2020版高中生物苏教版必修三课件：2.4.1 植物生长素的发现

第二章第四节植物生命活动的调节第1课时　植物生长素的发现
目标导读　
1.通过分析科学家发现生长素的历程，解释生长素的分布与植物向光性的关系。

2.通过教材中的图示分析植物体中生长素的极性运输。

重难点击　
向光性的产生原理。

课堂导入
方式一：古人有诗：“满园春色关不住，一枝红杏出墙来”。

推测植物的这种特性与环境因素光照有关。

这说明人们很早就发现了植物有朝向光源生长的特性，经过人们长期的探索与研究，发现植物的这种特性与生长素有关。

人们是怎样发现生长素的呢？生长素在植物体内是怎样产生、运输和分布的呢？
方式二：向日葵是太阳之花，在希腊神话中，水泽女神爱恋太阳神阿波罗，于是群神将她变成了向日葵，以便终生追随那份永远的阳光。

现实生活中的“朵朵葵花向太阳”是怎么回事呢？原来在阳光的照射下，生长素在向日葵的背光一面含量升高，刺激背光面细胞拉长，从而使向日葵的叶子和花盘慢慢地向着太阳转动。

那么，什么是生长素？它是怎样被发现的呢？
一、植物生长素的发现当堂检测二、生长素的合成、分布和运输
内容索引
一、植物生长素的发现
1.植物的向光性
在 的照射下，植物弯向光源生长的现象称为植物的向光性。

单侧光知识梳理
2.生长素的发现过程
(1)1880年，达尔文用金丝雀 草的胚芽鞘进行向光性实验，推测：胚芽鞘
的
不仅具有感光作用，而且可能会产生某种“影响”，这种影响从尖端向下传送，并在单侧光的照射下导致下部伸长区 比 生长快，使胚芽鞘弯向光源生长。

(2)1910年，詹森通过实验说明胚芽鞘尖端产生的影响，从尖端向下扩散，
刺激胚芽鞘下部的 生长。

尖端背光一侧向光一侧伸长区
(3)1914年，拜尔通过实验证明，胚芽鞘的弯曲生长是 产生的影响在
其下部分布 造成的。

(4)1928年，温特通过实验证明胚芽鞘尖端确实产生了某种促进生长的化学物质，这种物质能从尖端向下运输，并且它的分布受到光的影响。

温特
将其命名为 。

(5)1934年，科学家从人尿液中分离出生长素，经鉴定，确定为 。

尖端不均匀生长素吲哚乙酸
1.观察下列实验图示，分析达尔文的实验
问题探究
(1)实验现象：图1中的现象为。

图2中A 的现象为
；B 的现象为 ；C 的现象为。

胚芽鞘弯向光源生长胚芽鞘弯向光源生长胚芽鞘既不生长，也不弯曲胚芽鞘直立生长
(2)实验结论：单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种影响，这种影响传递到下
部的________
时，会造成________比_________生长快，因而出现向光性弯曲。

(3)分析实验：图1实验分别与图2中A 、B 、C 实验的对照自变量是___________
__________________________________________________________
，因变量是胚芽鞘是否生长与弯曲。

实验现象说明胚芽鞘的生长与弯曲都与______
有关。

伸长区向光面背光面胚芽鞘尖端的有无、胚芽鞘尖端是否有切面、胚芽鞘尖端是否被遮光尖端
(1)由图说明胚芽鞘尖端产生的影响
通过琼脂，但 通过云母片。

(2)胚芽鞘尖端产生的影响，从 向下扩散，刺激
伸长。

2.
观察实验过程，分析詹森的实验
可以尖端不能胚芽鞘下部的伸长区
(1)该实验的现象是放置尖端的一侧有 的影响，生长的 ，胚芽鞘弯曲。

(2)该实验说明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在其下部 造成的。

3.观察实验过程，分析拜尔的实验(置于黑暗中
)
较多分布不均匀快
(1)实验①的实验现象是________________________
，实验②的实验现象是______________________________，实验③的实验现象是_____________________________
造成的。

4.
观察实验过程，分析温特的实验
胚芽鞘既不生长也不弯曲胚芽鞘朝向放置琼脂块的对侧弯曲 单侧光导致化学物质分布不均匀
(2)结论：该实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种 ，这种物质向下运输，促使尖端下面的一段生长和弯曲。

并且这种物质的分布受到光的影响。

(3)实验①和实验②的自变量是 ，因变量是
胚芽鞘是否出现弯曲。

化学物质琼脂块上是否放置胚芽鞘尖端
(2)过程分析
如图所示：单侧光→胚芽鞘尖端(向光侧生长素移
向背光侧)→生长素含量②≤①→生长素从②运输
到③、从①运输到④→伸长区生长素含量
③≥④→生长 (背光侧生长快)→向光弯曲
生长。

5.综合上述实验结论，分析植物向光弯曲生长的原因
(1)原因
内因：。

外因：。

生长素的分布不均匀不均匀单侧光照射
6.归纳总结
(1)生长素的发现过程中，针对胚芽鞘的系列实验的重要结论
①生长素的产生部位—— 。

②发挥作用的部位—— 。

③感光部位—— 。

④生长素的产生是否需要光—— 。

⑤横向运输的部位—— 。

⑥弯曲生长的原因——生长素分布
，导致生长 。

⑦引起生长素分布不均匀的原因——
单侧光照、重力等。

胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端下面的伸长区不需要胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端不均匀不均匀
____________
(2)
植物向光性的解释
单侧光照射背光
两侧生长不均匀向光
活学活用
1.下图是燕麦胚芽鞘尖端在不同的光照条件下，经过一定时间后，定量测定琼脂块中生长素的含量，就测定结果进行分析，正确的是答案解析
A.光照抑制生长素的合成
B.光照引起生长素向下运输
C.单侧光引起生长素向背光侧运输
D.光照促进生长素的合成
比较后两个图片，光照条件下和黑暗条件下，胚芽鞘尖端产生和向下运输的生长素含量几乎一样，A、B、D错误；
比较前两个图片，两组琼脂块中的生长素总含量大体相同，但向光侧比背光侧少，说明单侧光引起生长素向背光侧运输，C正确。

2.对胚芽鞘进行如图所示的①～④实验，其中旋转均为匀速旋转，一段时间后停止旋转时，实验①②装置仍停止在如图位置。

则四个胚芽鞘的生长方向依次是答案解析
A.←↑→↑
B.←↑↑→
C.→↑→↑
D.→↑←↑
①中胚芽鞘随盘匀速旋转，则胚芽鞘尖端四周都能接受到光刺激，但是旋转产生的离心力会导致生长素在外侧分布多，因此停留在如图位置时，向右弯曲生长；
②暗箱不动，有单侧光从左边射入，但是胚芽鞘旋转使胚芽鞘的尖端各部位都能均匀接受单侧光，因此直立生长；
③由于生长素的运输受重力影响，因此B中的生长素比A多，故右侧生长比左侧快，向左弯曲生长；
④旋转后A、B中生长素一样多，因此左右生长一样快，直立生长。

(1)若将②中纸盒和植株一起旋转，胚芽鞘的生长方向是什么？一题多变答案向小孔方向弯曲生长。

(2)若对③加以右侧方向的单侧光照射，胚芽鞘将如何生长？答案
向左弯曲生长。

方法链接
用“两看法”判断植物生长弯曲状况
(1)一看胚芽鞘尖端以下的部分能否获得生长素：①能则生长；②不能则不弯曲不生长。

(2)二看胚芽鞘尖端以下部分生长素的分布是否均匀：①若均匀则直立生长；②若不均匀则弯曲生长。

二、生长素的合成、分布和运输
1.生长素的合成部位：主要是
、 和 的种子。

2.生长素的分布
(1)生长素在植物体的各个器官中都有分布，只是分布不均匀。

(2)生长素在
、芽与根的 、根与茎的 、发育中的果实与种子等生长旺盛的部位分布
，其他部位相对较少。

幼芽嫩叶知识梳理
发育中胚芽鞘顶端分生组织形成层较多
3.生长素的运输
(1)极性运输
①生长素只能从植物体的
向 运输，而不能逆向运输。

②极性运输是一种 的过程。

(2)非极性运输：生长素可以通过 进行非极性运输。

形态学上端
形态学下端主动运输韧皮部
通过实验得出“生长素的极性运输，只能从植物形态学 向形态学 运
输，而不能
运输”的结论。

(1)若仅设计a 组，不足之处是仅能证明生长素能从形态学上端运输到形态学下
端，但不能证明。

1.观察以下实验，分析生长素的极性运输
问题探究
上端下端逆向
生长素不能逆向运输
(2)若b 组形态学上端在上，而把含生长素的琼脂块放在下面，行吗？为什
么？ 。

(3)a 与b 两组的对照类型为 。

不行。

不能排除重力的作用
相互对照
2.观察右图，分析生长素的运输方向
(1)A 、B 中属于极性运输的是 ，属于横向运输的是 ，横向运输是由单侧光、 、离心力等因素引起的。

(2)研究表明，顶芽的生长素浓度低于侧芽，但顶芽产生的生长素仍向侧芽运输，由此推
断生长素的运输方式是 。

②③④
①⑤⑥重力 主动运输
活学活用
3.用放射性同位素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性14C标记的吲哚乙酸。

枝条及位置如图所示，下列有关处理方法及结果的叙述正确的是答案解析
A.处理甲图中的A端，不可能在甲图中的B端探测
到14C的存在
B.处理乙图中的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
甲中A为形态学上端，B为形态学下端；
乙中A为形态学下端，B为形态学上端。

生长素在植物体内的运输是极性运输，在植物体内只能从形态学的上端运向下端。

4.科学家做过如下实验：把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学上端(如图所示)；另一个实验是把一段燕麦胚牙鞘倒转过来，把形态学下端朝上，做同样的实验。

请分析，经过一段时间后，接收块甲和接收块乙的成分有何变化答案解析
A.甲含有生长素，乙不含有
B.乙含有生长素，甲不含有
分析题图，左边图示是把含有生长素的琼脂块放在燕麦胚芽鞘的形态学上端，因为生长素有极性运输的特点，过一段时间，生长素就被运输到了接收块甲中；
右边图示是把这一段胚芽鞘倒过来，使形态学的下端向上，然后做同样的实验，生长素就不能向下运输到接收块乙中，所以接收块乙不含生长素。

__________课堂小结
温特达尔文
幼嫩极性运输 生长旺盛部位
当堂检测
1.下列哪项实验能够证明胚芽鞘的弯曲生长是因尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的√
由于题干中所说的是胚芽鞘的尖端产生的影响分布不均匀导致了胚芽鞘的弯曲，而选项D 的琼脂块与尖端不存在必然的关系，所以不能说明。

答案解析
A.向左弯曲
B.向右弯曲
C.直立生长
D.停止生长2.将燕麦胚芽鞘做如图所示处理，经过几天后的变化情况是√答案解析
胚芽鞘尖端产生的生长素向下运输促使尖端下部生长，单侧光照使生长素在尖端处横向运输，导致背光一侧生长素比向光一侧分布多，此题胚芽鞘由于左侧切口，生长素在尖端部位虽能横向运输，但不能向下运输促使尖端下部生长，所以胚芽鞘右侧生长快，使胚芽鞘向左弯曲生长。

3.下列有关生长素的叙述，错误的是
A.生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中产生
B.成熟的叶片和根尖产生的生长素很少
C.生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端
D.生长素只分布在植物生长旺盛的部位√答案解析生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成，根尖与成熟的叶片中合成的很少。

生长素的运输是一种极性运输，即单方向运输。

植物体内生长素主要分布在生长旺盛的部位，在趋向衰老的组织和器官中含量较少，所以选项D 错误。

4.侧芽生长素的浓度总是高于顶芽，但是顶芽产生的生长素仍大量积存于侧芽部位，这是因为生长素运输的方式属于A.自由扩散 B.极性运输 C.主动运输 D.渗透作用
√答案解析
由题意知，生长素从低浓度向高浓度运输，属于主动运输。

(1)在温特之前，科学家研究初步认为，胚
芽鞘向光生长是由_____
部位产生了某种化学物质向下运输引起的，温特推想这种化学
物质也可以扩散到琼脂块中。

5.1928年，荷兰科学家温特为了研究植物体的向光性，设计实验如图所示。

A 琼脂块上放有胚芽鞘尖端，B 琼脂块上没有胚芽鞘尖端。

①～⑥是在黑暗环境中对切去尖端的胚芽鞘进行的不同处理。

请分析回答下列问题：
答案尖端
解析
温特之前，科学家们认为胚芽鞘的向光生长是
由尖端产生的某种化学物质分配不均匀所致。

(2)经过一段时间的培养，②的现象说明A琼
脂块中确实含有某种化学物质，且这种化学
促进生长解析物质的作用是___________。

答案
②中的琼脂块是经过胚芽鞘尖端处理的，而⑤中的琼脂块是没有经过胚芽鞘尖端处理的，对比可以看出，胚芽鞘尖端产生的化学物质能够促进胚芽鞘尖端以下伸长区的生长。

(3)③和④的现象均表明，胚芽鞘向该化学
物质分布___(填“多”或“少”)的一侧弯
曲生长；设置⑤和⑥组的目的是排除
________
对胚芽鞘生长的影响。

该实验应在黑暗环境中进行，其原因是该化学物质分布
会受_____
的影响。

答案少解析③④中含有胚芽鞘尖端产生的化学物质的琼脂块放在了胚芽鞘的一侧，
放琼脂块的一侧生长快；
⑤⑥是对照组，排除琼脂块对胚芽鞘的影响；
生长素的分布受光照的影响，所以在黑暗环境中进行实验。

琼脂块光照
(4)自然界中，植物体在单侧光照的条件下，向光弯曲生长，是因为该化学物质在背光侧分布较____。

后来研究发现，该物质的化学本质是________，根据其作用取名为_______。

答案多解析
植物的向光性是由于胚芽鞘的尖端中生长素发生了横向运输，使向光一侧生长素移向背光一侧；生长素的化学本质是吲哚乙酸。

吲哚乙酸生长素
本课结束。