高中人教版 (2019)第1节 植物生长素导学案

第1节 植物生长素

自主学习·必备知识

一、生长素的发现过程

1.生长素发现的相关实验

2.对植物向光性的解释

⑧     单侧光照射     ⑨     背光     ⑩     向光     ⑪     两侧生长不均匀   

名师点拨 向光生长的其他解释：有学者根据一些实验结果提出，向光性生长是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。

3.植物激素的概念

二、生长素的合成、运输与分布

1.主要合成部位：⑮      芽、幼嫩的叶       和发育中的种子

2.来源：⑯      色氨酸       经过一系列反应可转变为生长素

3.分布：生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中分布在⑰      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。

4.运输

三、生长素的生理作用

1.作用方式

与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定㉓      基因的表达     ，从而产生效应。

2.生理作用

（1）细胞水平上：促进㉔      细胞伸长生长     、诱导㉕     细胞分化     等。

（2）器官水平上：影响器官的㉖     生长、发育     。

3.特点

（1）一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。

（2）实例：顶端优势

4.对生长素的敏感度

不同器官敏感度不同：㉘     根＞芽＞茎   

不同细胞成熟度敏感度不同：幼嫩细胞＞衰老细胞

不同物种敏感度不同：双子叶植物＞单子叶植物

互动探究·关键能力

主题学习一 探究向光性原因的相关实验

情境探究

1.阅读教材 ，对生长素发现过程的相关实验进行分析，思考并讨论下列问题。

（1）达尔文的实验中，遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么?

（2）胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?感受光刺激的又是哪一部分?

（3）拜尔的实验为什么在黑暗中进行?

（4）温特为什么要设置对照组?是如何形成对照的?得到的结论是什么?

（5）温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质?他是怎样作出这一推测的？

提示：（1）分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时，胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。

（2）胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段。感受光刺激的是尖端。

（3）排除单侧光照对胚芽鞘生长的影响。

（4）排除琼脂块本身的化学物质对实验结果的干扰。将是否接触过胚芽鞘尖端的琼脂块作为自变量，分别将其放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，观察胚芽鞘是否会朝对侧弯曲生长。温特进一步证明了胚芽鞘尖端能产生某种化学物质，会造成胚芽鞘弯曲生长。

（5）没有。他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这个推测的。要得出这样的结论，既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理，还需要一定的想象力。

2.1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素，并确认它就是IAA（结构见下图）。

（1）生长素能不能对人发挥作用?为什么？

（2）IAA的组成元素有哪些?植物体内的生长素是否只有IAA?

提示：（1）不能。人的细胞中不存在生长素的受体。

（2）C、H、O、N。植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。

归纳总结

1.明确胚芽鞘系列实验的相关结论

（1）胚芽鞘尖端：感光部位、生长素产生部位、生长素横向运输部位；

（2）胚芽鞘尖端下面的一段：胚芽鞘弯曲生长的部位、极性运输的部位；

（3）生长素的产生不需要光；

（4）胚芽鞘的生长和弯曲分别与生长素的有无和分布是否均匀有关。

2.植物向光性的原因

3.植物激素和动物激素的异同

经典例题

例1 （2021河南顶级名校高二上开学考试）如图左侧是对燕麦胚芽鞘所做的处理，图①②③均为去掉尖端的胚芽鞘，那么一段时间后，①②③在图示位置时，其生长情况依次是(      )

A.向B侧弯曲、向A侧弯曲、向A侧弯曲

B.向B侧弯曲、向B侧弯曲、向B侧弯曲

C.向A侧弯曲、直立生长、向A侧弯曲

D.向B侧弯曲、直立生长、向B侧弯曲

 B

单侧光照射下，生长素发生横向运输，琼脂块中的生长素浓度A＞B。①去尖端的胚芽鞘放置A的一侧生长比放B的一侧快，因此弯向B生长；②去尖端的胚芽鞘放在转盘上，匀速旋转，仍然是A琼脂块中生长素浓度高，放置A的一侧胚芽鞘生长比放B的一侧快，因此弯向B生长；③由于胚芽鞘尖端去掉，不能感受单侧光照，仍然弯向B生长。

素养解读

通过对胚芽鞘相关实验的分析，训练学生基于实验结果得出结论的能力。

素养落实

1.某同学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（如丙图），一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度（ 角）。下列叙述正确的是(     )

A.甲图胚芽鞘中的生长素经主动转运进入琼脂块

B.乙图单侧光照射导致琼脂块的左侧生长素低于右侧

C.若丙图左侧给予单侧光照， 的数值无明显变化

D.琼脂块1、2、3所引起的 角大小关系是1＞3＞2

C

甲图胚芽鞘中的生长素经扩散进入琼脂块，A错误；乙图尖端插入云母片，单侧光照射下生长素不能发生横向运输，故2和3中生长素含量相同，B错误；丙图无尖端，不能感受光刺激，若丙图左侧给予单侧光照，α的数值无明显变化，C正确；琼脂块1、2、3所含生长素的含量关系为：1＞2=3，故所引起的 角大小关系是1＞3=2，D错误。

主题学习二 生长素的分布和运输

情境探究

1.研究生长素极性运输的经典实验是所谓的“供体—受体琼脂块”方法，现利用如图处理方法做实验。

（1）4个实验受体琼脂块中不含有生长素的是哪些？

（2）哪些组对照可适合证明生长素的极性运输？单一变量是什么？

（3）有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点，最适合判断观点是否正确的一组对照实验是哪两组？出现什么实验结果证明该观点正确？

提示：（1）②③组受体琼脂块中不含有生长素。

（2）①与②对照，单一变量是胚芽鞘的放置方向；③与④对照，单一变量是胚芽鞘的放置方向。

（3）①④，两组实验的受体琼脂块都有生长素，且含量相等，可证明题述观点正确。

2.如图是关于植物茎的负向重力性和根的向重力性的图解，请回答下列问题：

（1）图中表示横向运输和极性运输的分别有哪些？（用数字表示）

（2）2、6表示近地侧，1、5表示远地侧，1与2、5与6生长素浓度的大小关系是怎样的？原因是什么？

（3）据图分析植物水平放置时，茎表现为背地性，根表现为向地性的原因分别是什么？

提示：（1）表示横向运输的是1—2、5—6；表示极性运输的是3—4、7—8。

（2）1<2，5<6。由于根尖和茎尖发生了生长素的横向运输，由远地侧向近地侧运输，使得生长素的浓度1<2，5<6。

（3）在重力作用下，根尖和茎尖发生生长素的横向运输，使得近地侧生长素浓度大于远地侧，由于根对生长素敏感，近地侧浓度升高抑制根的生长，表现为向地性；茎对生长素不如根敏感，近地侧生长素浓度高，促进作用大，远地侧促进作用小，表现为背地性。

归纳总结

1.生长素分布和运输的易错点

（1）单侧光、重力影响生长素的分布，但不影响生长素的产生。

（2）生长素的横向运输发生在植物尖端（茎尖、根尖）。

（3）生长素在琼脂块中的运输不是主动运输，也不是极性运输，而是扩散作用。

2.生长素的运输

经典例题

例2 （2020山东济南检测）用同位素 标记的吲哚乙酸乙酸来处理一段枝条一端，然后探测另一端是否含有放射性 的吲哚乙酸存在。枝条及位置如图。下列有关处理方法及结果的叙述正确的是(     )

A.处理图甲中A端，不可能在图甲中的B端探测到 的存在

B.处理图乙中A端，能在图乙中的B端探测到 的存在

C.处理图乙中B端，能在图乙中的A端探测到 的存在

D.处理图甲中B端，能在图甲中的A端探测到 的存在

 C

甲图的A端是形态学上端，处理图甲中A端，可以在图甲中的B端探测到 的存在，A错误；乙图的A端是形态学下端，处理图乙中A端，不能在图乙中的B端探测到 的存在，B错误；乙图的B端是形态学上端，处理图乙中B端，能在图乙中的A端探测到 的存在，C正确；甲图的B端是形态学下端，处理图甲中B端，不能在图甲中的A端探测到 的存在，D错误。

素养解读

通过对生长素运输相关实验的分析，训练学生基于实验结果符合逻辑地得出结论的能力。

素养落实

2.玉米胚芽鞘在单侧光照下向光弯曲生长，主要原因是单侧光(     )

A.促进生长素大量合成

B.促进生长素极性运输，形成顶端优势

C.引起生长素在胚芽鞘分布不均匀

D.引起胚芽鞘尖端的生长不均匀

C

单侧光照会引起生长素横向运输，由向光侧向背光侧运输，故引起生长素在胚芽鞘分布不均匀。

主题学习三 生长素的生理作用

情境探究

下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官和不同植物的作用得到的结果。

思考讨论相关问题：

1.图1中“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组对比得到的？

提示：“促进”或“抑制”是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言的，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。

2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？

提示：一般表现为较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。

3.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？

提示：不同，对于根来说，最适浓度大约是 ；对于芽来说，最适浓度大约是 ；而对于茎来说，最适浓度大约是 。

4.分析图2，能得出什么结论？试举例该结论在农业上的应用。

提示：不同种类的植物对生长素的敏感度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感度高。利用适宜浓度的生长素类似物做除草剂，可除去单子叶植物农田中的双子叶杂草。

归纳总结

“三看法”确认生长素作用是否体现“两重性”

经典例题

例3  甲图表示一株水平放置的幼苗，①~⑥表示植株的不同部位；乙图表示不同生长素浓度对幼苗不同器官的作用。下列分析正确的是(     )

A.图甲中①处产生的生长素可通过主动运输到达⑥处

B.图甲中①②③④处的生长素浓度，可分别对应图乙中的A、E、G、C点

C.图甲中③和④处生长情况的差异，体现了生长素的作用具有两重性

D. 的生长素对图甲中①③⑤处的生长均有促进作用

D

图甲中①处或者⑥处产生的生长素通过主动运输方式向形态学下端移动，但是①处产生的生长素不能运输到⑥处，A错误；图甲中④处的生长素浓度比③高，促进作用比③大，因此若③对应图乙中的G点，④不可能对应图乙中的C点，B错误；图甲中③和④处，生长素都促进了生长，不能体现生长素作用的两重性，C错误； 的生长素对图甲中①（根的远地侧）、③（茎的远地侧）、⑤（侧芽）处的生长均有促进作用，D正确。

素养解读

通过对生长素生理作用和应用的分析，培养学生将知识与生产、生活相联系的意识以及构建数学模型的能力。

素养落实

3.图1表示某植物各部分名称，图2表示该植物某种器官或结构的生长素浓度随时间的变化曲线，其中虚线表示对植物生长既不促进也不抑制的生长素浓度。下列叙述正确的是 (     )

A.图1中只有结构①、②、③、④能够合成生长素

B.图2曲线可表示去除①后②处的生长素浓度变化

C.去掉①会对②的生长产生影响，但去掉④不会对③的生长产生影响

D.若将该植物水平放置，则图2曲线可表示根远地侧生长素浓度的变化

B

图1中结构①、②、③、④能够合成生长素，其他部位也能合成生长素，A错误；去除顶芽，顶芽产生的生长素不再向侧芽运输，侧芽生长素浓度逐渐降低，且最初有顶芽存在时，侧芽的生长处于抑制的状态，B正确；去掉④主根会对③侧根的生长产生影响，C错误；若将该植物水平放置，由于受重力的作用，生长素由远地侧向近地侧转移，远地侧生长素浓度逐渐降低，但最初浓度不会抑制生长，D错误。

评价检测·课堂达标

课堂小结

课堂检测

1.下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。(   √   )

（2）在太空中，植物的根不会表现出向地弯曲生长的特性。(   √   )

（3）温特实验中，如果将琼脂块放置正中间，并给予单侧光照射，生长素会在琼脂块中进行横向运输。(   ×   )

（4）存在呼吸抑制剂的条件下，极性运输会受到抑制。(   √   )

（5）幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。(   ×   )

（6）当生长素浓度过高而抑制生长时，器官就是表现为不生长。(   ×   )

2.（2021四川西昌高二期中）生长素的发现源于人们对植物向光性的研究，众多科学家参与其中并作出重要贡献，下列相关叙述错误的是(     )

A.达尔文提出在单侧光照射下胚芽鞘的尖端会产生某种“影响”

B.鲍森·詹森认为胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部

C.拜尔证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的

D.温特提出胚芽鞘尖端产生的“影响”是生长素并证明其化学本质是IAA

 D

温特明确胚芽鞘尖端产生的“影响”是一种化学物质，并命名为生长素，但温特并未证明其化学本质。

易错提醒 达尔文、鲍森·詹森、拜尔等科学家的实验结论中并没有提及“生长素”这一名词；温特只是对生长素进行的命名，但并未证明其化学本质。

3.（2020山东临沂检测）下列关于生长素运输的说法，错误的是(      )

A.在胚芽鞘中，生长素能从形态学上端向形态学下端运输

B.生长素的极性运输是主动运输

C.在成熟组织中，生长素可进行非极性运输

D.单侧光不影响生长素的运输

D

单侧光会引起生长素在茎尖、根尖等部位进行横向运输。

4.下列关于植物生长素的叙述，错误的是(     )

A.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素

B.成熟组织中，生长素通过输导组织进行非极性运输

C.幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同

D.成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输

C

生长素是由色氨酸经过一系列反应转变成的，A正确。在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输，B正确。幼嫩细胞对生长素更敏感，C错误。成熟茎韧皮部的筛管中的生长素可以进行非极性运输，D正确。

5.（2020山东潍坊检测）据图回答问题：

（1）若某植物幼苗已表现出向光性，且测得其向光面的生长素浓度为m，则其背光面生长素浓度范围是  。

（2）若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为  。

（3）除草剂灭草的原理是使杂草的生长素浓度处于  状态下。

（4）若某植物顶芽的生长素浓度为g，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度是图中曲线的  区间。

（1）大于m小于M

（2）小于m

（3）大于i

（4）C点以后

（1）背光侧的生长素含量比向光侧高，背光侧长得快，即背光侧的促进作用大于向光侧的促进作用，所以其背光面生长素浓度范围是大于m小于M。

（2）由于重力作用，茎的近地侧生长素比远地侧多，并且促进作用表现为近地侧大于远地侧，所以茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。

（3）除草剂灭草的原理是高浓度抑制生长，所以生长素浓度处于大于i的状态下。

（4）顶端优势中侧芽生长受抑制，所以生长素浓度应在C点以后。