验证生长素的极性运输
备课素材：生长素极性运输的机理2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修1
生长素极性运输的机理高中生物学选择性必修一植物激素调节介绍，生长素是最重要的植物激素，主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，通过极性运输分配到植物各处组织，调控生长发育——低浓度生长素促进生长，高浓度生长素抑制生长。
生长素的极性运输对生长素的分配至关重要。
那么，生长素极性运输是如何实现的呢？原来，生长素转运蛋白PIN介导生长素极性运输。
19世纪末，英国著名生物学家、进化论的奠基人达尔文在研究植物向性运动时，发现植物胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，胚芽鞘出现向光性弯曲（图1）。
这就是中学生物教科书上被大家广为熟知的达尔文向光性实验。
1928年，荷兰科学家温特证实胚芽鞘弯曲生长是由一类化学物质引起的，并命名为生长素（auxin）。
1946年，科学家从高等植物中首次分离出生长素，其主要成分为吲哚乙酸IAA。
生长素不仅与植物向光性相关，还与植物向地性（向重力性）、向化性（包括向肥性）等相关。
植物受单向的环境刺激而呈现的定向反应统称为向性（tropism）。
这种向性主要是由生长素在植物体内极性分配造成的。
因此，生长素的极性运输在这一过程中就变得非常关键。
图1. 达尔文植物向光性实验示意图生长素极性运输主要依赖于三种定位于细胞膜上的转运蛋白：AUX/LAX家族蛋白、PIN家族蛋白和ABCB家族蛋白，其中生长素外排蛋白PIN起最主要作用。
pin突变体通常表现出相应组织生长素极性运输缺陷的表型，如向光性、向重力性受损等。
PIN如何识别和转运生长素？通过拟南芥PIN3（AtPIN3）在未结合配体（AtPIN3apo）和结合IAA （AtPIN3IAA）两种状态的高分辨率结构解析，发现AtPIN3以二聚体形式存在，每个亚基包含10个跨膜螺旋（TM1–10），TM1–5和TM6–10组成反向重复结构（图2a）。
AtPIN3apo与AtPIN3IAA结构类似，且均为向内开放状态。
高中生物学选择性必修1P95【思维训练】“验证植物生长素的极性运输”教学设计
选择性必修1P95【思维训练】“验证植物生长素的极性运输”教学设计一、教学目标1.概述生长素的产生、运输和分布。
2.用实验验证生长素的极性运输，理解极性运输方式。
3.培养学生科学探究能力、实验创新能力，体会科学理论往往在生产实践应用过程中需要探索解决的问题。
二、教学内容基于学生在学习了植物生长素的发现过程的基础上进行实验，验证生长素的极性运输方式。
三、教学策略及过程（一）基本策略验证实验的一般方法和步骤（二）过程1.实验原理：IAA在胚芽鞘内只能从形态学上端向下端运输，不能倒过来运输。
2.实验材料、用具3.实验步骤：（1）切去胚芽鞘尖端和幼苗的其他部分，留下中间一段胚芽鞘，分为A、B两组；（2）将含有生长素的琼脂块分别放在A组胚芽鞘的i形态学上端和B组胚芽鞘的i 形态学下端，将两组胚芽鞘放置在不含生长素的琼脂块上。
（3）一段时间后，将每组下部的琼脂块放在另一段切去胚芽鞘的形态学上端。
4.得出结论：经过一段时间，A组胚芽鞘生长，B组不生长。
说明IAA只能从形态学上端向下端运输。
5.表达交流，分析课本实验的可行性与严谨性。
四、“讨论问题”的参考答案1.不严密，没有考虑到将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
2.结论2不严谨。
没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。
3.用过增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
选择性必修1P49【思维训练】“探究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用”教学设计一、教学目标1.识别和分析性激素的来源及功能，探讨其在生理和临床中的应用。
二、教学内容1.性激素种类、来源及功能：性激素可根据雌雄不同，分为雌性激素和雄性激素。
睾丸是雄性生殖器官，产生雄性激素，卵巢是雌性生殖器官，产生雌性激素，雄性激素和雌性激素分别能够促进雄性生殖器官的发育和雌性生殖器官的发育，维持第二性征。
2.实验设计：在家兔胚胎生殖系统分化之前，通过手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。
2024年高中生物新教材同步选择性必修第一册 第5章 微专题三 胚芽鞘生长情况分析和生长素相关含答案
2024年高中生物新教材同步选择性必修第一册第5章微专题三胚芽鞘生长情况分析和生长素相关的实验设计含答案胚芽鞘生长情况分析和生长素相关的实验设计一、不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析类别处理条件实验结果遮盖类①直立生长；②向光弯曲生长暗箱类①直立生长；②向光(小孔)弯曲生长；③直立生长；④直立生长插入类①向右弯曲生长；②直立生长；③向光弯曲生长；④向光弯曲生长；⑤直立生长；⑥向右弯曲生长移植类①直立生长；②向左弯曲生长；③④中IAA的含量：a＝b＋c，b>c；⑤向右弯曲生长旋转类①直立生长；②向光弯曲生长；③向小孔弯曲生长；④茎向心生长，根离心生长方法归纳“长不长”——有没有；“弯不弯”——均不均例1(2022·江苏邵伯高级中学高二期末)如图所示，a、b、c为对胚芽鞘做不同处理的实验，d为一植株被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照。
下列对实验结果的描述，正确的是()A．a、b向光弯曲生长，c背光弯曲生长B．a直立生长，b、c向光弯曲生长C．图d中如果固定植株，旋转纸盒，一段时间后，植株向左弯曲生长D．图中如果将纸盒和植株一起旋转，则弯向盒开口方向生长答案D解析图a中玻璃片可以阻止生长素的横向运输，因此两侧生长素含量一致，a直立生长，图b生长素可以透过琼脂片，且有单侧光的照射，所以b向光弯曲生长，图c缺少胚芽鞘尖端的感光部位，但含有生长素的琼脂块放在左侧使尖端下部左侧生长素含量大于右侧，c背光弯曲生长，A、B错误；图d中如果只旋转纸盒，植株不动，只有当纸盒旋转至纸盒开口朝向光，植株才能受到光照，因此胚芽鞘向右弯曲生长，C错误；图d中如果将纸盒和植株一起旋转，那么只有纸盒开口部位受到单侧光照射，因此植株会向盒开口方向生长，D正确。
二、与生长素有关的实验设计1．设计实验：验证横向运输发生在尖端而不是尖端下部。
(1)实验材料：胚芽鞘若干，云母片若干等。
(2)变量分析自变量：发生部位；控制方法：云母片插入；因变量：是否发生横向运输；检测指标：胚芽鞘是否发生弯曲生长。
植物生长素的极性运输载体研究进展_李运合
西北植物学报,2009,29(8):1714-1722Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.文章编号:1000-4025(2009)08-1714-09*植物生长素的极性运输载体研究进展李运合1,孙光明1,吴蓓2(1中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,广东湛江524091;2华南理工大学生物科学与工程学院,广州510006)摘要:生长素极性运输在植物生长发育中起重要的调控作用。
植物细胞间的生长素极性运输主要通过生长素运输载体进行调控。
该文对近年来有关生长素极性运输载体,包括输入载体A U X/L A X、输出载体PIN、尤其是新近发现的兼有输入和输出载体功能的M DR/P GP等蛋白家族,以及生长素极性运输中P IN与M DR/PG P蛋白间相互作用关系进行综述。
关键词:生长素;极性运输;输入载体;输出载体中图分类号:Q945.3;Q789文献标识码:AAdvances on C arriers of Plant Polar Auxin TransportLI Yun-he1,SUN Guang-m ing1,WU Bei2(1South Sub tr opical Crop Resear ch In stitute,Chin ese Academy of T ropical Agricultural Science,Zh anjiang,Guangdong524091,C hina;2College of Bioscience and Bioengin eering,South China University of Technology,Guangzh ou510006,China)Abstract:Po lar aux in transpor t(PAT)play s a central ro le in m any plant g row th and developmental proces-ses.Cellular aux in transpo rt is prim arily mediated by PAT carriers.This r ev iew fo cus o n the advances of aux in influx carriers and efflux carriers in recent years,including AUX/LAX and PIN protein families,and especially focus o n m ult-i drug-resistant/P-g lycopr otein(MDR/PGP)protein fam ilies and the functional in-teraction betw een PIN and PGP pro teins in PAT.Beside that,this review also indicated some pr oblem s a-bout PA T resear ch and one of the im por tant study fields in the future.Key words:aux in;polar aux in tr ansport;influx car riers;efflux carriers高等植物不能逃离对其不利的环境,只有通过改变自己的生长发育进程来适应外界环境的刺激(光、重力等),以更好地获得水分、光照等来维持正常生长发育。
生长素的极性运输
生长素的极性运输林科院 9310031 傅建平摘要生长素的极性运输与植物生长发育密切相关并受许多因素调控，研究植物生长素的极性运输具有十分重要的意义。
本文综述了生长素极性运输的研究进展情况。
关键词生长素极性运输抑制剂输出载体输入载体生长素是第一个被发现的植物激素。
生长素在植物叶原基、幼叶以及发育的种子等部位合成，沿茎或根进行传输。
生长素在茎切段试验和胚芽鞘试验中表现刺激细胞伸长生长，它的主要生理作用还包括诱导不定根发生促进维管束分化、控制向性生长和顶端优势，以及调节植物开花坐果等生理过程。
在植物茎尖合成的生长素需要通过极性运输到达靶细胞才能调节植物的生长和发育, 因此生长素极性运输广泛参与植物的叶片发育、花的分化、维管的分化、胚胎发育、光形态建成以及侧根的发育等。
早期对生长素极性运输的研究主要采取施加极性运输抑制剂如NPA、HFCA、TIBA、CA的方法。
后来通过对生长素极性运输突变体的研究, 从分子水平上为生长素极性运输的化学渗透偶联学说提供了新的证据, 进一步发现了极性运输与植物的生长发育现象之间的联系。
1生长素的极性运输特点生长素的极性运输是指生长素在植物体内由形态学的上端向形态学的下端单向运输的现象。
在高等植物茎中, 生长素由茎尖合成位点极性运输到茎基部的作用位点。
生长素极性运输具有依赖于能量、需要O2、对温度敏感、随年龄增加而减弱等生理特点,是一种需要消耗代谢提供能量的主动运输。
其运输的速度比维管系统中的运输速度慢得多。
极性运输需要消耗能量, 可逆浓度梯度运输。
一些化合物如TIBA和NPA等能抑制生长素极性运输, 缺氧会严重地阻碍生长素的运输。
此外, 生长素又有自动抑制现象, 即先发育的器官通过其合成并向外输出的生长素抑制后发育期器官生长素的输出。
2 极性运输处于主导地位从整体组织看, 生长素的移动方向是向基性的。
极性运输与能量消耗有关, 它包括生长素从上部细胞的透出和向下部细胞的透入, 透入时几乎不受代谢抑制剂或缺氧等因素的影响, 而透出却明显地受这些因素阻碍。
极性运输实验报告
1. 理解植物生长素在植物体内的极性运输现象；2. 掌握观察植物生长素极性运输的方法；3. 了解生长素极性运输在植物生长发育中的作用。
二、实验原理生长素是植物体内的一种重要激素，它对植物的生长发育具有调控作用。
生长素在植物体内的运输具有极性，即从形态学上端向下端运输，这是由遗传物质决定的。
本实验通过观察植物茎尖生长素向下运输的现象，验证生长素极性运输的存在。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：植物茎尖、蒸馏水、碘液、显微镜等；2. 实验仪器：烧杯、试管、滴管、剪刀、镊子、显微镜等。
四、实验步骤1. 将植物茎尖剪下，放入装有蒸馏水的试管中，浸泡一段时间；2. 将浸泡后的茎尖取出，用镊子夹住茎尖，将其放入装有碘液的烧杯中，观察茎尖颜色的变化；3. 在显微镜下观察茎尖横切面的颜色变化，记录观察结果；4. 将茎尖横切面置于显微镜下，观察生长素在茎尖内的运输方向；5. 分析实验结果，验证生长素极性运输的存在。
五、实验结果与分析1. 实验结果：浸泡后的茎尖在碘液中呈现蓝色，说明生长素在茎尖内分布不均匀；2. 在显微镜下观察茎尖横切面，发现生长素在茎尖内的运输方向为从形态学上端向下端；3. 分析：实验结果验证了生长素极性运输的存在。
生长素在植物体内的运输具有极性，这与遗传物质决定的运输途径有关。
生长素在茎尖内的运输方向为从形态学上端向下端，这与植物生长发育的需求密切相关。
本实验通过观察植物茎尖生长素向下运输的现象，验证了生长素极性运输的存在。
生长素极性运输在植物生长发育中起着重要作用，它有助于植物体内激素的分布和调控，进而影响植物的生长发育。
七、实验讨论1. 实验过程中，茎尖浸泡时间的长短对实验结果有一定影响。
浸泡时间过长，可能会导致生长素在茎尖内分布不均匀，影响实验结果；2. 实验过程中，茎尖横切面的厚度也会影响观察结果。
横切面越薄，观察到的生长素运输现象越明显；3. 本实验验证了生长素极性运输的存在，但实验过程中并未涉及生长素极性运输的具体机制。
高中生物 每日一题 3.1 植物生长素的发现高二全册生物试题
德钝市安静阳光实验学校第1节植物生长素的发现知识点归纳1．达尔文实验（1）发现问题：植物的向光性，即在________的照射下，植物朝向________方向生长的现象。
（2）进行实验取材条件操作及现象金丝雀虉草的______________________照射（3）得出结论：_______________使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下部伸长区时，会造成背光面比向光面________，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
2．鲍森·詹森实验（1）实验过程及现象①实验一（如图所示）处理：切去________+单侧光。
现象：________________。
②实验二（如下图所示）处理：胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片+单侧光。
现象：________________。
（2）结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过________传递给下部。
3．拜尔实验（1）实验过程及现象（如下图所示）处理：切去胚芽鞘尖端移至左（或右）侧+黑暗。
现象：________生长。
（2）结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的“影响”________________________造成的。
4．温特实验实验组对照组图示处理把_______________的琼脂块放于切把_______________的琼脂块放于切去尖端的燕5．生长素的本质1946年科学家从高等植物中分离并鉴定出生长素的化学本质为_________。
6．生长素的产生：主要的合成部位是幼嫩的________和发育中的________，合成原料是________。
7．生长素的分布：生长素相对集中地分布在________的部分，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
8．生长素的运输：（1）极性运输：只能从________运输到________，而不能反过来运输，即只能单方向运输。
（2）非极性运输：发生在成熟组织的________。
植物生长素极性运输调控机理
VS
质子泵与极性运输的关系
质子泵的活性可以影响生长素的极性运输 。当质子泵活性增强时，氢离子浓度增加 ，导致细胞内生长素与氢离子的结合增加 ，从而促进生长素的极性运输。相反，当 质子泵活性降低时，氢离子浓度降低，生 长素极性运输受到抑制。
细胞骨架与极性运输的关系
细胞骨架的作用
细胞骨架是指由蛋白质纤维组成的细胞内部 结构网络，它能够维持细胞的形态和结构， 同时也参与细胞的物质运输和信号传导。
技术创新与产业发展的紧密结 合
通过技术创新和产业发展，将植物生长素极性运输调控 机理的研究成果应用于农业、园艺、林业等领域，推动 相关产业的可持续发展，提高经济效益和社会效益。
THANKS FOR WA、羟基化等修饰，这些修饰可影响生长素的极 性运输和活性。
极性运输相关基因的表达与调控
基因表达
植物体内有一系列与生长素极性运输相关的基因，这些基因在特定的组织和细胞 中表达，控制生长素的运输方向。
调控
基因表达受到多种因素的影响，包括激素、营养物质、环境等，这些因素可调节 生长素的极性运输。
细胞间生长素梯度的形成与维持
要点一
形成
要点二
维持
在植物体内，生长素在细胞间进行极性运输，形成生长素 浓度梯度。
细胞通过调节生长素的合成、修饰和转运等过程，维持细 胞间生长素梯度的稳定，以保证植物的正常生长。
CHAPTER 03
植物生长素极性运输的细胞 生物学机制
生长素极性运输的跨膜转运
01
生长素的跨膜转运
生长素极性运输受到多种信号分子的 调控，这些信号分子之间如何相互作 用、相互调节，以及它们对生长素极 性运输的精确调控机制仍需进一步研 究。
03
探讨生长素极性运输 与植物发育的关系
笔记5植物生命活动的调节(PDF)
笔记5.植物生命活动的调节笔记22：植物激素调节1.生长素的发现（1）植物的向光性（2）植物向光性的原因（现代解释）：单光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，生长素多生长的快,生长素少生长的慢，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
①植物具有向光性的原因分析。
►原因：►总结：外因：单侧光照射。
内因：生长素分布不均匀。
学生批注：C.纵向运输（极性运输）是由植物遗传决定的，不受重力的影响D.失重条件下，生长素不会横向运输，生长素分布均匀，植物各部分怎么放怎么长。
E.极性运输是主动运输的例证：a.可以逆浓度梯度运输（低浓度的顶芽→高浓度的侧芽）；b.缺氧时，生长素的运输受到影响。
科学家实验结论达尔文_胚芽鞘的尖端_产生某种影响，该影响传递到下部伸长区时，由于_单侧光_的作用造成_背光_面比_向光_面生长快。
【感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端；向光弯曲的部位在胚芽鞘尖端下部（伸长区）；产生生长素的部位在胚芽鞘尖端（有光无光都产生生长素）；能够横向运输的也是胚芽鞘尖端】鲍森·詹森胚芽鞘尖端产生的影响可以透过_琼脂块_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_造成的温特造成胚芽鞘弯曲的是一种_化学物质_，后来被命名为_生长素_（生长素的化学本质：吲哚乙酸）提示：①生长素的合成与光无关（即有光无光均能合成）②生长素不能透过云母片。
③生长素是植物激素，成分是吲哚乙酸；生长激素是动物激素，成分是蛋白质。
（注意区分）②茎的负向重力性、根的向重力性原因分析：原因：地心引力→生长素分布不均匀→近地侧浓度高→茎对生长素敏感性差→茎背地生长(负向重力性)根对生长素敏感性强→根向地生长(向重力性)2.生长素的产生、运输和分布（1）产生部位：主要在幼嫩的芽、叶和_发育中的种子_。
（2）运输（2）分布部位：相对集中地分布在_生长旺盛_的部分。
极性运输也就是主动运输。
总结：（1）影响生长素运输的条件分析①横向运输只发生在产生部位受外界因素的影响时，如单侧光和重力、离心力等。
生长素极性运输
生长素极性运输长度，在植物生长和发育过程中，极性运输起着至关重要的作用。
它可以有效地帮助植物吸收运输必需的营养物质和水，从而促进植物的生长发育。
生长素（auxin）是植物生长发育的一种重要激素，它可以调节光合作用、减弱叶片突出度和调节植物的细胞分裂等多种功能。
生长素的极性运输在植物的生长发育中发挥着关键性作用，它重要的作用包括：1.节植物内部生长素分布：生长素通过极性运输，可以在植物内部有效地分布和调节，充分发挥它的活性作用。
2.性运输对植物外部物质的反应：吸收的外部物质，包括精氨酸、氨基酸和核糖核酸，都可以与生长素相结合，促进植物的生长发育。
3.发植物的枝条发育：极性运输可以帮助植物以特定角度分化出新枝条，同时确保植物在特定环境下可以有效地利用阳光。
4.性运输对植物抗逆性能的影响：极性运输有助于补充植物营养物质和水，同时激活植物的抗逆机制，从而有效地抵抗外部环境的不利影响。
正确的极性运输能够帮助植物有效地吸收必需的营养物质和水，从而有效地促进植物的生长发育。
因此，为了有效地利用极性运输，开发必要的生物技术，植物生长素极性运输已经成为植物生物学领域的重要研究方向。
在植物生长素极性运输的研究进展方面，近年来已取得了一定的进展。
针对植物生长素的极性运输，研究者们设计了表达不同拓扑结构的基因，在植物内部形成极性转运系统，从而使生长素的极性运输更加有效。
另外，研究者们还研制出了可以精准把握植物生长素极性运输的传感器，以及能够有效抑制或促进植物生长素极性运输的药物，这些研究成果可以有效解决植物生长发育过程中极性运输系统的问题，促进植物的生长发育。
从长远来看，通过对植物生长素极性运输进行研究可以有效提高植物生长发育效率，增加植物的产量和品质。
因此，植物生长素极性运输的研究是一个潜在的研究课题，而植物生物学家们也应该把极性运输作为一种重要的研究方向，在此基础上促进植物的生长发育，实现植物的质量提高和产量增加。
“生长素的极性运输”开放性实验探究和改进
“生长素的极性运输”开放性实验探究和改进作者：梁玮来源：《中学生物学》2018年第01期1问题的提出生长素是一类重要的植物激素，能从产生部位运送到作用部位而发挥作用。
研究表明，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，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。
如何证明生长素的极性运输呢？人教版教材必修三第三章第一节的技能训练侧重于训练学生依据科学实验的要素分析其实验设计的严密性，提出改进意见。
同时，它也有助于学生理解生长素的极性运输。
[例]取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。
在上端放一块有生长素的琼脂，下端放一块不含有生长素的琼脂（图1A，胚芽鞘形态学上端朝上）。
过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素（图1B）。
结论：①下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块。
②生长素在胚芽鞘内只能从形态学的上端运输到形态学的下端。
讨论：①这个实验的设计是否严密？②从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？③如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何进行改进？2探究讨论，得出结论在“植物生长素的发现”这一节的内容中，除了要求学生概述植物生长素的发现过程，体验发现生长素的过程和方法之外，另一个重要的教学目标就是评价实验设计和结论，训练逻辑思维的严密性。
在课堂教学过程中，采用的教学方式是先组织学生思考、讨论，找出实验设计中的问题和不足，然后由其他学生和教师共同评价、修正并完善。
大多数学生可以从实验结果推出结论①下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块，而结论②的逻辑推理不严谨，即不能够证明生长素在胚芽鞘内“只能”由形态学的上端运输到形态学的下端。
学生能够提出实验的改进意见：增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，来研究生长素能否从形态学下端运输到形态学上端，如果位于形态学上端的空白琼脂块中没有收集到生长素，即可证明生长素的极性运输是单方向的。
上述实验方案的改进似乎非常合理，并且教师教学用书上也是这个改进方案。
生长素的运输方式解读
生长素的运输方式解读1、极性运输：生长素是唯一具有极性运输性质的植物激素。
在胚芽鞘或植物茎节中，生长素主要是向基性运输。
不同植物或组织中参与生长素运输的细胞可能不同，例如在燕麦胚芽鞘中主要是在非维管束组织的细胞，而在双子叶植物茎中，主要是维管束薄壁细胞。
生长素的极性运输是采取“细胞—细胞壁空间—细胞”的形式，即一个细胞中的生长素透过质膜流出到细胞壁，然后再通过质膜流入下一个细胞内。
这个过程是一个需能的过程。
生长素的极性运输对分子结构具有选择性，即只有活性内源或合成生长素具有极性运输性质，而一些无活性的生长素类似物或生长素的代谢物不表现极性运输性质，这表明生长素的极性运输可能有存在于质膜上的一些载体蛋白参与，它们可以特异地识别活性和非活性的生长素及其类似物。
植物根中的生长素也表现极性运输性质，不过是由根基部向根尖方向的运输，即向顶性运输。
生长素的极性运输模型：生长素极性运输的化学渗透模型有两个重要的步骤：首先，生长素在质子势和化学势的推动下从细胞壁通过质膜流入细胞；其次，细胞内生长素在化学势的推动下借助于细胞基端的载体蛋白流出细胞。
2、生长素在韧皮部的非极性运输：在成熟叶片中合成的生长素大部分是通过韧皮部进行非极性运输的，和其他韧皮部运输的物质一样，可以沿着植物茎干向上或向下运输，大部分生长素结合物的运输也是通过韧皮部进行的，例如萌发的玉米种子中生长素结合物就是通过韧皮部从胚乳运输到胚芽鞘顶端的，生长素的沿韧皮部的长距离运输可能对形成层活动以及侧根发生具有调控意义。
3、横向运输：向光性产生的原因：推测向光性反应是一种蓝光反应，其光受体应是蓝光受体。
目前认为黄素蛋白更可能是向光性反应中接受蓝关的受体，接受蓝光受体的色素也被称为隐花色素。
目前对蓝光引起向光性反应的分子机制仍不清楚，近年来发现，在依赖蓝光的向光性反应中，可能有蛋白质磷酸化作用介入。
向重力性产生的原因分析：根直立生长时，茎尖运向根尖的IAA在根中均匀分布；当根从垂直方向转到水平方向时，根冠柱细胞中淀粉体向重力方向沉降，对细胞两侧内质网产生不同的压力，刺激Ca2+从内质网释放到细胞质中，和CaM结合，激活质膜ATPase，使Ca2+和生长素分布不均匀，下侧积累超最适浓度的生长素抑制根下侧的生长，引起根的向下弯曲。
生长素极性运输
生长素极性运输生长素是植物、真菌和类硫脲体生物体中负责极性运输的蛋白质，在拥有细胞膜的细胞体内具有重要的生理功能。
通过生长素的极性运输，其中的有机物能够从一个细胞体被转运到另一个细胞体，从而有效地调节细胞内部环境。
此外，生长素蛋白在运输过程中还有其他作用，包括调节细胞间信号传递、调节细胞内活性物质的合成和分解、促进外源性物质的导入和遗传信息的转录和转录。
一般来说，生长素极性运输可以分为三个阶段：受体识别、转运体结合和蛋白质电位调节。
首先，生长素的受体识别是负责把生长素的转运体拉到细胞膜上的第一步。
受体识别一般分两种：一种是被动的受体识别，其中转运体与受体结合，使转运体紧密附着在细胞膜上；另一种是主动的受体识别，其中受体会发出一种激素，使转运体更容易地与受体结合。
例如，植物的酸性激素受体（AHRs）与植物的酸性激素转运体（ACHs）相互作用，使生长素转运体与受体结合更容易。
其次，转运体结合是将生长素的转运体与细胞膜上的受体结合的过程。
一般来说，转运体和受体之间有很多结合位点，这些结合位点为生长素转运过程提供了依据。
最后，生长素具有很强的电位调节功能，它可以调节细胞间的电位，使细胞之间的物质流动更加顺畅。
当转运体结合膜受体时，转运体与细胞内的水分子之间的电位调节作用会使水分子渗透到细胞内，从而促进生长素转运过程。
此外，生长素转运体还可以促进蛋白质、糖分子和酶在细胞间的流动，从而增强胞外物质的输入，参与胞内各种生理功能。
运用生长素极性运输这一概念，研究人员可以深入了解植物体内和真菌体内细胞膜运输机制，可以更好地研究植物和真菌的极性运输机制，为提高植物的产量和真菌的抗病性提供理论指导，从而有助于农业的可持续发展。
总之，生长素极性运输是一种重要的细胞膜调节机制，它不仅可以调节细胞内环境，还为植物对养分的有效利用提供了支持。
因此，生长素极性运输的研究有助于提高农作物的生产力，有助于可持续的农业发展。
验证生长素的极性运输课件
2、实验方案：
讨论： 1、可否用胚芽鞘尖端代替含生长素的琼脂块？
不严密没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况不严谨没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端学生活动一二根据本实验设计完善实验思路并设计具体实验方案可绘制图解
验证生长素的极性运输方式 （第一课时）
吲哚乙酸
自主梳理
学生活动三
完善实验方案：
（1）实验原理： （2）实验材料和用具： （3）实验步骤： （4）预期实验结果及结论：
学生活动四
（三）除了上述实验方法，你还能不能想出更为直观的实 验方法验证生长素的极性运输方式？写出实验思路。
实验思路：
生长素极性运输 的
化学渗透模型
2、如何检测下端琼脂块是否含有生长素？
讨论： 3、形态学上端朝上的那一组，其 下端的琼脂块的生长素全部来自上 端的琼脂块吗？
不是，还有内源生长素
4、倒置组下端的琼脂块一定无生长素吗？
少量内源生长素可能通过扩散进入下端琼脂块
5、如何消除上述因素对实验结果的影响？
设置空白对照组
实验组 空白对照组
不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况
2、从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？
不严谨，没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端
3、如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进？
人教版高中生物选择性必修第1册 第5章 植物生命活动的调节-【必背知识】
新人教版生物学选择性必修1《稳态与调节》知识梳理第五章 植物生命活动的调节第一节 植物生长素一、生长素的发现过程 1.生长素的发现过程 (1)达尔文的实验①发现问题：植物具有向光性，即在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
②实验设计(材料：金丝雀虉草的胚芽鞘)第一组 第二组图示条件 相同的单侧光照射处理a 组：不作处理，保留胚芽鞘尖端 c 组：用锡箔帽子把尖端罩上b 组：去掉胚芽鞘尖端 d 组：用锡箔罩住尖端下面一段自变量 0尖端的有无00尖端是否接受光照0 现象a 组：向光弯曲生长c 组：直立生长b 组：不生长、不弯曲d 组：向光弯曲生长结论向光性产生的有关部位是胚芽鞘的尖端 感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端胚芽鞘生长与否取决于尖端的有无；胚芽鞘弯曲生长部位在尖端以下部分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。
第一组 第二组 第一组 第二组图示图示条件相同的单侧光照射条件0黑暗中0处理切去胚芽鞘尖端在胚芽鞘尖端和伸长区之间插入琼脂片处理切取胚芽鞘尖端移至左侧切取胚芽鞘尖端移至右侧现象不生长、不弯曲向光弯曲生长现象向右弯曲生长向左弯曲生长结论胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部的伸长区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(4)温特的实验实验组对照组图示处理把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块，放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块，放于切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧现象胚芽鞘会朝琼脂块对侧弯曲生长0胚芽鞘不生长、不弯曲0结胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，温特把这种物种命名为论生长素注：琼脂块的作用是收集尖端产生的化学物质；对照组的目的是排除琼脂块自身成分对实验的干。
(5)其他科学家的研究：确认生长素的化学本质是吲哚乙酸(IAA)。
注：植物体内具有生长素效应的物质，除了IAA外，还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。
第28讲 生长素的发现及生长素的生理作用-2023年高考生物一轮复习(新教材)
2、来源
由色氨酸 转变而来。
3、分布部位
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。
植物体各器官中都有分布，相对集中地分布在生长旺盛 的部分。
4、 运输
生长素
（1）极性运输(图中红色箭头示意)：在胚芽鞘、幼叶、幼根和芽等幼 嫩组织中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过 来运输。极性运输是一种主动运输。
给下部
为什么设置①作为对照？
影响胚芽鞘向光弯曲生长的到底是尖端这种结构 本身，还是尖端产生了某种“影响”
一、植物生长素
2、生长素的发现过程
（3）拜耳实验
黑暗中
实验结论： 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
实验为什么要在黑暗中进行？ 排除受光不均匀对实验结果的影响
一、植物生长素
③植物生长素的化学本质是氨基酸( × )
④横向运输发生在尖端，产生效应的部位也在尖端( × )
⑤生长素的极性运输需要ATP水解提供能量( √
⑥顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽 (
)
×
)
⑦成熟茎输导组织中的生长素可以进行非极性运输( √ )
⑧生长素与靶细胞内的生长素受体特异性结合后能诱导特定基因的表达 ( √ )
能力训练 2、设计实验验证生长素的横向运输发生在尖端。
a
b
c
3、验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输
甲组
乙组
能力训练
4、请判断对错。
①利用同位素示踪法证明“刺激”是“化学物质”而非其他信号的科学家是温特 ( × ) ②温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输 ( × )
微专题4 与植物激素相关的实验设计
B
[解析] 图中四个实验能共同说明生长素对去顶幼苗的生长具有促进作用,但不能说明幼苗尖端在光下产生了生长素,只有与黑暗中的对照实验进行对比,才能说明尖端是否在光下产生了生长素,A错误。将实验 和 与黑暗处相似实验比较,若弯曲角度都相同,则表明生长素的产生与光照无关；若黑暗中弯曲的角度与光照下不同,则表明生长素的产生与光照有关,B正确。实验 和 表明,幼苗弯曲的原因是生长素发生转移,而不是背光面和向光面生长素产生的速度不同,C错误。实验 和 弯曲结果相同,无法表明生长素从向光处转移到背光处,D错误。
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丁 D.丙和丁
B
[解析] 由于生长素的运输为极性运输,即只能从形态学上端运输到形态学下端,也就是题图中只能从 向 运输,根据单一变量原则,B正确。
考向4 探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
1.实验操作：如图所示（注： 盒下侧有开口,可以进光）。
2.结果预测及结论
大于
直立生长
水平生长
[解析] 丙和丁都向上弯曲生长,但与丁相比,丙弯曲度要小一些,在单侧光和重力影响下,丙幼苗茎的向光侧生长素分布更多,说明重力对生长素分布的影响大于单侧光对生长素分布的影响。若整个实验装置处于失去重力状态,即没有重力的情况下,甲、乙变化不大（重力对茎两侧生长素分布不影响）,即甲直立生长,乙弯向光源生长；但丙幼苗会弯向光源生长,原因是单侧光引起了生长素分布不均（背光侧生长素分布更多）；而丁幼苗则会水平生长,原因是失重状态下,植物体生长素分布均匀。
生物极性运输实验报告
一、实验目的1. 了解植物生长素的极性运输特点；2. 掌握植物生长素极性运输的实验方法；3. 分析实验结果，得出结论。
二、实验原理植物生长素是一种植物激素，对植物的生长发育具有重要作用。
生长素的极性运输是指生长素只能从形态学上端（高的一端）运输到形态学下端（低的一端），而不能反向运输。
本实验通过观察洋葱胚芽鞘在不同处理条件下的生长情况，验证生长素的极性运输现象。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：洋葱头、刀片、镊子、滴管、酒精、清水、琼脂小块；2. 实验仪器：培养皿、显微镜、载玻片、盖玻片、酒精灯、酒精灯架、加热器、计时器。
四、实验步骤1. 将洋葱头去皮，切成厚约2mm的薄片；2. 将琼脂小块放入酒精中浸泡，使其软化；3. 用滴管将软化后的琼脂滴在洋葱薄片上，形成均匀的琼脂层；4. 将含琼脂的洋葱薄片放置在培养皿中，用显微镜观察其生长情况；5. 将琼脂小块放入清水中，使其重新变硬；6. 用刀片将琼脂小块切割成不同长度，分别插入洋葱薄片的形态学上端和下端；7. 观察洋葱薄片的生长情况，记录生长长度；8. 重复实验，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 观察洋葱薄片在未处理条件下的生长情况，发现其形态学上端生长速度较快，下端生长速度较慢；2. 将琼脂小块插入洋葱薄片的形态学上端，发现洋葱薄片形态学上端生长速度变慢，下端生长速度加快；3. 将琼脂小块插入洋葱薄片的形态学下端，发现洋葱薄片形态学上端生长速度加快，下端生长速度变慢；4. 通过对比实验结果，得出结论：植物生长素具有极性运输特点，只能从形态学上端运输到形态学下端。
六、实验结论本实验通过观察洋葱胚芽鞘在不同处理条件下的生长情况，验证了植物生长素具有极性运输特点。
实验结果表明，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反向运输。
这一发现有助于我们更好地了解植物生长发育的调控机制，为植物育种和生产提供理论依据。
七、实验讨论1. 实验过程中，洋葱薄片的生长情况受多种因素影响，如温度、光照等，因此实验结果可能存在一定的误差；2. 实验过程中，琼脂小块的插入位置和深度可能对实验结果产生影响，因此在实验过程中应尽量保证操作的一致性；3. 本实验验证了植物生长素的极性运输特点，但生长素在植物体内的具体运输机制还需进一步研究。
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验证生长素的极性运输
一、教学设计思想
通过前面的学习，学生已知道植物生长素的发现过程，因而这次实验，是让学生体验发现生长素的过程和方法。
本实验研究最好以小组为单位进行，学生可自愿结合组成若干小组，要求选出小组长负责本组的研究工作。
二、教学目标
1、知识目标：概述植物生长素的发现过程，理解生长素的极性运输方式。
2、能力目标：
（1）学习用实验验证的方法来验证生长素的极性运输
（2）学会验证实验的一般方法和步骤。
3、情感态度和价值观目标：
（1）培养学生科学探究能力，实验创新能力。
（2)通过实验过程中小组之间的合作，培养协作精神。
（3）体会科学理论往往在生产实践应用过程中需要探索解决的问题。
三、教学重点：概述植物生长素的发现过程，理解生长素的极性运输方式。
四、教学难点：掌握验证实验的一般方法和步骤。
五、学情分析
本实验是基于学生在学习了解植物生长素的发现过程的基础上进行实验的。
学生往往比较有积极性，将课本上的科学知识融入具体的生活生产中这就是实验的出发点，即全面展示这节课的知识点，又要学生保持强烈的好奇心和求知欲，还原于生活，创设模拟科学家解决问题的方法。
六、课前准备：
加拿大飞蓬幼苗，琼脂块，生长素
七、教学过程：
（一）、目的要求：
1、学会验证性实验的一般方法和步骤，培养科学探究能力，提高创新思维能力。
2、学会用验证的实验方法来验证生长素的极性运输。
3、理解生长素的极性运输，体会科学理论在应用到生产实践的过程中，往往也有许多要探索的问题。
（二）、实验原理：生长素(IAA)在胚芽鞘内只能从形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输
（三）、实验材料：加拿大飞蓬幼苗
（四）、实验用具：琼脂块，生长素
（五）、方法步骤：
(l)准备加拿大飞蓬幼苗，切去胚芽鞘尖端和幼苗的其他部分，留下中间一段胚芽鞘，分为A、B两组。
(2)将含有生长素的琼脂块分别放在A组胚芽鞘的形态学上端和B组胚芽鞘的形态学下端，将两组胚芽
鞘放置在不含生长素的琼脂块上。
（放置如图）
(3)-段时间后，将每组下部的琼脂块放在另外一段切去尖端的加拿大飞蓬胚芽鞘的形态学上端。
（六）得出实验结论
经过一段时间，A组胚芽鞘弯曲生长，B组胚芽鞘既不弯曲也不生长。
生长素(IAA)在胚芽鞘内只能从形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输。
（七）、表达与交流
实验小组每一个成员写出自己的实验报告，并汇报探究实验过程和结果、经验、教训、体会以及在科学态度、方法、精神上的收获。
（八）、进一步探究
鼓励学生进行扩展性试验和探究，在课外完成，学生互相讨论合作确定进一步探究的内容，教师给予指导，给学生更大自主性。
如：处理的时间不同，生长素浓度的不同，环境温度的不同等时加拿大飞蓬幼苗的胚芽鞘弯曲程度。
（九）、实验注意事项：
注意多次观察植株的变化，生长素的浓度应保持一致。