新高考生物一轮复习学案：第27讲　植物的激素调节（含解析）

这是一份新高考生物一轮复习学案：第27讲　植物的激素调节（含解析），共31页。

高中生物一轮复习学案
第27讲 植物的激素调节
考点一　植物生长素的发现

1．生长素的发现过程
(1)经典实验过程和结论
①达尔文实验

②鲍森·詹森实验

③拜尔实验

④温特实验

(2)植物向光性的解释

(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，称作植物激素。
2．生长素的产生、运输和分布

[基础诊断]
1．植物体内具有生长素效应的物质，除IAA外，还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。(必修3　P48正文)(√)
2．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。(必修3　P48正文)(√)
3．在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。(必修3　P48正文)(√)
4．在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行极性运输。(必修3　P48正文)(×)
5．极性运输是细胞的主动运输。(必修3　P48正文)(√)
[深度拓展]
(必修3　P49技能训练)利用如图处理方法做实验，分析回答问题：

(1)生长素的极性运输是指____________________________________________。检测4个实验受体琼脂块，其中含有生长素的是________。
提示：生长素能从形态学上端运输到形态学下端，不能反过来运输　①④
(2)为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输，一位同学设计了实验①，过一段时间，发现下端的受体琼脂块逐渐有了生长素。作为其对照组，最合适的是________。
提示：②
(3)有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点。最适合判断观点是否正确的一组对照实验是________，实验结果为__________________________________________________，则该观点正确。
提示：①④　两组实验的受体琼脂块都有生长素，且含量相等

1．不同处理方法下植物向性运动的结果图解分析
类别
图解条件
相关结果
遮盖类

①直立生长，②向光生长
暗箱类

①直立生长，②向光(小孔) 生长
插入类

①向右侧生长，②直立生长，③向光生长，④向光生长
移植类

①直立生长，②向左侧生长，③④中IAA的含量a＝b＋c，b>c
旋转类

①直立生长，②向光生长，③向小孔生长，④向中央弯曲生长
横置类

①②中IAA含量及作用：①a＝b，c＝d，都促进生长；②a 梯度类

得出相应的最适宜的生长素浓度
支架类

琼脂块中生长素分布的量：A3>A2>A1＝a1>a2>a3；胚芽鞘弯曲程度：A3>A2>A1＝a1>a2>a3
2.植物“三性”产生的原因分析
(1)植物向光性原因分析

(2)植物茎的背地性和根的向地性
①表现

②原因



1．(2022·德州模拟)下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。下列分析错误的是(　　)

A．温特猜想尖端产生的化学物质可以扩散到琼脂块中
B．若在单侧光照下进行该实验，不能得到相同的实验结果
C．④和⑥结果表明单侧光下胚芽鞘向光弯曲与尖端产生的物质有关
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
B　[通过②⑤组可知，空白琼脂块与放置过尖端的琼脂块的实验结果不同，说明尖端产生的化学物质可以扩散到琼脂块中，A正确；单侧光不会使生长素分解，且感光部位在尖端，光照对琼脂块及极性运输无影响，所以在单侧光照下进行该实验可得到相同的结果，B错误；由④⑥组对照可知，胚芽鞘弯曲与尖端物质分布不均匀有关，与植物向光弯曲进行比较可知，向光弯曲也与尖端产生的物质有关，C正确；⑤⑥组用空白琼脂块，可排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响，D正确。]
2．(2021·烟台期末)在自然条件下，植物受到某些因素的影响而发生弯曲生长，某学习小组用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行下图所示实验，来研究弯曲现象，一段时间后，会引起弯曲现象的是(　　)

A．②⑤⑧ B．②④⑤⑧
C．①③④⑥⑦ D．②⑤⑦
A　[①中胚芽鞘尖端匀速旋转，所以a和b琼脂块中生长素浓度相同，因而燕麦胚芽鞘直立生长；②由于含生长素的琼脂块放置在去除尖端的胚芽鞘左侧，因此燕麦胚芽鞘会向右侧弯曲生长；③锡箔小帽使胚芽鞘的尖端部位感受不到单侧光的刺激，因而燕麦胚芽鞘直立生长；④生长素不能通过云母片，单侧光不能使生长素向背光一侧运输，所以燕麦胚芽鞘直立生长；⑤生长素不能通过云母片，右侧生长素不能向下运输，且在单侧光的刺激下，向左侧运输，所以燕麦胚芽鞘会向右侧弯曲生长；⑥生长素能通过明胶片向下运输，所以燕麦胚芽鞘直立生长；⑦中只有植物转动，幼苗受光均匀，直立生长；⑧中暗箱整体旋转，离小孔近的幼苗侧受单侧光，幼苗弯向光源生长。故选A。]

　判断植物“长不长、弯不弯”的简单方法——“两看法”



3．植物的生长与生长素有关，图中箭头表示蚕豆幼苗不同部位和不同条件下生长素的总体运输方向。下列说法正确的是(　　)

A．植物生长素合成的原料是赖氨酸
B．受重力的影响，箭头a的运输过程中不消耗能量
C．生长素在地下部分运输的方向是从上端到下端
D．植物的根具有向水性，体现了生长素的两重性
D　[植物生长素合成的原料是色氨酸，A错误；箭头a所示的运输方式是极性运输，该过程中消耗能量，B错误；生长素在地下部分的运输也是极性运输，方向是从形态学上端运输到形态学下端，C错误；由图可知，生长素由水少的一侧向水多的一侧运输，水少侧生长素浓度低，生长得快，水多侧生长素浓度高，生长得慢，体现了生长素的两重性，D正确。]
4．某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按如图所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)，测得数据如表，据此回答问题。

分组
甲
乙
琼脂块
左
右
α角/度
20.4
9.0
9.1
(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是____________________。
(2)图中α角形成的原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的α角，原因是_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　本题考查了植物生长素的调节，意在考查考生的实验分析能力和信息获取能力。(1)植物生长素的极性运输是指生长素从植物形态学上端向形态学下端运输。(2)将含有生长素的琼脂块置于去掉顶端的胚芽鞘的左侧，琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，由于生长素在去顶胚芽鞘左、右两侧的不均匀分布，胚芽鞘弯向放置琼脂块的对侧生长，形成α角。(3)乙组中胚芽鞘顶端被云母片阻隔，光照处理后，生长素不能进行横向运输，左、右两侧琼脂块中收集到的生长素的量基本相等且小于甲组中琼脂块所收集的生长素的量，所以乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的α角。
答案：　(1)从形态学上端到形态学下端　(2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成α角　(3)乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲琼脂块中生长素的含量

考点二　生长素的生理作用及特性

1．生长素的生理作用及其特点
(1)生理作用
(2)作用方式：不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。
(3)特点：两重性。
(4)表现：低浓度促进，高浓度抑制。
(5)曲线分析

图1是不同浓度生长素对茎的生长作用曲线，其中：
①AB段——随生长素浓度升高，对茎生长的促进作用逐渐增强。
②B点——促进茎生长的最适浓度。
③BC段(不含C点)——随生长素浓度升高，对茎生长的促进作用逐渐减弱。
④C点——既不促进也不抑制。
⑤CD段——生长素浓度过高，抑制生长。
⑥对茎而言，“低浓度”和“高浓度”的界限指的是C点对应的生长素浓度。
图2是生长素对不同器官作用的曲线，其中：
①促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次约为10－10 mol/L、10－8 mol/L、10－4mol/L，说明不同器官对生长素的敏感性不同(填“相同”或“不同”)。
②10－6 mol/L的生长素浓度对于根是抑制作用，对于茎是促进作用，这说明同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理效应不同(填“相同”或“不同”)。
(6)顶端优势
①概念：植物的顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。
②原因：

③解除方法：摘除顶芽。
④应用：可适时摘除棉花的顶芽，解除顶端优势，以促进侧芽的发育，从而使它多开花、多结果。
2．生长素类似物
(1)概念：具有与生长素相似生理效应的人工合成的化学物质。如α­萘乙酸，2，4­D等。
(2)应用
①防止果实和叶片的脱落。
②促进结实，获得无子果实。
③促进扦插枝条的生根。
[基础诊断]
1．不同器官对生长素的反应敏感程度不同，根>茎>芽。(必修3　P50问题探讨)(×)
2．生长素既能防止落花落果，也能疏花疏果。(必修3　P50黑体字)(√)
3．一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，生长素在浓度过高时则会抑制生长，甚至杀死植物。(必修3　P50正文)(√)
4．在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验，为进一步的实验摸索条件，减少人力、物力和财力的浪费。(必修3　P51探究)(√)
[深度拓展]
1．(必修3　P50问题探讨)分析教材P50图，依据生长素对不同器官作用的曲线，回答问题：

①促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度依次约为____ mol/L、______ mol/L、______ mol/L，说明不同器官对生长素的敏感性______(填“相同”或“不同”)。
②10－6 mol/L的生长素浓度对于根是________作用，对于茎是______作用，这说明同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理效应______(填“相同”或“不同”)。
提示：①10－10　10－8　10－4　不同　②抑制　促进　不同
2．(必修3　P51探究)阅读教材相关内容，回答下列问题：
(1)如何设置对照组和重复组？
提示：设置对照组：清水空白对照；浓度不同的几个实验组之间进行相互对照，目的是探索生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度。设置重复组：每组不能少于3个枝条。
(2)实验中的无关变量有哪些？
提示：实验中的无关变量如植物材料、插条的生理状况、带有的芽数、插条处理的时间等。
(3)扦插时应注意什么？
提示：①处理时插条上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活；②扦插时常去掉插条成熟叶片，原因是降低蒸腾作用，保持植物体内的水分平衡。

1．不同生长素浓度对某一器官生理作用的曲线分析

a点——既不促进生长也不抑制生长。
a～c段(不含a点)——随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强。
c点——促进生长的最适浓度，促进效果最好。
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。
e点——促进生长的浓度“阈值”——低于此值时均为促进生长的“低浓度”(不包括a点生长素浓度)；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”。
b、d两点——生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。
e～f段——随生长素浓度升高，对植物生长的抑制作用逐渐增强。
2．不同器官对生长素的敏感程度曲线分析

(1)对于各种器官，生长素的功能均具有两重性，即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官生长。
(2)同一浓度的生长素作用于不同器官，引起的生理功效不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小：根>芽>茎)。
3．不同植物对生长素的敏感程度曲线分析
双子叶植物比单子叶植物敏感

4．探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
(1)实验原理
①生长素类似物对植物插条的生根情况有很大的影响，在不同浓度、不同时间下处理插条，其影响程度不同。
②生长素类似物的影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。
(2)实验步骤

(3)结果分析
由下图曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素类似物浓度，在A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同浓度。


结合生长素的生理作用，考查科学思维能力
1．(2021·山东日照期末)生长素能促进植物细胞生长，作用机理如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．生长素的受体既存在于细胞膜上也存在于细胞内
B．生长素通过调节相关基因的表达来调节植物生长
C．Ca2＋能够促进生长素的合成与释放
D．生长素与细胞膜受体结合可引发H＋以主动运输的方式运到细胞壁，使其膨胀松软
C　[由图可知，细胞膜上和细胞内都存在生长素的受体，A正确；生长素通过调节相关基因的表达来调节植物生长，B正确；Ca2＋能够促进生长素与细胞内的活化因子结合，从而调节细胞发生转录，C错误；由图可知，生长素与细胞膜受体结合后，引发H＋以主动运输的方式运到细胞壁，使其膨胀松软，D正确。]
2．(2021·辽宁锦州高三一模)下图甲为某植物芽的分布示意图，图乙表示不同浓度生长素对植物生长的影响。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图甲B芽处生长素浓度最可能处于图乙d～e
B．给予A芽右侧光照，一段时间后测得A芽左侧生长素浓度为图乙中的c，其右侧生长素浓度可能处于图乙c～d
C．如果摘除图甲中的A芽，则B芽处生长素浓度将会处于e～f
D．图甲植物水平放置后A芽仍会向上生长，原因不是生长素作用具有两重性
D　[顶芽产生的生长素向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，侧芽的生长受到抑制，植株表现出顶端优势。图甲中B芽为枝条上部的侧芽，其生长受抑制，B芽处生长素浓度最可能处于图乙e～f，A错误。给予A芽右侧光照，则在单侧光照射下，生长素由A芽右侧向左侧运输，导致右侧生长素浓度低于左侧，右侧促进作用较弱，故A芽右侧生长素浓度应低于c，可能处于图乙a～c，B错误。摘除顶芽可解除顶端优势，如果摘除图甲中的A芽(顶芽)，则B芽(侧芽)处的生长素浓度会降低，从而促进侧芽的生长，故B芽处生长素浓度小于e，C错误。图甲植物水平放置后，由于受重力影响，近地侧生长素浓度高于远地侧，导致近地侧生长比远地侧快，没有体现出生长素作用的两重性，D正确。]

[方法技巧]　利用“三看法”判断生长素作用的两重性



3．(2022·山东高考模拟)草莓果实表面有许多瘦果。将生长一致的草莓植株分为四组，对照组 S0 不作处理，S1、S2 和 S3 组植株上的幼果去除瘦果，再在 S2 组叶片上、S3 组幼果上分别喷施一定浓度的生长素(IAA)溶液，实验结果如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．果实开始发育后，瘦果内能够合成生长素促进果实长大
B．S1组的果实略有增大可能是由来源于其他组织的 IAA 引起的
C．S2组的结果表明喷施到叶片上的外源 IAA 可运输到果实
D．S3组成熟果实的大小与 IAA 溶液的浓度总是呈正相关
D　[去除瘦果后草莓发育显著减小，说明瘦果可以分泌IAA促进果实发育长大，A正确；除了发育的种子，嫩叶、芽等其他植物器官也可以产生IAA，B正确；在S2组叶片上喷施IAA可促进果实长大，说明IAA可由叶片运输至果实，C正确； IAA的作用具有两重性，D错误。]
围绕探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度，考查科学探究能力
4．(2020·广东深圳一模)探究生长素类似物对扦插的枝条生根的影响实验中，下列说法错误的是(　　)
A．为摸索实验条件，正式实验前要做预实验
B．低浓度溶液浸泡处理材料，要确保光照充分
C．探究不同浓度药液影响时，处理时间要一致
D．同一组实验所用植物材料，要保持相对一致
B　[在探究生长素类似物对扦插的枝条生根的影响实验中，一般先做预实验，为正式实验摸索条件，A正确；生长素类似物促进扦插枝条生根时不需光照，B错误；探究不同浓度药液影响时，处理时间(无关变量)要一致，这是为了保证实验遵循单一变量原则，C正确；同一组实验所用植物材料、侧芽的数目、处理时间等都要保持相对一致，D正确。]
5．(2021·吉林长春期中)某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类调节剂(2，4­D)对富贵竹插条生根条数的影响，实验结果如下表所示。下列说法错误的是(　　)
组别
1
2
3
4
5
6
7
2，4­D浓度
/(mol·L－1)
清水
10－15
10－13
10－11
10－9
10－7
10－5
平均生根
条数/根
2.0
3.8
9.4
20.3
9.1
1.3
0
A.该探究实验的自变量是2，4­D浓度，因变量是插条平均生根条数
B．浓度为10－5 mol·L－1的2，4­D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C．如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度，需缩小2，4­D浓度梯度做进一步实验
D．实验过程中，每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
B　[根据表格分析可知，该实验的自变量是2，4­D 浓度，因变量是插条平均生根条数，A正确；与清水组相比，浓度为10－5 mol·L－1的2，4­D溶液对富贵竹插条生根具有抑制作用，B错误；促进富贵竹插条生根的最适2，4­D浓度为10－11 mol·L－1左右，需缩小浓度梯度做进一步的实验，C正确；实验过程中，每条插条的叶片数以及实验室的温度等属于无关因素，会影响实验结果，D正确。]
考点三　其他植物激素及植物生长调节剂的应用

1．其他植物激素的种类和作用
激素名称
合成部位
主要作用
赤霉素
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发和果实发育
细胞分裂素
主要是根尖
促进细胞分裂
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等
抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯
植物体各个部位
促进果实成熟
2.植物生长调节剂
(1)概念
人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
(2)优点
容易合成、原料广泛、效果稳定等。
(3)应用实例

[基础诊断]
1．激素调节只是植物生命活动调节的一部分，植物的生长发育过程，在根本上是基因组表达的结果，光照、温度等条件对基因组的表达无影响。(必修3　P54小字)(×)
2．用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α­淀粉酶。(必修3　P55资料分析)(√)
[深度拓展]
1．(必修3　P54小字部分)植物激素控制所有植物的生命活动吗？
提示：植物生命活动的调节是非常复杂的过程，从根本上说是由基因控制的，环境变化也会影响基因的表达，激素调节只是其中的一种调节方式。
2．(必修3　P56拓展题1)小麦、玉米在即将成熟时，持续干热之后又遇大雨为什么种子容易发芽？
提示：脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠了。然后，大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时地萌发。
3．(必修3　P54正文)植物生长调节剂的特性及作用是什么？
提示：植物生长调节剂是人工合成的，对植物的生长发育有调节作用的化学物质，它们容易合成、原料广泛、效果稳定。

1．植物激素间的相互作用
(1)相互作用：在植物生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节。
(2)实例
①协同作用

②拮抗作用

2．生长素与乙烯在促进细胞伸长方面的关系

低浓度的生长素促进细胞伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进乙烯的合成；而乙烯含量的增高，反过来会抑制生长素促进细胞伸长的作用。


1．(2021·山东高考)实验发现，物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽；乙可解除种子休眠；丙浓度低时促进植株生长，浓度过高则抑制植株生长；丁可促进叶片衰老。上述物质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素四种中的一种。下列说法正确的是(　　)
A．甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片
B．乙可通过发酵获得
C．成熟的果实中丙的作用增强
D．夏季炎热条件下，丁可促进小麦种子发芽
B　[分析可知，物质甲是细胞分裂素，合成部位主要是根尖，A错误；物质乙是赤霉素，赤霉素可通过赤霉菌的发酵获得，B正确；乙烯能促进果实成熟，成熟的果实中乙烯的作用增强，而物质丙是生长素，C错误；物质丁是脱落酸，可抑制小麦种子发芽，D错误。]
2．(2021·河北高考)关于植物激素的叙述，错误的是(　　)
A．基因突变导致脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时，种子休眠时间比野生型延长
B．赤霉素受体表达量增加的大麦种子萌发时，胚乳中淀粉分解速度比野生型更快
C．细胞分裂素受体表达量增加的植株，其生长速度比野生型更快
D．插条浸泡在低浓度NAA溶液中，野生型比生长素受体活性减弱的株系更易生根
A　[脱落酸的主要作用是抑制细胞分裂，促进叶和果实衰老和脱落，抑制种子萌发，当基因突变导致脱落酸受体与脱落酸亲和力降低时，抑制种子萌发的效果减弱，种子休眠时间比野生型短，A错误；赤霉素的主要作用包括促进细胞伸长，促进种子萌发和果实发育，促进淀粉酶的合成，从而引起淀粉水解等，赤霉素受体表达量增加的大麦种子，其合成淀粉酶较多，胚乳中淀粉分解速度比野生型更快，B正确；细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂，故细胞分裂素受体表达量增加的植株，细胞分裂较旺盛，其生长速度比野生型更快，C正确；生长素能促进插条生根，生长素受体活性减弱的株系会更难生根，NAA也具有促进插条生根的作用，因此，插条浸泡在低浓度NAA溶液中，野生型比生长素受体活性减弱的株系更易生根，D正确。]

3．(2020·山东高考)植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法错误的是(　　)
A．提高培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值可促进愈伤组织分化出根
B．用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊，可获得无子番茄
C．用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发
D．利用成熟木瓜释放的乙烯可催熟未成熟的柿子
A　[细胞分裂素与生长素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成芽，A错误；给未受粉的番茄雌蕊柱头涂上适宜浓度的生长素类似物，可获得无子番茄，B正确；用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可解除休眠，促进种子萌发，C正确；乙烯可促进果实的成熟，D正确。]
4．(2019·海南高考)生长素及其类似物能够调节植物的生长发育。下列相关叙述错误的是(　　)
A．棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长，提高棉花产量
B．给果树适宜喷施适量的NAA有利于保果，提高果实产量
C．用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊，可得到大量正常的番茄种子
D．带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根，是因为芽和幼叶均能产生IAA
C　[生长素的作用具有两重性，一般情况下低浓度促进生长，高浓度抑制生长。体现两重性的实例：顶端优势、根的向地性等。棉花栽培过程中去除顶芽可降低侧芽的生长素含量，解除顶端优势，促进侧芽生长，提高棉花产量，A正确；给果树适宜喷施适量的NAA有利于保果，提高果实产量，B正确；用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊，可得到无子番茄，C错误；芽和幼叶均能产生IAA，可以促进生根，因此带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根，D正确。]


1．(2020·全国卷Ⅲ)取燕麦胚芽鞘切段，随机分成三组，第1组置于一定浓度的蔗糖(Suc)溶液中(蔗糖能进入胚芽鞘细胞), 第2组置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中，第3组置于IAA＋Suc溶液中，一定时间内测定胚芽鞘长度的变化，结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是(　　)

A．KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压
B．胚芽鞘伸长生长过程中，伴随细胞对水分的吸收
C．本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的
D．IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高
C　[本题考查生长素、蔗糖及KCl对燕麦胚芽鞘切段生长的影响以及实验探究能力。题干信息指出“蔗糖能进入胚芽鞘细胞”，KCl可替代蔗糖发挥相同的作用，故KCl可进入胚芽鞘细胞，进而调节细胞渗透压，A正确；细胞伸长生长过程中需要从外界吸收营养物质和水分，B正确；蔗糖属于能源物质而KCl不是，据题干信息KCl可代替蔗糖进行实验，可判断该实验中蔗糖的功能不是供能，C错误；生长素能促进胚芽鞘的生长，由题图可知，蔗糖能提高生长素作用效果，结合题意可知KCl也可以提高生长素的作用效果，D正确。]
2．(2017·全国卷Ⅰ)通常，叶片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响，将某植物离体叶片分组，并分别置于蒸馏水、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、CTK＋ABA溶液中，再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断，下列叙述错误的是(　　)

A．细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老
B．本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱
C．可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率大于CTK组
D．可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程
C　[分析题干信息，叶片中叶绿素含量下降可作为叶片衰老的检测指标，由题图可知，与对照组相比，细胞分裂素(CTK)处理组叶绿素的相对含量较高，说明CTK可延缓该植物离体叶片的衰老，A正确；CTK＋ABA处理组叶绿素的相对含量低于CTK处理组但高于对照组，说明ABA削弱了CTK延缓该植物离体叶片衰老的作用，B正确；ABA处理组叶绿素的相对含量低于CTK处理组，可推测其光反应速率应小于CTK处理组，NADPH的合成速率也应小于CTK组，C错误；ABA处理组叶绿素的相对含量低于对照组，说明ABA可能促进叶绿素的分解，故推测ABA能加速秋天银杏树的叶片由绿变黄的过程，D正确。]

析个性
第1题通过设置对照实验，考查生长素、蔗糖对胚芽鞘伸长生长的影响，自变量为时间和不同物质的处理，因变量为胚芽鞘的伸长率；第2题通过设置对照实验，研究细胞分裂素和脱落酸等激素对叶片衰老的影响
找共性
两个题目都通过设置对照实验，考查植物激素对植物生命活动的影响

研究植物激素间的相互作用实验思路


1．(2021·沈阳期末)某实验小组研究用不同浓度2，4­D溶液浸泡处理枝条不同时间对扦插枝条生根的影响，结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．测量指标也可用根的总长度表示
B．本实验的自变量为2，4­D溶液浓度和处理时间
C．扦插枝条应选同种植物上长势相同的枝条
D．用200 mg·L－1的2，4­D溶液浸泡处理3 h会抑制扦插枝条生根
D　[据题干信息分析可知，该实验自变量为2，4­D溶液浓度和处理时间，因变量(观测指标)除用生根率表示外，也可用根的总长度表示，A、B正确；为排除无关变量对实验的干扰，无关变量应保持相同且适宜，故本实验中扦插枝条应选同种植物上长势相同的枝条，C正确；据图分析可知，用200 mg·L－1的2，4­D溶液浸泡处理3 h与用清水浸泡处理3 h对照相比，生根率较高，故200 mg·L－1 的2，4­D溶液对扦插枝条生根有促进作用，D错误。]
2．下图是某生长素类调节剂在X、Y、Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响图，已知微型月季芽和幼嫩的叶能产生生长素，据图判断，下列有关叙述正确的是(　　)

A．每组微型月季茎段的芽和幼嫩的叶的数量的多少对实验结果没有影响
B．生长素类调节剂浓度越高，微型月季茎段侧芽的生长量越大
C．生长素类调节剂的浓度X比Y和Z都大
D．浓度Z一定是促进微型月季茎段侧芽生长的最适浓度
C　[微型月季茎段的芽和幼嫩的叶可以产生生长素，因此每组微型月季茎段的芽和幼嫩的叶的数量的多少会影响实验结果，A错误。生长素类调节剂的作用具有两重性，浓度过高会抑制植物的生长，B错误。与空白对照组相比，生长素类调节剂的浓度为X时，月季茎段的侧芽生长量较低，说明生长素类调节剂的浓度为X时，对微型月季茎段的侧芽生长具有抑制作用；与空白对照组相比，生长素类调节剂的浓度为Y、Z时，月季茎段侧芽生长量较大，说明生长素类调节剂的浓度为Y、Z时，对微型月季茎段的侧芽生长具有促进作用，因为生长素类调节剂的作用具有两重性，高浓度抑制生长，低浓度促进生长，所以X>Z、X>Y，但无法判断Z和Y的大小，C正确。与空白对照组相比，生长素类调节剂的浓度为Z时，月季茎段的侧芽生长量较高，说明生长素类调节剂的浓度为Z时，对微型月季茎段的侧芽生长具有促进作用，但不能说明其是促进微型月季茎段的侧芽生长的最适浓度，D错误。]
3．图1为科研小组探究a、b、c三种不同浓度的生长素溶液对葡萄茎段侧芽生长影响的实验结果。图2为该小组探究某种南瓜矮生突变体属于激素合成缺陷型突变体还是激素不敏感型突变体的实验结果，请回答下列问题：

(1)为得到某浓度生长素处理后的实验数据，需要测量每个葡萄茎段____________长度，并计算出生长量；而且需要取每组多个葡萄茎段生长量的____________作为该组的实验结果。
(2)若选用带顶芽的葡萄茎段作实验材料，要对其进行____________处理，目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图1中的a、b、c三种浓度中，浓度最高的是________，判断依据是_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由图2可知，生长素对正常南瓜茎生长有____________作用；喷施生长素________(填“能”或“不能”)使矮生南瓜的茎恢复至正常，由此可推测：该矮生南瓜属于____________突变体。
解析：　(1)为得到某浓度生长素处理后的实验数据，需要测量每个葡萄茎段处理前后长度，并计算出生长量；而且需要取每组多个葡萄茎段生长量的平均值作为该组的实验结果。(2)本实验的目的是探究a、b、c三种不同浓度的NAA对葡萄茎段侧芽生长的影响，而顶芽能产生生长素，因此用带顶芽的葡萄茎段实验时，要去除顶芽，避免顶芽产生的生长素对侧芽的生长造成影响，排除对实验结果的干扰。(3)NAA的作用具有两重性，通过a、b、c与空白对照相比，对葡萄茎段的侧芽生长具有促进作用的是b、c浓度，具有抑制作用的是a浓度，因此a、b、c三种浓度中，NAA浓度最高的是a。(4)图2生长素图像先上升后下降，说明生长素对正常南瓜茎生长有两重性，喷施生长素不能使矮生南瓜的茎恢复至正常，说明激素对矮生南瓜的茎不起作用，由此可推测：该矮生南瓜属于激素不敏感型突变体。
答案：　(1)处理前后　平均值　(2)去除顶芽　避免顶芽产生的生长素对侧芽的生长造成影响，排除对实验结果的干扰　(3)a　NAA的作用表现出两重性，通过a、b、c与空白对照相比，对葡萄茎段的侧芽生长具有促进作用的是b、c浓度，具有抑制作用的是a浓度，因此a的浓度最高　
(4)两重性　不能　激素不敏感型

一、网络构建

二、要语必记
1．植物激素是指由植物体内产生，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。
2．生长素主要分布在植物生长旺盛的部位，主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
3．生长素的极性运输仅发生在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，而在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
4．生长素的生理作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长甚至杀死植物。生长素所发挥的作用，因生长素浓度、植物细胞成熟情况和器官种类的不同而存在较大差异。
5．赤霉素可促进细胞伸长，从而引起植株增高，促进种子萌发和果实发育；细胞分裂素可促进细胞分裂；脱落酸可抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落；乙烯则可促进果实成熟。

微专题突破10　与植物激素相关的实验设计
1．验证生长素的产生部位在尖端
(1)实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。
(2)对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图乙)。

2．验证生长素的横向运输发生在尖端
(1)实验操作(如图)

(2)实验现象：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。
3．验证生长素只能是从形态学上端运输到形态学下端
(1)实验操作(如图)

(2)实验现象：A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组去掉尖端的胚芽鞘不生长不弯曲。
4．探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
(1)实验操作：如下图所示(注：A盒下侧有开口，可以进光)。

(2)结果预测及结论
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长，只是B向上弯曲程度大，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若A中幼苗水平生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响与重力相等。
5．验证生长素在果实发育中的作用及合成部位
(1)原理：果实发育与生长素的关系。

①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子)，果实因缺乏生长素而停止发育，甚至引起果实早期脱落。
②在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液，子房正常发育为果实，因为没有受精，所以果实内没有种子。
(2)实验过程
相同黄瓜植株的雌花
(3)结果：A组发育成有子黄瓜，B组不发育，C组发育成无子黄瓜。
(4)结论：生长素是果实发育所必需的；正常情况下，生长素来自发育中的种子。
6．探究植物激素间的相互作用
(1)实验方案：设置空白(加入等量蒸馏水处理)对照组，单独使用激素A，单独使用激素B，共同使用激素A、B的实验组。
(2)结果分析：
①与对照组相比，若生长状况更好，表明具有促进作用；若生长状况差于对照组，表明具有抑制作用。
②与“单独使用”组比较，若“共同使用”时比“单独使用”效果更好，则表明A与B可表现为“协同”；若“共同使用”时效果差于“单独使用”组，则A、B表现为“拮抗”。
(2021·长沙长郡中学测试)某同学为探究不同浓度生长素溶液对燕麦胚芽鞘生长的影响，进行了如图1所示的实验。该同学又用另两组未知的不同浓度(Cx和Cy)的生长素溶液进行实验，测得去尖端的燕麦胚芽鞘的弯曲角度分别为αx、αy，且大小关系为αx＝αy，该同学为了进一步比较Cx和Cy的大小，用去根尖的燕麦胚根进行了图2所示的实验。下列相关叙述正确的是(　　)

A．图1所示的实验中，随着琼脂块中生长素浓度的增大，α逐渐变大
B．若图2中的胚根向左生长，则Cx大于Cy
C．若图1中的生长素浓度达到一定数值，胚芽鞘会向左弯曲生长
D．Cx和Cy一定不是生长素促进胚芽鞘生长的最适浓度
D　[根据题述分析可知，在最适生长素浓度之前，随着琼脂块中生长素浓度的增大，胚芽鞘弯曲度增大，即α逐渐变大，但是超过最适浓度，琼脂块中的生长素浓度越大，促进作用越来越小，故胚芽鞘弯曲度越小，α逐渐变小，A错误；由于根对生长素较敏感，促进胚芽鞘生长的较高浓度的生长素可抑制根的生长，若图2中的胚根向左生长，说明含Cx生长素的琼脂块促进生长，即Cx小于Cy，B错误；低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长，二者都是和正常生长的情况比较，图1中胚芽鞘去掉了尖端，自身不产生生长素，不生长，所以图1中的琼脂块中的生长素浓度无论多大，胚芽鞘都不会向左弯曲生长，C错误；在最适生长素浓度的两侧分别存在促进作用相同的两个不同浓度的生长素，根据αx＝αy，说明Cx和Cy浓度的生长素对胚芽鞘的促进作用相同，所以Cx和Cy一定不是生长素促进胚芽鞘生长的最适浓度，D正确。]
(2021·江西南昌联考)在一定范围内，胚芽鞘切段的伸长与生长素浓度呈正相关。为探究“萌发的小麦种子中生长素的含量”，取胚芽鞘尖端下部的切段(4 mm)，分别浸入6种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液(待测样液)中，在适宜条件下培养24小时后，测量切段长度，结果如图。分析并回答下列问题：

(1)与浓度为1 mg/L的结果相比，浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是____________________________，由上述实验结果________(填“能”或“不能”)说明生长素的生理作用具有两重性，原因是___________________________________________。
(2)为确定待测样液中的生长素浓度是0.1 mg/L还是10 mg/L，请根据上述实验原理及方法，写出实验思路，并预测实验结果及结论。
实验思路：_______________________________________________________。
预测结果及结论：_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)通过观察图像可以看出，生长素溶液浓度为10 mg/L时的切段平均长度比浓度为1 mg/L时短，但比浓度为0时长，说明促进伸长的作用减弱。与0浓度处理组对比可知，本实验只体现了低浓度促进生长，没有体现高浓度抑制生长(与空白对照组相比，仍具有促进作用)。故题述实验结果不能说明生长素的生理作用具有两重性。(2)实验思路：由于不同浓度的生长素溶液的促进作用不同，改变待测样液的浓度(比如稀释10倍)，然后处理植物切段，观察生长情况并与图像中的数据对比即可知道待测样液的浓度。预测结果及结论：若切段长度小于10 mm(切段比原来的短)，则待测样液中生长素的浓度为0.1 mg/L；反之为10 mg/L。
答案：　(1)促进伸长的作用减弱　不能　本实验只体现了低浓度促进生长，没有体现高浓度抑制生长(与空白对照组相比，仍具有促进作用)
(2)将待测样液稀释10倍，重复上述实验　若切段长度小于10 mm(切段比原来的短)，则待测样液中生长素的浓度为0.1 mg/L；反之为10 mg/L

　
1．掌握生长素相关实验设计的三个要素
实验原则
对照原则和单一变量原则
基本思路
提出(发现)问题→作出假设→设计实验证明→得出结论
材料处理
胚芽鞘去尖端、玻璃片和云母片阻断生长素运输；不透明锡箔纸或盒子遮光；琼脂块运输或收集生长素
2.把握植物激素的四种实验方法



1．为探究在单侧光照射下燕麦胚芽鞘产生的生长素横向运输是发生在尖端(A段)还是发生在尖端下面一段(B段)，某同学进行了如图所示的实验，下列叙述正确的是(　　)

A．若a、b均向光源弯曲生长，则表明生长素的横向运输发生在B段
B．若a、b均直立生长，则表明生长素的横向运输发生在B段
C．若a向光源弯曲生长，b直立生长，则表明生长素的横向运输发生在A段
D．若b向光源弯曲生长，a直立生长，则表明生长素的横向运输发生在A段
D　[若a、b均向光源弯曲生长，说明a、b都发生了生长素的横向运输，则表明生长素的横向运输发生在A和B段，A错误。若a、b均直立生长，说明a、b都没有发生生长素的横向运输，B错误。若a向光源弯曲生长，说明a发生了生长素的横向运输；b直立生长，说明b没有发生生长素的横向运输，则表明生长素的横向运输发生在B段，C错误。若b向光源弯曲生长，说明b发生了生长素的横向运输；a直立生长，说明a没有发生生长素的横向运输，则表明生长素的横向运输发生在A段，D正确。]
2．(2021·福建厦门高三期末)将生长状况相同的完整胚芽鞘均分成①②③三组，处理方式如图所示。三组均在适宜条件下水平放置，一段时间后观察弯曲情况。实验结果为①③组胚芽鞘向上弯曲生长，②组胚芽鞘水平生长。下列有关说法错误的是(　　)

A．该实验的对照组是①组，实验组是②③组
B．该实验能证明生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端
C．①③组胚芽鞘向上弯曲生长证明生长素的两重性
D．②组胚芽鞘水平生长的原因是云母片阻止了生长素的横向运输
C　[①组未做任何处理，是本实验的对照组，而②③组是本实验的实验组，A正确；②组云母片插在尖端，③组云母片插在尖端下部，通过本实验②③的结果并与①对照分析可知，重力导致生长素的横向运输发生在胚芽鞘的尖端，B正确；由于①③组都背地弯曲生长，只能说明生长素具有促进生长的作用，不能说明生长素的生理作用具有两重性，C错误；②组云母片插入尖端，胚芽鞘水平生长的原因是云母片阻止了生长素的横向运输，D正确。]
3．(2021·河南洛阳统考)为了探究某物质(ET)对生长素(IAA)作用的影响，某研究小组以豌豆幼苗进行了相关实验，实验结果如图。下列叙述错误的是(　　)

A．该实验的自变量为IAA的浓度和是否添加物质ET
B．实验结果显示ET对不同浓度IAA的生理功能均起促进作用
C．该实验过程中豌豆生根的数量最多时对应IAA浓度小于b
D．每组实验中豌豆幼苗的数量、长势均应相同
B　[该实验的自变量为IAA的浓度和是否添加物质ET，A正确；实验结果显示在a点时ET对IAA的生理功能既无促进又无抑制作用，B错误；从图中可以看出，加入ET之后豌豆生根的数量最多时所对应的IAA的浓度小于b，C正确；实验中应控制无关变量相同，故每组实验中豌豆幼苗的数量和长势均应相同，D正确。]
4．(2021·云南玉溪调研)为研究低温和细胞分裂素对茄子光合作用有关指标的影响，实验人员设计了如下实验方案(实验过程中光照和二氧化碳浓度适宜)，结果如下表。下列有关分析中错误的是(　　)
组别
处理
叶绿素含
量/(mg·
g－1)
光合速率/
(μmol CO2·
m－2·s－1)
气孔导度/
(mmol·
m－2·s－1)
甲
常温＋
喷施蒸馏水
18.69
9.19
0.153
乙
常温＋细胞
分裂素溶液
20.17
12.58
0.168
丙
低温＋
喷施蒸馏水
10.74
2.75
0.053
丁
低温＋细胞
分裂素溶液
12.01
4.03
0.064
A.低温会导致叶绿素含量和气孔导度降低
B．细胞分裂素处理会导致叶绿素含量和气孔导度增加
C．细胞分裂素可缓解低温对光合作用速率的抑制
D．常温下喷洒高浓度的细胞分裂素能进一步提高茄子的光合作用速率
D　[甲和丙两组的自变量是温度，由表中数据可得，低温会导致叶绿素含量和气孔导度降低，A正确；甲和乙两组的自变量是有无喷洒细胞分裂素，由表中数据可得，添加适量的细胞分裂素有助于增加光合速率和气孔导度，B正确；丁组与丙组对比可知，细胞分裂素处理与蒸馏水处理相比，叶绿素含量和气孔导度有所增加，光合作用速率增大，这说明细胞分裂素可缓解低温对光合作用速率的抑制，C正确；表格中没有不同浓度细胞分裂素的比较，无法说明常温下喷洒高浓度的细胞分裂素能进一步提高茄子的光合作用速率，D错误。]
5．(2022·青岛模拟)细胞分裂素是目前已知的唯一能延缓叶片衰老的植物激素，在保持光合系统的结构与功能，调控光合产物的输出与分配，有效增加籽粒数目及籽粒充实度等方面有重要的作用。为研究细胞分裂素对大气CO2浓度(400 μmol·mol－1)和加富CO2浓度(800 μmol·mol－1)条件下小麦光合速率的影响，科研人员设计了如下实验，表中为四个组别在不同时间的光合速率(单位：Pn/μmol·m－2·s－1)测定值，请回答下列问题：
组别
处理
0(d)
10(d)
20(d)
30(d)
甲
大气CO2浓度＋
喷施蒸馏水
12
12
11
11
乙
大气CO2浓度＋
喷施细胞分裂素溶液
14
14
12
12
丙
加富CO2浓度＋
喷施蒸馏水
22
18
16
15
丁
加富CO2浓度＋
喷施细胞分裂素溶液
23
23
20
18
(1)植物体内细胞分裂素的合成部位主要是________。CO2进入叶肉细胞，首先被固定形成____________，然后被______还原。
(2)由实验结果可知，加富CO2对小麦叶片光合速率影响的结果是___________________
________________________________________________________________________。
(3)实验小组对20～30 d的小麦各组叶片淀粉含量检测时，发现丁组淀粉含量低于丙组，但光合速率高于丙组，分析其原因可能是__________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验测定，甲、丙两组叶片叶绿素分解酶的含量明显高于另外两组，请从分子水平推测细胞分裂素对光合作用的影响机制是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)植物体内细胞分裂素的合成部位主要是根尖。CO2进入叶肉细胞，首先被固定形成三碳化合物，然后被[H]还原。(2)由实验结果可知，加富CO2对小麦叶片光合速率影响的结果是可以促进小麦叶片光合速率提升且随着时间推移呈下降趋势。(3)实验小组对20～30 d的小麦各组叶片淀粉含量检测时，发现丁组淀粉含量低于丙组，但光合速率高于丙组，分析其原因可能是细胞分裂素可能促进淀粉的利用或转移，使丁组的淀粉含量低于丙组。同时缓解了丁组淀粉积累对光合作用产生的抑制，故光合速率高于丙组。(4)实验测定，甲、丙两组叶片叶绿素分解酶的含量明显高于另外两组，从分子水平推测细胞分裂素对光合作用的影响机制是细胞分裂素调控叶绿素分解酶相关基因的表达，诱导叶绿素分解酶降解，从而导致叶绿素含量增加。
答案：　(1)根尖　三碳化合物　[H]　(2)可以促进小麦叶片光合速率提升且随着时间推移呈下降趋势　(3)细胞分裂素可能促进淀粉的利用或转移，使丁组的淀粉含量低于丙组。同时缓解了丁组淀粉积累对光合作用产生的抑制，故光合速率高于丙组　(4)细胞分裂素调控叶绿素分解酶相关基因的表达，诱导叶绿素分解酶降解，从而导致叶绿素含量增加