高中生物第2章第4节植物生命活动的调节第1课时植物生长素的发现生长素的特性与生理作用学案苏教版必修3

第1课时植物生长素的发现生长素的特性与生理作用1．植物生长素的发现(1)植物的向光性在单侧光的照射下，植物弯向光源生长的现象称为植物的向光性。

(2)生长素的发现过程①1880年，达尔文用金丝雀草的胚芽鞘进行向光性实验，推测：胚芽鞘的尖端不仅具有感光作用，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背光侧比向光侧生长快，使胚芽鞘弯向光源生长。

②1910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，刺激胚芽鞘下部的伸长区生长。

③1914年，拜尔通过实验证明，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。

④1928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。

温特将其命名为生长素。

⑤1934年，科学家从人尿液中分离出生长素，经鉴定，确定为吲哚乙酸。

2．生长素的合成、分布和运输(1)生长素的合成部位：主要是幼芽、嫩叶和发育中的种子。

(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，其他部位相对较少。

(3)生长素的运输①极性运输ⅰ生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，而不能逆向运输。

ⅱ极性运输是一种主动运输的过程。

②非极性运输：生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。

3．生长素的生理作用(1)生理作用生长素被运输到植物体的各个器官促进植物的生长。

(2)生理作用的两重性①含义：生长素既能促进植物生长，又能抑制植物生长。

②影响因素：生长素的浓度、植物器官的种类和细胞的年龄等。

③一般规律：一般来说，低浓度生长素可以促进植物的生长，而高浓度生长素抑制植物的生长。

(3)应用在生产中常利用顶端优势的原理，对果树进行修剪，对棉花、番茄等农作物进行摘心，以达到改善株形和增产的目的。

[基础自测]1．判断对错(1)将胚芽鞘置于黑暗与单侧光下，可以观察单侧光对其生长的影响。

(√)(2)用锡箔帽和锡箔环套在胚芽鞘尖端与尖端下面一段，可以研究其感光部位。

(3)将切除尖端的胚芽鞘与完整的胚芽鞘一起培养，可以观察尖端对其生长的影响。

(4)生长素的运输方向是从上端运到下端。

(×)提示：生长素的运输方向分为极性运输和非极运输。

(5)茎的向光性和顶端优势均能证明生长素具有两重性。

(×)提示：茎的向光性不能证明生长素具有两重性。

2．根据所学知识判断，下列说法错误的是( )A．图中能直立生长的是①、④和⑥B．若探究植物的向光性，可设置①③进行对照C．若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑥进行对照D．图中弯曲生长的是③⑤C[根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断：①直立生长，②不生长不弯曲，③向光弯曲生长，④直立生长，⑤向光弯曲生长，⑥直立生长。

设计实验时要遵循单一变量原则，若探究植物的向光性，可设置①③进行对照；若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑤进行对照，④⑥不符合要求。

]3．夏日校园里种植的杉树，主干粗壮，生长旺盛，而侧枝却很细弱，主要原因在于( )【导学号：85732095】A．侧芽缺乏生长素B．侧芽产生的生长素过少C．侧芽产生的生长素过多D．侧芽处积累的生长素过多D[植物的芽能产生生长素，并且在植物体内进行极性运输，即从形态学上端向形态学下端运输；生长素对植物生长的作用具有两重性。

顶芽产生的生长素向下运输，积累在侧芽处，使侧芽部位有较多的生长素，从而抑制了侧芽的生长。

][合作探究·攻重难]1．观察下列实验图示，分析达尔文的实验。

图1图2(1)分析实验：图1实验分别与图2中的A、B、C实验的对照自变量和因变量分别是什么？提示：自变量分别是胚芽鞘尖端的有无、胚芽鞘尖端是否有切面、胚芽鞘尖端是否被遮光因变量是胚芽鞘是否生长和弯曲。

(2)结合图1和图2可得出的实验结论是什么？提示：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伸长区时，会造成背光面和向光面生长快，因而出现向光性弯曲。

2．观察实验过程，分析詹森的实验结合图示实验说出可得到的实验结论。

提示：(1)由图说明胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂，但不能通过云母片。

(2)胚芽鞘尖端产生的影响，从尖端向下扩散，刺激胚芽鞘下部的伸长区伸长。

3．观察实验过程，分析拜尔的实验(置于黑暗中)(1)该实验的现象是什么？提示：该实验的现象是放置尖端的一侧有较多的影响，生长的快，胚芽鞘弯曲。

(2)该实验说明了什么问题？提示：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分布不均匀造成的。

4．观察实验过程，分析温特的实验(1)实验①、②、③的实验现象分别是什么？提示：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)该实验得出的结论是什么？提示：该实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确定是一种化学物质，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。

[归纳总结] 1．植物向光生长的机理(1)图解：(2)解释：①生长素的浓度：单侧光导致胚芽鞘尖端产生的生长素发生横向运输，导致背光侧浓度高于向光侧；这种生长素的不均匀分布由极性运输传至尖端下方。

②生长程度：尖端下方背光侧生长素浓度高于向光侧，导致背光侧细胞生长快于向光侧，表现出向光生长。

(3)总结：①外因：单侧光照射。

②内因：生长素分布不均匀。

2．判断植物“长不长”“弯不弯”的技巧(1)判断“长不长”：看胚芽鞘尖端下部能否获得生长素。

①若能获得生长素，则生长。

②若不能获得生长素，则不生长。

(2)判断“弯不弯”：看胚芽鞘尖端下部生长素分布是否均匀。

①若生长素分布均匀，则直立生长。

②若生长素分布不均匀，则弯曲生长。

为了验证植物向光性与生长素的关系，某同学设计了以下实验方案：(1)方法步骤：取6个小花盆，各栽入一株品种、生长状况相同的玉米幼苗(要求幼苗的直叶未突破胚芽鞘)。

按下图所示方法进行实验处理并编号。

接通白炽灯电源24 h后，打开纸盒，观察并记录6株玉米幼苗的生长情况。

(2)实验结果预测(填编号)：在以上装置中，玉米幼苗保持直立生长的是装置________，而玉米幼苗基本停止生长的是装置________。

(3)部分实验结果的分析与推论：①根据1号与3号装置之间实验记录的对照分析，可以说明_________________________________________________________________________________________________________________________。

②根据________号与________号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗的向光性生长与玉米幼苗尖端的存在与否有关。

③根据________号与________号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗感光部位在尖端。

④根据5号和6号装置实验记录的对照分析，可以说明_________________________________________________________________________________________________________________________。

【技巧点拨】解答本题的关键有以下两点：(1)胚芽鞘是否生长取决于生长素的有无；胚芽鞘是否弯曲取决于生长素的分布是否均匀；(2)依据对照实验的单一变量原则分析实验的自变量。

[解析] (2)玉米要直立生长必须有生长素，而且分布均匀，1、6号装置中生长素分布不均匀，均向右弯曲；2号装置中无生长素，停止生长；3、4、5号装置中均有生长素且分布均匀，为直立生长。

(3)①1号和3号装置的单一变量为单侧光照射，通过上述实验可说明单侧光是植物产生向光性的外界原因。

②要说明尖端与向光性有关，则单一变量是尖端的有无，而且都要有单侧光，所以应选1号和2号装置。

③1号和4号装置对比，都有单侧光照射，尖端是否感光决定了其是否弯曲。

④5号和6号装置中都有含生长素的琼脂块，只是放置位置不同，所以生长素分布不同，进而引起生长情况不同。

[答案](2)3、4、5 2(3)①玉米幼苗的向光性生长是由单侧光照射引起的②1 2 ③1 4④玉米幼苗发生弯曲生长与生长素在玉米幼苗胚芽鞘两侧分布不均匀有关(1)根据下图分析胚芽鞘尖端下部背光侧和向光侧细胞生长情况：为什么胚芽鞘背光侧比向光侧细胞生长速度快？提示：向光一侧生长素浓度低，细胞生长慢，细胞伸长少，而背光一侧生长素浓度高，细胞生长快，细胞伸长得多，所以背光侧比向光侧细胞生长速度快。

(2)将含生长素的琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘正中央，给予单侧光照射时，胚芽鞘为什么直立生长？提示：没有尖端，就没有感光部位，生长素就不会因“单侧光”的照射而分布不均匀，所以胚芽鞘直立生长。

[活学活用]对胚芽鞘进行如下图所示的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( )【导学号：85732096】A．←↑→↓B．←↑↑→C．←↑→↑D．←↑←↑D[图①暗箱转动，光源不动，胚芽鞘接受左侧光照，背光侧生长素较多，向光侧生长素较少，故胚芽鞘向左(小孔方向)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中多，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。

](备选习题)燕麦胚芽鞘经图一所示的处理，一段时间后，取其甲、乙两块琼脂，置于已切去尖端的胚芽鞘①、②上，①经单侧光照处理，如图二所示。

则①、②的弯曲及生长程度为( )图一图二A．①＝②B．①＞②C．①＜② D．不确定C[燕麦胚芽鞘的感光部位在尖端，发挥作用的部位是尖端以下的部分。

由图一可知，琼脂块中生长素的含量为乙多于甲。

由于琼脂块不感光，光的照射不影响生长素在琼脂块内的分布，所以①的弯曲及生长程度小于②。

](备选习题)(1)本题中如果图中②是暗箱和胚芽鞘同步转动，那么胚芽鞘将向哪个方向生长？试说明原因。

提示：弯向光源生长。

暗箱和胚芽鞘同时转动，光源不动，胚芽鞘只能感受单侧光的照射，所以弯向光源生长。

(2)本题中如果给予图中③右侧单侧光照，胚芽鞘将向哪个方向生长？为什么？提示：胚芽鞘向左弯曲生长。

单侧光影响的是胚芽鞘尖端中生长素的运输，不会影响生长素在琼脂块中的运输。

1．某同学欲通过实验得出“生长素的极性运输，只能从植物形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输”的结论，设计了如下实验：(1)能否仅设计a组？提示：(1)不能。