高考生物第一轮总复习（高频考点+易错易混警示+实验探究）第6讲 生长素的发现及生理作用课件 新人教版必修3

（变量梯度设置的实验应用）一、生长素的发现的实验过程小结一、生长素的发现的实验过程小结1植物生长素的发现体现了科学研究的基本思路：提出问题作出假设设计实验得出结论。2实验中体现了设计实验的单一变量原则，达尔文实验的单一变量是尖端的有无，尖端是否感受单侧光刺激，温特实验的单一变量是琼脂是否与胚芽鞘尖端接触过。 【例1】将用切下的胚芽鞘尖端处理过的琼脂块置于切掉尖端的胚芽鞘切口左侧(如图)，请问： 【例1】将用切下的胚芽鞘尖端处理过的琼脂块置于切掉尖端的胚芽鞘切口左侧(如图)，请问： 若用单侧光从右照射，胚芽鞘将如何？_。 若用单侧光从左照射，胚芽鞘将如何？_。 能否把这种向光弯曲生长称为向光性？_。为什么？_。 【解析】胚芽鞘的弯曲与单侧光或地心引力有关，对向光性而言，感光的部位是尖端，弯曲的部位是尖端以下的部分，且下部的弯曲与光无关，只与生长素的分布不均匀有关，图中所用的胚芽鞘已切去尖端，因此，单侧光的有无在这里不需考虑。 【答案】向右弯曲生长 向右弯曲生长 不能因胚芽鞘无尖端，不能感光，胚芽鞘的反应与光无关 二、生长素的运输 1运输方式是主动运输(需载体，要耗能)。 2运输方向： (1)极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从植物的形态学上端向下端运输(茎是由茎尖到基部，根也是由根尖到基部)，而不能向相反的方向运输，其他植物激素则无此特点。 (2)横向运输：只有尖端才具有横向运输，从而导致生长素在尖端分布不均匀，而尖端以下部位不能横向运输。 (3)非极性运输：在成熟组织中，可以通过筛管进行非极性运输。 3分布：生长旺盛的部位。 【例2】将燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂小块上，正中插入生长素不能透过的云母片，琼脂被分成相等的两部分(见下图)。单侧光照射后，琼脂内生长素含量() B【解析】单侧光改变生长素的分布，在胚芽鞘尖端生长素由向光侧往背光侧运输，再向下运输，使背光侧分布多。 A左右相等 B左多右少C左少右多 D左右均无 三、生长素的作用机理 生长素促进植物生长是通过促进细胞伸长而实现的。生长素之所以能促进细胞伸长，一方面是因为生长素能诱导细胞壁酸化，使细胞壁松弛，可塑性增加；另一方面是因为生长素可促进细胞中RNA和蛋白质的合成，从而促进原生质增多和新的细胞壁物质形成。 四、植物茎向光性产生的原因(如下图) 1生长素的极性运输：形态学上端形态学下端。这里形态学的上端对茎是指近顶芽的部位，对根则是指近根尖顶端的部位。 2生长素两种运输方向的原因不同：极性运输是由植物的遗传特性决定的，横向运输则是单侧光或重力等引起的。 3单子叶植物特别是禾本科植物幼苗出土时，茎是光秃秃的，既没有叶，也没有芽，所看到的部分就是胚芽鞘。它是胚芽外的锥形套状物，为胚体的第一张叶，在种子萌发时，胚芽鞘保护胚芽出土时不受损伤，随后为胚芽所突破。其结构简单。常被作为研究各种生长过程的材料。 4胚芽鞘大约1 cm长，其尖端通常指的是前端2 mm。平时说弯曲的部位是尖端以下的一段，这个“一段”不是离尖端很远的地方(离尖端1 cm以内)，尖端能感光，而尖端以下不具有感光性。 5有光、无光、单侧光或重力等并不影响生长素的产生，只影响生长素的分布。 6生长素对果实的形成，只促进子房壁发育，并不改变果实的遗传物质。 7与尖端有关的结论 (1)产生生长素的部位在尖端，而发生生长及弯曲部位在尖端以下的伸长区。 (2)感受光照的部位是尖端，但生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关。 (3)横向运输只在尖端。 8学生注意理解下面四个图 【例3】下图是燕麦胚芽鞘尖端在不同的光照条件下，经过一定时间后，定量测定琼脂块中生长素的含量，就测定结果进行分析，正确的是() A光照抑制生长素的合成 B光照引起生长素向下运输 C单侧光引起生长素向背光侧运输 D光照促进生长素的合成 C【解析】第三、四图对照可知光不抑制生长素的合成，也不是引向下运输的因素；第一、二、三图对照可知，光并不能促进生长素的合成，而只是单侧光引起生长素向背光侧的横向运输。1植物的向性运动：植物体受单一方向的外界刺激引起的定向运动。植株整体体现可以分为：(1)植物幼苗的向光性，即顶端分生组织生长过程中体现出向光生长；(2)根的向重力性，即在重力影响下向向心力方向生长；(3)根的向化性，即由于某些化学物质在植物周围分布不均匀引起的生长。如：植物的根部是朝向肥料较多的土壤生长。(4)根的向水性：当土壤中水分分布不均匀时，植物的根有趋向较湿的地方的特性。2植物向性运动的原因：植物向性运动与植物体内的特殊化学物质生长素的调节有关。3在高等植物中，生长素的运输包括两个系统：(1)需能的，单方向的极性运输系统。生长素的运输是一种主动运输过程；其运输速度比物理扩散速度约大10倍；在缺氧条件下生长素的运输会受严重阻碍；它可以逆着浓度梯度运输；只能从形态学上端向形态学下端运输，不能颠倒过来运输。(2)被动的，通过韧皮部的，无极性运输系统。运输速度大约12.4 cm/h，生长素在植物体内可以横向运输。 一、理论归纳1概述变量梯度指自变量相邻两次取值之间的差值大小，即自变量每次变化的幅度。生物实验中常见的变量梯度有pH梯度、温度梯度、浓度梯度等。2注意事项(1)在合适范围内取值：生物体或细胞生活在特定的环境中，研究某因素对生物或细胞的影响时，自变量应在它能发挥作用的范围内取值。如确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度，生长素浓度应在1012 mol/L108 mol/L范围内，变量梯度应相差一个数量级。(2)梯度大小设置要适宜：梯度过小，看不出变化，实验组数增多，增加了操作难度；梯度过大，实验结果不准确。如研究过氧化氢酶的最适pH，预测其数值应在7.0左右，pH梯度设为0.4，即共做五组实验，其缓冲液pH分别为6.2、6.6、7.0、7.4、7.8。(3)根据实验目的确定变量梯度的大小。若进行定性分析，梯度设置可稍大些。如探究温度对光合作用的影响，一般情况下植物在30 左右时，光合作用最强。我们既要研究温度降低时光合作用强度的变化，也要研究温度升高时的变化，温度梯度可设置为0 、10 、20 、30 、40 。若要进行定量分析，梯度设置应小些。如探究光合作用的最适温度，温度梯度可设置为24 、27 、30 、33 、36 。二、演练某生物兴趣小组开展“探究生长素类似物(萘乙酸)促进苹果插条生根的最适浓度”的研究。他们已配制浓度为100 mg/L的萘乙酸水溶液。请回答下列问题：(1)采用何种测定指标来确定某浓度是促进苹果插条生根的最适浓度？ (只要一种指标)。(2)材料和用具：生长旺盛的苹果一年生枝条、蒸馏水、量筒、烧杯、花盆、细沙、剪刀。根的长度(或根的数目)(3)写出实验的主要步骤用蒸馏水稀释浓度为100 mg/L的萘乙酸水溶液，配制成不同浓度梯度的溶液。 。 。将苹果的一年生枝条分成相应等份，枝条的基部分别浸泡在不同浓度梯度的萘乙酸水溶液中几小时甚至一天(时间长短不作要求，但浸泡时间要相同)取出，分别插入相应花盆的细沙中，在湿度、温度等条件适宜且相同的环境下培养(只要答到相同的适宜的环境中即可)，定期测量和记录各花盆中插条生根的长度(或根的数目)整理数据得出结论。(4)设计一张表格用于实验时记录数据。 1.(2012新课标卷)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( ) 1.(2012新课标卷)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( )Ac组尖端能合成生长素，d组尖端不能Ba组尖端能合成生长素，b组尖端不能 1.(2012新课标卷)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( )Cc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Da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D【解析】本题考查了植物生长素的产生部位及极性运输的特点。从图中可知c组尖端和d组尖端都能产生生长素，c组和d组的区别是d组胚芽鞘是倒置的。由于生长素在胚芽鞘中的运输只能从形态学上端运输到形态学下端，因此据图中的实验处理结果，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向胚芽鞘基部运输。2.(2012四川卷)为研究根背光生长与生长素的关系，将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中，用水平单侧光照射根部(如下图)，测得根的弯曲角度及生长速率如下表：2.(2012四川卷)为研究根背光生长与生长素的关系，将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中，用水平单侧光照射根部(如下图)，测得根的弯曲角度及生长速率如下表：2.(2012四川卷)为研究根背光生长与生长素的关系，将水稻幼苗分别培养在含不同浓度生长素或适宜浓度NPA(生长素运输抑制剂)的溶液中，用水平单侧光照射根部(如下图)，测得根的弯曲角度及生长速率如下表：据此实验的结果，不能得出的结论是( )A根向光一侧的生长速率大于背光一侧B生长素对水稻根生长的作用具有两重性C单侧光对向光一侧生长素的合成没有影响D单侧光照射下根的背光生长与生长素的运输有关C本题考查光对生长素的影响。光会影响生长素的分布，C选项提到的能否影响生长素的合成本实验中并没有设计相应实验加以验证，故不能得出该结论。【解析】 3.(2011海南卷)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( )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 3.(2011海南卷)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( )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B幼根对生长素更为敏感，促进胚芽鞘生长的最适浓度抑制幼根生长，故幼根向左弯曲生长，胚芽鞘向右弯曲生长，两者中的生长素均为极性运输。【解析】4. 用燕麦胚芽鞘及幼苗、进行如下图所示实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是( ) DA BC Da、b浓度相同，故直立生长；向右弯曲生长；直立生长；直立生长；向右弯曲生长；不生长也不弯曲；只有暗室内的幼苗旋转，单侧光不影响生长素的分布，直立生长；向小孔方向弯曲生长。【解析】5. 某同学用青菜的幼苗进行了四项实验，如下图所示。下列说法不正确的是( )CA实验对照可以证明植物生长具有向光性B实验进行一段时间后，青菜叶片发黄的原因是无光条件下叶绿素不能合成C实验的生长结果只能证明根具有向地性D实验的目的是起对照作用【解析】此题创新之处在于给出实验装置让学生分析实验设计和分析结论，此类题要抓住设计实验的关键原则：对照原则和单一变量原则，然后通过实验结果分析结论。上图中的四个装置组合起来可以证明单侧光和重力引起的向性运动。以或作对照，证明植物具有向光性，以作对照，证明植物根具有向重力性(向地生长)和茎具有负向重力性(背地生长)。中的青菜叶片由于得不到光照而无法合成叶绿素，所以表现黄色。而C选项是错误的，该实验还能证明茎的生长具有背地性。6. 某高三同学从生物学资料上得知：“植株上的幼叶能合成生长素防止叶柄脱落”。为了验证这一结论，该同学利用如图所示的植株进行实验，实验中所需要的步骤是( )选取同种生长状况相同的植株3株分别编号为甲株、乙株、丙株将3株全部去掉顶芽将3株全部保留顶芽将甲、乙两株去掉叶片，保留叶柄，并将甲株的叶柄横断面均涂上一定浓度的生长素，丙株保留幼叶将去掉叶片的甲、乙两株横断面均涂上一定浓度的生长素观察3株叶柄脱落情况BA BC D【解析】要证明幼叶合成的生长素可以防止叶柄脱落，总体思路是让有叶片的叶柄和无叶片的叶柄进行比较，但有叶片的叶柄是否一定是叶片产生的生长素对叶柄起了保留作用呢，因此，可设置一个装置虽然除去了叶片，但人为涂上生长素因此正确，当然，实验中要编号，同时要除去顶芽以防顶芽产生的生长素干扰实验，故正确，故总的答案是B。6. 某高三同学从生物学资料上得知：“植株上的幼叶能合成生长素防止叶柄脱落”。为了验证这一结论，该同学利用如图所示的植株进行实验，实验中所需要的步骤是( )7. 同一植株的不同器官或同一器官不同部位的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 。(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。b或df处(顶芽)产生的生长素向下运输积累在(侧芽)处，抑制生长去除顶芽106molL1向右弯曲cg或k(3)将该植物向左侧放倒水平放置一段时间，可表示侧生长素浓度的最可能是乙图中 点浓度，表示侧生长素浓度的最可能是乙图中 点浓度，因此根将 生长。表示侧生长素浓度的是点浓度，表示侧生长素浓度的是 点浓度，所以 侧生长快，茎将 生长。(4)能够促进茎生长的生长素浓度范围是 ，能够同时促进根、茎、芽生长的生长素浓度范围是 。ea向重力弯曲g或kc向上(背重力)弯曲10101021010108molL1molL1(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，这样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，侧生长素浓度可处于c点，此时植物的茎向光弯曲生长。【解析】(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远地侧生长素浓度，近地侧生长素浓度促进茎生长，抑制根的生长，远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。【解析】