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2016年高中人教版生物必修3练习:第3章 第1节 植物生长素的发现 Word版含答案


第1节
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植物生长素的发现

1.通过科学家发现生长素的历程,解释生长素的分布与植物向光性的关系。 2.

通过教材中的图示来分析植物体中生长素的极性运输。

一、生长素的发现过程(阅读 P46-47) 1.达尔文实验 (1)发现问题:植物的向光性,即在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。 (2)进行实验 ①取材:金丝雀虉草的胚芽鞘。 ②条件:单侧光照射。 ③处理及现象:

处理方法

实验现象

胚芽鞘弯向光源 生长

胚芽鞘不生长不 弯曲

胚芽鞘直立生长

胚芽鞘弯向光源 生长

(3)推论:胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,就向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区 背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲。 2.鲍森· 詹森和拜尔的实验 图示 实验过程及现象 ①切去胚芽鞘尖端+ 单侧光→不生长,也 鲍森· 詹森 的实验 不弯曲; ②胚芽鞘尖端和下面 部分之间插入琼脂片 +单侧光→弯向光源 生长 胚芽鞘尖端产生的影 响可以透过琼脂片传 递给下部 结论及分析

①切取胚芽鞘尖端移 至左侧+黑暗→向右 拜尔的 实验 弯曲生长; ②切取胚芽鞘尖端移 至右侧+黑暗→向左 弯曲生长 3.温特实验 分组 实 验 组 琼脂块接触过胚芽鞘尖端 对 照 组 琼脂块未接触过胚芽鞘尖端 推论:胚芽鞘尖端能产生某种化学物质,会造成胚芽鞘弯曲生长。这种化学物质被命名为生 长素。 4.1946 年,科学家分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸(IAA)。 5.植物激素的含义:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育 有显著影响的微量有机物。 二、生长素的产生、运输和分布(阅读 P48) 1.主要合成部位 幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸转变而来。 2.运输 (1)方式:主动运输。 (2)方向 ①极性运输:由形态学上端向形态学下端单方向运输,而不能反过来运输。 ②非极性运输:成熟组织中的韧皮部。 3.分布:相对集中在生长旺盛的部分。 胚芽鞘不弯曲不生长 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 处理过程 现象 胚芽鞘的弯曲生长, 是因为尖端产生的影 响在其下部分布不均 匀造成的

判断正误: (1)上述科学家的实验都体现了单一变量原则,实验中突出了单一变量的作用。( )

(2)证明“影响”是“化学物质”而非其他信号,并对该物质命名的科学家是鲍森· 詹森;提 取该物质的是温特,其化学本质为吲哚乙酸,由色氨酸合成。( ) )

(3)证明胚芽鞘尖端产生的“影响”是“化学物质”而非其他信号的科学家是温特。( (4)幼芽、幼叶和种子都能产生大量生长素。( (5)生长素的运输方向是从上端运输到下端。( ) ) ) )

(6)生长素的运输方式是极性运输,运输方向是主动运输。( (7)在成熟组织中,生长素还可通过木质部进行非极性运输。( 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)×

一、生长素的发现过程 1.达尔文的实验分析

(1)在本实验中体现了对照原则,①为对照组,②③④为实验组。 (2)在①②对照中,实验的自变量是尖端的有无,因变量是胚芽鞘的生长状况;在③④对照 中,实验的自变量是遮光部位,因变量则是胚芽鞘的生长状况。 (3)本实验体现了科学研究的基本思路:发现问题→提出假设→设计实验→得出结论。 2.植物向光弯曲生长的原因分析 (1)内因:生长素的分布不均匀。外因:单侧光照射。 (2)过程解释

如图所示:单侧光→胚芽鞘尖端(向光侧生长素,背光侧)→生长素含量②>①→生长素从②到 ③、从①到④→伸长区生长素含量③>④→生长不均匀(背光侧快)→向光弯曲生长。 3.胚芽鞘的四个重要部位小结 (1)生长素产生部位:胚芽鞘尖端。 (2)生长素发挥作用部位:尖端下部的伸长区。

(3)感受单侧光刺激的部位:胚芽鞘尖端。 (4)弯曲生长的部位:尖端下部的伸长区。

1.胚芽鞘的生长与弯曲分别与什么有关? 答案 胚芽鞘的生长与生长素的有无有关;而弯曲与生长素的分布是否均匀有关。 2.鲍森· 詹森实验有什么不足?又该如何改进? 答案 不足之处为该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生。 改进方案为: 增 设③组:将胚芽鞘尖端切掉,将琼脂片放在切口上,用单侧光照射,观察胚芽鞘生长状况。 3.拜尔实验为什么要在黑暗中进行?温特实验是否也需要在黑暗中进行? 答案 排除光照不均匀对实验结果的影响。不需要。

1.如图甲是对燕麦胚芽鞘所做的处理,那么一段时间后,在图 2 的①②③图示位置时,其 生长情况依次是( )。

A.向 B 弯曲 向 B 弯曲 向 B 弯曲 B.向 B 弯曲 向 B 弯曲 向 A 弯曲 C.向 A 弯曲 直立生长 向 B 弯曲 D.向 B 弯曲 直立生长 向 A 弯曲 问题导析 (1)分析图甲可知,在单侧光的刺激下,生长素在尖端发生横向运输,使得背光

侧生长素分布得多一些,则 A 的生长素浓度大于 B 的。 (2)图①中由于 A 琼脂块生长素浓度大于 B 琼脂块,故 A 侧生长较 B 侧快,结果胚芽鞘向 B 弯曲生长;图②的胚芽鞘是放在旋转器的中心位置,结果胚芽鞘向 B 弯曲生长;图③中由 于去掉尖端后单侧光不再影响生长素的分布,故向 B 侧弯曲生长。 答案 A 一题多变 判断正误: (1)将胚芽鞘置于黑暗与单侧光下,可以观察单侧光对其生长的影响。( )

(2)用锡箔帽和锡箔环套在胚芽鞘尖端与尖端下面一段,可以研究其感光部位。(

) ) )

(3)将切除尖端的胚芽鞘与完整的胚芽鞘一起培养,可以观察尖端对其生长的影响。( (4)将含 IAA 琼脂块与空白琼脂块分别放在切去尖端的胚芽鞘上, 研究其向光性原理。 ( 答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×

二、生长素的产生、运输和分布 1.合成:生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。 2.运输方向 (1)极性运输:生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,如图:

(2)非极性运输:在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。 (3)横向运输 植物受单侧光、重力、离心力等作用时,在某些部位会出现横向运输,如下图:

Ⅰ.单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素从①运输到②。 Ⅱ.在幼根中重力作用使生长素从③运输到④,幼茎中使生长素从⑤运输到⑥。 Ⅲ.离心力使胚芽鞘尖端的生长素从⑦运输到⑧。 3.生长素的分布 (1)产生部位<积累部位,如顶芽<侧芽、分生区<伸长区。 (2)生长旺盛的部位>衰老组织,如生长点>老根。

4.某同学欲通过实验得出“生长素的极性运输,只能从植物形态学上端(顶端)向下端(基端) 运输,而不能倒转过来运输”的结论,设计了如下实验:

(1)能否仅设计 a 组? 答案 不能。 因为 a 组仅能证明从形态学上端运输到形态学下端,但不能证明倒转过来不能 运输。 (2)a 与 b 两组的对照类型为相互对照。

2.用放射性同位素 14C 标记的吲哚乙酸来处理一段枝条的一端,然后探 测另一端是否含有放射性 14C 的吲哚乙酸。枝条及位置如图所示,下列 有关处理方法及结果的叙述正确的是( )。

A.处理甲图中的 A 端,不可能在甲图中的 B 端探测到 14C 的存在 B.处理乙图中的 A 端,能在乙图中的 B 端探测到 14C 的存在 C.处理乙图中的 B 端,能在乙图中的 A 端探测到 14C 的存在 D.处理甲图中的 B 端,能在甲图中的 A 端探测到 14C 的存在 问题导析 甲中 A 为形态学上端,B 为形态学下端;乙中 A 为形态学下端,B 为形态学上

端。生长素在植物体的运输是极性运输,在植物体内只能从形态学的上端运向下端。 答案 C 一题多变 判断正误: (1)用适宜浓度的吲哚乙酸处理乙的 B 端,乙的 B 端容易生根。( (2)用适宜浓度的吲哚乙酸处理甲的 A 端,甲的 A 端容易生根。( (3)用适宜浓度的吲哚乙酸处理乙的 A 端,乙的 A 端容易生根。( (4)用适宜浓度的吲哚乙酸处理甲的 B 端,甲的 B 端容易生根。( 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ ) ) ) )

1.下列是关于植物生长素发现过程的一些说法,错误的是(

)。

A.达尔文设计简单而富有创造性的实验来证实人们熟视无睹的现象 B.如果鲍森· 詹森用玻璃片代替琼脂片,胚芽鞘产生的影响也能传递给下部 C.温特用实验证实了植物的向光性确实和某种化学物质的分布不均匀有关,首次将该物质 命名为生长素,但并不知道生长素的化学本质 D.首次分离出的生长素不是从植物体内,而是在人的尿液中 答案 B 解析 胚芽鞘产生的影响不能透过玻璃片,能透过琼脂片。 2.将燕麦胚芽鞘作如图所示处理,经过几天后的变化情况是( )。

A.向左弯曲 C.直立生长 答案 A

B.向右弯曲 D.停止生长

解析 胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输促使尖端下部生长, 单侧光照使生长素在尖端处横 向运输,导致背光一侧生长素比向光一侧分布多,此题由于左侧切口,生长素在尖端部位虽 能横向运输,但不能向下运输促使尖端下部生长,所以胚芽鞘右侧生长快,使胚芽鞘向左弯 曲生长。 3.下列有关生长素的叙述,错误的是( )。

A.生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子产生 B.成熟的叶片和根尖产生的生长素很少 C.生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端 D.生长素只分布在植物生长旺盛的部位 答案 D 解析 生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成,根尖与成熟的叶片中合成的很少。 生长素的运输是一种极性运输, 即单方向运输。 植物体内生长素主要分布在生长旺盛的部位, 在趋向衰老的组织和器官中则含量较少,所以选项 D 符合题意。 4.1928 年,荷兰科学家温特为了研究植物体的向光性,设计实验如图所示。A 琼脂块上放有 胚芽鞘尖端,B 琼脂块上没有胚芽鞘尖端。①~⑥是在黑暗环境中对切去尖端的胚芽鞘进行 的不同处理。请分析回答下列问题:

(1)在温特之前,科学家研究初步认为,胚芽鞘向光生长是由 ________部位产生了某种化学 物质向下运输引起的,温特推想这种化学物质也可以扩散到琼脂块中。 (2)经过一段时间的培养,②的现象说明 A 琼脂块中确实含有某种化学物质,且这种化学物 质的作用是___________________________________________________________。 (3)③和④的现象均表明,胚芽鞘向该化学物质分布________(多、少)的一侧弯曲生长;设置 ⑤和⑥组的目的是排除________对胚芽鞘生长的影响。 该实验应在黑暗环境中进行, 其原因 是该化学物质分布会受________的影响。 (4)自然界中,植物体在单侧光照的条件下,向光弯曲生长,是因为该化学物质在背光侧分 布较________。 后来研究发现, 该物质的化学本质是________, 根据其作用取名为________。 答案 (1)尖端 (2)促进生长 解析 (3)少 琼脂块 光 (4)多 吲哚乙酸 生长素

(1)温特之前,科学家们认为胚芽鞘的向光生长是由尖端产生的某种化学物质分配不

均所致。(2)②中的琼脂块是经过胚芽鞘尖端处理的,而⑤中的琼脂块是没有经过胚芽鞘尖 端处理的,对比可以看出,胚芽鞘尖端产生的化学物质能够促进胚芽鞘尖端以下部位生长。 (3)③④中含有胚芽鞘尖端产生的化学物质的琼脂块放在了胚芽鞘的一侧,放琼脂块的一侧 生长快;⑤⑥是对照组,排除琼脂块对胚芽鞘的影响;生长素的分布受光的影响,所以在黑 暗环境中进行实验。(4)植物的向光性是由于胚芽鞘的尖端中生长素发生了横向运输,使向 光一侧生长素移向背光一侧;生长素的化学本质是吲哚乙酸。

基础巩固 1.胚芽鞘产生生长素的部位、感受单侧光刺激的部位和弯曲生长的部位分别是( A.尖端、尖端、尖端 B.尖端、尖端、尖端以下部位 C.尖端、尖端下面的部位、尖端下面的部位 D.尖端、尖端下面的部位、尖端 答案 B 解析 若除去尖端在单侧光下植物既不生长也不弯曲, 说明尖端是产生生长素的部位, 也是 )。

感光部位, 而生长部位在尖端以下部位, 可通过在去除尖端的胚芽鞘上放含有生长素的琼脂 块时表现出生长现象来证明。 2.下列利用胚芽鞘所做的实验中,能说明胚芽鞘尖端确实产生了“生长素”的是( )。

答案 D 解析 温特的实验设计证明胚芽鞘尖端确实产生了某种化学物质, 促进切去尖端的胚芽鞘弯 曲生长。 3.下图表示用云母片(具不透水性)插入燕麦胚芽鞘的尖端不同部位,从不同方向照光,培 养一段时间后,胚芽鞘的生长情况是( )。

A.甲向右弯,乙不弯曲,丙不弯曲 B.甲向左弯,乙向右弯,丙不弯曲 C.甲向左弯,乙不弯曲,丙向左弯 D.甲不弯曲,乙不弯曲,丙向右弯 答案 D 解析 单侧光照会引起生长素在胚芽鞘尖端的横向转移。 但甲图中, 云母片从胚芽鞘尖端插 入后,阻止了生长素从向光侧向背光侧的转移,胚芽鞘两侧生长素分布均匀,直立生长。乙 图云母片阻止了生长素从尖端向下运输,胚芽鞘不生长也不弯曲。丙图光照均匀,但云母片 阻断了生长素在胚芽鞘右侧向下运输, 使胚芽鞘左侧生长素分布多、 生长快, 向右弯曲生长。 4.侧芽生长素的浓度总是高于顶芽,但是顶芽产生的生长素仍大量积存于侧芽部位,这是 因为生长素运输的方式属于( A.自由扩散 C.主动运输 答案 C 解析 由题意知生长素从低浓度向高浓度运输,属于主动运输。故选 C。 5.根据所学知识判断,下列说法错误的是( )。 )。 B.极性运输 D.渗透作用

A.图中能直立生长的是①、④和⑥ B.若探究植物的向光性,可设置①③进行对照 C.若探究植物胚芽鞘的感光部位,应设置④⑥进行对照 D.图中弯曲生长的是③⑤ 答案 C 解析 根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断:①直立生长,②不生长不弯曲,③向光 弯曲生长,④直立生长,⑤向光弯曲生长,⑥直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则, 若探究植物的向光性,可设置①③进行对照;若探究植物胚芽鞘的感光部位,应设置④⑤进 行对照,④⑥不符合要求。 6.在方形暗箱内放一盆幼苗,暗箱的一侧开一小窗,固定光源可从窗口射入。把暗箱放在 旋转器上水平旋转,保持每 15 min 匀速转一周的速度。则一星期后幼苗生长状况为图中的 ( )。

答案 B 解析 本题主要考查旋转情况下幼苗的生长状况,分析如下: ①将暗箱置于旋转器上水平旋转,意味着暗箱、花盆一起旋转; ②幼苗只受到来自小孔的单侧光照射 ↓推知 幼苗向光源?小窗?生长 7.如图表示一项关于生长素的研究实验,关于实验结果的叙述正确的是( )。

A.M 长得比 N 快 B.N 长得比 M 快 C.M 弯向一侧而 N 不弯曲 D.N 弯向一侧而 M 不弯曲 答案 A 解析 由于单侧光照,琼脂块中的生长素含量 X 大于 Y,所以 M 长得比 N 快。 8.对胚芽鞘进行如图所示的①~④实验,其中旋转均为匀速旋转,一段时间后停止旋转时,

实验①②装置仍停止在如图位置,则四个胚芽鞘的生长方向依次是(

)。

A.←↑→↑ C.→↑→↑ 答案 D

B.←↑↑→ D.→↑←↑

解析 ①中胚芽鞘旋转, 则胚芽鞘尖端四周都能接受到光刺激, 但是旋转产生的离心力会导 致生长素在外侧分布多,因此停留在如图位置时,向右弯曲生长;②暗箱不动,有单侧光从 左边射入, 但是胚芽鞘旋转使胚芽鞘的尖端各部位都能接受单侧光照, 因此直立生长不弯曲; ③由于生长素的运输受重力影响,因此 B 中的生长素比 A 多,故右侧生长比左侧快,向左 弯曲生长;④旋转后 A、B 中生长素一样多,因此左右生长一样快,直立生长。 9.如图所示是生长素发现过程示意图。请据图回答:

(1)综合图 1 和图 2 可以证明胚芽鞘具有___________________________________。 (2)综合图 2 和图 3 可以证明与生长和弯曲有关的部位是______________。 (3)综合图 2 和图 4 可以证明感受光刺激的部位是____________,而仔细观察可以发现发生 弯曲的部位是________________。 (4)综合图 6 和图 7 可以证明______________能够产生某种____________的物质并且向下部 运输。 (5)经科学家努力,从植物组织中分离出了生长素并鉴定出了它的化学本质是____________。 答案 (1)向光弯曲生长现象 (2)胚芽鞘尖端 (3)胚芽鞘尖端 尖端下面的一段 (4)胚芽

鞘尖端 促进生长 (5)吲哚乙酸 解析 (1)1、2 单一变量为单侧光,有光时向光弯曲生长,而无光时直立生长,说明胚芽鞘 具有向光弯曲生长的现象。(2)2 与 3 相比单一变量为有无胚芽鞘尖端,3 去尖端不生长不弯 曲,2 有尖端向光弯曲生长,说明胚芽鞘的生长和弯曲与尖端有关。(3)2 与 4 相比,单一变 量为有无锡箔帽遮住尖端,2 未遮住向光弯曲生长,4 遮住直立生长,说明感光部位在尖端, 弯曲部位在尖端下面一段。(4)6 与 7 相比,单一变量是琼脂块有无接触过胚芽鞘尖端,接触

过的琼脂块使胚芽鞘弯曲生长, 未接触过的胚芽鞘不弯曲不生长, 说明胚芽鞘尖端可产生促 进其下部生长的物质。(5)生长素的化学本质为吲哚乙酸。 巩固提升 10.根据有关知识分析下图并回答相关问题。

(1)图中 A、B、C、D 四块琼脂块中生长素的含量情况为 ________________________________________________________________________。 (2)若给你一些去除尖端的胚芽鞘,并利用上述有关材料,设计实验证明上述结论: 实验设计: ①取四个相同的去除尖端的胚芽鞘。 ②把________________________________________________________________________。 ③过一段时间后,测量并比较四个胚芽鞘的高度。 实验结果:____________________________________________________________。 (3)若把甲组放在匀速旋转的圆盘中央, 光照保持不变, 则生长素的含量状况为 A________B。 (4)________和____________是引起生长素分布不均匀的重要因素,其中后者也是植物向光 性形成的原因。 答案 (1)A>C=D>B (2)实验设计:②A、B、C、D 四块琼脂块分别置于去除尖端的胚芽鞘上 实验结果:四个胚芽鞘均生长,它们的高度是 A>C=D>B (3)等于 (4)重力 单侧光照

解析 (1)由于生长素的横向运输只发生在胚芽鞘的尖端, 所以甲图中 A 的生长素多于 B 的, 由于乙图中载玻片阻止了生长素的横向运输,所以 C、D 两侧的生长素浓度是相同的。 (2)要证明生长素的含量多少,可以用去除尖端的胚芽鞘为实验材料,用胚芽鞘生长的快慢 或弯曲程度来衡量生长素的多少。 (3)将甲组放在匀速转盘中央则使胚芽鞘尖端受到了均匀光照,所以 A、B 两侧生长素浓度 相同。 (4)影响生长素分布不均的因素有重力和单侧光照,由于题目后面的叙述,单侧光照一定是 出现在第二个空。 走进高考 11.(2014· 大纲卷,5)为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(如图所示)中,正确的是(

)。

答案 B 解析 A 项,胚芽鞘尖端用云母片分隔开,琼脂块未隔开,生长素无法进行横向运输,并且 琼脂块中收集的是生长素总量,不能确定单侧光照射下琼脂块两侧的生长素含量。B 项,琼 脂块用云母片隔开,尖端给予单侧光照射,测定两琼脂块中生长素的含量,可确定胚芽鞘中 生长素在单侧光照射下分布是否均匀。C 项,胚芽鞘尖端未完全分隔开,单侧光照射下,生 长素可发生横向运输,琼脂块未分隔开,收集到的是生长素总量,不能确定单侧光照射下琼 脂块两侧的生长素含量。D 项,在单侧光的照射下,由于云母片插入胚芽鞘尖端和琼脂块, 生长素在胚芽鞘尖端不能发生横向运输,两琼脂块的生长素含量相等。 12.(2013· 安徽卷,5)科学家温特做了如下实验:把切下的燕麦尖端放在琼脂块上,几小时 后,移去胚芽鞘尖端,将琼脂块切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽 鞘一侧,结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。但是,如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂 块,胚芽鞘则既不生长也不弯曲。该实验证明了( A.生长素只能从形态学上端运输到形态学下端 B.造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质 C.生长素的化学本质是吲哚乙酸 D.胚芽鞘会弯向光源生长 答案 B 解析 1928 年,荷兰科学家温特在实验中,把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上,几小时以 后,移去胚芽鞘尖端,并将这块琼脂切成小块,放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧,结果发 现这个胚芽鞘会向放琼脂的对侧弯曲生长。 如果把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块, 放在 切去尖端的胚芽鞘切面的一侧,结果发现这个胚芽鞘既不生长,也不弯曲。由此说明,胚芽 鞘的尖端确实产生了某种物质, 这种物质从尖端运输到下部, 并且能够促使胚芽鞘下面某些 部分的生长。 13.(2012· 新课标全国卷,5)取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为 a、b、c、d 四组。将 a、 b 两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从 c、d 两组胚芽鞘相同位置分别切取等长的一段, )。

并按图中所示分别接入 a、b 两组被切除的位置,得到 a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光 照射,发现 a′组胚芽鞘向光弯曲生长,b′组胚芽鞘无弯曲生长,原因是( )。

A.c 组尖端能合成生长素,d 组尖端不能 B.a′组尖端能合成生长素,b′组尖端不能 C.c 组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,d 组尖端的生长素不能 D.a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b′组尖端的生长素不能 答案 D 解析 本题考查生长素的产生部位及运输情况, 综合考查学生的识图能力。 根据图示两组的 处理可以分析出,c 的放置和 d 的恰好相反,根据极性运输是从形态学的上端运输到形态学 的下端这一原理,a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b′组尖端的生长素不能。


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