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考点33 生长素的发现及应用
一、生长素的发现过程
达尔文父
子实验
示意图
实验结论
①胚芽鞘的向光性与
有关；
②感光部位在
，而向光弯曲部位是胚芽鞘
；
③单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下部的伸
长区时，伸长区背光侧比向光侧生长
，因而胚芽鞘出现向光性弯曲
鲍森·詹
森实验
示意图
实验结论
胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过
传递给下部
拜尔实验
示意图
实验结论
胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分布
温特实验
示意图
实验结论
胚芽鞘的尖端确实产生了某种促进生长的物质，这种物质可由尖端向下运输，促进
下部的生长。温特把这种物质命名为
生长素的确认
1934 年，科学家从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——
，直
到1946 年人们才从高等植物中分离出生长素，并确认它也是吲哚乙酸
二、生长素的合成、运输、分布和作用
1. 主要合成部位：
、幼嫩的
和发育中的
。在这些部位，
经过一系列反应可转变
成生长素。生长素的合成
光。
2. 主要分布部位：
的部位。
（1）产生部位＜积累部位：如芽顶＜侧芽；分生区＜伸长区。
（2）生长旺盛的部位＞衰老的部位：如幼根＞老根。
3. 运输
运输方式
图示
图示解读
1
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横向运输
单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素从
→
运输
植物横放时，由于重力作用，在幼根中，生长素从
→
运输，如C、A
离心力使胚芽鞘尖端的生长素从⑤→⑥运输
极性运输
生长素只能从
向
运输，是一
种
运输，
消耗能量
非极性运输
在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输
三、生长素的生理作用
1. 生理作用
（1）从细胞水平看：
细胞伸长生长、诱导细胞分化等。
原因：①生长素能诱导细胞壁酸化，使细胞壁松弛，可塑性增强。
②生长素可促进细胞中RNA 和蛋白质合成，从而促进原生质增多和新细胞壁物质形成。
（2）从器官水平看：生长素可以影响器官的生长、发育；如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实
发育等。
2. 作用方式：不组成细胞结构、不为细胞提供能量、不催化细胞代谢，只是给细胞传达信息，起着调节细
胞生命活动的作用。
3. 作用机制：生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素
特异性结合，引发细胞内发生一系列信
号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。
4. 生长素发挥作用的影响因素
（1）生长素的浓度：一般来说，浓度较低时
生长，浓度过高时
生长。
（2）植物细胞的成熟情况：
细胞敏感，
细胞比较迟钝。
2
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（3）器官的种类：敏感程度为
。
（4）植物种类：一般
植物比单子叶植物敏感。
5. 作用特点：不同浓度生长素对同一生理过程可表现两种不同的生理效应。
（1）促进生长和抑制生长
（2）促进发芽和抑制发芽
（3）防止落花落果和疏花疏果
考法1 生长素的分布、运输及对植物生长的影响分析
1. 对植物向光性的解释
（1）四周均匀光照或无关
尖端产生生长素→尖端以下部位生长素分布均匀→生长均匀→直立生长
（2）单侧光
尖端产生生长素
影响生长素运输{
横向运输（向光侧→背光侧）
极性运输（形态学上端→形态学下端）→尖端
以下部位生长素分布不均匀{
背光侧多
向光侧少→生长不均匀（背光侧生长快）→向光弯曲
可见向光性产生的内部因素是生长素分布不均匀，外部因素是单侧光的照射。
感光部位和生长素横向运输部位为尖端，生长素发挥作用的部位为尖端下面。
尖端下面一段背光侧生长快是因为生长素浓度较高导致细胞生长得较快（注意：不是细胞分裂快）。
2. 有关胚芽鞘在不同条件下生长情况的分析
方法
图解
结果
遮盖法
甲直立生长，乙弯向光源生长
3
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暗箱法
A 直立生长；D 向光（小孔）弯曲生长
插入法
甲向右弯曲生长。乙直立生长。丙向光生长。丁向
光生长。
移植法
甲不生长，也不弯曲。乙直立生长。丙向左弯曲生
长。丁向右弯曲生长。
旋转法
甲直立生长。乙向光生长。丙向小孔弯曲生长。丁
向转盘中心弯曲生长。
横置法
无重力条件下，水平生长；有重力条件下，根向地
生长，茎背地生长。
注意：①锡箔纸不透光；②琼脂或羊毛脂有通透性，不影响生长素的运输和传递；③云母片或玻璃片不具有通透性，会阻断
生长素的运输。
3. 与生长素的产生及运输有关的实验探究
（1）验证生长素的产生部位在尖端
实验组
取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧。
对照组
取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一
侧
（2）验证生长素的横向运输发生在尖端
实验现象：装置a 中胚芽鞘直立生长；装置b 和c 中胚芽鞘弯向光源生长。
（3）验证生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
4
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实验现象：A 组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B 组去掉尖端的胚芽鞘既不生长，也不弯曲。
（4）探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
①若A、B 中幼苗都向上弯曲生长，只是B 向上弯曲程度大，则说明重力对生长素分布的影响大于单侧
光。
②若A 中幼苗向下弯曲生长，B 中幼苗向上弯曲生长，则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若A 中幼苗水平生长，B 中幼苗向上弯曲生长，则说明单侧光对生长素分布的影响等于重力。
【典例1】
（2023•湖北模拟）不同处理对拟南芥根向重力性生长的影响如表所示，下列分析错误的是
（ ）
处理
根是否具有向重力性生长
野生型
有
ABA 合成缺失突变体
有
ABA 合成缺失突变体+去除根冠
无
生长素运输缺陷突变体
无
A．根向重力性生长与根冠有关
B．生长素的运输影响了根向重力性生长
C．若对生长素运输缺陷突变体施用ABA，结果不变
D．根应垂直放置而非水平放置便于准确观察实验结果
【典例2】
（2022 秋•思明区校级期中）如图为研究生长素（IAA）产生部位及其运输方向的实验。初始时，
琼脂块①～⑥不含IAA，下列实验结果的表述错误的是（ ）
5
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A．由于有单侧光照，所以①中的生长素浓度高于②
B．虽然也有单侧光照，但③、④中的生长素浓度相等
C．乙和丙对照能证明生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端
D．如果①和②中能检测到生长素，则说明胚芽鞘尖端可以产生生长素
【典例3】
（2023•湖北模拟）萼片是花的最外一环，能保护花蕾的内部。在果实生长过程中，萼片不脱落
（萼片宿存），则喷洒的农药、雨水不能及时散发，在花萼部位聚集，容易产生果锈、黑星病、顶腐病等
病害。科研人员以库尔勒香梨为实验材料，分析了100mg/L 的生长素（LAA）和100mg/L 的生长素抑制剂
（TBA）对不同序位果实萼片发育的影响，部分结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．在同一处理下，第4 序位果实脱萼率比第1 序位果实脱萼率高
B．在同一序位下，果实脱萼率大小关系为TBA 处理＞清水处理＞IAA 处理
C．喷施IAA 会促进果实萼片的宿存，影响萼片的脱落
D．该研究表明，IAA 在器官水平上起着促进细胞生长的作用
【变式1】（2023 春•重庆期末）研究人员用刚萌发的盆栽燕麦进行了如图所示实验，其中图甲所示的是处
理方法，图乙是对应的实验结果。以下相关叙述，错误的是（ ）
A．该实验主要探究了某强度的单侧光及重力对横放状态下植物生长的影响
B．从③的处理及结果可见，重力能影响生长素在植物体内的分布
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C．从②的处理及结果可见，一定强度的单侧光影响生长素运输的效果与重力的相当
D．环境条件会影响生长素的含量，生长素是基因表达的直接产物
【变式2】（2023•山东）拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的，以其幼苗为实验材料进行向光性实
验，处理方式及处理后4 组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是（ ）
分组
处理
生长情况
弯曲情况
甲
不切断
正常
弯曲
乙
在①处切断
慢
弯曲
丙
在②处切断
不生长
不弯曲
丁
在③处切断
不生长
不弯曲
A．结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B．①②之间有感受单侧光刺激的部位
C．甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D．②③之间无感受单侧光刺激的部位
【变式3】（2023 春•红安县校级月考）为探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度，实验操作如图所示
（注：A 盒下侧有开口，可以进光）。以下结果预测及结论正确的是（ ）
A．若A 中幼苗向上弯曲程度大于B，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光
B．若A 中幼苗向下弯曲生长，B 中幼苗向上弯曲生长，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光
C．若A 中幼苗水平生长，B 中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响与重力对生长素分
布的影响相等
D．若A 中幼苗向上弯曲程度小于B，则无法判断重力和单侧光对生长素分布的影响大小
考法2 生长素的生理作用分析及应用
1. 生长素生理作用的曲线解读
（1）生长素浓度与生理作用的曲线分析
①OC 段对应的生长素浓度都起促进作用，H 点是促进作用最大的点，其对应的浓度为最适浓度。C 点以后
对应的生长素浓度起抑制作用。所谓抑制生长并不一定不生长，而是比空白对照组生长得慢。
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②若植物幼苗出现向光性，且测得向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度应大于m 小于M。
③若植物水平放置，表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地
侧生长素浓度应小于m。
（2）根、芽、茎对生长素的敏感程度曲线分析
①同一浓度的生长素作用于不同器官，引起的生理功效不同，这是因为不同器官对生长素的敏感性不同，
敏感性大小为根＞芽＞茎。
②曲线中A、B、C 三点对应的生长素浓度分别代表生长素促进根、芽、茎生长的最适浓度，促进效果最
好，A’、B’、C’三点分别表示对应的生长素浓度对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制。
③对根、芽、茎来说，“高浓度”生长素是指分别大于A’、B’、C’三点对应的浓度，“低浓度”生长素是
指分别小于A’、B’、C’三点对应的浓度，高与低是相对而言的。
（3）单、双子叶植物对生长素的敏感程度曲线分析
不同种类的植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物较单子叶植物对生长素更为敏感。农田中常用较高
浓度的生长素类调节剂来杀死单子叶农作物田中的双子叶杂草。
茎的背地性和胚芽鞘的向光性只能体现生长素促进生长的作用，不能体现其抑制生长的作用。
（4）成熟度不同的细胞对生长素的敏感程度不同，幼嫩细胞比成熟细胞对生长素更敏感。
2. 生长素生理作用的实例分析
（1）顶端优势
①现象：顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制。
②原因：顶芽产生的生长素向下运输，使顶芽处生长素浓度低，促进其生长；侧芽附近生长素浓度高，
其生长受到抑制。
③解除方法：去除顶芽。
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④应用：果树的剪枝、棉花打顶等都能促进侧芽发育，提高产量。
（2）根的向地性与茎的背光性
【典例1】
（2023•泉州模拟）我国科学家研究发现，生长素通过诱导细胞膜表面的类受体激酶家族蛋白
（TMK），使质子泵碳末端的苏氨酸位点磷酸化，激活质子泵，导致细胞壁酸化。该研究为“酸性生长理
论”提供了重要的证据支持。下列有关叙述错误的是（ ）
A．生长素在植物体内相对集中地分布在生长旺盛的部位
B．适量的生长素可有效激活TMK 缺失突变体的质子泵蛋白的活性
C．长期氧气供应不足可能会影响植物细胞壁的酸性化和细胞的伸长
D．若用含适量H+的缓冲液处理细胞壁，可能促进细胞的短期生长
【典例2】
（2023 春•重庆期末）将一株正在生长的植物水平放入正在太空失重的航天飞机的暗室内，暗室
朝向地心的一侧开一个小孔，小孔附近放一光源，如图1 所示；如图2 表示不同浓度的生长素对植物生长
的作用情况。请判断下列相关说法错误的是（ ）
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A．若仅暗室中的植物匀速旋转，一段时间后，图1 所示植物水平生长
B．在地球上进行图1 实验，若植物茎向下弯曲生长说明单侧光对生长素分布的影响更大
C．在地球上进行图1 实验，同时去掉光源，一段时间后，若植物根的远地侧的生长素浓度为m，则近
地侧的生长素浓度q 的范围是大于c
D．单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀
【变式1】（2023•平度市模拟）生长素（IAA）主要促进细胞的伸长，而细胞壁的弹性非常小，影响细胞
的伸长。科学家根据“酸生长理论”和“基因活化学说”提出IAA 对细胞伸长的作用机理如图。下列说法
正确的是（ ）
A．生长素与细胞膜受体结合可通过Ca2+引发H+以被动运输的方式向外运输
B．生长素是植物体内信息的化学载体，其受体只存在于细胞膜上
C．活化因子与生长素结合使相关基因在细胞核内表达，合成mRNA 和蛋白质
D．生长素的调节作用依赖于细胞内的信息传递，体现了细胞结构和功能的联系
【变式2】（2022 秋•孝感期末）图中图甲是一盆栽植物，图乙表示不同浓度的生长素的作用效应。下列分
析错误的是（ ）
A．若图甲植物①处的生长素浓度为图乙中的m，则图甲植物②处的生长素浓度一般大于i，该实例体
现了生长素作用的两重性
B．将图甲中植物置于左侧光照下，一段时间后，测得③处的生长素浓度为图乙中的m，则④处的生
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长素浓度为大于m 且小于2m，该实例不能体现生长素作用的两重性
C．若将图甲中植物向左倾倒呈水平放置，一段时间后，测得⑥处的生长素浓度为图乙中2m，则⑤处
的生长素浓度一般大于2m 小于i，该实例不能体现生长素作用的两重性
D．若将图甲中植物向左倾倒呈水平放置，一段时间后，测得③处的生长素浓度为图乙中2m，则④处
的生长素浓度小于m，该实例不能体现生长素作用的两重性
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