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生物选择性必修1第1节 植物生长素导学案及答案
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这是一份生物选择性必修1第1节 植物生长素导学案及答案，共14页。
【标题】第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
课程目标
素养要求
1．概述植物生长素的发现过程。
2．解释生长素的分布与植物向光性的关系。
3．掌握生长素的合成部位、运输方式和分布。
4．理解生长素的生理作用。
1．科学思维：评价实验设计和结论，训练逻辑思维的严密性。
2．科学探究：通过体验生长素的发现过程，掌握生长素相关的实验设计思路和方法。
3．社会责任：根据生长素作用特点，阐释生物学中适度与平衡观念，并运用这一观念分析和解决现实中的问题。
生长素的发现过程
1．达尔文实验：
（1）发现问题：植物的向光性，即在受到单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
（2）实验过程
实验
实验过程
现象
实验结论
①
向光弯曲生长
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就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，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲
②
不生长，不弯曲
③
直立生长
④
向光弯曲生长
2．鲍森·詹森实验：
（1）实验过程与现象：
切去胚芽鞘尖端不生长，不弯曲。
胚芽鞘尖端下部放琼脂片弯曲生长。
（2）实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
3．拜尔实验：
（1）实验过程与现象：
切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。
（2）实验结论：胚芽鞘弯曲生长的原因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：
（1）实验过程与现象：
（2）实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并把这种物质命名为生长素。
5．1946年，科学家从高等植物中分离出生长素，并确认其化学本质为吲哚乙酸（IAA）。
6．植物向光性的解释：
向
光
性单侧光照射
植物激素
1．概念：
（1）产生部位：植物体内。
（2）运输途径：从产生部位运送到作用部位。
（3）生理作用：影响植物生长发育。
（4）化学本质：微量有机物。
2．种类
植物激素除了生长素外，还有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。
生长素的合成、运输与分布
1．合成部位：主要在芽、幼嫩的叶和发育中的种子，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
2．
运输极性运输部位:胚芽鞘、芽、幼叶和幼根方向:从形态学上端运输到形态学下端非极性运输:在成熟组织中,可以通过输导组织进行
3．分布部位：相对集中地分布在生长旺盛的部分。
[预习反馈1]
取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组。将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，得到a'、b'两组胚芽鞘。然后用单侧光照射，发现a'组胚芽鞘向光弯曲生长，b'组胚芽鞘无弯曲生长，其原因是 （ D ）
A．c组尖端能合成生长素，d组尖端不能
B．a'组尖端能合成生长素，b'组尖端不能
C．c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能
D．a'组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b'组尖端的生长素不能
解析：胚芽鞘的尖端都能合成生长素，所以A、B两项错误。生长素的运输只能是从形态学上端运输到形态学下端的极性运输，C项错误。据题干可知，a'中接入的茎段的形态学上端连接胚芽鞘尖端，形态学下端连接茎，所以生长素可以向基部运输，因此胚芽鞘向光弯曲生长；b'中接入的茎段的形态学下端连接胚芽鞘尖端，形态学上端连接茎，故生长素不能向基部运输，因此胚芽鞘无弯曲生长，D项正确。
生长素的生理作用
1．作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2．
作用
机理细胞水平——促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等器官水平——影响器官的生长、发育
3．生长素首先与细胞内某种蛋白质——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。
4．作用特点：
（1）表现：浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长。
（2）示例——顶端优势
①现象：侧芽处生长素浓度较高，发育受到抑制。
②原因：
③解除方法：去掉顶芽。
（3）影响因素：
①成熟程度：一般来说幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。
②器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为：根＞芽＞茎。
[预习反馈2]
下图所示为植物不同器官对生长素的反应，请观察后据图回答：
（1）促进芽生长的生长素最适浓度是10－8 mol/L，生长素的这一浓度对根的生长效应是抑制生长。
（2）A点所对应生长素浓度对茎生长的效应是促进生长。
（3）B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是既不促进也不抑制生长。
（4）由此可见，不同浓度的生长素对同一器官的影响不同，同一浓度的生长素对不同器官的影响不同。
（5）从生长素的浓度10－10～10－1mol·L－1，对植物各器官的作用来看，总的情况是较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长。
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1．达尔文通过实验提出胚芽鞘产生生长素的部位是尖端。 （ × ）
点拨：达尔文根据实验提出，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，没有提出胚芽鞘产生生长素。
2．生长素的产生不需要光，有无光其均能产生。 （ √ ）
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。 （ × ）
点拨：生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散。
4．极性运输的方向不会随着植物形态学上端与形态学下端的地理位置的改变而改变。 （ √ ）
5．生长素低浓度促进根生长，高浓度时促进芽的生长。 （ × ）
点拨：生长素对根、芽、茎的影响都是既能促进生长又能抑制生长，低浓度和高浓度是相对的。
疑难1 植物生长素的发现
【讲解】生长素发现过程中的重要实验
科学家、时间
实验处理
方法、现象
实验结论
19世纪末
达尔文父子
①甲和乙对照说明：胚芽鞘的向光性与尖端有关
②丙、丁与甲对照说明：感光部位在尖端，而向光弯曲部位是胚芽鞘尖端下面的一段
③单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下部的伸长区时，背光面比向光面生长快，因而向光弯曲生长
1913年
鲍森·詹森
胚芽鞘的尖端产生的影响可以透过琼脂片传递到下部
1918年
拜尔
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
1926年
温特
尖端确实产生了某种促进生长的物质，且向下运输，促进下部生长。温特把这种物质命名为生长素
1934年
从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸（IAA）
1946年
从高等植物中分离出生长素，并确认为IAA
[特别提醒]（1）实验中产生生长素的部位——胚芽鞘的尖端。
（2）感受单侧光刺激的部位——胚芽鞘的尖端。
（3）弯曲生长的部位——尖端下部的伸长区。
（4）生长素的产生不需要光照，即有光、无光均可产生。
（5）琼脂不能感光，不影响生长素的运输和传递，而云母片、玻璃片等会阻碍生长素的运输。
疑难2 胚芽鞘生长、弯曲情况分析
【讲解1】基本原理
对胚芽鞘而言，生长素浓度较高的部位生长快，生长素浓度较低的部位生长慢，因此分析胚芽鞘的生长方向的根本依据是其内部生长素的分布情况。
【讲解2】影响生长素分布不均的常见因素
单侧光（感光部位——胚芽鞘尖端）、离心作用等。
【讲解3】生长素的横向运输方向
由向光侧运至背光侧，由远地侧运至近地侧，由向心处运至离心处等。
【讲解4】常见情况汇总
类别
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遮盖类
①尖端是感光部位，也是生长素横向运输的部位；②生长素在尖端产生，经极性运输的方式运输至尖端下部，促进尖端下部生长
①尖端未受光，因此直立生长
②尖端受光，因此弯向光源生长
插入类
生长素不能透过云母片，能透过琼脂块
①向右弯曲生长
②直立生长
③向光生长
④向光生长
旋转类
①仅暗盒内植物旋转则胚芽鞘各部位均匀受光；②仅暗盒旋转；③暗盒连同植物一起旋转，则胚芽鞘仍受单侧光；④植物处于转盘中心时，离心作用对胚芽鞘各部位影响相同，若植物置于转盘边缘，则离心作用使生长素向远离盘心处沉积
①直立生长
②向光生长
③向小孔生长
④向转盘中心生长
移植类
琼脂块本身对胚芽鞘的生长无影响，琼脂块中的生长素可以沿重力方向扩散进入胚芽鞘，但不会受单侧光等因素影响进行横向运输
①不生长
②直立生长
③向左弯曲生长
④向右弯曲生长
解题技巧 判断植物“长不长、弯不弯”的简单方法——“两看法”
注：①判断生长素的有无，一看有没有产生部位，二看有没有人为施加。
②尖端下部伸长区相当于生长素作用的“靶细胞”部位。
③光照等因素影响生长素的运输和分布，但与生长素的极性运输无关。
④引起生长素在胚芽鞘中分布不均匀的因素有：单侧光、含生长素的琼脂块在切去尖端的胚芽鞘上的位置、用云母片等材料阻断胚芽鞘一侧生长素的向下运输等。
疑难3 植物根的向地性和茎的背地性分析
【讲解1】植物幼苗横放时，由于重力作用，无论是根部还是茎部都是近地侧生长素浓度高于远地侧，但由于根比茎对生长素敏感，所以根的近地侧表现为抑制生长而茎的近地侧表现为促进生长，根表现为向地性而茎表现为背地性。根的向地性能体现生长素作用的特点。
生长素
浓度D>C⇒根近地侧抑制生长根远地侧促进生长⇒根向地生长B>A⇒茎近地侧生长快茎远地侧生长慢⇒茎背地生长
[特别提醒]茎的背地性和胚芽鞘的向光性仅体现了生长素的促进作用。
【讲解2】若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为n，则茎的远地侧生长素浓度应小于m。若测得根的远地侧生长素浓度为g，则根的近地侧生长素浓度一定大于i。若幼苗表现出向光性，且测得向光侧生长素浓度为m，则背光侧生长素浓度范围为大于m小于n。
疑难4 与生长素有关的实验设计
【讲解1】基本思路
控制单一变量，设计不同组别形成对照。
【讲解2】常见类别
（1）胚芽鞘的感光部位
①自变量：受光部位（锡箔遮盖法）。
②实验现象：甲胚芽鞘直立生长，乙胚芽鞘向光弯曲生长。
③实验结论：胚芽鞘的感光部位在尖端。
（2）胚芽鞘中生长素横向运输部位
①自变量：隔断部位（云母片插入法）。
②实验现象：甲和丙胚芽鞘向光弯曲生长，乙胚芽鞘直立生长。
③实验结论：胚芽鞘中，生长素的横向运输发生在尖端。
（3）生长素的极性运输
①自变量：胚芽鞘接触生长素的形态学部位。
②实验现象：一段时间后，甲胚芽鞘向右弯曲生长，乙胚芽鞘不生长也不弯曲。
③实验结论：胚芽鞘中，生长素只能进行由形态学上端到形态学下端的极性运输。
[例题]为研究植物生长素的作用，设计如下实验：将胚芽鞘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胚芽鞘甲和乙的一侧，数天后生长结果如图2，结合该实验的结论下列说法不正确的是 （ D ）
A．B琼脂块中的生长素含量多于A
B．根据弯曲程度可判断，胚芽鞘甲放琼脂块侧生长速度慢于乙放琼脂块侧
C．单侧光不影响生长素的极性运输
D．光照导致向光侧的生长素分解
解析：单侧光使生长素从胚芽鞘向光一侧运输到了背光一侧，背光侧的生长素浓度高，生长快，向光侧的生长素浓度低，生长慢，所以胚芽鞘表现出了向光性。胚芽鞘乙弯曲的程度大于甲，胚芽鞘乙放琼脂块侧生长速度快于甲放琼脂块侧，B琼脂块中的生长素含量多于A，A、B正确；单侧光不干扰生长素的极性运输，单侧光影响的是尖端生长素的横向运输，C正确；光照不会导致向光侧生长素分解，而是使生长素在尖端发生横向运输，D错误。
1．植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长素分布不均匀，从而造成向光弯曲。
2．植物激素是在植物体内产生的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。
3．生长素主要的合成部位有芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
4．生长素的运输有极性运输、非极性运输和横向运输，极性运输的方式是主动运输。
5．生长素相对集中地分布于生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
6．生长素的化学本质是吲哚乙酸（IAA）。
7．生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大差异。
8．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。
一、单项选择题
1．由燕麦胚芽鞘实验得知，植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光弯曲的部位分别是 （ C ）
A．胚芽鞘尖端、尖端下面的一段、向光一面
B．胚芽鞘、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段
C．胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段
D．胚芽鞘尖端、向光一面、尖端下面的一段
解析：对于胚芽鞘而言，生长素的产生部位是胚芽鞘尖端，感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，向光弯曲的部位是尖端下面的一段。
2．拜尔曾在黑暗条件下，将切下的燕麦胚芽鞘尖端移到切口的一侧，胚芽鞘会向另一侧弯曲生长（如图）。这个实验证明 （ C ）
A．尖端能产生某种“影响”
B．合成“影响”不需要光照
C．弯曲生长是因为“影响”分布不均匀
D．“影响”不能促进胚芽鞘的生长
解析：拜尔的实验是在前人的基础上进行的，前人的工作已经证明胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光下产生某种“影响”，从上部传到下部，造成背光侧和向光侧生长快慢不同；实验是在黑暗环境下进行的，并没有在光下的对照实验；实验说明有胚芽鞘的一侧生长快是由于有胚芽鞘的一侧“影响”分布多；实验证明了“影响”具有促进胚芽鞘生长的效应。
3．首先分离出的植物生长素的化学成分是 （ C ）
A．2，4－D B．苯乙酸
C．吲哚乙酸 D．吲哚丁酸
解析：首先分离出的植物生长素的化学成分是吲哚乙酸，C正确。
4．侧芽部位的生长素浓度总是高于顶芽，但顶芽产生的生长素仍大量地积存于侧芽部位，这说明生长素进入细胞的方式为 （ C ）
A．自由扩散 B．协助扩散
C．主动运输 D．渗透作用
解析：物质进入细胞的方式中，只有主动运输是从低浓度向高浓度移动。
5．为探究生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用，取豌豆幼苗茎切段进行对照实验，实验组设计如图所示，下列叙述错误的是 （ A ）
A．实验组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝上，对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝下
B．对照组羊毛脂中不含CFM
C．可用放射性同位素标记IAA作为测试指标
D．若受体中IAA含量与对照组相比明显低，则说明CFM对极性运输有抑制作用
解析：豌豆幼苗茎切段形态学上下端属于无关变量，各组应该相同且适宜，即都是形态学上端朝上，A错误；该实验的自变量是有无生长调节物质CFM，对照组羊毛脂中不含CFM，B正确；受体中是否含有IAA，可作为CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用的测试指标，故可用放射性同位素标记IAA作为测试指标，C正确；若受体中IAA含量与对照组相比明显低，则说明CFM对极性运输有抑制作用，D正确。
6．如图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果，分析正确的是 （ D ）
A．去顶芽能促进主根生长
B．去顶芽植株不能合成生长素
C．生长素由顶芽向下非极性运输
D．外源生长素能替代顶芽促进主根生长
解析：由图第1、2两条柱形图比较可知该说法错误，A错误；生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子等，所以去顶芽的植株中仍旧有其他部位可以合成生长素，B错误；生长素是由形态学的上端向形态学下端进行的极性运输，C错误；从图中的实验结果可以看出，去顶芽之后，植物的主根生长会减弱，但是如果在去了主根的植株中加入了外源生长素，主根的生长又会加强，和正常植株一样，即外源生长素发挥了和顶芽一样的作用，D项正确。
二、不定项选择题
7．根据所学知识判断，下列说法错误的是 （ AC ）
A．图中能直立生长的是①⑥
B．若探究植物的向光性，可设置①③进行对照
C．若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑥进行对照
D．图中弯曲生长的是③⑤
解析：根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断：①直立生长，②不生长、不弯曲，③向光弯曲生长，④直立生长，⑤向光弯曲生长，⑥直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则，若探究植物的向光性，可设置①③进行对照；若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑤进行对照，④⑥不符合要求。
8．将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，用不能透过生长素的薄玻璃片分割，放在琼脂切块上，实验处理如图1所示，收集到的生长素（IAA）的含量如图2所示。下列说法不正确的是 （ ABD ）
A．a与b对照说明薄玻璃片不影响生长素的横向运输
B．b与c对照说明琼脂切块影响生长素的运输
C．c与d对照说明单侧光照射促使生长素向背光侧转移
D．该实验说明了生长素的产生部位是胚芽鞘尖端
解析：该实验重点探讨了生长素的横向运输。a与b对照说明有无光照不影响生长素向下运输。b与c对照说明琼脂切块不影响生长素的运输。而c与d对照说明单侧光照射能促使生长素向背光侧转移。
三、非选择题
9．阅读以下材料回答问题。
材料1：温特等人通过实验方法测得玉米胚芽鞘生长素的侧向再分配如图所示。
材料2：有学者利用气相质谱等物理化学法测得向日葵下胚轴、绿色萝卜下胚轴和黄化燕麦胚芽鞘的生长素分布如下表所示。用同样方法还测得萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质向光侧多于背光侧。
向日葵、萝卜和燕麦向光性器官的IAA分布
器官
实验数
IAA分布/%
测定方法
向光一侧
背光一侧
黑暗处理
绿色向日
葵下胚轴
3
51
49
48
分子荧光法
5
50．5
49．5
50
免疫法
绿色萝
卜下胚轴
3
51
49
45
电子俘获
检测法
黄化燕麦
胚芽鞘
3
49．5
50．5
50
电子俘获
检测法
（1）材料1说明，生长素受到单侧光照射后的分布规律是由向光侧向背光侧转移，由于生长素有促进生长的作用，所以胚芽鞘向光生长。
（2）材料2的黑暗处理起什么作用？对照。材料2是否支持材料1的观点？不支持，原因是用现代物理化学方法测得向光侧和背光侧的生长素含量基本相同。
（3）材料2的学者对植物向光性的解释应该是萝卜宁、黄质醛等物质可能是生长抑制剂，从而抑制了向光侧的生长。
解析：（1）由材料1可知，单侧光照可引起生长素由向光侧向背光侧运输，背光侧生长素浓度高于向光侧。（2）从材料2表中信息可知，以黑暗条件下的实验作为对照，利用气相质谱等物理化学法测得向日葵下胚轴、萝卜下胚轴和黄化燕麦胚芽鞘在光照和黑暗中的生长素分布，向光侧和背光侧的生长素含量基本相同，说明生长素分布不受单侧光的影响，材料2不支持材料1的观点。（3）由题中信息可知萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质向光侧多于背光侧，植物向光性的可能原因是萝卜宁、黄质醛等物质是生长抑制剂，抑制了向光侧的生长。
【标题】第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
课程目标
素养要求
1．概述植物生长素的发现过程。
2．解释生长素的分布与植物向光性的关系。
3．掌握生长素的合成部位、运输方式和分布。
4．理解生长素的生理作用。
1．科学思维：评价实验设计和结论，训练逻辑思维的严密性。
2．科学探究：通过体验生长素的发现过程，掌握生长素相关的实验设计思路和方法。
3．社会责任：根据生长素作用特点，阐释生物学中适度与平衡观念，并运用这一观念分析和解决现实中的问题。
生长素的发现过程
1．达尔文实验：
（1）发现问题：植物的向光性，即在受到单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
（2）实验过程
实验
实验过程
现象
实验结论
①
向光弯曲生长
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就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，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲
②
不生长，不弯曲
③
直立生长
④
向光弯曲生长
2．鲍森·詹森实验：
（1）实验过程与现象：
切去胚芽鞘尖端不生长，不弯曲。
胚芽鞘尖端下部放琼脂片弯曲生长。
（2）实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
3．拜尔实验：
（1）实验过程与现象：
切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。
（2）实验结论：胚芽鞘弯曲生长的原因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：
（1）实验过程与现象：
（2）实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并把这种物质命名为生长素。
5．1946年，科学家从高等植物中分离出生长素，并确认其化学本质为吲哚乙酸（IAA）。
6．植物向光性的解释：
向
光
性单侧光照射
植物激素
1．概念：
（1）产生部位：植物体内。
（2）运输途径：从产生部位运送到作用部位。
（3）生理作用：影响植物生长发育。
（4）化学本质：微量有机物。
2．种类
植物激素除了生长素外，还有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。
生长素的合成、运输与分布
1．合成部位：主要在芽、幼嫩的叶和发育中的种子，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
2．
运输极性运输部位:胚芽鞘、芽、幼叶和幼根方向:从形态学上端运输到形态学下端非极性运输:在成熟组织中,可以通过输导组织进行
3．分布部位：相对集中地分布在生长旺盛的部分。
[预习反馈1]
取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组。将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，得到a'、b'两组胚芽鞘。然后用单侧光照射，发现a'组胚芽鞘向光弯曲生长，b'组胚芽鞘无弯曲生长，其原因是 （ D ）
A．c组尖端能合成生长素，d组尖端不能
B．a'组尖端能合成生长素，b'组尖端不能
C．c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能
D．a'组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b'组尖端的生长素不能
解析：胚芽鞘的尖端都能合成生长素，所以A、B两项错误。生长素的运输只能是从形态学上端运输到形态学下端的极性运输，C项错误。据题干可知，a'中接入的茎段的形态学上端连接胚芽鞘尖端，形态学下端连接茎，所以生长素可以向基部运输，因此胚芽鞘向光弯曲生长；b'中接入的茎段的形态学下端连接胚芽鞘尖端，形态学上端连接茎，故生长素不能向基部运输，因此胚芽鞘无弯曲生长，D项正确。
生长素的生理作用
1．作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2．
作用
机理细胞水平——促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等器官水平——影响器官的生长、发育
3．生长素首先与细胞内某种蛋白质——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。
4．作用特点：
（1）表现：浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长。
（2）示例——顶端优势
①现象：侧芽处生长素浓度较高，发育受到抑制。
②原因：
③解除方法：去掉顶芽。
（3）影响因素：
①成熟程度：一般来说幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。
②器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为：根＞芽＞茎。
[预习反馈2]
下图所示为植物不同器官对生长素的反应，请观察后据图回答：
（1）促进芽生长的生长素最适浓度是10－8 mol/L，生长素的这一浓度对根的生长效应是抑制生长。
（2）A点所对应生长素浓度对茎生长的效应是促进生长。
（3）B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是既不促进也不抑制生长。
（4）由此可见，不同浓度的生长素对同一器官的影响不同，同一浓度的生长素对不同器官的影响不同。
（5）从生长素的浓度10－10～10－1mol·L－1，对植物各器官的作用来看，总的情况是较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长。
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1．达尔文通过实验提出胚芽鞘产生生长素的部位是尖端。 （ × ）
点拨：达尔文根据实验提出，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，没有提出胚芽鞘产生生长素。
2．生长素的产生不需要光，有无光其均能产生。 （ √ ）
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。 （ × ）
点拨：生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散。
4．极性运输的方向不会随着植物形态学上端与形态学下端的地理位置的改变而改变。 （ √ ）
5．生长素低浓度促进根生长，高浓度时促进芽的生长。 （ × ）
点拨：生长素对根、芽、茎的影响都是既能促进生长又能抑制生长，低浓度和高浓度是相对的。
疑难1 植物生长素的发现
【讲解】生长素发现过程中的重要实验
科学家、时间
实验处理
方法、现象
实验结论
19世纪末
达尔文父子
①甲和乙对照说明：胚芽鞘的向光性与尖端有关
②丙、丁与甲对照说明：感光部位在尖端，而向光弯曲部位是胚芽鞘尖端下面的一段
③单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下部的伸长区时，背光面比向光面生长快，因而向光弯曲生长
1913年
鲍森·詹森
胚芽鞘的尖端产生的影响可以透过琼脂片传递到下部
1918年
拜尔
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
1926年
温特
尖端确实产生了某种促进生长的物质，且向下运输，促进下部生长。温特把这种物质命名为生长素
1934年
从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸（IAA）
1946年
从高等植物中分离出生长素，并确认为IAA
[特别提醒]（1）实验中产生生长素的部位——胚芽鞘的尖端。
（2）感受单侧光刺激的部位——胚芽鞘的尖端。
（3）弯曲生长的部位——尖端下部的伸长区。
（4）生长素的产生不需要光照，即有光、无光均可产生。
（5）琼脂不能感光，不影响生长素的运输和传递，而云母片、玻璃片等会阻碍生长素的运输。
疑难2 胚芽鞘生长、弯曲情况分析
【讲解1】基本原理
对胚芽鞘而言，生长素浓度较高的部位生长快，生长素浓度较低的部位生长慢，因此分析胚芽鞘的生长方向的根本依据是其内部生长素的分布情况。
【讲解2】影响生长素分布不均的常见因素
单侧光（感光部位——胚芽鞘尖端）、离心作用等。
【讲解3】生长素的横向运输方向
由向光侧运至背光侧，由远地侧运至近地侧，由向心处运至离心处等。
【讲解4】常见情况汇总
类别
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遮盖类
①尖端是感光部位，也是生长素横向运输的部位；②生长素在尖端产生，经极性运输的方式运输至尖端下部，促进尖端下部生长
①尖端未受光，因此直立生长
②尖端受光，因此弯向光源生长
插入类
生长素不能透过云母片，能透过琼脂块
①向右弯曲生长
②直立生长
③向光生长
④向光生长
旋转类
①仅暗盒内植物旋转则胚芽鞘各部位均匀受光；②仅暗盒旋转；③暗盒连同植物一起旋转，则胚芽鞘仍受单侧光；④植物处于转盘中心时，离心作用对胚芽鞘各部位影响相同，若植物置于转盘边缘，则离心作用使生长素向远离盘心处沉积
①直立生长
②向光生长
③向小孔生长
④向转盘中心生长
移植类
琼脂块本身对胚芽鞘的生长无影响，琼脂块中的生长素可以沿重力方向扩散进入胚芽鞘，但不会受单侧光等因素影响进行横向运输
①不生长
②直立生长
③向左弯曲生长
④向右弯曲生长
解题技巧 判断植物“长不长、弯不弯”的简单方法——“两看法”
注：①判断生长素的有无，一看有没有产生部位，二看有没有人为施加。
②尖端下部伸长区相当于生长素作用的“靶细胞”部位。
③光照等因素影响生长素的运输和分布，但与生长素的极性运输无关。
④引起生长素在胚芽鞘中分布不均匀的因素有：单侧光、含生长素的琼脂块在切去尖端的胚芽鞘上的位置、用云母片等材料阻断胚芽鞘一侧生长素的向下运输等。
疑难3 植物根的向地性和茎的背地性分析
【讲解1】植物幼苗横放时，由于重力作用，无论是根部还是茎部都是近地侧生长素浓度高于远地侧，但由于根比茎对生长素敏感，所以根的近地侧表现为抑制生长而茎的近地侧表现为促进生长，根表现为向地性而茎表现为背地性。根的向地性能体现生长素作用的特点。
生长素
浓度D>C⇒根近地侧抑制生长根远地侧促进生长⇒根向地生长B>A⇒茎近地侧生长快茎远地侧生长慢⇒茎背地生长
[特别提醒]茎的背地性和胚芽鞘的向光性仅体现了生长素的促进作用。
【讲解2】若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为n，则茎的远地侧生长素浓度应小于m。若测得根的远地侧生长素浓度为g，则根的近地侧生长素浓度一定大于i。若幼苗表现出向光性，且测得向光侧生长素浓度为m，则背光侧生长素浓度范围为大于m小于n。
疑难4 与生长素有关的实验设计
【讲解1】基本思路
控制单一变量，设计不同组别形成对照。
【讲解2】常见类别
（1）胚芽鞘的感光部位
①自变量：受光部位（锡箔遮盖法）。
②实验现象：甲胚芽鞘直立生长，乙胚芽鞘向光弯曲生长。
③实验结论：胚芽鞘的感光部位在尖端。
（2）胚芽鞘中生长素横向运输部位
①自变量：隔断部位（云母片插入法）。
②实验现象：甲和丙胚芽鞘向光弯曲生长，乙胚芽鞘直立生长。
③实验结论：胚芽鞘中，生长素的横向运输发生在尖端。
（3）生长素的极性运输
①自变量：胚芽鞘接触生长素的形态学部位。
②实验现象：一段时间后，甲胚芽鞘向右弯曲生长，乙胚芽鞘不生长也不弯曲。
③实验结论：胚芽鞘中，生长素只能进行由形态学上端到形态学下端的极性运输。
[例题]为研究植物生长素的作用，设计如下实验：将胚芽鞘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胚芽鞘甲和乙的一侧，数天后生长结果如图2，结合该实验的结论下列说法不正确的是 （ D ）
A．B琼脂块中的生长素含量多于A
B．根据弯曲程度可判断，胚芽鞘甲放琼脂块侧生长速度慢于乙放琼脂块侧
C．单侧光不影响生长素的极性运输
D．光照导致向光侧的生长素分解
解析：单侧光使生长素从胚芽鞘向光一侧运输到了背光一侧，背光侧的生长素浓度高，生长快，向光侧的生长素浓度低，生长慢，所以胚芽鞘表现出了向光性。胚芽鞘乙弯曲的程度大于甲，胚芽鞘乙放琼脂块侧生长速度快于甲放琼脂块侧，B琼脂块中的生长素含量多于A，A、B正确；单侧光不干扰生长素的极性运输，单侧光影响的是尖端生长素的横向运输，C正确；光照不会导致向光侧生长素分解，而是使生长素在尖端发生横向运输，D错误。
1．植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长素分布不均匀，从而造成向光弯曲。
2．植物激素是在植物体内产生的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。
3．生长素主要的合成部位有芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
4．生长素的运输有极性运输、非极性运输和横向运输，极性运输的方式是主动运输。
5．生长素相对集中地分布于生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
6．生长素的化学本质是吲哚乙酸（IAA）。
7．生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大差异。
8．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。
一、单项选择题
1．由燕麦胚芽鞘实验得知，植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光弯曲的部位分别是 （ C ）
A．胚芽鞘尖端、尖端下面的一段、向光一面
B．胚芽鞘、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段
C．胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段
D．胚芽鞘尖端、向光一面、尖端下面的一段
解析：对于胚芽鞘而言，生长素的产生部位是胚芽鞘尖端，感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，向光弯曲的部位是尖端下面的一段。
2．拜尔曾在黑暗条件下，将切下的燕麦胚芽鞘尖端移到切口的一侧，胚芽鞘会向另一侧弯曲生长（如图）。这个实验证明 （ C ）
A．尖端能产生某种“影响”
B．合成“影响”不需要光照
C．弯曲生长是因为“影响”分布不均匀
D．“影响”不能促进胚芽鞘的生长
解析：拜尔的实验是在前人的基础上进行的，前人的工作已经证明胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光下产生某种“影响”，从上部传到下部，造成背光侧和向光侧生长快慢不同；实验是在黑暗环境下进行的，并没有在光下的对照实验；实验说明有胚芽鞘的一侧生长快是由于有胚芽鞘的一侧“影响”分布多；实验证明了“影响”具有促进胚芽鞘生长的效应。
3．首先分离出的植物生长素的化学成分是 （ C ）
A．2，4－D B．苯乙酸
C．吲哚乙酸 D．吲哚丁酸
解析：首先分离出的植物生长素的化学成分是吲哚乙酸，C正确。
4．侧芽部位的生长素浓度总是高于顶芽，但顶芽产生的生长素仍大量地积存于侧芽部位，这说明生长素进入细胞的方式为 （ C ）
A．自由扩散 B．协助扩散
C．主动运输 D．渗透作用
解析：物质进入细胞的方式中，只有主动运输是从低浓度向高浓度移动。
5．为探究生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用，取豌豆幼苗茎切段进行对照实验，实验组设计如图所示，下列叙述错误的是 （ A ）
A．实验组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝上，对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端朝下
B．对照组羊毛脂中不含CFM
C．可用放射性同位素标记IAA作为测试指标
D．若受体中IAA含量与对照组相比明显低，则说明CFM对极性运输有抑制作用
解析：豌豆幼苗茎切段形态学上下端属于无关变量，各组应该相同且适宜，即都是形态学上端朝上，A错误；该实验的自变量是有无生长调节物质CFM，对照组羊毛脂中不含CFM，B正确；受体中是否含有IAA，可作为CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用的测试指标，故可用放射性同位素标记IAA作为测试指标，C正确；若受体中IAA含量与对照组相比明显低，则说明CFM对极性运输有抑制作用，D正确。
6．如图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果，分析正确的是 （ D ）
A．去顶芽能促进主根生长
B．去顶芽植株不能合成生长素
C．生长素由顶芽向下非极性运输
D．外源生长素能替代顶芽促进主根生长
解析：由图第1、2两条柱形图比较可知该说法错误，A错误；生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子等，所以去顶芽的植株中仍旧有其他部位可以合成生长素，B错误；生长素是由形态学的上端向形态学下端进行的极性运输，C错误；从图中的实验结果可以看出，去顶芽之后，植物的主根生长会减弱，但是如果在去了主根的植株中加入了外源生长素，主根的生长又会加强，和正常植株一样，即外源生长素发挥了和顶芽一样的作用，D项正确。
二、不定项选择题
7．根据所学知识判断，下列说法错误的是 （ AC ）
A．图中能直立生长的是①⑥
B．若探究植物的向光性，可设置①③进行对照
C．若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑥进行对照
D．图中弯曲生长的是③⑤
解析：根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断：①直立生长，②不生长、不弯曲，③向光弯曲生长，④直立生长，⑤向光弯曲生长，⑥直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则，若探究植物的向光性，可设置①③进行对照；若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑤进行对照，④⑥不符合要求。
8．将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，用不能透过生长素的薄玻璃片分割，放在琼脂切块上，实验处理如图1所示，收集到的生长素（IAA）的含量如图2所示。下列说法不正确的是 （ ABD ）
A．a与b对照说明薄玻璃片不影响生长素的横向运输
B．b与c对照说明琼脂切块影响生长素的运输
C．c与d对照说明单侧光照射促使生长素向背光侧转移
D．该实验说明了生长素的产生部位是胚芽鞘尖端
解析：该实验重点探讨了生长素的横向运输。a与b对照说明有无光照不影响生长素向下运输。b与c对照说明琼脂切块不影响生长素的运输。而c与d对照说明单侧光照射能促使生长素向背光侧转移。
三、非选择题
9．阅读以下材料回答问题。
材料1：温特等人通过实验方法测得玉米胚芽鞘生长素的侧向再分配如图所示。
材料2：有学者利用气相质谱等物理化学法测得向日葵下胚轴、绿色萝卜下胚轴和黄化燕麦胚芽鞘的生长素分布如下表所示。用同样方法还测得萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质向光侧多于背光侧。
向日葵、萝卜和燕麦向光性器官的IAA分布
器官
实验数
IAA分布/%
测定方法
向光一侧
背光一侧
黑暗处理
绿色向日
葵下胚轴
3
51
49
48
分子荧光法
5
50．5
49．5
50
免疫法
绿色萝
卜下胚轴
3
51
49
45
电子俘获
检测法
黄化燕麦
胚芽鞘
3
49．5
50．5
50
电子俘获
检测法
（1）材料1说明，生长素受到单侧光照射后的分布规律是由向光侧向背光侧转移，由于生长素有促进生长的作用，所以胚芽鞘向光生长。
（2）材料2的黑暗处理起什么作用？对照。材料2是否支持材料1的观点？不支持，原因是用现代物理化学方法测得向光侧和背光侧的生长素含量基本相同。
（3）材料2的学者对植物向光性的解释应该是萝卜宁、黄质醛等物质可能是生长抑制剂，从而抑制了向光侧的生长。
解析：（1）由材料1可知，单侧光照可引起生长素由向光侧向背光侧运输，背光侧生长素浓度高于向光侧。（2）从材料2表中信息可知，以黑暗条件下的实验作为对照，利用气相质谱等物理化学法测得向日葵下胚轴、萝卜下胚轴和黄化燕麦胚芽鞘在光照和黑暗中的生长素分布，向光侧和背光侧的生长素含量基本相同，说明生长素分布不受单侧光的影响，材料2不支持材料1的观点。（3）由题中信息可知萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质向光侧多于背光侧，植物向光性的可能原因是萝卜宁、黄质醛等物质是生长抑制剂，抑制了向光侧的生长。
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