植物生長素的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)案

1、植物生長素的發(fā)現(xiàn)1動物激素是由內(nèi)分泌腺(或內(nèi)分泌細(xì)胞)分泌的化學(xué)物質(zhì)，彌散到體液中，隨血液流到全身，作用于靶器官、靶細(xì)胞，使細(xì)胞內(nèi)原有的生理活動發(fā)生變化。2動物的生長激素是由垂體產(chǎn)生并分泌的，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(或多肽)。3如圖表示單子葉植物的胚芽鞘和胚芽，胚芽鞘實際上是植物的第1片葉，從圖中可以看出它對胚芽起保護(hù)作用，由于胚芽鞘中含有葉綠體，由此可推知其出土后能夠進(jìn)行光合作用。4物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞街?，能逆濃度梯度運(yùn)輸?shù)氖侵鲃舆\(yùn)輸，這種運(yùn)輸方式的條件是需要載體蛋白協(xié)助、消耗能量。課堂導(dǎo)入古人有詩：“滿園春色關(guān)不住，一枝紅杏出墻來”。推測植物的這種特性與環(huán)境因素光照有關(guān)。這說明人們很早就發(fā)現(xiàn)了植

2、物有朝向光源生長的特性，經(jīng)過人們長期的探索與研究，發(fā)現(xiàn)植物的這種特性與生長素有關(guān)。人們是怎樣發(fā)現(xiàn)生長素的呢？生長素在植物體內(nèi)是怎樣產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布的呢？探究點(diǎn)一生長素的發(fā)現(xiàn)過程植物具有向光性，其中的原因經(jīng)歷了許多科學(xué)家的艱辛探索。閱讀教材，完成科學(xué)家的探索過程，并歸納其機(jī)理。1根據(jù)圖示完成達(dá)爾文實驗相關(guān)問題，然后閱讀教材，對照自己的回答是否正確。(1)與對比，說明胚芽鞘的彎曲生長與尖端有關(guān)。(2)和對比，說明感光部位是胚芽鞘的尖端，而不是尖端以下的伸長區(qū)。(3)達(dá)爾文的猜測：胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。

3、2這種“影響”究竟是什么呢？為了驗證達(dá)爾文的猜測，鮑森·詹森和拜爾分別設(shè)計了如下實驗，請根據(jù)圖示實驗的操作與結(jié)果回答相關(guān)問題。(1)鮑森·詹森實驗實驗現(xiàn)象：A胚芽鞘不生長，不彎曲；B胚芽鞘彎向光源生長。結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。從對照實驗設(shè)計的單一變量原則角度分析，該實驗的不足之處在于沒有形成單一變量，無法排除“瓊脂片也可能會導(dǎo)致胚芽鞘生長”的結(jié)論。(2)拜爾實驗實驗現(xiàn)象：將尖端切下，放到胚芽鞘一側(cè)時，胚芽鞘總是彎向?qū)?cè)生長。結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長是因為尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的。該實驗為什么要在黑暗中進(jìn)行？排除光照可能對實驗結(jié)果造成的

4、干擾。拜爾實驗的不足之處是無法證明尖端是否產(chǎn)生某種物質(zhì)。3在上述實驗的基礎(chǔ)上，溫特重新設(shè)計了下列實驗，據(jù)圖回答：(1)實驗組是B，對照組是A。A與B對照說明造成胚芽鞘彎曲生長的是胚芽鞘尖端產(chǎn)生的某種物質(zhì)。(2)設(shè)置A組的目的是排除瓊脂塊本身的化學(xué)物質(zhì)對胚芽鞘的影響。(3)實驗結(jié)論：引起胚芽鞘彎曲生長的確實是一種化學(xué)物質(zhì)，溫特將其命名為生長素。(4)由溫特的實驗結(jié)論可以推測單側(cè)光的作用可能是改變生長素的分布，使生長素在背光側(cè)分布的多。(5)在其他科學(xué)家的努力下，人們首先從人尿中分離出了生長素，它的化學(xué)名稱是吲哚乙酸(如圖)。4根據(jù)上述實驗建立植物激素的概念(1)由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到

5、作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。(2)人工合成的某些化學(xué)物質(zhì)也具有類似于生長素的效果，如2,4D，那么2,4D是植物激素嗎？請說明理由。答案不是。植物激素必須是由植物體產(chǎn)生的天然存在的物質(zhì)。歸納提煉1胚芽鞘的四個重要部位(1)生長素產(chǎn)生部位胚芽鞘尖端；(2)生長素發(fā)揮作用部位尖端下部的伸長區(qū)；(3)感受單側(cè)光刺激的部位胚芽鞘尖端；(4)彎曲生長的部位尖端下部的伸長區(qū)。2植物向光彎曲生長的原因分析(1)內(nèi)因：生長素的分布不均勻。外因：單側(cè)光照射。(2)過程解釋如圖所示：單側(cè)光胚芽鞘尖端(向光側(cè)生長素,背光側(cè))生長素含量>生長素從到、從到伸長區(qū)生長素含量>生長不均勻(

6、背光側(cè)快)向光彎曲生長。活學(xué)活用1(1)在方形暗箱內(nèi)放一盆幼苗，暗箱的一側(cè)開一小窗，固定光源可從窗口射入。把暗箱放在旋轉(zhuǎn)器上水平旋轉(zhuǎn)，保持每15 min勻速轉(zhuǎn)一周的速度。一星期后，幼苗生長狀況為圖中的()(2)下面是與向光性產(chǎn)生相關(guān)的一系列事件，請按因果關(guān)系進(jìn)行排列(用字母和箭頭表示)_。a胚芽鞘尖端合成生長素b胚芽鞘尖端感受單側(cè)光刺激c胚芽鞘向光彎曲生長d生長素在背光一側(cè)分布較多e背光一側(cè)細(xì)胞生長較快f單側(cè)光照射胚芽鞘尖端問題導(dǎo)析(1)花盆與暗箱的相對位置固定，只有當(dāng)小窗轉(zhuǎn)至正對光源時，花盆中的幼苗才能接受光照，因此幼苗所接受的光照只能來自于暗箱上的小孔。(2)胚芽鞘尖端合成生長素，受單側(cè)光

7、影響時，在尖端發(fā)生橫向運(yùn)輸，使生長素在背光側(cè)分布多于向光側(cè)，所以背光側(cè)生長速度大于向光側(cè)，表現(xiàn)出向光生長的現(xiàn)象。答案(1)B(2)abdec f解析(1)據(jù)題意知，光源固定，花盆與暗箱的相對位置也固定，花盆中的幼苗所接受的光照只能來自于暗箱上的小孔，若花盆與暗箱同時旋轉(zhuǎn)，則幼苗就會向著暗箱的窗口方向生長。(2)科學(xué)家通過實驗解釋了植物向光性的原因，先是證明了胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種影響(生長素)，這種影響傳遞到尖端下部，在背光側(cè)分布多于向光側(cè)，所以背光側(cè)生長速度大于向光側(cè)，表現(xiàn)出向光生長的現(xiàn)象。探究點(diǎn)二生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布生長素有其一定的合成部位，又有其重要的運(yùn)輸方式，其分布也有規(guī)律性。請閱讀教

8、材，回答相關(guān)問題。1生長素的合成(1)合成部位：主要在幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子。(2)合成過程：色氨酸生長素。2生長素的運(yùn)輸(1)某同學(xué)欲通過實驗得出“生長素的極性運(yùn)輸，只能從植物形態(tài)學(xué)上端(頂端)向下端(基端)運(yùn)輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來運(yùn)輸”的結(jié)論，設(shè)計了如下實驗：若僅設(shè)計a組，不足之處是僅能證明生長素能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端，但不能證明倒轉(zhuǎn)過來不能運(yùn)輸。若b組形態(tài)學(xué)上端在上，而把含生長素的瓊脂塊放在下面，行嗎？為什么？答案不行。不能排除重力作用。a與b兩組的對照類型為相互對照。(2)單側(cè)光照射胚芽鞘，使生長素從形態(tài)學(xué)上端到形態(tài)學(xué)下端極性運(yùn)輸?shù)耐瑫r，在尖端產(chǎn)生一定程度的橫向運(yùn)輸；同理，橫放

9、的植物，由于受到重力的影響，生長素橫向運(yùn)輸，觀察下圖回答相關(guān)問題：A、B中屬于極性運(yùn)輸?shù)氖?，屬于橫向運(yùn)輸?shù)氖恰?3)研究表明，頂芽的生長素濃度低于側(cè)芽，但頂芽產(chǎn)生的生長素仍向側(cè)芽運(yùn)輸，由此推斷生長素的運(yùn)輸方式是主動運(yùn)輸。小貼士形態(tài)學(xué)的上端與下端的辨別方法地上部分地下部分3生長素的分布(1)分布部位：集中地分布在生長旺盛的部位。(2)含量特點(diǎn)：產(chǎn)生部位積累部位，如頂芽側(cè)芽、分生區(qū)伸長區(qū)；生長旺盛部位衰老部位，如幼根老根。歸納提煉1在成熟組織的韌皮部中，生長素能進(jìn)行非極性運(yùn)輸。2生長素的極性運(yùn)輸是由內(nèi)因植物的遺傳特性決定的；而橫向運(yùn)輸則是由外因單側(cè)光、重力、離心力等因素引起的?；顚W(xué)活用2對胚芽鞘甲

10、做如圖所示的處理，形成胚芽鞘乙，請回答： (1)光照后它的彎曲情況是_。(2)如圖是胚芽鞘受到單側(cè)光照射的情況，下列敘述中不正確的是()A生長素由向運(yùn)輸B生長素由向運(yùn)輸C生長素由向運(yùn)輸D處的生長比處快答案(1)不彎曲(2)C解析(1)圖中形態(tài)學(xué)的上端為P，下端為Q，所以生長素只能由P向Q運(yùn)輸。在胚芽鞘乙中，P和Q顛倒，使生長素不能向下運(yùn)輸，所以胚芽鞘乙既不生長也不彎曲。(2)方法鏈接如何判斷植物“長不長、彎不彎”判斷植物“長不長、彎不彎”要注意兩看：一看胚芽鞘尖端以下的部位能否獲得生長素，若能則生長，若不能則既不生長也不彎曲；二看胚芽鞘尖端以下部位生長素的分布是否均勻，若均勻則直立生長，若不均

11、勻則彎曲生長。1下列哪項實驗?zāi)軌蜃C明：胚芽鞘的彎曲生長是因尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的()答案C解析由于題干中所說的是胚芽鞘的尖端產(chǎn)生的影響分布不均勻?qū)е铝伺哐壳实膹澢?，而選項D的瓊脂塊與尖端不存在必然的關(guān)系，所以不能說明。2下圖表示用云母片(具不透水性)插入燕麥胚芽鞘的尖端部位，從不同方向照光，培養(yǎng)一段時間后，胚芽鞘的生長情況是()A甲向右彎，乙不彎曲，丙不彎曲B甲向左彎，乙向右彎，丙不彎曲C甲向左彎，乙不彎曲，丙向左彎D甲不彎曲，乙不彎曲，丙向右彎答案D解析單側(cè)光照會引起生長素在胚芽鞘尖端的橫向轉(zhuǎn)移。但甲圖中，云母片從胚芽鞘尖端插入后，阻止了生長素從向光側(cè)向背光側(cè)的轉(zhuǎn)移，胚芽鞘兩

12、側(cè)生長素分布均勻，直立生長。乙圖云母片阻止了生長素從尖端向下運(yùn)輸，胚芽鞘不生長也不彎曲。丙圖光照均勻，但云母片阻斷了生長素在胚芽鞘右側(cè)向下的運(yùn)輸，使胚芽鞘左側(cè)生長素分布多、生長快，向右彎曲生長。3在燕麥胚芽鞘的尖端套上一個不透光的錫箔小帽，然后在暗室中從左側(cè)照光，胚芽鞘將()A向左側(cè)彎曲 B不彎曲C向右側(cè)彎曲 D無規(guī)律彎曲答案B解析胚芽鞘感受光刺激的部位是尖端，向光彎曲的部位是尖端下面的一段。由于尖端被套上不透光的錫箔小帽，從而尖端不能感光，也就不能使生長素在尖端下部分布不均勻，故不彎曲。4將燕麥胚芽鞘作如圖所示處理，經(jīng)過幾天后的變化情況是()A向左彎曲B向右彎曲C直立生長D停止生長答案A解析

13、胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素向下運(yùn)輸促使尖端下部生長，單側(cè)光照使生長素在尖端處橫向運(yùn)輸，導(dǎo)致背光一側(cè)生長素比向光一側(cè)分布多，此題由于左側(cè)切口，生長素在尖端部位雖能橫向運(yùn)輸，但不能向下運(yùn)輸促使尖端下部生長，所以胚芽鞘右側(cè)生長快，使胚芽鞘向左彎曲生長。51928年，荷蘭科學(xué)家溫特為了研究植物體的向光性，設(shè)計實驗如圖所示。A瓊脂塊上放有胚芽鞘尖端，B瓊脂塊上沒有胚芽鞘尖端。是在黑暗環(huán)境中對切去尖端的胚芽鞘進(jìn)行的不同處理。請分析回答下列問題：(1)在溫特之前，科學(xué)家研究初步認(rèn)為，胚芽鞘向光生長是由_部位產(chǎn)生了某種化學(xué)物質(zhì)向下運(yùn)輸引起的，溫特推想這種化學(xué)物質(zhì)也可以擴(kuò)散到瓊脂塊中。(2)經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)，的現(xiàn)象說明A瓊脂塊中確實含有某種化學(xué)物質(zhì)，且這種化學(xué)物質(zhì)的作用是_。(3)和的現(xiàn)象均表明，胚芽鞘向該化學(xué)物質(zhì)分布_(多、少)的一側(cè)彎曲生長；設(shè)置和組的目的是排除_對胚芽鞘生長的影響。該實驗應(yīng)在黑暗環(huán)境中進(jìn)行，其原因是該化學(xué)物質(zhì)分布會受_的影響。(4)自然界中，植物體在單側(cè)光照的條件下，向光彎曲生長，是因為該化學(xué)物質(zhì)在背光側(cè)分布較_。后來研究發(fā)現(xiàn)，該物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是_，根據(jù)其作用取名為_。答案(1)尖端(2)促進(jìn)生長(3)少瓊脂塊光(4)多吲哚乙酸生長素解析(1)溫特之前，科學(xué)家們認(rèn)為胚芽鞘的向光生長是由尖端產(chǎn)生的某種化學(xué)物質(zhì)分配不均勻所致。(2