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八单元
植物生命活动的调节
概念1生命个体的结构与功能相适应,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动,并通过
一定的调节机制保持稳态
1.6植物生命活动受到多种因素的调节,其中最重要的是植物激素的调节。
第①
课时植物生长素及其生理作用
概述科学家经过不断的探索,发现了植物生长素,并揭示了它在调节植物生长时表现出在浓
度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长的特点。
知识自主梳理
植物生长素
1.生长素的发现过程
(1)达尔文实验
09
未切去胚
切去胚芽尖端用锡箔尖端以下用
芽鞘尖端鞘尖端
小帽螺住锡箔环罩住
0
0
①各组胚芽鞘的生长弯曲情况:Alsiupl(O1)弯向光源生长;Bsupl(O2)不生长,不弯曲;C
sup1(03)直立生长;Dsup1(04)弯向光源生长
②A与B对照,说明supl(O5)胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关。
③C与D对照,说明感光部位是supl(O6胚芽鞘的尖端,而不是尖端下面的一段。
④达尔文的猜测:胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,supl(O7)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,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
(②)鲍森·詹森实验
n
①实验现象:胚芽鞘弯向光源生长。
1
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②结论:sup1(08)胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
③该实验的不足之处在于没有形成单一变量,无法排除sp1(O9)琼脂片可能导致胚芽鞘生长
的结论。
(3)拜尔实验
黑暗中
B
①实验现象:将尖端切下,放到胚芽鞘一侧,胚芽鞘总是弯向对侧生长。
②结论:supl(10)胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
③该实验要在supl(11)黑暗中进行,原因是supl(12)排除光照可能对实验结果造成的千扰
④拜尔实验的不足之处是sup1(I3)无法证明尖端是否产生某种物质。
(4)温特实验
→000
琼脂
①实验组是sup1(14)B,对照组是sup1(15)A。A与B对照说明sup1(16造成胚芽鞘弯曲生
长的是胚芽鞘尖端产生的某种物质。
②设置A组的目的是sup1(17)排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。
③实验结论:胚芽鞘的弯曲生长确实是由sup1(18)一种化学物质引起的,温特将其命名为1
supl(I9)生长素。
归纳总结
1.胚芽鞘系列实验的六个结论
()胚芽鞘感光部位—尖端。
(2)胚芽鞘弯曲生长的部位一尖端下面一段。
(③)生长素的产生部位一胚芽鞘尖端。
(④)生长素的产生是否需要光一不需要。
(⑤)生长素横向运输的部位一胚芽鞘尖端。
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(⑥胚芽鞘弯曲生长的原因一生长素分布不均匀。
2.生长素能透过琼脂片,但不能透过云母片。
3,生长素能从人尿中分离出来,是因为人体内缺乏分解生长素的酶。
4.植物向光性的解释
(1)原因分析
尖端
单花一庆湖华技天
光
影响运输
横向运输
极性运输
横向远输
生长素分布不均句
尖瑞以下(不
背光侧多
向光侧少
感光,生长
泰只可纵间
生长不均匀,背光知
向下运擒)
生长快于向光侧
向光弯曲生长
(2)归纳总结外因:单侧光照射内因:生长素分布不均匀)
2.植物激素
产生一,植物体内
运输
植
一从四产生部位运送到回作用部位
物
激
作用
素
一→对植物的@生长发育有显著影响
本质一微量区有机物
3.生长素的合成、运输和分布
3
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原料:☑色氨酸
成
部位:芽、幼嫩的因叶和发育中的四种子
部位:团胚芽鞘芽,幼叶和幼根
极性上方向:从圆形态学上端运输到
运输
囚形态学下端
生
方式:团主动运输
长
运
输
非极性
在成熟组织中,通过团输导
运输
组织进行
素
部位:根尖、茎尖等生长素产
横向
生部位
运输
原因:单侧光、重力等单一方
向刺激
分布
各器官中都有分布,但相对集中地分布
在@生长旺盛的部分
4.生长素的生理作用
(1)生理作用
不像酶那样催化细胞代谢,也不为细胞提
作用
方式
供能量,而是给细胞☒传达信息,网调节
细胞生命活动
生长
细胞水平促进细胞圈伸长生长、诱导团细
的
生理
胞分化等作用
作用器官水平
影响器官的生长、发育
用
生长素与生长素团受体特异性结合,引发
作用
细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱
机制
导图特定基因的表达,从而产生效应
(2)生长素的作用特点
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特点一般情况下,生长素在浓度较低时圈促进生长,
浓度过高时⑩抑制生长,甚至会杀死植物
若生长素浓度低子A三,
促进
则体况为生长素的提速
图像生长
作用:老高于A点,别林
抑制
规岁生长素的抑制作用
生长6
生长素浓度(mol·L
现象
顶芽优先生长,侧芽生长受到
纽抑捌
顶芽产生的生长素逐渐②向下
原因
运输,枝条上部的侧芽处生长
实例顶端
素浓度较高,侧芽对生长素浓
优势
度比较敏感,生长受到⑧抑制
解除方法团去掉顶芽
应用果树整形修剪、茶树摘心、棉花
打顶等以增加分枝.提高产量
(3)生长素生理作用曲线分析
①同一植物器官种类不同:根、芽、茎敏感程度为:sup1(45)根>芽>茎。
生长
的
生抑0
10"100
、1010
生长素浓度
反用
l·L
应
②植物种类不同:双子叶植物比单子叶植物supI(46敏感。较高浓度的生长素可以去除单子
叶作物中的双子叶杂草。
双子叶单子时
对生长素的敏感性:双子
进1
植物植物
叶流拖之单子叶植物。A
浓度的生长素可用子除去
单子叶农作物中的双子时
杂草
长0生长素浓度(ml·L.
特别提醒
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.这里所说的浓度高低是相对于不同器官的抑制和促进的浓度苑围而言的。
3.由于生长素生理作用其有浓度较低时促进,浓度过高时抑制的作用,因此存在两种不同浓
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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问。
4.项芽产生的生长素可以在侧芽积累,但不会影响侧芽自身生长素合成。
易错判断
1.温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输。(×)
2.生长素能促进植物生长是通过促进细胞的伸长生长实现的。(√)
3.生长素是色氨酸通过肽键连接成的多肽类物质。(×)
4.横向运输发生在尖端,产生效应的部位也在尖端。(X)
5.幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同。(×)
6.农民适时摘除棉花的顶芽可以促进侧芽生长素的合成,从而促进侧芽的发育。(×)
7.生长素的产生需要光照,其化学本质是蛋白质。(×)
8.幼芽、幼叶和种子都能产生大量生长素。(×)
9.生长素的极性运输需要ATP水解供能,在缺氧条件下生长素的极性运输会受到影响。(√
)
10.顶端优势、根的向地生长、茎的背地生长都说明了生长素在浓度较低时促进生长、浓度
过高时抑制生长。(×)
1山.生长素不直接参与细胞代谢,但可以给细胞传达一种调节代谢的信息。(√)
经典考题训练
考向一结合生长素的发现实验,考查科学思维能力
[例1](2023山东,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()
单侧光
分组
处理
生长情况
弯曲情况
甲
不切断
正常
弯曲
在①处切断
慢
弯曲
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丙
在②处切断
不生长
不弯曲
丁
在③处切断
不生长
不弯曲
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
答案:D
解析:与甲组实验相比,①处切断的乙组幼苗弯曲生长,但生长缓慢,说明大多生长素在结
构I中产生,A不符合题意:对比乙、丙组,①处切断,幼苗生长慢且弯曲:②处切断,幼
苗不生长不弯曲,说明①②之间有感受单侧光刺激的部位,也有生长素分布不均的部位,B、
C不符合题意:②③处切断,幼苗均不生长不弯曲,说明无生长素产生,但不能说明②③之
间有无感受单侧光刺激的部位,D符合题意。
[例2](多选)科学家为了解释植物向光生长的现象提出了两种假说:①单侧光照引起生长素
的横向运输,使生长素分布不均而导致弯曲生长;②单侧光照引起向光侧产生生长抑制物而
导致弯曲生长。如图表示两位同学为验证某植物向光生长的原因所做的对照实验,下列分析
正确的是()
光照
云母片
光照一
实验
实验
A.若实验一甲、乙都向光生长,则说明假说②成立
B.若实验二甲、乙结果无明显差异,则说明假说①成立
C.若实验一甲直立生长、乙向光生长,则实验二应表现为甲生长速度比乙快
D.若实验一甲、乙都向光生长,则实验二应该表现为甲的生长速度比乙慢
答案:ABD
解析:若实验一甲、乙都向光生长,说明其向光生长与横向运输无关,即假说②成立,A正
确;若实验二甲、乙生长无明显差异,说明光照不会引起生长抑制物的产生,即假说①成立,
B正确:若实验一甲直立生长、乙向光生长,说明假说①成立,此时实验二应出现甲、乙生
长速度相同,C错误;若实验一甲,乙都向光生长,说明其向光生长与横向运输无关,即假
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说②成立,实验二甲组光照会产生生长抑制物,因而甲的生长速度比乙慢,D正确。
题后归纳
二看法判断植物的向性生长
生长
无生长素
不生长、不膏曲
素的
一
分布
直立
作用
有无
均匀
生长
部位生长素
有生二肴
长素分布是
分布
弯甘
否均匀
不均匀
生长
方
根据
该器官对生长素的敏感性
判断
考向二围绕生长素的合成和运输,考查科学探究能力
[例3】生长素转运蛋白PN可介导生长素的极性运输,如图a一b为PN蛋白将IAA从细胞
内释放至细胞外的过程。除草剂NPA是一种生长素极性运输抑制剂,图©为其作用位点示意
图。下列相关叙述错误的是(
1AA
◆NPA
P四N蛋H
A.a→b过程消耗的能量需要由细胞呼吸来提供
B.a→b过程可表示单侧光刺激下IAA向背光侧转运
C.NPA与IAA的结合部位相似说明其为竞争性抑制剂
D.顶芽喷施适宜浓度NPA可一定程度上解除顶端优势
答案:B
解析:a→b过程是生长素转运蛋白PIN介导的生长素的极性运输,为主动运输,需要细胞呼
吸提供能量,A正确:单侧光能引起IAA由向光侧到背光侧的横向运输,a→b为PN蛋白
介导生长素的极性运输,极性运输是由形态学上端向形态学下端运输,B错误:NPA与IAA
的结合部位相似,NPA可以与生长素竞争性结合PN蛋白上的结合位点,故为竞争性抑制剂
,C正确:除草剂NPA是一种生长素极性运输抑制剂,项芽喷施适宜浓度NPA可抑制生长
素的极性运输,不会导致侧芽生长素的积累,可在一定程度上解除顶端优势,D正确。
[例4]生长素极性运输的化学渗透偶联学说的基本观点是生长素以弱酸的形式经输入载体
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协同运输(能量由跨膜质子电位提供)进入细胞,在细胞质中生长素主要以离子形式存在并大
量积累。离子形式的生长素通过分布于细胞基部的输出载体顺浓度梯度输出细胞,正是由于
输出载体在细胞中的极性分布决定了生长素的极性运输。下列叙述错误的是()
A.植物体内生长素的合成原料是色氨酸
B.若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用,可利用其抑制剂设计实验
C,生长素的输入、输出载体都能转运生长素,空间结构相同
D.生长素的输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中
答案:C
解析:植物体内的生长素是色氨酸通过一系列转化形成的,A正确:若要研究输出载体在生
长素极性运输中的作用,可利用其抑制剂设计实验,B正确;生长素的输入、输出载体作用
机制不同,因此空间结构不同,C错误;生长素的合成部位主要集中在植物幼嫩部位,因此
生长素的极性输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中,D正确。
考向三结合生长素的生理作用,考查科学思维能力
[例5](2024河北,9)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蒹相当于侧枝。AUX1是参与水
稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是()
A.AUX1缺失突变体的分藥可能增多
B.分藥发生部位生长素浓度越高越有利于分藥增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
答案:B
解析:AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一,AUX1缺失突变体由于生长素的
极性运输受阻,导致水稻在苗期不能表现出顶端优势,从而使其分蘗增多,A正确:一般情
况下,生长素在浓度较低时促进生长,在浓度较高时则会抑制生长,故分蘖发生部位生长素
浓度不是越高越有利于分蘖增多,B错误;在水稻的成熟组织中,生长素可以通过输导组织
进行非极性运输,C正确;水稻分蘖相当于侧枝,生长素所发挥的作用,因器官的种类不同
而有较大的差异,同一植物不同器官对生长素的敏感程度大致为根>芽>茎,因此,同一浓度
的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。
[例6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(摘去顶部花苦)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
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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()
22
◆打顶不涂抹生长素
净光合速率/E二·日
一打顶涂抹生长素
4
10
0
714212835
打政后时间天
A.打项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
答案:B
解析: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
打项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,
打项涂抹生长素能抑制侧芽萌动,相当于建立人工项端优势抑制侧芽萌发,C正确:由题意
和图示可知,打项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。
[例](多选)如图甲为横放在地面上植株幼苗的生长状况,图乙为不同生长素浓度对某植物
部分器官生长的影响曲线。下列分析错误的是()
促
分8
生长素浓度ml·L
101010
甲
A.生长素不能催化细胞代谢、不为细胞提供能量,而是通过给细胞传达信息起调节作用
B.图甲中根受重力刺激,造成a侧生长素浓度小于c侧,生长素对a侧细胞的促进作用小于
c侧,导致根向地生长
C.由图乙可知同一浓度的生长素对同一植物不同器官作用效果可能相同
D.由图乙可知根对生长素的敏感性低于芽
10