5.1植物生长素 学案(含答案)
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1、第第 1 1 节节 植物生长素植物生长素 生长素的发现过程 自主梳理 1.植物的向光性:在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。 2.生长素的发现过程 (1)达尔文父子的实验(19 世纪末) (2)鲍森 詹森实验 (3)拜尔实验 (4)温特实验 (5)生长素化学本质的发现 1934 年,科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质吲哚 乙酸(IAA)。 1946 年,科学家从高等植物体内分离出来生长素,并确认它也是 IAA。 进一步研究发现,植物体内具有与 IAA 相同效应的物质还有苯乙酸(PPA)、吲 哚丁酸(IBA)等,它们都属于生长素。 3.对植物向光性的解释 4.植物激素
2、(1)概念: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。 (2)举例:生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等。 提示 与植物激素的化学本质、功能、名称均相同的人工合成或微生物产生的有 机物不能称为植物激素。如植物体内产生的赤霉素是一种植物激素,而赤霉菌产 生的赤霉素不能称为植物激素。 胚芽鞘产生生长素的部位和感受光刺激的部位都是其尖端。 生长素在胚芽鞘发挥作用的部位是胚芽鞘尖端下面的伸长区。 光只影响生长素的分布而不影响生长素的产生。 生长素是吲哚乙酸、苯乙酸和吲哚丁酸等一类物质的统称,不只是吲哚乙酸。 (1)达尔文通过实验推测胚芽鞘尖端在单侧光照
3、下能产生某种影响传递到尖端下 方,温特通过实验证明了这种影响是一种化学物质() (2)生长素的产生需要光照() 提示:生长素的产生不需要光照,即有光、无光均可产生。 (3)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧() 提示:植物向光生长是因为背光侧生长素浓度高于向光侧。 (4)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸() 提示:温特只是命名了生长素,并没有分离和鉴定出其化学本质。 素养提升 科学探究探究胚芽鞘的向光性弯曲生长 以下是关于胚芽鞘的 A、B、C、D、E 五组实验,请据图思考下列问题: (1)A 组中的胚芽鞘如何生长?得出什么结论? 提示:直立生长,向光弯曲生长;说明胚芽鞘的
4、尖端是感光部位。 (2)B 组中的胚芽鞘如何生长?得出什么结论? 提示: 直立生长, 向光(小孔)弯曲生长; 说明向光性的产生需要单侧光照射。 (3)C 组中的胚芽鞘如何生长?能向光弯曲生长说明了什么? 提示:向右弯曲生长,直立生长,向光弯曲生长;向光弯曲生长,说明 生长素能透过琼脂块。 (4)D 组中的胚芽鞘如何生长?a、b、c 琼脂块中生长素的含量是什么关系? 提示:直立生长,向左弯曲生长;生长素的含量:abc。 (5)E 组中的胚芽鞘如何生长? 提示:直立生长;向光弯曲生长;向小孔弯曲生长。 应用示例 (2021 山东潍坊调研)如图是生长素发现过程中的部分实验示意图,根 据图中信息判断,
5、下列说法错误的是( ) A.实验一证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端 B.实验二证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部 C.实验三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 D.实验四证明造成胚芽鞘弯曲生长的刺激是单侧光照射 答案 D 解析 实验四并没有单侧光刺激, 不能证明造成胚芽鞘弯曲生长的刺激是单侧光 照射,D 错误。 对点小练 (2021 湖北恩施高中月考)下图表示利用燕麦胚芽鞘进行的实验,A、 B处在黑暗环境中, C、 D在右侧给予光照的环境中, 能够向左弯曲生长的是( ) 答案 C 解析 A 处在黑暗环境中,琼脂块不会阻挡生长素向下运输,胚芽鞘直立生长
6、, A 项不符合题意;B 处在黑暗环境中,左侧琼脂块不会阻挡生长素向下运输,但 是右侧玻璃片会阻挡生长素向下运输,胚芽鞘向右弯曲生长,B 项不符合题意; C 没有尖端,即使右侧给予光照也不会感光,而右侧放含生长素的琼脂块,胚芽 鞘尖端下部的右侧生长素浓度高, 胚芽鞘会弯向对侧(左侧)生长, C 项符合题意; D 中玻璃片会阻挡生长素的极性运输,胚芽鞘尖端下部的伸长区没有生长素,所 以胚芽鞘不生长,D 项不符合题意。 联想质疑 在单侧光刺激下,生长素见光跑到背光一侧,胚芽鞘向光弯曲生长。 (1)对温特实验之前的实验结论进行描述时,不能出现“生长素”,只能说“影 响” 。因为当时并不清楚产生的“影
7、响”是生长素。 (2)温特命名“生长素”,但没有分离出生长素,分离出生长素的是后来的科学 家。 (3)生长素的产生不需要光照,即有光、无光均可产生。 (4)琼脂不能感光,不影响生长素的运输和传递。而云母片、玻璃片等会阻碍生 长素的运输。 生长素能够透过琼脂片,却不能够透过云母片。 【助学巧记】 生长素发现实验的 5 个结论 生长素促进生长的原理分析 生长素促进生长的原理为促进细胞的纵向伸长,从而使细胞体积变大,而不是促 进细胞数目的增多。如下图中背光侧之所以长得快,就是因为其背光侧细胞比向 光侧细胞“伸长”得多。 将含有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
8、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。 【方法巧记】 “两看法”判断“长不长、弯不弯” 花盆和暗箱都旋转时,只小窗处有光照,幼苗弯向小窗生长。 只花盆旋转时,均匀光照,幼苗直立生长。 茎的背地性和根的向地性 生长素的合成、运输与分布 自主梳理 (1)顶芽合成的生长素通过自由扩散运输到侧芽() (2)幼芽、幼叶和种子都能产生较多的生长素() (3)横向运输发生在尖端,发生效应的部位也在尖端() (4)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端 ”() 应用示例 (2021 河北石家庄调研)下列与生长素的产生、运输
9、和分布相关的叙述, 正确的是( ) A.生长素只能在幼嫩的芽、叶和发育的种子中产生 B.生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的 C.生长素在植物体内只能进行极性运输 D.生长素在植物体的各器官中都有分布 答案 D 解析 生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,在这些部位,色 氨酸经过一系列反应可转变成生长素,A、B 错误;在成熟组织中,生长素可通 过输导组织进行非极性运输,C 错误;生长素在植物体的各器官中都有分布,但 相对集中地分布在生长旺盛的部位,D 正确。 素养提升 科学探究评价实验设计和结论 为了检测生长素的运输方向,某生物兴趣小组设计并完成了如下实验: 一段时间后,受体
10、琼脂块中检测到了放射性。根据实验设计及结果,该小组同学 得出了以下结论: 受体琼脂块中带放射性的生长素来自于供体琼脂块;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。 (1)这个实验的设计是否严密?为什么? 提示:不严密,缺乏对照。 (2)从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨?为什么? 提示:得出结论的逻辑推理是严谨的,结论不严谨;根据实验结果,只能得 出生长素在胚芽鞘内可以由形态学的上端运输到形态学的下端; 至于能否从形态 学下端运输到形态学上端还缺乏实验证据。 (3)如果要验证上述结论,应该如何改进实验方案? 提示:增设一个相互对照组,除了胚芽鞘茎段放置方向不同(如图)外,其他
11、都与 前一组完全相同。 (4)要验证生长素在胚芽鞘内的极性运输与重力无关,应如何设计实验? 提示:应设置甲、乙两个相互对照组,如下图所示。一段时间后,检测并比较两 组受体琼脂块中放射性强弱。若两组放射性强度基本相同,则可证明生长素在胚 芽鞘内的极性运输与重力无关。 应用示例 如图表示利用胚芽鞘中段和含生长素的琼脂小块(黑色方框)做的一 组实验,过一段时间后测定原先不含生长素的琼脂小块 AD(白色方框)中含有 生长素的是( ) A.琼脂块 A 和 C B.琼脂块 C 和 D C.琼脂块 B 和 C D.琼脂块 B 和 D 答案 C 解析 生长素的极性运输是从形态学上端(2、3)运输到形态学下端(
12、1、4),所以 B、C 琼脂块中含有生长素。 对点小练 用同位素 14C 标记的吲哚乙酸来处理一根枝条的一端, 然后探测另一 端是否有放射性 14C 的吲哚乙酸存在。如图所示,下列有关处理方法及结果的叙 述正确的是( ) A.处理甲图中的 A 端,在甲图中的 B 端探测不到 14C 的存在 B.处理甲图中的 B 端,在甲图中的 A 端探测到 14C 的存在 C.处理乙图中的 A 端,在乙图中的 B 端探测到 14C 的存在 D.处理乙图中的 B 端,在乙图中的 A 端探测到 14C 的存在 答案 D 解析 生长素只能从形态学上端向形态学下端运输,而不能反过来运输,即甲图 从 A 到 B,所以处
13、理甲图中 A 端,可以在甲图中的 B 端探测到 14C 的存在,A 错误;处理甲图中的 B 端,不能在甲图中的 A 端探测到 14C 的存在,B 错误; 生长素只能从形态学上端向形态学下端运输,而不能反过来运输,即乙图从 B 到 A,处理乙图中 A 端,不能在乙图中的 B 端探测到 14C 的存在,C 错误;处 理乙图中的 B 端,能在乙图中的 A 端探测到 14C 的存在,D 正确。 联想质疑 【拓展】 (1)怎样辨别形态学上端与下端? 以地面为基准,靠近地面的都是下端,远离地面的都是上端。对根来说,根尖是 形态学上端,对茎来说,茎尖是形态学上端。 植物幼苗 (2)什么是非极性运输? 非极性
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