8.7 植物生长素及其生理作用(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

第7课时　植物生长素及其生理作用 【课标要求】1.概述植物生长素的发现和生理作用。2.概述植物向光性的原因。 考点1　生长素的发现过程 整合必备知识 1.生长素发现过程的实验 科学家及实验过程 结论及分析 胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部 尖端产生的影响在其下部分布不均匀，造成了胚芽鞘的弯曲生长 造成胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质，并把这种物质命名为生长素 1934年，科学家从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)；1946年，从高等植物中分离出IAA；进一步研究发现苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，都属于生长素 [深化理解] 胚芽鞘系列实验的六个结论 (1)胚芽鞘感光部位——尖端。 (2)胚芽鞘弯曲生长的部位——尖端下面一段(即伸长区)。 (3)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。 (4)生长素的产生是否需要光——不需要。 (5)生长素横向运输的部位——胚芽鞘尖端。 (6)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。 [深挖教材] (1)(选择性必修1 P91“旁栏思考”)遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？感受单侧光刺激的又是哪一部分？你怎样解释这一结果？ 提示：分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时系统的反应，从而确定是哪一部分在起作用。胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段，感受光刺激的是顶端。这说明，是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面弯曲生长。　 2.植物向光性的解释 [深挖教材] (2)(选择性必修1 P92“相关信息”)植物向光性生长的另一种理论：单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀。　 3.植物激素的概念：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。 【深挖教材】 (3)(选择性必修1 P93“思考·讨论”)植物激素与动物激素的异同 项目 植物激素 动物激素 合成部位 无专门的分泌器官 内分泌腺或内分泌细胞 作用部位 没有特定的器官 特定的器官、组织 运输途径 极性运输、非极性运输和横向运输 随血液循环(体液)运输 化学本质 有机小分子 蛋白质、类固醇、氨基酸衍生物等 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)温特的实验进一步证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是吲哚乙酸引起的，并把这种物质命名为生长素。(×) 提示：温特的实验进一步证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，温特并未证明该物质是吲哚乙酸。 (2)植物生长素的化学本质是蛋白质。(×) 提示：植物生长素的化学本质是吲哚乙酸。 (3)胚芽鞘弯曲生长是由尖端下部生长素产生不均匀造成的。(×) 提示：胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的生长素在其下部分布不均匀造成的。 落实素养题组 1.“酸生长假说”解释了生长素促进植株生长的作用机理。该假说认为，生长素激活细胞膜上的H＋泵，消耗ATP把H＋运到细胞外，细胞膜外pH下降导致细胞壁松弛，细胞吸水而体积增大。下列相关叙述错误的是(　　) A.胚芽鞘尖端下部背光侧H＋浓度高导致生长素浓度增大 B.细胞壁中可能含有适合酸性pH的“细胞壁松弛因子” C.胚芽鞘切段中注入中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长 D.胚芽鞘切段中促进H＋外排的物质与生长素具有协同作用 解析：选A。胚芽鞘尖端下部背光侧生长素浓度增大不是H＋浓度高导致的，而是由生长素的横向运输导致的，A错误；根据题干“细胞膜外pH下降导致细胞壁松弛”可推测胞壁中可能含有适合酸性pH的“细胞壁松弛因子”，B正确；根据“酸生长假说”可知，生长素诱导细胞生长要在酸性条件下，因此胚芽鞘切段中注入中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长，C正确；根据题干“消耗ATP把H＋运到细胞外，细胞膜外pH下降导致细胞壁松弛，细胞吸水而体积增大”可知，胚芽鞘切段中促进H＋外排的物质与生长素具有协同作用，D正确。 2.(2023·河南郑州模拟)在研究生长素与向光性的关系时，科学家曾做过4组实验。甲组切取玉米胚芽鞘尖端后置于琼脂块上，黑暗处理一段时间后将琼脂块置于去除尖端的玉米胚芽鞘一侧，测量胚芽鞘的弯曲角度。乙～丁组用单侧光和云母片处理，其余处理与甲组相同，结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A.琼脂块中的生长素渗入胚芽鞘的一侧，促进细胞伸长 B.单侧光照射不会促进生长素的分解或合成 C.单侧光照射导致向光侧的生长素向背光侧转移 D.若在黑暗条件下重复乙～丁组实验，每组胚芽鞘的弯曲角度不变 解析：选D。玉米胚芽鞘尖端的生长素渗透进入琼脂块，再将琼脂块放到去除尖端的胚芽鞘一侧，琼脂块中的生长素会渗入胚芽鞘的一侧，促进细胞伸长，A正确；题图中甲组与乙组的结果说明光照与黑暗条件下琼脂块中的生长素含量基本相同，单侧光照射不会促进生长素的分解或合成，B正确；丙、丁组用云母片处理，丁组右侧的弯曲角度大，说明生长素含量多，进而说明单侧光照射导致向光侧的生长素向背光侧转移，C正确；黑暗条件下，生长素不会发生横向移动，故只有丁组胚芽鞘的弯曲角度与原实验不同，D错误。 考点2　生长素的合成、运输与分布 整合必备知识 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。(×) 提示：生长素是具有调节作用的微量、高效有机物，所以不可能大量产生。 (2)横向运输发生在尖端，产生效应的部位也在尖端。(×) 提示：横向运输发生在尖端，产生效应的部位在尖端下部。 (3)生长素的极性运输不需要ATP水解提供能量。(×) 提示：生长素的极性运输是一种主动运输过程，需要ATP水解提供能量。 提升关键能力 下面是研究生长素运输方向的系列实验。 Ⅰ.为探究某生长调节物质M对IAA的极性运输是否有抑制作用，某同学利用豌豆幼苗茎切段进行了相关实验，实验组设计如图所示。回答下列问题： (1)图中豌豆幼苗茎切段的A端是形态学的上(填“上”或“下”)端；豌豆茎切段中插入的羊毛脂可以作为物质M的载体。 (2)对照组与实验组唯一区别是实验组插入的羊毛脂含有M，对照组插入的羊毛脂不含M，其他处理均相同。 (3)如果实验结果为实验组的受体琼脂块收集不到IAA，或者收集到的IAA的量明显少于对照组，则说明M对IAA的极性运输具有抑制作用。 Ⅱ.为探究在单侧光照射下燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输是发生在尖端(如图A段)还是尖端下面的一段(如图B段)，某同学设计了如图所示的实验装置，请完成该实验设计。 (4)实验装置中云母片的作用是阻止物质运输，本实验的自变量是云母片放置的位置。 (5)若甲实验装置中胚芽鞘直立生长，乙实验装置中胚芽鞘向光弯曲生长，则燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端(A段)；若甲实验装置中胚芽鞘向光弯曲生长，乙实验装置中胚芽鞘直立生长，则燕麦胚芽鞘产生的生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端下面的一段(B段)。 落实素养题组 1.如图为温特研究植物向光性的实验设计，①～⑥是在黑暗环境中对切去尖端的胚芽鞘进行的不同处理及实验结果。下列分析错误的是(　　) A.该实验可表明尖端产生的化学物质对胚芽鞘的生长有促进作用 B.②和③结果表明胚芽鞘弯曲生长与尖端产生的物质分布不均有关 C.若在单侧光照射下进行该实验，不能得到相同的实验结果 D.设置⑤和⑥组的目的是排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响 解析：选C。对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，结合题意分析图形可知，图中②和⑤、④和⑥均能构成对照实验，其自变量是琼脂块中是否含有尖端产生的化学物质，因变量是去除尖端的胚芽鞘的生长情况，对比这两组的实验结果，可知尖端产生的化学物质对胚芽鞘的生长有促进作用，A正确；②和③也可构成一组对照实验，其自变量是含尖端产生化学物质的琼脂块放置的位置不同，因变量是去除尖端的胚芽鞘的生长情况，对比这两组的实验结果，可知胚芽鞘弯曲生长与尖端产生的物质分布不均有关，B正确；由于感受单侧光刺激的部位只能是胚芽鞘的尖端，图中①～⑥组胚芽鞘均已经去除了尖端，均不能感受到单侧光的刺激，因此若在单侧光照射下进行该实验，会得到与黑暗处理时相同的实验结果，C错误；图中②和⑤、④和⑥均能构成对照实验，设置⑤和⑥组的目的是排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响，D正确。 题后点击　植物向光性的原因分析 (1)极性运输并不受重力影响，而是从形态学上端向形态学下端运输。 (2)在太空失重状态下，植物激素也可以进行极性运输。 (3)单侧光与生长素的产生无关。 2.(2023·陕西咸阳模拟)某研究性学习小组为研究吲哚乙酸(IAA)与脱落酸(ABA)的运输特点，用放射性同位素14C标记IAA和ABA开展如图所示的实验。下列分析错误的是(　　) A.若图中AB为茎尖切段，琼脂块①出现较强放射性而②没有放射性，说明IAA在茎尖的运输是极性运输 B.若图中AB为茎尖切段，琼脂块③和④中均出现了较强放射性，说明ABA在茎尖的运输不是极性运输 C.若图中AB为成熟茎切段，琼脂块①和②中出现放射性的是② D.将含IAA的琼脂块至于阳光下一段时间，经检测琼脂块中的IAA含量降低，说明光会导致IAA降解 解析：选C。根据题意和图示分析可知：若图中AB为茎尖切段，琼脂块①和③上方的茎尖切段是正放的，而琼脂块②和④上方的茎尖切段是倒放的，由于IAA只能由形态学上端向形态学下端运输，所以琼脂块①中出现较强放射性而②没有放射性，说明IAA在茎尖的运输是极性运输；琼脂块③和④中均出现了较强放射性，说明ABA在茎尖的运输不是极性运输，A、B正确。若图中AB为成熟茎切段，IAA在成熟茎切段中的运输是非极性运输，即可以在形态学上端和形态学下端之间双向运输，琼脂块①和②应都有放射性，C错误。若将含IAA的琼脂块至于阳光下一段时间，由于光会导致IAA降解，从而使琼脂块中的IAA含量降低，D正确。 考点3　生长素的生理作用 整合必备知识 1.作用方式、作用表现及作用实质 (1)作用方式：给细胞传达信息，调节细胞生命活动。 (2)作用表现 ①在细胞水平：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。 ②在器官水平：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。 (3)作用实质：生长素与生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。 2.影响生长素生理作用的因素 (1)浓度：一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。 (2)细胞的成熟程度：幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老细胞比较迟钝。 (3)器官的种类：不同器官对生长素的敏感程度不同。 (4)植物的种类：不同种类植物对生长素的敏感程度不同。 [深挖教材] (选择性必修1 P94“思考·讨论”) (1)不同浓度的生长素对茎生长的促进作用一定不同吗？不一定，在最适浓度的两侧，会有两个不同浓度的生长素对植物产生相同的促进效果。 (2)不同浓度的生长素对根生长的抑制作用一定不同吗？一定(填“一定”或“不一定”)。　 3.实例：顶端优势 (1)概念：顶芽优先生长，侧芽的发育受抑制的现象。 (2)形成原因 (3)解除方法：去除顶芽。 [深挖教材]　 (选择性必修1 P94“与社会的联系”)顶端优势原理得到广泛利用： (3)农民会适时摘除棉花的顶芽，以促进侧芽的发育，从而使它多开花、多结果。 (4)园艺师会适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树型圆润、丰满。 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)同一植株的根和芽生长所需要的最适生长素浓度相同。(×) 提示：同一植株的根生长所需要的最适生长素浓度小于芽生长所需的最适生长素浓度，根对生长素要敏感些。 (2)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。(×) 提示：顶芽可自己产生生长素。 (3)自然生长的雪松树冠呈塔形与激素的作用有关。(√) (4)生长素对果实的发育和成熟没有影响。(×) 提示：适宜浓度的生长素能促进果实的发育。 提升关键能力 如图所示为三幅与生长素浓度有关的曲线图。据图分析回答下列问题： (1)图1中曲线表示不同浓度的生长素对同一器官的影响，则： ①a、c、e、f点代表的含义分别是什么？ 提示：a点为较低浓度促进生长，c点促进作用最强，e点既不促进、也不抑制，f点为较高浓度抑制生长。 ②b、d两点表示的生长素浓度不同，但促进效果相同。 (2)图2表示不同浓度的生长素对同一植物的不同器官的影响不同，则： ①图中a、b、c三点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适浓度。根、芽、茎三种器官对生长素的敏感程度从高到低依次是根、芽、茎。 ②当生长素浓度为10－6mol/L时，对根、芽、茎生长的作用依次为抑制、既不促进也不抑制、促进。 ③生长素作用的特点可简单地理解成“低浓度促进、高浓度抑制”，对根、芽、茎来说，“低浓度”和“高浓度”的界限依次是图中的a′、b′、c′。 (3)图3中曲线表示不同种类的植物对生长素的敏感程度不同，则： ①图示说明双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感。 ②若用生长素类调节剂来杀死单子叶农作物中的双子叶杂草，最适宜浓度为c点对应的浓度。 关键点拨 关于生长素作用特点的3点提醒 (1)抑制生长≠不生长，所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的，由此可见，抑制生长并非不生长，只是生长速率慢于对照组。 (2)浓度的高低是相对于不同器官抑制和促进的浓度范围而言的。 (3)由于生长素生理作用具有浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长的特点，因此存在两种不同浓度的生长素，其促进效果相同，并且最适浓度在这两种浓度之间。 落实素养题组 1.如图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。下列分析或推测错误的是(　　) A.图甲中曲线Ⅱ表示玉米胚芽鞘长度，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：选B。图甲中，曲线Ⅰ表示pH，曲线Ⅱ表示玉米胚芽鞘长度，曲线Ⅱ与IAA作用时间呈正相关，A正确；图乙BC段和CD段生长速率都大于IAA作用时间为0时的生长速率，所以BC段和CD段生长素都促进生长，B错误；由图甲、乙可知，在pH近中性时，玉米胚芽鞘生长缓慢，随pH降低，生长速率增大，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，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。 2.(2023·山东烟台模拟)向触性是一种因接触刺激而引起的向性生长运动。根在土壤中绕过障碍物向下生长(图1)，藤本植物的卷须缠绕支持物向上生长(图2)都与向触性有关(图中弯曲部位阴影部分生长素浓度较高)。下列说法错误的是(　　) A.图中根与茎的弯曲生长都与生长素的分布不均有关 B.生长素与相关受体结合后可能影响细胞中基因的表达 C.根和茎的向性生长均可证明生长素较低浓度促进生长、过高浓度抑制生长 D.图中根和茎的弯曲生长是基因和环境共同作用的结果 解析：选C。生长素可促进生长，生长素分布不均可导致生长速度不同，又根据“图中弯曲部位阴影部分生长素浓度较高”可知图中根与茎的弯曲生长都与生长素的分布不均有关，A正确；生长素与相关受体结合后可能影响细胞中特定基因的表达，从而影响植物生长，B正确；据图可知，根中生长素浓度高的部位生长速度慢，而生长素浓度低的部位生长速度快，体现了较低浓度促进生长、过高浓度抑制生长，而茎中则是生长素浓度高的部位生长速度快，而生长素浓度低的部位生长慢，没有体现较低浓度促进生长、过高浓度抑制生长，C错误；激素的调节实质是通过调节基因的表达发挥作用的，图中的障碍物和支持物是引起弯曲的外因，因此图中根和茎的弯曲生长是基因和环境共同作用的结果，D正确。 3.图甲为探究不同实验条件对植物生长的影响，图乙表示不同浓度生长素溶液对植物茎生长的影响。下列有关叙述错误的是(　　) A.要探究出植物的弯曲生长是否与单侧光有关，最好选用图甲中③④两个装置进行实验 B.若将图甲中装置④放在匀速旋转器的圆心上，植物茎的生长情况是向窗口弯曲生长 C.图乙曲线上C点表示既不促进生长也不抑制生长，H点对应的生长素浓度g是促进茎生长的最适生长素浓度 D.据图乙分析，若图甲中装置①内茎的背地侧生长素浓度为m，则近地侧生长素浓度在2m和c之间 解析：选D。要了解植物的弯曲生长与单侧光的关系，实验的自变量为是否有单侧光照射，植物的放置方向等属于无关变量，无关变量应保持相同且适宜，装置①②有重力的影响，故最好选择图甲中③④两个装置进行实验，A正确。若将图甲中装置④放在匀速旋转器的圆心上，因为是整个装置一起旋转，植物只有靠近窗口部位能接受单侧光照，所以其生长情况是向窗口弯曲生长，B正确。分析图乙，C点与横轴相交，该点对应的生长素浓度对植物生长既不促进，也不抑制；生长素浓度高于g或低于g时，促进作用都降低，说明g是促进茎生长的最适生长素浓度，C正确。由于重力作用的影响，近地侧生长素浓度大于远地侧，茎的近地侧由于生长素浓度高，促进生长的作用大于远地侧，使得植物的茎具有负向地性。因此若图甲装置①内茎的背地侧生长素浓度为m，近地侧的浓度应该大于m，且促进作用大于图中n(AB之间)，所以近地侧生长素浓度在m和2m之间，D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　[高考真题·感悟试做]　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2023·全国甲卷)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 解析：选D。生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、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；植物激素可以从产生部位运输到其他部位发挥作用，B正确；生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯的合成，乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用，故生长素和乙烯可通过相互作用共同调节植物的生长发育，C正确；生长素作为信息分子不能直接参与细胞代谢，不能作为催化剂起催化作用，只能对细胞代谢过程起调节作用，D错误。 2.(2021·全国甲卷)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 解析：选D。顶端优势产生的原因是顶芽产生的生长素向下运输，枝条上部的侧芽部位生长素浓度较高，侧芽对生长素浓度比较敏感，因而使侧芽的发育受到抑制，可以通过摘除顶芽的方式解除植株顶端优势，A、B正确；生物的性状是由基因控制的，生长素能引起生物性状的改变，是通过调控某些基因的表达来影响植物生长的，C正确；根、茎两种器官对生长素的反应敏感程度有明显差异，其中根对生长素最敏感，D错误。 3.(2021·福建高考)烟草是以叶片为产品的经济作物。当烟草长出足够叶片时打顶(摘去顶部花蕾)是常规田间管理措施，但打顶后侧芽会萌动生长，消耗营养，需要多次人工抹芽(摘除侧芽)以提高上部叶片的质量，该措施费时费力。可以采取打顶后涂抹生长素的方法替代人工抹芽。科研人员探究打顶后涂抹生长素对烟草上部叶片生长的影响，实验结果如图所示。 下列分析错误的是(　　) A.打顶后涂抹的生长素进入烟草后，可向下运输 B.打顶后的抹芽措施不利于营养物质向上部叶片转运 C.打顶涂抹生长素能建立人工顶端优势抑制侧芽萌发 D.打顶后涂抹生长素与不涂抹相比，能增强上部叶片净光合速率 解析：选B。生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端，生长素涂抹处为形态学上端，因此打顶后涂抹的生长素进入烟草后，可向下运输，A正确；由题意可知，打顶后的抹芽措施是为了提高上部叶片的质量，因此该措施利于营养物质向上部叶片转运，B错误；由题意可知，打顶涂抹生长素能抑制侧芽萌动，相当于建立人工顶端优势抑制侧芽萌发，C正确；由题意和图示可知，打顶后涂抹生长素与不涂抹相比，能增强上部叶片净光合速率，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$