1、第一节植物生长素第1课时生长素的发现及运输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、运输和分布。1.科学思维构建模型分析植物向光性产生的原因。2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)科学家不断探索发现植物生长素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，植物朝向光源方向生长的现象。进行实验：对草的胚芽鞘进行单侧光照射。结论：胚芽鞘的尖端不仅具有感光作用，而且可能会对胚芽鞘的生长产生某种影响因素
2、，这种影响因素从尖端向下传递，并在单侧光的照射下导致下部的伸长区背光一侧比向光一侧生长快，因而出现向光性弯曲。(2)詹森的实验实验结论：实验说明胚芽鞘尖端产生的影响因素能从琼脂块的上部向下扩散，刺激胚芽鞘切面以下部位生长。(3)拜尔的实验实验结论：组实验说明胚芽鞘的弯曲生长，是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀而造成的。(4)温特的实验实验结论：胚芽鞘尖端确实产生了某种促进生长的活性物质，这种物质能从尖端向下运输，并且它的分布受到单侧光的影响。温特将这种物质命名为生长素。2植物向光性的解释(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
3、“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)拜尔实验能科学地解释胚芽鞘的弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀而造成的()1(科学思维)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因素，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)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，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
4、端产生的影响因素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：排除光照可能对实验结果造成干扰。不需要。3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
5、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旋转类直立生长向光弯曲生长向小孔弯曲生长茎向心生长，根离心生长1下图有关玉米胚芽鞘的实验，能说明()A感受单侧光的部位是胚芽鞘尖端B胚芽鞘直立或弯曲生长均与单侧光照射有关C玉米各器官对生长素的敏感程度不同D生长素促进幼苗尖端下部背光侧生长，抑制向光侧生长解析：选A由图可知，图中自变量为尖端是否遮光，可以看出，在尖端未遮光的情况下，在单侧光的照射下胚芽鞘向光弯曲生长，而遮光条件下则直立生长，说明感受单侧光的部位是胚芽鞘尖端。2分析如下实验，甲：锡箔小帽套在胚芽鞘外面，从右侧进行单侧光照；乙：除去芽
6、尖，把含有生长素的琼脂小块放在切面右侧，从右侧进行单侧光照。则甲、乙分别将()A向上直立生长，不弯曲生长B向上直立生长，向右侧弯曲生长C向上直立生长，向左侧弯曲生长D停止生长，向右侧弯曲生长解析：选C甲用锡箔小帽套在胚芽鞘外面，没有感光部位，但胚芽鞘尖端能产生生长素，故甲向上直立生长；乙除去了芽尖，不能感光也不能产生生长素，但右侧的琼脂块中的生长素会向下运输，使得右侧生长快于左侧，故向左侧弯曲生长。综上分析可知，选C。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：幼芽、幼叶和发育中的种子。(2)产生过程：色氨酸经过一系列反应可转化成生
7、长素。2分布植物体的各个器官都有分布，但分布不均匀。在植物胚芽鞘、芽与根的顶端分生组织、根与茎的形成层、发育中的果实与种子等生长旺盛的部位分布较多。3两种运输类型(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：在成熟组织中通过韧皮部进行。(1)植物幼叶中的色氨酸可转变成生长素()(2)燕麦胚芽鞘中生长素极性运输的方向是单向的，只能从形态学上端向形态学下端运输()(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
8、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
9、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)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生长素主要在幼
10、芽、幼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
11、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
12、，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。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造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧生长素含量多于向光一侧，因而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幼芽、幼叶和发育中的种子，相对集中地分布在生长旺盛的部分。生长素的运输方向分极性运输和非极性运输两种。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詹森的实验证明胚芽尖端产
13、生的影响因素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于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的解析：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产生某种影响因素有关，但在当时他不知道这种影响因素是生长素，B错误；詹森的实验证明胚芽尖端产生的影响因素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因素在其下部分布不均匀造成的，D错误。2下图所示，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。下列对实验结果的描述，正确的是()Aa、b向光弯曲生长，c
14、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中由于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
15、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：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
16、。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(多选)下列有关生长素运输的说法，错误的是()A缺乏氧气不会影响植物体内生长素的极性运输B生长素在胚芽鞘尖端可能从向光侧运输到背光侧C生长素的极性运输只发生在胚芽鞘中D根与生长素的极性运输无关解析：选ACD极性运输属于主动运输，主动运输消耗细胞呼吸产生的能量，因此缺乏氧气会影响
17、植物体内生长素的极性运输，A错误；单侧光照射使生长素在胚芽鞘尖端发生横向运输，由向光一侧向背光一侧运输，从而使得背光一侧生长得快，发生向光弯曲生长，B正确；在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素均可进行极性运输，C错误；根与生长素的极性运输有关，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20.49.09.1(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_。(
18、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