2024年高中生物新教材同步学案 选择性必修第一册 第5章 第1节 第1课时　生长素的发现过程（含解析）

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第1节　植物生长素第1课时　生长素的发现过程[学习目标]　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.通过分析细胞学和分子水平的证据，阐明植物向光生长的原因。1．向光性在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。2．生长素的发现过程3.植物向光性的解释4．植物激素(1)概念：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。(2)举例：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。判断正误(1)胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素(　　)(2)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸(　　)(3)植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)和吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素(　　)(4)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×任务一：“生长素的发现”的相关实验分析1．阅读教材P90～91达尔文父子的实验，思考并回答下列问题：(1)请分析下列组别的自变量和实验结论，并完善表格。(2)分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么？提示　分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法观察某一部分不受单侧光刺激时系统的反应，从而确定是哪一部分在起作用。2．达尔文的推测中遗留了三个问题，分别是：a.胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生了某种“影响”，这种“影响”是什么？b.这种“影响”能否向下传递？c.为什么伸长区背光面比向光面生长快？在达尔文实验的基础上科学家们继续进行了实验探索，请继续分析其他科学家的研究：(1)鲍森·詹森的实验证明了什么？提示　鲍森·詹森的实验证明了胚芽鞘尖端产生的某种“影响”可以透过琼脂片传递给下部。(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“影响”的产生是否需要光照？提示　本实验的目的是研究植物具有向光性的内因是什么，需要排除光照对实验结果的干扰。不需要。(3)拜尔实验的贡献是什么？提示　证明了胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀。初步证明了“影响”可能是一种化学物质。(4)阅读教材P91～92温特的实验，思考并回答下列问题：①温特的实验是基于什么假设进行的？提示　胚芽鞘尖端会产生某种物质，这种物质会向下运输。②若假设成立，则演绎得到哪种结果(可以观察到哪种现象)?提示　一段时间后，如果这种物质存在并向下运输，那么琼脂块上面就会积累这种物质，将琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧，就会起到与尖端一样的结果，胚芽鞘向琼脂块对侧弯曲生长。③温特用哪种方法观察到了事实？提示　温特把带有这种物质的琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧，他观察到胚芽鞘向琼脂块对侧弯曲生长。④该实验是如何排除琼脂块本身对胚芽鞘的影响的？提示　将相同大小的空白琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧。⑤温特实验巧妙在哪里？提示　用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。任务二：植物向光性的原因分析1．生长素横向转移的实验证据(1)A、B组对照可以得出什么结论？提示　A、B两组的数据没有太大差异，说明单侧光并不能降解或者促进生长素的合成。(2)C、D组对照说明什么？提示　单侧光使生长素在胚芽鞘尖端从向光侧运输到背光侧，使得背光侧生长素浓度高于向光侧。2．植物向光性的原因(1)生长素是由胚芽鞘尖端产生的。(2)在单侧光照射下，生长素在胚芽鞘尖端中横向运输到背光侧。(3)生长素由胚芽鞘尖端向下运输。(4)胚芽鞘尖端下部背光侧生长素含量多，向光侧生长素含量少，这样，胚芽鞘尖端下部背光侧细胞纵向伸长生长快，而向光侧细胞纵向伸长生长慢，结果，胚芽鞘向光弯曲生长。任务三：比较植物激素与动物激素的异同　胚芽鞘实验的重要结论(1)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。(2)生长素发挥作用的部位——胚芽鞘尖端下面的伸长区。(3)感光部位——胚芽鞘尖端。(4)生长素的产生是否需要光——不需要。(5)单侧光只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。(6)琼脂块无感光作用。1．(2023·云南昆明高二质检)下列关于生长素发现过程的叙述，错误的是(　　)A．达尔文用“排除法”遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，研究胚芽鞘的感光部位B．鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块C．拜尔的实验在黑暗条件下进行，目的是为了排除光照的干扰D．温特发现引起胚芽鞘弯曲生长的物质是吲哚乙酸答案　D解析　达尔文用锡箔纸分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段研究感光部位，这是用了排除法，A正确；鲍森·詹森在胚芽鞘尖端和伸长区之间放一琼脂块，证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块向下传递，B正确；温特证明胚芽鞘的弯曲是由尖端产生的某种化学物质向下传递导致的，并没有证明该化学物质是吲哚乙酸，D错误。2．为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧运输，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解，有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是(　　)A．若a>b、cf，说明生长素由向光侧移向了背光侧C．若ce，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧生长素被分解D．若e＝f，且丁向光弯曲生长，则植物向光生长还可能与其他物质有关答案　B解析　若c＋d＝e＋f＝a，则说明在单侧光照射下，向光侧生长素没有被分解；e＜f，则说明在单侧光照射下，生长素由向光侧移向了背光侧，B错误。题后提升　关于植物向光性的原因有以下三种解释解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。解释2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。解释3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。若解释1正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为c>a＝b>d。若解释2正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为c＝a＝b>d。若解释3正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为a＝b＝c＝d。题组一　生长素的发现过程1．下面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，下列相关说法正确的是(　　)A．实验一是鲍森·詹森的实验，证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端B．实验二是达尔文的实验，证明胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂片传递给下部C．实验三是拜尔的实验，证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的生长素在其下部分布不均匀造成的D．实验四是温特的实验，证明了导致胚芽鞘弯曲生长的影响是一种化学物质答案　D解析　实验一是达尔文的实验，自变量为胚芽鞘尖端是否感光，证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端，A错误；实验二是鲍森·詹森的实验，证明胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂片传递给下部，B错误；实验三中尖端产生的影响在其下部分布不均匀，使得胚芽鞘弯向对侧生长，这是拜尔做的实验，但没有证明这种尖端产生的影响是生长素，C错误。2．(2023·陕西铜川市第一中学高二期月考)某生物兴趣小组用燕麦胚芽鞘做向光性实验，得出的下列结论中错误的是(　　)A．感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端B．生长素产生的部位是胚芽鞘尖端C．向光弯曲的部位是胚芽鞘尖端下侧D．生长素的产生与否和单侧光照射有关答案　D解析　用燕麦胚芽鞘做向光性实验发现生长素的产生与否和单侧光照射无关，D错误。3．(2023·江苏南通高二质检)下图为温特研究植物向光性的实验设计，①～⑥组是在黑暗环境中对切去尖端的胚芽鞘进行的不同处理。下列有关分析错误的是(　　)A．温特猜想尖端产生的化学物质可以扩散到琼脂块中B．若在单侧光照下进行该实验，不能得到相同的实验结果C．④和⑥组结果表明单侧光下胚芽鞘向光弯曲与尖端产生的物质有关D．设置⑤和⑥组的目的是排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响答案　B解析　温特的实验是将胚芽鞘的尖端切下放到琼脂块上，因为他猜想尖端产生的化学物质可以扩散到琼脂块中，促进植株生长，A正确；感光部位是胚芽鞘尖端，而实验中将胚芽鞘的尖端去除，因此在单侧光照下进行该实验，可得到相同的实验结果，B错误；④⑥组中，经过胚芽鞘尖端处理的琼脂块放在胚芽鞘的一侧，发现放琼脂块的对侧生长快，表明胚芽鞘向光弯曲与尖端产生的物质有关，C正确。题组二　植物向光性的原因、植物激素和胚芽鞘生长情况的判断4．胚芽鞘向光弯曲生长这一反应的因果顺序排列正确的是(　　)a．单侧光照射胚芽鞘尖端　b．胚芽鞘尖端感受单侧光刺激　c．生长素在背光一侧分布较多　d．胚芽鞘向光弯曲生长　e．背光一侧细胞生长较快　f．胚芽鞘尖端合成生长素答案　A解析　f胚芽鞘尖端合成生长素，当有a单侧光照射胚芽鞘的尖端时，b胚芽鞘感受单侧光的刺激；胚芽鞘尖端感受光刺激后，导致c生长素在背光一侧分布较多，运输到胚芽鞘尖端的下部；胚芽鞘尖端的下面一段背光侧生长素分布的多，e背光侧细胞生长得快，向光侧细胞生长得慢，结果向光弯曲生长，使d胚芽鞘表现出向光性，故A正确。5．下列有关植物激素和动物激素的比较，正确的是(　　)A．都由内分泌器官分泌B．都含量微少，但作用明显C．都是蛋白质类的物质D．都有明显的靶器官和靶细胞答案　B解析　动物激素由特定的内分泌腺或内分泌细胞分泌，植物激素由一定部位分泌，无特定的内分泌腺，A错误；植物激素和动物激素都具有微量、高效的特性，B正确；植物激素和动物激素都是信息分子，如性激素的化学本质是类固醇，C错误；动物激素的作用具有特异性，它有选择性地作用于靶器官或靶细胞，而植物激素只能从产生部位运输到作用部位，无明显的靶器官或靶细胞，D错误。6．如图为有关生长素的实验探究，下列相关叙述错误的是(　　)A．实验1中①直立生长B．实验2中生长素的含量为a＝b>cC．实验1中②向左侧弯曲生长D．实验2可证明单侧光能导致胚芽鞘尖端生长素分布不均匀答案　B解析　琼脂块中有生长素，①生长素分布均匀，会直立生长，A正确；实验2中生长素的含量关系为a＝b＋c，b＞c，B错误；琼脂块中有生长素，②的琼脂块放置偏右，则右侧生长素多，会使其向左侧弯曲生长，C正确；实验2中的③琼脂块生长素分布均匀，在光的照射下④的b琼脂块生长素多于c琼脂块生长素，可证明单侧光能导致胚芽鞘尖端生长素分布不均匀，D正确。7．如图所示，甲、乙分别用不透光的锡箔纸套在燕麦胚芽鞘的不同部位，丙、丁、戊则分别用不透水的云母片插入燕麦胚芽鞘的不同部位，从不同方向照光，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是(　　)A．甲不生长、乙直立生长、丙向左生长、丁直立生长、戊向右生长B．甲直立生长、乙向右生长、丙向左生长、丁不生长、戊向左生长C．甲向左生长、乙向右生长、丙直立生长、丁向右生长、戊向左生长D．甲直立生长、乙向右生长、丙直立生长、丁不生长、戊向右生长答案　D解析　甲中，胚芽鞘尖端被遮住，不能接受单侧光照射，因此生长素分布均匀，甲直立生长；乙中，尖端接受单侧光照射，导致生长素分布不均匀，因此乙向光弯曲生长(向右弯曲生长)；丙中，由于生长素不能透过云母片，且云母片竖直插入尖端，导致两侧生长素浓度均匀，因此丙直立生长；丁中，由于云母片水平插入胚芽鞘尖端以下，导致尖端产生的生长素不能运输到下面，所以丁不能生长；戊中，云母片没有完全插入尖端以下，导致左边下部生长素浓度高，右边下部没有生长素，所以戊向右弯曲生长。8．(2023·云南昆明高二期中)如图中甲、乙、丙、丁四个切去尖端的胚芽鞘中弯曲程度最大的是(　　)A．甲 B．乙 C．丙 D．丁答案　A解析　由步骤Ⅰ中a、b不旋转，则在单侧光的照射下b侧的生长素运输到a侧，a侧浓度高于b侧，c、d所在琼脂块虽受到单侧光照射，但是旋转使其受到均匀的光照，c和d中的生长素含量一样，则在a、b、c、d四个琼脂块中，a＞c＝d＞b。步骤Ⅱ中放a的胚芽鞘弯曲最大，A符合题意。9．下图为一组有关生长素的对照实验，下列有关实验的叙述不正确的是(　　)A．甲和乙对照证明光照不影响生长素的分布B．该实验不能证明胚芽鞘尖端产生生长素C．该对照实验证明生长素能促进植物生长D．该实验不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端答案　A解析　图中甲、乙两组都有光照、无尖端，因此不能证明光照对生长素分布有无影响，也不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端，A错误，D正确；生长素来自琼脂块，因此该实验不能证明生长素来自胚芽鞘尖端，B正确；对照甲、乙两组实验现象，该对照实验可证明生长素能促进植物生长，C正确。10．(2023·河南省信阳市教育局高二月考)某研究小组对胚芽鞘尖端进行不同条件的处理及处理结果如图所示。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　)A．若用相同厚度无色透明的玻璃片替代云母片，实验结果将会差别很大B．光照对生长素合成的影响较小，对生长素分布的影响较大C．向光侧的生长素在单侧光照射下大部分运输到背光侧D．单侧光照下，胚芽鞘尖端背光侧生长比向光侧快，是胚芽鞘向光生长的主要原因答案　B解析　玻璃片和云母片均不能透过生长素，所以实验结果基本不变，A错误；由甲和乙可知，光照对生长素合成的影响比较小，由丙和丁可知，单侧光会引起生长素分布不均匀，B正确；由丙和丁可知，在单侧光照射下，向光侧产生的生长素大部分留在向光侧，小部分运输到背光侧，C错误；生长素能促进胚芽鞘尖端以下的一段(即伸长区)向光弯曲生长，并非促进尖端生长，D错误。11．如图是关于生长素发现的实验过程，请结合所学知识判断，下列说法不正确的是(　　)A．上述实验排序②③⑤①④，就是科学家发现植物生长素的科研实验顺序B．⑤所表示的实验验证的结论是胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部C．④所表示的实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过D．实验①②③都能验证单侧光照射能够引起胚芽鞘尖端产生的影响(物质)发生横向移动答案　D解析　分析图示可知，①是拜尔的实验，②③是达尔文的实验，④是温特的实验，⑤是鲍森·詹森的实验，科学家发现植物生长素的科研实验顺序是②③⑤①④，A正确；实验①的自变量是胚芽鞘尖端的位置，不具有单侧光照，因此不能验证植物向光性原因，D错误。12．(2023·山东枣庄市第三中学高二期末)已知燕麦幼苗尖端能产生生长素并向下运输，科研人员将燕麦幼苗尖端放在琼脂块上并给予单侧光照，处理过程如图1所示；一段时间后将A、B琼脂块分别置于切去尖端的幼苗甲和乙的一侧，结果如图2。下列有关叙述错误的是(　　)A．琼脂块A和B中的生长素都能促进生长B．本实验不能证明单侧光促使生长素从向光侧向背光侧转移C．若图1改为从顶端垂直光照，则图2中的甲和乙都将直立生长D．乙弯曲的角度大于甲，说明琼脂块中的生长素浓度B大于A答案　C解析　图1中的胚芽鞘顶端可以产生生长素，琼脂块A和B中的生长素都能促进生长，A正确；本实验不能证明单侧光促使生长素从向光侧向背光侧转移，因为有可能是向光侧的生长素被分解了，B正确；若图1改为从顶端垂直光照，生长素不会发生横向运输，A、B琼脂块中的生长素浓度相同，则图2中的甲和乙都将弯曲生长，且弯曲角度相同，C错误。13．下图1、2为实验的初始状态，以下关于生长素调节作用的叙述错误的是(　　)A．图1的实验结果是A不生长也不弯曲、B直立生长B．图2中的实验结果是放M的胚芽鞘弯向一侧而放N的不弯曲C．图2中放M的胚芽鞘比放N的胚芽鞘生长快D．图3茎卷须中生长素含量外侧比内侧多答案　B解析　图2中放M的胚芽鞘和放N的胚芽鞘均直立生长，B错误。14．(2023·湖南长郡中学高二期末)科学家相继对植物生长素进行了长期的研究。请据图回答下列问题：(1)由a、b实验现象可以推测出____________________________________________。据此有人提出“是尖端产生了某种物质促进了胚芽鞘的生长”，为证明此假设，某同学做了e、f实验，并据此得出的结论是“胚芽鞘尖端确实产生了某种物质并促进尖端下部的生长”。老师说此实验设计不完整，缺少______________，你的改进操作是___________________________________________________________________________________________________。(2)某同学做了g实验，并推测结果如图中的h所示。对此，你的观点是________________，请结合图1中的实验结果说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)胚芽鞘尖端促进胚芽鞘的生长(或胚芽鞘的生长与尖端有关)　对照组　把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在同样去尖端的胚芽鞘的一侧　(2)推测的结果h是错误的　去尖端的胚芽鞘不会向光弯曲生长，因为尖端才能感受单侧光刺激15．有人提出一种假说，植物向光性是由于单侧光引起MBOA(植物自身产生的一种抑制生长的物质)分布不均匀引起的。为了验证此假说，研究人员利用玉米胚芽鞘尖端和图1所示装置进行实验，测得甲、乙、丙、丁四个琼脂块中MBOA含量变化如图2所示。请回答下列问题：(1)根据实验结果推测，光照对玉米胚芽鞘产生MBOA具有__________作用，作出这种推测的依据是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)该实验______(填“能”或“不能”)证明MBOA在胚芽鞘尖端发生了横向运输。(3)若要同时证明玉米胚芽鞘的向光性是由于向光侧的生长素向背光侧转移，而不是单侧光照射导致向光侧生长素减少，则测定甲、乙、丙、丁四个琼脂块中的生长素含量，结果应是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)促进　甲、乙琼脂块中的MBOA含量大于丙、丁琼脂块　(2)不能　(3)甲中生长素含量少于乙中生长素含量，丙与丁中生长素含量相同，且甲、乙琼脂块中的生长素含量之和等于丙、丁琼脂块中的生长素含量之和科学家实验过程实验结论及分析达尔文胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，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，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲鲍森·詹森胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部拜尔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温特胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起的，并将这种物质命名为生长素其他科学家从人尿、植物体中分离出能促进植物生长的物质与生长素作用相同的物质：吲哚乙酸组别自变量结论①和②胚芽鞘尖端的有无胚芽鞘的弯曲生长与尖端的存在有关①和③胚芽鞘尖端是否遮光胚芽鞘的弯曲生长与尖端受单侧光刺激有关①和④胚芽鞘尖端下部是否遮光胚芽鞘的弯曲生长与尖端下部是否受光刺激无关项目动物激素植物激素分泌器官有特定的内分泌腺或细胞无特定的分泌器官化学本质蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等一般是小分子物质作用部位靶器官、靶细胞无特定靶器官运输方式随体液运输多样、复杂相同点①由自身产生；②从产生部位运输到作用部位；③起调节作用；④微量、高效