生长素的生理作用

讨论：
1、对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同？（不同）
2、对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？
一、生长素的生理作用
（一）生长素在植物体内发挥生理作用的特点
生长素在植物体内起作用的方式和动物体内的激素相似，它不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢信息。

（二）生长素的作用的特点：两重性
1、生长素的作用两重性的表现
（1）既能促进生长；也能抑制生长。

（2）既能促进发芽；也能抑制发芽。

（3）既能防止落花落果；也能疏花疏果。

2、生长素发挥的生理作用会因浓度、器官与细胞的年龄不同而有差异。

（1）浓度：低－促进，高－抑制；
（2）器官：根＞芽＞茎；
（3）细胞：幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。

思考：我们有什么实例来说明这些现象呢？
现象一：顶端优势
概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象。

形成原因：顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，侧芽对生长素浓度又比较敏感，使侧芽的生长受到抑制的缘故。

去除方法：修剪整枝。

顶端优势原理在农业生产中的应用：
现象二：根的向地性生长的解释（向重力性）
不同器官对生长素浓度敏感度不同。

植物根的向地性和茎的背地性：
根部：生长素浓度：A<B，生长速度：A>B。

茎部：生长素浓度：C<D，生长速度：C<D。

思考：放置一株水平方向的幼苗在太空的宇宙飞船中，培养一段时间后，根、茎生长的方向如何？（水平生长）
（三）生长素类似物的应用
思考：生长素为什么不能大规模地应用？
生长素（IAA）在植物体内含量很少，提取困难，且易分解，在生产上较少应用。

生长素类似物：是人工合成的化学物质，生理作用与生长素类似，但不容易被降解，因此效果稳定，在生产上有广泛的应用。

如α—萘乙酸（NAA）、 2，4-D等。

1、防止果实和叶片脱落
农业生产上常用一定浓度的生长素类似物溶液喷洒棉株，可以达到保蕾保铃的效果。

2、获得无子果实
用一定浓度的生长素或类似物刺激未受粉的雌蕊柱头或子房而获得的，其原理是应用生长素能促进果实发育的生理作用。

其染色体数目与正常果实一样吗？
思考：无子西瓜是怎么来的？
无子蕃茄的培育
原理：应用生长素能促进果实发育的生理作用。

结果：无籽蕃茄。

3、促使扦插枝条生根
扦插前，用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝下端，枝条容易成活。

4、做除草剂
例：用一定浓度的生长素类似物（2，4—D）可以杀死小麦田里的双子叶杂草，而不会抑制小麦的生长。

对此正确的解释是（）
A．此浓度只对小麦起作用
B．此浓度只对杂草起作用
C．小麦和杂草对此浓度敏感程度不同
D．此浓度对小麦和杂草都起抑制作用
答案：C
二、尝试运用生长素促进插枝生根
探究：探索生长素类似物促进插枝生根的最适浓度。

设计实验应注意：1、先进行预实验。

2、控制无关变量。

课堂训练
例1、将四株长势相似具顶芽的健壮植株，分别进行下列处理，其中侧芽能发育成枝条的是（）
A．去顶芽后，不做任何处理
B．去顶芽后，在断口上放一富含生长素的琼脂小块
C．不去顶芽，在侧芽上涂以含低浓度生长素的琼脂
D．不去顶芽，在侧芽上涂以琼脂
答案：A
例2、下图中甲表示植物茎背地生长的情况，如果A点的生长素浓度在乙图的a 点以下，下面对B点的生长素浓度叙述正确的是（）
A．B点的生长素浓度在乙图的o—a之间且小于a
B．B点的生长素浓度在乙图的a—c之间且小于c
C．B点的生长素浓度在乙图的b—d之间且小于d
D．B点的生长素浓度在乙图的o—d 之间且小于d
答案：B
例3、大田中的茄果类在开花期，由于连续多日的暴风雨天气，严重影响了授粉受精，如果要保证产量，可采取的的补救方法是（）
A．喷施B肥
B．喷施N、P肥
C．喷施一定浓度生长素类似物，促进果实发育
D．以上三项措施都不行
答案：C
例4、根据图回答问题：
图中A、B、C、D四处，生长素浓度较高的是__________处；细胞生长速度较快的是__________处。

这种变化引起的原因是：____________________。

答案：
C、D；A、D；由于重力作用，D点生长素浓度增大，促使该处茎生长，故茎背地生长；C点生长素浓度增大抑制根生长，A点生长快，故根向地生长。

同步测试
一、单项选择题
1、下列现象中，可用顶端优势原理解释的是（）
A．洞内植物枝叶向洞口倾斜
B．呈宝塔形树冠的水杉
C．同一植物上部叶正常生长，下部有脱落现象
D．去胚芽鞘尖端的燕麦，不再向光弯曲生长
2、下图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是（）
3、最能说明生长素的生理作用具有两重性的是（）
A．茎的背地性B．茎的向光性
C．植物的顶端优势D．无子番茄的培育
4、下列生理现象不需要其他部位供应生长素的是（）
A．杨树顶芽的生长
B．燕麦胚芽鞘尖端以下部位的弯曲生长
C．番茄子房发育成果实
D．梨树侧芽萌发的抑制
5、将一盆栽植物横放于地面，则其水平方向的主根近地一侧生长素浓度变化的曲线为下图中（图中虚线表示对根生长既不促进也不抑制的生长素浓度）（）
6、要得一番茄的无子果实，需将一定浓度的生长素溶液涂在该花的子房上，处理该花的时期和条件是（）
A．花蕾期，不去雄蕊B．花蕾期，去掉雄蕊
C．开花后，不去雄蕊D．开花后，去掉雄蕊
7、如图所示，如果茎a侧生长素浓度在B点以下范围内，则对b侧生长素浓度范围的描述较为准确的是（）
A．在OA段B．在BC段
C．在BD段D．在BA段
8、在生长季节，玉米植株被雨后大风吹倒一段时间后会呈现出如图所示的生长状况。

该图不能说明的问题是（）
A．在该段时间内玉米光合作用合成量大于呼吸作用消耗量
B．生长素的运输属于主动运输
C．生长素的作用具有两重性
D．植物的不同器官对生长素的敏感程度不同
9、桃树苗长到一定高度时，剪去顶端，结果树不再长高，同时下部长成几枝侧枝。

产生这种现象的根本原因是（）
A．增大了侧枝生长素的浓度
B．降低了侧枝生长素的浓度
C．增多了侧枝的营养物质
D．增加了侧枝周围的光合作用
10、顶端优势现象说明了（）
①生长素在低浓度时促进生长②生长素在高浓度时抑制生长
③顶芽比侧芽的生命活动旺盛④顶芽容易得到光照促其生长
A．①②B．②④
C．①③D．②③
隐藏提示
提示：
1、本题考查植物的顶端优势现象；洞内植物枝叶向洞口倾斜属于植
物的向光性；呈宝塔形树冠的水杉是由于顶芽优先发育，侧芽受抑制造成的；同一植物上部叶正常生长；下部有脱落现象是由于植物缺乏营养元素、得不到足够的光照等因素造成的；胚芽鞘的尖端能够产生生长素，去胚芽鞘尖端的燕麦，得不到生长素，于是不再向光弯曲生长。

2、生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素的浓度、植物及植
物器官的种类、细胞的年龄有关。

同一植株不同器官对生长素浓度的反应不同，敏感性由高到低为：根、芽、茎。

3、茎的背地性、茎的向光性都体现了生长素促进生长的作用，无子
番茄的培育利用了生长素促进果实发育的功能。

4、杨树顶芽的生长来自自身产生的生长素；燕麦胚芽鞘尖端以下部
位的弯曲生长生长素来自胚芽鞘的尖端；番茄子房中发育的种子产生生长素促进果实生长发育；梨树侧芽萌发的抑制来自顶芽产生的生长素的积
累。

5、盆栽植物横放于地面时，其水平方向的主根根尖产生的生长素由
于受到重力的影响，使得近地一侧生长素浓度由低到高，由促进生长到抑制生长。

6、生长素能促进果实的发育；无子果实的获取必需阻止雌花授粉。

7、生长素的作用具有二重性；a、b两点对应的生长素浓度都能促进
生长，但b侧浓度高于a侧，生长快，所以b侧生长素浓度范围应为BD
段。

8、在生长季节，玉米植株被雨后大风吹倒后，能够继续生长则说明
在该段时间内玉米光合作用合成量大于呼吸作用消耗量；玉米茎背地生长体现茎对生长素不敏感，生长素促进生长的特性；根向地生长，体现近地侧生长素浓度高抑制生长，根对生长素敏感。

10、顶端优势现象说明生长素的二重性。

二、简答题
11、下图表示植物生长素与其对植物生长的促进作用的关系，据图回答下列问题：
（1）曲线OH段说明____________。

（2）曲线HB段说明____________。

（3）曲线上C点表示____________。

（4）产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度是图中曲线的____________区间。

（5）若用燕麦幼苗做向光性实验，并测得幼苗胚芽鞘尖端向光侧与背光侧生长素含量之比为1∶2，则据图推测燕麦幼苗胚芽鞘尖端背光侧的生长素浓度范围是____________。

隐藏答案
11、（1）在一定范围内随生长素浓度的增高，促进生长作用增强
（2）随生长素浓度增加，促进生长作用减弱
（3）此浓度的生长素既不促进生长，也不抑制生长
（4）C点及C点以后范围内的
（5）小于2m
解析：（1）生长素对植物生长的作用具有两重性：生长素浓度在O 点～C点的范围内是促进生长的，而在C点以后的范围内是抑制生长的。

只不过在HC段的范围内随生长素浓度升高，促进生长作用的速率减慢；
在O点和C点时的浓度对植物生长无影响，既不促进生长，也不抑制生长。

（2）顶端优势是指植物的顶芽优先生长而侧芽生长受抑制的现象。

原因是顶芽产生的生长素向下输送，大量积累到侧芽部位，使侧芽部位的生长素浓度过高，从而抑制侧芽的生长。

（3）由图中曲线可知：在OC段促进生长的范围内，当背光侧生长素浓度为2m，向光侧生长素浓度为m时，它们的纵坐标均为n，即促进生长的程度相同，植株将直立生长，不符合题意；当背光侧生长素浓度本于
2m时，根据题意，胚芽鞘向光侧与背光侧生长素含量之比为1∶2，故向
光侧生长素浓度大于m，此时曲线中的对应于比2m的生长素浓度大的纵
坐标，比对应于m的生长素浓度大的纵坐标要小，即背光侧生长速率较向光侧生长速率低，向光侧生长快，最终使植株向背光侧弯曲生长，也不符合题意；当背光侧生长素浓度小于2m时，相应的向光侧的生长素浓度小
于m，据曲线可知，生长素浓度小于2m点的纵坐标较生长素小于m点的
纵坐标大，证明背光侧增长快，向光侧增长慢，最终使植株向光弯曲。

12、下图表示植物不同器官以生长素的反应。

请观察后据图回答：
（1）促进芽生长的生长素最适浓度是____________mol/L，生长素的这一浓度对根生长的效应是____________。

（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____________。

隐藏答案
12、（1）10－8抑制
（2）促进促进
（3）既不促进也不抑制
解析：图示说明同一植物的不同器官对生长素的敏感性不同：根的敏感性>芽的敏感性>茎的敏感性。

课外拓展
植物生长调节剂（plant growth regulators）是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质。

已发现具有调控植物生长和发育功能物质有生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸和多胺等，
而作为植物生长调节剂被应用在农业生产中主要是前6大类。

一、植物生长调节剂的作用
对目标植物而言，植物生长调节剂是外源的非营养性化学物质，通常可在植物体内传导至作用部位，以很低的浓度就能促进或抑制其生命过程的某些环节，使之向符合人类的需要发展。

每种植物生长调节剂都有特定的用途，而且应用技术要求相当严格，只有在特定的施用条件（包括外界因素）下才能对目标植物产生特定的功效。

往往改变浓度就会得到相反的结果，例如在低浓度下有促进作用，而在高浓度下则变成抑制作用。

植物生长调节剂有很多用途，因品种和目标植物而不同。

例如：控制萌芽和休眠；促进生根；促进细胞伸长及分裂；控制侧芽或分蘖；控制株型（矮壮防倒伏）；控制开花或雌雄性别，诱导无子果实；疏花疏果，控制落果；控制果的形或成熟期；增强抗逆性（抗病、抗旱、抗盐分、抗冻）；增强吸收肥料能力；增加糖分或改变酸度；改进香味和色泽；促进胶乳或树脂分泌；脱叶或催估（便于机械采收）；保鲜等。

某些植物生长调节剂以高浓度使用就成为除草剂，而某些除草剂在低浓度下也有生长调节作用。

二、植物生长调节剂的特点
①作用面广，应用领域多。

植物生长调节剂可适用于几乎包含了种植业中的所有高等和低等植物，如大田作物、蔬菜、果树、花卉、林木、海带、紫菜、食用菌等，并通过调控植物的光合、呼吸、物质吸收与运转，信号转导、气孔开闭、渗透调节、蒸腾等生理过程的调节而控制植物的生长和发育，改善植物与环境的互作关系，增强作物的抗逆能力，提高作物的产量，改进农产品品质，使作物农艺性状表达按人们所需求的方向发展。

②用量小、速度快、效益高、残毒少。

③可对植物的外部性状与内部生理过程进行双调控。

④针对性强，专业性强。

可解决一些其它手段难以解决的问题，如形成无籽果实、防治大风、控制株型、促进插条生根、果实成熟和着色、抑制腋芽生长、促进棉叶脱落。

⑤植物生长调节剂的使用效果受多种因素的影响，而难以达到最佳。

气候条件、施药时间、用药量、施药方法、施药部位以及作物本身的吸收、运转、整合和代谢等都将影响到其作用效果。

高考解析
例1、20世纪30年代，科学家发现单侧光能引起某些植物体内生长素分布不均匀；20世纪80年代科学家发现单侧光能引起某些植物体内抑制生长的物质分布不均匀。

现有一种植物幼苗，为了探究该幼苗向光生长的原因，将其直立生长的胚芽尖端切下，放到琼脂块上并用单侧光照射，如图。

下列结果及判断正确的是（）
①当a、b两侧生长素含量基本相等时，能够确定该幼苗向光生长的原因
②当a、b两侧生长素含量基本相等时，不能确定该幼苗向光生长的原因
③当a侧生长素含量比b侧高时，能够确定该幼苗向光生长的原因
④当a侧生长素含量比b侧高时，不能确定该幼苗向光生长的原因
A．①③B．②④C．②③D．①④
答案：D
解析：
题干信息中给出了单侧光引起植物向光生长的两种原因，由图可知；若检测到a、b两侧生长素含量基本相等，可以判断单侧光能引起抑制生长的物质分布不均匀，导致植物向光生长；若检测到a侧生长素含量比b侧高，引起植物向光生长的原因可能是生长素分布不均匀，也可能与植物体内抑制生长的物质分布不均匀有关，因此不能确定。

例2、下列关于植物激素作用及其应用的叙述中，不正确的是（）
A．茎背地生长和植物向光生长，体现了生长素对生长相同的影响效应
B．顶端优势能够说明生长素作用的两重性
C．番茄子房发育成果实需要其他部位供应生长素
D．在果树挂果时，利用乙烯利促进果实细胞体积增大
答案：D
解析：
乙烯利能够促进果实成熟，果实成熟是指种子已经达到成熟，果实的可食部分已达到良好的食用品质的过程，此过程中细胞体积不再增大。