2014届高三生物一轮复习 专讲专练(基础巩固+能力提升+挑战自我)第29讲 生长素的发现及生理作用(含详解) 新人教版
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【生长素的发现及生理作用】生长素,也称为植物生长素或吲哚乙酸,是一种对植物生长发育至关重要的植物激素。它在植物体内起着调节生长、分化和形态建成的作用。本讲主要探讨生长素的发现历程及其在植物生理活动中的功能。 1. **生长素的发现**:生长素的最早发现可以追溯到1926年,荷兰科学家温特从燕麦胚芽鞘中提取出一种能够促使植物生长的物质,从而揭示了生长素的存在。实验中,温特证明了胚芽鞘尖端是产生生长素的部位,并且生长素能够通过尖端向下传递,影响植物的生长方向。 2. **生长素的生理作用**: - **极性运输**:生长素在植物体内通常沿着一个特定的方向——从植物的形态学上端(如茎尖)向形态学下端(如根部)进行运输,这称为极性运输。 - **两重性**:生长素对植物生长的影响具有两重性,低浓度促进生长,高浓度反而抑制生长。例如,图K292所示的曲线表明,生长素浓度在一定范围内促进器官生长,但超过一定浓度则导致生长受到抑制。 - **生长素分布不均**:单侧光照会导致生长素在植物体内的分布不均,如图K293所示,光照一侧的生长素浓度降低,使得背光一侧生长加快,造成植物向光弯曲。 3. **生长素的生理效应**: - **细胞伸长**:生长素能促进细胞壁的松弛,增加细胞的伸长,从而影响植物的生长。 - **影响光合与呼吸**:图K293中的例子说明,尽管植物在一定时间内光合作用大于呼吸作用,但生长素的分布不均可能导致生长方向的改变。 - **器官敏感度差异**:不同器官对生长素的敏感度不同,如根尖对生长素更敏感,这解释了为什么植物在受到外部刺激时会表现出特定的生长响应。 4. **生长素的浓度与作用**: - **最适浓度**:存在一个最适的生长素浓度,使得植物器官生长最快,如实验7所示,促进胚芽鞘弯曲角度最大的生长素浓度在0.25mg/L左右。 - **抑制与促进**:过高的生长素浓度可能抑制生长,如第⑤组所示,当浓度达到1×10^-6 mol·L^-1时,根尖向含生长素的琼脂块一侧生长,显示出抑制效应。 5. **空间实验**:如图K296所示的实验,展示了在微重力环境下,不同浓度生长素对植物生长的影响。生长素浓度a、c、d大于b,而①的生长速度最快,这说明生长素浓度对植物生长的促进作用与浓度有关,但并非简单的正比关系。 6. **验证生长素横向运输**:在丙图的实验中,为了验证生长素的横向运输发生在A段而非B段,可以通过在胚芽鞘尖端下方的A段插入云母片,因为云母片阻止生长素的横向运输。实验结果可能显示,没有云母片的一侧(B段)在单侧光照射下生长明显偏向,而有云母片的A段则不会发生明显的向光弯曲,这样便验证了生长素横向运输的发生位置。 通过这些实验和观察,我们可以深入理解生长素在植物生长发育中的复杂作用机制,为农业生产、园艺以及植物生物学研究提供了理论基础。
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