高中生物第二章生物的个体稳态第四节第1课植物生长素的发现学案苏教版.docx
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高中生物第二章生物的个体稳态第四节第1课植物生长素的发现学案苏教版
第1课时 植物生长素的发现
学习目标
1.概述植物生长素的发现过程。
2.说出生长素的运输方式。
|基础知识|
一、植物生长素的发现
1.植物生长物质：
植物体内合成的植物激素和人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂。
2.植物激素
（1）概念：
在植物体内一定部位合成，并从产生部位运输到作用部位，对植物生长发育具有显著生理作用的微量的化学物质。
（2）最早发现的植物激素是生长素。
3.生长素的发现过程
科学家
设计思路
实验结果
实验结论
达尔文
弯向光源生长
胚芽鞘感受光刺激和可能产生某种物质的部位都是胚芽鞘的尖端
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
向对侧弯曲生长
胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端向下运输，并且能够促使胚芽鞘下部的生长
温特
不生长也不弯曲
郭葛
从玉米油、麦芽等材料中分离出这种物质，并证明是吲哚乙酸，因其具有促进生长的作用，取名为生长素
二、生长素的产生、运输和分布
1.产生：
主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子等分生能力较强的部位。
2.分布：
相对集中地分布在生长旺盛的部位。
3.运输
（1）方式为主动运输。
（2）方向
①极性运输——生长素只能从形态学上端向形态学下端单方向地运输而不能反过来运输。
②非极性运输——在成熟组织中的韧皮部通过筛管运输。
③横向运输—在单侧光的照射下，生长素从向光一侧运输到背光一侧；在重力的作用下，生长素从远地一侧运输到近地一侧。
|自查自纠|
1.达尔文的实验得出了产生生长素的部位是胚芽鞘尖端（×）
2.证明胚芽鞘尖端产生的“刺激”是“化学物质”而非其他信号的科学家是温特（√）
3.生长素由形态学上端运往形态学下端需要消耗能量（√）
4.生长素为蛋白质类物质，可被蛋白酶水解（×）
|图解图说|
★在单侧光刺激下，生长素见光部分跑到背光一侧，胚芽鞘向光弯曲生长。
★生长素能够进入琼脂片，却不能够透过云母片。
花盆和暗箱都旋转时，只小窗处有光照，幼苗弯向小窗生长。
只花盆旋转时，均匀光照，幼苗直立生长。
只暗箱旋转时，幼苗弯向光源生长。
图中的现象你注意过吗？
能否简单说明其中道理？
提示：
植物的向光性，因单侧光照射使生长素分布不均匀引起。
探究点一 生长素的发现
阅读教材P45－P47页思考以下问题：
1.在生长素的发现过程实验中，都体现了实验设计的哪些原则？
提示：
单一变量原则和对照原则，实验中突出了单一变量的作用。
如达尔文的几组实验相互对照，两组之间只有一个变量是不相同的。
2.植物的茎横向放置一段时间后，会向上弯曲生长，体现出背地性的特点，试分析在该现象中，生长素分布不均匀是如何形成的？
提示：
在重力的影响下，生长素发生了横向运输，由远地侧运输到近地侧，近地侧生长素浓度高，生长快。
向光性产生的原因
单侧光→尖端→影响生长素运输
⇒
⇒
【例1】如图为用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验，下列叙述中正确的是（ ）
A.不生长也不弯曲的是③④
B.生长且向光弯曲的是②⑤
C.生长但不弯曲的是①④
D.生长且向左弯曲的是①⑤
解析 由图可知，①胚芽鞘尖端被不透光的锡箔套住，则胚芽鞘直立生长；②锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段，尖端能感光，会发生向光弯曲生长；③切去尖端并照光，由于没有生长素，所以既不生长也不弯曲；④在切去尖端的胚芽鞘上放置含生长素的琼脂块，由于没有尖端，不感光，生长素均匀向下运输，故直立生长；⑤含生长素的琼脂块放置在去掉尖端的胚芽鞘一侧，生长素分布不均匀，故向放置琼脂块的对侧弯曲生长。
答案 C
相关实验图解分析
类
别
图解条件
相关结果
遮
盖
类
①直立生长
②向光生长
暗
箱
类
①直立生长
②向光（小孔）生长
插
入
类
①向右侧生长
②直立生长
③向光生长
④向光生长
移
植
类
①直立生长
②向左侧生长
③④中IAA的含量 a＝b＋c，b＞c
旋
转
类
①直立生长
②向光生长
③向小孔生长
④茎向心生长，根离心生长
横
置
类
①②中IAA含量及作用①：
a＝b c＝d，都促进水平生长②：
a＜b c＜d,a、c、d促进生长，b抑制生长
梯
度
类
得出相应的最适宜的生长素浓度
【跟踪训练】
1.为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质，用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验时，对照实验的设计思路是（ ）
A.将完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下
B.将胚芽鞘尖端和未放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
C.将未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
D.将胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
解析 本实验为证明胚芽鞘尖端能产生促进生长的某种物质，其实验设计的思路应为把胚芽鞘的尖端切下，放到琼脂块上一段时间后，再把此琼脂块放到胚芽鞘切面的一侧，作为对照实验应在相同的一侧放置未放尖端的空白琼脂块，然后观察。
答案 C
探究点二 生长素的产生、运输和分布
试设计实验验证生长素的横向运输发生在尖端
提示：
（1）实验操作（如图）
（2）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）验证生长素的极性运输只能是从形态学上端向下端
①实验操作（如图）
②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不生长不弯曲。
（1）生长素横向运输只发生在根尖、茎尖等产生长素的部位，且有单侧光或重力刺激时。
尖端均匀光照或黑暗时不发生生长素的横向运输。
（2）失重状态下由于没有重力的作用，水平放置的植物的根、芽中生长素分布是均匀的，植物会水平生长。
（3）琼脂不能感光，不会影响生长素的运输和传递，而云母片、玻璃等则会阻断生长素的运输。
【例2】比较图中的a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量（ ）
A.a>b>cB.c>b>d
C.b>a>cD.a＝b＝c
解析 本题中涉及到胚芽鞘尖端的横向运输和尖端向下的极性运输。
左侧的胚芽鞘尖端中间有云母片，阻止了横向运输，所以a＝b，而右侧云母片位于尖端以下部位，不影响横向运输，所以c>d，由于两侧产生的生长素总量是相等的，所以c>a＝b>d。
答案 B
【跟踪训练】
2.如图是对燕麦胚芽鞘的有关研究，请你仔细分析图示的实验过程和实验结果，你认为下列结论正确的是（ ）
（注：
带阴影的琼脂块含生长素，空白的琼脂块不含生长素）
A.生长素对植物的生长具有促进作用
B.合成生长素的部位是胚芽鞘的尖端部分
C.生长素的运输为极性运输
D.生长素主要分布在生长旺盛的部分
解析 甲、乙两组进行对照，单一变量是形态学上端和形态学下端位置的改变，甲组中形态学上端接触含生长素的琼脂块，下端接触空白琼脂块，生长素会从形态学上端的琼脂块运到下端的空白琼脂块，而乙组正好相反，生长素不能从形态学下端运到形态学上端，即由该实验说明生长素在胚芽鞘中的纵向运输为极性
运输。
答案 C
知识脉络
要点晨背
1.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。
2.植物激素是由植物体内产生，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。
3.生长素主要的合成部位有幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
4.生长素的运输有极性运输、非极性运输和横向运输，极性运输是主动运输。
5.生长素的化学本质是吲哚
乙酸。
1.下列关于植物激素的叙述，正确的是（ ）
①在植物体内含量极少 ②在植物体内含量很多 ③产生部位也是作用部位 ④对植物体的生命活动有显著的调节作用 ⑤化学本质是蛋白质 ⑥化学本质是有机物
A.①④⑥B.①③④⑤
C.②④⑤D.②③④⑥
解析 植物激素是由植物体内产生，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。
答案 A
2.下列有关生长素的叙述，错误的是（ ）
A.生长素主要在叶原基、嫩叶和发育着的种子中产生
B.成熟的叶片和根产生的生长素很少
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
解析 在植物体内，合成生长素最活跃的部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子，即具有分生能力的细胞都能合成生长素，A正确；色氨酸经过一系列反应可转变成生长素，B正确；生长素在植物体内只能从形态学的上端运输到形态学的下端，极性运输C正确；生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中的分布在生长旺盛的部位，D错误。
答案 D
3.图中能说明胚芽鞘尖端是感受光刺激的部位的最佳实验组合是（ ）
A.①②B.③④
C.④⑤D.⑤⑥
解析 根据题意和图示分析可知：
①②说明产生生长素的是胚芽鞘尖端；②③说明生长素能促进生长；①④说明胚芽鞘的向光生长；⑤⑥说明胚芽鞘尖端是感受光刺激部位。
答案 D
4.如图所示，
其中A为含有生长素的琼脂小块，B为去掉尖端的胚芽鞘，在如图所示的单侧光照条件下，胚芽鞘的生长弯曲情况是（ ）
A.向光弯曲生长
B.背向光源弯曲生长
C.直立生长
D.胚芽鞘向光弯曲生长属于应激性
解析 胚芽鞘光源侧因有含有生长素的琼脂块，故生长素浓度高，故生长较快，所以背向光源弯曲生长。
答案 B
课后跟踪分层训练
（时间：
30分钟）
1.当缺乏O2或有细胞呼吸抑制剂时，生长素极性运输的速度将（ ）
A.加快B.减慢
C.不变D.不能确定
解析 生长素的极性运输为主动运输，当缺乏氧气或有氧呼吸受抑制时，其运输的速度会变慢。
答案 B
2.1914年，匈牙利科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除尖端的胚芽鞘的一侧，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，该物质是生长素
C.对照组是没有尖端的胚芽鞘，不生长
D.该实验证明了生长素在植物体内进行极性运输
解析 该实验的对照组是将胚芽鞘尖端放在另一去尖端的胚芽鞘对侧，观察胚芽鞘的弯曲情况；该实验证明了胚芽鞘尖端产生了某种物质能促进生长，但此时还不能确定该物质是吲哚乙酸，也不能证明生长素的极性运输。
为排除光照不均匀造成的弯曲生长，拜尔在黑暗中进行了该实验。
答案 A
3.某科学家进行了如图的实验，以检验达尔文的假说。
下列叙述错误的是（ ）
A.达尔文的假说是可能有某种“影响”从苗尖端传递到了下面
B.选择明胶和云母片的原因是化学物质能够透过明胶却不能透过云母片
C.当时的实验结论是的确有某种化学物质从苗尖端向下传递
D.若把单侧光改为黑暗进行实验，实验结果就不能支持达尔文的假说
解析 如果把单侧光改为黑暗进行实验，用明胶处理的幼苗直立生长，用云母片处理的幼苗不生长，因此实验结果也能支持达尔文的可能有某种“影响”从苗尖端传递到了下面的假说，D错误。
答案 D
4.对胚芽鞘做如下图所示处理后，其变化情况将是（ ）
A.向左弯曲B.向右弯曲
C.直立生长D.不生长也不弯曲
解析 生长素的运输为极性运输，只能从形态学上端向形态学下端运输。
题图中切取的PQ段胚芽鞘切段中P点代表形态学上端，Q点代表形态学下端；把PQ段胚芽鞘切段倒置后，Q点代表的形态学下端放到了切段的上方，P点代表的形态学上端放到了切段的下方，所以尖端产生的生长素不能从Q点运输到P点及以下，P点下面的一段不能生长也不能弯曲。
答案 D
5.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（如图所示）中，正确的是（ ）
解析 A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。
答案 B
6.下列有关生长素的叙述，错误的是（ ）
A.分生组织是合成生长素最旺盛的部位
B.生长素大部分集中在生长旺盛的部位
C.合成生长素的部位生长素浓度不一定高
D.生长旺盛的部位生长素浓度一定最高
解析 生长素相对集中地分布在生长旺盛的部位，但并不是生长旺盛的部位生长素浓度一定最高，如：
顶芽比侧芽生长旺盛，但生长素浓度比侧芽低。
答案 D
7.下面是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息判断，下列说法错误的是（ ）
A.
证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端
B.
解析 据图分析：
A中对照实验自变量为尖端是否感光，感光，向光弯曲生长，否则直立生长；B中，无尖端的胚芽鞘不生长，尖端与下部隔断的胚芽鞘可以生长，说明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部；C中对照实验自变量为尖端所放置的位置，结果胚芽鞘向放置尖端的对侧弯曲生长；D中缺少空白对照，应设置一组不放置琼脂块的胚芽鞘作为对照，因此不能得出该结论。
答案 D
8.根据下图所示实验过程回答：
（1）通过实验②③比较说明，植物的生长与弯曲都与____________有关。
有人推想此部位可能产生某种物质并起作用，通过实验④⑤比较说明，该部分确实产生了某种物质，由于此物质能促进植物的生长，因此，在生物学上叫生长素，而其化学名称为________。
可见生长素的产生部位是________________。
（2）通过实验②⑥⑦比较说明胚芽鞘的感光部位在____________，即此单侧光影响了生长素的分布，使背光侧分布________，而向光侧分布________，从而导致了植物________性的产生，其对照实验组是________。
（3）通过实验④⑤⑧比较说明，胚芽鞘弯曲生长的原因是
____________________________________________________________________。
解析 本题主要考查生长素发现过程中的实验分析，解答本题时要注意实验的单一变量。
答案
（1）胚芽鞘尖端 吲哚乙酸 胚芽鞘尖端
（2）胚芽鞘尖端 多 少 向光 ②
（3）生长素分布不均
9.下列关于胚芽鞘生长与向光性的各种实验研究中，采用的方法和目的不一致的是（ ）
A.将胚芽鞘置于黑暗与单侧光下，观察单侧光对其生长的影响
B.用锡箔帽和锡箔环套在胚芽鞘尖端与尖端下面一段，研究其感光部位
C.将切除尖端的胚芽鞘与完整的胚芽鞘一起培养，观察尖端对其生长的影响
D.将含IAA琼脂块与空白琼脂块分别放在切除尖端的胚芽鞘上，研究其向光性
原理
解析 观察单侧光对其生长的影响实验的自变量为有无单侧光，黑暗与单侧光形成对照；研究感光部位实验的自变量是不同部位，所以用锡箔帽和锡箔环套在胚芽鞘尖端与尖端下面一段进行研究，可以发现其感光部位；观察尖端对其生长的影响实验的自变量是有无尖端，所以将切除尖端的胚芽鞘与完整的胚芽鞘一起培养，能观察尖端对其生长的影响；研究向光性的自变量是单侧光，而不是是否含有IAA，所以将含IAA的琼脂块与空白琼脂块分别放在切除尖端的胚芽鞘上，不能研究其向光性原理。
答案 D
10.某同学利用发生了向光弯曲的燕麦胚芽鞘，制作成切片并观察。
他绘制了背光侧和向光侧的细胞形态示意图（如图所示）。
结合所学知识可得出的结论是（ ）
选项
生长素促进生长的原理
是能促进
胚芽鞘的弯
曲部位是
A
细胞分裂
①
B
细胞伸长
②
C
细胞分裂
②
D
细胞伸长
①
解析 由图示可以看出，背光侧部位②的细胞比向光侧部位②的细胞体积大，所以生长素促进生长的原理是促进细胞的伸长。
答案 B
11.如图在暗室中将几个燕麦胚芽鞘水平放置，并在不同的位置插上云母片，其生长的情况是（ ）
A.①水平生长，②向上弯曲生长，③直立生长
B.①不能生长，②向上弯曲生长，③水平生长
C.①向上弯曲生长，②向上弯曲生长，③水平生长
D.①不能生长，②水平生长，③向上弯曲生长
解析 ①中生长素不能向尖端下部运输，下部得不到生长素而不能生长；②生长素可以向尖端下部运输，还可在重力作用下向近地侧运输，故向上弯曲生长；③生长素能向尖端下部运输，但不能在尖端向近地侧运输，故近地侧与远地侧的生长素浓度相同，水平生长。
答案 B
12.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。
解析
（1）由于生长素的横向运输只发生在胚芽鞘的尖端，所以图甲中A侧的生长素多于B侧，由于图乙中载玻片阻止了生长素的横向运输，所以C、D两侧的生长素含量是相同的。
（2）要证明
（1）的结论，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含量的多少。
（3）将甲组放在匀速转盘中央，则胚芽鞘尖端受到了均匀光照，所以A、B两侧生长素含量相同。
（4）引起生长素分布不均的因素有重力和单侧光照，根据题目后面的叙述，单侧光照一定是填在第二个空。
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
13.（实验探究）如图是某小组探究一种植物的枝条生根状况实验，S为枝条的形态学上端，X为枝条的形态学下端（已知生长素有促进扦插枝条生根的作用）。
请回答：
（1）通常选取一年生且带有芽和幼叶的枝条进行扦插，其原因是____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
（2）本实验的主要目的是_______________________________________________,
观察指标是__________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
（3）下表是小组进行的“某种植物枝条倒插生根法”研究的结果。
表中“方法一”指枝条仅正插处理（如图甲）；“方法二”指先倒插处理（如图乙），一段时间后，再作正插处理。
处理
年份
处理方法
实验数量/枝
成活数量/株
成活率/
%
2014年
方法一
1000
663
66.3
方法二
1000
752
75.2
2015年
方法一
2000
1351
67.55
方法二
2000
1580
79.0
①从细胞生物学的角度分析，枝条生根过程包括细胞的________和________。
②根据表中数据，能够得出的结论是_______________________________________
_____________________________________________________________________。
解析 由图可知，本实验的主要目的是探究形态学上、下端在空间中的位置对插条生根的影响。
所选材料应为一年生且带有芽和幼叶的枝条，因为这样的枝条细胞分裂旺盛，芽和幼叶产生的生长素运输到插条的基部，促进生根；实验的检测指标是插条生根的部位和数量。
由表中信息可知，方法二是先倒插再正插，比方法一只正插成活数量和成活率都高，从而可得出结论：
用先倒插再正插的方法要比仅正插的效果好。
答案
（1）这样的枝条细胞分裂旺盛，芽和幼叶产生的生长素运输到插条的基部，促进生根，提高插条成活率
（2）探究形态学上、下端（S、X）在空间中的位置对插条生根（部位）的影响 插条生根的部位和数量
（3）①分裂 分化 ②用先倒插再正插的方法要比仅正插的效果好（更易生根）
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