1、一、生长素的发现1达尔文父子的向光性实验1880年达尔文父子的向光性实验证实：当苗尖端受到 单侧光 照射时，在 苗尖端 可能产生一种物质传递到苗的下部，引起苗的向光性弯曲。实验还证实，感光部位是 苗尖端，弯曲部位是苗尖的 下面一段。2波森詹森实验：1913年，波森詹森实验证实，苗尖端 确实产生了某种化学物质，该物质可通过明胶传到苗的下部。3温特实验：1926年，温特用离体的燕麦苗放在琼脂块上，一段时间后再将这些琼脂块放在去顶的幼苗上，与空白的琼脂块(未放过燕麦苗尖)进行对照，证实 苗尖端 产生了某种物质，并运到尖端下部 促进 某些部位生长。1934年科学家提取出了这种物质，其化学本质是 吲哚乙
2、酸，是在细胞内由色氨酸合成的，取名 生长素。二、调节植物生长发育的五大类激素1五大类激素(1)生长素类：存在或产生部位：顶芽；幼叶；胚 等生长旺盛的部位。作用：促进 果实发育，促进 插条生根，培育 无籽果实。(2)细胞分裂素：存在或产生部位：在 根、胚、果实 中形成，由根运至其他器官。作用：影响根的生长和分化；促进 细胞分裂；促进萌发；延迟衰老。(3)赤霉素：存在或产生部位：顶芽 和 根的分生组织；幼叶；胚。作用：促进种子的 萌发、茎伸长和叶的生长；促进开花和果实发育；影响根的生长和分化。(4)脱落酸：存在或产生部位：叶；茎；根；绿色果实。作用：抑制 生长；失水时使气孔 关闭；保持 休眠。(5
3、)乙烯：存在或产生部位：成熟的果实 中；茎的节；衰老的叶子。作用：促进果实的 成熟；对抗生长素的作用；因物种而异，促进或抑制根、叶、花的生长和发育。2植物激素的作用特点低浓度起 促进 作用，高浓度起 抑制 作用，而且往往与发生作用的 器官 有密切关系。大多数情况下，不是单独一种激素起作用，而是多种激素的 平衡协调 作用，共同控制着植物的生长和发育。三、植物激素的应用植物生长物质：人工合成的对植物的生长和发育起着调节作用的化学物质。应用：促进种子的萌发，促进生根，抑制生长；引起无籽果实的形成；果实的催熟；农产品的保鲜等。1.植物向光性的形成，是由于单侧光使()A生长素在茎尖向光侧比背光侧的含量高
4、B生长素在茎尖背光侧比向光侧的含量高C茎尖感光部位的感光能力发生改变D茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发生改变B2.在植物组织培养实验中，为了促进芽的分化，人们一般选用()A生长素B赤霉素C细胞分裂素D脱落酸C3.为了使从南方运到内地的生香蕉尽快成熟以便及早上市，可选用的措施是()A将其放在通风良好的地方B放在塑料薄膜袋中C与成熟的苹果共同存放D放入冷库中低温保存C考点1生长素的发现1生长素的发现对植物向光性的解释向光性产生条件：单侧光。感光部位：苗尖端。生长素产生部位：苗尖端。生长素作用部位：苗尖端下面一段。生长素的作用：促进生长，具体说是促进细胞的纵向伸长。弯曲的原因：生长素分布不均匀
5、，导致生长的不均匀。尖端是指顶端1 mm的范围内。它既是感受单侧光的部位，也是产生生长素的主要部位，尖端以下1 mm是苗的生长部位，即弯曲部位。2生长素极性运输的原因及影响因素和生态学意义(1)极性运输的原因各细胞底部细胞膜上有携带生长素的载体蛋白，顶端细胞膜上没有这种蛋白质分子，生长素只能从细胞底部由载体蛋白带出再进入下面的细胞。故生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能从形态学下端运输到形态学上端。(2)影响因素(3)生长素分布不均引起植物向性运动的生态学意义植物茎的向光性和背地性生长使植物的茎叶处于最适宜利用光能的位置，有利于接受充足的阳光进行光合作用；根的向地性生长使根向土壤深处
6、生长，这样既有利于植物的固定，又有利于从土壤中吸收水和无机盐。这是植物对外界环境的一种适应，也是长期自然选择的结果。【例1】下图表示关于生长素的研究实验，以下对实验结果的叙述正确的是()AM长得比N长BN长得比M长CM弯向一侧而N不弯曲DN弯向一侧而M不弯曲【解析】将新切下的幼苗尖端放在等面积的琼脂块X、Y上方，由于右侧有单侧光照射，使得幼苗尖端右侧的部分生长素横向即向左侧移动，结果琼脂块X中的生长素浓度比琼脂块Y中要高，当将琼脂块X和Y分别放在切去尖端的幼苗M和N的正上方后，幼苗M的生长速度比幼苗N要快，最后使得M长得比N长。【答案】A考点2调节植物生长的五大类激素1植物激素的概念是在植物体
7、的一定部位合成的对植物体的生长发育和繁殖等生命活动起着调节和控制作用的微量有机物。激素种类不同，化学本质不同。2五大类植物激素的作用(见基础盘点)3植物激素的作用特点(1)两重性：指植物激素的作用是低浓度促进生长，高浓度起抑制作用，现以生长素为例：浓度生理作用两重性实践应用低浓度(适宜)促进果实的发育，促进植物的生长，促进植物的发育促进扦插的枝条生根促进果实的发育、培育无籽果实防止落花落果高浓度顶端优势、抑制植物的生长、抑制植物的发育果树修剪，棉花摘心田间清除杂草根的向地性(2)不同器官对相同浓度生长素的敏感性不同(3)多种激素的平衡协调作用顶端优势是细胞分裂素和生长素共同作用的结果，如用细胞
8、分裂素处理侧芽，就能解除顶端优势。生长素的浓度等于或接近生长最适宜浓度时，就开始诱导乙烯的合成，超过这一点时，乙烯的产量就明显增加，而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进生长的作用时，就会出现抑制生长的现象。生长素促进细胞的纵向伸长，而细胞分裂素促进细胞的分裂。脱落酸强烈地抑制生长，并使衰老的过程加快，但这些作用又会被细胞分裂素解除。植物生长和植物激素间的关系可用下图来表示：【例2】某校研究性学习小组的同学以“不同浓度的生长素类似物对植物生长的作用不同”为研究课题。三位同学提出了甲、乙、丙三个设计方案，其主要步骤如下：甲方案：将生长素类似物配制成108molL1、104molL1、102
9、 molL1三种浓度，剪取某种植株的枝条若干，等分为A、B、C三组，A组枝条浸泡在108 molL1溶液中10 min，B组枝条浸泡在104molL1溶液中20 min，C组枝条浸泡在102 molL1溶液中30 min，然后将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势。分析实验结果，得出促进植物生长的生长素类似物的最适浓度。乙方案：将生长素类似物配制成104 molL1浓度，剪取三种植株的枝条若干，等分为A、B、C三组，浸泡一定时间，将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势。分析实验结果，得出促进植物生长的生长素类似物的最适浓度。丙方案：将生长素类似物配制成108 molL1、104 m
10、olL1、102 molL1三种浓度，剪取某种植株的枝条若干，等分为A、B、C三组，浸泡一定时间，然后将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势。分析实验结果，得出促进植物生长的生长素类似物的最适浓度。(1)上述三种方案是否都合理？请说明理由。甲方案_。乙方案_。丙方案_。(2)某同学用三种浓度的生长素类似物分别处理扦插枝条，结果发现三组扦插枝条生根无差异，该同学认为扦插枝条生根多少与生长素类似物的浓度无关。该同学的分析正确吗，为什么？【解析】(1)进行实验程序设计时，应遵循一些基本原则，如单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响；平行重复原则，即控制某
11、种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度；设置对照原则，即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。(2)本小题考查学生对生长素作用曲线的掌握情况和实验分析能力。解决这个问题的办法就是设置具有浓度梯度的生长素类似物去处理扦插枝条；根据扦插枝条的生根情况找到生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度。【答案】(1)不合理，甲方案中有浓度和时间两个变量，不符合实验设计要求 不合理，乙方案中未设置浓度对照组且为不同植株的枝条，不符合题意要求合理，丙方案设计中既控制单一变量，又有对照实验，是完全可行的实验方案(2)不正确，得配制一定浓度梯度的生长素类似物溶液，比方说108、104、
12、102，分别处理相同时间后扦插入土壤，生根最多的为最适宜浓度。考点3植物激素的应用1生长素与生长素类似物的应用生长素是植物激素，对植物的生长发育和繁殖等生命活动起调节控制作用。常见的有吲哚乙酸、吲哚丁酸等，这些物质在植物体内的含量很少。农业生产上使用的往往是人工合成的与生长素的作用很相似的物质，称之为生长素类似物，常用的是吲哚丙酸、萘乙酸等。人们通过使用这些生长素类似物，以达到促进插枝生根、促进果实发育和培育无籽果实等目的。2生长素的两重性在农业生产上的应用(1)顶端优势：棉花的摘心、果树的打顶、绿篱的修剪、园艺上某些造型等是打破顶端优势，移栽是解除根的顶端优势。(2)农田除杂草：利用单、双子
13、叶植物对除草剂的敏感性不同。(1)生长素是促进细胞的纵向伸长，而细胞分裂素是促进细胞的分裂。(2)在植物组织培养时，当细胞分裂素少而生长素多时有利于愈伤组织分化形成根，反之则有利于芽的分化。(3)生长素是促进果实的发育，而乙烯是促进果实的成熟。(4)赤霉素促进种子的萌发，而脱落酸抑制种子的萌发，当水分充足时，胚释放出赤霉素，抑制脱落酸的合成，种子萌发。【例3】下列各项中，与植物激素调节功能相符的一项是()A细胞分裂素促使果皮细胞转变成与母本相同的基因型B在形成无子番茄的过程中生长素改变了植株的遗传物质C乙烯广泛存在于植物多种组织，主要促进果实的发育D植物组织培养形成根芽时受细胞分裂素和生长素的
14、影响【解析】细胞分裂素主要是促进细胞的分裂，而这种分裂是有丝分裂，一般情况下子代细胞的遗传物质与亲代细胞是相同的，果皮细胞的基因型与母本的基因型是相同的，没有发生转变，选项A是错误的。用生长素处理未授粉的番茄雌蕊的柱头，结出无籽番茄，是因为没完成受精作用而无籽，这种变异是不能遗传的，植株的遗传物质并没有改变，所以B答案也是错误的。乙烯主要是促进果实的成熟，而生长素则是促进果实的发育，选项C也是错误的。植物组织培养时根芽的分化与植物激素中生长素和细胞分裂素之间的比例有关，当生长素的比例高而细胞分裂素的比例低时，有利于根的形成，反之则有利于芽的形成。【答案】D无籽果实的培育无籽番茄：用一定浓度的生
15、长素溶液处理未受粉的番茄花蕾，子房发育成果实，因为没有经过受精作用，所结的番茄是无籽的。无籽葡萄：用一定浓度的赤霉素处理葡萄植株，可诱导单性结实，形成无籽果实。无籽西瓜：是由染色体变异引起的，发育过程中需用二倍体植株的花粉刺激柱头，属染色体变异。香蕉：由于香蕉是三倍体，减数分裂过程不能形成正常的精子和卵子，因而不能受精，也不能发育成种子。【例4】下列各项中，与植物激素有关的一组是()生产无籽西瓜 生产无籽番茄 棉花摘心培育多倍体 枝条扦插ABCD【答案】A有关植物生命活动调节中的实验1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一、理论归纳如果切断生长素的来源(不让受
16、粉或除去发育着的种子)，果实因缺乏生长素而停止发育，甚至引起果实早期脱落。在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房正常发育为果实，由于没有受精，果实内没有种子。(2)过程将长势相似的黄瓜植株，均分为A、B、C三组，A组不作处理而自然生长；B组开花前套袋处理；C组开花前作套袋处理，以后人工涂抹一定浓度的生长素溶液。(3)结果A组发育为有子黄瓜；B组不发育；C组发育为无子黄瓜。(4)实验结论生长素是子房发育为果实所必需的。2探究促进扦插枝条生根的最适生长素浓度(1)实验过程配制一系列浓度梯度的生长素溶液，另加一组蒸馏水作为对照。将等量的生长状况相同且芽数相同的枝条的形态学下端浸入各种浓
17、度的溶液中同样时间，观察各组枝条的生根情况。(2)实验分析比较各组枝条的生根情况，其中生根数量最多的枝条即为最适的浓度。二、演练为了验证植物向光性与植物生长素的关系，有人设计了如下实验方案。(一)方法步骤取6个小花盆，各栽入一株品种、粗细和大小都相同的玉米幼苗(要求幼苗的真叶未突破胚芽鞘)。按如图所示方法进行实验处理。接通台灯电源24 h后，打开纸盒，观察并记录6株玉米幼苗的生长情况。(二)实验结果预测在以上装置中，玉米幼苗保持直立生长的是_装置，而玉米幼苗基本停止生长的是_装置。(三)部分实验结果的分析与推论(1)根据_号和_号装置之间实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗产生向光性是由单侧光
18、照射引起的。(2)根据_号与_号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗的向光性生长与玉米幼苗尖端的存在与否有关。3、4、52 1312(3)根据_号与_号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗感光部位在尖端。(4)根据5号和6号装置之间实验记录的对照分析，只能说明_。14幼苗幼苗两侧分布不均有关玉米幼苗发生弯曲生长与生长素在玉米【解析】1号玉米幼苗受到单侧光的照射而出现向光弯曲生长。2号玉米幼苗的胚芽鞘尖端被切去，感光部位就没有了，生长素的产生部位也缺乏了，虽然有单侧光照射，呈现出不生长和不弯曲的现象。3号玉米幼苗处在黑暗的环境中呈直立生长。4号玉米幼苗的胚芽鞘尖端套了一个锡箔小帽，虽然有
19、单侧光照射，但感光部位被遮挡而不能感光，也呈现直立生长。5号玉米幼苗的胚芽鞘尖端也被切去，但切口部位正放了一块含生长素的琼脂块，其上的生长素均匀向下运输使得玉米幼苗直立生长。6号玉米幼苗胚芽鞘尖端也被切去，虽然其上方也放了一块含生长素的琼脂块，但放置的位置是偏向左侧，其上的生长素向下运输，使得玉米幼苗的左右两侧生长素浓度不等，左高右低，因而左侧生长得快，右侧生长得慢，所以玉米幼苗呈现出向右弯曲生长的现象。1.(2011山东卷)下列与激素作用无关的实例是()A草莓果实自然发育成熟B人舌尖触到蔗糖时感觉甜C自然生长的雪松树冠呈塔形D饥饿时人体血糖仍维持正常水平【解析】草莓果实的自然发育过程中有多种
20、植物激素共同作用，如在生长时需要生长素，在成熟时需要乙烯等；雪松长成塔形树冠主要与生长素的生理作用的两重性有关；血糖维持平衡主要与胰岛素和胰高血糖素的作用有关；而人味觉的产生是神经调节的过程。【答案】B2.(2010浙江卷)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是()【解析】植物有五大类激素，其中细胞分裂素和生长素可以促进植物的长芽和生根，此题中虽然培养基中没有植物激素，但是植物幼苗叶片本身可以产生生长素，而细胞分裂素的产生部位在根尖，所以不能产生细胞分裂素，所以植物能够在一段时间后长出少量的根而没有出芽，所以答案为B。【答案】B3.
21、(2011海南卷)取某植物的胚芽鞘和幼根，切除胚芽鞘尖端和幼根根尖的尖端(即切除根冠和分生区)，然后将胚芽鞘(近尖端向上)和幼根(近尖端向上)直立放置，分别在两者切面的左侧放置含有生长素的琼脂块(生长素浓度为促进胚芽鞘生长的最适浓度)，培养在黑暗条件下，幼根和胚芽鞘弯曲生长且方向相反，关于这一现象的说法，合理的是()A胚芽鞘向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输B胚芽鞘向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输C幼根向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输D幼根向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输【解析】生长素浓度为促进胚芽鞘生长的最适浓度，含有生长素的琼脂块放在胚芽鞘的左侧，左侧生长
22、快，故向右弯曲，生长素从形态学上端运到形态学下端，所以生长素在胚芽鞘中是极性运输。根对生长素敏感，促进胚芽鞘生长的最适浓度对根而言是高浓度，根据生长素作用的两重性，高浓度抑制生长，所以根的右侧生长比左侧快，故根向左弯曲生长。【答案】B4.生长素浓度变化后对植物器官产生了相同影响效果的一组是()A根的向地性和茎的背地性B茎的背地性和植物的向光性C植物的向光性和顶端优势D根的向地性和带芽扦插枝条生根【解析】植物的向光性、茎的背地性和带芽扦插枝条生根都是生长素对植物器官产生促进作用的例子。而根的向地性和顶端优势则是生长素对植物器官的生长具有两重性的例子。【答案】B5.(2011杭州二中模拟卷)将甲、
23、乙、丙三株大小相近生长状况相似的同种植物，分别进行如下表处理，实验结果如下图所示。根据图表判断，下列叙述正确的是()A细胞分裂素能抑制顶芽的生长B顶芽摘除后，侧芽生长停滞C细胞分裂素可在一定程度上缓解顶端优势D顶芽合成的生长素积累在侧芽，抑制侧芽的生长【解析】乙组和丙组实验进行对照，可推断出细胞分裂素能够在一定程度上缓解顶端优势。【答案】C6.分析下图，对生长素的分布、运输、生理作用等解释不科学的是()A左侧生长素含量高，生长快 B生长素的运输方式为主动转运C生长素浓度高低依次是DCBA D根部生长也表现出顶端优势现象【解析】单侧光使生长素在尖端发生由向光侧移向背光侧的横向运输，然后生长素进行
24、由尖端往尖端以下部分的极性运输，所以茎尖背光侧(左侧)比向光侧(右侧)的生长素含量高。极性运输是逆浓度运输，需要耗能，属于主动转运方式。顶芽产生生长素往侧芽运输，越靠近顶芽，浓度越高，故生长素浓度高低依次是BCDA。【答案】C7.(改编题)生长素具有促进植物生长的作用，乙烯有抑制植物生长的作用。下图是盆栽植物平放时，根与茎的生长情况。现已知，近地侧生长素(IAA)浓度高于背地侧；根对IAA的敏感性高于茎。有人做了如下实验：将某种开花植物的根尖放在含不同浓度IAA的培养液中，加入少量蔗糖作为能源，同时设置了空白对照组。他发现在有生长素的培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯浓度也越高，根尖的生长所受的抑制也越强。(1)此人设置的空白对照组是_。(2)本实验的自变量是_，因变量是_。放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中相同状态的等量根尖生长素浓度乙烯浓度和根尖生长情况(3)据此实验结果，可推知图中根向地生长的原因是_。(4)请你用表格形式呈现本实验的设计思路。了近地侧根的生长高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制
