2021-2022高中生物 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 自主学习 新知突破 1了解植物生长素的发现过程。2体验发现生长素的过程和方法。3掌握植物向光性的原因。4识记生长素的产生部位、运输方式和分布。 1达尔文实验(1)向光性：在_的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。生长素的发现过程单侧光 (2)实验操作及现象：和对照，证明_。感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端 (3)结论：单侧光照使胚芽鞘的_产生某种刺激，这种刺激传递到_时，会造成_。尖端下部伸长区背光侧比向光侧生长快 2詹森实验(1)实验操作及现象：(2)结论：胚芽鞘尖端产生的刺激可_琼脂片传递给下部。不弯曲、不生长 弯曲、生长 透过 3拜尔实验(1)实验操作及现象：切去胚芽鞘尖端，移至一侧；黑暗中，胚芽鞘向有尖端的_弯曲生长。(2)结论：尖端产生的刺激在下部分布_造成了胚芽鞘的弯曲生长。对侧不均匀 4温特实验(1)实验组：处理：把_的琼脂块放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘会_生长。接触过胚芽鞘尖端朝对侧弯曲 (2)对照组：处理：把_的琼脂块放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧。现象：胚芽鞘_。未接触胚芽鞘尖端不生长不弯曲 (3)结论：胚芽鞘的_确实是一种化学物质引起的，这种物质被命名为_。(4)1946年，科学家分离并鉴定出生长素的化学本质为_(IAA)。(5)植物激素的概念：由植物体内产生，能从_运送到_，对植物的生长发育有显著影响的_。弯曲生长生长素产生部位作用部位微量有机物吲哚乙酸 思考探讨1.胚芽鞘感受光刺激的部位、弯曲部位、生长素产生部位分别是什么？2判断胚芽鞘是否弯曲生长的依据是什么？提示：1.胚芽鞘尖端、尖端以下的生长部位、尖端。2看胚芽鞘尖端下部生长素的分布是否均匀，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生长素发现过程中经典实验的分析(1)达尔文的实验： 单一变量：b、c一组为尖端的有无，b、d一组为尖端是否接受单侧光照，d、e一组是接受单侧光照的部位不同。对照原则：其中b与c、b与d、d与e形成对照，增加实验结论的可靠性。对照实验通常只能有一个变量，如果实验结果不同，就说明是由这一变量引起的。结论：生长素的产生部位和接受光刺激的部位都在尖端。 (2)温特的实验：重要性：温特是把达尔文的“影响”变为化学物质的第一人。他综合了鲍森詹森和拜尔的实验，用接触过胚芽鞘尖端的琼脂块单独放在去除尖端的胚芽鞘一侧，而胚芽鞘出现了弯曲生长。说明胚芽鞘产生的某种“影响”是物质并留在了琼脂块上。单一变量：琼脂块是否接触过胚芽鞘的尖端。 (3)生长素发现实验遵循的原则：对照原则：有尖端与无尖端，琼脂块接触与不接触胚芽鞘尖端等，均形成了对照。单一变量原则：改变研究的因素外，其他的因素均相同。 2植物向光性(1)感光部位：胚芽鞘尖端。(2)弯曲部位：尖端下面的伸长区。(3)原因：外因是单侧光照射；内因是生长素的分布不均匀。(4)作用原理：单侧光照射引起生长素在胚芽鞘尖端分布不均匀，背光侧多于向光侧，由于极性运输引起尖端以下伸长区的背光侧比向光侧生长快，如右图。 3植物激素的特点(1)它是植物在生活过程中细胞内部形成的代谢产物。(2)自产生部位移动到作用部位，移动的方式和速度随植物激素种类的不同而不同，也随植物种类和器官特性的不同而不同。(3)有调节效应。 1产生(1)合成部位：幼嫩的芽、叶和_。(2)合成原料：由_转变而来。2运输(1)极性运输：由形态学_向形态学_单方向运输而不能反过来运输。(2)非极性运输：在成熟组织中的_进行。3分布：相对集中地分布在_的部分，如胚芽鞘芽和根顶端的分生组织、_、发育中的种子和果实等处。生长素的产生、运输和分布发育中的种子色氨酸上端下端韧皮部生长旺盛形成层 思考探讨3.引起生长素横向运输的因素有哪些？4生长素运输是哪种方式？提示：3.单侧光、重力。4主动运输。 1生长素的横向运输植物受单侧光、重力、离心力等作用时，在某些部分会出现横向运输： .单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素从运到。.在幼根中，重力作用使生长素从运到；在幼茎中，重力作用使生长素从运到。.离心力使胚芽鞘尖端的生长素从运到。 2生长素的极性运输与非极性运输(1)极性运输：生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输。 (2)非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。 3运输方式主动运输尽管侧芽处的生长素浓度比顶芽处生长素浓度高，但顶芽产生的生长素仍能源源不断地逆浓度梯度由顶芽运往侧芽；还有实验证明：在缺氧时，生长素的运输受到影响。这些充分说明生长素的运输是一种消耗ATP的主动运输过程。 生长素的极性运输是由内因植物的遗传特性决定的；横向运输是由外因单侧光、重力等影响引起的。 记知识纲要 背关键语句1植物向光性产生的原因是：单侧光照射后，引起生长素分布不均匀，背光一侧的生长素含量多于向光一侧，两侧生长不均匀，造成向光弯曲。2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，称作植物激素。3生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子。4生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，单方向运输，称为极性运输。 合作探究 课堂互动 植物的向光性下图为用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验，下列叙述中正确的是() A不生长也不弯曲的是B生长且向光弯曲的是C生长但不弯曲的是D生长且向左弯曲的是 自主解答_解析：用锡箔纸罩住胚芽鞘尖端，不能感受光刺激，胚芽鞘直立生长；胚芽鞘尖端感光，尖端下面一段向光侧生长素浓度低于背光侧，胚芽鞘向光弯曲生长；切去尖端，由于没有生长素，所以不生长也不弯曲；在切去尖端的胚芽鞘上放置含有生长素的琼脂块，由于无尖端，不感光，生长素均匀向下运输，故直立生长。答案：C 【互动探究】题干中的哪几组实验能证明胚芽鞘的感光部位在尖端？提示：和 植物生长方向的判断(1)首先判断植物受光是否均匀，一般从以下两个角度进行分析：光源方向是否变化；暗箱与植物是同步旋转还是不同步旋转。(2)若受光均匀，植物直立生长；若受光不均匀，则植物表现向光性。(3)植物向光性产生的内部因素是生长素分布不均匀，外部因素是单侧光的照射。 1根据所学知识判断，下列说法错误的是()A图中能直立生长的是、和B若探究植物的向光性，可设置进行对照C若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置进行对照D图中弯曲生长的是 解析：根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断；直立生长，不生长不弯曲，向光弯曲生长，直立生长，向光弯曲生长，直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则，若探究植物的向光性，可设置进行对照；若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置进行对照，不符合要求。答案：C 2下图表示研究生长素在玉米胚芽鞘中运输的实验，琼脂块甲和琼脂块乙位置如图所示，下表是实验装置在黑暗中和单侧光照下，琼脂块甲和琼脂块乙中生长素的相对量，该实验说明() A黑暗中产生的生长素比有光时更多B光线改变了生长素在胚芽鞘中的分布C单侧光使胚芽鞘弯向光源D生长素只能由胚芽鞘顶端向下运输 解析：单侧光可以使胚芽鞘弯向光源生长，但在本实验中是没有结果能够证实这一点的，C错误；玉米胚芽鞘中生长素的产生与光是没有关系的，在本实验中，黑暗和单侧光照下琼脂块甲和乙中的生长素之和是相同的，A选项中“黑暗中产生的生长素比有光时更多”这种说法是没有根据的，A错误；生长素在玉米胚芽鞘中可以由胚芽鞘顶端向下运输，也可以横向运输，如从向先侧向背光侧运输，D错误。答案：B 生长素的产生及运输科学家做过如下实验：把不含生长素的两小块琼脂放在燕麦胚芽鞘下端；把含生长素的琼脂小块放在一段燕麦胚芽鞘形态学上端，把另两块不含生长素的琼脂小块作为接受块放在下端；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。三个实验都给予单侧光照射。经过一段时间后，接受块的成分变化的叙述正确的星() A含生长素比多，含生长素比多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含生长素多 自主解答_解析：胚芽鞘尖端是接受光线照射的部位，琼脂块对光线的照射无效应，由此得出含生长素比多，中生长素含量相同，中不含生长素。答案：D 3为了证明“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”，有人利用胚芽鞘、生长素和琼脂块设计如下图所示实验，下列关于该实验设计的评价，不正确的是() A设计不科学，不能用含有生长素的琼脂块作为供应块，要将生长素涂在形态学上端B设计不科学，需要增加对照组C设计不严谨，不能证明生长素能否由形态学上端运输到形态学下端D设计不严密，还应考虑将胚芽鞘倒过来放置的情况解析：本实验设计不严谨，缺乏对照组，不能证明生长素的极性运输，应该增加对照组，即将胚芽鞘倒过来放置，其他处理不变，而且用含有生长素的琼脂块作为供应块。答案：A 高效测评 知能提升 1下列关于植物生长素发现过程的叙述，错误的是() A达尔文根据实验提出，单侧光可以使胚芽鞘尖端产生吲哚乙酸，并可以传递到胚芽鞘下部的伸长区，从而造成背光面生长快，引起向光弯曲生长B鲍森詹森通过实验证明：胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片 C拜尔的实验证明：胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的D温特的实验证明：造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是化学物质，并命名为生长素解析：达尔文设计了简单而又富有创造性的实验，但并没有提出吲哚乙酸的概念，也没有解释向光性是由生长素引起的。答案：A 2科学家温特做了如下实验：把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，将琼脂块切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。但是，如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲。该实验证明了()A生长素只能从形态学上端运输到形态学下端B造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质C生长素的化学本质是吲哚乙酸D胚芽鞘会弯向光源生长 解析：要证明生长素的极性运输应另设一实验组将去除尖端的胚芽鞘倒置，并在朝上端放上放过胚芽鞘尖端的琼脂块，观察其生长情况，A错误；通过题干的对照实验可知，接触胚芽鞘尖端的琼脂块能使胚芽鞘弯曲生长(实验组)，而未接触胚芽鞘尖端的琼脂块不能使胚芽鞘生长和弯曲，说明琼脂块本身对胚芽鞘的弯曲及生长情况没有影响，而造成胚芽鞘弯曲生长的刺激来自胚芽鞘尖端，这种刺激应为某种化学物质，但不能证明该物质就是吲哚乙酸，B正确、C错误；该实验未提及光源，D错误。答案：B 3下图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果，分析正确的是()A去顶芽能促进主根生长B去顶芽植株不能合成生长素C生长素由顶芽向下非极性运输D外源生长素能替代顶芽促进主根生长 解析：由图可知，与正常植株相比，去掉顶芽后植株主根的长度减小，因此去掉顶芽会抑制主根的生长，A错误。去掉顶芽后根尖等分生组织仍能合成生长素，B错误。生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向的运输，称为极性运输。生长素由顶芽向下部运输为极性运输，C错误。去掉顶芽后施加外源生长素，主根的长度与正常植株几乎相同，故外源生长素能替代顶芽促进主根生长，D正确。答案：D 4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，对照实验的设计思路是()A将完整的胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下B将胚芽鞘尖端和未放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧C将未放过胚芽鞘尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧D将胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧 解析：根据实验设计的对照原则和单一变量原则，除了琼脂块含有生长素和不含生长素这一条件不同外，其他的处理均应相同，只有选项C符合要求。答案：C 5将某植物的胚芽鞘(图1)放在单侧光下照射一段时间，然后取胚芽鞘尖端以下部位制成临时装片(图2)，以下结论中正确的是() A生长素通过促进细胞的分裂和伸长来促进植物的生长B由于b侧细胞较长，所以单侧光来自b侧C如果图1植物横放，a侧位于远地侧D图1和图2可以说明感光部位在尖端，弯曲部位在胚芽鞘尖端以下部位解析：生长素促进细胞伸长生长，不能促进分裂，A错；因b侧细胞较长，则b侧为背光侧，B错；如果图1植物横放，表现背地生长，a侧位于远地侧，C正确；图中是取胚芽鞘尖端，不能说明感光部位在尖端，D错。答案：C 6如下图所示，均为去掉尖端的胚芽鞘，和顶端的琼脂块上曾放过胚芽鞘尖端，的顶端是普通琼脂块，能直立生长和弯曲生长的依次是()AZBCD 解析：胚芽鞘感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端，图中4个胚芽鞘均无尖端，因而无法感受单侧光刺激；和无尖端，无生长素，因此不生长、也不弯曲；上放置含有生长素的琼脂块，胚芽鞘将直立生长；上含有生长素的琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘的右侧，导致右侧生长素浓度高，生长快，因此将弯向左侧生长。答案：B 7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)若要证明感受光刺激的部位是尖端，则应选的实验组合是_。(3)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，请你写出E、F实验的单一变量是_。(4)A、G实验的推论是：向光性是由于_引起的。(5)预测实验H的现象是_，预测该现象是依据实验_(填符号)。 答案：(1)向光性(2)C、D(3)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(4)单侧光引起某种物质分布不均(5)向右弯曲C、D、G