1、第1节植物生长素新课程标准核心素养1.分析植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特点。2概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用，尝试阐释植物生长素作用特点蕴含的适度与平衡观。1.生命观念举例说明生长素的作用特点，阐释生物学中的适度与平衡观念，并分析解决现实中的问题。2科学思维构建模型分析植物向光性产生的原因和两重性的作用特点。3社会责任通过生长素的发现过程，认同科学探究需要大胆的猜测、严谨的实验、认真的观察和严密的逻辑分析，科学的进步需要一代又一代科学家的努力。知识点(一)生长素的发现过程1生长素的发现过程(1)达尔文的实验发现问题：植物的向光性，即在单侧光的照射下，植物朝向光源方向
2、生长的现象。进行实验：对金丝雀虉草的胚芽鞘进行单侧光照射。结论：胚芽鞘的尖端受到单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。(2)鲍森詹森的实验实验结论：组实验说明胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部。(3)拜尔的实验实验结论：组实验说明胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀。(4)温特的实验实验组(A组)对照组(B组)处理把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放于切去尖端的胚芽鞘一侧把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放于切去尖端的胚芽鞘一侧现象胚芽鞘会朝对侧弯曲生长胚芽鞘不生长不弯曲实验结论胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质
3、引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素2植物向光性的解释3植物激素的概念(1)产生部位：植物体内。(2)运输途径：从产生部位运送到作用部位。(3)生理作用：影响植物生长发育。(4)化学实质：微量有机物。(1)达尔文父子通过实验提出产生生长素的部位是胚芽鞘尖端()(2)达尔文发现胚芽鞘向光弯曲是由于促进生长的“影响”分布不均()(3)单侧光刺激胚芽鞘尖端产生生长素并导致其分布不均()(4)温特通过研磨胚芽鞘获得了生长素提取液进行研究()(5)生长素的化学本质是蛋白质()(6)植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动()1(科学思维)
4、达尔文实验是否解释出植物产生向光弯曲生长的原因？提示：没有。达尔文只是指出胚芽鞘尖端受单侧光刺激，能向伸长区传递某种“影响”，使背光面比向光面生长快，进而出现向光性弯曲生长。2(科学探究)鲍森詹森、拜尔和温特的实验分析：(1)从对照实验设计的单一变量原则考虑，鲍森詹森实验的不足之处是什么？应如何改进？提示：不足：实验并没有充分证明胚芽鞘尖端产生的“影响”要传递到下部才能发挥作用。改进：设置对照组，将琼脂片换成云母片或玻璃片，其他均相同。(2)拜尔的实验在黑暗中进行的目的是什么？通过该实验分析“某种刺激”的产生是否需要光照？提示：排除光照对实验结果造成干扰的可能性。不需要。(3)温特实验设置对照
5、组的作用是什么？提示：排除琼脂块本身对实验结果的干扰，以便更有力地证明导致胚芽鞘弯曲生长的是尖端中的某种化学物质。(4)综合分析生长素的发现过程，完成下列问题：产生生长素的部位：胚芽鞘尖端。感受光刺激的部位：胚芽鞘尖端。光只能影响生长素的分布，不能影响生长素的合成。向光弯曲的部位发生在尖端下部伸长区。1用归纳法总结向光性产生的原因(1)原因分析(2)归纳总结2不同处理条件下植物向性运动的结果分析类别图解条件相关结果遮盖类直立生长向光弯曲生长暗箱类直立生长向光(小孔)弯曲生长插入类向右侧弯曲生长直立生长向光弯曲生长向光弯曲生长移植类直立生长向左侧弯曲生长中IAA的含量abc，bc旋转类直立生长向
6、光弯曲生长向小孔弯曲生长茎向心生长，根离心生长1如下是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息判断，下列说法正确的是()A实验一证明生长素的产生依赖光照B实验二证明顶端产生的生长素能向下运输C实验三证明胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的“影响”分布不均D实验四证明造成胚芽鞘弯曲生长的“影响”是生长素解析：选C图中实验一条件下，两个胚芽鞘都发生了生长，但是尖端见光的胚芽鞘发生了向光弯曲生长，该实验证明胚芽鞘感受光刺激的部位是尖端，而不能证明生长素的产生依赖光照，A错误；实验二中无尖端的胚芽鞘没有放琼脂片，有尖端的胚芽鞘放置了琼脂片，因此并不能证明生长素是尖端产生的，也有可能是琼脂片中的，B错
7、误；实验三的自变量为尖端所处的位置，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长，证明胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的“影响”分布不均匀，C正确；实验四证明胚芽鞘弯曲生长是因为尖端产生的生长素在其下部分布不均匀，D错误。2用燕麦胚芽鞘及幼苗进行如下实验(表示光照)，一段时间后，会出现弯曲现象的是()ABCD解析：选D中由于胚芽鞘尖端匀速转动，a、b中生长素浓度相等，去尖端的胚芽鞘不弯曲；中左侧生长素浓度高于右侧，胚芽鞘向右弯曲生长；中尖端被不透光的小帽罩住，不能感受单侧光刺激，胚芽鞘不弯曲；中云母片插入尖端，生长素不能横向运输，胚芽鞘不弯曲；中背光侧(左侧)生长素可以向下运输，胚芽鞘向右弯曲生长；中虽然明胶片不阻
8、挡生长素向下运输，但不是单侧光照射，胚芽鞘不弯曲；中只有植株转动，胚芽鞘中生长素分布均匀，胚芽鞘不弯曲；中植株和箱体一起转动，胚芽鞘弯向小孔处生长。规律方法 植物“长不长、弯不弯”的判断方法 知识点(二)生长素的合成、运输与分布1生长素的产生(1)合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。(2)产生过程：色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。2两种运输类型(1)极性运输运输方向：由形态学上端运输到形态学下端。运输方式：主动运输。(2)非极性运输：在成熟组织中通过输导组织进行。3分布相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。(1)植物幼嫩叶片中的色氨
9、酸可转变成生长素()(2)燕麦胚芽鞘中生长素极性运输的方向是单向的，只能从形态学的上端向形态学的下端运输()(3)幼芽、幼叶和种子都能产生较多的生长素()(4)横向运输发生在尖端，发生效应的部位也在尖端()(5)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”()(6)在成熟组织中，生长素在输导组织进行非极性运输，属于主动运输()1(科学探究)分析资料，回答问题。资料：为研究生长素在单侧光影响下运输方向的变化，研究人员做了如下图所示的实验：资料：研究人员做了进一步实验，将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，用不能透过生长素的薄玻璃片分割，放在琼脂切块上，实验处理及收集到的生长素(IAA)的
10、含量如图所示。(1)资料实验的结果：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。由此可得结论：在单侧光的影响下，生长素在尖端发生了横向运输。(2)资料说明光照没有影响生长素的总量，但单侧光照射促使生长素向背光侧转移。2(科学探究)下面是探究生长素的纵向运输方式的实验：由实验你能得出什么结论？提示：a、b两组对比证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。1形态学上端与形态学下端的判断2用比较法突破生长素的运输方式(1)横向运输发生在根尖、茎尖等生长素产生部位。这些部位在受到单一方向的外界刺激(如单侧光、重力和离心力等)时会发生生长素的横向运输，如图甲中的a、图乙中的AA和BB。(2
11、)极性运输只能由形态学上端向形态学下端运输，是一种逆浓度梯度的主动运输过程，需要消耗ATP，与细胞呼吸强度有关。如图甲中的b、图乙中的AC、AC、BD、BD。(3)在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输，如图甲中的c。1下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述，错误的是()A生长素主要在芽、幼嫩的叶和发育中的种子中合成B生长素是色氨酸经过一系列反应转变而成的C生长素的极性运输只能从形态学上端运输到形态学下端D生长素只分布于生长旺盛的部位解析：选D生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位。2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
12、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解析：选D生长素的产生和极性运输，不受正放和倒放的影响。从图中可知，c组尖端和d组尖端都能产生生长素，而d组胚芽鞘是倒置的。由于生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端，因此a组胚芽
13、鞘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，故D项正确。易错提醒生长素极性运输、非极性运输和横向运输的辨析(1)极性运输是将物质从植物的形态学上端运送到形态学下端，这是一种主动运输过程，需要载体蛋白协助，消耗能量。(2)非极性运输是指植物体内物质的运输不受形态学上下端的影响，如生长素可优先供给生长中心。(3)横向运输是生长素由茎的一侧(向光)移动到另一侧(背光)的运输方式，其方向平行于茎的横切面。知识点(三)生长素的生理作用1.作用方式、表现及实质(1)作用方式：不催化细胞代谢，不为细胞提供能量，而是给细胞传达信息，调节细胞生命活动。(2)作用表现在细胞水平：促进细
14、胞伸长生长、诱导细胞分化等。在器官水平：影响器官生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。(3)作用实质：生长素与生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。2影响生长素生理作用的因素(1)浓度：一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，浓度过高时则会抑制生长。(2)细胞的成熟程度：幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老细胞比较迟钝。(3)器官的种类：不同器官对生长素的敏感程度不同。根、芽、茎敏感程度为：根芽茎。3顶端优势(1)概念：顶芽优先生长，侧芽受抑制的现象。(2)形成原因(3)解除方法：去除顶芽。(1)生长素能催化细胞代谢，但不能
15、提供能量()(2)生长素能诱导细胞的分化()(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素()(4)生长素的作用效果受植物的种类、器官种类和生长素浓度等因素影响()(5)不同的器官对生长素的敏感程度不同，而不同植物的同种器官对生长素的敏感程度基本相同()(6)生长素从顶芽运送到侧芽需要消耗能量()(7)生长素可以与受体特异性结合，促进细胞伸长生长和分裂、分化()1(科学思维)下图表示不同器官对生长素的敏感度：(1)根据图中的曲线分析三种器官对生长素的敏感度的高低。提示：根芽茎。(2)当生长素的浓度为106 molL1时，对根、芽、茎生长的作用效应依次是什么？提示：抑制、既不促进也不抑制、促进。(3
16、)生长素的两重性可简单地理解成“低浓度促进、高浓度抑制”，这里的“高浓度”和“低浓度”的界限指的是甲图中哪几个点对应的生长素浓度？提示：对根、芽和茎而言，“高浓度”和“低浓度”的界限分别是A、B和C对应的生长素浓度。2.(科学思维)如图为某植株示意图，a、b、c分别代表不同的侧芽，探究下列问题：(1)比较a、b、c处生长素浓度的大小。提示：abc。(2)结合图示解释植物呈现“塔形”的原因。提示：顶芽产生的生长素向下运输，积累在侧芽，抑制其生长。a、b、c三处侧芽生长速度：a生长最慢，c生长最快，故植物呈现“塔形”。1生长素生理作用曲线分析(1)同一器官对不同浓度的生长素敏感程度曲线分析(2)同
17、一植物不同器官对生长素敏感程度曲线分析(3)不同植物对生长素敏感程度曲线分析2运用图示理解生长素作用是否具有两重性(1)向光性和顶端优势图1中图2中(2)根的向地性和茎的背地性1科学家研究不同生长素浓度对某植物不同器官的作用，所得结果如图甲所示；图乙是将该植物的幼苗横放一段时间后根和茎的生长情况示意图。下列相关叙述错误的是()A图乙中根a侧的生长素浓度应大于图甲中A点对应的生长素浓度B图乙中茎c侧的生长素浓度应小于图甲中C点对应的生长素浓度C该植物不同器官对生长素的敏感程度不同，其中茎最不敏感D不同浓度的生长素对该植物同一器官的生长影响不可能相同 解析：选D图乙中根的近地侧(a侧)的生长素浓度
18、大于远地侧(b侧)的生长素浓度且a侧表现为抑制生长，反映在图甲中应当是大于A点对应的生长素浓度，A正确；图乙中c侧为茎的近地侧，生长素浓度大于远地侧(d侧)，茎对生长素不敏感，故c侧对应的生长素浓度表现为促进生长，反映在图甲中应当为小于C点对应的生长素浓度，B正确；图示表明同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同，其中根最敏感，茎最不敏感，C正确；据图可知，不同浓度的生长素对该植物的同一器官的生长影响可能相同，D错误。2如图所示，植物会出现顶端优势、向性生长等现象。下列关于这些现象的描述错误的是()A图甲中处侧芽的生长素浓度比处侧芽的生长素浓度高，生长速度慢B若图乙中C点与D点生长素浓度相同，
19、说明根对生长素浓度较敏感C图丙中胚芽鞘弯曲的原因与图乙中A、C点弯曲的原因是不相同的D图乙中生长素极性运输方向是从A点到C点，图丙中生长素极性运输的方向是由上到下解析：选D图甲中处侧芽更接近顶芽，处侧芽的生长素浓度比处侧芽的生长素浓度高，生长速度慢，A正确；由图乙可知，C点生长慢，D点生长快，如果C点与D点生长素浓度相同，说明根对生长素浓度较敏感，B正确；图丙中胚芽鞘弯曲是由单侧光照引起的，图乙中A、C点弯曲是由重力作用引起的，C正确；图乙中生长素从A点到C点的运输为横向运输，而不是极性运输，D错误。方法技巧“三看法”判断生长素作用的两重性要语必背网络构建1.植物的向光性是由生长素分布不均匀：
20、单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧生长素含量多于向光一侧，引起两侧生长不均匀，从而造成向光弯曲。2生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，相对集中地分布在生长旺盛的部分。生长素的运输方向分为极性运输和非极性运输两种。3植物生长素的作用具有两重性的特点，在浓度较低时促进生长，在浓度过高时会抑制生长。1下列有关生长素及其发现过程中相关经典实验的分析，正确的是()A生长素在植物体内含量较多，产生部位和作用部位一般不同B达尔文实验只证明了生长素会造成胚芽鞘向光性弯曲生长C鲍森詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部D温特首次证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀解析
21、：选C生长素在植物体内含量较少，产生部位和作用部位一般不同，A错误；达尔文通过设计对照实验证明了植物的向光性与尖端传递的某种“影响”有关，但在当时他不知道这种“影响”是生长素，B错误；鲍森詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部，C正确；拜尔首次证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀，D错误。2如图所示，a、b、c为对胚芽鞘做不同处理的实验，d为一植株被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照。下列关于实验结果的描述，正确的是()Aa、b向光弯曲生长，c背光弯曲生长Ba直立生长，b、c向光弯曲生长C图d中如果固定植株，旋转纸盒，一段时间后，植株向左弯曲生长D图d中如
22、果将纸盒和植株一起旋转，则植株向纸盒开口方向弯曲生长解析：选D图a中生长素不能透过玻璃片，故a直立生长；图b中生长素能透过琼脂片，单侧光照使b向光弯曲生长；图c中由于胚芽鞘没有尖端，对光不产生反应，c背光弯曲生长；图d中固定植株，旋转纸盒，植株向右弯曲生长；如果将纸盒和植株一起旋转，光只能从开口进入，因此植株弯向纸盒开口方向生长。3下图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后，甲、乙两侧的生长情况，对照组未经单侧光处理。下列叙述正确的是()A甲为背光侧，IAA含量低于乙侧和对照组B对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲C若光照前去除尖端，甲、乙两侧的生长状况基本一致DIAA先极性运输到尖端下部再横向运输解析：
23、选C对照组未照光，胚芽鞘尖端IAA分布均匀；在单侧光照射下，IAA由向光侧(乙)向背光侧(甲)进行横向运输，使背光侧IAA含量多于向光侧，也多于对照组，使背光侧生长快于向光侧，伸长长度较大，A项错误。对照组未经单侧光处理，能直立生长但不弯曲，B项错误。胚芽鞘感受光刺激的部位在尖端，若光照前去除尖端，则甲、乙两侧的生长状况基本一致，C项正确。IAA在胚芽鞘尖端先横向运输，使背光侧IAA含量多于向光侧，再经过极性运输至尖端下方，使背光侧生长快于向光侧，从而使胚芽鞘向光弯曲，D项错误。4从如图所示的实验中，可以直接得出的结论是()A单侧光照引起生长素分布不均B感受光刺激的部位是上胚轴切段的顶端C生长
24、素只能由形态学上端向形态学下端运输D生长素能促进上胚轴切段生长解析：选D根据题图所示的实验，自变量是生长素的有无，因变量是上胚轴切段有无直立生长。通过对照实验，可以得出的结论是生长素能促进上胚轴切段生长。5在农业生产中，常用一定浓度的生长素类似物除去单子叶农作物田地中的双子叶杂草，据图分析下列叙述正确的是()A农田中的各种杂草都可用生长素类似物除去B生长素类似物的浓度最好控制在d点Cb点时对杂草起抑制作用，对农作物起促进作用D除草剂作用原理与植物向光性的原理相同解析：选B单子叶植物对生长素不敏感，虽然高浓度的生长素类似物可以杀死所有杂草，但该浓度的生长素类似物也有可能抑制农作物的生长甚至杀死农
25、作物，A错误；d点浓度的生长素类似物既能够抑制双子叶杂草的生长，又对单子叶农作物的生长起较强的促进作用，因此图中d点浓度最适宜，B正确；据图可知，b点时，该生长素类似物浓度对杂草和农作物均起促进作用，C错误；除草剂的作用原理是生长素作用的两重性，即浓度过高时抑制植物的生长，浓度较低时促进生长，而植物向光性的原理是生长素具有促进生长的作用，D错误。6某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按下图所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(角)，测得数据如下表。据此回答问题。分组甲乙琼脂块左右角/度20.49.09
26、.1(1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是_。(2)上图中角形成的原因是_。(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的角，原因是_。解析：(1)生长素的极性运输是指生长素从植物的形态学上端运输到形态学下端。(2)切去顶端的胚芽鞘切段不再生长，但在切口处放上含有适宜浓度生长素的琼脂块后，生长素向下运输，胚芽鞘切段将继续生长。图中在胚芽鞘切段左侧放上含有生长素的琼脂块，琼脂块中的生长素进入胚芽鞘左侧，使左侧生长素浓度高于右侧，细胞生长的速度大于右侧，形成角。(3)生长素在胚芽鞘顶端能进行横向运输和极性运输。生长素不能透过云母片，乙中插入云母片导致生长素只能向下运输，左、右两侧琼脂块中生长素含量几乎相等，约是甲图琼脂块中生长素含量的一半。左、右两侧琼脂块中生长素的促进作用基本相等，所引起的角基本相同；甲琼脂块中生长素对胚芽鞘生长的促进作用大于乙中左、右两侧琼脂块中生长素的促进作用，所引起的角大于乙中左、右两侧琼脂块所引起的角。答案：(1)从形态学上端到形态学下端(2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成角(3)乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲琼脂块中生长素的含量