高二生物人教版必修3学案第3章第1节植物生长素的发现

第3章植物的激素调节第1节植物生长素的发现知识点一生长素的发现过程[新知导学]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)实验处理及现象。(3)结论：单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下面的伸长区时，会造成背光侧比向光侧生长快，因而出现向光性弯曲。2．鲍森·詹森和拜尔实验3.温特实验(1)实验处理及现象：(2)实验结论：胚芽鞘尖端能产生一种化学物质，会造成胚芽鞘弯曲生长，这种化学物质被命名为生长素。4．植物向光性的解释5．植物激素的概念(1)产生部位：植物体内。(2)运输途径：从产生部位运送到作用部位。(3)生理作用：影响植物生长发育。(4)化学实质：微量有机物。1．根据达尔文的实验结果分析，胚芽鞘感受单侧光与弯曲生长的分别是哪一部位？提示：感受光刺激的部位在尖端，而发生弯曲的部位在尖端下面的一段(伸长区)。2．胚芽鞘的生长和弯曲分别与什么有关？提示：与生长素的有无和分布是否均匀有关。[重难探究]1．植物向光生长的机理(1)图解模型：(2)解释。①生长素的浓度：单侧光导致胚芽鞘尖端产生的生长素发生横向运输，导致背光侧浓度高于向光侧；这种生长素的不均匀分布由极性运输传至尖端下方。②生长程度：尖端下方背光侧生长素浓度高于向光侧，导致背光侧细胞生长快于向光侧，表现出向光生长。(3)结论：植物的向光生长是由单侧光(外因)导致生长素分布不均匀(内因)引起的。2．植物向性运动情况分析与胚芽鞘向光生长有关的四个重要部位(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。[典题演练]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，实验的设计思路是(C)A．两个完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下B．胚芽鞘尖端和未放过胚芽鞘的琼脂块分别置于两个胚芽鞘切面的同一侧C．未放过胚芽鞘尖端的琼脂块和放过胚芽鞘尖端的琼脂块分别置于两个胚芽鞘切面的同一侧D．胚芽鞘尖端和放过胚芽鞘尖端的琼脂块分别置于两个胚芽鞘切面的同一侧解析：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，并将这块琼脂块切成小块放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果发现胚芽鞘会向放琼脂小块的对侧弯曲生长。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，能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长。温特的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，温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素，C正确。2．在生长素的发现史上，1910年鲍森·詹森进行了如图的实验，以检验达尔文的化学物质假说。下列叙述正确的是(D)A．本实验证明生长素由胚芽鞘尖端向下传递B．插有琼脂片的幼苗发生向光弯曲证明胚芽鞘尖端是感光部位C．显微镜观察表明，弯曲部位背面细胞分裂速率快、数量多D．要使本实验更有说服力，还应设置去掉胚芽鞘尖端，仅放琼脂片或云母片的对照实验解析：鲍森·詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部，A错误；要证明胚芽鞘尖端是感光部位，需要设置对照实验：一组的胚芽鞘尖端用不透光的金属小套遮挡，让其感受不到光；另一组的胚芽鞘尖端以下部位用不透光的金属小套遮挡，让其感受不到光，B错误；生长素促进细胞伸长生长，不促进细胞分裂，故弯曲部位背面细胞较长，C错误；要使本实验更有说服力，还需要设置对照实验，即设置不放胚芽鞘尖端，仅放琼脂片或云母片的对照实验，排除琼脂片和云母片的影响，D正确。知识点二生长素的产生、运输和分布[新知导学]2．运输(1)方向：极性运输、非极性运输。(2)方式：主动运输。3．分布：相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等。3．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同的。4．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。[重难探究]1．生长素的横向运输(1)概念：生长素由于单侧光、重力和离心力等外界因素引起的在产生部位的运输。(2)部位：胚芽鞘尖端等。(3)发生的原因：ⅰ.受光照影响。单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素由向光侧运到背光侧，如图Ⅰ由①→②，可引起植物的向光性。ⅱ.受力影响。a．重力作用使生长素在幼根中从远地端运到近地端，幼茎中生长素也从远地端运到近地端，如图Ⅱ③→④，⑤→⑥，可引起植物根的向地性和茎的背地性。b．离心力使胚芽鞘尖端的生长素分布不均匀，如图Ⅲ⑦→⑧，可引起胚芽鞘弯曲生长。(4)实验验证：生长素含量C＝D、E>F，则说明单侧光引起生长素的胚芽鞘尖端发生横向运输。2．生长素的极性运输(1)概念：生长素由植物体的形态学上端向形态学下端的运输。(2)特点：只能由形态学上端→形态学下端，不能倒转。(3)影响因素：植物的遗传特性决定，不受单侧光、重力等影响。(4)实验验证：a、b两组相互对比，共同证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。3．生长素的非极性运输在成熟组织中，生长素可通过韧皮部进行非极性运输。生长素的极性运输、非极性运输、横向运输的辨析(1)极性运输是将物质从植物的形态学上端运送到形态学下端，如根尖产生的生长素会向上运输，而茎尖产生的生长素向下运输。这是一种主动运输过程，需要载体蛋白协助，消耗能量。(2)非极性运输是指植物体内物质的运输不受形态学上下端的影响，如生长素可优先供给生长中心。(3)横向运输是生长素由茎(光源)的一侧移动到另一侧(背光侧)的运输方式，其方向平行于茎的横切面。[典题演练]3．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，你认为下列结论最正确的是(C)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位解析：a、b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，a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往下端的空白琼脂块，而b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纵向运输为极性运输。4．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两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，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，其原因是(D)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解析：胚芽鞘尖端可产生生长素，生长素只能由形态学上端向形态学下端运输而不能反向运输，故a′组尖端产生的生长素可以向胚芽鞘基部运输，而b′组尖端产生的生长素不能。课题调研：信息获取类题目——胚芽鞘向光生长的判断[典范例题]如图所示用燕麦胚芽鞘进行向光性实验，请据图完成下列问题：(1)不生长也不弯曲的是________；生长且向光弯曲的是________；生长但不弯曲的是________；生长且向左弯曲的是________。(2)据此实验分析，生长素的合成部位应该在________。(3)植物的向光性是由于单侧光引起________而造成的。[模板构建·思路导引][规范答案·警示失误](1)CBA、DE错答：第二空答为“B、D”错因：没有真正理解“尖端是感光部位”，误认为琼脂块也能感受单侧光的刺激。(2)尖端错答：生长旺盛的部位错因：忽略题中的限制条件“据此实验分析”，只是单纯记忆教材生长素的合成部位。(3)生长素分布不均匀[解题技巧]新情景信息题常以生物的前沿科技、生命科学发展中的热点问题、社会生活中的现实问题、生物实验等为命题材料，用文字、数据、表格、图形等形式提供资料信息，通过分析和处理信息，把握事件呈现的特征，该类题目往往是“高起点，低落点”。解决这类问题的一般思路是：(1)“审读材料，界定信息”——审读材料，明确题目事件及信息类型，了解信息的给予类型，界定主题干下面次题干的有无。(2)“整合提炼，排除干扰”——从材料中的文字叙述或所提供的图、表资料中找出关键信息，提取有价值的信息，排除干扰信息，对信息的提炼可以采用逆向思维，即根据问题目标，从材料中提取所需要的信息。(3)“迁移内化，组织答案”——紧扣题意抓住关键，根据整合提炼的信息，实施信息的迁移内化，对发现的关键信息和已有的旧知识进行搭桥，运用比较、归纳、推理的方法，选择正确答案或运用学科语言组织好答案。一、选择题1．如图表示利用燕麦胚芽鞘所进行的有关实验，一段时间后，胚芽鞘的生长情况是(A)A．向光弯曲生长 B．背光弯曲生长C．直立生长 D．不生长解析：燕麦胚芽鞘的尖端感光，尖端以下部位不感光。燕麦胚芽鞘的尖端产生生长素，在单侧光的作用下，生长素由向光侧运向背光侧，使背光侧生长素分布较多，生长较快，表现为向光弯曲生长。2．拜尔曾在黑暗条件下，将切下的燕麦胚芽鞘尖端移到切口的一侧，胚芽鞘会向另一侧弯曲生长(如图)。这个实验证明(C)A．尖端能产生某种“影响”B．合成“影响”不需要光照C．弯曲生长是因为“影响”分布不均匀D．“影响”不能促进胚芽鞘的生长解析：拜尔的实验是在前人的基础上进行的，前人的工作已经证明胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光下产生某种“影响”，从上部传到下部，造成背光侧和向光侧生长快慢不同；实验是在黑暗环境下进行的，并没有在光下的对照实验；实验说明有胚芽鞘的一侧生长快是由于有胚芽鞘的一侧“影响”分布多；实验证明了“影响”具有促进胚芽鞘生长的效应。3．植物产生向光性的原因是(B)A．单侧光使植物背光侧生长素分布多，抑制细胞伸长B．单侧光使植物背光侧生长素分布多，促进细胞伸长C．生长素在向光侧分布多，加快了光合作用D．生长素在向光侧分布多，抑制向光侧细胞伸长解析：植物向光性的产生与单侧光引起生长素分布不均匀有关。在单侧光照射下，背光侧生长素多于向光侧，背光侧细胞纵向伸长生长比向光侧快，因而向光弯曲。4．对燕麦胚芽鞘进行如下图处理：①的胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽；②将尖端下部用锡箔遮住；③在尖端横向插入锡箔；④在尖端横向插入琼脂片；⑤切去胚芽鞘尖端。请据图判断下列哪一项是错误的(D)A．有单侧光照时仍直立向上生长的是①B．给予单侧光照时，弯向光源生长的是②④C．单侧光照射时，不生长也不弯曲的是③⑤D．如把④放在匀速转盘上，并给予右侧光照，生长情况是向右弯曲生长解析：生长素由胚芽鞘尖端产生，在尖端部位若有单侧光的刺激，生长素可横向运输，但在其下部则不能横向运输，只能极性运输，即由上向下运输，生长素分布多的部位细胞生长快，因此它弯向光源生长；琼脂块实际上起一个物质传递的作用，是一种中介物，用以判断是否有化学物质的生成及作用。若将胚芽鞘放在匀速转盘上，即使以单侧光照射，生长素在这一部位也是均匀分布的，不可能弯向光源。5．取某植物的胚芽鞘和幼根，切除胚芽鞘尖端和幼根根尖的尖端(即切除根冠和分生区)，然后将胚芽鞘(近尖端向上)和幼根(近尖端向上)直立放置，分别在两者切面的左侧放置含有生长素的琼脂块(生长素浓度为促进胚芽鞘生长的最适浓度)，培养在黑暗条件下，幼根和胚芽鞘弯曲生长且方向相反，关于这一现象的说法，合理的是(B)A．胚芽鞘向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输B．胚芽鞘向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输C．幼根向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输D．幼根向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输解析：对胚芽鞘来说，左侧生长素浓度高，左侧生长快，向右侧弯曲，但根对生长素的灵敏度高，因此根向左侧弯曲。生长素在胚芽鞘和根中都是极性运输。二、非选择题6．如下图为用燕麦幼苗做实验材料，在黑暗中分别进行以下两项实验。(1)实验装置如图甲。将切下的胚芽鞘尖端C水平放置，分别取两个琼脂块A、B，紧贴在C切面上。数小时后，将琼脂块取下，分别放在已切去尖端的胚芽鞘D和胚根E上。两天后，胚芽鞘D的生长方向是向左弯曲，原因是琼脂块B在A的下端，含有的生长素较多，向下运输，促进胚芽鞘右侧生长；胚根E的生长方向是向右弯曲，原因是B侧生长素浓度高，抑制胚根右侧生长。(2)实验装置如图乙。将附有琼脂块X和Y的胚芽鞘顶端放在旋转器上匀速旋转，旋转几小时后，取下琼脂块，分别放在去掉顶