資源簡介

5.1 植物生長素
01 學習目標
課程標準 學習目標
概述生長素的發現歷程相關實驗的 1．了解生長素的發現過程，理解科學家經典實驗的方法。
結論，揭示了它在調節植物生長時表 2．簡述生長素的合成、運輸和分布，認同科學探究的一般過程。
現出兩重性，既能促進生長，也能抑 3．舉例說明生長素的生理功能及特點，及植物生長調節劑在農業生
制生長。 產上的應用。
02 吃透教材
溫馨提示：請先預習通讀課本
(一)基礎知識梳理 識必備
一、生長素的發現過程
1．達爾文實驗：
(1)植物的向光性：在受到 單側光 的照射下，植物朝向光源方向生長的現象。
(2)實驗過程
實
實驗過程 現象 實驗結論
驗
① 向光彎曲 生長
② 不 生長
胚芽鞘尖端受 單側光 刺激后，就向下面的伸長區傳
遞某種“影響”，造成伸長區背光面比向光面生長 快 ，
③ 直立 生長 因而使胚芽鞘出現 向光 彎曲
④ 向光彎曲 生長
2．鮑森·詹森實驗：
(1)實驗過程與現象：
切去胚芽鞘尖端 不生長 。
胚芽鞘尖端下部放瓊脂片 向光彎曲生長 。
(2)實驗結論：胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給 尖端以下 。
3．拜爾實驗：
(1)實驗過程與現象：
切去胚芽鞘尖端，移至一側，置于黑暗中培養，胚芽鞘向放尖端的 一側彎曲生長 。
(2)實驗結論：胚芽鞘彎曲生長的原因是尖端產生的影響在其下部分布 不均勻 造成的。
4．溫特實驗
a．實驗過程與現象
b．實驗結論：胚芽鞘彎曲生長是由一種化學物質引起的，并把這種物質命名為⑧ 生長素 。
5．1946 年，科學家從高等植物中分離出生長素，并確認其化學本質為 吲哚乙酸 (IAA)。
二、生長素的合成、運輸與分布
6．合成部位：幼嫩的葉、芽和 發育中的種子 ，由 色氨酸 轉變而來。
7．運輸
(1)方式：
①胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素從 形態學上端 到 形態學下端 ，稱為 極性運輸 。也
是一種 主動運輸 。
②成熟組織中，生長素進行 非極性運輸 。
(2)分布：相對集中分布在 生長旺盛 的部分。
三、生長素的生理作用
8．作用方式：給細胞傳達 信息 ，起著調節細胞生命活動的作用。
9．生理作用
(1)細胞水平上：促進 細胞伸長生長 、誘導 細胞分化 等。
(2)器官水平上：影響器官的 生長、發育 。
10．作用特點
(1)生長素所發揮的作用，因 濃度 、植物細胞的成熟情況和 器官種類不同 而有較大的差異。
(2)一般情況下，生長素在濃度較 低 時促進生長，在濃度 高 時則會抑制生長。
(二)課前聚焦 抓重點
植物向光性的原因是什么？
生長素的發現使人們認識到，植物的向光性是由生長素分布不均勻造成的：單側光照射后，胚芽鞘背
光一側的生長素含量多于向光一側，因而引起兩側的生長不均勻，從而造成向光彎曲。
生長素具有什么作用？
在植物體內，生長素在細胞水平上起著促進細胞伸長生長、誘導細胞分化等作用；在器官水平上則影
響器官的生長、發育，如促進側根和不定根發生，影響花、葉和果實發育等。研究發現，生長素所發揮的
作用，因濃度、植物細胞的成熟情況和器官的種類不同而有較大的差異。一般情況下，生長素在濃度較低
時促進生長，在濃度過高時則會抑制生長。
生長素的發現過程給你什么啟示？
人類的許多科學發現，就是像這樣經過一代又一代人的探索，才一步一步地接近事實的真相。每一位
科學家所取得的進展可能只是一小步，眾多的一小步終將匯合成科學前進的一大步。
什么是植物激素？
人們把這類由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有
機物，叫作植物激素。
03 知識精講
知識點 01 生長素的發現過程
1．19 世紀末，達爾文(C.R.Darwin，1809 一 1882)和他的兒子的實驗
(1)實驗材料：金絲雀虉草胚芽鞘。
(2)實驗處理及現象
(3)實驗分析：A 為對照組，B、C、D 為實驗組。A、B 組對照，說明胚芽鞘的向光性與胚芽鞘尖端有
關；C、D 組與 A 組對照，說明植物的感光部位在胚芽鞘尖端，而使胚芽鞘向光彎曲部位是尖端下部的伸長
區。
(4)實驗結論：胚芽鞘尖端受單側光刺激后，向下面的伸長區傳遞某種“影響”，造成伸長區背光面比向
光面生長快，因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。
2．1913 年，鮑森·詹森(P．Boysen—Jensen)的實驗
(1)實驗處理及現象
A 組：切去胚芽鞘尖端+單側光→不生長也不彎曲 B 組：胚芽鞘尖端和下面部分之間插入瓊脂片+單側
光→向光彎曲生長
(2)實驗結論：胚芽鞘尖端產生的“影響”可透過瓊脂片傳遞給下部。
3．1918 年，拜爾(A.Paal)的實驗
A 組：切取胚芽鞘尖端移至左側+黑暗→向右側彎曲生長 B 組：切取胚芽鞘尖端移至右側+黑暗→向左
側彎曲生長
(2)實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長，是由尖端產生的影響在其下部分布不均勻造成的。
4．1926 年，荷蘭科學家溫特(F．W．Went)的實驗
(1)實驗處理及現象
實驗組處理：把接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘向對側彎曲生長。
對照組處理：把未接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘不生長也不彎曲。
(2)實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長確實是由一種化學物質引起的。溫特認為這可能是一種和動物激素類
似的物質，并把這種物質命名為生長素。
5．生長素的確認
1934 年，科學家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學物質吲哚乙酸(IAA)；生長素在植物體內
含量極少，直到 1946 年人們才從高等植物中分離出生長素，并確認它也是 AA。植物體內具有生長素效應
的物質除 IAA 外，還有苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(BA)等，它們都屬于生長素。
6．植物向光性的解釋
單側光照射后，胚芽鞘背光一側的生長素含量多于向光一側，因而引起兩側的生長不均勻(背光側生長
快)，從而造成向光彎曲。
7．植物激素
(1)概念：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機
物。
(2)種類：生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯等物質。
(3)功能：作為信息分子，幾乎參與調節植物生長、發育過程中的所有生命活動。
(4)三個主要特點
①植物細胞內代謝產生(無專門分泌器官)：
②能從產生部位運輸到作用部位(運輸方式和速度因激素種類、植物種類和器官種類不同而不同)；
③微量、高效的有機物。
知識點 02 生長素的合成、運輸與分布
1．合成
(1)主要合成部位：芽、幼嫩的葉和發育中的種子。
(2)來源：由色氨酸經一系列反應轉變而來，分子大小與氨基酸類似。
(3)化學本質：主要為哚乙酸(IAA)，還有苯乙酸(PPA)、哚丁酸(BA)等。
2．運輸
(1)極性運輸：生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端，而不能反過來運輸，也就是只能單方向地
運輸，稱為極性運輸。極性運輸是一種主動運輸。
(2)非極性運輸：生長素在成熟組織中可以通過輸導組織進行非極性運輸。
3．分布：生長素在植物體各器官中都有分布，但相對集中地分布在生長旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖
的分生組織、形成層、發育中的種子和果實等處。生長素在趨向衰老的組織和器官中含量較少。總體來說，
生長素的分布是產生部位＜積累部位，如頂芽＜側芽、分生區＜伸長區：生長旺盛的部位＞衰老組織，如
生長點＞老根。
知識點 03 生長素的生理作用
1．生長素的生理作用
(1)細胞水平：促進細胞伸長生長、誘導細胞分化等。
(2)器官水平：影響器官的生長、發育，如促進側根和不定根發生，影響花、葉和果實發育等。
(3)作用途徑：生長素與細胞內特異性受體蛋白結合→細胞內一系列信號轉導→
特定的基因表達→產生效應
(4)作用方式：不直接參與細胞代謝，不為細胞提供能量，不構成細胞結構，不催化化學反應，而是給
細胞傳達信息，起調節細胞生命活動的作用。
2．生長素的作用特點
研究發現，生長素所發揮的作用，因濃度、植物細胞的成熟情況和器官的種類不同而有較大的差異。
(1)生長素濃度：一般情況下，生長素在濃度較低時促進生長，在濃度過高時則會抑制生長，如圖所示。
(2)植物細胞的成熟情況：幼嫩的細胞對生長素敏感，衰老的細胞則比較遲鈍。
(3)器官的種類：不同器官對生長素的敏感程度也不一樣，根對生長素最敏感，莖對生長素的敏感性最
差，芽對生長素的敏感性介于根與莖之間，如圖所示。
(4)植物種類：一般情況下，雙子葉植物對生長素的敏感程度高于單子葉植物，如圖所示。
可用適宜濃度的生長素來清除單子葉農作物田中的雙子葉雜草。
3．植物的頂端優勢及其應用
(1)概念：植物的頂芽優先生長而側芽生長受到抑制的現象。
(2)原因
頂芽產生的生長素向下運輸，在側芽處積累，側芽處生長素濃度過高，生長受到抑制，而頂芽處生長
素濃度適宜，生長較快。
(3)解除方法：：摘除頂芽，使側芽處生長素濃度降低，側芽萌動、加快生長。
(4)應用：如適時摘除棉花的頂芽，解除頂端優勢，以促進側芽的發育，從而使其多開花、多結果。果
園藝師會適時修剪景觀樹木，讓樹木發出更多的側枝，使樹型圓潤、豐滿。
(5)意義：植物可以盡快長高，在生存競爭中獲得優勢。
4．影響生長素濃度變化及作用結果的因素分析
04 題型考法
考法 01 與生長素發現有關的實驗
1．達爾文實驗
(1)發現問題：植物的向光性，即在單側光的照射下，植物朝向光源方向生長的現象。
(2)實驗處理及現象
(3)結論：胚芽鞘的尖端受單側光刺激后，向下面的伸長區傳遞了某種“影響”，造成伸長區背光面比向
光面生長快，因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。
2．鮑森·詹森實驗
(1)過程及現象
實驗 1：切去胚芽鞘尖端＋單側光→不生長不彎曲。
實驗 2：胚芽鞘尖端和下面部分之間插入瓊脂片＋單側光→彎向光源生長。
(2)結論：胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部。
3．拜爾實驗
(1)實驗證明：胚芽鞘的彎曲生長，是因為尖端產生的影響在其下部分布不均勻造成的。
(2)鮑森·詹森實驗和拜爾實驗初步證明尖端產生的影響可能是一種化學物質，這種化學物質在胚芽鞘尖
端以下部位的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。
4．溫特的實驗
(1)實驗組——A
處理：把接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘會朝對側彎曲生長。
(2)對照組——B
處理：把未接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘既不生長也不彎曲。
(3)實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長確實是由一種化學物質引起的。溫特把其命名為生長素。
5．1934 年，科學家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學物質——吲哚乙酸。1946 年，科學家從
高等植物中分離出生長素。
6．植物向光性的原因：生長素分布不均勻造成的。
7．植物激素：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機
物。
【題型示例 1】如圖是關于生長素發現的實驗過程，請結合所學知識判斷，下列說法錯誤的是(　　)
A．上述實驗排序②③⑤①④，就是科學家發現植物生長素的科研實驗順序
B．⑤所表示的實驗驗證的結論是胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部
C．④所表示的實驗單一變量是瓊脂塊是否與胚芽鞘尖端接觸過
D．實驗①②③都能驗證單側光照射能夠引起胚芽鞘尖端產生的刺激(物質)發生橫向移動
[答案]D．[解析]A、分析圖示可知，表示生長素發現過程的實驗，①是拜爾實驗，②③是達爾文的實
驗，④是溫特的試驗，⑤是詹森的實驗，科學家發現植物的生長素的科研實驗順序是②③⑤①④，A 正確；
B、序號⑤所表示的實驗驗證的結論是胚芽鞘尖端產生的刺激(物質)可以透過瓊脂塊，B 正確；C、實驗設
計要遵循單一變量原則，序號④所表示的實驗的單一變量是瓊脂塊是否與胚芽鞘尖端接觸過，C 正確；D、
實驗①的自變量是胚芽鞘尖端的位置，不是具有單側光照，因此不能驗證植物向光性原因，D 錯誤。故選
D。
考法 02 生長素的合成、運輸與分布
1．合成部位：幼嫩的葉、芽和發育中的種子，由色氨酸轉變而來。
2．運輸
(1)方式：主動運輸。
(2)
3．分布：相對集中分布在生長旺盛的部分。
【題型示例 2】為了探究生長素的作用，將去尖端的玉米胚芽鞘切段隨機分成兩組，實驗組胚芽鞘上 端一
側放置含有適宜濃度 IAA 的瓊脂塊，對照組胚芽鞘上端同側放置不含 IAA 的瓊脂塊， 兩組胚芽鞘下端
的瓊脂塊均不含 IAA。兩組胚芽鞘在同樣條件下，在黑暗中放置一段時 間后，對照組胚芽鞘無彎曲生長，
實驗組胚芽鞘發生彎曲生長，如圖所示。根據實驗結 果判斷，下列敘述不正確的是( )
A．胚芽鞘 b 側的 IAA 含量與 b 側的不同
B．胚芽鞘 b 側與胚芽鞘 c 側的 IAA 含量相同
C．胚芽鞘 b 側細胞能運輸 IAA 而 c 側細胞不能
D．瓊脂塊 d 從 a 中獲得的 IAA 量小于 a 的輸出量
[答案]C．[解析]A、由于瓊脂塊 a 不含 IAA，而 a'含 IAA，IAA 可以向下運輸，所以胚芽鞘 b 側的 IAA
含量與 b 側的不同，A 正確；B、由于瓊脂塊 a 不含 IAA，且該胚芽鞘不含尖端，不能產生 IAA，所以胚
芽鞘 b 側與胚芽鞘 c 側的 IAA 含量相同 ，B 正確；C、胚芽鞘 b 側細胞和 C'都能運輸 IAA ，C 錯誤；
D、瓊脂塊 d′從 a′中不斷被消耗分解，故 d′從 a′中獲得的 IAA 量小于 a′的輸出總量，D 正確。故選 C。
考法 03 生長素的生理作用
1．作用方式：給細胞傳達信息，起著調節細胞生命活動的作用。
2．作用
(1)在細胞水平上：促進細胞伸長生長，誘導細胞分化等。
(2)在器官水平上：影響器官的生長、發育。
3．作用特點
(1)生長素所發揮的作用，因濃度、植物細胞的成熟情況和器官的種類不同而有較大的差異。一般情況
下，生長素在濃度較低時促進生長，在濃度過高時則會抑制生長。
(2)實例：頂端優勢。
【題型示例 3】小明將多顆枇杷種子分別播入不同花盆的土壤中，一段時間后，種子萌發并長成幼苗。圖甲、
乙、丙分別為枇杷幼樹的照片以及對枇杷幼苗的不同處理，圖丁為枇杷不同器官(包括芽、根、莖)對生長素
濃度的反應曲線。以下相關敘述正確的是( )
注：①為頂芽，②③④為側芽
A．圖甲中，生長素由①部位運輸到④部位的過程需要消耗 ATP，若把該幼苗放到太空中則這種運輸不
能進行
B．圖甲的①、②、③、④處生長素的濃度依次遞減，其中①、②部位生長素的效應分別與圖丁中 E、
G 點對應的效應相同
C．圖乙、丙中的現象都能體現生長素作用的兩重性
D．在圖丙枇杷幼苗的莖中，F 側生長素的濃度對應圖丁中的 I 點，則 E 側生長素的濃度在(0,m)的范圍
內
[答案]D．[解析]A、圖甲中，生長素由①部位運輸到④部位為極性運輸的過程，屬于主動運輸，因此
需要消耗 ATP，極性運輸不受重力的影響，故若把該幼苗放到太空中，極性運輸仍然正常進行，A 錯誤；
B、①為頂芽，該部分的生長素濃度為芽的最適濃度，越靠近頂芽的側芽，積累的生長素越多，②處生長素
濃度大于①處，而②、③、④處生長素的濃度依次遞減，圖丁中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線分別表示根、芽、莖三種
器官，圖甲中的①部位為頂芽，該部分的生長素濃度為芽的最適濃度，故與圖丁的 E 點對應的效應相同，③
部位為側芽，其生長受到抑制，而圖丁的 G 點對應的效應為促進芽的生長，B 錯誤；C、圖乙中根的向地
性能體現生長素作用的兩重性，而圖乙中莖的背地性以及圖丙中莖的向光性均不能體現生長素作用的兩重
性，C 錯誤；D、由于根、芽、莖對生長素的敏感性依次降低，圖丁中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線分別表示根、芽、
莖三種器官。圖丙左邊給予單側光，E 側生長素的濃度低于 F 側生長素，都起到促進作用，且 F 側生長素
濃度的促進作用更強，因此在圖丙枇杷幼苗的莖中，F 側生長素的濃度對應圖丁中的 I 點，則 E 側生長素
的濃度在(0,m)的范圍內，才能保證 E 側生長素的濃度促進作用更弱，D 正確 。故選 D。
考法 04 人工處理條件下植物彎曲情況的判斷
1．生長素相關實驗圖解的分析
類別 圖解 相關結果
①直立生長
遮蓋法
②向光生長
①直立生長
暗箱法
②向光(小孔)生長
①向右側生長
②直立生長
插入法
③向光生長
④向光生長
①直立生長
②向左側生長
移植法 ③④中 IAA 的含量 a=b+c，
b>c
⑤向右彎曲生長
①直立生長
②向光生長
旋轉法
③向小孔生長
④莖向心生長，根離心生長
①a=b，c=d，都促進水平生
長
橫置法
②a生長，b 抑制生長
(1)旋轉類規律總結
①盆和盒旋轉類：植物總是彎向與其相對靜止的物體。例如：盆轉時植物獨自運動，沒有相對靜止的
物體，所以直立生長；盒轉時光照相對植物是靜止的，所以朝向光源生長；盆和盒都轉時植物相對盒子(小
孔)是靜止的，絕大多數時間光照被盒子遮擋，不能照射到植物，光照只能從小孔方向照射過來(實質上是植
物間斷性地通過小孔接受光照)，所以朝向小孔生長。
②旋轉器在水平面內旋轉：旋轉影響植物生長素的分布，使外側生長素含量高于內側，又由于根對生
長素的敏感程度高，根將向著外側生長，而莖的生長方向與根相反。
【題型示例 4】用燕麥胚芽鞘及幼苗⑦⑧進行如圖所示的實驗，一段時間后，會引起彎曲現象的是( )
A．②⑤⑦ B．①②③⑤⑧ C．①③④⑥⑦ D．②⑤⑧
[答案]D．[解析]ABCD、①中由于胚芽鞘勻速旋轉，使 a、b 瓊脂塊中的生長素濃度相同，故①直立生
長；②向右彎曲生長；③中錫箔遮住尖端，尖端不能感受單側光刺激，胚芽鞘直立生長；④云母片隔斷了
生長素在尖端的橫向運輸，直立生長；⑤云母片隔斷了右半側的生長素運輸，向右彎曲生長；⑥相當于切
斷了尖端，不生長也不彎曲；⑦只有暗室內的幼苗旋轉，受光均勻，直立生長；⑧裝置整體旋轉，光通過
小孔，胚芽鞘受單側光照射，所以向小孔方向彎曲生長，ABC 不符合題意，D 符合題意。故選 D。
05 深層記憶
1．植物激素
(1)概念：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機
物。
(2)種類：生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯等物質。
(3)功能：作為信息分子，幾乎參與調節植物生長、發育過程中的所有生命活動。
2．生長素的合成、運輸與分布
(1)主要合成部位：芽、幼嫩的葉和發育中的種子。
(2)化學本質：由色氨酸經一系列反應轉變而來，主要為哚乙酸(IAA)。
(3)極性運輸：生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端，而不能反過來運輸，也就是只能單方向地
運輸，稱為極性運輸。極性運輸是一種主動運輸。
(2)非極性運輸：生長素在成熟組織中可以通過輸導組織進行非極性運輸。
3．生長素的生理作用：促進細胞伸長生長、誘導細胞分化等。影響器官的生長、發育，如促進側根和不定
根發生，影響花、葉和果實發育等。一般情況下，生長素在濃度較低時促進生長，在濃度過高時則會抑制
生長，如圖所示。
06 強化訓練
1．1928 年，溫特(F W Went)用實驗證明胚芽鞘尖端有一種促進生長的物質，它能擴散到瓊脂小方塊中，將
處理過的小方塊放到切去頂端的胚芽鞘切面的一側，可以引起胚芽鞘向另一側彎曲生長。下圖為溫特的實
驗示意圖，下列敘述正確的是(　　)
A．實驗中利用瓊脂塊分離出促進細胞分裂的物質并命名為生長素
B．分別在黑暗和光照條件下進行實驗，實驗結果不相同
C．需要設置空白對照組，以排除瓊脂塊對實驗結果的影響
D．去尖端胚芽鞘彎曲側細胞的體積和數量均明顯大于另一側
[答案]C．[解析]A、實驗中沒有將生長素從瓊脂塊中分離出來，溫特只是發現接觸過尖端的瓊脂塊中
有促進生長的物質，并命名為生長素，A 錯誤；B、分別在黑暗和光照條件下進行實驗，實驗結果相同，B
錯誤；C、需要設置空白對照組，用空白瓊脂塊重復以上實驗，以排除瓊脂塊對實驗結果的影響，C 正確；
D、生長素的作用機理在于促進細胞的伸長生長，不促進細胞分裂，故去尖端胚芽鞘彎曲側細胞的體積明顯
大于另一側，數量相同，D 錯誤。故選 C。
2．下列關于生長素的發現實驗以及生長素作用的敘述，正確的是( )
A．達爾文提出，胚芽鞘尖端受單側光刺激后，就向下面的伸長區傳遞“生長素”
B．溫特通過瓊脂塊轉移實驗證明瓊脂塊中的生長素通過主動運輸運進胚芽鞘
C．在莖向光生長過程中，背光側和向光側生長速度不同與背光側的生長素濃度較高有關
D．用適宜濃度的生長素類似物處理已授粉的番茄雌蕊，可促進子房發育成無子果實
[答案]C．[解析]A、達爾文提出，胚芽鞘尖端受單側光刺激后，就向下面的伸長區傳遞“某種影響”，A
錯誤；B、溫特通過瓊脂塊轉移實驗證明瓊脂塊中的物質可以向下運輸，促進下部生長，并未證明通過主動
運輸，B 錯誤；C、在單側光的作用下，生長素由向光側運輸到背光側，導致向光側生長素濃度低于背光側，
向光側生長速度慢，背光側生長速度快，C 正確；D、用適宜濃度的生長素類似物處理未授粉的番茄雌蕊，
可促進子房發育成無子果實，D 錯誤。故選 C。
3．下圖是用燕麥胚芽鞘進行的向光性實驗。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．對比分析圖①②結果，證明生長素是不能透過云母片的
B．圖④和⑤實驗說明瓊脂不會阻止胚芽鞘尖端產生的生長素向下運輸
C．假若將圖②的云母片改換成瓊脂，結果仍然有向光彎曲的現象
D．假若將圖④的瓊脂改換成云母片，結果仍然有向光彎曲的現象
[答案]D．[解析]A、根據題意可知，本實驗中圖①②中云母片可以阻止胚芽鞘頂端產生的生長素往下
運送，證明生長素是不能透過云母片，A 正確；B、據分析可知，圖④和⑤實驗說明瓊脂不會阻止胚芽鞘尖
端產生的生長素向下運輸，B 正確；C、若將圖②的云母片改換成瓊脂，在單側光的作用下，生長素發生橫
向運輸，結果仍然有向光彎曲的現象，C 正確；D、假若將圖④的瓊脂改換成云母片，云母片可以阻止胚芽
鞘頂端產生的生長素往下運送，結果不生長不彎曲，D 錯誤。故選 D。
4．19 世紀末，達爾文用燕麥的胚芽鞘進行以下實驗。有關敘述錯誤的是( )
A．實驗①②對照可說明胚芽鞘彎曲生長與尖端有關
B．實驗①②③提示胚芽鞘尖端能夠感受單側光刺激
C．若實驗④增加尖端下部遮光處理則實驗結果不變
D．實驗③④對照可排除單側光對胚芽鞘生長的影響
[答案]D．[解析]A、實驗①和實驗②的區別在于有無尖端，①有尖端，胚芽鞘向光彎曲生長，②沒有
尖端，胚芽鞘沒有表現出向光彎曲生長，說明胚芽鞘的向光彎曲生長與尖端有關，A 正確；B、實驗①有尖
端，胚芽鞘能感受單側光從而向光彎曲生長；實驗②沒有尖端，胚芽鞘沒有表現出向光彎曲生長，說明胚
芽鞘未感受到單側光刺激；實驗③中尖端套上不透光小帽后胚芽鞘直立生長，綜上所述可說明胚芽鞘能夠
感受單側光刺激的部位是尖端，B 正確；C、與實驗③相比，實驗④中尖端套上透光小帽，胚芽鞘向光彎曲
生長，進一步證明感受單側光刺激的部位是尖端，而不是尖端下部，因此若實驗④增加尖端下部遮光處理
則實驗結果不變，C 正確；D、實驗③④均在尖端套上小帽，實驗④為透光小帽，與實驗③對照可排除小帽
對胚芽鞘生長的影響，D 錯誤。故選 D。
5．某同學做了下圖所示的甲、乙兩組實驗，從實驗結果可以直接得出的結論是(　　)
A．生長素只能從形態學上端向形態學下端運輸
B．單側光照射能夠引起生長素不均勻分布
C．生長素有促進胚芽鞘生長的生理作用
D．感受單側光刺激的部位是胚芽鞘尖端
[答案]C．[解析]A、圖中甲、乙幼苗的形態學位置是相同的，不能體現生長素只能從形態學上端向形
態學下端運輸，A 錯誤；B、圖中幼苗直立生長，沒有體現單側光照射引起生長素分布不均勻，B 錯誤；
C、該實驗的自變量是瓊脂塊中生長素的有無，由于甲幼苗直立生長，說明生長素能促進幼苗生長，C 正確；
D、圖中用的是切去尖端的胚芽鞘，所以無法體現感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，D 錯誤。故選 C。
6．如圖所示，a、b、c 為對胚芽鞘做不同處理的實驗，d 為一植株被紙盒罩住，紙的一側開口，有單側光照。
下列描述中合理的是( )
A．圖 a 中植物尖端發生生長素的橫向運輸，植物向光彎曲生長
B．圖 b 中植物向光側生長素多，植物向光彎曲生長
C．圖 c 中植物背光彎曲生長
D．圖 d 中如果將植物固定不動，僅紙盒旋轉，則植株向小孔彎曲生長
[答案]C．[解析]A、a 生長素不能通過玻璃片橫向運輸，a 直立生長，A 錯誤；B、b 生長素可以穿過瓊
脂片，單側光照會引起生長素分布不均勻使背光側生長素多，胚芽鞘向光彎曲生長，B 錯誤；C、c 由于含
生長素的瓊脂塊放在向光側，因此去尖端的胚芽鞘背光彎曲生長，C 正確；D、d 如果只轉動盒子，胚芽鞘
會向右(單側光)彎曲生長，D 錯誤。故選 C。
7．將生長狀況相同的胚芽鞘尖端切下來，用不能透過生長素的薄玻璃片分割，放在瓊脂切塊上，實驗處理
及收集到的生長素(IAA)的含量如圖所示。下列相關說法正確的是(　　)
A．a 與 b 對照說明薄玻璃片不影響生長素的橫向運輸
B．b 與 c 對照說明瓊脂切塊影響生長素的運輸
C．c 與 d 對照說明單側光照射促使生長素向背光側轉移
D．該實驗說明了生長素的產生部位是胚芽鞘尖端
[答案]C．[解析]A、由于沒有增加不插薄玻璃片的對照組，因此不能獲得該結論，A 錯誤；B、b 與ｃ兩組
實驗中瓊脂快中收集到的生長素均為 40 單位，不能說明瓊脂切塊影響生長素的運輸，B 錯誤；C、c 胚芽
鞘和瓊脂塊中間被玻璃板隔開，阻止了生長素從向光側往背光側運輸，而兩側瓊脂塊中收集的生長素一樣
多，均為 20 單位，說明向光側生長素未被分解；d 胚芽鞘尖端未隔開，胚芽鞘下部和瓊脂塊被玻璃板隔開，
結果背光側瓊脂收集生長素(30 單位)高于向光側(10 單位)，說明單側光照射下，向光側的生長素向背光側
轉移，C 正確；D、由于沒有增加胚芽鞘尖端以下部位的對照組，不能確定尖端以下部位不能產生生長素，
D 錯誤。故選 D。
8．在沒有應用外源生長素的情況下，科學家測量了去掉尖端的胚芽鞘的生長情況，結果顯示，去掉尖端的
胚芽鞘依然可以生長。在去除尖端的 105min 內，其生長速率不斷下降；過了這段時間之后，生長速率迅速
增加，并且達到一個相對穩定的水平，這是由于去掉尖端的胚芽鞘接近尖端的部分產生了生長素，這部分
區域相當于“生理性尖端”。下列敘述正確的是( )
A．生長素作為植物體生長不可或缺的條件可加速細胞的分裂和伸長生長
B．前期胚芽鞘的生長是由去掉尖端之后存留在胚芽鞘內的生長素引起的
C．“生理性尖端”利用酪氨酸合成的生長素會從形態學上端運輸到形態學下端
D．若對“生理性尖端”進行單側光處理，由于生長素作用的兩重性導致胚芽鞘彎曲生長
[答案]B 是[解析]A、生長素作為植物體生長不可或缺的條件可加速細胞的伸長生長，但不能促進細胞
分裂，A 錯誤；B、生長素是在胚芽鞘尖端產生的，去掉胚芽鞘尖端無法合成生長素，前期胚芽鞘的生長是
由于去掉尖端之后存留在胚芽鞘內的生長素引起的，B 正確；C、生長素是由色氨酸經過一系列轉化合成的，
C 錯誤；D、若對“生理性尖端”進行單側光處理，胚芽鞘會彎曲生長，但不能體現生長素的兩重性，因為向
光側和背光側都是促進生長，D 錯誤。故選 B。
9．下圖是關于胚芽鞘向光性及其相關的實驗示意圖，M、N 是瓊脂塊，分析正確的是( )
A．甲圖胚芽鞘尖端在單側光下生長素只進行橫向運輸
B．乙圖 M、N 處理的一端可以是胚芽鞘的形態學下端
C．分析可知，生長素含量 M＜N 與單側光照作用于尖端有關
D．M 側生長較慢，N 側生長較快，體現了生長素的兩重性
[答案]C．[解析]A、甲圖生長素不僅進行橫向運輸也進行極性運輸，A 錯誤；B、生長素只能從形態學
上端運輸到形態學下端，乙圖 M、N 處理的一端是形態學上端，B 錯誤；C、生長素在光照作用下發生橫
向運輸，從向光一側運輸到背光一側，故 N 側生長素濃度大于 M 側，C 正確；D、M、N 側都表現為促進
生長，沒有體現生長素的兩重性，D 錯誤。故選 C。
10．黃瓜種子萌發時，下胚軸頂端形成彎鉤(頂勾)，在破土而出時起到保護子葉與頂端分生組織的作用，可
通過測量植株頂勾彎曲處內外兩側的細胞長度來比較頂勾彎曲度。經研究表明，重力是觸發幼苗頂端彎鉤
形成的起始信號，那么在下胚軸形成彎鉤過程中，生長素來源及作用特點是( )
A．頂勾 促進細胞伸長 B．子葉 體現兩重性
C．頂端 促進細胞伸長 D．頂端 體現兩重性
[答案]D．[解析]A、在下胚軸形成彎鉤過程中，生長素來源于下胚軸頂端分生組織，受重力影響在頂
勾彎內側生長素分布多，抑制內側細胞生長，外側生長素分布少，促進外側細胞生長，導致下胚軸頂端形
成彎鉤(頂勾)，A 錯誤；B、在下胚軸形成彎鉤過程中，生長素來源于頂端分生組織而不是子葉，B 錯誤；
CD、在下胚軸形成彎鉤過程中，生長素來源于頂端分生組織，促進頂勾彎外側細胞生長，抑制頂勾彎內側
細胞生長，體現了生長素的兩重性，C 錯誤，D 正確。故選 D。
11．豌豆種子剛萌發時，只有一個主莖，沒有側枝；切除主莖頂端，常會長出甲、乙兩個側枝(圖①)。若將
甲的頂芽切除后，甲、乙的側芽均無明顯生長(圖②)；若同時切除甲、乙的頂芽，其側芽均明顯生長(圖③)。
圖②實驗中甲的側芽未明顯生長最合理的假說是( )
A．甲枝的側芽因其頂芽被切除而缺少生長素
B．甲枝的側芽自身產生的 IAA 過多導致其死亡
C．乙枝頂芽產生的 IAA 通過極性運輸運到甲枝的側芽抑制其生長
D．乙枝頂芽產生的 IAA 運至根尖誘導生成的抑制性物質向上運輸至甲枝的側芽
[答案]D．[解析]A、若“甲枝的側芽因其頂芽被切除而缺少生長素”成立的話，那么乙枝頂芽沒有切除，
乙枝的側芽應該生長，這與實驗結果矛盾，A 錯誤；B、與③結果比較，甲枝的側芽自身產生的 IAA 過多
導致其死亡不成立，B 錯誤；C、將甲的頂芽切除后，甲、乙的側芽均無明顯生長，所以乙側枝頂芽產生的
IAA 不能運到甲的側芽，C 錯誤；D、乙枝頂芽產生的 IAA 誘導生成的抑制性物質運輸至甲枝的側芽，抑
制其生長，D 正確。故選 D。
12．豌豆苗橫放一段時間后的生長狀況如圖甲；用不同濃度的生長素溶液處理豌豆幼苗莖切段，其長度變
化如圖乙；棉花、蘋果等枝條去除頂芽后的生長狀況如圖丙。下列有關說法正確的是( )
A．題中三組實驗均可證明生長素的作用具有濃度較低時促進，濃度過高時抑制的特點
B．圖丙中的去頂操作有利于側枝的生長，但是不利于棉花產量的提高
C．由圖乙可知，促進豌豆幼苗莖切段生長的最適生長素濃度是 400mg·L-1
D．圖甲中 a、b、c 三處的生長素均具有促進作用
[答案]D．[解析]A、圖乙中，生長素的濃度最大時，豌豆幼苗莖切段比對照組的長，沒有體現生長素
的兩重性(濃度較低時促進，濃度過高時抑制)，A 錯誤；B、圖丙中對棉花去頂，有利于棉花側枝的生長，
有利于側枝結棉桃，從而提高棉花的產量，B 錯誤；C、由圖乙可知，促進豌豆幼苗莖切段生長的最適生長
素濃度在 200mg/L~600mg/L 之間，不一定是 400mg/L，C 錯誤；D、植物水平放置時，由于受到重力的影
響，莖/根的近地側的生長素濃度高于遠地側的。莖的 a、b 處的生長素具有促進莖伸長的作用。由于根對
生長素較敏感，因此 c 處的生長素具有促進根伸長的作用，d 處的生長素抑制根的伸長，D 正確。故選 D。
13．如圖表示施用 IAA(吲哚乙酸)對某種植物主根長度及側根數的影響。下列敘述正確的是( )
A．促進側根數量增加的 IAA 溶液，會抑制主根的伸長
B．將未施用 IAA 的植株除去部分芽和幼葉，會導致側根數量增加
C．施用 IAA 對主根長度的作用表現為低濃度促進、高濃度抑制
D．與施用 10-4mol L-1的 IAA 相比，未施用的植株主根短而側根數量多
[答案]A．[解析]A、以左圖 IAA 濃度為 0 時為對照，主根長度低于 100%的長度即為抑制生長，顯
然促進側根數量增加的 IAA 溶液濃度會抑制主根的伸長，A 正確；B、參照右圖中植物體內生長素的運輸
方向，若除去部分芽和幼葉，則地上向根部運輸的 IAA 量會減少， 此時運輸到根部的 IAA 將會低于中
圖的對照組，由此圖可知，將未施用 IAA 的植株除去部分芽和幼葉時，對于側根的誘導呈下降趨勢，即
導致側根數目減少，B 錯誤；C、從圖中分析，與 IAA 濃度為 0 相對比，施用 IAA 對主根長度起抑制作用，
C 錯誤；D、對照前 2 幅圖中 IAA 濃度為 0 和 10-4mol L-1分析，未施用 IAA 的植株主根長、側根數少，
D 錯誤。故選 A。
14．研究人員對生理狀況相同的水稻的根用不同強度的單側光照射相同時間后，生長狀況如圖 1 所示，黑
暗、弱光，強光條件下測得的 α 分別為 0°、17.5°、35.5°。已知光照不會影響生長素的合成，研究人員測定
不同處理后根尖向光側和背光側的生長素含量，結果如圖 2.所示。以下分析不正確的是( )
A．由圖 1 結果可知，水稻根具有背光生長的特性
B．與弱光相比，強光對生長素分布的影響程度更大
C．水稻根向光側生長素含量下降僅與生長素向背光側運輸有關
D．水稻根在單側光照射后的生長狀況可能與生長素對根作用的兩重性有關
[答案]C．[解析]A、由題干信息可知，黑暗、弱光，強光條件下測得的 α 分別為 0°、17.5°、35.5°，這
一結果體現了根具有背光生長的特性，A 正確；B、根據彎曲角度可知，與弱光相比，強光對生長素分布的
影響程度更大，B 正確；C、分析圖 2 可知，黑暗條件下兩側生長素的總量為 700ng·g-1，而弱光、強光條
件下生長素的總量分別為 539.8ng·g-1(138.2+401.6)、506.6ng·g-1(92.2+414.4)，推測單側光可能引起向光側生
長素的分解；弱光、強光條件下背光側生長素的含量分別為 401.6ng·g-1、414.4ng·g-1，均大于黑暗條件下的
一側生長素含量 350ng·g-1，故推知單側光引起了生長素的橫向運輸，部分生長素由向光側向背光側運輸；
故水稻根向光側生長素含量下降與兩方面有關(單側光可能引起向光側生長素的分解、單側光引起了生長素
的橫向運輸)，C 錯誤；D、由題圖分析可知，單側光照射后，水稻根向光側生長素含量少，生長快，背光
側生長素含量多，反而生長慢，說明生長素對根作用有兩重性，D 正確。故選 C。
15．某興趣小組對生長素相關應用和研究非常感興趣，并對以下問題進行討論：
(1)茶文化在中國源遠流長，采茶主要集中在春、秋兩季。隨著采摘批次的增加，新芽的數量大大增加，
從生長素調節的角度看，原因是______________________________。
(2)下列四個圖中，能正確反映生長素濃度與芽位置關系的是(側芽 1、側芽 2、側芽 3 分別表示距頂芽
的距離由近到遠)________。
A． B．
C． D．
(3)番茄營養豐富，若正常傳粉形成幼果后，用高濃度生長素噴灑幼果，可能出現的是( )
A．種子明顯增多 B．形成無籽果實
C．部分果實脫落 D．果實較大
(4)下面是研究生長素的三組實驗設計示意圖。
①根據實驗 1 結果可知，切除尖端的幼苗，向左彎曲生長，其生長素最終來自
_____________________。
②如果實驗 1 是為了研究幼苗尖端能產生生長素，且能促進幼苗下端生長，應補充的對照實驗是
_________________________。
③實驗 2 中有一處明顯的錯誤，改正為_____________________。
[答案](1)解除了頂端優勢(解除了頂端產生的生長素對側芽的抑制)
(2)B
(3)C
(4) 幼苗尖端 將未接觸過幼苗尖端的瓊脂塊，放在切去尖端的幼苗切面右側(對照組為空白瓊脂塊，
其他與實驗組相同) 實驗結果為幼苗向左彎曲生長
[解析](1)采茶的過程中，去掉了頂芽，解除了頂端優勢，側芽部位生長素濃度降低，促進側芽生長，
故隨著采摘批次的增加，新芽的數量大大增加。
(2)頂芽產生的生長素會相側芽部位運輸，距離頂芽越近的側芽生長素濃度越高，受抑制越嚴重，對應 B
圖。綜上所述，ACD 不符合題意，B 符合題意。故選 B。
(3)生長素的作用具有兩重性，既能促進生長，也能抑制生長，據此可推測，用高濃度生長素噴灑幼果，
可能會導致幼果生長受到抑制，進而導致果實脫落，即 C 正確 。
故選 C。
(4)①根據實驗 1 結果可知，切除尖端的幼苗，幼苗尖端產生的生長素運輸到瓊脂塊上，瓊脂塊中的生
長素進入尖端下部右側，右側生長速度快，進而出現向左彎曲生長。
②要研究幼苗尖端能產生生長素，且能促進幼苗下端生長，實驗的自變量應該是有無接觸過尖端的瓊
脂塊，故應該設置對照組即將未接觸過幼苗尖端的瓊脂塊，放在切去尖端的幼苗切面右側，觀察胚芽鞘的
生長狀況。
③實驗 2 中，生長素分布不均勻，右側含量高，生長速度快，故應該向左彎曲生長。
16．為探究不同波長的光對大麥胚芽鞘向光性的影響，研究者選擇長度相同、生長狀況相近的兩組大麥胚
芽鞘，分別用紅光和藍光進行單側照射，隨后在不同時間測量胚芽鞘向光側和背光側的長度，結果如下表：
時間/分長度增加值/mm
30 60 90 120
處理
向光側 0.20 0.40 0.60 0.80
紅光
背光側 0.20 0.40 0.60 0.80
向光側 0.20 0.26 0.33 0.42
藍光
背光側 0.20 0.55 0.90 1.22
(1)藍光照射的 30 分鐘內，大麥胚芽鞘沒有表現出向光性，原因是引起向光性的__________(填激素名稱)在
__________產生，而起作用的部位是__________，其轉運和引起生理作用需要一定的時間。
(2)由實驗結果可知單側紅光照射__________(填“能”或“不能”)使大麥胚芽鞘表現出向光性。若在單側紅光照
射處理的同時，在大麥胚芽鞘的向光側涂抹適宜濃度的赤霉素，該胚芽鞘將__________(填“向光”或“背光”)
彎曲生長，從細胞水平分析，該過程中赤霉素的作用是__________。
[答案](1) 生長素 尖端 尖端以下部位(或伸長區)
(2) 不能 背光 促進細胞伸長(或促進細胞生長)
[解析](1)生長素分布不均能引起植物產生向光性，在單側光的照射下，尖端產生的生長素向背光側運
輸造成分布不均，生長素繼續從尖端向下進行極性運輸，導致伸長區背光側生長素濃度更高，背光側生長
較快，植物向光彎曲生長。藍光照射的 30 分鐘內，大麥胚芽鞘沒有表現出向光性，說明其轉運和引起生理
作用需要一定的時間。
(2)由實驗結果可知，無論單側紅光照射多長時間，背光側的生長素濃度始終和向光側相等，因此單側
紅光照射不能使大麥胚芽鞘表現出向光性。若在單側紅光照射處理的同時，在大麥胚芽鞘的向光側涂抹適
宜濃度的赤霉素，由于赤霉素具有促進細胞伸長(生長)的作用，因此該胚芽鞘將背光彎曲生長。5.1 植物生長素
01 學習目標
課程標準 學習目標
概述生長素的發現歷程相關實驗的 1．了解生長素的發現過程，理解科學家經典實驗的方法。
結論，揭示了它在調節植物生長時表 2．簡述生長素的合成、運輸和分布，認同科學探究的一般過程。
現出兩重性，既能促進生長，也能抑 3．舉例說明生長素的生理功能及特點，及植物生長調節劑在農業生
制生長。 產上的應用。
02 吃透教材
溫馨提示：請先預習通讀課本
(一)基礎知識梳理 識必備
一、生長素的發現過程
1．達爾文實驗：
(1)植物的向光性：在受到 的照射下，植物朝向光源方向生長的現象。
(2)實驗過程
實
實驗過程 現象 實驗結論
驗
① 生長
② 生長
胚芽鞘尖端受 刺激后，就向下面的伸長區傳遞某種
“影響”，造成伸長區背光面比向光面生長 ，因而使
③ 生長 胚芽鞘出現 彎曲
④ 生長
2．鮑森·詹森實驗：
(1)實驗過程與現象：
切去胚芽鞘尖端 。
胚芽鞘尖端下部放瓊脂片 。
(2)實驗結論：胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給 。
3．拜爾實驗：
(1)實驗過程與現象：
切去胚芽鞘尖端，移至一側，置于黑暗中培養，胚芽鞘向放尖端的 。
(2)實驗結論：胚芽鞘彎曲生長的原因是尖端產生的影響在其下部分布 造成的。
4．溫特實驗
a．實驗過程與現象
b．實驗結論：胚芽鞘彎曲生長是由一種化學物質引起的，并把這種物質命名為⑧ 。
5．1946 年，科學家從高等植物中分離出生長素，并確認其化學本質為 (IAA)。
二、生長素的合成、運輸與分布
6．合成部位：幼嫩的葉、芽和 ，由 轉變而來。
7．運輸
(1)方式：
①胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素從 到 ，稱為 。也是一種 。
②成熟組織中，生長素進行 。
(2)分布：相對集中分布在 的部分。
三、生長素的生理作用
8．作用方式：給細胞傳達 ，起著調節細胞生命活動的作用。
9．生理作用
(1)細胞水平上：促進 、誘導 等。
(2)器官水平上：影響器官的 。
10．作用特點
(1)生長素所發揮的作用，因 、植物細胞的成熟情況和 而有較大的差異。
(2)一般情況下，生長素在濃度較 時促進生長，在濃度 時則會抑制生長。
(二)課前聚焦 抓重點
植物向光性的原因是什么？
生長素具有什么作用？
生長素的發現過程給你什么啟示？
什么是植物激素？
03 知識精講
知識點 01 生長素的發現過程
1．19 世紀末，達爾文(C.R.Darwin，1809 一 1882)和他的兒子的實驗
(1)實驗材料：金絲雀虉草胚芽鞘。
(2)實驗處理及現象
(3)實驗分析：A 為對照組，B、C、D 為實驗組。A、B 組對照，說明胚芽鞘的向光性與胚芽鞘尖端有
關；C、D 組與 A 組對照，說明植物的感光部位在胚芽鞘尖端，而使胚芽鞘向光彎曲部位是尖端下部的伸長
區。
(4)實驗結論：胚芽鞘尖端受單側光刺激后，向下面的伸長區傳遞某種“影響”，造成伸長區背光面比向
光面生長快，因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。
2．1913 年，鮑森·詹森(P．Boysen—Jensen)的實驗
(1)實驗處理及現象
A 組：切去胚芽鞘尖端+單側光→不生長也不彎曲 B 組：胚芽鞘尖端和下面部分之間插入瓊脂片+單側
光→向光彎曲生長
(2)實驗結論：胚芽鞘尖端產生的“影響”可透過瓊脂片傳遞給下部。
3．1918 年，拜爾(A.Paal)的實驗
A 組：切取胚芽鞘尖端移至左側+黑暗→向右側彎曲生長 B 組：切取胚芽鞘尖端移至右側+黑暗→向左
側彎曲生長
(2)實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長，是由尖端產生的影響在其下部分布不均勻造成的。
4．1926 年，荷蘭科學家溫特(F．W．Went)的實驗
(1)實驗處理及現象
實驗組處理：把接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘向對側彎曲生長。
對照組處理：把未接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放于切去尖端的燕麥胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘不生長也不彎曲。
(2)實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長確實是由一種化學物質引起的。溫特認為這可能是一種和動物激素類
似的物質，并把這種物質命名為生長素。
5．生長素的確認
1934 年，科學家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學物質吲哚乙酸(IAA)；生長素在植物體內
含量極少，直到 1946 年人們才從高等植物中分離出生長素，并確認它也是 AA。植物體內具有生長素效應
的物質除 IAA 外，還有苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(BA)等，它們都屬于生長素。
6．植物向光性的解釋
單側光照射后，胚芽鞘背光一側的生長素含量多于向光一側，因而引起兩側的生長不均勻(背光側生長
快)，從而造成向光彎曲。
7．植物激素
(1)概念：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機
物。
(2)種類：生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯等物質。
(3)功能：作為信息分子，幾乎參與調節植物生長、發育過程中的所有生命活動。
(4)三個主要特點
①植物細胞內代謝產生(無專門分泌器官)：
②能從產生部位運輸到作用部位(運輸方式和速度因激素種類、植物種類和器官種類不同而不同)；
③微量、高效的有機物。
知識點 02 生長素的合成、運輸與分布
1．合成
(1)主要合成部位：芽、幼嫩的葉和發育中的種子。
(2)來源：由色氨酸經一系列反應轉變而來，分子大小與氨基酸類似。
(3)化學本質：主要為哚乙酸(IAA)，還有苯乙酸(PPA)、哚丁酸(BA)等。
2．運輸
(1)極性運輸：生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端，而不能反過來運輸，也就是只能單方向地
運輸，稱為極性運輸。極性運輸是一種主動運輸。
(2)非極性運輸：生長素在成熟組織中可以通過輸導組織進行非極性運輸。
3．分布：生長素在植物體各器官中都有分布，但相對集中地分布在生長旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖
的分生組織、形成層、發育中的種子和果實等處。生長素在趨向衰老的組織和器官中含量較少。總體來說，
生長素的分布是產生部位＜積累部位，如頂芽＜側芽、分生區＜伸長區：生長旺盛的部位＞衰老組織，如
生長點＞老根。
知識點 03 生長素的生理作用
1．生長素的生理作用
(1)細胞水平：促進細胞伸長生長、誘導細胞分化等。
(2)器官水平：影響器官的生長、發育，如促進側根和不定根發生，影響花、葉和果實發育等。
(3)作用途徑：生長素與細胞內特異性受體蛋白結合→細胞內一系列信號轉導→
特定的基因表達→產生效應
(4)作用方式：不直接參與細胞代謝，不為細胞提供能量，不構成細胞結構，不催化化學反應，而是給
細胞傳達信息，起調節細胞生命活動的作用。
2．生長素的作用特點
研究發現，生長素所發揮的作用，因濃度、植物細胞的成熟情況和器官的種類不同而有較大的差異。
(1)生長素濃度：一般情況下，生長素在濃度較低時促進生長，在濃度過高時則會抑制生長，如圖所示。
(2)植物細胞的成熟情況：幼嫩的細胞對生長素敏感，衰老的細胞則比較遲鈍。
(3)器官的種類：不同器官對生長素的敏感程度也不一樣，根對生長素最敏感，莖對生長素的敏感性最
差，芽對生長素的敏感性介于根與莖之間，如圖所示。
(4)植物種類：一般情況下，雙子葉植物對生長素的敏感程度高于單子葉植物，如圖所示。
可用適宜濃度的生長素來清除單子葉農作物田中的雙子葉雜草。
3．植物的頂端優勢及其應用
(1)概念：植物的頂芽優先生長而側芽生長受到抑制的現象。
(2)原因
頂芽產生的生長素向下運輸，在側芽處積累，側芽處生長素濃度過高，生長受到抑制，而頂芽處生長
素濃度適宜，生長較快。
(3)解除方法：：摘除頂芽，使側芽處生長素濃度降低，側芽萌動、加快生長。
(4)應用：如適時摘除棉花的頂芽，解除頂端優勢，以促進側芽的發育，從而使其多開花、多結果。果
園藝師會適時修剪景觀樹木，讓樹木發出更多的側枝，使樹型圓潤、豐滿。
(5)意義：植物可以盡快長高，在生存競爭中獲得優勢。
4．影響生長素濃度變化及作用結果的因素分析
04 題型考法
考法 01 與生長素發現有關的實驗
1．達爾文實驗
(1)發現問題：植物的向光性，即在單側光的照射下，植物朝向光源方向生長的現象。
(2)實驗處理及現象
(3)結論：胚芽鞘的尖端受單側光刺激后，向下面的伸長區傳遞了某種“影響”，造成伸長區背光面比向
光面生長快，因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。
2．鮑森·詹森實驗
(1)過程及現象
實驗 1：切去胚芽鞘尖端＋單側光→不生長不彎曲。
實驗 2：胚芽鞘尖端和下面部分之間插入瓊脂片＋單側光→彎向光源生長。
(2)結論：胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部。
3．拜爾實驗
(1)實驗證明：胚芽鞘的彎曲生長，是因為尖端產生的影響在其下部分布不均勻造成的。
(2)鮑森·詹森實驗和拜爾實驗初步證明尖端產生的影響可能是一種化學物質，這種化學物質在胚芽鞘尖
端以下部位的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。
4．溫特的實驗
(1)實驗組——A
處理：把接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘會朝對側彎曲生長。
(2)對照組——B
處理：把未接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側。
現象：胚芽鞘既不生長也不彎曲。
(3)實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長確實是由一種化學物質引起的。溫特把其命名為生長素。
5．1934 年，科學家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學物質——吲哚乙酸。1946 年，科學家從
高等植物中分離出生長素。
6．植物向光性的原因：生長素分布不均勻造成的。
7．植物激素：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機
物。
【題型示例 1】如圖是關于生長素發現的實驗過程，請結合所學知識判斷，下列說法錯誤的是(　　)
A．上述實驗排序②③⑤①④，就是科學家發現植物生長素的科研實驗順序
B．⑤所表示的實驗驗證的結論是胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部
C．④所表示的實驗單一變量是瓊脂塊是否與胚芽鞘尖端接觸過
D．實驗①②③都能驗證單側光照射能夠引起胚芽鞘尖端產生的刺激(物質)發生橫向移動
考法 02 生長素的合成、運輸與分布
1．合成部位：幼嫩的葉、芽和發育中的種子，由色氨酸轉變而來。
2．運輸
(1)方式：主動運輸。
(2)
3．分布：相對集中分布在生長旺盛的部分。
【題型示例 2】為了探究生長素的作用，將去尖端的玉米胚芽鞘切段隨機分成兩組，實驗組胚芽鞘上 端一
側放置含有適宜濃度 IAA 的瓊脂塊，對照組胚芽鞘上端同側放置不含 IAA 的瓊脂塊， 兩組胚芽鞘下端
的瓊脂塊均不含 IAA。兩組胚芽鞘在同樣條件下，在黑暗中放置一段時 間后，對照組胚芽鞘無彎曲生長，
實驗組胚芽鞘發生彎曲生長，如圖所示。根據實驗結 果判斷，下列敘述不正確的是( )
A．胚芽鞘 b 側的 IAA 含量與 b 側的不同
B．胚芽鞘 b 側與胚芽鞘 c 側的 IAA 含量相同
C．胚芽鞘 b 側細胞能運輸 IAA 而 c 側細胞不能
D．瓊脂塊 d 從 a 中獲得的 IAA 量小于 a 的輸出量
考法 03 生長素的生理作用
1．作用方式：給細胞傳達信息，起著調節細胞生命活動的作用。
2．作用
(1)在細胞水平上：促進細胞伸長生長，誘導細胞分化等。
(2)在器官水平上：影響器官的生長、發育。
3．作用特點
(1)生長素所發揮的作用，因濃度、植物細胞的成熟情況和器官的種類不同而有較大的差異。一般情況
下，生長素在濃度較低時促進生長，在濃度過高時則會抑制生長。
(2)實例：頂端優勢。
【題型示例 3】小明將多顆枇杷種子分別播入不同花盆的土壤中，一段時間后，種子萌發并長成幼苗。圖甲、
乙、丙分別為枇杷幼樹的照片以及對枇杷幼苗的不同處理，圖丁為枇杷不同器官(包括芽、根、莖)對生長素
濃度的反應曲線。以下相關敘述正確的是( )
注：①為頂芽，②③④為側芽
A．圖甲中，生長素由①部位運輸到④部位的過程需要消耗 ATP，若把該幼苗放到太空中則這種運輸不
能進行
B．圖甲的①、②、③、④處生長素的濃度依次遞減，其中①、②部位生長素的效應分別與圖丁中 E、
G 點對應的效應相同
C．圖乙、丙中的現象都能體現生長素作用的兩重性
D．在圖丙枇杷幼苗的莖中，F 側生長素的濃度對應圖丁中的 I 點，則 E 側生長素的濃度在(0,m)的范圍
內
考法 04 人工處理條件下植物彎曲情況的判斷
1．生長素相關實驗圖解的分析
類別 圖解 相關結果
①直立生長
遮蓋法
②向光生長
①直立生長
暗箱法
②向光(小孔)生長
①向右側生長
②直立生長
插入法
③向光生長
④向光生長
①直立生長
②向左側生長
移植法 ③④中 IAA 的含量 a=b+c，
b>c
⑤向右彎曲生長
①直立生長
②向光生長
旋轉法
③向小孔生長
④莖向心生長，根離心生長
①a=b，c=d，都促進水平生
長
橫置法
②a生長，b 抑制生長
(1)旋轉類規律總結
①盆和盒旋轉類：植物總是彎向與其相對靜止的物體。例如：盆轉時植物獨自運動，沒有相對靜止的
物體，所以直立生長；盒轉時光照相對植物是靜止的，所以朝向光源生長；盆和盒都轉時植物相對盒子(小
孔)是靜止的，絕大多數時間光照被盒子遮擋，不能照射到植物，光照只能從小孔方向照射過來(實質上是植
物間斷性地通過小孔接受光照)，所以朝向小孔生長。
②旋轉器在水平面內旋轉：旋轉影響植物生長素的分布，使外側生長素含量高于內側，又由于根對生
長素的敏感程度高，根將向著外側生長，而莖的生長方向與根相反。
【題型示例 4】用燕麥胚芽鞘及幼苗⑦⑧進行如圖所示的實驗，一段時間后，會引起彎曲現象的是( )
A．②⑤⑦ B．①②③⑤⑧ C．①③④⑥⑦ D．②⑤⑧
05 深層記憶
1．植物激素
(1)概念：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機
物。
(2)種類：生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯等物質。
(3)功能：作為信息分子，幾乎參與調節植物生長、發育過程中的所有生命活動。
2．生長素的合成、運輸與分布
(1)主要合成部位：芽、幼嫩的葉和發育中的種子。
(2)化學本質：由色氨酸經一系列反應轉變而來，主要為哚乙酸(IAA)。
(3)極性運輸：生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端，而不能反過來運輸，也就是只能單方向地
運輸，稱為極性運輸。極性運輸是一種主動運輸。
(2)非極性運輸：生長素在成熟組織中可以通過輸導組織進行非極性運輸。
3．生長素的生理作用：促進細胞伸長生長、誘導細胞分化等。影響器官的生長、發育，如促進側根和不定
根發生，影響花、葉和果實發育等。一般情況下，生長素在濃度較低時促進生長，在濃度過高時則會抑制
生長，如圖所示。
06 強化訓練
1．1928 年，溫特(F W Went)用實驗證明胚芽鞘尖端有一種促進生長的物質，它能擴散到瓊脂小方塊中，將
處理過的小方塊放到切去頂端的胚芽鞘切面的一側，可以引起胚芽鞘向另一側彎曲生長。下圖為溫特的實
驗示意圖，下列敘述正確的是(　　)
A．實驗中利用瓊脂塊分離出促進細胞分裂的物質并命名為生長素
B．分別在黑暗和光照條件下進行實驗，實驗結果不相同
C．需要設置空白對照組，以排除瓊脂塊對實驗結果的影響
D．去尖端胚芽鞘彎曲側細胞的體積和數量均明顯大于另一側
2．下列關于生長素的發現實驗以及生長素作用的敘述，正確的是( )
A．達爾文提出，胚芽鞘尖端受單側光刺激后，就向下面的伸長區傳遞“生長素”
B．溫特通過瓊脂塊轉移實驗證明瓊脂塊中的生長素通過主動運輸運進胚芽鞘
C．在莖向光生長過程中，背光側和向光側生長速度不同與背光側的生長素濃度較高有關
D．用適宜濃度的生長素類似物處理已授粉的番茄雌蕊，可促進子房發育成無子果實
3．下圖是用燕麥胚芽鞘進行的向光性實驗。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．對比分析圖①②結果，證明生長素是不能透過云母片的
B．圖④和⑤實驗說明瓊脂不會阻止胚芽鞘尖端產生的生長素向下運輸
C．假若將圖②的云母片改換成瓊脂，結果仍然有向光彎曲的現象
D．假若將圖④的瓊脂改換成云母片，結果仍然有向光彎曲的現象
4．19 世紀末，達爾文用燕麥的胚芽鞘進行以下實驗。有關敘述錯誤的是( )
A．實驗①②對照可說明胚芽鞘彎曲生長與尖端有關
B．實驗①②③提示胚芽鞘尖端能夠感受單側光刺激
C．若實驗④增加尖端下部遮光處理則實驗結果不變
D．實驗③④對照可排除單側光對胚芽鞘生長的影響
5．某同學做了下圖所示的甲、乙兩組實驗，從實驗結果可以直接得出的結論是(　　)
A．生長素只能從形態學上端向形態學下端運輸
B．單側光照射能夠引起生長素不均勻分布
C．生長素有促進胚芽鞘生長的生理作用
D．感受單側光刺激的部位是胚芽鞘尖端
6．如圖所示，a、b、c 為對胚芽鞘做不同處理的實驗，d 為一植株被紙盒罩住，紙的一側開口，有單側光照。
下列描述中合理的是( )
A．圖 a 中植物尖端發生生長素的橫向運輸，植物向光彎曲生長
B．圖 b 中植物向光側生長素多，植物向光彎曲生長
C．圖 c 中植物背光彎曲生長
D．圖 d 中如果將植物固定不動，僅紙盒旋轉，則植株向小孔彎曲生長
7．將生長狀況相同的胚芽鞘尖端切下來，用不能透過生長素的薄玻璃片分割，放在瓊脂切塊上，實驗處理
及收集到的生長素(IAA)的含量如圖所示。下列相關說法正確的是(　　)
A．a 與 b 對照說明薄玻璃片不影響生長素的橫向運輸
B．b 與 c 對照說明瓊脂切塊影響生長素的運輸
C．c 與 d 對照說明單側光照射促使生長素向背光側轉移
D．該實驗說明了生長素的產生部位是胚芽鞘尖端
8．在沒有應用外源生長素的情況下，科學家測量了去掉尖端的胚芽鞘的生長情況，結果顯示，去掉尖端的
胚芽鞘依然可以生長。在去除尖端的 105min 內，其生長速率不斷下降；過了這段時間之后，生長速率迅速
增加，并且達到一個相對穩定的水平，這是由于去掉尖端的胚芽鞘接近尖端的部分產生了生長素，這部分
區域相當于“生理性尖端”。下列敘述正確的是( )
A．生長素作為植物體生長不可或缺的條件可加速細胞的分裂和伸長生長
B．前期胚芽鞘的生長是由去掉尖端之后存留在胚芽鞘內的生長素引起的
C．“生理性尖端”利用酪氨酸合成的生長素會從形態學上端運輸到形態學下端
D．若對“生理性尖端”進行單側光處理，由于生長素作用的兩重性導致胚芽鞘彎曲生長
9．下圖是關于胚芽鞘向光性及其相關的實驗示意圖，M、N 是瓊脂塊，分析正確的是( )
A．甲圖胚芽鞘尖端在單側光下生長素只進行橫向運輸
B．乙圖 M、N 處理的一端可以是胚芽鞘的形態學下端
C．分析可知，生長素含量 M＜N 與單側光照作用于尖端有關
D．M 側生長較慢，N 側生長較快，體現了生長素的兩重性
10．黃瓜種子萌發時，下胚軸頂端形成彎鉤(頂勾)，在破土而出時起到保護子葉與頂端分生組織的作用，可
通過測量植株頂勾彎曲處內外兩側的細胞長度來比較頂勾彎曲度。經研究表明，重力是觸發幼苗頂端彎鉤
形成的起始信號，那么在下胚軸形成彎鉤過程中，生長素來源及作用特點是( )
A．頂勾 促進細胞伸長 B．子葉 體現兩重性
C．頂端 促進細胞伸長 D．頂端 體現兩重性
11．豌豆種子剛萌發時，只有一個主莖，沒有側枝；切除主莖頂端，常會長出甲、乙兩個側枝(圖①)。若將
甲的頂芽切除后，甲、乙的側芽均無明顯生長(圖②)；若同時切除甲、乙的頂芽，其側芽均明顯生長(圖③)。
圖②實驗中甲的側芽未明顯生長最合理的假說是( )
A．甲枝的側芽因其頂芽被切除而缺少生長素
B．甲枝的側芽自身產生的 IAA 過多導致其死亡
C．乙枝頂芽產生的 IAA 通過極性運輸運到甲枝的側芽抑制其生長
D．乙枝頂芽產生的 IAA 運至根尖誘導生成的抑制性物質向上運輸至甲枝的側芽
12．豌豆苗橫放一段時間后的生長狀況如圖甲；用不同濃度的生長素溶液處理豌豆幼苗莖切段，其長度變
化如圖乙；棉花、蘋果等枝條去除頂芽后的生長狀況如圖丙。下列有關說法正確的是( )
A．題中三組實驗均可證明生長素的作用具有濃度較低時促進，濃度過高時抑制的特點
B．圖丙中的去頂操作有利于側枝的生長，但是不利于棉花產量的提高
C．由圖乙可知，促進豌豆幼苗莖切段生長的最適生長素濃度是 400mg·L-1
D．圖甲中 a、b、c 三處的生長素均具有促進作用
13．如圖表示施用 IAA(吲哚乙酸)對某種植物主根長度及側根數的影響。下列敘述正確的是( )
A．促進側根數量增加的 IAA 溶液，會抑制主根的伸長
B．將未施用 IAA 的植株除去部分芽和幼葉，會導致側根數量增加
C．施用 IAA 對主根長度的作用表現為低濃度促進、高濃度抑制
D．與施用 10-4mol L-1的 IAA 相比，未施用的植株主根短而側根數量多
14．研究人員對生理狀況相同的水稻的根用不同強度的單側光照射相同時間后，生長狀況如圖 1 所示，黑
暗、弱光，強光條件下測得的 α 分別為 0°、17.5°、35.5°。已知光照不會影響生長素的合成，研究人員測定
不同處理后根尖向光側和背光側的生長素含量，結果如圖 2.所示。以下分析不正確的是( )
A．由圖 1 結果可知，水稻根具有背光生長的特性
B．與弱光相比，強光對生長素分布的影響程度更大
C．水稻根向光側生長素含量下降僅與生長素向背光側運輸有關
D．水稻根在單側光照射后的生長狀況可能與生長素對根作用的兩重性有關
15．某興趣小組對生長素相關應用和研究非常感興趣，并對以下問題進行討論：
(1)茶文化在中國源遠流長，采茶主要集中在春、秋兩季。隨著采摘批次的增加，新芽的數量大大增加，
從生長素調節的角度看，原因是______________________________。
(2)下列四個圖中，能正確反映生長素濃度與芽位置關系的是(側芽 1、側芽 2、側芽 3 分別表示距頂芽
的距離由近到遠)________。
A． B．
C． D．
(3)番茄營養豐富，若正常傳粉形成幼果后，用高濃度生長素噴灑幼果，可能出現的是( )
A．種子明顯增多 B．形成無籽果實
C．部分果實脫落 D．果實較大
(4)下面是研究生長素的三組實驗設計示意圖。
①根據實驗 1 結果可知，切除尖端的幼苗，向左彎曲生長，其生長素最終來自
_____________________。
②如果實驗 1 是為了研究幼苗尖端能產生生長素，且能促進幼苗下端生長，應補充的對照實驗是
_________________________。
③實驗 2 中有一處明顯的錯誤，改正為_____________________。
16．為探究不同波長的光對大麥胚芽鞘向光性的影響，研究者選擇長度相同、生長狀況相近的兩組大麥胚
芽鞘，分別用紅光和藍光進行單側照射，隨后在不同時間測量胚芽鞘向光側和背光側的長度，結果如下表：
時間/分長度增加值/mm
30 60 90 120
處理
向光側 0.20 0.40 0.60 0.80
紅光
背光側 0.20 0.40 0.60 0.80
向光側 0.20 0.26 0.33 0.42
藍光
背光側 0.20 0.55 0.90 1.22
(1)藍光照射的 30 分鐘內，大麥胚芽鞘沒有表現出向光性，原因是引起向光性的__________(填激素名稱)在
__________產生，而起作用的部位是__________，其轉運和引起生理作用需要一定的時間。
(2)由實驗結果可知單側紅光照射__________(填“能”或“不能”)使大麥胚芽鞘表現出向光性。若在單側紅光照
射處理的同時，在大麥胚芽鞘的向光側涂抹適宜濃度的赤霉素，該胚芽鞘將__________(填“向光”或“背光”)
彎曲生長，從細胞水平分析，該過程中赤霉素的作用是__________。

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