2020-2021学年生物人教版必修三教案：第3章第1节植物生长素的发现

第
1节植物生长素的发现
学习目标核心素养
1.概述植物生长素的发现过程
2.体验发现生长素的过程和方法
3.说出植物生长素的产生部位、运输和
分布情况
1.通过对生长素的产生、分布、运输及向
光性等知识的学习形成结构与功能相适
应的生命观
2.通过植物向光性的结果分析，培养用逻
辑思维解决问题的能力
3.通过分析科学家的相关实验方案，培养
学生的科学探究能力
1．生长素的发现过程
(1)达尔文实验
①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。

②实验处理及现象
③结论：单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下面的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。

(2)鲍森·詹森实验
实验1实验2
①过程及现象
实验1：切去胚芽鞘尖端＋单侧光―→不生长不弯曲。

实验2：胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片＋单侧光―→弯曲生长。

②结论：胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部。

(3)拜尔实验
实验结论：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。

(4)温特的实验
A B
①实验组——A
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。

现象：胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。

②对照组——B
处理：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：胚芽鞘既不生长也不弯曲。

③实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。

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．生长素的产生、运输和分布
(1)主要合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子，由色氨酸转变而来。

(2)运输
①方式：主动运输。

②方向
⎩
⎨
⎧极性运输：
由形态学上端向形态学下端单
方向运输，而不能反过来运输
非极性运输：在成熟组织中，生长素可以
通过韧皮部进行非极性运输
(3)分布：相对集中在生长旺盛部分。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．达尔文通过实验推测胚芽鞘尖端在单侧光照下能产生某种影响传递到尖端下方，温特通过实验证明了这种影响是一种化学物质。

() 2．幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素。

() 3．植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素。

() 4．生长素的化学本质是蛋白质。

() 5．横向运输发生在尖端，产生效应的部位也在尖端。

() 6．生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。

提示：1.√
2．×生长素在生物体内含量较少，而不是大量。

3．√
4．×生长素是一种对植物生命活动起调节作用的有机物，其本质不是蛋白质。

5．×横向运输发生在尖端，产生效应的部位在尖端以下部位。

6．√
植物向光生长的相关实验分析1．达尔文以金丝雀
艹
鹝
草的胚芽鞘为材料，做了如下实验。

仔细观察图示并思考以下相关问题：
(1)本实验中的对照组、实验组分别是哪几组？
提示：①、②③④。

(2)③④对照中，实验的自变量和因变量分别是什么？
提示：遮光部位胚芽鞘的生长情况。

2．从对照实验设计的单一变量原则角度分析，鲍森·詹森实验有什么不足之处？又该如何改进？
提示：不足之处为该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生的。

改进方案：增设③组：将胚芽鞘尖端切掉，将琼脂片放在切口上，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长状况。

3．拜尔实验为什么要在黑暗中进行？温特实验是否也需要在黑暗中进行？
提示：排除光照不均匀对实验结果的影响。

不需要。

[归纳总结]
胚芽鞘实验的相关结论
(1)产生生长素的部位在尖端，而发生生长及弯曲的部位在尖端以下的伸长区。

(2)感受光照的部位在尖端，而且生长素的横向运输只发生在尖端。

(3)生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关。

1.在生长素的发现史上，1910年鲍森·詹森进行了如图的实验，以检验达尔文的化学物质假说。

下列叙述正确的是()
A．本实验证明生长素由胚芽鞘尖端向下传递
B．插有琼脂片的幼苗发生向光弯曲证明胚芽鞘尖端是感光部位
C．显微镜观察表明，弯曲部位背面细胞分裂速率大、数量多
D．要使本实验更有说服力，还应设置去掉胚芽鞘尖端，仅放琼脂片或云母片的对照实验
D[鲍森·詹森通过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，A错误。

要证明胚芽鞘尖端是感光部位，需要设置对照实验：一组的胚芽鞘尖端用不透光的金属小套遮挡，让其感受不到光；另一组的胚芽鞘尖端以下部位用不透光的金属小套遮挡，让其感受不到光，B错误。

生长素促进细胞伸长生长，不促进细胞分裂，故弯曲部位背面细胞较长，C错误。

要使本实验更有说服力，还需要设置对照实验，即设置不放胚芽鞘尖端，仅放琼脂片或云母片的对照实验，排除琼脂片和云母片的影响，D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()
A．←↑→↑B．←↑↑→
C．→↑→↑D．→↑←↑
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，胚芽鞘向右弯曲生长；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，因此胚芽鞘直立生长；③由于生长素的运输受重力影响，因此B中的生长素比A中的多，故右侧生长比左侧快，胚芽鞘向左弯曲生长；④旋转后A、B中生长素一样多，因此左右两侧生长一样快，胚芽鞘直立生长。

]
(1)若撤去实验①的光源，其他条件不变，则胚芽鞘的生长方向如何？
提示：向右弯曲生长。

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

生长素的运输1．用图中数字符号表示出生长素极性运输的方向。

尝试总结其运输有何规律。

提示：(1)①→②(2)④→③(3)⑥→⑤
规律：由形态学上端向形态学下端运输。

2．分析判断下列图中生长素横向运输的方向，并思考影响横向运输的因素有哪些。

提示：(1)①→②(2)③→④⑤→⑥(3)⑦→⑧
影响横向运输的因素有单侧光、重力、离心力等。

[归纳总结]
生长素的运输
(1)横向运输只发生在根尖、茎尖等产生生长素的部位，尖端均匀光照或黑暗时不发生生长素的横向运输。

(2)失重状态下由于没有重力的作用，水平放置的植物的根、芽中生长素分布是均匀的，植物会水平生长。

(3)琼脂等不能感光，不会影响生长素的运输和传递，而云母片、玻璃等则会阻断生长素的运输。

1．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()
甲乙
A．处理甲图中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
C[甲图中A为形态学上端，B为形态学下端；乙图中B为形态学上端，A 为形态学下端。

生长素在植物体的运输是极性运输，在植物体内只能从形态学的上端运向形态学的下端。

]
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两组胚芽鞘相同位置分别切除等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘，然后用单侧光照射，发现a′胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘无弯曲生长，原因是()
A．c组尖端能产生生长素，d组尖端不能
B．a′组尖端能合成生长素，b′组尖端不能
C．c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
D．a′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
D[胚芽鞘的尖端都能合成生长素，所以A、B两项错误。

生长素的运输是只能从形态学上端运输到形态学下端的极性运输，C项错误。

据题干可知，a′中接入的茎段的形态学上端连接胚芽鞘尖端，形态学下端连接茎，所以生长素可以向基部运输，因此胚芽鞘向光弯曲生长；b′中接入的茎段的形态学下端连接胚芽鞘尖端，形态学上端连接茎，故生长素不能向基部运输，因此胚芽鞘无弯曲生长，D 项正确。

]
[课堂小结]
知识网络构建核心语句归纳
1.胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧
光刺激的部位都是胚芽鞘的尖端。

2.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，背光一侧的生
长素含量多于向光一侧的。

3.在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长
素只能从形态学上端运输到形态学下
端，即极性运输，极性运输是细胞的主
动运输。

4.生长素相对集中地分布在生长旺盛的
部分，如胚芽鞘、芽和根顶端分生组织、
形成层和发育中的种子和果实等处。

5.植物激素是由植物体内产生，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。

1．1914年，匈牙利科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除胚芽鞘尖端的胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长。

下列叙述正确的是()
A．对照组是没有尖端的胚芽鞘，其现象是胚芽鞘不生长
B．该实验在黑暗中进行，可排除受光不均匀对实验结果的影响
C．该实验证明尖端确实能产生某种物质，该物质是吲哚乙酸
D．该实验证明了生长素在植物体内进行极性运输
B[对照组应为没有去除尖端的胚芽鞘，其现象是胚芽鞘直立生长，A错误；该实验证明尖端确实能产生某种物质，但不能确定该物质的化学本质就是吲哚乙酸，C错误；该实验无法证明生长素在植物体内进行极性运输，D错误。

] 2．将某植物的胚芽鞘在单侧光下照射一段时间后，取胚芽鞘尖端以下部位放大观察，如图所示，下列分析合理的是()
A．图中放大部位为感光部位
B．单侧光来自b侧
C．a侧生长素较b侧多
D．生长素促进细胞的伸长生长
D[胚芽鞘感光部位是尖端，A错误；b侧细胞较长，为背光侧，单侧光来自a侧，B错误；单侧光使生长素在背光侧分布较多，b侧生长素较a侧多，C错误；实验说明生长素促进细胞的伸长生长，D正确。

]
3．为研究植物生长素的作用，设计如下实验。

将胚芽鞘尖端放在琼脂块上并单侧光照，如图甲；一段时间后将A、B琼脂块分别置于相同的去尖端胚芽鞘Ⅰ和Ⅱ的一侧，数天后生长结果如图乙。

该实验能得到的结论是()
甲乙
A．光照导致向光侧生长素的分解
B．胚芽鞘Ⅰ的生长速度快于胚芽鞘Ⅱ的
C．B琼脂块中的生长素含量多于A琼脂块中的
D．单侧光会干扰生长素向下运输
C[光照不能导致向光侧生长素的分解，只能使生长素在尖端发生横向运输，A错误；图乙显示，胚芽鞘Ⅱ的弯曲程度大于胚芽鞘Ⅰ的，因此胚芽鞘Ⅰ的生长速度慢于胚芽鞘Ⅱ的，因此B琼脂块中的生长素含量多于A琼脂块中的，B错误，C正确；单侧光不能干扰生长素向下运输，D错误。

]
4．从某被子植物体上提取生长素最理想的材料是()
A．幼嫩的芽B．成熟叶片
C．果皮D．成熟种子
A[生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶及发育的种子，由此判定A项符
合题意。

]
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：
(1)在温特之前，科学家初步认为，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。

(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，且这种化学物质的作用是______________________。

(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。

(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__________。

解析：(1)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布不均匀导致的。

(2)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的部位生长。

(3)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，胚芽鞘向化学物质分布少的一侧弯曲生长；⑤⑥是对照组，排除琼脂块对胚芽鞘的影响；生长素的分布受光的影响，所以应在黑暗环境中进行实验。

(4)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。

答案：(1)尖端(2)促进生长(3)少琼脂块光(4)多
莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。

每一日所付出的代价都比前一日高，因为你的生命又消短了一天，所以每一日都要更用心。

这天太宝贵，不就应为酸苦的忧虑和辛涩的悔恨所销蚀，抬起下巴，抓住这天，它不再回来。

加油！！。