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高中生物人教版必修3导学案 专题3.1 生长素的发现

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                            第  3 章 植物的激素调节

目标导航

    学习要求

    1.概述植物生长素的发现和作用。

    2.列举其他植物激素。

    3.评述植物激素的应用价值。

    4.尝试探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。

    5.进行实验设计和实验结论的评价。

    知识网络


                           第 1 节  植物生长素的发现

学习导读

    学习准备

    1. 植物的向光性:在         的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。

    2.  ①达尔文实验:提出单侧光照使胚芽鞘的                          产生某种刺激,这
     生长素的发现过程 种刺激传递到下部的         时,会造成                   生长快。
        ②詹森实验:证明胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过                             传递给下
        部。
        ③拜尔实验:证明胚芽鞘的弯曲生长是因为                           产生的刺激在其      
        分布不均匀造成的。
        ④温特实验:证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种                            ,并命名为       
        。

    3.植物激素是                                                 的微量有机物,现在

已经发现的植物激素有        、        、        等。

    4.生长素的合成部位是                            。

    5.生长素集中分布在            ,如                                等处。
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    破疑解难

1.生长素发现过程的实验分析

科学家       实验过程                                        实验结论及分析

          ①胚芽鞘+单侧光→向光生长                               单侧光照射使胚芽鞘尖端
 达尔文
          ②去尖端+单侧光→不生长,不弯曲                            产生某种刺激,对下部产

          ③用锡箔罩住尖端十单侧光→生长、不弯曲                         生影响,出现向光弯曲

          切去胚芽鞘尖端+单侧光→不弯曲                             胚芽鞘尖端产生的刺激可
  詹森
          胚芽鞘尖端下部放琼脂片+单侧光→弯曲                          以透过琼脂片

          切去胚芽鞘尖端,移至一侧,置于黑暗中培养,胚                      尖端产生某种化学归质,

  拜尔      芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长                               在其下部分布不均匀,造

                                                      成胚芽鞘弯曲生长

          ①接触过尖端的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的                      胚芽鞘尖端产生了某种物
  温特
          某一侧                                         质,向下运输,促进下部

          ②空白的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一侧                      生长

          从人尿中分离出能促进植物生长的物质———吲哚

          乙酸

          从植物体内提取出生长素                                 确认生长素的化学成分是

                                                      吲哚乙酸

(1)上述一系列实验体现出生物科学研究的基本思路:提出(发现)问题——提出假设—

—设计实验证明——得出结论

(2)实验中运用了对照思想,如达尔文的实验中,①为实验组,②③为对照组;温特的实

验中,①为实验组,②为对照组,增加了实验结论的可靠性。

(3)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。

    温特实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。

2.生长素的特性

(1)化学成分:一般是指吲哚乙酸,另外还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)。

(2)合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子等具有分生能力的部位,而在衰老的组织中

合成较少。
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(3)运输特点:

    ①极性运输:

    a. 含义:在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,只能从形态学的上端运输到形态学下端,而

不能反过来运输。

    b.方式:是一种逆浓度梯度的主动运输过程,需要消耗                       ATP,与细胞呼吸的强度有关,

运输方向几乎不受重力等单向刺激的影响。

    ②非极性运输:在成熟组织中,通过韧皮部的筛管运输。

    ③横向运输:在一些细胞分裂特别旺盛的地方,受外界某些刺激(如单侧光)的影响,

生长素在形态学上端也可以横向运输。

    图中  a 表示单侧光刺激引起的横向运输(黑暗环境中不发生                      a);

    图中   b 表示从形态学上端到形态学下端的极性运输。


    ④在植物倒伏的情况下,生长素由于重力作用可由远地侧向近地侧运输。

(4)生长的分布

    ①产生部位<积累部位,如顶芽<侧芽、分生区<伸长区;

    ②生长旺盛的部位>衰老组织,如生长点>老根。

3.植物的向光性

(1)产生条件:单侧光。

(2)感光部位:尖端。

(3)作用部位:尖端以下的生长部分。

(4)作用机理:单侧光照引起生长素在尖端分布不均匀,背光侧分布多于向光侧,由于极

性运输引起下部伸长区的背光面比向光面生长快。


4.激素与酶
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    激素主要是动物的内分泌腺分泌或者是植物体的一定部位产生的,含量极少,是对生

物体的新陈代谢、生长发育等生命活动起着重要调节作用的物质。激素对于生物体的调节

作用与酶有着根本的区别,酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物,是生物催化剂

(作用于化学反应),酶具有高效性和专一性,并且需要适宜的条件。激素一般是通过改变

细胞的新陈代谢而对细胞起调节作用,一种激素往往具有多种功能,它的作用是广泛而多

样的,有时还能影响到某种酶的合成。

    由此看来,激素和酶是生物体内两类不可缺少的重要物质,都对生命活动起着独特的

作用,两者不可替代,共同调节和维持着生命活动的进行。

经典例题

    例 1:如图是用不透水的云母片以不同方式分别插入三株燕麦幼苗的胚芽鞘尖端部分,

并分别从不同方向给予光照的示意图,培养一段肘间后,胚芽鞘的生长情况将是:


                                              

    A.甲不弯曲、乙不弯曲、丙向右弯曲

    B.甲向左弯曲、乙不弯曲、丙向左弯曲

    C.甲向右弯曲、乙不弯曲、丙向左弯曲

    D.甲向右弯曲、乙不弯曲、丙向右弯 

    解析:云母片可以阻断生长素的运输。甲中云母片的插入方向与光照方向垂直,阻断

了生长素的横向运输,使胚芽鞘两侧生长素均匀分布而直立生长,乙阻断了生长素向下运

输,感光后尖端生长素分布不均匀,但不能对其下部产生影响。丙在均匀光照下虽然尖端

的生长素分布均匀,但云母片阻断了其右侧的运输,使左侧下部生长素多而生长快,弯向

右侧。

    答案: A

    例 2 :对胚芽鞘      X 作如下图所示的处理,形成胚芽鞘              Y,光照后它的弯曲情况是:
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    A. Q 处向左    B. Q   处向右    C. P   处向右    D. 不弯曲

    解析:极性运输是指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,

也就是只能单方向地运输。当将              PQ 段倒置时,生长素就不能运输到作用部位,导致胚芽鞘

Y 不弯曲也不生长。

    答案:D

实践探究

1.植物发生向光性的原因是                                                

A.光能加速生长素的合成     B.单侧光影响生长素的分布

C.光加速了植物的光合作用   D.光破坏了细胞的生理活动

2.温室栽培的茄果类蔬菜,因花粉发育不良,影响传粉受精,如果要保证产量,可采用的

补救方法是                                                               

A.喷洒N肥               B.提高        CO2 浓度  

C.喷洒P肥               D.喷洒生长素类似物

3.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

14C 的吲哚乙酸存在。枝条及位置如右图。下列有关处理方法及结果的叙述正确的是   

A.处理甲图中      A 端,不可能在甲图中         B 端探测到   14C 的存在

B.处理乙图中      A 端,能在乙图中的        B 端探测到    14C 的存在

C.处理乙图中的       B 端,能在乙图中的        A 端探测到   14C 的存在

D.处理甲图中的       B 端,能在甲图中的        A 端探测到   14C 的存在

4.用云母片插入燕麦胚芽鞘尖端的不同部位,一段时间后,燕麦能够弯向光源生长的是


A.①③⑤⑦           B.①④⑥

C.③⑤⑧             D.②⑤⑦

5.让不易生根的植物枝条生根,可用一定浓度的生长素溶液浸泡插枝的          

A.上端      B.中部     C.下端     D.两端

达标测评

1.对燕麦胚芽鞘进行如图处理:①的胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽;②将尖端下部用
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锡箔遮住;③在尖端横向插入锡箔;④在尖端横向插入琼脂片;⑤切去胚芽鞘尖端。

请据图判断下列哪一项是错误的 

A.有单侧光照时仍直立向上生长的是①

B.给予右侧光照时,弯向光源生长的是②④

C.单侧光照时,不生长也不弯曲的是③⑤

D.如把④放在匀速转盘上,并给予右侧光照,生长情况是向右弯曲生长

2.下图直接可以得出的结论有                                                


A.生长素能促进植物生长       

B.单侧光照引起生长素分布不均匀

C.生长素能由顶端向下端运输

D.感受光剌激的部位是胚芽鞘尖端

3.下图表示一项生长素的研究实验,以下哪一项关于实验结果的叙述是正

确的 

A.M  长得比   N 长

B.N  长得比   M 长

C.M  弯向一侧而     N 不弯曲

D.N  弯向一侧而     M 不弯曲

4.在一个切去尖端的燕麦胚芽鞘上放上含有生长素的琼脂块,用单侧光照射,胚芽鞘只生

长不弯曲。这一现象说明                                                    

①生长素能促进植物生长;②单侧光引起生长素分布不均匀;③植物生长具有向光性;

④感受光剌激的部位是尖端;⑤生长素能由顶端运输到下部

A.①②③       B.②③④      C.①④⑤       D.③④⑤

5.在飞行在太空的宇宙飞船中,放置一株水平方向的幼苗,培养若干天后,根、茎的生长

方向分别是 

A.根向下生长,茎向下生长        B.根向上生长,茎向上生长

C.根水平方向生长,茎向上生长    D.根和茎都水平方向生长
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6.如图所示实验中,把含生长素的琼脂块,分别放在甲、乙、丙三株幼苗切面端的不同位

置上,然后从左侧单侧照光,下面实验结果中不正确的是  


                                         

A.甲向右侧弯曲生长       B.乙直立生长

C.丙向左侧弯曲生长       D.甲、乙、丙都弯向光源生长

7. 如图,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,琼脂分

成相等的两部分。单侧光照射后,琼脂内生长素含量 


A.左右相等       B.左多右少    

C.左少右多       D.左右均无

8.用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行如下实验,一段时间后,会引起弯曲现象的是(→表示单

侧光) 


A.②⑤⑦       B.①②③⑤⑧        C.①③④⑥⑦         D.②⑤⑧

9. 高等植物体内生长素的极性运输主要是指

A.通过薄壁细胞的运输过程   B.从形态学上端向下端的运输

C.需能的主动运输           D.1~2.4cm/h          的运输速度

拓展延伸
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    看图请回答下列问题:对燕麦胚芽鞘如下图处理: 

  ①放在暗盒里②在胚芽鞘尖端的下部用锡箔遮住③在尖端横向插入云母片④在尖端横向

插入琼脂片⑤切去胚芽鞘尖端⑥切去胚芽鞘尖端,但在切口上放一含有一定浓度生长素的

琼脂小块⑦切去尖端,在切口上放一含有一定浓度生长素的琼脂小块,放在暗盒里⑧切去

胚芽鞘尖端,放在暗盒里。都用单侧光照射。

  (1)有单侧光照射时,仍直立生长的有                         。

  (2)弯向光源生长的有                         。

  (3)不生长、不弯曲的有                         。

  (4)如把④放在匀速转盘上,给予右侧光照,它的生长情况是                    。

  (5)向光弯曲生长的原因是                                                   

。

  (6)以上实验说明,植物的茎具有          ,感受光刺激的部位在          ,向光

弯曲生长的部位在                       。胚芽鞘尖端能够产生                        ,从尖端运输

到下部,能                              。

轻松阅读

                                   温特简介

    温特,F.W.Fritz      Warmolt Went(1903 一)美国植物生理学家。1903         年  5 月 18 日生

于荷兰乌得勒支。1922        年在乌得勒支大学获学士、1925            年获硕士、1927     年获博士学位,

1922~1927 年在该校任实验助教。1928          年去爪哇岛的茂物(现属印尼)植物园工作。

1933 年赴美,在加州理工学院克尔克霍夫生物实验室先后任助理教授、教授。1958                              年去圣

路易斯任密苏里植物园主任。1963—1965              年在华盛顿大学任植物学教授。1975             年去里诺,

在内华达大学沙漠研究所任植物学荣誉研究教授,他还兼任过美国农业部及加利

福尼亚树木园基金会的工作。

    温特于   1928 年首次发现生长素,并对之做了大量的研究。1937                   年他与蒂曼合著《植

物激素》一书。1949       年在加州理工学院创建了国际上第一个植物人工气候室。在加州理工
                 中国现代教育网      www.30edu.com  全国最大教师交流平台

学院期间,他与来自欧洲的一批植物生理学家,共同研究植物激素问题,在美国形成了一

个研究中心。他培养了许多研究生(其中有中国植物生理学家殷宏章等),对植物激素的研

究起了推动作用。他在植物生理学的其他领域,如生长发育、气候与生长的关系、水分和

作物生理等,也有不少成就。

    1972 年美国史密森研究所授予他霍奇金斯奖,并选他为美国科学院院士。许多大学都

曾授予他名誉博士学位。
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              第  3 章 植物的激素调节

            第  1 节  植物生长素的发现
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