2024-2025學年新教材高中生物第5章植物生命活動的調節(jié)第1節(jié)植物生長素學案新人教版選擇性必修11

PAGEPAGE14第1節(jié)植物生長素課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接概述科學家經(jīng)過不斷的探究，發(fā)覺了植物生長素，并揭示了它在調整植物生長時表現(xiàn)出兩重性，既能促進生長，也能抑制生長。生命觀念和科學思維——通過生長素的作用特點闡釋生物學中適度與平衡觀念，并運用這一觀念分析和解決現(xiàn)實中的問題?？茖W探究——通過概述生長素的發(fā)覺過程認同科學探究的一般過程。一、生長素的發(fā)覺過程1．達爾文試驗(1)發(fā)覺問題：植物的向光性，即在單側光的照耀下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象。(2)試驗處理及現(xiàn)象(3)結論：胚芽鞘的尖端受單側光刺激后，向下面的伸長區(qū)傳遞了某種“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。2．鮑森·詹森試驗試驗1試驗2(1)過程及現(xiàn)象試驗1：切去胚芽鞘尖端＋單側光→不生長不彎曲。試驗2：胚芽鞘尖端和下面部分之間插入瓊脂片＋單側光→彎向光源生長。(2)結論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部。3．拜爾試驗(1)試驗證明：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勻稱造成的。(2)鮑森·詹森試驗和拜爾試驗初步證明尖端產(chǎn)生的影響可能是一種化學物質，這種化學物質在胚芽鞘尖端以下部位的分布不勻稱造成了胚芽鞘的彎曲生長。4．溫特的試驗AB(1)試驗組——A處理：把接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側?，F(xiàn)象：胚芽鞘會朝對側彎曲生長。(2)比照組——B處理：把未接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側?，F(xiàn)象：胚芽鞘既不生長也不彎曲。(3)試驗結論：胚芽鞘的彎曲生長的確是由一種化學物質引起的。溫特把其命名為生長素。5．1934年，科學家首先從人尿中分別出與生長素作用相同的化學物質——吲哚乙酸。1946年，科學家從高等植物中分別誕生長素。6．植物向光性的緣由：生長素分布不勻稱造成的。7．植物激素：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運輸?shù)阶饔貌课?，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物。二、生長素的合成、運輸與分布1．合成部位：幼嫩的葉、芽和發(fā)育中的種子，由色氨酸轉變而來。2．運輸(1)方式：主動運輸。(2)方向eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(極性運輸：\o(由形態(tài)學上端向形態(tài)學下端單),方向運輸而不能反過來運輸,非極性運輸：在成熟組織中，生長素可以,通過輸導組織進行非極性運輸))3．分布：相對集中分布在生長旺盛的部分。三、生長素的生理作用1．作用方式：給細胞傳達信息，起著調整細胞生命活動的作用。2．作用(1)在細胞水平上：促進細胞伸長生長，誘導細胞分化等。(2)在器官水平上：影響器官的生長、發(fā)育。3．作用特點(1)生長素所發(fā)揮的作用，因濃度、植物細胞的成熟狀況和器官的種類不同而有較大的差異。一般狀況下，生長素在濃度較低時促進生長，在濃度過高時則會抑制生長。(2)實例：頂端優(yōu)勢。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．達爾文通過試驗推想胚芽鞘尖端在單側光照下能產(chǎn)生某種影響傳遞到尖端下方，溫特通過試驗證明白這種影響是一種化學物質。 ()2．幼芽、幼葉和種子都能產(chǎn)生大量的生長素。 ()3．植物莖尖的細胞可利用色氨酸合成生長素。 ()4．同一植株的根和芽生長所須要的最適生長素濃度相同。 ()5．當植物頂芽比側芽生長快時會產(chǎn)生頂端優(yōu)勢，其主要緣由是側芽旁邊的生長素濃度過高，其生長受抑制。 ()6．生長素在根部的極性運輸方向為由“根尖端”運往“根近莖端”。 ()提示：1.√2．×生長素在生物體內(nèi)含量較少，而不是大量。3．√4．×同一植株的根和芽生長所須要的最適生長素濃度不同，根對生長素濃度要敏感些。5．√6.√生長素的發(fā)覺過程1．相關試驗總結科學家試驗試驗結論達爾文胚芽鞘尖端受單側光刺激后，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鮑森·詹森胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部拜爾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勻稱造成的溫特造成胚芽鞘彎曲生長的是一種化學物質，并把這種物質命名為生長素2.胚芽鞘試驗的相關結論(1)產(chǎn)生生長素的部位在尖端，而發(fā)生生長及彎曲的部位在尖端以下的伸長區(qū)。(2)感受光照的部位在尖端，而且生長素的橫向運輸只發(fā)生在尖端。(3)生長素產(chǎn)生的多少與尖端是否感受光照無關。應用實踐：1.達爾文以金絲雀eq\o(\s\up7(艸),\s\do5(鹝))草的胚芽鞘為材料，做了如下試驗。細致視察圖示并思索以下相關問題：(1)本試驗中的比照組、試驗組分別是哪幾組？提示：①、②③④。(2)③④比照中，試驗的自變量和因變量分別是什么？提示：遮光部位。胚芽鞘的生長狀況。2．從比照試驗設計的單一變量原則角度分析，鮑森·詹森試驗有什么不足之處？又該如何改進？提示：不足之處為該試驗不能解除使胚芽鞘彎曲的刺激不是由瓊脂片產(chǎn)生。改進方案為：增設③組：將胚芽鞘尖端切掉，將瓊脂片放在切口上，用單側光照耀，視察胚芽鞘生長狀況。3．拜爾試驗為什么要在黑暗中進行？溫特試驗是否也須要在黑暗中進行？提示：解除光照不勻稱對試驗結果的影響。不須要。1．(多選)在生長素的發(fā)覺史上，1910年鮑森·詹森進行了如圖的試驗，以檢驗達爾文的化學物質假說。下列敘述錯誤的是()A．本試驗證明生長素由胚芽鞘尖端向下傳遞B．插有瓊脂片的幼苗發(fā)生向光彎曲證明胚芽鞘尖端是感光部位C．顯微鏡視察表明，彎曲部位背面細胞分裂速率快、數(shù)量多D．要使本試驗更有勸服力，還應設置去掉胚芽鞘尖端，僅放瓊脂片或云母片的比照試驗ABC[鮑森·詹森通過試驗證明胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可透過瓊脂片傳遞給下部，A錯誤；要證明胚芽鞘尖端是感光部位，須要設置比照試驗：一組的胚芽鞘尖端用不透光的金屬小套遮擋，讓其感受不到光，另一組的胚芽鞘尖端以下部位用不透光的金屬小套遮擋，讓其感受不到光，B錯誤；生長素促進細胞伸長生長，不促進細胞分裂，故彎曲部位背面細胞較長，C錯誤；要使本試驗更有勸服力，還須要設置比照試驗，即設置不放胚芽鞘尖端，僅放瓊脂片或云母片的比照試驗，解除瓊脂片和云母片的影響，D正確。]2．對胚芽鞘進行如圖所示的①～④試驗，其中旋轉均為勻速旋轉，一段時間后停止旋轉時，試驗①②裝置仍停止在如圖位置。則四個胚芽鞘的生長方向依次是()A．←↑→↑ B．←↑↑→C．→↑→↑ D．→↑←↑D[①中胚芽鞘隨盤勻速旋轉，則胚芽鞘尖端四周都能接受到光刺激，但是旋轉產(chǎn)生的離心力會導致生長素在外側分布多，因此停留在如圖位置時，向右彎曲生長；②暗箱不動，有單側光從左邊射入，但是胚芽鞘旋轉使胚芽鞘的尖端各部位都能勻稱接受單側光，因此直立生長；③由于生長素的運輸受重力影響，因此B中的生長素比A多，故右側生長比左側快，向左彎曲生長；④旋轉后A、B中生長素一樣多，因此左右生長一樣快，直立生長。]推斷植物“長不長、彎不彎”的簡潔方法——“兩看法”注：(1)推斷生長素的有無，一看有沒有產(chǎn)生部位，二看有沒有人為施加；(2)尖端下部伸長區(qū)相當于生長素作用的“靶細胞”部位。生長素的運輸1．運輸方式：主動運輸。2．運輸方向(1)(2)極性運輸：從形態(tài)學的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學的下端。(3)非極性運輸：成熟組織中可以通過輸導組織進行。3．特殊關注三個問題(1)尖端勻稱光照或黑暗時不發(fā)生生長素的橫向運輸。(2)失重狀態(tài)下由于沒有重力的作用，水平放置的植物的根、芽中生長素分布是勻稱的，植物會水平生長。(3)瓊脂等不能感光，不會影響生長素的運輸和傳遞，而云母片、玻璃等則會阻斷生長素的運輸。合作探究：1.用圖中數(shù)字符號表示誕生長素極性運輸?shù)姆较?。嘗試總結其運輸有何規(guī)律。提示：(1)①→②(2)④→③(3)⑥→⑤規(guī)律：由形態(tài)學上端向形態(tài)學下端運輸。2．分析推斷下列圖中生長素橫向運輸?shù)姆较?，并思索影響橫向運輸?shù)囊蛩赜心男Ｌ崾荆?1)①→②(2)③→④⑤→⑥(3)⑦→⑧影響橫向運輸?shù)囊蛩赜袉蝹裙?、重力、離心力等。

1．為了探究生長素的作用，將去尖端的玉米胚芽鞘切段隨機分成兩組，試驗組胚芽鞘上端一側放置含有相宜濃度IAA的瓊脂塊，比照組胚芽鞘上端同側放置不含IAA的瓊脂塊，兩組胚芽鞘下端的瓊脂塊均不含IAA。兩組胚芽鞘在同樣條件下，在黑暗中放置一段時間后，比照組胚芽鞘無彎曲生長，試驗組胚芽鞘發(fā)生彎曲生長，如圖所示。依據(jù)試驗結果推斷，下列敘述正確的是()A．胚芽鞘b側的IAA含量與b′側的相等B．胚芽鞘b側與胚芽鞘c側的IAA含量不同C．胚芽鞘b′側細胞能運輸IAA而c′側細胞不能D．瓊脂塊d′從a′中獲得的IAA量小于a′的輸出量D[結合文字信息和圖示信息可知，題中左圖為比照組，右圖為試驗組。比照組中a瓊脂塊不含IAA，所以胚芽鞘b側不含IAA，b′側含有從a′瓊脂塊運輸來的IAA，故A項錯誤。胚芽鞘b側與胚芽鞘c側都不含IAA，故B項錯誤。胚芽鞘b′側細胞和c′側細胞都能運輸IAA，故C項錯誤。a′瓊脂塊輸出的IAA在向下運輸過程中有所消耗，所以瓊脂塊d′從a′中獲得的IAA量小于a′的輸出量，故D項正確。]2．取生長狀態(tài)一樣的燕麥胚芽鞘，分為a、b、c、d四組，將a、b兩組胚芽鞘尖端下方的一段切除，再從c、d兩組胚芽鞘相同位置分別切取等長的一段，并按圖中所示分別接入a、b兩組被切除的位置，得到a′、b′兩組胚芽鞘，然后用單側光照耀，發(fā)覺a′組胚芽鞘向光彎曲生長，b′組胚芽鞘無彎曲生長，緣由是()A．c組尖端能產(chǎn)生生長素，d組尖端不能B．a(chǎn)′組胚芽尖端能合成生長素，b′組尖端不能C．c組尖端的生長素能向胚芽鞘基部運輸，d組尖端的生長素不能D．a(chǎn)′組胚芽尖端的生長素能向胚芽鞘基部運輸，b′組尖端的生長素不能D[胚芽鞘的尖端都能合成生長素，所以A、B兩項錯誤。生長素的運輸是只能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端的極性運輸，C項錯誤。據(jù)題干可知，a′組中接入的莖段的形態(tài)學上端連接胚芽鞘尖端，形態(tài)學下端連接莖，所以生長素可以向基部運輸，因此胚芽鞘向光彎曲生長；b′組中接入的莖段的形態(tài)學下端連接胚芽鞘尖端，形態(tài)學上端連接莖，故生長素不能向基部運輸，因此胚芽鞘無彎曲生長，D項正確。](1)單側光(重力)影響生長素的分布，但不影響生長素的產(chǎn)生。(2)引起生長素分布不勻稱的因素許多，如含生長素的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘上的位置等。(3)生長素在瓊脂塊中的運輸不是主動運輸，而是擴散作用。生長素的生理作用1．生長素的作用方式不催化細胞代謝，不為細胞供應能量，而是給細胞傳達信息，起著調整細胞生命活動的作用。2．作用特點的影響因素(1)濃度：一般狀況下，生長素在低濃度時促進生長，濃度過高時抑制生長，甚至會殺死植物。(2)器官：不同器官對生長素的反應敏感程度不同。根、芽、莖敏感程度為根>芽>莖。(3)成熟程度：一般來說，幼嫩細胞敏感，蒼老細胞遲鈍。3．(1)圖1表示不同濃度生長素的生理作用不同，表現(xiàn)為兩重性。①四個關鍵點含義：A點為較低濃度促進生長；B點促進作用最強；C點既不促進，也不抑制；D點為較高濃度抑制生長。②曲線段含義：a．AB段表示在肯定的濃度范圍內(nèi)，隨生長素濃度的上升，促進作用增加；b．BC段(不包括C點)表示在肯定的濃度范圍內(nèi)，隨生長素濃度的上升，促進作用減弱；c．CD段(不包括C點)表示超過肯定的濃度范圍，隨生長素濃度的上升，抑制作用增加。(2)圖2表示不同器官對生長素的敏感程度不同，根>芽>莖。(3)圖3表示不同植物對生長素的敏感程度不同，雙子葉植物比單子葉植物敏感性強。4．頂端優(yōu)勢(1)概念：頂芽優(yōu)先生長，側芽受抑制的現(xiàn)象。(2)緣由①生長素的運輸方向是A→B(用圖中字母表示)，A處生長素濃度低→促進生長。②B處生長素濃度高→抑制生長。應用實踐：1.分析下圖中不同濃度生長素與植物不同器官所起作用的曲線，并探討以下有關問題：(1)不同濃度的生長素對同一植物器官的促進作用效果肯定不同嗎？提示：不肯定。圖中D點、E點對莖的促進作用效果相同。(2)在生長素濃度為10－6mol/L時，生長素對根、芽、莖的生理效應分別是什么？這說明白什么問題？提示：對根是抑制作用，對芽是既不促進也不抑制，對莖是促進作用。這說明同一濃度的生長素對不同器官的作用不同。2．結合下圖說明植物的根為何具有向地性。此特點是否體現(xiàn)了生長素作用的兩重性？植物的莖的背地生長是否體現(xiàn)了生長素作用的兩重性呢？提示：(1)根：對生長素較為敏感，D處濃度過高對根的生長起抑制作用，而C處的濃度較低促進根的生長，充分體現(xiàn)了生長素生理作用的兩重性。(2)莖：對生長素相對不敏感，B處生長素濃度大于A處生長素濃度，所以B側促進作用大于A側，沒有體現(xiàn)生長素生理作用的兩重性。1．將一盆栽植物橫放于地面，則其水平方向的莖近地側生長素濃度改變的曲線為(圖中虛線表示對莖生長既不促進也不抑制的生長素濃度)()ABCDD[由于受重力的作用，水平放置的植物的莖近地側生長素濃度漸漸上升，但仍處于促進莖生長所需的濃度范圍以內(nèi)，應處于虛線以下，虛線以上濃度為抑制莖生長的生長素濃度。]2．(多選)經(jīng)試驗檢測出某一植株的不同器官對不同生長素濃度的反應如圖所示，橫坐標表示生長素的濃度。依據(jù)試驗結果，可以獲得的正確結論是()A．當生長素濃度為10－9mol·L－1時，抑制根的生長B．若解除頂端優(yōu)勢，應確保側芽的生長素濃度低于10－6mol·L－1C．低濃度生長素促進根、芽的生長，高濃度生長素則促進莖的生長D．根向地生長的緣由是其遠地側生長素濃度低于10－8mol·L－1BD[由題圖可知，當生長素濃度為10－9mol·L－1時促進根的生長，故A錯誤；當生長素濃度大于10－6mol·L－1時抑制芽的生長，當生長素濃度小于10－6mol·L－1時促進芽的生長，故B正確；圖中根、芽、莖的三條曲線均能體現(xiàn)生長素作用的兩重性，即低濃度促進生長，高濃度抑制生長，故C錯誤；根對生長素較敏感，由于重力緣由，遠地側生長素濃度低于近地側，遠地側生長較快，遠地側生長素濃度應低于10－8mol·L－1，故D正確。]生長素的作用及作用特點(1)生長素促進生長的原理為促進細胞的縱向伸長，從而使體積變大，而不是促進細胞數(shù)目的增多。如下圖中背光側之所以長得快，就是因為其背光側細胞比向光側“更伸長”。(2)若生長慢的部位的生長素濃度高于生長快的部位的生長素濃度，則可體現(xiàn)作用特點，如根的向地性、頂端優(yōu)勢等。(3)與“0”濃度(蒸餾水處理組)比較，生長慢于“0”濃度者表現(xiàn)為抑制作用，從而體現(xiàn)出作用特點，否則不能體現(xiàn)作用特點。就如圖的坐標曲線模型而言，若作用曲線為負值(橫軸以下，圖中C點以下)，則可體現(xiàn)作用特點。[課堂小結]知識網(wǎng)絡構建核心語句歸納1.胚芽鞘產(chǎn)生生長素的部位和感受單側光刺激的部位都是胚芽鞘的尖端。2.植物的向光性是由于生長素分布不勻稱造成的：單側光照耀后，背光一側生長素的含量多于向光一側。3.在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素只能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端，即極性運輸，極性運輸是細胞的主動運輸。4.生長素相對集中地分布在生長旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根頂端分生組織、形成層和發(fā)育中的種子和果實等處。5.植物激素是由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運輸?shù)阶饔貌课唬瑢χ参锏纳L發(fā)育有顯著影響的微量有機物。6.生長素不催化細胞代謝，不為細胞供應能量而是給細胞傳達信息。7.生長素低濃度促進生長，高濃度抑制生長。頂端優(yōu)勢和根的向重力性都體現(xiàn)了生長素作用的該特點。8.對生長素的敏感程度：根>芽>莖；幼嫩細胞>蒼老細胞；雙子葉植物>單子葉植物。1．(多選)1914年，匈牙利科學家拜爾將燕麥胚芽鞘尖端放在去除胚芽鞘尖端的胚芽鞘一側，結果胚芽鞘向對側彎曲生長。下列敘述錯誤的是()A．比照組是沒有尖端的胚芽鞘，不生長B．該試驗在黑暗中進行，可解除受光不勻稱對試驗結果的影響C．該試驗證明尖端的確能產(chǎn)生某種物質，該物質是吲哚乙酸D．該試驗證明白生長素在植物體內(nèi)進行極性運輸ACD[比照組應為沒有去除尖端的胚芽鞘，直立生長，A錯誤；該試驗證明尖端的確能產(chǎn)生某種物質，但不能確定該物質的化學本質就是吲哚乙酸，C錯誤；該試驗無法證明生長素在植物體內(nèi)進行極性運輸，D錯誤。]2．將某植物的胚芽鞘在單側光下照耀一段時間后，取胚芽鞘尖端以下部位放大視察，如圖所示，下列分析合理的是()A．圖中放大部位為感光部位B．單側光來自b側C．a(chǎn)側生長素較b側多D．生長素促進細胞的伸長生長D[胚芽鞘感光部位是尖端，A錯誤；b側細胞較長，為背光側，單側光來自a側，B錯誤；單側光使生長素在背光側分布較多，b側生長素較a側多，C錯誤；試驗說明生長素促進細胞