2024-2025学年新教材高中生物第5章植物生命活动的调节第1节植物生长素学案新人教版选择性必修11

PAGEPAGE14第1节植物生长素课标内容要求核心素养对接概述科学家经过不断的探究，发觉了植物生长素，并揭示了它在调整植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。生命观念和科学思维——通过生长素的作用特点阐释生物学中适度与平衡观念，并运用这一观念分析和解决现实中的问题。科学探究——通过概述生长素的发觉过程认同科学探究的一般过程。一、生长素的发觉过程1．达尔文试验(1)发觉问题：植物的向光性，即在单侧光的照耀下，植物朝向光源方向生长的现象。(2)试验处理及现象(3)结论：胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。2．鲍森·詹森试验试验1试验2(1)过程及现象试验1：切去胚芽鞘尖端＋单侧光→不生长不弯曲。试验2：胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片＋单侧光→弯向光源生长。(2)结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。3．拜尔试验(1)试验证明：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匀称造成的。(2)鲍森·詹森试验和拜尔试验初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不匀称造成了胚芽鞘的弯曲生长。4．温特的试验AB(1)试验组——A处理：把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。(2)比照组——B处理：把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘既不生长也不弯曲。(3)试验结论：胚芽鞘的弯曲生长的确是由一种化学物质引起的。温特把其命名为生长素。5．1934年，科学家首先从人尿中分别出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸。1946年，科学家从高等植物中分别诞生长素。6．植物向光性的缘由：生长素分布不匀称造成的。7．植物激素：由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。二、生长素的合成、运输与分布1．合成部位：幼嫩的叶、芽和发育中的种子，由色氨酸转变而来。2．运输(1)方式：主动运输。(2)方向eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(极性运输：\o(由形态学上端向形态学下端单),方向运输而不能反过来运输,非极性运输：在成熟组织中，生长素可以,通过输导组织进行非极性运输))3．分布：相对集中分布在生长旺盛的部分。三、生长素的生理作用1．作用方式：给细胞传达信息，起着调整细胞生命活动的作用。2．作用(1)在细胞水平上：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。(2)在器官水平上：影响器官的生长、发育。3．作用特点(1)生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟状况和器官的种类不同而有较大的差异。一般状况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。(2)实例：顶端优势。推断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．达尔文通过试验推想胚芽鞘尖端在单侧光照下能产生某种影响传递到尖端下方，温特通过试验证明白这种影响是一种化学物质。 ()2．幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。 ()3．植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素。 ()4．同一植株的根和芽生长所须要的最适生长素浓度相同。 ()5．当植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势，其主要缘由是侧芽旁边的生长素浓度过高，其生长受抑制。 ()6．生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。 ()提示：1.√2．×生长素在生物体内含量较少，而不是大量。3．√4．×同一植株的根和芽生长所须要的最适生长素浓度不同，根对生长素浓度要敏感些。5．√6.√生长素的发觉过程1．相关试验总结科学家试验试验结论达尔文胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快鲍森·詹森胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部拜尔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匀称造成的温特造成胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质，并把这种物质命名为生长素2.胚芽鞘试验的相关结论(1)产生生长素的部位在尖端，而发生生长及弯曲的部位在尖端以下的伸长区。(2)感受光照的部位在尖端，而且生长素的横向运输只发生在尖端。(3)生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关。应用实践：1.达尔文以金丝雀eq\o(\s\up7(艹),\s\do5(鹝))草的胚芽鞘为材料，做了如下试验。细致视察图示并思索以下相关问题：(1)本试验中的比照组、试验组分别是哪几组？提示：①、②③④。(2)③④比照中，试验的自变量和因变量分别是什么？提示：遮光部位。胚芽鞘的生长状况。2．从比照试验设计的单一变量原则角度分析，鲍森·詹森试验有什么不足之处？又该如何改进？提示：不足之处为该试验不能解除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生。改进方案为：增设③组：将胚芽鞘尖端切掉，将琼脂片放在切口上，用单侧光照耀，视察胚芽鞘生长状况。3．拜尔试验为什么要在黑暗中进行？温特试验是否也须要在黑暗中进行？提示：解除光照不匀称对试验结果的影响。不须要。1．(多选)在生长素的发觉史上，1910年鲍森·詹森进行了如图的试验，以检验达尔文的化学物质假说。下列叙述错误的是()A．本试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．显微镜视察表明，弯曲部位背面细胞分裂速率快、数量多D．要使本试验更有劝服力，还应设置去掉胚芽鞘尖端，仅放琼脂片或云母片的比照试验ABC[鲍森·詹森通过试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，须要设置比照试验：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；要使本试验更有劝服力，还须要设置比照试验，即设置不放胚芽鞘尖端，仅放琼脂片或云母片的比照试验，解除琼脂片和云母片的影响，D正确。]2．对胚芽鞘进行如图所示的①～④试验，其中旋转均为匀速旋转，一段时间后停止旋转时，试验①②装置仍停止在如图位置。则四个胚芽鞘的生长方向依次是()A．←↑→↑ B．←↑↑→C．→↑→↑ D．→↑←↑D[①中胚芽鞘随盘匀速旋转，则胚芽鞘尖端四周都能接受到光刺激，但是旋转产生的离心力会导致生长素在外侧分布多，因此停留在如图位置时，向右弯曲生长；②暗箱不动，有单侧光从左边射入，但是胚芽鞘旋转使胚芽鞘的尖端各部位都能匀称接受单侧光，因此直立生长；③由于生长素的运输受重力影响，因此B中的生长素比A多，故右侧生长比左侧快，向左弯曲生长；④旋转后A、B中生长素一样多，因此左右生长一样快，直立生长。]推断植物“长不长、弯不弯”的简洁方法——“两看法”注：(1)推断生长素的有无，一看有没有产生部位，二看有没有人为施加；(2)尖端下部伸长区相当于生长素作用的“靶细胞”部位。生长素的运输1．运输方式：主动运输。2．运输方向(1)(2)极性运输：从形态学的上端运输到形态学的下端。(3)非极性运输：成熟组织中可以通过输导组织进行。3．特殊关注三个问题(1)尖端匀称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、芽中生长素分布是匀称的，植物会水平生长。(3)琼脂等不能感光，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。合作探究：1.用图中数字符号表示诞生长素极性运输的方向。尝试总结其运输有何规律。提示：(1)①→②(2)④→③(3)⑥→⑤规律：由形态学上端向形态学下端运输。2．分析推断下列图中生长素横向运输的方向，并思索影响横向运输的因素有哪些。提示：(1)①→②(2)③→④⑤→⑥(3)⑦→⑧影响横向运输的因素有单侧光、重力、离心力等。

1．为了探究生长素的作用，将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组，试验组胚芽鞘上端一侧放置含有相宜浓度IAA的琼脂块，比照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块，两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下，在黑暗中放置一段时间后，比照组胚芽鞘无弯曲生长，试验组胚芽鞘发生弯曲生长，如图所示。依据试验结果推断，下列叙述正确的是()A．胚芽鞘b侧的IAA含量与b′侧的相等B．胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量不同C．胚芽鞘b′侧细胞能运输IAA而c′侧细胞不能D．琼脂块d′从a′中获得的IAA量小于a′的输出量D[结合文字信息和图示信息可知，题中左图为比照组，右图为试验组。比照组中a琼脂块不含IAA，所以胚芽鞘b侧不含IAA，b′侧含有从a′琼脂块运输来的IAA，故A项错误。胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧都不含IAA，故B项错误。胚芽鞘b′侧细胞和c′侧细胞都能运输IAA，故C项错误。a′琼脂块输出的IAA在向下运输过程中有所消耗，所以琼脂块d′从a′中获得的IAA量小于a′的输出量，故D项正确。]2．取生长状态一样的燕麦胚芽鞘，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两组胚芽鞘相同位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘，然后用单侧光照耀，发觉a′组胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘无弯曲生长，缘由是()A．c组尖端能产生生长素，d组尖端不能B．a′组胚芽尖端能合成生长素，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′组胚芽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D[胚芽鞘的尖端都能合成生长素，所以A、B两项错误。生长素的运输是只能从形态学上端运输到形态学下端的极性运输，C项错误。据题干可知，a′组中接入的茎段的形态学上端连接胚芽鞘尖端，形态学下端连接茎，所以生长素可以向基部运输，因此胚芽鞘向光弯曲生长；b′组中接入的茎段的形态学下端连接胚芽鞘尖端，形态学上端连接茎，故生长素不能向基部运输，因此胚芽鞘无弯曲生长，D项正确。](1)单侧光(重力)影响生长素的分布，但不影响生长素的产生。(2)引起生长素分布不匀称的因素许多，如含生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘上的位置等。(3)生长素在琼脂块中的运输不是主动运输，而是扩散作用。生长素的生理作用1．生长素的作用方式不催化细胞代谢，不为细胞供应能量，而是给细胞传达信息，起着调整细胞生命活动的作用。2．作用特点的影响因素(1)浓度：一般状况下，生长素在低浓度时促进生长，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，苍老细胞迟钝。3．(1)图1表示不同浓度生长素的生理作用不同，表现为两重性。①四个关键点含义：A点为较低浓度促进生长；B点促进作用最强；C点既不促进，也不抑制；D点为较高浓度抑制生长。②曲线段含义：a．AB段表示在肯定的浓度范围内，随生长素浓度的上升，促进作用增加；b．BC段(不包括C点)表示在肯定的浓度范围内，随生长素浓度的上升，促进作用减弱；c．CD段(不包括C点)表示超过肯定的浓度范围，随生长素浓度的上升，抑制作用增加。(2)图2表示不同器官对生长素的敏感程度不同，根>芽>茎。(3)图3表示不同植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感性强。4．顶端优势(1)概念：顶芽优先生长，侧芽受抑制的现象。(2)缘由①生长素的运输方向是A→B(用图中字母表示)，A处生长素浓度低→促进生长。②B处生长素浓度高→抑制生长。应用实践：1.分析下图中不同浓度生长素与植物不同器官所起作用的曲线，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肯定不同吗？提示：不肯定。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？这说明白什么问题？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．结合下图说明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侧促进作用大于A侧，没有体现生长素生理作用的两重性。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改变的曲线为(图中虚线表示对茎生长既不促进也不抑制的生长素浓度)()ABCDD[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渐渐上升，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．(多选)经试验检测出某一植株的不同器官对不同生长素浓度的反应如图所示，横坐标表示生长素的浓度。依据试验结果，可以获得的正确结论是()A．当生长素浓度为10－9mol·L－1时，抑制根的生长B．若解除顶端优势，应确保侧芽的生长素浓度低于10－6mol·L－1C．低浓度生长素促进根、芽的生长，高浓度生长素则促进茎的生长D．根向地生长的缘由是其远地侧生长素浓度低于10－8mol·L－1BD[由题图可知，当生长素浓度为10－9mol·L－1时促进根的生长，故A错误；当生长素浓度大于10－6mol·L－1时抑制芽的生长，当生长素浓度小于10－6mol·L－1时促进芽的生长，故B正确；图中根、芽、茎的三条曲线均能体现生长素作用的两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长，故C错误；根对生长素较敏感，由于重力缘由，远地侧生长素浓度低于近地侧，远地侧生长较快，远地侧生长素浓度应低于10－8mol·L－1，故D正确。]生长素的作用及作用特点(1)生长素促进生长的原理为促进细胞的纵向伸长，从而使体积变大，而不是促进细胞数目的增多。如下图中背光侧之所以长得快，就是因为其背光侧细胞比向光侧“更伸长”。(2)若生长慢的部位的生长素浓度高于生长快的部位的生长素浓度，则可体现作用特点，如根的向地性、顶端优势等。(3)与“0”浓度(蒸馏水处理组)比较，生长慢于“0”浓度者表现为抑制作用，从而体现出作用特点，否则不能体现作用特点。就如图的坐标曲线模型而言，若作用曲线为负值(横轴以下，图中C点以下)，则可体现作用特点。[课堂小结]知识网络构建核心语句归纳1.胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧光刺激的部位都是胚芽鞘的尖端。2.植物的向光性是由于生长素分布不匀称造成的：单侧光照耀后，背光一侧生长素的含量多于向光一侧。3.在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，即极性运输，极性运输是细胞的主动运输。4.生长素相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根顶端分生组织、形成层和发育中的种子和果实等处。5.植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。6.生长素不催化细胞代谢，不为细胞供应能量而是给细胞传达信息。7.生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长。顶端优势和根的向重力性都体现了生长素作用的该特点。8.对生长素的敏感程度：根>芽>茎；幼嫩细胞>苍老细胞；双子叶植物>单子叶植物。1．(多选)1914年，匈牙利科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除胚芽鞘尖端的胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长。下列叙述错误的是()A．比照组是没有尖端的胚芽鞘，不生长B．该试验在黑暗中进行，可解除受光不匀称对试验结果的影响C．该试验证明尖端的确能产生某种物质，该物质是吲哚乙酸D．该试验证明白生长素在植物体内进行极性运输ACD[比照组应为没有去除尖端的胚芽鞘，直立生长，A错误；该试验证明尖端的确能产生某种物质，但不能确定该物质的化学本质就是吲哚乙酸，C错误；该试验无法证明生长素在植物体内进行极性运输，D错误。]2．将某植物的胚芽鞘在单侧光下照耀一段时间后，取胚芽鞘尖端以下部位放大视察，如图所示，下列分析合理的是()A．图中放大部位为感光部位B．单侧光来自b侧C．a侧生长素较b侧多D．生长素促进细胞的伸长生长D[胚芽鞘感光部位是尖端，A错误；b侧细胞较长，为背光侧，单侧光来自a侧，B错误；单侧光使生长素在背光侧分布较多，b侧生长素较a侧多，C错误；试验说明生长素促进细胞