学年生物人教版必修三教案第3章第2节生长素的生理作用.docx
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学年生物人教版必修三教案第3章第2节生长素的生理作用
第2节 生长素的生理作用
学习目标
核心素养
1.结合教材图示、曲线，理解生长素的作用特点
2.结合实例，归纳总结影响生长素两重性的因素
3.尝试探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度，理解预实验的重要性
1.通过生长素生理作用的两重性曲线的分析，培养用模型和建模解决问题的能力
2.通过学习“生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验，培养实验设计及对实验结果的分析与评价能力
一、生长素的生理作用
1．作用方式
不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。
2．生长素作用的特点及其表现
（1）特点：
两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
（2）表现：
①浓度较低
②浓度过高
3．影响因素
（1）浓度：
一般情况下，生长素在低浓度时促进生长，在浓度过高时抑制生长，甚至会杀死植物。
（2）器官：
不同器官对生长素的反应敏感程度不同。
根、芽、茎敏感程度为根>芽>茎。
（3）成熟程度：
一般来说，幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。
4．顶端优势
（1）概念：
顶芽优先生长，侧芽受抑制的现象。
（2）原因：
①生长素的运输方向是A→B（用图中字母表示），A（填字母）处生长素浓度低―→促进生长。
②B（填字母）处生长素浓度高―→抑制生长。
（3）解除方法：
摘除顶芽。
（4）应用示例：
棉花的“摘心”、果树剪枝等。
5．生长素类似物
（1）概念：
具有与生长素相似的生理效应的人工合成的化学物质。
（2）应用：
①防止果实和叶片的脱落。
②促进结实，获得无子果实。
③促进扦插枝条的生根。
二、探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
1．实验原理
适宜浓度的生长素能促进扦插枝条生根，在不同浓度的生长素溶液中，扦插枝条生根情况不同。
2．常用方法
（1）浸泡法：
要求溶液的浓度较低。
（2）沾蘸法：
省时。
3．实验流程
4．变量分析
（1）自变量：
生长素类似物的浓度。
（2）因变量：
生根情况。
（3）无关变量：
生长素类似物的剂量、温度和光照等。
判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）
1．生长素浓度升高，植物细胞生长速度加快。
（ ）
2．同一植株根和芽生长所需的最适生长素浓度相同。
（ ）
3．当植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势，其主要原因是侧芽附近的生长素浓度过高，其生长受抑制。
（ ）
4．α萘乙酸（NAA）、2，4D等都是在生产上广泛应用的生长素。
（ ）
5．光照、温度是“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验时需控制的无关变量。
（ ）
提示：
1.× 生长素的生理作用具有两重性，浓度较低时，随生长素浓度升高，植物细胞生长速度加快，但超过一定浓度，生长速度减慢。
2．× 同一植株的根和芽生长所需要的最适生长素浓度不同，根对生长素浓度要敏感些。
3．√
4．× α萘乙酸、2，4D等均为人工合成的生长素类似物。
5．√
生长素的生理作用
[问题探究]
1．分析下图中生长素浓度与所起作用的曲线，并探讨以下有关问题：
（1）不同浓度的生长素对同一植物器官的促进作用效果一定不同吗？
提示：
不一定。
图中D点、E点对茎的促进作用效果相同。
（2）在生长素浓度为10－6mol/L时，生长素对根、芽、茎的生理效应分别是什么？
说明了什么？
提示：
对根是抑制作用，对芽是既不促进也不抑制，对茎是促进作用。
这说明同一浓度的生长素对不同器官的作用不同。
2．结合下图解释植物的根为何具有向地性？
此特点是否体现了生长素作用的两重性？
植物的茎的背地生长是否体现了生长素作用的两重性呢？
提示：
（1）根：
对生长素较为敏感，D处浓度过高对根的生长起抑制作用，而C处的浓度较低，促进根的生长，充分体现了生长素生理作用的两重性。
（2）茎：
对生长素相对不敏感，B处生长素浓度大于A处生长素浓度，所以B侧的促进作用大于A侧的，没有体现生长素生理作用的两重性。
[归纳总结]
生长素作用的两重性
（1）（如图）当生长素浓度小于i时称为“低浓度”，高于i时才会抑制植物生长，称为“高浓度”。
（2）曲线中的OH段表明：
随生长素浓度增高，促进生长作用增强。
（3）曲线HC段表明：
随生长素浓度增高，促进生长作用减弱（但仍为促进生长）。
（4）H点表示促进生长的最适宜浓度为g。
（5）C点表示促进生长的“阈值”，即大于C点的生长素浓度（i）时，将会使生长受抑制。
1．将一盆栽植物横放于地面，则其水平方向的茎近地侧生长素浓度变化的曲线为（图中虚线表示对茎生长既不促进也不抑制的生长素浓度）（ ）
A B C D
D [由于受重力的作用，水平放置的植物的茎近地侧生长素浓度逐渐升高，但仍处于促进茎生长所需的浓度范围以内，应处于虚线以下，虚线以上浓度为抑制茎生长的生长素浓度。
]
2．下图表示不同浓度生长素对某植物茎生长的影响，下列叙述错误的是（ ）
A．P点对应的生长素浓度是促进该植物茎生长的最适浓度
B．当生长素浓度高于P点对应的浓度时，茎生长仍可被促进
C．曲线表明生长素的生理作用具有两重性
D．当生长素浓度高于M点对应的浓度时，该植物的根生长开始受到抑制
D [图中的曲线可表明低浓度的生长素能促进茎的生长，高浓度的生长素会抑制茎的生长；由于根对生长素的敏感度高于茎，所以，生长素浓度在M点对应的浓度之前，该植物根的生长已受到了抑制。
]
探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
[问题探究]
1．在植物进行扦插时，为什么保留有芽和幼叶的枝条比较容易生根？
提示：
芽和叶在生长时能产生生长素，而生长素可促进扦插枝条生根。
2．探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中，设立预实验的目的是什么？
提示：
（1）为进一步的实验摸索条件；
（2）检验实验设计的科学性和可行性；（3）减少盲目性和人力、物力、财力的浪费。
3．在实验中，若两种浓度的生长素类似物促进插条生根效果基本相同，请分析原因。
如何进一步确定最适浓度？
提示：
由生长素作用曲线可知，存在作用效果相同的两种生长素浓度。
最适浓度应在两种溶液浓度之间，即在两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。
[归纳总结]
（1）实验注意事项
①插条的选择及处理：
a．插条选择：
插条质量和规格对探究实验效果影响很大。
以1年生枝条为最好（形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活）。
插条部位以枝条中部剪取的插条为最好，基部较差。
b．扦插枝条的处理：
枝条的形态学上端削成平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增大吸水面积，促进成活；每根枝条留3～4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。
②控制无关变量，取材、处理时间、蒸馏水、光照、温度、通气状况等都属于无关变量。
无关变量在实验中的处理要采用等量性的原则。
如用相同的花盆，选用相同的植物材料等。
③设置重复组，即每组不能少于3根枝条；设置对照组，蒸馏水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行对比，目的是探究2，4D或α萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。
④配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要小，组别要多。
⑤在进行此实验研究时，需要在正式实验前先做一个预实验，这样可以为进一步的实验摸索条件，在确定了最适浓度的大致范围后，可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。
⑥对实验结果进行处理时，要根据实验数据，以生长素类似物的浓度为横坐标，根的数目为纵坐标，绘制曲线图，确定最适浓度范围。
（2）可能出现的问题及原因分析
①不能生根。
用多种不同浓度的生长素类似物浸泡，插条均不能生根，主要有以下几种可能：
一是枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多；二是配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧；三是没有分清形态学的上端与下端。
②生根过少。
配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要密一些，组别要多一些。
浓度梯度过稀、组别过少易错过最适浓度范围，导致生根过少。
1．用不同浓度的生长素类似物溶液处理某植物插条使其生根，结果如下表。
下列叙述错误的是（ ）
组别
清水
浓度a
浓度b
浓度c
平均生根数
15
29
38
7
A．实验中用于扦插的枝条可能带有芽或幼叶
B．根据实验结果无法比较a、b、c浓度的大小
C．该生长素类似物对根的生理作用具有两重性
D．实验结果表明促进插条生根的最适浓度在a和c之间
D [由于在清水中也能生根，而带芽或幼叶的插条能产生生长素，促进插条生根，所以实验中用于扦插的枝条可能带有芽或幼叶，A正确；由于生长素类似物对根的生理作用具有两重性，所以根据实验结果无法比较a、b、c浓度的大小，也不能确定促进插条生根的最适浓度在a、c之间，B正确，D错误；与对照组比较，该生长素类似物对根的生理作用具有两重性，C正确。
]
2．某课题研究小组为探究生长素类似物——α萘乙酸（NAA）的生理作用，用玉米试管苗进行了相关实验，实验数据如下：
浓度（mg/L）
平均每株生根数（条）
平均根长（cm）
0.2
7.8
10.0
0.3
7.4
9.6
0.4
6.3
9.4
0.5
5.9
8.8
（1）由上表可知，此实验的目的是探究______________。
（2）从表中数据能否确认0.2mg/L是该实验最适宜的浓度？
________（填“能”或“不能”），理由是_____________________。
（3）α萘乙酸是生产上常用的生长素类似物，除本实验的应用外，请写出生长素类似物在农业生产中的另外两个方面的应用：
______
_____________________________________________________。
解析：
从表格给的测量指标生根数和根长可以看出，此实验的目的是探究α萘乙酸促进玉米试管苗生根的最适浓度。
α萘乙酸为生长素类似物，对植物所起的作用与生长素基本相同。
答案：
（1）α萘乙酸促进玉米试管苗生根的最适浓度（合理即可）
（2）不能 缺少小于0.2mg/L的浓度设置（合理即可） （3）促进果实发育；防止落花落果（合理即可）
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1.生长素不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。
2.生长素的作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
3.顶端优势和根的向重力性都体现了生长素作用的两重性。
4.对生长素的敏感程度：
根>芽>茎；幼嫩细胞>衰老细胞；双子叶植物>单子叶植物。
5.生长素类似物可用于防止果实和叶片的脱落、促进结实、获得无子果实、促进扦插枝条的生根等。
6.预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性。
1．下列不属于对生长素作用的两重性描述的是（ ）
A．既能促进植物生长，也能抑制植物生长
B．既能促进发芽，也能抑制发芽
C．既能促进果实成熟，也能抑制果实成熟
D．既能防止落花落果，也能疏花疏果
C [生长素可促进果实的发育，不能促进果实的成熟，由此判定C项错误。
]
2．水平放置的蚕豆幼苗，一段时间后根向下弯曲生长，茎则向上弯曲生长。
这是因为（ ）
①重力影响，使生长素移到靠近地面的一边
②光线影响，使生长素移到靠近地面的一边
③根对生长素浓度的反应敏感
④茎对生长素浓度的反应敏感
A．①④ B．②③
C．①③D．②④
C [重力的影响使生长素由远地一侧移向近地一侧；近地一侧生长素浓度高，由于根对生长素浓度的反应更为敏感，所以对根来说，近地一侧抑制生长，对茎来说，近地一侧促进生长，所以根会向地生长，茎会背地生长。
]
3．下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分别为（ ）
A．a和b B．b和a
C．b和cD．c和b
C [顶端优势是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分别为顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度。
]
4．要得到番茄的无子果实，需将一定浓度的生长素溶液涂在该花的子房上，处理该花的时期和条件是（ ）
A．花蕾期，不去雄蕊B．花蕾期，去掉雄蕊
C．开花后，不去雄蕊D．开花后，去掉雄蕊
B [要得到无子番茄，阻止番茄受粉、受精是关键。
在用生长素处理时，从题意看，开花后，则明显暗示已完成受精作用，当然就不可能无种子，所以C、D项可排除。
花蕾期，若不除去雄蕊，则可能在开花期由于自花传粉、受精而产生种子，仍然得不到无子果实。
故要获取无子果实，应在花蕾期用一定浓度的生长素处理，并且去掉雄蕊。
]
5．某学生开展了“NAA溶液对草莓发育的影响”的研究，实验结果如图所示，图中箭头所指的是草莓的瘦果，瘦果内包含着种子。
根据有关信息可知，NAA溶液（ ）
A．导致了多倍体草莓的产生
B．在本实验中帮助草莓完成了受粉
C．主要起到了驱虫的作用
D．作用类似于草莓种子发育时产生的生长素
D [受粉后，种子才能形成。
发育中的种子可以产生生长素，促进果实的发育。
分析题图，未经受粉但喷洒了一定浓度的NAA溶液的草莓果实表现出发育现象，由此可推知NAA的作用类似于草莓种子发育时产生的生长素，D正确。
]
6．据图回答问题：
（1）若某植物幼苗已表现出向光性，且测得其向光面的生长素浓度为m，则其背光面生长素浓度范围是________。
（2）若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为________________。
（3）除草剂灭草的原理是使杂草的生长素浓度处于________状态下。
（4）若某植物顶芽的生长素浓度为g，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度是图中曲线的________区间。
解析：
（1）向光性中，都是促进作用，背光侧的生长素含量比向光侧高，背光侧长得快，即背光侧的促进作用大于向光侧的促进作用，所以其背光面生长素浓度范围是大于m小于M。
（2）由于重力作用，茎的近地侧生长素比远地侧多，并且促进作用表现为近地侧大于远地侧，所以茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。
（3）除草剂灭草的原理是高浓度抑制生长，所以生长素浓度处于大于i的状态下。
（4）顶端优势中侧芽生长受抑制，所以生长素浓度应在C点以后。
答案：
（1）大于m小于M
（2）小于m （3）大于i （4）C点以后
莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。
每一日所付出的代价都比前一日高，因为你的生命又消短了一天，所以每一日都要更用心。
这天太宝贵，不就应为酸苦的忧虑和辛涩的悔恨所销蚀，抬起下巴，抓住这天，它不再回来。
加油！
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