第41讲　植物生长素及其生理作用 高中生物第一轮总复习

植物生长素及其生理作用第41讲概述科学家经过不断地探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特性。课标内容1目

录植物生长素的发现23生长素的生理作用及特点关键·真题必刷基础·精细梳理典例·精心深研考点一植物生长素的发现1.达尔文实验1.经典实验设计过程和结论科学家实验设计实验结论达尔文胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成____________________________伸长区背光面比向光面生长快1．鲍森·詹森实验提醒从对照实验设计的单一变量原则角度分析，该实验的不足之处在于没有形成单一变量，无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。1．拜尔实验提醒（1）该实验要在黑暗中进行，目的是排除光照可能对实验结果造成的干扰。（2）该实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种化学物质。科学家实验设计实验结论鲍森·詹森胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过________传递给下部拜尔胚芽鞘的弯曲生长，是因为______________________________________琼脂片尖端产生的影响在其下部分布不均匀1.温特实验科学家实验设计实验结论温特造成胚芽鞘弯曲的是一种化学物质，并把这种物质命名为生长素对温特实验之前的实验结论进行描述时，不能出现“生长素”，只能说“影响”①鲍森·詹森实验的不足之处在于没有形成单一变量，无法排除琼脂片可能导致胚芽鞘生长的结论。②拜尔的实验要在黑暗中进行，目的是排除光照可能对实验结果造成的干扰；该实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种化学物质。③从胚芽鞘系列实验可以得出的结论：2.植物激素的概念

由植物体内产生，能从__________运送到__________，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，叫作植物激素。产生部位作用部位3.生长素的合成、分布和运输色氨酸叶种子生长旺盛从形态学上端到形态学下端主动运输输导组织(1)在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素。(2023·全国甲卷，2A)(

)(2)温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质未采用同位素标记法。(2020·江苏卷，20D改编)(

)(3)生长素的极性运输需ATP水解提供能量。(2019·天津卷，2B改编)(

)(4)成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输。(2015·全国卷Ⅰ，2B)(

)√√√√为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输，一位同学设计了如图所示实验，一段时间后，发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素，请思考下列问题：(1)本实验能否得出“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”这一结论？为什么？提示不能。因为仅就该实验只能证明“生长素可以从胚芽鞘形态学上端运输到形态学下端”，而不能证明“生长素不能由形态学下端运输到形态学上端”。(2)欲得出上述结论应怎样改进实验更具说服力？提示应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能否从形态学下端运输到形态学上端。1.植物向光性的原因分析解释1：单侧光照射下，向光面的生长素横向运输，向背光面转移。解释2：单侧光照射下，向光面的生长素被分解。解释3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。若解释1正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c>a＝b>d。若解释2正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c＝a＝b>d。若解释3正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为a＝b＝c＝d。2.不同处理条件下植物向性运动的结果分析2.不同处理条件下植物向性运动的结果分析2.不同处理条件下植物向性运动的结果分析提醒琼脂不能感光，不会阻断生长素的运输和传递，而云母片、玻璃片等则会阻断生长素的运输。在失重状态下，尖端只发生极性运输，因此顺“尖”而长。考向1

围绕生长素的发现实验与向性运动分析，考查科学思维1.(2024·广东惠州调研)如图是用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验。下列有关叙述错误的是(

)DA.对比分析图①②结果，证明生长素是不能透过云母片的B.图④和⑤实验说明琼脂不会阻止胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输C.若将图②的云母片改换成琼脂，结果仍然有向光弯曲生长的现象D.若将图④的琼脂改换成云母片，结果仍然有向光弯曲的现象解析据题意可知，本实验中图①②中云母片可以阻止胚芽鞘尖端产生的生长素往下运送，A正确；④放上琼脂块及尖端并给予单侧光，⑤表示仍能向光弯曲生长，即琼脂不会阻止胚芽鞘尖端制造的生长素往下运送，B正确；若将图②的云母片改换成琼脂，在单侧光的作用下，生长素发生横向运输，结果仍然有向光弯曲生长的现象，C正确；若将图④的琼脂改换成云母片，云母片可以阻止胚芽鞘尖端产生的生长素往下运送，结果燕麦胚芽鞘不生长不弯曲，D错误。D2.(2024·洛阳市调研)下图表示用燕麦胚芽鞘进行的系列实验(“←”“→”表示光照方向)，下列叙述错误的是(

)A.a、b的生长素含量相等，胚芽鞘①将直立生长B.胚芽鞘②将向右侧弯曲生长，胚芽鞘③将直立生长C.胚芽鞘④⑥直立生长，胚芽鞘⑤向右弯曲生长D.装置⑦和⑧中植株都会向暗箱开孔处弯曲生长解析图中胚芽鞘尖端匀速旋转处理后，a、b琼脂块上生长素的含量相等，故胚芽鞘①直立生长，A正确；由于含生长素的琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘②的左侧，因此胚芽鞘②弯向右侧弯曲生长；用锡箔小帽罩住胚芽鞘③的尖端，尖端不能感受单侧光刺激，故胚芽鞘直立生长，B正确；胚芽鞘④尖端的中间插入云母片，阻碍了生长素的横向运输，故胚芽鞘直立生长；胚芽鞘⑤尖端下方的一侧插入云母片，阻断了这一侧生长素向下运输，因此胚芽鞘向右弯曲生长；胚芽鞘⑥的尖端以下插入琼脂片，光源从上竖直照射，胚芽鞘直立生长，C正确；装置⑦中暗箱不动，花盆匀速旋转，故装置⑦中植株直立生长；装置⑧植株弯向小孔生长，D错误。B考向2结合生长素的合成、分布与运输，考查科学思维3.(2024·广东珠海调研)下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述，正确的是(

)A.幼嫩的细胞对生长素的敏感性小于衰老细胞B.生长素合成和分布的主要场所是植物体的未成熟组织C.在植物体的幼嫩部位，生长素不可以逆浓度梯度运输D.呼吸抑制剂可以抑制生长素的极性运输和非极性运输解析不同种类的植物对生长素的敏感性不同，同一种植物的不同器官对生长素的敏感性也不同，幼嫩的细胞对生长素的敏感性大于衰老细胞，A错误；植物体的未成熟组织具有分生能力，是生长素合成和分布的主要场所，B正确；在植物体的幼嫩部位，生长素可以逆浓度梯度进行极性运输，C错误；生长素的极性运输方式是主动运输，所以呼吸抑制剂能影响生长素的极性运输，但不影响生长素的非极性运输，D错误。A4.(2024·江西师大附中质检)下列关于生长素的叙述，错误的是(

)A.单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀B.生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中，会消耗能量C.植物幼叶和发育的种子中的色氨酸，经过一系列反应可转变成生长素D.生长素在植物各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位解析

单侧光会引起生长素的分布不均匀，但是胚芽鞘尖端产生生长素与单侧光无关，A错误；生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程是主动运输，因此会消耗能量，B正确；在芽、幼嫩的叶和发育中的种子中都能产生生长素，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素，C正确；生长素在植物各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘等处，D正确。形态学上端和形态学下端的判断基础·精细梳理典例·精心深研考点二生长素的生理作用及特点1.生长素的生理作用传达信息伸长生长细胞分化受体

特定基因2.生长素的作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。

抑制生长≠不生长(只是生长慢于对照组)典型实例——顶端优势低促进高抑制3.生长素生理作用曲线分析 (1)同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析(2)不同植物对生长素敏感程度曲线分析4.植物茎的背地性和根的向地性 (1)表现(2)原因1.某同学用两个未知的不同浓度(Cx和Cy)的生长素溶液做实验，测得去尖端的燕麦胚芽鞘的弯曲角度(图1)的值分别为αx、αy，且关系为αx＝αy。为了进一步比较Cx和Cy的大小，该同学用去根尖的燕麦胚根做了图2所示的实验，结果胚根向右弯曲生长，则Cx________(填“大于”或“小于”)Cy，判断依据是______________________________________________________________________________________________________________________________________。大于与胚芽鞘相比，胚根对生长素更敏感，胚根向右侧弯曲生长，说明右侧生长素浓度相对较高，抑制了该侧的生长2.某同学用绿豆种子为实验材料，研究生长素对芽的影响。他只配制了甲、乙两种不同浓度的生长素溶液，两组效果相同且都为促进作用。该同学有一失误，忘记了标记生长素溶液浓度的高低。请依据科学家的实验结果和该同学的实验，想一个最简单的办法将两种生长素浓度的高低区别开来，并说明理由。

提示测量并计算绿豆幼根的平均长度，较长者对应的浓度为低浓度，另一种为高浓度。对芽促进作用效果相同的两种生长素浓度，对根会出现低浓度促进和高浓度抑制的作用效果。考向

围绕生长素的生理作用及特点，考查科学思维1.(2023·江苏卷，5)为研究油菜素内酯(BL)和生长素(IAA)对植物侧根形成是否有协同效应，研究者进行了如下实验：在不含BL、含有1(nmol·L－1)BL的培养基中，分别加入不同浓度IAA，培养拟南芥8天，统计侧根数目，结果如图所示。下列相关叙述正确的是(

)BA.0～1(nmol·L－1)IAA浓度范围内，BL对侧根形成无影响B.1～20(nmol·L－1)IAA浓度范围内，BL与IAA对侧根形成的协同作用显著C.20～50(nmol·L－1)IAA浓度范围内，BL对侧根形成影响更显著D.0～50(nmol·L－1)IAA浓度范围内，BL与IAA协同作用表现为低浓度抑制、高浓度促进解析0～1(nmol·L－1)IAA浓度范围内，有BL和无BL组形成侧根的相对量不同，说明BL对侧根形成有影响，A错误；1～20(nmol·L－1)IAA浓度范围内，IAA单独作用组别的侧根数量明显低于IAA和BL共同作用时的数量，说明该浓度范围内两者对侧根形成的协同作用显著，B正确；20～50(nmol·L－1)IAA浓度范围内，当BL存在时，形成侧根的相对数量变化不大，当BL不存在时，随着IAA浓度的增大，形成侧根的相对数量明显增加，说明该浓度范围内，IAA对侧根形成的影响更显著，C错误；由图可知，0～50(nmol·L－1)IAA浓度范围内，BL与IAA的协同作用均表现为促进，D错误。B2.(2024·浙江宁波模拟)如图甲为玉米胚芽鞘中生长素诱导的生长和细胞壁酸化的变化曲线。下列分析或推测不合理的是(

)A.根据图示，曲线Ⅱ表示的长度与IAA作用时间呈正相关B.图乙BC段表明生长素促进生长，CD段表明生长素抑制生长C.中性缓冲液可能抑制生长素的作用，酸性缓冲液可能引起生长加快D.在生长素作用下细胞膜外排H＋，使细胞壁变得疏松，有利于细胞伸长解析图乙BC段和CD段生长素都促进生长，但促进的效果先增强后减弱，B错误；图甲中，加入IAA后，pH逐渐减小，而胚芽鞘长度不断增加，可判断酸性缓冲液可能引起生长加快，中性缓冲液可能抑制生长素的作用，C正确；由图甲可知，加入生长素以后pH逐渐变小，可以推知在生长素作用下细胞膜外排H＋，使细胞壁变得疏松，有利于细胞伸长，D正确。A3.(2023·江苏镇江调研)沙漠防治的先锋树种是沙柳，为提高沙柳成活率，常常需要对沙柳进行掐尖留芽并摘除一定量成熟叶片的处理。下列与之相关的叙述合理的是(

) A.上述过程去除了植物的顶端优势，而顶端优势体现了生长素作用的低浓度促进生长，高浓度抑制生长 B.因为叶片无法合成生长素，故而可对沙柳摘除一定量成熟叶片 C.沙柳的正常生长在根本上是植物激素调节的结果，同时还受基因组控制和环境影响 D.掐尖留芽可使侧芽合成的生长素运输到根尖、促进根生长，从而提高沙柳的成活率解析对沙柳掐尖留芽过程去除了植物的顶端优势，降低了侧芽生长素浓度，而顶端优势能体现低浓度生长素促进顶芽生长、高浓度生长素抑制侧芽生长，A正确；摘除一定量成熟叶片是减弱蒸腾作用、减少水分散失，提高成活率，B错误；沙柳的正常生长，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化进而对基因组的表达进行调控，C错误；掐尖留芽可使侧芽部位的生长素浓度降低，促进侧芽的生长，但侧芽合成的生长素能运输到茎的接近根的基部，不能运输到根尖，D错误。关键·真题必刷1.(2023·全国甲卷，2)植物激素是一类由植物体产生的，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，下列关于植物激素的叙述，错误的是(

)A.在植物幼嫩的芽中色氨酸可以转变成生长素B.生长素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用C.生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育D.植物体内生长素可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程D解析生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素，A正确；植物激素是由产生部位运输到作用部位的，B正确；植物激素之间相互协调，互相配合共同影响植物生命活动，调节植物生长发育，C正确；生长素是一种植物激素，作为一种信号调节细胞的生命活动，不是催化剂，D错误。D2.(2023·山东卷，10)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的，以其幼苗为实验材料进行向光性实验，处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是(

)A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位B.①②之间有感受单侧光刺激的部位C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位D.②③之间无感受单侧光刺激的部位解析据表格和题图可知，不切断任何部位，该幼苗正常弯曲生长，但在①处切断，即去除结构Ⅰ，生长变慢，推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位，A不符合题意；据表格可知，在①处切断，该幼苗缓慢生长且弯曲，而在②处切断后，该幼苗不生长，推测①②之间含有生长素，且具有感光部位；可能是受到单侧光照射后，①②之间生长素分布不均，最终导致生长不均匀，出现弯曲生长，B、C不符合题意；在②处切断和在③处切断，两组实验结果相同：幼苗都不生长、不弯曲，说明此时不能产生生长素，也无法得出有无感受单侧光刺激的部位，D符合题意。3.(2023·湖北卷，12)多年生植物甲为一种重要经济作物，果实采收期一般在10月，在生长过程中常受到寄生植物乙的危害(植物乙的果实成熟期为当年10月到次年2月)。为阻断植物乙的传播和蔓延，科研人员选用不同稀释浓度的植物生长调节剂M喷施处理，结果如图所示。下列叙述错误的是(

)B曲线1：稀释浓度为1/100；曲线2：稀释浓度为1/200；曲线3：稀释浓度为1/400；曲线4：对照组A.据图综合分析，为防治乙的危害，M的稀释浓度应选用1/400B.植物乙对照组的曲线逐渐下降，说明其生长逐渐减弱C.喷施M时间选择甲果实采收后，乙果实未大量成熟前D.植物生长调节剂M与植物激素脱落酸的作用相似解析左图表示的是不同浓度植物生长调节剂M对甲的影响，浓度高落叶率提高，和对照组4比较，3的落叶率低，是较适宜浓度；右图表示植物生长调节剂M对乙的影响，目的是为阻断植物乙的传播和蔓延，落叶率高更有利于阻断乙的危害，3的落叶率较高，综合分析3曲线对应的浓度最适宜，M的稀释浓度应选用1/400，A正确；植物乙对照组的曲线逐渐下降，说明落叶率下降，说明其生长逐渐增强，B错误；喷施M应该减弱对甲果实的影响，避免影响产量，而对于乙应该防止其果实成熟，所以喷施M时间选择甲果实采收后，乙果实未大量成熟前，防止其种子传播，C正确；植物生长调节剂M可提高脱落率，和脱落酸的作用相似，D正确。4.(2021·全国甲卷，3)生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与生长素有关的叙述，错误的是(

)A.植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除B.顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长C.生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物生长D.在促进根、茎两种器官生长时，茎是对生长素更敏感的器官D解析植物生长的“顶端优势”是指顶芽产生的生长素极性运输到达侧芽部位并积累，使侧芽部位的生长素浓度过高，抑制侧芽生长，从而表现出顶芽优先于侧芽生长的现象。摘除顶芽后，侧芽部位的生长素浓度逐渐降低到适宜的浓度，顶端优势解除，A、B正确；高浓度生长素通过促进乙烯的合成从而抑制植物的生长，是通过调节与乙烯合成有关的基因的表达来实现的，C正确；同种植物的根、芽、茎几种器官中，根对生长素最敏感，茎对生长素最不敏感，D错误。5.(2023·天津卷，15)研究人员探究植物根部生长素运输情况，得到了生长素运输方向示意图(图1)(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是

。极性运输(主动运输)(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物