2022-2023版高中生物 第2章 生物个体的内环境与稳态 第5节 植物生命活动的调节 第2课时学案 北师大版必修3

2022-2023版高中生物 第2章 生物个体的内环境与稳态 第5节 植物生命活动的调节 第2课时学案 北师大版必修3目标导读1.阅读教材P59，分析生长素的运输特点。2.通过教材P60的实验，探究不同浓度吲哚乙酸对插条生根的影响。3.结合教材P60图247，理解生长素生理作用的两重性，并分析相关的实例。重难点击1.生长素的极性运输。2.生长素生理作用的两重性。一生长素的分布与运输生长素在植物体内的产生部位和作用部位并不完全一致，需要进行一定的运输才能发挥生理效应。1生长素的合成和分布(1)生长素主要在分生组织内合成，如茎尖、幼嫩的叶和芽、发育着的种子等。(2)生长素大多数集中分布在生长旺盛的部位，如茎尖。小贴士植物体不同部位生长素的含量比较(1)产生部位积累部位，如顶芽侧芽，分生区伸长区；(2)生长旺盛部位衰老部位，如幼根老根。2生长素的运输(1)生长素在植物体内的运输方式有两种：一种是通过韧皮部运输，运输方向取决于两端有机物的浓度差；另一种是限于胚芽鞘、幼茎的薄壁细胞间短距离、单方向的极性运输。在极性运输时，生长素只能是从植物的上端向下端运输。(2)观察下面的实验，分析：根据上述实验，我们能得出的结论是生长素只能从形态学上端向形态学下端运输而不能反向运输。若仅设计a组，不足之处是仅能证明从形态学上端运输到下端，但不能证明倒转过来不能运输。若b组形态学上端在上，而把含生长素的琼脂块放在下面，行吗？为什么？答案不行。不能排除重力作用。a与b两组的对照类型为相互对照。(3)单侧光照射胚芽鞘，使生长素从形态学上端到形态学下端极性运输的同时，在顶端产生一定程度的横向运输；同理，横放的植物，由于受到重力的影响，生长素横向运输，观察图回答相关问题：A、B中属于极性运输的是，属于横向运输的是。(4)研究表明，顶芽的生长素浓度低于侧芽，但顶芽产生的生长素仍向侧芽运输，由此推断生长素的运输方式是主动运输。归纳提炼生长素的运输方式(1)韧皮部运输：取决于生长素的浓度差。(2)极性运输：只能从形态学上端向下端运输，是由植物的遗传特性决定的。(3)横向运输：由单侧光、重力、离心力等外界因素引起的运输方式。活学活用1对胚芽鞘甲做如图所示的处理，形成胚芽鞘乙，请回答：(1)光照后它的弯曲情况是_。(2)如图是胚芽鞘受到单侧光照射的情况，下列叙述中不正确的是()A生长素由向运输B生长素由向运输C生长素由向运输D处的生长比处快答案(1)不弯曲(2)C解析(1)图中胚芽鞘甲形态学的上端为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，所以胚芽鞘乙既不生长也不弯曲。(2)方法链接如何判断植物“长不长、弯不弯”判断植物“长不长、弯不弯”要注意两看：一看胚芽鞘顶端以下的部位能否获得生长素，若能则生长，若不能则既不生长也不弯曲；二看胚芽鞘顶端以下部位生长素的分布是否均匀，若均匀则直立生长，若不均匀则弯曲生长。二探究不同浓度吲哚乙酸对插条生根的影响生长素的作用与浓度有没有关系呢？通过下面的实验进行探究：1实验： 探究不同浓度的吲哚乙酸对插条生根的影响。(1)提出问题：不同浓度的吲哚乙酸对插条生根会产生什么样的影响？(2)设计实验实验材料：秋海棠、吲哚乙酸、烧杯、蒸馏水。方法步骤：a.配制不同浓度(1011109 molL1)的吲哚乙酸溶液；b.用不同浓度的吲哚乙酸处理实验材料；c.一定时间(一般处理612 h)后，将处理的实验材料进行生根培养；d.观察记录不定根的数量和长度。(3)结果分析某组同学的实验结果如图所示，据此推断，促进插条生根的最适宜浓度约为1010mol/L，浓度较高或者较低(B、D、E组)对插条生根的促进作用都会下降，当浓度过高时(F组)，还会抑制生根。2有的实验小组选择了带有嫩芽的插条实验，结果和上述实验有很大差异，请分析原因可能是什么？答案嫩芽能合成生长素，对生长素的处理浓度产生了干扰，影响了实验结果。3可能出现的问题及原因分析(1)不能生根：用多种不同浓度的吲哚乙酸浸泡，插条不能生根，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；二是配制的营养液中营养元素缺乏或缺氧；三是没有分清形态学的上端和下端。(2)生根过少：配制吲哚乙酸溶液时，浓度梯度要密一些，组别要多一些。归纳提炼实验注意事项(1)由于培养时间较长，实验小组内要明确分工。(2)本实验涉及的不同溶液的浓度都非常低，且相差很小，所以配制溶液时要非常仔细，烧杯及其他用具不能混用。(3)实验时要严格控制无关变量，取材、处理时间、蒸馏水、光照、温度等都属于无关变量，要严格遵循等量原则，并通过重复实验减小误差。活学活用2为促进某种植物扦插枝条生根，采用几种不同浓度的吲哚丁酸(人工合成的生长素类似物)溶液处理插条基部，然后在沙床中培养，观察生根情况如图所示。从实验结果分析，最佳的浓度最可能是()A3 mg/mL B4.5 mg/mLC6 mg/mL D9 mg/mL答案B解析根据实验结果，先排除9 mg/mL，显然是浓度过高抑制生根，3 mg/mL和6 mg/mL浓度相差较大，而生根情况几乎一样，则这两个浓度不可能是“最适浓度”。三生长素生理作用的特点不同浓度的生长素对根的作用不同，对其他器官是否也是如此？请通过下面的材料分析：1生长素的生理作用特点(1)将探究二的实验结果用曲线表示如图1，请分析：B点：此点对应的生长素浓度称为最适浓度，在此浓度下，生长素的促进作用最强。AB段：生长素浓度低于最适浓度时，随生长素浓度的增加，促进作用逐渐增强。BC段：生长素浓度高于最适浓度时，随生长素浓度的增加，促进作用逐渐减弱。C点：生长素的作用特点是既不促进，也不抑制。CD段：生长素浓度过高，抑制生长。(2)人们通过类似的实验画出了不同浓度生长素对茎和芽的影响，如图2、3。综合三图可知：促进根、芽、茎生长的最适宜生长素浓度依次1010 molL1、108 molL1和104 molL1，由此推断不同器官对生长素的敏感度不同，依次为根芽茎。生长素对根、芽、茎的生长调节都表现出低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特性，我们称之为两重性。2生长素作用两重性的实例(1)顶端优势：自然界木本植物的树型常常呈“宝塔型”，这是由于植物的顶芽优先生长，而侧芽的生长被抑制的缘故，生物学上把该现象称之为“顶端优势”。结合下图分析：图1中，顶芽产生的生长素向下运输，侧芽A、B、C的生长素浓度高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，生长发育受到抑制，而顶芽生长素浓度低，优先发育，植株从而表现出顶端优势。图2中，顶芽被去掉，侧芽的生长素浓度降低，抑制被解除，侧芽得以发育，顶端优势被打破。图3中，去掉顶芽后用含生长素的琼脂块代替，推测侧芽A、B、C的发育情况仍受到抑制，说明顶端优势确实是由于生长素分布不均匀造成的。(2)根的向地性和茎的背地性：将幼小的植株在适宜条件下横放，一段时间后，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长(如图所示)。当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素在近地侧浓度较高，即：BA，DC。茎对生长素敏感性弱，A、B两侧都是促进作用，且B侧促进作用更强。使茎背地生长；根对生长素敏感性高，D侧浓度高，抑制生长，因此生长速度CD，使根向地生长，体现了生长素生理作用的两重性。若该植物在太空中的空间站生长，情况会如何？答案由于没有受到重力的刺激，故各自水平生长。归纳提炼与生长素作用有关的现象归纳活学活用3如图所示，如果根a侧的生长素浓度在曲线的A点(为1010 molL1)，下列有关描述正确的是()A在FC的范围内均能促进生长BAD属于生长抑制范围Cb侧的生长素浓度低于a侧，相当于曲线FE段浓度，因而细胞伸长生长慢D在太空中(重力为0)，根的生长将不同于图中的弯曲生长，坐标图中生长素的作用曲线也不适用于根的生长问题导析(1)生长素的生理作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长，图中的“高浓度”生长素是指大于C点的浓度，“低浓度”生长素是指小于C点的浓度。(2)根横放时，由于重力的作用，引起近地侧(b)生长素浓度高，抑制细胞生长；背地侧(a)生长素浓度低，促进细胞生长，从而使根向下弯曲生长。(3)在太空中，生长素的浓度作用曲线仍适用于根的生长，只是由于无重力作用，a、b两侧的生长素浓度相同，根水平生长。答案A当堂检测1下列关于植物生长素作用及其应用的叙述，错误的是()A成熟细胞比幼嫩细胞对生长素更为敏感B顶端优势能够说明生长素作用的两重性C适宜茎生长的一定浓度的生长素往往抑制根的生长D可利用生长素类似物防止落花落果答案A解析不同细胞对生长素的敏感性不同，成熟细胞比幼嫩细胞对生长素的敏感性差。2科学家做过如下实验：把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学上端，把另一块不含生长素的琼脂块作为接受块放在下端(如图所示)；另一实验是把一段燕麦胚芽鞘倒转过来，把形态学下端朝上，做同样的实验。请分析，经过一段时间后，接受块甲和接受块乙的成分有何变化()A甲含有生长素，乙不含有B乙含有生长素，甲不含有C甲、乙都含有生长素D甲、乙都不含有生长素答案A解析把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学上端，过一段时间后，生长素就运输到下面的接受块甲中。但若把一段胚芽鞘倒转过来，把形态学的下端向上，做同样的实验，由于生长素不能从形态学的下端运输到形态学的上端，即接受块乙不含有生长素。3在农业生产上，生长素类似物经常被作为麦田除草剂，其原理是()A高浓度时抑制小麦生长B高浓度时抑制杂草生长C高浓度时促进杂草生长D低浓度时促进杂草衰老答案B解析生长素的生理作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长，单子叶小麦的敏感度比双子叶杂草差，因此高浓度生长素可抑制双子叶杂草生长，又基本不影响小麦的生长。4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。答案(1)大于m小于M(2)小于m(3)大于i (4)C点以后解析(1)向光性中，生长素浓度对茎都是促进作用，背光侧的生长素含量比向光侧高，背光侧长得快，所以纵坐标的背光侧的促进作用要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，茎的近地侧的生长素比远地侧多，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。40分钟课时作业学考达标知识点一生长素的分布和运输1在同一植株上，能正确反映出各部位生长素产生情况的是()A顶芽侧芽，老根生长点B顶芽侧芽，老根生长点C顶芽侧芽，老根生长点D顶芽侧芽，老根生长点答案D解析解本题的关键是看清题干问的是各部位产生生长素的情况，顶芽产生的生长素多于侧芽，生长点多于老根；但顶芽产生的生长素会运输到侧芽处并积累。2如图所示，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。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，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的存在答案D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，故处理甲图中的A端能在B端探测到14C的存在，反之不能；处理乙图中的B端能在A端探测到14C的存在，反之不能。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，你认为下列结论正确的是()(注：带阴影的琼脂块含生长素，空白的琼脂块不含生长素)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顶端部分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分答案C解析甲、乙两组进行对照，自变量是形态学上端和形态学下端位置的改变，甲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输到下端的空白琼脂块，而乙组正好相反，生长素不能从形态学下端运输到形态学上端，即由该实验说明生长素在胚芽鞘中的纵向运输为极性运输。知识点二探究不同浓度吲哚乙酸对插条生根的影响4下列关于“探究不同浓度吲哚乙酸对插条生根的影响”实验的叙述，错误的是()A除了扦插枝条以外，其他实验条件均要相同B每根枝条处理的时间长短应该一致C可用单位时间每根枝条生根数作为记录指标D不同的吲哚乙酸作用不一定产生相同的生根效果答案A解析探究实验遵循单一变量原则，A项中的自变量应是吲哚乙酸的浓度，扦插枝条应相同。5用图中的4根月季枝条进行扦插，生根最多、最易成活的是()答案B解析B芽多，产生的生长素多，生长素的运输为极性运输，而D是倒插的，尽管存在芽，但枝条顶端和切口处均不具生根条件；A枝条无芽，缺乏生长素；C枝条带叶，蒸腾作用强，植物失水较多，不易成活。知识点三生长素生理作用的特点6牵牛花的茎可以缠绕在其他物体上，如果测量幼茎靠近物体的一侧和远离物体的一侧的生长素浓度和细胞体积大小，你认为结果应该是()选项生长素浓度细胞体积大小靠近物体侧远离物体侧靠近物体侧远离物体侧A高低小大B低高小大C高低大小D低高大小答案B解析远离物体的一侧，显然要长得长一些，即细胞体积伸长得大一些。而究其根本原因，是由于生长素分布不均匀造成的。而对于茎来说，只有靠近物体的一侧生长素浓度低，远离物体的一侧生长素浓度高，才能导致远离物体一侧生长得快，细胞体积大。7下列四图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是()答案C解析在最适浓度之前，随生长素浓度升高，对根、茎生长的促进作用均增强。超过最适浓度后，随生长素浓度升高，对根、茎生长的促进作用均下降，达到一定值后开始抑制生长(虚线以下)，并且根的最适浓度和抑制浓度均大大低于茎。8图1为横放在地面上的植物的生长状况，图2表示植物生长素浓度对植物生长的影响曲线。试分析图1中丙部位和丁部位的生长素浓度最可能相当于图2中的哪一区间()A区间和区间B区间和区间C区间和区间D区间和区间答案C解析幼苗横放在地面，由于地心引力的作用，导致图1中甲、乙、丙、丁四处生长素浓度的大小关系为丙处甲处，丁处乙处。生长素的生理作用具有两重性，根对生长素浓度的敏感性比茎高，所以图1中丙处的生长受抑制，相当于图2中的区间；图1中丁处的生长却受到促进，相当于图2中的区间，从而导致幼苗表现为根的向地性和茎的背地性生长。高考提能9下列现象中，最能说明生长素作用具有两重性的是()A茎的向光性和背地性B顶端优势C根的向地性和茎的背地性D含羞草的小叶受到刺激立即下垂答案B解析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。10科学家做过如下的实验：甲图把不含生长素的两小块琼脂放在燕麦胚芽鞘下端；乙图把含生长素的琼脂小块放在一段燕麦胚芽鞘形态学上端，把另两小块不含生长素的琼脂小块作为接受块放在下端；丙图把一段燕麦胚芽鞘倒转过来，把形态学上端朝下，做同样实验。三个实验都以单侧光照射。经过一段时间后，接受块、的成分变化的叙述正确的是()A含生长素比多，中生长素含量相同B含生长素比少，含生长素比多C在小块中，含生长素最多D中生长素含量之和比中多答案D解析生长素只能由形态学的上端向下端运输，而不能颠倒。另外，感受光刺激的部位是胚芽鞘的顶端，没有顶端的胚芽鞘不会感受光的刺激，单侧光对其不起作用。11当植物受到环境刺激时，如图表示的生长素分布与生长的情形正确的是(黑点代表生长素的分布)()A BC D答案A解析单侧光照使生长素由向光一侧移向背光一侧，从而使背光侧生长素浓度升高，而顶端用锡箔帽罩住，感受不到单侧光照，所以胚芽鞘的两侧生长素均匀分布；根横放时由于重力作用，近地一侧生长素浓度高于远地一侧，故和正确。12同一植株的不同器官或同一器官不同部位生长素浓度往往不同。甲图是一株盆栽植物，乙图表示该植物不同器官对生长素浓度的反应。据图回答下列问题(要求：用乙图根、茎、芽三条曲线上相应字母所对应的浓度来表示甲图相应各点的生长素浓度)：(1)乙图_点浓度可表示甲图处生长素浓度，_点表示处生长素浓度。处结构长不出来的原因是_，解决的办法是_，此后处生长素浓度将会低于_ molL1。(2)将该植物较长时间置于右侧光照下，乙图_点浓度可表示侧生长素浓度；_点表示侧生长素浓度。此时，植物茎将_生长。(3)将该植物向左侧放倒，水平放置一段时间，可表示侧浓度的是乙图中_点浓度，表示侧生长素浓度的是乙图中_点浓度，因此根将_生长。表示侧浓度的是_点浓度，表示侧浓度的是_点浓度，所以_侧生长快，茎将_生长。(4)能够促进茎生长的浓度范围是_ molL1，能够同时促进根、茎、芽生长的浓度范围是_ molL1。答案(1)b或df处(顶芽)产生的生长素向下运输积累在处(侧芽)，抑制生长去除顶芽106(2)g或kc向右(向光)弯曲(3)ea向重力弯曲g或kc向上(背重力)弯曲(4)10101021010108解析(1)根据甲图所示，表示顶芽，表示侧芽，顶芽产生的生长素向下运输，在侧芽部位积累。顶芽处生长素浓度处于促进生长的浓度范围内，乙图中b、d两点对应浓度处于该范围内；侧芽处生长素浓度过高抑制侧芽生长，乙图中f点浓度处于抑制生长范围内，所以导致植物具有顶端优势，解除方法是去除顶芽。侧芽处生长素浓度将会低于106molL1。(2)植物在单侧光照射下，引起顶芽产生生长素向背光侧横向运输，造成向光侧浓度低于背光侧浓度，所以侧生长素浓度高于侧，促进程度大，侧生长素浓度可处于g或k点，侧浓度可处于c点，此时植物茎向光弯曲生长。(3)当植物水平放置时，由于受到重力作用，近地侧生长素浓度高于背地侧生长素浓度，近地侧生长素浓度促进茎生长，抑制根的生长，背地侧生长素浓度促进茎生长，但促进程度小，同时也促进根生长，所以侧可用e点表示，侧用a表示，所以根向重力弯曲生长。侧生长素浓度可用g或k点表示，侧用c点表示。所以茎侧生长快，茎背重力生长。(4)由乙图可看出，促进茎生长的生长素浓度范围是1010102 molL1，同时促进茎、芽、根生长的生长素浓度范围是1010108 molL1。个性拓展13图1是用不同浓度吲哚乙酸溶液处理扦插枝条的实验结果，图2是水平放置的一株燕麦幼苗培养一段时间后的生长情况。请回答下列问题：(1)从图1可初步确定促进根生长的最适吲哚乙酸浓度在_ppm之间，图中对根的生长起抑制作用的吲哚乙酸浓度是_ppm。(2)图2的现象体现了生长素作用具有_的特点，a、b、c、d四处中，生长素可能对植物生长起抑制作用的是_处。(3)为验证在重力作用下生长素的横向运输发生在顶端，而不是顶端以下部位。请你结合图2，利用生长状况相同的完整燕麦胚芽鞘、薄云母片等设计实验。实验步骤：_；_；_。预测结果：_。实验结论：_。答案(1)81616(2)两重性a (3)将完整燕麦胚芽鞘均分为三组，编号A、B、CA组在顶端中央纵向插入云母片，B组在顶端以下部分的中央纵向插入云母片，C组不做任何处理将三组燕麦胚芽鞘水平放置，在适宜条件下培养一段时间后，观察现象A组水平生长，B组背地生长，C组背地生长在重力作用下生长素的横向运输发生在顶端，而不是顶端以下部位解析(1)由题图可以看出，吲哚乙酸溶液浓度为12 ppm时，根的平均长度最长，可确定促进根生长的最适吲哚乙酸浓度在816 ppm之间。浓度为16 ppm时，根平均长度比空白对照组(0)短，说明该浓度下，吲哚乙酸对根的生长起抑制作用。(2)在重力影响下，a、c处生长素浓度分别高于b、d处，但a处根的生长受到抑制，c处茎的生长得到促进，因此体现了生长素作用的特点两重性。(3)本实验的自变量为处理部位的不同，因变量为燕麦胚芽鞘的生长情况。