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第3章 植物的激素调节
第1节 植物生长素的发现
学习目标
1.概述植物生长素的发现过程。
2.了解生长素的产生、运输和分布。
3.关注科学工作的方法和过程,形成严谨的科学态度及创新、合作的科学精神。
4.评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严密性。
学习过程
●导入新课
实物展示向光弯曲生长的旱莲。请思考是哪种环境刺激引发了这株植物生长方向的改变?
●探究新知
探究一、生长素的发现过程
[自主学习1]
阅读课本P46~48,回答下面的问题。
(1)19世纪末,达尔文的各个实验的现象分别是什么?
(2)1910年,詹森通过实验得出了什么结论?
(3)1914年,拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是由什么原因造成的?
(4)1928年荷兰温特的实验中,在两组切去尖端的胚芽鞘上放置的琼脂块有什么差别?各自的实验结果是什么,证明了什么?
(5)植物向光性的原因是什么?
[合作探究1]
(1)根据达尔文的实验,思考并回答下列问题。
①为什么要分别遮盖胚芽鞘顶端和胚芽鞘的伸长区(胚芽鞘下面的一段)?
②胚芽鞘弯曲生长的部位和胚芽鞘的感光部位分别是什么?
③胚芽鞘产生某种“影响”的部位和起作用的部位分别是什么?
④胚芽鞘产生刺激(生长素)与光是否有关?
(2)胚芽鞘是否生长和是否弯曲的关键分别是什么?
[自主总结1]
(1)植物向光性的原因是由于 造成的, 照射后,胚芽鞘的 的生长素含量多于 ,因此引起两侧生长不均匀,从而造成 。
(2)胚芽鞘是否生长,关键是 ;胚芽鞘是否弯曲,关键是 。
(3)植物激素的概念:由 产生,能从 运送到 ,对植物的 有显著影响的 。
(4)除生长素外,人们陆续发现了 、 、 、 等。
探究二、生长素的产生、运输与分布
[自主学习2]
阅读课本P48,回答下面的问题。
(1)植物体内生长素是怎么产生的,合成的部位在哪儿?
(2)植物体内生长素是怎样运输的,运输的方式有哪些?
(3)极性运输属于哪种跨膜运输方式?
[合作探究2]
(1)尝试用生长素的运输来解释植物向光性的产生。
(2)阅读课本P49生长素极性运输的验证实验,请修改实验方案并推测实验的结果、结论。
(3)说明下图各胚芽鞘的生长情况〔已知:①②中为锡箔,不透光;③④⑤⑥中为云母片,透光而不透水。各组实验均在右侧给予单侧光照〕
[自主总结2]
极性运输: ,属于细胞的 运输。
优化训练
1.根据所学知识判断,下列说法正确的是( )
A.若探究胚芽鞘感光部位,应设置④⑤进行对照
B.若探究植物产生向光性的外因,应设置②③进行对照
C.若探究植物产生向光性的内因,应设置①③进行对照
D.图中向光弯曲生长的是①③⑤
2.从下图所示的实验中,可以直接得出的结论是( )
A.生长素能促进上胚轴切段生长
B.单侧光照引起生长素分布不均匀
C.生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
D.感受光刺激的部位是上胚轴切段的顶端
3.利用燕麦幼苗的胚芽鞘进行向光性实验,发现植物产生生长素的部位、感受光刺激的部位、向光弯曲的部位依次为胚芽鞘的( )
A.胚芽鞘尖端、尖端下面的一段、尖端下面的一段
B.胚芽鞘、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段
C.胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段
D.胚芽鞘尖端、胚芽鞘、尖端下面的一段
4.经过以下四种处理的两个燕麦胚芽鞘(琼脂块都用胚芽鞘尖端处理过),生长方向相同的是( )
5.下列关于植物生长素的叙述,不正确的是( )
A.在植物体内生长素含量是很少的
B.在植物体内生长素移动方式有极性运输、非极性运输
C.在植物体内生长素的运输不需要能量
D.单侧光下燕麦胚芽鞘顶端和生长素可从向光侧横向运输到背光侧
6.植物显示向光性的原因是单侧光照引起( )
A.向光一侧生长素分解
B.向光一侧细胞死亡
C.向光一侧生长素向背光一侧转移,背光侧细胞分裂快
D.向光一侧生长素向背光一侧转移,背光侧细胞生长快
7.用同位素14C标记的吲哚乙酸来处理一段枝条的一端,然后探测另一端是否含有放射性14C的吲哚乙酸存在。枝条及位置如右图,下列有关处理方法及结果的叙述正确的是( )
A.处理甲图中A端,不可能在甲图中的B端探测到14C的存在
B.处理乙图中的A端,能在乙图中的B端探测到14C的存在
C.处理乙图中的B端,能在乙图中的A端探测到14C的存在
D.处理甲图中的B端,能在甲图中的A端探测到14C的存在
8.根据图示分析a、b、c、d四个琼脂块中生长素含量,正确的结论是( )
A.a>b>c
B.c>b>d
C.b>a>c
D.a=b=c
9.在方形暗箱的右侧开一小窗,暗箱外的右侧有一固定光源,在暗箱内放一盆幼苗,花盆能随着下面的旋转器水平匀速旋转,但暗箱不转,一周后,幼苗的生长状况应为( )
10.1914年,匈牙利的科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除胚芽鞘尖端的胚芽鞘的一侧,结果胚芽鞘向对侧弯曲生长。下列叙述正确的是( )
A.该实验在黑暗中进行,可排除受光不均匀对实验结果的影响
B.该实验证明尖端确实能产生某种物质,该物质是吲哚乙酸
C.对照组是没有尖端的胚芽鞘,不生长
D.该实验证明了生长素在植物体内进行极性运输
11.下图所示是生长素发现过程示意图。请回答下列问题。
(1)综合图1和图2可以证明胚芽鞘具有 。
(2)综合图2和图3可以证明与生长和弯曲有关的部位是 。
(3)结合图2和图4可以证明感受光刺激的部位是 ,而仔细观察可以发现发生弯曲的部位是尖端 。
(4)综合图6和图7可以证明 能够产生某种 的物质并且向下部运输。
(5)经科学家努力,从植物组织中分离出了生长素并鉴定出了它的化学本质是 。
参考答案
学习过程
●导入新课
这是植物的向光性,可能是单侧光引发了生长状况的改变。
●探究新知
[自主学习1]
(1)向光弯曲生长 不生长 直立生长 向光弯曲生长
(2)胚芽鞘尖端产生的“刺激”可以透过琼脂片传递给下部。
(3)胚芽鞘的弯曲生长是由胚芽鞘尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。
(4)在一组切去尖端的胚芽鞘一侧放置没有接触过尖端的琼脂块,在另一组切去尖端的胚芽鞘的同一侧放置接触过尖端的琼脂块。
一段时间后放置没有接触过尖端的琼脂块的一组胚芽鞘不生长不弯曲,放置接触过尖端的琼脂块的另一组胚芽鞘向对侧弯曲生长。这说明胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端运输到下部,能促使胚芽鞘下面某些部分生长。温特把这种物质命名为生长素。
(5)植物向光性的原因:单侧光照引起幼苗或嫩芽中生长素分布不均匀,背光侧的生长素浓度高于向光侧,使背光侧的生长比向光侧更快,从而造成植物向光弯曲生长。
[合作探究1]
(1)①通过对照实验,探究胚芽鞘的感光部位是胚芽鞘的尖端还是胚芽鞘的伸长区。
②感光部位在胚芽鞘的尖端,而向光弯曲生长的部位在尖端下面的伸长区。
③胚芽鞘的尖端产生某种“影响”。这种“影响”传递到下部的伸长区发挥作用。
④无关。单侧光照影响胚芽鞘中生长素的分布,不影响生长素的产生。
(2)胚芽鞘是否生长的关键是伸长区能否获得生长素,胚芽鞘是否弯曲的关键是伸长区获得的生长素是否均匀。
[自主总结1]
(1)生长素分布不均匀 单侧光 背光一侧 向光一侧 向光弯曲 (2)伸长区能否获得生长素 伸长区获得的生长素是否均匀 (3)植物体内 产生部位 作用部位 生长发育 微量有机物 (4)赤霉素 细胞分裂素 脱落酸 乙烯
[自主学习2]
(1)植物体内的生长素是色氨酸代谢转变产生的,主要由幼芽、嫩叶、发育中的种子等合成的。
(2)在幼嫩组织中,生长素进行极性运输、横向运输;在成熟组织中通过韧皮部进行非极性运输。
(3)极性运输可由低浓度向高浓度运输,属于细胞的主动运输。
[合作探究2]
(1)首先是横向运输,生长素由向光一侧运输到背光一侧,然后再进行极性运输;从而使伸长区背光一侧生长素浓度高于向光侧,使背光侧细胞生长得更快而引起向光性。
(2)①取多段玉米胚芽鞘,切去顶端2 mm。目的使胚芽鞘不再产生生长素。
②甲组胚芽鞘形态学上端朝上,乙组胚芽鞘形态学上端朝下。在两组胚芽鞘上方切面上均放置一块含生长素的琼脂,下面均放置一块不含生长素的琼脂。
③一段时间后,检测下面的琼脂块是否有生长素存在。
结果:甲组下面的琼脂块中可以检测到生长素;乙组下面的琼脂块中检测不到生长素。
结论:甲组下面琼脂块中的生长素来自上面的琼脂块;生长素在胚芽鞘中进行极性运输,即由胚芽鞘的形态学上端运输到形态学下端。
(3)①直立生长 ②向右弯曲生长 ③向右弯曲生长 ④直立生长 ⑤不生长 ⑥向右弯曲生长 ⑦直立生长 ⑧向右弯曲生长
[自主总结2]
从植物体形态学上端向形态学下端运输 主动
优化训练
1.A 2.A 3.C 4.B 5.C 6.D 7.C 8.B 9.B 10.A
11.(1)向光弯曲生长现象 (2)胚芽鞘尖端 (3)胚芽鞘尖端 下面的一段 (4)胚芽鞘尖端 促进生长 (5)吲哚乙酸
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