高中生物必修三讲义：第3章 第1节 植物生长素的发现 Word版含答案

第1节植物生长素的发现一、生长素的发现过程1．生长素的发现过程(1)发现生长素的经典实验(填表)科学家实验过程图示实验结论达尔文胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“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造成的温特胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质造成的，并将其命名为生长素(2)其他科学家的研究①1931年，科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质，该化学物质为吲哚乙酸(IAA)。

②1946年，科学家从高等植物中分离出生长素，确认生长素就是吲哚乙酸(IAA)。

2．植物的向光性(1)概念：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。

(2)举例：放在窗口的盆栽植物，其幼嫩部位向着窗外生长。

(3)意义：使植株获得更多阳光，通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。

(4)原因：在单侧光照射下，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。

3．植物激素：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。

二、生长素的产生、运输和分布1.植物向光性的原因是什么？2.生长素是什么物质？3.什么是植物激素？探究点一生长素的发现过程植物具有向光性，其中的原因经历了许多科学家的艰辛探索。

阅读教材，完成科学家的探索过程。

并归纳其原理。

1．达尔文实验根据图示完成达尔文实验的相关问题，然后阅读教材回答下列问题：(1)各组胚芽鞘的生长弯曲情况是：①弯向光源生长；②不生长，不弯曲；③直立生长；④弯向光源生长。

(2)①与②对比，说明胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关。

(3)③与④对比，说明感光部位是胚芽鞘的尖端，而不是尖端以下的伸长区。

(4)达尔文的猜测：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，从而使胚芽鞘出现向光性弯曲。

2．鲍森·詹森实验(1)实验现象：A胚芽鞘不生长，不弯曲；B胚芽鞘弯向光源生长。

(2)结论：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。

(3)从对照实验设计的单一变量原则角度分析，该实验的不足之处在于没有形成单一变量，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论。

3．拜尔实验(1)实验现象：将尖端切下，放到胚芽鞘一侧，胚芽鞘总是弯向对侧生长。

(2)结论：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造成的。

(3)该实验为什么要在黑暗中进行？排除光照可能对实验结果造成的干扰。

(4)拜尔实验的不足之处是无法证明尖端是否产生某种物质。

4．温特实验(1)实验组是B，对照组是A。

A与B对照说明造成胚芽鞘弯曲生长的是胚芽鞘尖端产生的某种物质。

(2)设置A组的目的是排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。

(3)实验结论：引起胚芽鞘弯曲生长的确实是一种化学物质，温特将其命名为生长素。

(4)由温特的实验结论可以推测单侧光的作用可能是改变生长素的分布，使生长素在背光侧分布的多。

(5)在其他科学家的努力下，人们首先从人尿中分离出了生长素，它的化学名称是吲哚乙酸，结构如图。

5．植物激素由植物体内产生，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。

根据植物激素的概念，判断下列物质是否属于植物激素：(1)生长素：属于植物激素，化学本质为吲哚乙酸。

(2)生长激素：不属于植物激素，化学本质是蛋白质。

(3)2,4-D：不属于植物激素，因为2,4-D是人工合成的，不是由植物细胞产生的天然存在的具有调节作用的物质。

[总结升华]1．四个重要结论(1)生长素产生部位——胚芽鞘尖端；(2)生长素发挥作用部位——尖端下部的伸长区；(3)感受单侧光刺激的部位——胚芽鞘尖端；(4)弯曲生长的部位——尖端下部的伸长区。

2．植物向光弯曲生长(1)内因：生长素的分布不均匀。

外因：单侧光照射。

(2)过程图解[易错易混】植物激素与动物激素的比较项目植物激素动物激素不同点产生部位无专门的分泌器官，由植物体的一定部位产生由专门的内分泌器官或内分泌细胞分泌作用部位不作用于特定的靶器官、靶细胞随血液循环作用于特定的靶器官、靶细胞相同点①由自身产生；②种类多、微量、高效；③调节生物体的新陈代谢、生长发育等生理活动[对点演练]1．如图为用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验，下列叙述正确的是()A．不生长也不弯曲的是③④B．生长且向光弯曲的是②⑤C．生长但不弯曲的是①④D．生长且向左弯曲的是①⑤[解析]选C①胚芽鞘尖端无法感受光刺激，尖端下面一段生长素分布均匀，胚芽鞘直立生长。

②胚芽鞘尖端感光，尖端下面一段向光侧生长素浓度低于背光侧，胚芽鞘向光弯曲生长。

③切去尖端，由于没有生长素，所以不生长也不弯曲。

④在切去尖端的胚芽鞘上放置含有生长素的琼脂块，由于无尖端，不感光，生长素均匀向下运输，故直立生长。

⑤含生长素的琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘一侧，生长素分布不均匀，故向放置琼脂块的对侧弯曲生长。

探究点二生长素的产生、运输和分布生长素有其一定的合成部位，又有其重要的运输方式，其分布也有规律性。

请阅读教材，回答相关问题。

1．生长素的合成(1)合成部位：主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子。

(2)合成过程：色氨酸――→一系列反应生长素。

2．生长素的运输(1)探讨下列各图中极性运输的方向，并总结其运输规律。

方向：A.①→②； B ．④→③； C ．⑥→⑤ 规律：由形态学上端向形态学下端运输。

(2)分析判断下列各图中生长素横向运输的方向，并总结影响横向运输的因素。

影响因素：单侧光、重力、离心力等。

(3)实验：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若仅设计A 组，仅能证明从形态学上端运输到形态学下端，但不能证明倒转过来不能运输。

②若B 组形态学上端在上，把含生长素的琼脂块放在下面，可以吗？说明理由。

提示：不行。

不能排除重力作用。

③A组与B 组的对照类型为相互对照。

(4)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主动运输。

3．生长素的分布(1)分布部位：集中地分布在生长旺盛的部位。

(2)含量特点：①产生部位小于积累部位，如顶芽小于侧芽，分生区小于伸长区；②生长旺盛部位大于衰老部位，如幼根大于老根。

[总结升华]1．不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲现象分析类别图解分析相关结果遮盖类①直立生长②向光生长暗箱类①直立生长②向光(小孔)生长插入类①向右侧生长②直立生长③向光生长④向光生长移植类①直立生长②向左侧生长③开始时b＝c，后来b>c④向右侧生长旋转类①直立生长②向光生长③向小孔生长2．生长素的横向运输和极性运输运输方式图示图示解读横向运输单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素从②运到①植物横放时，由于重力作用，在幼根中，生长素从③运到④；在幼茎中，生长素从⑤运到⑥离心力使胚芽鞘尖端的生长素从⑦运到⑧极性运输只能从形态学的上端向形态学下端运输，是一种主动运输过程，需要消耗能量，能逆浓度运输[方法规律】植物生长状况的判断方法3．形态学上端与形态学下端的判断图示部位形态学上端的判断标准地上部分相对下面，层次越高的枝条以树干中轴为基准，同一枝条离中轴越远地下部分以地面为基准，距地面越深的根以主根中轴为基准，同一侧根离中轴越远的[对点演练]2．用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如图所示实验，且②～⑦均给予单侧光照，一段时间后，会发生弯曲的是()A．②⑤⑦B．①②③⑤⑧C．①③④⑥⑦D．②⑤⑧[解析]选D①a、b所含生长素浓度相同，故直立生长；②向右弯曲生长；③直立生长；④直立生长；⑤向右弯曲生长；⑥不生长也不弯曲；⑦只有暗室内的幼苗旋转，单侧光不影响生长素的分布，故直立生长；⑧向小孔方向弯曲生长。

1．科学家研究胚芽鞘向光弯曲现象，逐步揭示了发生这种应激反应的一系列因果相关事件，下列按因果相关事件顺序排列的是()a．胚芽鞘尖端合成生长素b．胚芽鞘尖端感受光刺激c．胚芽鞘向光弯曲生长d．生长素在背光一侧分布较多e．背光一侧细胞生长较快f．单侧光照射胚芽鞘尖端A．fbac→e→d B．bfca→e→dC．cbae→d→f D．abfd→e→c[解析]选D胚芽鞘尖端合成生长素与单侧光照射无关，但单侧光照射能引起生长素分布不均，背光一侧分布较向光一侧多，致使背光一侧细胞生长较快，胚芽鞘向光弯曲生长。

2．下图表示用云母片(具不透水性)插入燕麦胚芽鞘的尖端部分，从不同方向照光，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是()A．甲向右弯，乙不弯曲，丙不弯曲B．甲向左弯，乙向右弯，丙不弯曲C．甲向左弯，乙不弯曲，丙向左弯D．甲不弯曲，乙不弯曲，丙向右弯[解析]选D单侧光照会引起生长素在胚芽鞘尖端的横向转移。

但甲图中，云母片从胚芽鞘尖端插入后，阻止了生长素从向光侧向背光侧的转移，胚芽鞘两侧生长素分布均匀，直立生长。

乙图云母片阻止了生长素从尖端向下运输，胚芽鞘不生长，也不弯曲。

丙图光照均匀，但云母片阻断了生长素在胚芽鞘右侧向下运输，使胚芽鞘左侧生长素分布多、生长快，向右弯曲生长。

3．下列利用胚芽鞘所做的实验中(A、B、C都给予右侧光照)，能说明胚芽鞘尖端确实产生了“生长素”的是()[解析]选D放置过胚芽鞘尖端的琼脂块能使去尖端的胚芽鞘弯曲生长，而放置空白琼脂块不能使去尖端的胚芽鞘弯曲生长，说明胚芽鞘尖端确实产生了某种化学物质，能促进切去尖端的胚芽鞘弯曲生长。

4. 关于生长素，达尔文、温特等科学家相继进行了长期的具体研究。

某同学对生长素非常感兴趣，设计了如下两个实验。

(1)实验一：实验假设：如果胚芽鞘的尖端能产生生长素，则能影响胚芽鞘尖端下面一段的生长。

实验材料：小麦胚芽鞘、刀片、琼脂薄片若干。

实验设计：见实验设计示意图1。

实验结论：上述实验假设成立。

有同学认为实验设计示意图1不完善，缺少的是______，你的具体改进方法是________________________________________________________________________。

(2)实验二：实验假设：如果单侧光引起生长素在小麦胚芽鞘的背光一侧比向光一侧分布多，则小麦胚芽鞘向光弯曲。

实验材料：同实验一。

实验设计：在上述示意图1改进后的基础上进行单侧光照射，实验设计及其实验预测结果见实验设计示意图2。

实验结论：实验假设成立。

有同学认为实验设计示意图2中的实验预测结果是错误的，你认为正确的现象应该是________________________________________________________________________，理由是____________________________________________________________。