第五章 微专题三 生长素生理作用的相关曲线分析和实验设计（Word教参）-【步步高】2024-2025学年高二生物选择性必修1 稳态与调节学习笔记（浙科版）

本高中生物学讲义聚焦生长素生理作用的曲线分析与实验设计，系统梳理不同浓度生长素的作用效应、不同器官敏感性及关键浓度阈值，结合例题构建从理论到应用的学习支架。 通过曲线建模培养科学思维，设计验证产生部位、极性运输等实验强化探究实践，配套高考模拟题促进知识迁移，课中辅助教师高效授课，课后助力学生查漏补缺提升应用能力。

　　　　　　生长素生理作用的相关曲线分析和实验设计 一、生长素生理作用的相关曲线分析 1．图甲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、c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c、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．图乙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。 3．解答此类曲线题要明确以下两个关键点 (1)明确“高浓度”和“低浓度”的阈值。“高浓度”应为大于图甲中e点或图乙中A′、B′、C′点的浓度，“低浓度”应为小于图甲中e点或图乙中A′、B′、C′点的浓度。 (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。 例1　如图表示同一器官在不同生长素浓度下的作用。请回答下列问题： (1)若曲线表示生长素浓度与植物幼苗的关系，其出现向光性时，测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围是____________。 (2)若曲线表示生长素浓度与植物芽的关系，在顶端优势中，测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的生长素浓度范围是________。 (3)若曲线表示植物的茎，在植物水平放置、表现出茎的背地性时，测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围是____________。 (4)若曲线表示植物的根，在植物水平放置、表现出根的向地性时，测得其根的远地侧生长素的浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是________。 答案　(1)大于m小于M　(2)大于i　(3)大于0　小于m　(4)大于i 二、与植物激素有关的实验设计 1．验证生长素的产生部位在尖端 2．验证生长素的横向运输发生在尖端 3．验证生长素的极性运输只能是从形态学上端向形态学下端 4．探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度 5．顶端优势产生原因的实验探究 例2　如图是研究植物向性运动与生长素之间的关系，下列说法错误的是(　　) A．当探究植物向光性产生的内因时，应设置的实验组为b和c对照 B．当探究植物向光性产生的外因时，应设置a和c对照 C．当探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，应设置c和e对照 D．上述实验中，所选用的植物胚芽鞘必须是同一物种的胚芽鞘 答案　C 解析　植物向光性产生的内因是苗尖端感受单侧光的刺激导致生长素分布不均匀，因此应选择有苗尖端和无苗尖端的两组，故当探究植物向光性产生的内因时，应设置的实验组为b和c对照，A正确；植物向光性生长的外因是单侧光的照射，应选择有无单侧光的对照，故当探究植物向光性产生的外因时，应设置c和a对照，B正确；若探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，应设置d和e对照，用锡箔纸盖住苗尖端和苗尖端下部，C错误；实验必须保证无关变量的一致性，故上述实验中，所选用的植物胚芽鞘必须是同一物种的胚芽鞘，D正确。 例3　为验证吲哚乙酸(IAA)在茎尖切段的运输方向，用放射性同位素14C标记IAA开展如图所示的实验。请回答下列问题： 注：AB为茎尖切段，A端为形态学上端、B端为形态学下端。 (1)实验发现，只有接收琼脂块________(填图中序号)中出现较强放射性，说明IAA在茎尖切段运输方式为______________，IAA的运输过程______(填“需要”或“不需要”)载体参与。 (2)若供应琼脂块所含的IAA没有用14C标记，则无法直接判断琼脂块①②中是否含有IAA。请以胚芽鞘为材料，设计一个实验对琼脂块中是否含有IAA作出判断(要求写出简要实验设计思路和预期的结果)。 实验设计思路：______________________________________________________________。 预期的结果：_________________________________________________________________。 答案　(1)①　极性运输　需要　(2)实验设计思路：取生长状况相同的去除了尖端的胚芽鞘分为2组，一组在切口处放①，另一组在切口处放②，放在相同且适宜的环境下，一段时间后观察并测量胚芽鞘的生长情况　预期的结果：放琼脂块①的胚芽鞘生长，放琼脂块②的胚芽鞘不生长 解析　(1)实验发现，只有接收琼脂块①中出现较强放射性，说明IAA在茎尖切段只能从形态学上端向形态学下端运输，叫作极性运输；IAA的运输过程为主动转运，该过程需要载体参与。(2)要以胚芽鞘为材料，设计实验对琼脂块中是否含有IAA作出判断，实验的自变量依旧是切段的方向，因变量为①②中生长素的有无(表现为尖端是否生长)，故实验设计思路及预期的结果见答案。 1．(2024·浙江慈溪中学高二模拟)为探究单侧光是使胚芽鞘尖端的生长素转移了，还是将生长素分解了，某研究小组设计了如图所示的实验(图甲中的琼脂块处理一段时间后放置到图乙中去掉尖端的胚芽鞘上一段时间)。下列有关分析正确的是(　　) A．若胚芽鞘的伸长量a、b、c、d均大于0，说明生长素促进了细胞生长 B．若胚芽鞘的伸长量为c<a＝b<d，说明向光侧生长素可能发生了分解 C．若胚芽鞘的伸长量为c<a＝b＝d，说明向光侧生长素可能发生了转移 D．若胚芽鞘的伸长量为c<a＝b＝d，说明向光侧生长素可能发生了分解 答案　D 解析　若胚芽鞘的伸长量a、b、c、d均大于0，说明生长素能促进胚芽鞘生长，但不能说明生长素是通过促进细胞生长来促进胚芽鞘生长的，A错误；若胚芽鞘的伸长量为c<a＝b<d，说明向光侧生长素可能发生了转移，B错误；若胚芽鞘的伸长量为c<a＝b＝d，说明琼脂块中生长素的含量为③＜①＝②＝④，说明向光侧生长素可能发生了分解，C错误，D正确。 2．(2023·台州高二期末)某同学在重复温特实验时设置了部分如图所示对照实验，下列叙述正确的是(　　) A．幼苗a将表现为直立生长 B．幼苗b弯曲生长体现了生长素作用的两重性 C．该实验能证明苗尖端中存在生长素的极性运输 D．该实验能证明苗尖端含有影响幼苗生长的化学物质 答案　D 解析　幼苗a的一侧放置的是没有接触过苗尖端的琼脂块，幼苗既不生长也不弯曲，A错误；幼苗b的一侧放置的是接触过苗尖端的琼脂块，由图可知，幼苗逐渐向放置琼脂块的对侧弯曲生长，说明生长素能从顶端向下运输，促进幼苗生长，不能体现生长素作用的两重性，B错误；该实验能证明生长素能从顶端向下运输，生长素的极性运输为主动转运，由于琼脂块没有细胞结构不能提供能量，因此该实验不能证明苗尖端中存在生长素的极性运输，C错误；该实验能证明苗尖端含有影响幼苗生长的化学物质，该物质能从顶端向下运输，促进幼苗生长，D正确。 3．(2024·金华高二期末)为探究某强度的单侧光及重力对横放状态下植物生长的影响，研究人员对刚萌发的盆栽燕麦分别进行了如图所示的处理，一段时间后观察实验结果。下列叙述错误的是(　　) A．该实验的自变量为是否照光和照光方向 B．向上弯曲的程度②小于③ C．若①向上弯曲程度大于③，则可说明生长素具有两重性 D．照光与重力均通过影响生长素的分布来影响弯曲程度 答案　C 解析　分析题意可知，本实验的目的是探究某强度的单侧光及重力对横放状态下植物生长的影响，结合题图可知，该实验的自变量为是否照光和照光方向，A正确；②受到单侧光的影响向下生长，又受到重力的影响向上生长，而③只受重力的影响，表现为背地(向上)生长，故向上弯曲的程度②小于③，B正确；①既受单侧光的影响向上生长，又受重力的影响向上生长，而③只受重力的影响，向上弯曲程度不如①，即①向上弯曲程度大于③，生长素的两重性是指低浓度促进生长、高浓度抑制生长，上述现象只体现了生长素促进生长的作用，不能说明生长素具有两重性，C错误；植物的弯曲状况与生长素分布不均匀有关，照光与重力均通过影响生长素的分布来影响弯曲程度，D正确。 4．(2023·嘉兴高二期中)如图1为某植物芽的分布示意图，其中a为顶芽，b、c、d为侧芽；图2为芽的生长与生长素浓度的关系。下列相关叙述正确的是(　　) A．图1中a顶芽的快速生长需要b、c侧芽提供生长素 B．图2表明生长素对芽的生长有低浓度促进、高浓度抑制的特点 C．b、d芽的生长状况可分别对应图2中的M、N点 D．图2中M与N点之间不存在促进该植物芽生长的最适浓度 答案　D 解析　图1中a顶芽的快速生长是由于其生长素浓度相对较低，不需要b、c侧芽提供生长素，a产生的生长素运输到侧芽，导致侧芽生长受到抑制，A错误；图2随着生长素浓度的增加，芽生长1 cm所需的时间延长，不能体现生长素的两重性，B错误；b、d芽的生长状况均表现为抑制作用，且离顶芽越近抑制效果越明显，所以b、d可分别对应图2中的N、M点，C错误；由图2可知，图2中无峰值出现，即图2中M与N点之间不存在促进该植物芽生长的最适浓度，D正确。 5．为研究植物生长素的作用，设计如下实验：将苗尖端放在琼脂块上并给予单侧光照，如图1；一段时间后将a、b琼脂块分别置于相同的去尖端幼苗甲和乙的一侧，数天后生长结果如图2。该实验能得到的结论是(　　) A．光照导致向光侧生长素的分解 B．幼苗甲生长速度快于乙 C．b琼脂块中的生长素含量多于a D．单侧光干扰生长素向下运输 答案　C 6．对植物向光性产生原因的解释有两种：学说一认为是由于生长素分布不均匀引起的；学说二认为是由于抑制物质(如MBOA)分布不均匀引起的。研究人员以玉米胚芽鞘为材料利用如图A所示装置进行实验，实验结果如图B和表格所示。请分析回答下列问题： 表：琼脂块中生长素的含量/mg 时间处理 0 h 1 h 2 h 3 h 4 h 5 h 甲 0 0.20 0.24 0.28 0.29 0.29 乙 0 0.21 0.25 0.27 0.29 0.29 丙 0 0.22 0.27 0.29 0.29 0.29 丁 0 0.22 0.28 0.29 0.30 0.31 (1)实验中云母片插入胚芽鞘的切段不宜太深，其原因可能是___________________________。 (2)本研究结果支持学说______________，依据是单侧光处理后，________________________。 (3)为进一步验证第(2)题中的结论，可设计如下实验：将玉米胚芽鞘随机均分成a、b两组，a组用含一定浓度MBOA的羊毛脂涂抹胚芽鞘一侧，b组用____________________________，并将两组胚芽鞘同时置于____________中。一段时间后，比较两组胚芽鞘弯曲情况。预期实验结果是_______________________________________________________________________。 答案　(1)防止云母片阻碍生长素和MBOA在胚芽鞘尖端的横向运输　(2)二　MBOA在向光侧的含量多于背光侧，生长素在向光侧和背光侧的含量基本相同　(3)等量不含MBOA的羊毛脂涂抹胚芽鞘的同一侧　黑暗　a组向涂抹侧弯曲生长，b组直立生长 解析　(1)生长素的合成部位主要是顶芽、幼叶和胚，大多分布在生长旺盛的部位。由于生长素和MBOA在胚芽鞘尖端进行横向运输，故实验中云母片插入胚芽鞘切段不宜太深，以防止云母片阻碍生长素和MBOA在胚芽鞘尖端的横向运输，影响实验结果。(2)根据表格中数据可知，生长素含量甲、乙、丙、丁大致相等，说明在单侧光照射下生长素并没有分布不均匀，由图B可知，黑暗条件下，丙、丁中MBOA含量基本相同，而单侧光照射条件下，MBOA含量甲＞乙，结合上述分析可知，生长素在胚芽鞘向光侧和背光侧含量基本相等，而MBOA在向光侧含量明显多于背光侧，故本研究结果支持学说二。(3)为进一步验证第(2)题中的结论，可以设计如下实验：将玉米胚芽鞘随机均分成两组，编号为a、b，a组用含一定浓度MBOA的羊毛脂涂抹胚芽鞘一侧，b组用等量不加MBOA(或加等量蒸馏水)的羊毛脂涂抹胚芽鞘的同一侧，并将胚芽鞘置于暗室(或黑暗) 中，以防止单侧光对生长素分布不均匀对实验造成影响。一段时间后，比较两组胚芽鞘弯曲情况。如果涂抹MBOA的一侧生长慢，而不涂抹MBOA的一侧生长快，即a组胚芽鞘向涂抹侧弯曲生长，b组直立生长，则可证明学说二正确。 学科网（北京）股份有限公司 $