高中生物必修3讲义：第3章 第2节 生长素的生理作用 含解析

第2节生长素的生理作用[学习目标] 1.概述植物生长素的生理作用。

2.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。

知识点一生长素的生理作用知识梳理1.作用方式及特点(1)作用机理：促进□01细胞的生长。

(2)作用方式：不直接参与□02细胞代谢，而是给细胞传达一种□03调节代谢的信息。

(3)作用特点①特点：□04两重性②表现：既能□05促进生长，也能□06抑制生长；既能□07促进发芽，也能□08抑制发芽；既能防止落花落果，也能□09疏花疏果。

(4)影响因素①浓度：一般情况下，在□10低浓度时促进生长，浓度过高时□11抑制生长，甚至会杀死植物。

②成熟程度：一般来说，□12幼嫩的细胞敏感，□13衰老细胞则比较迟钝。

③器官：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。

根、芽、茎的敏感程度从高到低依次为：□14根>芽>茎。

a．对同一器官，生长素在一定浓度范围内促进植物器官生长，超过该范围则抑制植物器官的生长，说明□15生长素的作用具有两重性。

b．同一浓度的生长素作用于□16不同器官上，所起的生理功效也□17不同，说明不同的器官对生长素的敏感性不同。

c．图中A、B、C三点对应的生长素浓度分别为促进根、芽、茎生长的□18最适浓度。

d．图中A′、B′、C′点对应浓度分别表示对根、芽、茎的作用是□19既不促进也不抑制。

低于A′、B′、C′点对应的浓度，表现为□20促进作用，高于A′、B′、C′点对应的浓度则起□21抑制作用。

④植物种类：不同植物对生长素的敏感程度不同，□22双子叶植物比□23单子叶植物敏感。

所以在农业中用较高浓度的生长素类似物来杀死单子叶作物中的双子叶杂草。

2．生长素作用的两重性在生产上的应用(1)顶端优势的应用①概念：□24顶芽优先生长，□25侧芽生长受抑制。

②产生原因：□26顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽的生长受抑制。

A处产生的生长素向下运输(极性运输)，在B、C、D处积累(□27B处最多)，B、C、D处浓度过高抑制了侧芽的发育，而A处生长素浓度较低，促进顶芽的生长。

③解除措施：□28摘除顶芽。

④应用：棉花打顶。

(2)生长素类似物①概念：具有与生长素相似的生理效应的□29人工合成的化学物质。

②应用a．防止果实和叶片的脱落。

b．促进结实，获得□30无子果实。

c．促进扦插枝条的□31生根。

d．用较高浓度的生长素类似物除去单子叶作物中的双子叶杂草。

[问题思考]树木的侧枝是由侧芽发育形成的。

根据顶端优势，侧芽生长受抑制，那么侧芽为什么还能发育为侧枝？提示：顶端优势中受抑制的侧芽是离顶芽较近的，较远的侧芽生长素浓度较低，侧芽可发育为侧枝。

典题分析题型一生长素作用两重性的分析[例1]如图所示，如果根a侧的生长素浓度在曲线的A点(为10－10 mol·L－1)，下列有关描述正确的是()A．在FC(不含C点)的范围内均能促进生长B．AD属于生长抑制范围C．b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．在太空中坐标图中生长素浓度的曲线不适用于根的生长[解题分析]FC(不含C点)范围内均促进生长，A正确；CD(不含C点)范围内均抑制生长，B错误；由于重力作用b侧生长素浓度高于a侧，相当于CD段浓度，因而细胞伸长生长慢，C错误；在太空中由于无重力作用，a侧与b侧生长素浓度相等，根水平生长，坐标图中各生长素浓度曲线仍适用于根的生长，D错误。

[答案] A规律总结生长素生理作用两重性的分析方法(1)根据实例进行分析：能体现生长素生理作用两重性的实例有顶端优势、根的向地性等，茎的背地性不能体现生长素生理作用的两重性，因为近地侧和远地侧的生长素浓度都是促进茎的生长。

(2)根据曲线图进行分析曲线图中，若生长素浓度高于a点，则体现出生长素的抑制作用；若生长素浓度低于a点，则体现出生长素的促进作用，从而体现生长素生理作用的两重性，因此存在两种不同浓度的生长素促进效果相同的现象。

(3)根据柱形图或表格进行分析：柱形图或表格数据应注意与“0”浓度(清水处理组)比较，生长慢于“0”浓度者均可体现抑制作用(指生长状况差于对照组，不是“不生长”)，生长快于“0”浓度者均体现促进作用，从而体现出生长素生理作用的两重性，否则不能体现。

题型二影响生长素浓度分布因素[例2]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()A．a B．b C．c D．d[解题分析]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。

[答案] D题后归纳(1)体现生长素两重性实例①顶端优势；②根的向地性。

(2)体现生长素促进作用实例①植物向光性；②茎的背地性。

(3)根的向地性和茎的背地性①生长素的运输a．影响因素：重力。

b．运输方向：由远地端移向近地端，即A→B，C→D。

c．浓度：B>A，D>C。

②生理作用a．根对生长素较为敏感，D处浓度过高对根的生长起抑制作用，而C处的浓度有利于根的生长，使根向地生长，充分体现了生长素生理作用的两重性。

b．茎对生长素相对不敏感，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。

题型三无子果实[例3]下列关于无子西瓜和无子番茄的说法，正确的是()A．利用无子西瓜与无子番茄所在植株枝条进行扦插，移植仍能结出无子果实B．无子西瓜与无子番茄由于没有种子，需要年年重新育种C．无子西瓜与无子番茄的发育都离不开生长素的作用D．无子西瓜与无子番茄培育的原理相同[解题分析]无子西瓜培育原理是染色体变异，属于可遗传变异，利用其枝条扦插所得新植株仍保持无子性状，又因其高度不育，需年年育种；无子番茄培育原理是生长素能够促进果实发育，遗传物质没有改变，属于不可遗传变异，利用其枝条扦插所得植株结有子果实，不需年年育种。

果实的发育均离不开生长素的作用。

[答案] C知识拓展1.利用生长素促进果实发育原理培育无子果实(1)正常有子果实形成的过程：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：在未受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物――→促进子房――→发育果实(无子)。

2.无子番茄与无子西瓜的比较知识点二 探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度知识梳理1.实验原理适宜浓度的生长素能促进扦插枝条生根，在□01不同浓度的生长素溶液中，扦插枝条生根情况不同。

2．常用方法(1)浸泡法：把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3 cm ，处理几小时至一天。

这种处理方法要求溶液的浓度□02较低，并且最好是在□03遮阴和空气湿度□04较高的地方进行处理。

(2)沾蘸法：把插条基部在浓度□05较高的药液中蘸一下(约□065 s)，深约□071.5 cm 即可。

3．变量分析(1)本实验的自变量是2,4－D溶液的浓度，因变量是插条生根状况，检测指标是枝条上根的数目。

(2)无关变量：处理溶剂剂量、温度、光照等。

无关变量在实验中的处理要采用等量性的原则，如选用相同的植物材料等。

4．扦插枝条的处理(1)枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可以增大吸水面积，促进成活。

(2)每一枝条留3～4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。

(3)剪掉叶片，防止蒸腾作用散失水分。

5．实验流程(1)实验过程(2)实验步骤①配制梯度溶液：配制一系列□11浓度梯度的2,4－D溶液(0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL，其他试剂也可)。

②操纵实验变量：将新剪下的植物枝条分成10组，将1～9组插条的□12基部分别放在上述不同浓度的2,4－D溶液中浸泡几个小时，用□13蒸馏水处理第10组插条，均置于适宜的环境中培养。

③观察并记录结果：一段时间后观察插条的□14生根情况。

④分析结果得出结论：统计各组的生根数量，并计算□15平均值，生根□16最多的一组所对应的浓度即为最适浓度。

6．实验中易出现的问题分析(1)分析不同插条的生根情况①不能生根。

主要原因有以下几种：一是枝条所带叶片较多，□17蒸腾作用过强，失水太多；二是枝条上幼芽、幼叶保留较多，本身合成一定浓度的生长素，浸泡后形态学下端处于高浓度的生长素抑制状态；三是配制的营养液缺乏营养元素或缺氧；四是没有分清形态学上端形态学下端，枝条放倒了。

②生根过少。

主要原因可能是组别少，浓度梯度大。

因此配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要小，组别要多。

(2)分析与本实验相关的其他因素①温度要一致。

②设置重复组，即每组不能少于3个枝条。

③设置对照组，清水空白对照；设置浓度不同的实验组进行对比，目的是探究2,4－D促进扦插枝条生根的情况。

④在确定了最适浓度的大致范围后，可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。

(3)可存在两种浓度的生长素，其促进生根的效果基本相同。

[问题思考] 1.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中，设立预实验的目的是什么？提示：(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。

2．在植物进行扦插时，为什么保留有芽和幼叶的枝条比较容易生根？提示：芽和幼叶在生长时能产生生长素，而生长素能促进扦插枝条生根。

3．在实验中，若两种浓度的生长素类似物促进插条生根效果基本相同，请分析原因。

如何进一步确定最适浓度？提示：由生长素作用曲线可知，在最适浓度的两侧，会有一个低浓度和一个高浓度，促进生根的效果相同，因此存在作用效果相同的两种生长素浓度。

最适浓度应在插条生根效果最好的生长素浓度两侧的两种溶液浓度之间，即在这两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。

典题分析题型四生长素类似物促进插条生根的实验分析[例4]某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类似物(2,4－D)对富贵竹插条生根的影响，实验结果如下表所示。

下列说法不正确的是()A．该探究实验的自变量是2,4－D浓度，因变量为插条生根条数B．浓度为10－5 mol/L的2,4－D溶液对富贵竹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2,4－D浓度梯度作进一步实验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[解题分析]从表格中可以看出该实验的自变量是2,4－D浓度，因变量是平均的生根条数，A正确；与清水组相比，浓度为10－5 mol/L的2,4－D溶液对富贵竹生根具有抑制作用，B错误；促进富贵竹插条生根的最适2,4－D浓度为10－11 mol/L左右，需缩小浓度梯度作进一步的实验，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，都会影响实验结果，D正确。