苏教版必修3 植物生命活动的调节 第1课时 植物生长素的发现 生长素的特征与生理作用 学案.docx

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苏教版必修3植物生命活动的调节第1课时植物生长素的发现生长素的特征与生理作用学案

第四节　植物生命活动的调节

第1课时　植物生长素的发现　生长素的特性与生理作用

1．概述植物生长素的发现。

（重点）

2．简述生长素的产生、运输和分布。

3．举例说明生长素作用的两重性。

（重难点）

　　　　　　　　　　　植物生长素的发现

1．达尔文的实验

科学家

设计思路

实验结果

实验结论

达尔文

弯向光源生长

①具有感光作用和可能产生某种“影响”（现在知道是吲哚乙酸）的部位都是胚芽鞘尖端；②该“影响”的作用部位是尖端下部，使向光侧生长慢，背光侧生长快

不生长不弯曲

直立生长

2.詹森的实验

实验方法及结果

结论及分析

实验证明：

①琼脂块能让尖端产生的影响通过，云母片则不能。

②由此说明胚芽鞘尖端产生的影响，从尖端向下扩散，刺激胚芽鞘下部的伸长区生长

3.拜尔的实验

实验过程及现象

图示

结论及分析

①切取胚芽鞘尖端移至左侧＋黑暗→向右弯曲生长

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

②切取胚芽鞘尖端移至右侧＋黑暗→向左弯曲生长

4.温特的实验

组别

实验过程图示及现象

分析与结论

①（在黑暗中）

向放置琼脂块的对侧弯曲生长

说明：

尖端产生的化学物质扩散到琼脂块

胚芽鞘尖端能产生某种促进生长的化学物质，这种物质能从尖端向下运输，并且它的分布受到光的影响

②（单侧光照射）

胚芽鞘弯曲生长

说明：

单侧光导致化学物质不均匀分布

　温特将上述促进植物生长的物质命名为生长素。

5．1934年，科学家从人的尿液中分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸（IAA）。

1946年，科学家从高等植物中成功分离出生长素。

6．发现生长素的漫长历程，证明了单侧光的照射使得胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，造成背光一侧生长快于向光一侧，从而形成植物向光弯曲生长的现象。

探讨

：

植物激素也有专门的分泌器官吗？

与动物激素相比有何相同点？

提示：

植物激素没有专门的分泌器官。

与动物激素相比都有微量、高效的特点，都能调节生物体的新陈代谢，生长发育等生理活动。

探讨

：

拜尔实验的不足之处是什么？

提示：

无法证明尖端产生的影响是化学物质还是其他形式。

探讨

：

温特实验为什么要设置对照组？

提示：

排除琼脂块本身的化学物质对实验结果的干扰。

探讨

：

如何判断胚芽鞘“生长弯曲”的问题呢？

提示：

（1）判断“生长”情况：

看胚芽鞘尖端以下的部分能否获得生长素。

能获得生长素，则生长；不能获得生长素，则不生长。

（2）判断“弯曲”情况：

看胚芽鞘尖端以下部分生长素的分布是否均匀。

若生长素分布均匀，则直立生长。

若生长素分布不均匀，则弯曲生长。

1．植物的向光性分析

（1）四周均匀光照或无光：

尖端产生生长素―→极性运输―→尖端以下各部位生长素分布均匀―→各部分生长均匀―→直立生长。

（2）单侧光―→尖端―→影响生长素运输―→

―→生长素分布不均匀―→

―→生长不均匀（背光侧生长快）―→向光弯曲

（3）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。

（4）向光生长的意义：

有利于植物接受更多的光照进行光合作用。

2．与生长素有关的几组对照实验及结论

图中各符号的含义：

↓均匀光照，←单侧光照，Ｋ未放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，

放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，

不透光的锡箔套，

云母片。

分析以上实验，可得到如下结论：

（1）图①与图②表明：

胚芽鞘在均匀光照下和黑暗中都直立生长。

图①与图③表明：

胚芽鞘在单侧光照射下向光弯曲生长。

（2）图③与图④表明：

胚牙鞘向光弯曲生长与尖端有关。

（3）图①、④、⑤、⑥表明：

胚芽鞘尖端能产生某种物质（生长素），该物质能促进胚芽鞘生长。

（4）图③、⑤、⑥、⑧表明：

该物质（生长素）分布不均匀，是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而单侧光是影响该物质（生长素）分布不均匀的外部原因。

（5）图⑨、⑩表明：

感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，而发生弯曲的部位在尖端下部。

（6）图⑤、⑥、⑦对比分析表明：

该物质（生长素）从产生部位（尖端）向下运输到作用部位（尖端下部）并促进作用部位的生长。

（7）比较图⑪⑫表明：

生长素的横向运输只发生在胚芽鞘尖端（感受单侧光引起横向运输）。

1．下列各项能说明植物的向光性的是（　　）

A．向日葵的花盘随太阳移动而移动

B．植物叶片表面的气孔在高温、强光下关闭

C．在雨点的刺激下，含羞草的小叶合拢

D．在触摸等刺激下，紫蔷薇的枝条微微抖动

【解析】　向日葵受到太阳光的刺激，花盘的生长随着太阳移动而移动，说明了植物的向光性；植物体在高温、强光下，为防止体内水分过多地蒸发，因而关闭气孔，是对自身生命活动的一个调节过程；生物体对外界刺激作出的相应反应，属于应激性，而且由于触摸等引起的刺激不可能引起生长运动。

【答案】　A

2．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

【解析】　解答本题时要将题干信息与教材中的相关实验结合起来，尤其要抓住题干第三句描述的对照组中的关键信息，通过分析得出正确的实验结论。

本实验的实验组和对照组的区别是放置的琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端，或者是否含有胚芽鞘尖端所产生的化学物质，所以通过对照实验可以得出的实验结论是造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质，因此B项正确。

【答案】　B

3．下图表示燕麦胚芽鞘的向光性实验（锡箔套不透光，云母片不透水）。

请说明图

（1）～（8）各胚芽鞘的生长状况。

（1）__________；

（2）__________；（3）__________；

（4）__________；（5）__________；（6）__________；

（7）__________；（8）__________。

【解析】　图

（1）尖端不透光，产生的生长素均匀分布，直立生长。

图

（2）尖端产生的生长素发生横向运输和极性运输，使尖端下部生长素分布不均，出现向光弯曲生长。

图（3）云母片位置不影响生长素运输，向光弯曲生长。

图（4）云母片阻断生长素的横向运输，生长素均匀分布，直立生长。

图（5）产生的生长素不能向下运输，不能生长。

图（6）因受单侧光刺激，导致左侧的生长素较多，又因右侧插有云母片，生长素不能向下运输，生长慢，故向右弯曲生长。

图（7）生长素均匀分布，直立生长。

图（8）尖端下部左侧生长素浓度高，长得快，向右弯曲生长。

【答案】　

（1）直立生长　

（2）向光弯曲生长　（3）向光弯曲生长　（4）直立生长　（5）不生长、不弯曲　（6）向右弯曲生长　（7）直立生长　（8）向右弯曲生长

　生长素的特性与生理作用

1．生长素在植物体内的运输

（1）极性运输：

生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，而不能逆向运输。

（2）横向运输：

植物向光性原理是单侧光影响了生长素的分布，使背光一侧的生长素多于向光一侧，背光一侧的细胞伸长快于向光一侧，结果表现为茎弯向光源生长。

（3）非极性运输：

生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。

2．生长素作用的两重性

生长素既能促进生长，又能抑制生长。

（1）生长素促进不同器官生长的最适浓度不同：

茎（10－4mol/L）＞芽（10－8mol/L）＞根（10－10mol/L）。

（2）不同器官对生长素的反应敏感程度为：

根＞芽＞茎。

（3）生长素对植物生长的促进和抑制与生长素的浓度、植物器官的种类及细胞的年龄有关。

3．顶端优势

（1）概念：

顶芽优先生长，侧芽受到抑制的现象。

（2）原因：

①顶芽处生长素浓度低促进生长；

②侧芽处生长素浓度高抑制生长。

（3）解除：

摘除顶芽。

（4）应用：

果树整枝修剪、番茄摘心、棉花摘心等，增加分枝、提高产量。

探讨

：

探讨下列各图中生长素极性运输的方向并总结其运输规律。

方向：

A._______―→_______，B._______―→______，

C._______―→_______。

规律：

_____________________________________________________。

提示：

①　②　④　③　⑥　⑤　生长素由形态学上端向形态学下端运输

探讨

：

探究图中胚芽和胚根的生长情况。

将A、B两琼脂块紧贴横放的胚芽鞘尖端的上下两侧一段时间后，分别进行以下实验：

提示：

甲向左弯曲生长，乙向右弯曲生长。

探讨

：

不同浓度的生长素促进枝条的生根效果一定不同吗？

提示：

不一定，在最适浓度之前和之后两种不同浓度促进效果可能相同。

探讨

：

顶芽生长素浓度低于侧芽，但顶芽产生的生长素仍向侧芽运输，试推断生长素的运输方式是哪种？

提示：

主动运输。

1．生长素的合成部位与分布

（1）合成部位：

生长素主要在生长旺盛的部位产生，如幼芽、嫩叶、发育中的种子。

（2）分布部位：

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。

2．生长素作用的两重性曲线解读

（1）生长素对根、芽、茎的作用曲线分析：

A、B、C、D、E、F（如下图）

①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效不同（促进效果不同或抑制效果不同）。

②同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同（敏感性大小：

根＞芽＞茎），也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。

③曲线在D、E、F点以上的部分体现了不同浓度生长素的不同的促进效果，而且A、B、C三点代表最佳促进效果点。

④不要将AD、BE、CF段理解为抑制阶段，这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐降低。

⑤任一两曲线交点代表该浓度对两器官的促进效果相同。

（2）生长素的双重作用曲线分析：

①曲线中OH段表明：

随生长素浓度升高，促进生长作用增强。

②曲线中HC段表明：

随生长素浓度升高，促进生长作用减弱（但仍为促进生长）。

③H点表示促进生长的最适宜浓度为g。

④C点表示促进生长的“阈值”。

大于C点生长素浓度，将会使生长受抑制，此即所谓地“高浓度”。

3．茎的背地性，根的向地性的产生机制：

（如下图）

→

→

1.分析图示，对生长素分布、运输、生理作用等不科学的解释是（　　）

A．左侧生长素含量高，生长快

B．生长素的运输方式为主动运输

C．生长素浓度高低依次是d＞c＞b＞a

D．根部生长也表现出顶端优势现象

【解析】　在单侧光照射下，背光一侧生长素分布多，生长快；同时生长素又具有两重性，高浓度抑制生长，低浓度促进生长。

生长素从形态学上端向形态学下端运输，并积累于侧芽，离顶芽越近，生长素浓度相对越高，所以b处生长素浓度最高，图中“芽”所含生长素浓度的高低顺序应为b＞c＞d＞a。

【答案】　C

2.在菜豆的幼根处作上标记如右图。

置于适宜条件下，几天后，能正确表示该根生长情况的是（　　）

【解析】　水平放置的植物在重力的作用下，根会表现出向地生长，茎背地生长，根的生长主要是通过根尖分生区细胞的不断分裂产生新细胞增加细胞数量，以及根尖伸长区细胞的伸长生长来实现的。

【答案】　B

3．下图表示植物不同器官对不同浓度生长素的反应。

请据图完成下列问题：

（1）促进茎生长的生长素最适浓度是________mol·L－1，生长素的这一浓度对根生长的效应是________。

（2）A点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是________，对芽生长的效应是________。

（3）B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是________。

【解析】　此坐标图与一般坐标图的不同之处在于：

纵坐标既表示促进生长的程度，又表示抑制生长的程度。

有些同学误认为曲线上升代表促进作用，曲线下降代表抑制作用，从而错误地认为A点所对应的生长素浓度对芽的作用是抑制生长。

【答案】　

（1）10－4　抑制生长

（2）促进生长　促进生长

（3）对生长无影响

1．绿色植物倒伏后，它的茎秆能部分恢复成直立状态，引起这种现象的主要原因是（　　）

A．受重力影响，向地性　　　B．受重力影响，背地性

C．受水的影响，向水性D．受光的影响，向光性

【解析】　当植物水平放置时，受重力影响，近地侧生长素浓度高，远地侧生长素浓度低；由于茎对生长素敏感性较低，高浓度的生长素促进作用比低浓度生长素促进作用强，因此植物的茎背地生长，故B正确。

【答案】　B

2．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．詹森用玻璃片代替琼脂块，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

【解析】　胚芽鞘产生的影响不能透过玻璃片，但能透过琼脂块。

【答案】　B

3．用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如图所示实验，且②～⑦均给予单侧光照，一段时间后，会发生弯曲的是（　　）

A．②⑤⑦　　　　　　B．①②③⑤⑧

C．①③④⑥⑦D．②⑤⑧

【解析】　①a、b浓度相同，故直立生长；②向右弯曲生长；③直立生长；④直立生长；⑤向右弯曲生长；⑥不生长也不弯曲；⑦只有暗室内的幼苗旋转，单侧光不影响生长素的分布，故直立生长；⑧向小孔方向弯曲生长。

【答案】　D

4．如图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。

当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度最可能分别为（　　）

A．a和bB．b和a

C．b和cD．c和b

【解析】　顶端优势是指顶芽产生的生长素大量地积累在侧芽部位，而使侧芽生长受抑制的现象，结合图示信息可判断b、c最可能分别为顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度。

【答案】　C

5．某研究小组探究避光条件下生长素浓度对燕麦胚芽鞘生长的影响。

胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲度（α）。

左下图为实验示意图。

右下图曲线中能正确表示实验结果的是（　　）

A．a　　　B．bC．c　　　D．d

【解析】　因为生长素在低浓度时促进生长，高浓度时抑制生长。

所以胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量、记录的弯曲度应如曲线b所示。

在低浓度时都弯曲，但在高浓度时弯曲的角度不可能超过90°（如a），也不可能超过一定浓度后弯曲度就不再改变（如c），曲线d与高浓度时抑制生长这一事实不相吻合。

【答案】　B

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.生长素的合成部位有幼嫩的芽、叶和发育中的种子。

2.生长素的运输有极性运输和横向运输的特点。

3.生长素的作用具有两重性，一般地说，低浓度促进生长，高浓度则抑制生长。

4.单侧光可引起生长素分布不均匀，从而使植物具有向光性。

5.顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象叫顶端优势。

6.摘除顶芽可以解除顶端优势现象。

7.生长素和动物激素都只能调节代谢，而不能直接参与细胞代谢。