光弯曲生长③向小孔弯曲生长④茎向心生长，根离心生长题型01植物向性运动的结果分析植物“长不长、弯不弯”的判断方法【典例1】下图1、2为实验的初始状态，以下关于生长素调节作用的叙述不正确的是（）A．图1的实验结果是A不生长也不弯曲、B直立生长B．图2中的实验结果是放M的胚芽鞘弯向一侧而放N的不弯曲C．图2中放M的胚芽鞘比放N的胚芽鞘生长快D．图3茎卷须中生长素含量外侧比内侧多【答案】B【解析】图1的实验结果是A尖端产生的生长素不能向下运输，故不生长也不弯曲，B生长素分布均匀，故直立生长，A正确；图2中放M的幼苗和放N的幼苗均直立生长，B错误；琼脂块M含有的生长素多于琼脂块N，因此图2中放M的幼苗比放N的幼苗生长快，C正确；图3茎卷须外侧生长较内侧快，说明生长素含量外侧高于内侧，D正确。【典例2】生长素的发现应该追溯到达尔文父子，他们所做实验如图，相关叙述正确的是（）A．①、②、③、⑥是对照组，④、⑤是实验组B．①②③的结果证明弯曲生长与胚芽鞘尖端及单侧光有关C．④⑤⑥的结果证明背光侧生长素的浓度高于向光侧D．一系列实验结果证明有某种化学物质从胚芽鞘尖端传递到了下面【答案】B【解析】①是无光照或者四周光照，为对照组，②-⑥是施加实验变量的各组，为实验组，A错误；①无光照或者四周光照，幼苗直立生长，②单侧光照，幼苗向光弯曲生长，③切去尖端，幼苗不生长，不弯曲，①②③的结果结果证明弯曲生长与苗尖端有关，B正确；④⑤⑥的结果证明尖端能够感受光照，在单侧光照射下，幼苗能弯向光源生长，但是不能证明背光侧生长素的浓度高于向光侧，C错误；该一系列实验结果不能证明有某种化学物质从苗尖端传递到了下面，也可能是某种刺激导致幼苗弯向光源生长，D错误；题型02生长素生理作用及相关曲线分析生长素对生长的促进作用与浓度有关,一般低浓度促进生长,高浓度抑制生长。鉴于这个特点对曲线的分析要明确以下两个关键点：(1)明确“高浓度”和“低浓度”的阈值。(2)若存在两种不同浓度的生长素，其促进效果相同，则最适浓度在此两种浓度之间。【典例3】如图甲是一株盆栽植物，图乙表示该植物不同器官对生长素浓度的反应，下列相关叙述正确的是（）A．如将图甲植物向左侧水平放置，根将向下生长，体现了生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长B．给予图甲植物右侧光照，③④侧生长素可分别处于图乙中c、g点对应的浓度C．图甲①处生长素可对应图乙中f点对应的浓度，此处生长受抑制D．如果摘除图甲中的部位①，则②处生长素浓度会高于【答案】A【解析】将植物向左侧水平放置时，由于重力作用，根的近地侧生长素浓度高于远地侧。根对生长素更敏感，近地侧高浓度生长素抑制生长，远地侧低浓度生长素促进生长，最终根向下生长，体现了生长素“低浓度促进、高浓度抑制”的两重性，A正确；给予植物右侧光照，植物会向光生长（向光性）。此时，④侧（向光侧）生长素浓度低，促进生长的效果弱；③侧（背光侧）生长素浓度高，促进生长的效果强。③侧生长素浓度可处于g或k点，④侧浓度可处于c点，此时植物的茎向光弯曲生长，B错误；图甲中①是顶芽，顶芽产生的生长素会向下运输（极性运输）。顶芽自身生长素浓度较低，会促进顶芽生长（而不是抑制）。图乙中f点对应的生长素浓度对芽是“抑制生长”，与顶芽的实际作用矛盾，C错误；①是顶芽，顶芽产生的生长素会向下运输到②（侧芽），导致侧芽生长素浓度过高，抑制侧芽生长（顶端优势）。如果摘除顶芽①，侧芽②的生长素来源减少，浓度会降低，而不是高于10−6mol⋅L−1（图乙中，高于10−6mol⋅L−1的浓度对芽是抑制作用，摘除顶芽后侧芽应从“抑制”转为“促进”，浓度降低，D错误。【典例4】7．取4cm南瓜茎段若干，置于清水中浸泡一段时间后进行分组实验，结果如图所示。下列说法错误的是（）A．用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素 B．对照组茎段的处理应不加外源生长素C．生长素浓度小于a时，促进茎段生长 D．生长素浓度为b～c时，茎段不再生长【答案】D【解析】用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素，保证因变量都是因为外源生长素浓度变化导致的，A正确；对照组作为空白对照，茎段的处理应不加外源生长素，B正确；从图中可以看出，生长素浓度小于a时，曲线在促进生长的区域，说明此浓度范围的生长素能促进茎段生长，C正确；生长素浓度为b～c时，曲线仍在促进生长的区域，只是促进生长的作用逐渐减弱，但茎段仍在生长，并非不再生长，D错误。题型03与生长素有关的实验设计1.验证生长素的产生部位在尖端(1)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)。(2)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)。2.验证生长素的极性运输只能从形态学上端运输到形态学下端(1)实验操作(如图)(2)实验现象：A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组去掉尖端的胚芽鞘不生长不弯曲。3.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①若A、B中幼苗都向上弯曲生长，只是B向上弯曲程度大，则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。②若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。③若B中幼苗向上弯曲生长，A中幼苗水平生长，则说明单侧光与重力对生长素分布的影响相同。【典例5】某同学利用萌发的玉米种子和胚芽鞘进行相关实验，如图1、图2所示。下列叙述错误的是（

）

A．图1中生长受到抑制的是D处B．图1中B处的生长素浓度高于A处C．图2中为证明生长素在胚芽鞘内极性运输，最好选择甲和乙做对照实验D．图2四组实验的空白琼脂块中能检测到生长素的是甲和丁【答案】C【解析】图1中种子横放，在重力作用下，生长素从远地侧向近地侧运输，C处生长素浓度低于D处，而根对生长素敏感，D处高浓度的生长素抑制生长，C处低浓度的生长素促进生长，而芽部位相当于茎，A处生长素浓度低于B处，茎对生长素不敏感，两处都是促进生长，A、B正确；为证明生长素在植物体内的极性运输特点，应选择甲→丁四组中乙和丁两组做对照实验，若选用另外的甲和乙两组做对照，虽然在理论上也可说明生长素的运输特点，但与前一组相比，不能排除重力因素对植物体内生长素运输的影响，C错误；生长素是从形态学上端向形态学下端进行运输，所以依据形态学方向，可知，空白琼脂快中，能检测到生长素的是甲和丁，D正确。【典例6】为探究“萌发的小麦种子中生长素的含量”，取胚芽鞘尖端下部的切段（4mm）若干均分为8组，分别浸入7种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液（待测样液）中，在相同且适宜条件下培养24h后，测量每段切段平均长度，结果见下表。下列相关叙述正确的是（

）生长素浓度（mg•L-1）00.0010.010.1110100待测样液切段平均长度（mm）6.56.88.21012105.510A．该实验遵循对照原则，待测样液组和生长素0浓度组为对照组B．切段生长所需生长素的最适浓度为1mg•L-1C．生长素100浓度组实验后切段长度大于初始长度，体现了生长素促进生长的作用D．要进一步确定萌发小麦种子的生长素浓度，可将待测样液稀释10倍后再重复实验【答案】D【解析】本试验为探究未知生长素浓度，则0-100生长素浓度均为对照组，便于观察出待测溶液生长素浓度，A错误；该实验生长素浓度梯度较大，切段生长所需生长素的最适浓度不一定为1mg•L-1，应该在生长素浓度（0.1mg·L-1−10mg·L-1之间，设置更小的浓度梯度探究切段生长所需生长素的最适浓度，B错误；生长素浓度为0作为对照组，生长素浓度为100时，对应的切根平均长度小于对照组，故体现了生长素的抑制作用，C错误；待测样液切段平均长度与生长素浓度0.1mg/L和生长素浓度10mg/L相等，为确定待测样液中的生长素浓度是0.1mg/L还是10mg/L，可以将待测样液稀释，重复上述实验。若切段长度小于10mm（切段比原来的短），则待测样液中生长素的浓度为0.1mg/L；反之就为10mg/L，D正确。1．为研究赤霉素（GA）和生长素（IAA）在蓝光条件下诱导某植物胚芽鞘向光性的原因，进行如下实验，结果如图所示。相关叙述错误的是（）A．①的目的是排除实验操作及清水对胚芽鞘弯曲的干扰B．由①②⑤可推测GA需在单侧蓝光照射下才能发挥作用C．由①③④⑥可推测IAA分布不均匀导致胚芽鞘向光弯曲生长D．该实验结果说明胚芽鞘向光弯曲是由生长素的横向运输引起的【答案】D【解析】①为空白对照组，用于排除实验操作和溶剂（清水）本身对实验结果的干扰，A正确；①（清水处理）和②（GA处理）对比，二者均无弯曲情况，说明GA的作用与光照无关，⑤（GA+单侧蓝光）后，胚芽鞘弯曲生长，可推测GA需在单侧蓝光照射下才能发挥作用，B正确；黑暗条件下，①直立生长，③向左弯曲，单侧蓝光条件下，④向右弯曲，⑥直立生长，说明IAA会影响胚芽鞘的生长，其在单侧处理下会导致胚芽鞘改变原来的生长情况，可推测IAA分布不均导致胚芽鞘向光弯曲生长，C正确；实验未直接说明胚芽鞘向光弯曲是由生长素的横向运输引起的，仅推测IAA分布不均导致胚芽鞘向光弯曲，D错误。2．图甲为燕麦胚芽鞘的向光性实验，图乙表示水平放置幼苗的生长情况，图丙表示生长素浓度与植株某一器官生长的关系。下列说法不正确的是（）A．图甲中胚芽鞘向光弯曲生长是由生长素的极性运输导致的B．图乙1处的生长素浓度小于2处，所以幼苗根的生长表现出向地性C．图乙3、4处的生长素浓度均对应图丙的C点之前D．图丙表明不同浓度的生长素其作用效果可能相同【答案】A【解析】图甲中胚芽鞘向光弯曲生长是由生长素的横向运输导致的，A错误；图乙1处的生长素浓度小于2处，由于根对生长素较敏感，1处较低浓度生长素促进生长，2处较高浓度生长素抑制生长，因此水平放置幼苗根的生长表现出向地性，B正确；图乙3、4处的生长素浓度均表现为促进茎的生长，而图丙中的C点之后的生长素浓度表现为抑制生长，因此图乙3、4处生长素浓度均对应图丙的C点之前，C正确；由图丙可知，不同浓度的生长素其作用效果可能相同，D正确。3．如图甲为横放在地面上的植物的生长状况，图乙为植物生长素浓度对植物生长影响的曲线。下列分析正确的是（

）A．图甲中生长素由背地侧向近地侧的运输方式为极性运输B．若图甲a点生长素浓度为10-10mol/L，则c点浓度介于10-10～10-8mol/L之间C．若图甲b点生长素浓度对应图乙E点浓度，则d点浓度介于E～B浓度区间内D．生长素在F～A对应浓度范围内促进生长，在A～D对应浓度范围内抑制生长【答案】C【解析】图甲中生长素由背地侧向近地侧的运输方式为横向运输，A错误；c点所对应的生长素浓度应抑制根的生长，若图甲a点生长素浓度为10-10mol/L，结合图乙可知，c点浓度应大于10-8mol/L，B错误；若图甲中b点的生长素浓度与图乙中E点对应的浓度相同，则d点浓度高于b点，并且促进作用更强，因此d点的生长素浓度在E～B对应的浓度区间，C正确；图中生长素在F～C对应浓度范围内促进生长，在C～D对应浓度范围内抑制生长，D错误。4．科学家证实植物生长素的作用机理是其与受体结合后，促进细胞膜上H+-ATP酶的活化，把H+排到细胞膜外，导致细胞壁松弛。如图所示为玉米胚芽鞘在经生长素处理后，细胞壁的pH变化和细胞伸长之间的关系。下列叙述正确的是（

）A．生长素作为信号分子能影响H+-ATP酶的活性B．50min内，细胞的伸长度与IAA处理时间呈负相关C．经IAA处理的胚芽鞘，喷洒呼吸抑制剂可加快细胞的伸长D．推测增加IAA浓度会使细胞伸长度变化更显著【答案】A【解析】分析题意可知，生长素的作用机理是其与受体结合后，促进细胞膜上H+-ATP酶的活化，由此可知生长素作为信号分子能影响H+-ATP酶的活性，A正确；据图可知，50min内，细胞伸长度随处理时间增加而增加，呈正相关而非负相关，B错误；H+泵出需消耗ATP，呼吸抑制剂减少ATP供应，会抑制细胞伸长，C错误；生长素的作用具有低浓度促进，高浓度抑制的特点，浓度过高可能抑制伸长，且图中未体现浓度与伸长的定量关系，无法推断“更显著”，D错误。5．科研人员用不同浓度的ABT生根粉（主要成分是吲哚丁酸钾和萘乙酸钠）浸泡福鼎大白茶树插穗30min后进行扦插，63天后测定相关指标，结果如下图所示。相关叙述正确的是（）A．应取生长健壮的插穗，所有插穗应保留数量不等的真叶和腋芽B．用ABT生根粉浸泡前，插穗可用70%的酒精消毒防止杂菌污染C．不同插穗基部生根的多少和长度是多种外源激素共同作用的结果D．图中数据表明100mg/L的ABT生根粉对插穗的生根效果最好【答案】B【解析】实验用到的插穗是生长健壮、良好的，所有插穗应保留相同数量的幼叶和腋芽，保证无关变量的一致性，A错误；用ABT生根粉浸泡插穗前，可用70%的酒精消毒插穗，防止杂菌污染，B正确；不同插穗基部生根的多少和长度是多种外源激素和插穗自身产生的内源性激素共同作用的结果，C错误；若只与图中不同浓度的ABT生根粉比较，100mg/L的ABT生根粉对插穗的生根效果是最好的，但是由于50mg/LABT生根粉与100mg/LABT生根粉及150mg/LABT生根粉之间的范围比较大，不能准确判定100mg/L的ABT生根粉对插穗的效果是否是最好的，D错误。6．为探究胚芽鞘向光弯曲生长的原因是单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移，还是单侧光将生长素分解了，某研究性学习小组设计了图1、图2所示的实验。下列叙述正确的是（

）A．由图1可知，胚芽鞘向光弯曲生长的原因是单侧光将生长素分解了B．如果一段时间后，图2中胚芽鞘a、b、c、d的长势基本相同，则说明单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移C．如果一段时间后，图2中胚芽鞘c生长最快，则说明单侧光将生长素分解了D．胚芽鞘尖端产生的生长素对胚芽鞘的生长起关键作用【答案】D【解析】图1中，若单侧光将生长素分解了，则甲组和乙组的胚芽鞘都应向光弯曲生长，但由乙组可知，云母片阻断了横向运输，胚芽鞘两侧含量相同，长势相同，胚芽鞘直立生长，所以胚芽鞘向光弯曲生长的原因不是单侧光将生长素分解了，而是发生了转移，A错误；如果一段时间后，图2中胚芽鞘a、b生长情况相近，c生长较慢，d生长较快，则说明单侧光使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移，B错误；如果一段时间后，图2中胚芽鞘c生长最慢，a、b、d生长情况相近，则说明单侧光将生长素分解了，C错误；由图1、图2分析可知，生长素在胚芽鞘尖端产生，对胚芽鞘的生长起关键作用，D正确。7．在植物的生长发育和适应环境变化