高中生物必修三第三章第一节植物生长素的发现含答案解析.docx

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高中生物必修三第三章第一节植物生长素的发现含答案解析

植物的激素调节

第1节植物生长素的发现

知识点一生长素的发现过程

1．1880年达尔文的实验

（1）实验过程：

（如图所示）

实验过程

实验现象

实验①

单侧光照射胚芽鞘

胚芽鞘弯向光源生长

实验②

切去胚芽鞘尖端，给予单侧光照射

胚芽鞘既不生长，也不弯曲

实验③

用锡箔小帽罩住胚芽鞘尖端，给予单侧光照射

胚芽鞘直立生长

实验④

用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段，单侧光照射胚芽鞘尖端

胚芽鞘弯向光源生长

（2）实验现象分析

a．实验①和实验②的自变量是胚芽鞘尖端的有无，因变量是胚芽鞘是否生长与弯曲。

实现现象说明胚芽鞘的生长与弯曲都与尖端有关。

b．实验③和实验④的自变量是接受刺激的部位，因变量是胚芽鞘是否出现向光性弯曲生长。

实验现象说明胚芽鞘的感光部位在尖端，而不是尖端下面的一段。

（3）实验结论：

单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，这种刺激传递到下部的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。

2．1910年詹森的实验

（1）实验过程：

（如图所示）

实验过程

实验现象

实验⑤

切去胚芽鞘的尖端，然后给予单侧光照

不生长，也不弯曲

实验⑥

切去胚芽鞘的尖端，放置琼脂薄片，然后把胚芽鞘的尖端放置在琼脂薄片的上面，然后给予单侧光照

胚芽鞘弯向光源生长

【提醒】　该实验缺少另一组对照实验。

除了设计对照实验⑤外，可再设计一组实验：

尖端与下部用云母片（化学物质不能透过）阻断，会使实验更有说服力。

（2）实验现象分析

胚芽鞘弯向光源生长是因为尖端产生了某种刺激向下运输，实验⑥在尖端和尖端下面的一段中间隔了琼脂依然能出现向光性弯曲生长，说明胚芽鞘尖端产生的刺激能透过琼脂。

（3）实验结论：

胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给尖端下部。

3．1914年拜尔的实验

（1）实验过程：

（如图所示）

实验过程

实验现象

实验⑦

把切下的胚芽鞘尖端放置在切面的左侧

胚芽鞘向右侧弯曲生长

实验⑧

把切下的胚芽鞘尖端放置在切面的右侧

胚芽鞘向左侧弯曲生长

【提醒】　拜尔的实验是在黑暗条件下完成的，排除光照不均匀对实验结果的干扰。

（2）实验现象分析

胚芽鞘都弯向了放置尖端切面的对侧，是因为伸长区两侧生长不均匀，放置尖端的部位生长快，未放置尖端的部位生长慢。

这说明胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。

（3）实验结论：

胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。

（4）通过达尔文、詹森和拜尔三人的实验可以初步得出结论：

尖端产生的刺激可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。

4．1928年温特的实验

（1）实验过程：

（如图所示）

实验过程

实验现象

实验⑨

把空白琼脂放在切去尖端的燕麦胚芽鞘的一侧

胚芽鞘既不生长也不弯曲

实验⑩

把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，把琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧

胚芽鞘朝向放置琼脂块的对侧弯曲

【提醒】　温特提出植物体内存在生长素时仅是假设而已，但并没有提取这种物质。

（2）实验现象分析

实验⑨和实验⑩的自变量是琼脂块中是否放置胚芽鞘尖端，因变量是胚芽鞘是否出现弯曲。

（3）实验结论：

该实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质，这种物质向下运输，促使尖端下面的一段生长和弯曲。

5．植物激素

1934年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸（IAA）。

但是，由于生长素在植物体内含量极少，直到1942年人们才从高等植物中分离出生长素，并确认它就是吲哚乙酸（IAA）。

进一步研究又发现了苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等这些具有生长素效应的物质。

继发现生长素之后，人们又陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等植物激素。

人们把这类由植物体内产生，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，称作植物激素。

知识点二植物向光性的原因

植物弯向光源生长的原因：

单侧光照射，生长素在尖端发生了从向光侧到背光侧的运输，使胚芽鞘背光一侧的生长素含量高于向光侧。

因而引起两侧的生长不均匀，从而出现向光性弯曲。

均匀极性运输→均匀极性运输→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。

尖端→尖端→影响生长素运输

极性运输（上→下

横向运输（尖端向光侧→背光侧）

→生长素分布不均匀→

背光侧多

向光侧少

→生长不均匀（背光侧快）→向光弯曲

可见，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。

【提醒】　1.单侧光不影响生长素的合成，所以背光侧和向光侧的生长素产生速度基本一致。

2．生长素的产生部位是尖端；感受光刺激的部位是尖端；发生弯曲的部位是尖端下面的一段。

知识点三植物生长素的产生、分布和运输

1．产生

主要在幼嫩的芽、叶、发育的种子、根尖生长点等分生能力较强的部位。

2．分布

大都集中在生长旺盛的部位，衰老的组织中较少。

影响生长素分布的外界因素有两个：

一是重力，二是单侧光。

3．运输

（1）横向运输：

如在单侧光的照射下，生长素从背光一侧运输到向光一侧；在重力的作用下，生长素从远地一侧运输到近地一侧。

（2）纵向运输：

具有极性，只能从形态学上端运输到形态学下端。

【深化升华】　生长素的作用原理、极性运输和横向运输

（1）生长素促进植物生长的作用，在于它增大了细胞壁的可塑性，促进了细胞的纵向伸长。

而植物茎产生向光生长是由于单侧光引起了茎尖生长素分布不均匀。

单侧光使生长素在背光一侧比向光一侧分布多，从而使背光一侧的细胞纵向伸长比向光一侧快，结果使茎向生长慢的一侧（即朝向光源一侧）弯曲，表现出向光性。

（2）对于植物向光性主要从以下三个方面进行理解：

①单侧光引起茎尖端生长素分布不均匀，使其背光一侧分布较多，向光一侧分布较少；②发生弯曲的部位在茎尖端下面（相当于根尖伸长区的位置）的一段；③含生长素较多的细胞纵向伸长较快，含生长素较少的细胞纵向伸长较慢。

（3）单侧光引起茎尖生长素分布不均匀，暗示了生长素在茎尖（生长素产生部位）有横向运输的能力，即在单侧光的影响下，生长素能从向光一侧移向背光一侧，并不能将生长素分解。

发生弯曲的部位在茎尖下部的一段，表明生长素有极性运输的能力，即能从形态学上端向形态学下端运输。

生长素含量较多的细胞纵向伸长较快，反之较慢，表明生长素促进生长与其浓度有关。

所以说单侧光引起生长素分布不均匀，如果没有生长素的横向运输是难以实现的。

同样，没有生长素的极性运输，向光弯曲也是无法发生的。

【例1】　

将燕麦胚芽鞘的尖端放在琼脂块上，正中插入生长素不能通过的云母片，琼脂被分成相等的两部分（见右图）。

单侧光照射后，琼脂内生长素含量（　　）

A．左右相等B．左多右少

C．左少右多D．左右均无

答案　B

解析　将燕麦胚芽鞘尖端用单侧光照射，由于感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，即生长素在胚芽鞘尖端能横向运输，尖端的背光侧（左侧）生长素分布多，向光侧（右侧）分布少。

在胚芽鞘的尖端以下，生长素的运输为极性运输，即只能从形态学的上端运输到形态学下端，在尖端下面的一段及琼脂中插入了云母片，以阻止生长素的横向运输，因此，运输到左侧琼脂块中的生长素多，运输到右侧琼脂块中的生长素少。

方法总结

考查学生对胚芽鞘向光性的理解程度。

本题可从以下几个方面考虑：

（1）产生生长素的部位。

尖端照对生长素分布的影响。

（3）极性运输，胚芽鞘产生的生长素由形态学上端向下端运输至琼脂块上。

【例2】　下图所示的四个实验中，燕麦胚芽鞘能够继续生长的是（多选）（　　）

答案　AC

解析　A项套住了尖端，不能感受光的刺激，没有导致生长素分布不均匀，故直立生长；B项切除了尖端，下部缺少生长素，故不生长；C项在胚芽鞘尖端下部插入了琼脂块，尖端产生的生长素能透过琼脂块运输到下部且分布均匀，故直立生长；D项尖端下部用盖玻片隔开，生长素不能透过，故不能生长。

方法总结

本题考查燕麦胚芽鞘的向光性实验和生长素的运输，还考查了对常用图、表等表达形式的理解和正确解释生物学问题的能力。

胚芽鞘的尖端是产生生长素的部位，也是感光部位，但不是生长部位，生长部位是尖端下面的一段。

【例3】　用同位素14C标记的吲哚乙酸处理一段枝条的一端，然后探测另一端是否含有放射性14C标记的吲哚乙酸的存在。

枝条及位置如图。

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，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，不能在乙图中的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

答案　A

解析　通过分析甲、乙两图可判定，甲图的A端是形态学上端，B端是形态学下端，乙图正好相反。

所以，甲图中生长素只能从A端向B端运输，乙图中生长素只能从B端向A端运输。

【例4】　植物在单侧光照射下弯向光源生长，这个现象被解释为“光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布的多”。

为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布的多呢？

是因为向光侧的生长素在光的影响下被分解了，还是向光侧的生长素向背光侧转移了。

为此，有人做了下述实验：

（一）实验步骤：

将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，放在琼脂切块上，分别放在黑暗中和单侧光下（如下图）。

（二）实验结果

[图中（c）、（d）、（e）和（f）用一生长素不能透过的薄玻璃片将胚芽鞘分割；琼脂下方的数字表示琼脂块收集到的生长素（IAA）的量]请回答：

（1）图中（a）和（b）说明了什么？

________________________________________________________________________。

（2）图中（c）和（d）说明了什么？

________________________________________________________________________。

（3）图中（e）和（f）说明了什么？

________________________________________________________________________。

（4）通过上述实验可得出什么结论？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）光并未影响生长素的产生、分解和向下运输

（2）胚芽鞘尖端被玻璃片分隔成两半，不影响生长素向下运输和琼脂块中收集的生长素的量　（3）单侧光照射促使生长素向背光侧转移　（4）单侧光照射下，胚芽鞘尖端的生长素由向光侧向背光侧转移，而不是向光侧的生长素被分解

解析　

（1）图中（a）和（b）分别在黑暗和光照条件下，胚芽鞘尖端的生长素向下运输的量相等，均有40单位。

说明光并未影响生长素的产生、分解和向下运输。

（2）在

（1）的基础上，图中（c）和（d）胚芽鞘尖端中间插了一个玻璃片，不影响生长素向下运输和琼脂块中收集的生长素的量。

（3）图中（e）胚芽鞘和琼脂块中间被玻璃片隔开，阻止了生长素从向光侧往背光侧运输，因而两侧琼脂块中收集的生长素一样多，均为20单位，说明向光侧生长素未被分解；图中（f）胚芽鞘尖端未隔开，胚芽鞘下部和琼脂块被玻璃片隔开，结果背光侧琼脂块收