例析植物激素调节

自然界大部分生物都由内部分泌的物质间接调节自身机体活动以适应外界条件变化，从而更好地生存。植物体内分泌的这种物质被称为“植物激素”，它是一种自产生部位移动到作用部位，在极低浓度下就有明显的生理效应的微量物质，对植物机体的代谢、生长、发育、繁殖等起重要的调节作用。由于其特殊的“两重性”作用机制，在高中阶段经常被用作研究模型引入到试题之中，下面我们通过几道具体的例题来梳理下植物激素调节的有关内容。

例1 下图表示施用IAA（吲哚乙酸）对某种植物主根长度及侧根数的影响。下列叙述错误的是（ ）

A.促进侧根数量增加的IAA溶液，会抑制主根的伸长

B.施用IAA对诱导侧根的作用表现为低浓度促进、高浓度抑制

C.将未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶，会导致侧根数量增加

D.与施用10-4mol・L-1的IAA相比，未施用的植株主根长而侧根数量少

答案 C

解析 以左图IAA浓度为0时为对照，低于100%的长度即为抑制生长，显然促进侧根数量增加的IAA溶液浓度对于主根的伸长均低于100%，A正确；以中图IAA溶液浓度为0时的每株侧根数为对照，IAA溶液超过一定的浓度对于侧根的诱导起抑制作用，B项正确；参照右图中植物体内生长素的运输方向，若除去部分芽和幼叶，则地上向根部运输的IAA量会减少，此时运输到根部的IAA将会低于中图的对照组，由此图可知，当施用IAA浓度低于0时对于侧根的诱导呈下降趋势，即导致侧根数目减少，C项错误；对照前2幅图中IAA浓度为0和10-4mol・L-1分析，未施用IAA的植株主根长、侧根数少，D项正确。

点拨 生长素的化学本质是吲哚乙酸，由色氨酸经一系列反应合成。通常合成的部位包括幼嫩的芽、叶和发育中的种子；相对集中地分布在植株生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处；生长素通过极性运输和非极性运输两种方式在植物内部运输，都属于主动运输，需要消耗能量。生长素的生理作用表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。生长素作用的两重性最直观地体现就是“顶端优势”现象――通常植物的顶芽优先生长，而侧芽受到抑制。这是因为顶芽产生的生长素集中在侧芽部位，抑制了侧芽的生长，只需摘除顶芽就可缓解。

例2 为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论，需要先利用琼脂块收集生长素，之后再测定其含量。假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关，下列收集生长素的方法（如图示）中，正确的是（ ）

A B C D

答案 B

解析 A项，C项和D项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下，由于云母片插入胚芽鞘尖端的阻挡作用，生长素均不能发生横向运输，无法使其在琼脂块中分布不均匀。B项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下，先发生横向运输，然后纵向运输到尖端以下的不同的琼脂块中，再通过测定不同琼脂块中生长素含量的大小，即可验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀，故选B。

点拨 植物生长一般都表现出向光性与向重力性两大趋势。这两种生长趋势本质上都是由于生长素分布不均导致的：向光性是因为向光侧生长素浓度会较背光侧的生长素浓度低，且都还处于适合生长的浓度范围，所以背光侧长得更快，导致植物就向光生长；向重力性是因为在重力的作用下，根部近地端生长素浓度高，远地端则生长素浓度低，又因为根部对生长素敏感，所以远地端长得快，近地端生长受抑制，表现为向地性，同理茎部对生长素不敏感，近地端生长快，远地端生长慢，表现为背地性。

例3 为研究赤霉素（GA3）和生长素（IAA）对植物生长的影响，切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分（茎芽），置于培养液中无菌培养（图1）。实验分为A、B、C三组，分别培养至第1、8、15天，每组再用适宜浓度的激素处理30天，测量茎芽长度，结果见图2。

（1）植物激素是植物细胞之间传递 的分子。

（2）本实验中，试管用滤膜封口是为了在不影响 通过的情况下，起到 作用。用激素处理时应将IAA加在 （填“培养液中”或“茎芽尖端”）。

（3）图2数据显示，GA3和IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出 作用，GA3的这种作用更为显著。

（4）植物伸长生长可能是细胞数量和/或 增加的结果。当加入药物完全抑制DNA复制后，GA3诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%，说明GA3影响茎芽伸长生长的方式是 。

（5）从图2中B组（或C组）数据可知，两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的 倍、IAA单独处理的 倍，由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在 的关系。

（6）A组数据未显示出GA3和IAA具有上述关系，原因可能是离体时间短的茎芽中 的量较高。

答案 （1）信息 （2）气体 防止污染 茎芽尖端 （3）促进 （4）细胞长度 促进细胞伸长和细胞分裂 （5）3.6 18 协作 （6）内源IAA

解析 （1）植物激素是一种在植物体内起调节作用的信息分子。

（2）滤膜的孔径特别小，可以有效防止外界的细菌的污染，同时又可以让O2、CO2等气体通过，利用茎芽的有氧呼吸。在幼嫩组织中，生长素只能进行极性运输，因此IAA应该加在茎芽尖端。

（3）由图可以看出，IAA和GA3单独处理组的茎芽长度都高于不用激素处理的空白对照组，因此IAA和GA3对离体的茎芽都是促进作用。

（4）植物是的生长与细胞数目增加和细胞长度有关；DNA的复制与细胞分裂有关，当DNA复制完全受到抑制，细胞就完全不能分裂，此时GA3诱导的伸长生长受到抑制，说明GA3促进伸长生长与细胞分裂（细胞数目增多）有关；但是，与此同时，茎芽还是伸长生长了，说明GA3促进伸长生长还与促进细胞长度伸长有关。

（5）B组中，两种激素联合使用促进作用是GA3单独使用的（13.0-4.0）/（6.5-4.0）=3.6倍，是IAA单独使用的（13.0-4.0）/（4.5-4.0）=18倍（C组中，两种激素联合使用促进作用是GA3单独使用的（10.0-4.0）/（6.0-4.0）=3倍，是IAA单独使用的（14.0-4.0）/（4.1-4.0）=60倍）；GA3和IAA都能促进茎芽伸长生长，且联合使用效果更显著，所以两激素之间是协同作用。

（6）A组数据未显示GA3和IAA具有协同促进作用，是因为处理时间短，还含比较多的自身内源植物激素（赤霉素和生长素），但此时用外源赤霉素GA3处理，植株比对照组显著增加，说明此时植株本身含的赤霉素低，而用外源IAA处理时，植株增高相对不如使用外源赤霉素显著，说明此时植株本身含的生长素较高。

点拨 植物生长调节剂指人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质和从生物中提取的天然植物激素。常见的植物生长调节剂包括打破休眠促进萌发的赤霉素、延长贮藏器官休眠的萘乙酸甲酯、促进生根的乙烯利、抑制茎叶芽生长的矮壮素、促进花芽形成的2，4―D、保花保果的防落素等等。

1.1914年，匈牙利的科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除胚芽鞘尖端的一侧，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长。下列叙述正确的是（ ）

A.该实验在黑暗中进行，可排除受光不均匀对实验结果的影响

B.该实验证明尖端确实能产生某种物质，该物质是吲哚乙酸

C.对照组是没有尖端的胚芽鞘，结果不生长

D.该实验证明了生长素在植物体内进行极性运输

2.如右图所示，甲、乙分别用不透光的锡箔纸套在燕麦胚芽鞘的不同部位，丙、丁、戊则分别用不透水的云母片插入燕麦胚芽鞘的不同部位，从不同方向照光，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是（ ）

A.甲不生长也不弯曲、乙直立生长、丙向左生长、丁直立生长、戊向右生长

B.甲直立生长、乙向右生长、丙向左生长、丁不生长也不弯曲、戊向左生长

C.甲向左生长、乙向右生长、丙直立生长、丁向右生长、戊向左生长

D.甲直立生长、乙向右生长、丙直立生长、丁不生长也不弯曲、戊向右生长响生物体的生长、发育和生殖等生命活动

3.科学家做过如下的试验：（1）把不含生长素的两琼脂小块放在燕麦胚芽鞘下端；（2）把含有生长素的琼脂小块放在一段去掉尖端的燕麦胚芽鞘形态学上端，把另两小块不含生长素的琼脂小块作为接受块放在形态学下端；（3）把一段去掉尖端的燕麦胚芽鞘倒转过来，让形态学上端朝下，做与（2）同样的试验（如下图），三个试验都以单侧光照射。经过一段时间后，对接受块成分变化的叙述，正确的是（ ）

[光][光][光][形态学上端][形态学下端][形态学下端][形态学上端][胚芽鞘尖端]

A.在③④⑤⑥中，⑤含生长素最多

B.①含生长素比②少，⑤含生长素比⑥多

C.③④中生长素含量之和比⑤⑥中生长素含量之和多

D.①含生长素比②多，③含生长素比④多

4.如图为一棵植株被纸盒罩住，纸盒的左侧开口，右侧照光。如果固定幼苗，旋转纸盒；或固定纸盒，旋转幼苗；或将纸盒和幼苗一起旋转。一段时间后，幼苗的生长状况分别是（ ）

A.直立生长、向右弯曲生长、弯向盒开口方向生长

B.向右弯曲生长、直立生长、弯向盒开口方向生长

C.向右弯曲生长、向左弯曲生长、直立生长

D.向左弯曲生长、直立生长、弯向盒开口方向生长

5.赤霉素与生长素都能促进茎秆的伸长，两者关系如图所示，下列叙述中正确的是（ ）

[前体物质（色氨酸）][生长素][细胞伸长][赤霉素][分解][合成][氧化产物] [促进][X]

A.赤霉素对生长素的分解有促进作用

B.赤霉素与生长素之间表现为协同作用

C.色氨酸一般由植物从土壤中通过主动运输吸收获得

D.植物的生长发育过程中起主要作用的是赤霉素