2018版高中生物 第三章 植物的激素调节 第1节 植物生长素的发现学案 新人教版必修3

第1节植物生长素的发现1概述植物生长素的发现过程。(重难点)2体验发现生长素的过程和方法。3说出植物生长素的产生部位、运输和分布。(重点)生 长 素 的 发 现 过 程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)进行实验：对金丝雀草的胚芽鞘进行单侧光照射。实验编号处理过程实验现象不做处理胚芽鞘弯向光源生长去掉尖端胚芽鞘不生长，也不弯曲锡箔罩上尖端胚芽鞘直立生长锡箔罩上尖端下的一段弯向光源生长(3)得出结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就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，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。2鲍森詹森实验(1)过程及现象：切去胚芽鞘尖端单侧光不生长不弯曲。胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片单侧光弯曲生长。(2)图解：(3)结论：胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部。3拜尔实验实验结论：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。4温特实验(1)实验组处理：把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。(2)对照组处理：把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘既不生长也不弯曲。(3)结论：胚芽鞘尖端能产生某种化学物质，会造成胚芽鞘弯曲生长，这种化学物质被命名为生长素。5科学家分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸(IAA)。6植物激素的概念：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。探讨：从对照实验设计的单一变量原则角度分析，鲍森詹森实验有什么不足之处？又该如何改进？提示：不足之处为该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生。改进方案为：增设组：将胚芽鞘尖端切掉，将琼脂片放在切口上，用单侧光照射，观察胚芽鞘生长状况。探讨：拜尔实验为什么要在黑暗中进行？温特实验是否也需要在黑暗中进行？提示：排除光照不均匀对实验结果的影响。不需要。胚芽鞘实验的相关结论(1)与尖端有关的结论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。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。生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关。(2)判断胚芽鞘生长与弯曲的依据生长：看有无生长素。生长素可能是自身产生的，也可能是外源的，如含生长素的琼脂等。弯曲：看生长素分布是否均匀，若分布均匀则直立生长；若分布不均匀则弯向浓度低的一侧生长。1用燕麦胚芽鞘做向光性实验发现植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光弯曲的部位分别是()A胚芽鞘尖端、尖端下面一段、向光一面B胚芽鞘、胚芽鞘的尖端、尖端下面的一段C胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段D胚芽鞘尖端、向光一面、尖端下面的一段【解析】胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧光刺激的部位都是尖端；生长和弯曲的部位都是尖端下面的伸长区。【答案】C2(2016全国丙卷)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，实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块，对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，对照组胚芽鞘无弯曲生长，实验组胚芽鞘发生弯曲生长，如图所示。根据实验结果判断，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【解析】结合文字信息和图示信息可知，题中左图为对照组，右图为实验组。对照组中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。【答案】D生 长 素 的 产 生、运 输 和 分 布1.主要合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子，由色氨酸转变而来。2运输(1)方式：主动运输。(2)方向3分布：相对集中在生长旺盛部分。探讨：用图中数字符号表示出生长素极性运输的方向？尝试总结其运输有何规律？提示：(1)(2)(3)规律：由形态学上端向形态学下端运输。探讨：分析判断下列图中生长素横向运输的方向，并思考影响横向运输的因素有哪些？提示：(1)(2)(3)影响横向运输的因素有单侧光、重力、离心力等。生长素的运输和分布(1)横向运输只发生在根尖、茎尖等产生生长素的部位，且有单侧光或重力刺激时。尖端均匀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、芽中生长素分布是均匀的，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。(4)生长素的分布产生部位积累部位，如顶芽侧芽、分生区衰老组织，如生长点老根。3比较图中的a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量()AabcBcbdCbacDabc【解析】本题中涉及生长素在胚芽鞘尖端的横向运输和尖端向下的极性运输。左侧的胚芽鞘尖端中间有云母片，阻止了横向运输，所以ab；而右侧云母片位于尖端以下部位，不影响横向运输，所以cd；由于两侧产生的生长素总量是相等的，所以cabd。【答案】B4对胚芽鞘甲做如图所示的处理，形成胚芽鞘乙，光照后它的弯曲情况是() 【导学号：67330016】甲 乙AQ处向左BQ处向右CP处向右D不弯曲【解析】图中形态学的上端为P，下端为Q，所以生长素只能由P向Q运输。在胚芽鞘乙中，P和Q颠倒，使生长素不能向下运输，所以胚芽鞘既不生长也不弯曲。【答案】D5下列有关生长素的叙述，错误的是()A生长素主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子产生B成熟的叶片和根尖产生的生长素很少C生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端D生长素只分布在植物生长旺盛的部位【解析】生长素主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成，根尖与成熟的叶片中合成的很少。生长素的运输是一种极性运输，即单方向运输。植物体内生长素主要分布在生长旺盛的部位，在趋向衰老的组织和器官中则含量较少，所以选项D符合题意。【答案】D1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如果鲍森詹森用玻璃片代替琼脂片，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，能透过琼脂片。【答案】B2用不同实验材料分别对燕麦的胚芽鞘进行以下研究实验，若图中箭头所指表示实验进行一段时间后胚芽鞘的生长情况，实验结果正确的是()【解析】燕麦胚芽鞘的感光部位是尖端，所以用锡箔套住尖端后，不能感光，因此燕麦胚芽鞘应该直立生长，A错误；生长素不能通过云母片，所以右侧生长素不能向下运输，导致燕麦胚芽鞘向右弯曲生长，B错误；琼脂块不影响生长素的运输，所以单侧光能导致燕麦胚芽鞘弯向光源生长，C正确；含生长素的琼脂块放置在去掉尖端的燕麦胚芽鞘右侧，导致右侧有生长素，促进右侧生长，向左弯曲生长，D错误。【答案】C3如图所示，用同位素14C标记的吲哚乙酸来处理一段枝条的一端，然后探测另一端是否含有放射性14C的吲哚乙酸存在。下列有关处理方法及结果的叙述正确的是()甲 乙A处理甲图中的A端，不能在甲图中的B端探测到14C的存在B处理甲图中的B端，能在甲图中的A端探测到14C的存在C处理乙图中的A端，能在乙图中的B端探测到14C的存在D处理乙图中的B端，能在乙图中的A端探测到14C的存在【解析】生长素具有极性运输的特点，即只能从形态学上端运输到形态学下端。甲图中A端为形态学上端，乙图中B端为形态学上端，故处理甲图中A端能在B端探测到14C的存在，反之不能；处理乙图中B端能在A端探测到14C的存在，反之不能。【答案】D4下列是生长素发现的一系列实验(实验材料为燕麦胚芽鞘)，请认真分析实验条件和现象，回答下列问题：(1)A、B实验的推论是：燕麦胚芽鞘具有_。(2)E、F实验的推论是：_。上述实验体现了设计实验的单一变量原则，E、F实验的单一变量是_。(3)A、G实验的推论是：向光性是由于_引起的。(4)预测实验H的现象是_，预测该现象是依据实验_(填符号)。【解析】(1)A、B两组中的单一变量是单侧光照，光照的一组向光弯曲。(2)E、F两组的单一变量是琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端，接触过尖端的琼脂块能使去除尖端的胚芽鞘生长，没接触过的不生长，说明胚芽鞘尖端中含有某种促进生长的物质。(3)A、G的结果是一致的，G是对A的一个本质解释，G结果的形成是由于生长素在胚芽鞘两侧分布不均造成的。(4)弯曲本质上是生长素分布不均引起的，依据来自G；感光部位尖端的缺失，将不会使生长素再发生横向运输，依据来自于C、D。【答案】(1)向光性 (2)尖端产生了某种促进生长的物质 琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端 (3)单侧光引起某种物质分布不均(4)向右弯曲 C、D、G课堂小结：网络构建核心回扣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均匀造成的：单侧光照射后，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。学业分层测评(八) (建议用时：45分钟) 学业达标1下列利用胚芽鞘所做的实验中，能说明胚芽鞘尖端确实产生了“生长素”的是()【解析】温特的实验设计证明胚芽鞘尖端确实产生了某种化学物质，促进切去尖端的胚芽鞘弯曲生长。【答案】D2将燕麦胚芽鞘作如图所示处理，经过几天后的变化情况是()A向左弯曲B向右弯曲C直立生长 D停止生长【解析】胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输促使尖端下部生长，单侧光照使生长素在尖端处横向运输，导致背光一侧生长素比向光一侧分布多，此题由于左侧切口，生长素在尖端部位虽能横向运输，但不能向下运输促使尖端下部生长，所以胚芽鞘右侧生长快，使胚芽鞘向左弯曲生长。【答案】A3在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱的一侧开一小窗，固定光源可从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15 min匀速转一周的速度。则一星期后幼苗生长状况为图中的()【解析】将暗箱置于旋转器上水平旋转，意味着暗箱、花盆一起旋转；幼苗只受来自小孔的单侧光照射，由此推知幼苗向光源(小窗)生长，即B项符合题意。 【答案】B4下列哪两组实验可用于探究植物胚芽鞘感受单侧光刺激的部位()ABCD【解析】该实验的自变量是单侧光照射胚芽鞘的不同部位(胚芽鞘尖端与尖端下面部位)，组合符合题目要求。【答案】A5为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输，一位同学设计了实验(如图所示)，过一段时间，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。作为其对照组，最合适的是()【解析】为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输，实验的自变量是胚芽鞘切段形态学的位置的不同，故答案为D。【答案】D6如图所示将燕麦胚芽鞘尖端切除后放置于一空白琼脂块上一段时间，将已切尖端的胚芽鞘下部正中插入不透水的玻璃片后，再将琼脂块放置于去尖端的胚芽鞘上，经过一段时间的单侧光照射后，胚芽鞘下部的a、b两琼脂块中生长素的含量应为()AabBa侧芽，老根生长点B顶芽侧芽，老根生长点 C顶芽生长点D顶芽侧芽，老根cdb，即弯曲程度最大的是甲。【答案】A14关于生长素，达尔文、温特等科学家相继进行了长期的具体研究。某同学对生长素非常感兴趣，设计了如下的两个实验。(1)实验一：实验假设：如果胚芽鞘的尖端能产生生长素，则能影响胚芽鞘尖端下面一段的生长。实验材料：小麦胚芽鞘、刀片、琼脂薄片若干。实验设计：见实验设计示意图1。实验设计示意图1实验结论：上述实验假设成立。有同学认为实验设计示意图1不完善，缺少的是_，你的具体改进方法是_。(2)实验二：实验假设：如果单侧光引起生长素在小麦胚芽鞘的背光一侧比向光一侧分布多，则小麦胚芽鞘向光弯曲。实验材料：同实验一(小麦胚芽鞘、刀片、琼脂薄片若干，不增加其他材料器具)。实验设计：在上述示意图l改进(未在示意图2中画出改进的)后的基础上进行单侧光照射，实验设计及其实验预测结果见图2。实验设计示意图2实验结论：实验假设成立。有同学认为实验设计示意图2中的实验预测结果是错误的，你认为正确的现象应该是_，理由是_。还有同学认为实验设计示意图2并不能得出实验结论，他画了实验设计示意图3中的一部分，请你将示意图3补充完整：在甲方框中画出与胚芽鞘尖端有关的图，在乙方框中画出实验结果预测图。实验设计示意图3【解析】在设置对照实验时，要遵循单一变量的原则。(1)实验一中，缺乏的是对照实验，不足以说明是胚芽鞘尖端的生长素在起作用，也有可能是琼脂块在起作用，要排除琼脂块的作用，应该把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块放在去尖端的胚芽鞘的相同位置上。(2)实验二中，由于胚芽鞘没有尖端，不能感受光刺激，即光照不再引起生长素的横向运输，胚芽鞘的弯曲单纯取决于含生长素的琼脂块的位置，因此胚芽鞘应向左弯曲。要补充出胚芽鞘尖端的设计和放上放置过胚芽鞘尖端的琼脂块后的胚芽鞘的生长情况，可以在甲图中对胚芽鞘尖端进行单侧光照射，则在向光侧琼脂块中生长素含量低，背光侧琼脂块中生长素含量高，将琼脂块放到去掉尖端的胚芽鞘上后，含生长素多的琼脂块所在的胚芽鞘向对侧弯曲程度大。【答案】(1)对照组把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块放在去尖端的胚芽鞘的相同位置上(2)去尖端的胚芽鞘向左弯曲 无感光部位尖端，生长素不会向背光侧转移如下图：实验设计示意图3作图要求：甲方框：两琼脂小块分开；各标字母A、B；右(或左)侧光照射尖端。乙方框：琼脂块各标字母A、B；去尖端的胚芽鞘向放琼脂块的对侧弯曲；放A(B)块的比放B(A)块的弯曲度更大一些15为验证在单侧光照下，丁图中燕麦胚芽鞘尖端产生的生长素其横向运输发生在A段而不是B段，某同学设计了如下实验：(1)实验材料及用具：燕麦胚芽鞘、一侧开孔的硬纸盒、薄云母片、光源等。(2)试设计实验过程(按如图甲、乙、丙的装置进行实验)。甲乙丙丁(3)实验结果：甲、乙、丙三个装置中的胚芽鞘的生长和弯曲方向分别为：甲_、乙_、丙_。 (4)实验结论：_。【解析】生长素尖端是接受光线照射的部位，尖端接受光线的照射后引起生长素的横向运输，因此生长素的横向运输只限于胚芽鞘的尖端，也就是图中的A段；在胚芽鞘的尖端下边(图中B段)生长素不能横向运输，因此甲图尖端(A段)插入云母片，阻止了生长素的横向运输，在B段不能引起生长素的横向运输，因此胚芽鞘只能直立生长；乙图在B段插入云母片，不影响尖端(A段)生长素的横向运输，引起胚芽鞘向光弯曲生长；丙图是对照实验，胚芽鞘向光弯曲生长。由此证明在单侧光照射下，胚芽鞘尖端生长素的横向运输发生在A段而不是在B段。【答案】(2)甲乙丙(3)胚芽鞘直立生长胚芽鞘向光源生长(或向左弯曲生长) 胚芽鞘向光源生长(或向左弯曲生长)(4)在单侧光照射下，胚芽鞘尖端生长素的横向运输发生在A段而不是在B段17