2027届高三生物人教版一轮复习导学案第30讲　植物生长素及其生理作用

该高中生物学高考复习学案系统梳理了植物生长素专题，涵盖生长素的发现、合成、运输与分布及生理作用特点，按生物科学史、作用机理、向性运动分析等层次构建知识网络，通过实验探究问题链和任务驱动设计，引导学生自主推导生长素作用规律，形成生命观念下的结构与功能认知框架。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养，如设置“判断对错”题帮助学生自主诊断易错点，“三看法”技巧归纳指导分析生长素作用特点，高考真题演练提升应用能力。通过实验设计拓展延伸任务培养探究实践素养，教师可依据学生自测结果和错题归因精准指导，助力学生构建个性化知识体系，提升自主复习效率。

第30讲　植物生长素及其生理作用 【思维导图】 考点一　生长素的发现、合成、运输与分布 【夯实基础】 一、【生物科学史】生长素的发现过程 1.达尔文父子的向光性实验 ①a与b对照:胚芽鞘生长和向光弯曲与　尖端　有关  ②c与d对照:胚芽鞘感受光刺激的部位为　尖端　  ③推论:在　单侧光　照射下,尖端产生的某种“影响”传递到下部伸长区,造成　背光　面比　向光　面生长快  2.鲍森·詹森实验 推论:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递至下部 3.拜尔实验 推论:胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布　不均匀　造成的  4.温特实验 实验b的作用:作为对照,排除　琼脂块　对尖端胚芽鞘生长的影响  推论:证明尖端确实产生了某种促进生长的物质,并将其命名为　生长素　  【拓展延伸】 (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 二、向光性产生的原因 【思维延伸】 (1)如何用实验的方法验证向光弯曲生长的胚芽鞘背光侧细胞伸长快,向光侧生长慢?　可以将向光弯曲生长的胚芽鞘伸长区部位纵切制成装片,观察向光侧和背光侧的细胞长度,如果背光侧的细胞长度明显大于向光侧,即可验证这一假设　。  (2)单侧光照射会引起幼苗向光弯曲,具体作用机理是单侧光转移了生长素还是分解了生长素?试根据下图所示实验结果进行分析[说明:图中c、d、e和f用一生长素不能透过的薄玻璃片将幼苗尖端分割,琼脂下方的数字表示琼脂块收集到的生长素(IAA)的量]。 　①比较图a和图b可说明光不影响生长素的分解和生长素的向下运输。②图c和图d可说明幼苗尖端被玻璃片分隔成两半,不影响生长素向下运输和琼脂块中收集到的生长素的量。③图e和图f说明单侧光照射促使生长素向背光侧转移　。  三、植物向性运动分析 图解条件 相关结果 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ①直立生长 ②向光(小孔)弯曲生长 ①向右侧弯曲生长 ②直立生长 ③向光弯曲生长 ④向光弯曲生长 ①直立生长 ②向左侧弯曲生长 ③④琼脂块中IAA的含量:a=b+c,b>c ⑤向右侧弯曲生长 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 ④茎朝向盘心生长,根背离盘心生长 ①②中IAA含量及作用: ①a=b,c=d,都促进生长 ②a<b,c<d,a、c、d促进生长,b抑制生长 【拓展延伸】 验证生长素的极性运输方向只能 从形态学上端到形态学下端 【判断对错】 (1)单侧光照射胚芽鞘尖端,生长素从向光侧运输到背光侧,该过程属于极性运输。 (×) 　　【提示】 极性运输是指生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,生长素从向光侧运输到背光侧,不属于极性运输。 (2)成熟茎输导组织中的生长素可以进行非极性运输。 (√) (3)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。 (×) 　　【提示】 琼脂块中无细胞结构,不存在主动运输方式。 (4)植物幼叶可合成生长素,且生长素在成熟叶片中分布均匀。 (×) 【高考联接】 一、生长素的发现、合成、运输及分布 (2024·河北卷,T9)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。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缺失突变体的分蘖可能增多 B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多 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】 由题意可知,AUX1缺失突变体的生长素不能正常进行极性运输,顶端优势消失,分蘖可能增多,A正确;分蘖发生部位的生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少,B错误;在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,C正确;根对生长素的敏感程度高于芽,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。 二、植物向性运动分析 1.(2025·河南卷,T10)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是()。 A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面 B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响 C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长 D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲 　　【答案】 A 　　【解析】 据图可知,向光面和背光面的IAA含量差别不大,但向光面的下胚轴增加长度明显低于背光面,同时向光面的IAA抑制物质含量高于背光面,据此推测,向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面,A正确;下胚轴两侧IAA的含量基本一致,但不能说明向光生长不受IAA影响,可能由IAA的生物活性或信号通路差异导致,B错误;图示向光面和背光面的IAA含量差别不大,说明IAA抑制物不是通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长的,C错误;黑暗环境中无单侧光刺激,喷施IAA抑制物会抑制该侧生长,弯曲方向应为向喷施侧弯曲(抑制侧生长慢,对侧生长相对快),D错误。 2.(经典高考真题)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()。 分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处 切断 慢 弯曲 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】 据题表可知,不切断任何部位,该幼苗正常生长且弯曲,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;在①处切断,该幼苗生长缓慢且弯曲,而在②处切断,该幼苗不生长,推测①②之间含有生长素,具有感光部位,且受到单侧光照射后,①②之间生长素分布不均,最终导致幼苗生长不均匀,出现弯曲生长,B、C不符合题意;在②处切断和在③处切断,幼苗都不生长、不弯曲,说明此时不能产生生长素,但无法判断②③之间有无感受单侧光刺激的部位,D符合题意。 考点二　生长素的生理作用及特点 【夯实基础】 1.生长素的生理作用 2.生长素的作用特点:浓度较低时促进生长,浓度过 高时抑制生长。(注:浓度高低是相对而言的) 　　抑制生长≠不生长,只是生长慢于对照组 (1)a~c段:随生长素浓度升高,对生长的　促进　作用逐渐增强。  (2)c点对应的浓度:促进生长的　最适　浓度,其促进效果最好。  (3)c~e段(不含e点):随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐　减弱　。  (4)e点对应的浓度:既不促进生长也不抑制生长。低于此值时均为　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”。  (5)b、d两点对应的浓度:生长素浓度虽然不同,但　促进效果　相同。  (6)e~f段(不含e点):随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐　增强　  典型实例——顶端优势 产生原因: 解除方法:摘除顶芽。 【技巧归纳】 利用“三看法”判断生长素的作用特点 【判断对错】 杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。 (×) 　　【提示】 顶芽自身能合成生长素,不需要侧芽提供。 3.植物对生长素的敏感程度曲线分析 (1)同一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析 (2)不同植物对生长素的敏感程度曲线分析 4.植物茎的背地性和根的向地性 (1)表现 (2)原因 【拓展延伸】 探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度 【判断对错】 同一植株中,生长素对芽的促进浓度一定高于对根的促进浓度。 (×) 【深化探究】 1.质子泵活化:植物细胞的细胞膜上存在非活化状态的质子泵(H+-ATP酶)。生长素能与质子泵蛋白特异性结合,诱导质子泵发生构象变化(从非活化状态转变为活化状态)。 2.质子外排与细胞壁酸化:活化后的质子泵消耗ATP,逆浓度梯度将细胞内的H+源源不断地泵到细胞壁中。随着大量H+进入细胞壁,细胞壁基质溶液的pH下降,营造出酸性环境。 3.细胞壁松弛:在酸性条件下,细胞壁发生一系列变化。一方面,酸性环境使细胞壁中对酸不稳定的化学键,如氢键,发生断裂;另一方面,细胞壁中的某些多糖水解酶,如纤维素酶、木葡聚糖内转糖基酶等,在酸性条件下被活化或活性增强。这些酶的作用使得连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的化学键断裂,原本紧密交织的细胞壁结构变得松弛。 4.细胞伸长:细胞壁松弛后,细胞的压力势随之下降,进而导致细胞的渗透压下降,细胞因吸水而体积增大,最终发生不可逆的伸长生长。 图甲为在生长素(IAA)诱导下,玉米胚芽鞘长度和细胞壁pH的变化曲线图;图乙为用生长素处理不同时间后,玉米胚芽鞘的生长速率变化曲线图。下列分析或推测合理的是()。 A.图甲Ⅰ表示的是细胞壁pH的变化,细胞壁酸化程度与胚芽鞘的生长速率呈完全同步的变化关系 B.推测在生长素作用下,细胞膜外排H+,使细胞壁酸化,细胞壁结构遭到破坏,细胞伸长 C.为进一步探究生长素促进生长的机制,可以用不同pH的酸性缓冲液处理,检测玉米胚芽鞘生长的情况 D.图乙BC段表明生长素促进生长,CD段表明生长素抑制生长 　　【答案】 C 　　【解析】 IAA能促进生长,故曲线Ⅱ对应胚芽鞘长度变化,曲线Ⅰ对应细胞壁pH变化,酸化是先发生的过程,是胚芽鞘生长的前提,两者呈正相关,但并不完全同步,A不合理。IAA作用后,细胞壁pH变小,胚芽鞘长度增加,可能存在“细胞壁酸化→细胞伸长→胚芽鞘长度增加”的逻辑,但“细胞壁结构遭到破坏”的表述没有依据,B不合理。“为进一步探究生长素促进生长的机制”意指探究“细胞壁酸化”与“生长”的关系,可以用不同pH的酸性缓冲液处理,检测玉米胚芽鞘生长的情况,C合理。图乙是用生长素处理不同时间后的生长速率变化曲线图,曲线纵坐标为生长速率。BC段生长速率上升,CD段生长速率下降,但CD段的生长速率仍高于未加生长素的基线。因此,BC段和CD段均为生长素促进生长,D不合理。 【高考联接】 一、生长素的生理作用及特点 (2025·甘肃卷,T11)生长素可促进植物细胞伸长生长,其作用机制之一是通过激活质膜H+-ATP酶,导致细胞壁酸化,活化细胞壁代谢相关的酶。拟南芥跨膜激酶TMK参与了这一过程,它与生长素受体、质膜H+-ATP酶的关系如下图所示。下列叙述正确的是()。 A.生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用无关 B.碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用增强 C.生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸 D.TMK功能缺失突变体的生长较野生型快 　　【答案】 C 　　【解析】 从图中可知,生长素激活质膜H+-ATP酶需要消耗能量,而细胞中的能量主要由呼吸作用提供,所以生长素促进细胞伸长生长的过程与呼吸作用有关,A错误;生长素通过激活质膜H+-ATP酶导致细胞壁酸化来促进细胞伸长,碱性条件会抑制这一酸化过程,所以碱性条件下生长素促进细胞伸长生长的作用减弱,B错误;生长素的化学本质是吲哚乙酸,苯乙酸也是生长素类调节剂,故生长素受体可以结合吲哚乙酸或苯乙酸来发挥作用,C正确;由于TMK参与生长素促进细胞伸长的过程,TMK功能缺失突变体无法正常进行这一过程,其生长会比野生型慢,D错误。 二、生长素相关实验及作用曲线分析 (2025·四川卷,T14)生长素(IAA)和H2O2都参与中胚轴生长的调节。有人切取玉米幼苗的中胚轴,将其培养在含有不同外源物质的培养液中,一段时间后测定中胚轴长度,结果如下图(DPI可以抑制植物中H2O2的生成)。下列叙述错误的是()。 A.本实验运用了实验设计的“加法原理”和“减法原理” B.切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响 C.IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长 D.若另设IAA抑制剂+H2O2组,中胚轴长度应与④相近 　　【答案】 D 　　【解析】 在实验中,向培养液中添加IAA、H2O2等物质运用了“加法原理”,切去芽减少内源生长素的干扰运用了“减法原理”,A正确;芽能产生生长素,切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响,从而更准确地探究外源物质对中胚轴生长的调节作用,B正确;对比②和④组,④组加入的DPI会抑制H2O2生成,其中胚轴长度比②组短,再结合②和③组,可推测IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长,C正确;IAA抑制剂会抑制IAA的作用,而H2O2能促进中胚轴生长,与④组(H2O2生成被抑制)相比,IAA抑制剂+H2O2组的中胚轴长度应比④组长,D错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $