1、第2节生长素的生理作用目标导航1.分析教材“问题探讨”中的曲线，结合顶端优势和根的向地性实例，理解生长素生理作用的两重性。2.结合生产实际了解生长素的应用。3.结合教材探究实验探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。一、生长素的生理作用(阅读P5051)1生长素的生理作用及作用形式(1)作用：促进植物细胞生长。促进果实发育。促进扦插枝条生根。(2)作用形式：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。2作用特点及表现(1)特点：两重性。(2)表现：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。3.生长素作用两重性实例顶端优势(1)现象：顶芽优
2、先生长，侧芽生长受到抑制。(2)原因：生长素的运输方向AB(用图中字母表示)，A处生长素浓度低促进生长。B处生长素浓度高抑制生长。(3)解除措施：摘除顶芽。(4)应用：棉花打顶。4生产应用人工合成的生长素类似物，用于防止果实和叶片的脱落、促进结实、获得无子果实、促使扦插枝条的生根等。二、生长素生理作用在实践中的应用(阅读P5152)1实验中的自变量是生长素类似物的梯度浓度，因变量是插条生根数量。2生长素类似物处理插条的方法有：(1)浸泡法：把插条基部浸泡在配制好的溶液中(深约3 cm)，处理几小时至一天。(2)沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5 s)，深约1.5_cm即可。3在科
3、学研究中进行预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性。判断正误：(1)植物的向光性能够说明生长素的两重性。()(2)茎的背地性和根的向地性都能说明生长素作用的两重性。()(3)在太空失重状态下植物激素不能进行极性运输，根失去了向地生长的特性。()(4)不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理效应不同。()(5)同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理效应也不同。()(6)生长素类似物促进插条生根的实验自变量为扦插枝条生根情况；实验的因变量是生长素类似物的浓度。()(7)生长素类似物促进插条生根的实验中存在空白对照(即用蒸馏水处理的对象组)和相互对照(即用不同
4、浓度生长素类似物处理的对象组)。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)解析(1)植物的背光侧生长素浓度高，生长较快，向光侧生长素浓度低，生长较慢。整个过程没有出现高浓度抑制和低浓度促进的现象，不能说明生长素的两重性。(3)极性运输并不是受重力影响的，而是从形态学上端向形态学下端运输，所以在太空失重状态下植物激素也可以进行极性运输。一、生长素的生理作用1生长素作用的两重性(1)(如图)当生长素浓度小于i时均为“低浓度”，高于i时才会抑制植物生长称为“高浓度”。(2)曲线中的OH段表明：随生长素浓度增高，促进生长作用增强。(3)曲线HC段表明：随生长素浓度增高，促进生长作用减弱(但仍为
5、促进生长)。(4)H点表示促进生长的最适宜浓度为g。(5)C点表示促进生长的“阈值”，即大于C点的生长素浓度(i)时，将会使生长受抑制。2影响生长素生理作用的因素(1)浓度：对同一器官，如根，不同浓度的生长素的功效不同，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。(2)器官种类：植物不同器官对生长素的敏感程度不同，一般营养器官的敏感性比较：根芽茎。据下图分析，根、芽、茎的最适生长素浓度分别为1010 molL1、108 molL1、104 molL1左右。(3)成熟情况：不同年龄的细胞对生长素的敏感程度不同。一般来说，幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。(4)植物种类：不同植物对生长素敏感程度不同。双子叶植物比单
6、子叶植物敏感(如图)。1生长素的作用与浓度有关，读上图甲、乙中信息，思考：(1)甲图中是否存在两种不同浓度，其作用效果相同？答案存在，如A、B两点。(2)乙图中，AA、BB、CC段是否为抑制阶段？答案这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐减弱。2将幼小的植株在适宜条件下横放：(1)若是在地球上，幼苗横放时(如图所示)，由于重力的作用，生长素在近地侧浓度较高，即：BA，DC。茎对生长素敏感性弱，A、B两侧都是促进作用，且B侧促进作用更强，使茎背地生长；而根对生长素敏感性强，D侧浓度高，抑制生长，则生长速度CD，使根向地生长。(2)若在“天宫一号”实验舱中，生长情况会如何？答案由于没有受
7、到单一方向刺激，故各自横向生长。3影响生长素浓度变化及作用结果的因素分析：1如图1表示植物不同器官对生长素的反应，图2是生长素对胚芽鞘生长的效应示意图，图3是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧，胚芽鞘弯曲的情况。请据图判断下列说法不正确的是()。A由图1可知，A点对应的生长素浓度对茎生长的效应是抑制，B点对应的生长素浓度对芽生长的效应是促进B由图1可知，促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是1010 mol/L、108 mol/L、104 mol/LC由图2可知，当生长素浓度小于b点浓度时，随生长素浓度的增加图3胚芽鞘的弯曲程度逐渐增大D由图2可知，生长素对胚芽鞘的生长作用具有两重性问
8、题导析(1)由图1中A点和B点对应的相关曲线的纵坐标可以判断，A点对应的生长素浓度能促进茎的生长，B点对应的生长素浓度能抑制芽的生长。(2)由图2可知，生长素对胚芽鞘的生长作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。当生长素浓度小于b点时，随生长素浓度的增加其促进作用加强，胚芽鞘的弯曲程度逐渐增大。答案A一题多变判断正误：(1)图1中，茎受到单侧光照射时，向光侧为A点对应的生长素浓度。背光侧为B点对应的生长素浓度。()(2)根横放时，向地侧生长素浓度大约相当于图2中d浓度，背地侧在ac范围内。()(3)顶端优势现象中，顶芽生长素浓度相当于图1中A点对应浓度，侧芽浓度小于A点对应浓度。()(4)图
9、1可知，A点对应的生长素浓度对根生长的效应是抑制。()(5)图2中生长素的浓度低于b时促进生长，而高于b时会抑制生长。()答案(1)(2)(3)(4)(5)二、生长素生理作用在实践中的应用1探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度(1)实验过程(2)实验步骤分组：把形态、大小基本一样的插条平均分成10组，每组3枝。处理枝条：把一定浓度的2,4D或NAA按不同比例稀释成10份具有浓度梯度(实验前通过预实验确定的梯度范围)的溶液，用浸泡法或者沾蘸法处理插条。培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度(2530 )下培养。观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根条数，根的长度等。(3)
10、实验结果生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类似物浓度接近促进插条生根的适宜浓度。(4)实验分析由如图曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素浓度，在A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同生长素浓度。2利用生长素培育无子果实正常有子果实的形成过程：(1)据图可知，要形成无子果实，首先雌蕊不能受粉；其次，由于无种子，就无法合成子房发育所需要的生长素，因此需要人为施加外源生长素(类似物)。(2)无子果实形成的过程：3利用生长素类似物除草在农业生产中，常常向栽种单子叶农作物的农田中喷洒一定浓度的2,4D(生长素类似物)，以杀死双子叶杂草。上图曲线中，表示单子叶农作物的是；
11、表示双子叶杂草的是；生长素类似物的浓度应控制在C浓度左右。4探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中，设立预试验的目的是什么？答案(1)为进一步的实验摸索条件；(2)检验实验设计的科学性和可行性；(3)减少盲目性和人力、物力、财力的浪费。5本实验中自变量、无关变量分别是什么？无关变量处理采取什么原则？答案自变量为生长素类似物的浓度大小。无关变量有取材、处理时间、光照、温度等。无关变量的处理采用等量性原则，如用相同的植物材料、枝条上带有的芽数目相同等。6实验中要注意哪些问题？答案(1)温度要一致。(2)设置重复组(每组不能少于3个枝条)。(3)设置对照组(清水空白对照；设置浓度不同的几个实验
12、组之间进行相互对照)。7用多种不同浓度的生长素类似物浸泡，插条不能生根的原因可能是什么？答案一是枝条所带叶片较多、蒸腾作用过强、失水太多；二是配制的营养液中营养元素缺乏或缺氧；三是没有分清形态学的上端和下端等。2人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根和侧芽生长的影响，请回答下列问题。(1)由图1得出的初步结论是：甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是_、_。(2)由图1的结果_(填“能”或“不能”)判断0.5 mol/L的激素类似物乙对生根的影响。为探究3 mol/L的激素类似物甲和0.5 mol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影
13、响，应设计_种培养基。(3)已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则：X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有_作用。X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是_。问题导析(1)在图1中激素类似物甲浓度为0时的生根数为6条，而其他浓度对应的生根数分别是8、10、12、12、10条，由此可知甲对月季生根有促进作用；同理可知乙对月季生根有抑制作用。(2)图1中没有(填“有”或“没有”)0.5 mol/L激素类似物乙对生根的作用结果，所以不能(填“能”或“不能”)判断这个浓度的激素类似物乙对生根的作用。(3)若要探究3 mol/L的激素类似物甲和0.5 mol/L的
14、激素类似物乙对微型月季生根的复合影响情况，应设置空白对照培养基、只含0.5_mol/L激素类似物乙的培养基、只含3_mol/L激素类似物甲的培养基、3 mol/L激素类似物甲0.5 mol/L激素类似物乙的混合培养基四种培养基。(4)图2显示X浓度下月季侧芽生长低于空白对照，说明X浓度下抑制侧芽的生长，可推知X、Z和Y浓度的大小关系为XY，XZ，Y与Z之间的大小关系不确定。答案(1)促进生根抑制生根(2)不能4(3)抑制XY，XZ，Y与Z之间的大小关系不确定一题多变另一同学在“探究生长素类似物NAA促进银杏插条生根的最适浓度”实验中获得了右图所示结果，判断对错：(1)本实验的自变量是促进插条生
15、根的NAA浓度大小。()(2)银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果。()(3)促进银杏插条生根的最适浓度为c。()(4)用NAA处理枝条的时间应该相同。()答案(1)(2)(3)(4)1.如图所示，如果根a侧的生长素浓度在曲线的A点(为1010 mol/L)，下列有关描述正确的()。A在FC的范围内均能促进生长BAD属于生长抑制范围Cb侧的生长素浓度低于a侧，相当于曲线FE段浓度，因而细胞伸长生长慢D在太空中(重力为0)，根的生长将不同于上图的弯曲生长，坐标图中生长素的曲线也不适用于根的生长答案A解析AD段并不均处于抑制范围；b侧的生长素浓度高于a侧；太空中虽失重，但图示坐标曲线仍适用
16、于根的生长。2.市场上可见到发育不均匀(凸凹不均)的西瓜，若切开观察，可见其凹侧的种子发育不良或未发育，这种现象可解释为()。A种子的发育需要果实来提供营养B发育着的种子里合成生长素，促进子房发育成果实C无种子的子房绝对无法发育成果实D光照不均使生长素分布不均答案B解析本题是结合生产实例来考查生长素作用的，生长素作用之一是能促进子房发育成果实，而自然状态下，生长素来自发育着的种子，这一作用原理常用于培育无子果实技术中。3.以下是某同学所做“探究生长素类似物(2,4D)促进插条生根的最适浓度”的实验。请分析回答：实验材料：每种插条若干(种类如图)、蒸馏水、培养皿、烧杯、量筒、玻璃棒、2,4D、营
17、养花钵等。实验步骤：第一步：配制不同浓度的2,4D溶液，并分别向7个培养皿中各注入50 mL。第二步：将C枝条均分成7组，每组10根，再分别放入7个培养皿中处理适宜时间。第三步：将处理后的C枝条分别放入营养花钵中，适宜条件下培养10天，观察并记录新生根的数量。花钵12345672,4D(gL1)108107106105104103102平均生根数量1013105411(1)我们认为，该同学的实验设计有误，请指出来。_。(2)1号和3号实验结果相同的原因是_。(3)某农场购买了一批生根粉准备用于某植物的批量扦插，说明书没有注明该植物适宜的使用浓度，正确的使用措施是()。A用高浓度，以保证生根B用
18、低浓度，以降低成本C任选一种浓度进行扦插D用不同浓度进行预实验答案(1)选材有误，应选择每枝条留34个芽，即选B枝条合适；缺少预实验；浓度梯度设置不合理，应有更低的浓度(2)1号与3号位于最适浓度两侧，作用效果相同(3)D解析生根粉是植物生长素类似物，其作用具有两重性，因此正确的做法是先用不同浓度的生根粉进行预实验，然后再在预实验的基础上设计细致的实验，找到该植物适宜的使用浓度。基础巩固1植物生长素对植物的新陈代谢、生长发育等生命活动起着重要的调节作用，其特点是()。A只能抑制植物生长B只能促进植物生长C高浓度时促进生长，低浓度时抑制生长D高浓度时抑制生长，低浓度时促进生长答案D解析生长素的生
19、理作用具有两重性，表现为高浓度抑制生长，低浓度促进生长。2下列现象中，最能说明生长素的作用具有两重性的是()。A茎的向光性和背地性B顶端优势C根的向地性和茎的背地性D含羞草的小叶受刺激立即下垂答案B解析顶端优势是由于低浓度生长素促进顶芽生长，高浓度生长素抑制侧芽生长。3为促进某种植物扦插枝条生根，采用几种不同浓度的吲哚丁酸(人工合成的生长素类似物)溶液处理插条基部，然后在沙床中培养，观察生根情况如下图所示。从实验结果分析，促进生根的最佳浓度最可能是()。A3 mg/mL B4.5 mg/mLC6 mg/mL D9 mg/mL答案B解析根据实验结果，先排除9 mg/mL，显然是浓度过高抑制生根，
20、3 mg/mL和6 mg/mL浓度相差较大，而生根情况几乎一样，则这两个浓度不可能是“最适浓度”。4下列关于植物生长素作用及其应用的叙述，错误的是()。A成熟细胞比幼嫩细胞对生长素更为敏感B顶端优势能够说明生长素作用的两重性C适宜茎生长的生长素浓度往往抑制根的生长D一定浓度的生长素类似物防止落花落果答案A解析不同细胞对生长素的敏感性不同，成熟细胞比幼嫩细胞对生长素的敏感性差。5.如图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度依次分别为()。Aa和b Bb和aCb和c Dc和b答案C解析顶端优势是顶芽产生的生长素大量地积累在侧芽部位，而使侧芽
21、生长受抑制的现象，结合图示信息可判断b、c分别为顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度。6下图所示植物不同器官对生长素的反应。请观察后据图回答下面的问题。(1)促进芽生长的生长素最适浓度是_。(2)A点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_，对芽生长的效应是_。(3)B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_。(4)由此可见，不同浓度的生长素对同一器官的影响_，同一浓度的生长素对不同器官的影响_。答案(1)108 mol/L(2)促进生长抑制生长(3)既不促进生长，也不抑制生长(4)不同也不同巩固提升7下列四图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是()。答案C解析在最适浓度之前，随生长素浓
22、度升高，对根、茎的促进作用均增强。超过最适浓度后，随生长素浓度增加，对根、茎的生长的促进作用均下降，达到一定值后开始抑制生长(虚线以下)，并且根的最适浓度和抑制浓度均大大低于茎。8将植物横放，测量不同浓度生长素条件下根和茎的生长状况，如图甲所示。则曲线上的P点最可能对应乙图中的位置是()。Aa Bb Cc Dd答案D解析生长1 cm所用时间较长，说明生长速率较低；P点所在的曲线说明生长素浓度越高，生长越慢，也就是对生长起抑制作用；所以P点时，生长素浓度较高抑制生长，作用对象应该为根，具体部位最可能为d点。9某生物兴趣小组的同学对某品种番茄的花进行人工去雄后，用不同浓度的生长素类似物2,4D涂抹
23、子房，得到的无子番茄果实平均重量见下表。2,4D浓度/(mgL1)05101520253035无子番茄平均重量(g/个)013.526.246.553.653.743.030.2据表分析可得出的结论是()。A2,4D浓度超过25 mg/L，对果实的发育起抑制作用B2,4D与生长素的作用效果相同C2,4D可以促进扦插枝条生根D2,4D诱导无子番茄的最适浓度范围为25 mg/L左右答案D解析2,4D是一种生长素类似物，从题中可以看出，它具有促进果实发育的作用。A选项中的浓度仍能促进果实发育；由于缺少使用生长素的实验，故不能得出B选项的结论；C选项与表格数据无关；D选项正确，其所示浓度在正常使用浓度
24、范围内，且能最大限度地促进番茄果实的发育。10在科学研究中，往往要把一个较大的课题分解成若干个小的子课题来分别进行研究。在“观察生长素对植物生长发育的影响”这一研究性学习课题中，某小组同学选用生长素类似物吲哚丁酸(IBA)进行如下实验：取生理状况相同的同种植物的带芽枝条若干，分为三组即甲、乙、丙，每组10枝。将甲、乙、丙组枝条的下端分别浸泡在下表所示的溶液中，相同时间后，扦插在潮湿的沙土中，在适宜的环境中培养。枝条甲组乙组丙组溶液5105g/mL的IBA溶液5101g/mL的IBA溶液清水一段时间后，观察甲、乙、丙三组枝条的生根情况，统计每组枝条的平均生根数量，绘制坐标图。据图回答：(1)你认
25、为他们的子课题名称是_。(2)设置清水组的目的是_。(3)_组枝条生根最少，其原因_。答案(1)不同浓度吲哚丁酸对扦插枝条生根的影响(2)起对照作用(3)乙乙组中IBA浓度过高，抑制了枝条生根走进高考11(2013全国大纲卷，4)关于植物生长素和生长素类似物的叙述，错误的是()。A适宜浓度的生长素类似物可促进无子果实的发育B同一植株的根和芽生长所需的最适生长素浓度相同C单侧光照射燕麦胚芽鞘可使其生长素分布发生变化D用适宜浓度的生长素类似物处理插条可促进其生根答案B解析同一植株的根和芽生长所需要的最适生长素浓度不同，根对生长素浓度要敏感些，B错误。12(2012四川卷，4)为研究根背光生长与生长
26、素的关系，将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中，用水平单侧光照射根部(如下图)，测得根的弯曲角度及生长速率如下表：处理方式测定指标外源生长素(mg/L)NPA(mol/L)00.0010.010.13弯曲角度(度)3740312216生长速率(mm/天)151713118据此实验的结果，不能得出的结论是()。A根向光一侧的生长速率大于背光一侧B生长素对水稻根生长的作用具有两重性C单侧光对向光一侧生长素的合成没有影响D单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关答案C解析单侧光下，根背光生长则表明根向光侧的生长速率大于背光侧；随着外源生长素浓度的增加，根的生长速率先增加后减少，说明生长素对水稻根的生长具有两重性；分析图表信息只能通过弯曲角度和生长速率说明生长素及其运输抑制剂对生长结果的影响，不能说明单侧光对生长素合成的影响；用生长素运输抑制剂处理根后，单侧光下根的弯曲角度减弱，说明根的背光生长与生长素的运输有关。