第1节植物生长素的发现 学习目标 知识概览(教师用书独具) 生长素的发现过程 1.概述植物生长素的发现过程 感光部位乐牙帕尖端 (重、难点) 植物向光/作用部位胚芽鞘尖端 植物生长素性的原因/下面的伸长区 2.体验发现生长素的过程和方 的发现 作用机理单侧光照引起生长素分 布不均匀背光侧的含量多于向 侧,背光面比向光面生长 3说出植物生长素的产生部位、 生长素的产生部位:主要是幼嫩的 输和分布 十和发育中的种于 运输和分布。(重点) 极性运输 布:主要分布在生长旺盛的部位 [自主预习·探新知] 1.生长素的发现过程 (1)达尔文实验 ①发现问题:植物的向光性,即在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象 ②实验处理及现象 处理不做处理 处理:去掉胚芽鞘尖端 现象:弯向光源生长B现象既不生长也不弯曲 处理:用锡箔罩子 处理用锡箔罩住 把尖端罩住 C现象直立生长 D现象:弯向光源生长 ③结论:单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”,当这种“影响”传递到下面的 伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲。 (2)鲍森·詹森实验 脂片x 实验1 实验2 ①过程及现象 实验1:切去胚芽鞘尖端+单侧光一不生长不弯曲。 实验2:胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片+单侧光一弯曲牛长 ②结论:胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部。 (3)拜尔实验
1 第 1 节 植物生长素的发现 学习目标 知识概览(教师用书独具) 1.概述植物生长素的发现过程。 (重、难点) 2.体验发现生长素的过程和方 法。 3.说出植物生长素的产生部位、 运输和分布。(重点) [自 主 预 习·探 新 知] 1．生长素的发现过程 (1)达尔文实验 ①发现问题：植物的向光性，即在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 ②实验处理及现象 ③结论：单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”，当这种“影响”传递到下面的 伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。 (2)鲍森·詹森实验 实验 1 实验 2 ①过程及现象 实验 1：切去胚芽鞘尖端＋单侧光―→不生长不弯曲。 实验 2：胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片＋单侧光―→弯曲生长。 ②结论：胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部。 (3)拜尔实验
向放置尖端 想暗、的对侧弯曲 培养 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造成的。 (4)温特实验 ①实验处理及现象 处理:把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块, 放在切去尖端的燕麦胚芽鞘的一侧 现象:胚芽鞘朝对侧弯曲生长 日。「处理:把没有接触过胚芽尖端的琼脂块切成小块, 放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 现象:胚芽鞘既不生长也不弯曲 ②实验结论:胚芽鞘尖端能产生一种化学物质,会造成胚芽鞘弯曲生长,这种化学物质 被命名为生长素。 (5)生长素的化学本质:吲哚乙酸(IA)。 (6)植物激素的概念: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.生长素的产生、运输和分布 (1)主要合成部位:幼嫩的芽、吐和发育中的种子,由色氨酸转变而来 ①方式:主动运输 极性运输:由形态学上端向形态学下端单 方向运输而不能反过来运输 ②方向 非极性运输:在成熟组织中,生长素可以 通过韧皮部进行非极性运输 3)分布:相对集中在生长旺盛部分。 [基础自测 1.判断对错 (1)达尔文实验得出了产生生长素的部位是胚芽鞘的尖端的结论。() (2)证明胚芽鞘尖端产生的刺激为“化学物质”的科学家是温特。() (3)生长素发生极性运输时需消耗能量。( 植物体内的某些部位可产生大量的生长素。() (5)植物体幼嫩的芽、叶及发育着的种子都能产生生长素。 2
2 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造成的。 (4)温特实验 ①实验处理及现象 处理：把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块， 放在切去尖端的燕麦胚芽鞘的一侧 现象：胚芽鞘朝对侧弯曲生长 处理：把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块切成小块， 放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 现象：胚芽鞘既不生长也不弯曲 ②实验结论：胚芽鞘尖端能产生一种化学物质，会造成胚芽鞘弯曲生长，这种化学物质 被命名为生长素。 (5)生长素的化学本质：吲哚乙酸(IAA)。 (6)植物激素的概念：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．生长素的产生、运输和分布 (1)主要合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子，由色氨酸转变而来。 (2)运输 ①方式：主动运输。 ②方向 极性运输：由形态学上端向形态学下端单 方向运输而不能反过来运输 非极性运输：在成熟组织中，生长素可以 通过韧皮部进行非极性运输 (3)分布：相对集中在生长旺盛部分。 [基础自测] 1．判断对错 (1)达尔文实验得出了产生生长素的部位是胚芽鞘的尖端的结论。( ) (2)证明胚芽鞘尖端产生的刺激为“化学物质”的科学家是温特。( ) (3)生长素发生极性运输时需消耗能量。( ) (4)植物体内的某些部位可产生大量的生长素。( ) (5)植物体幼嫩的芽、叶及发育着的种子都能产生生长素。( )
提示:(1)×达尔文实验得出的结论是单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种“影响”, 这种“影响”传递到尖端以下部位时,背光侧比向光侧生长快。 (3)√ (4)×植物体内产生的生长素的量很小,但对植物的生长发育有着显著影响 2.用燕麦胚芽鞘做向光性实验发现植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光 弯曲的部位分别是() A.胚芽鞘尖端、尖端下面一段、向光一面 B.胚芽鞘、胚芽鞘的尖端、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、向光一面、尖端下面的一段 C[胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧光刺激的部位都是尖端:生长和弯曲的部位都 是尖端下面的伸长区。] 3.拜尔曾在黑暗条件下,将切下的燕麦胚芽鞘尖端移到切口的一侧,胚芽鞘会向另 侧弯曲生长(如图)。这个实验证明() 黑暗中 拜尔的实验示意图 A.尖端能产生某种“影响” 合成“影响”不需要光照 C.弯曲生长是因为“影响”分布不均匀 D.“影响”不能促进胚芽鞘的生长 C[拜尔的实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀 造成的。] (备选习题) 下列有关生长素的叙述,错误的是() A.生长素主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子产生 B.成熟的叶片和根尖产生的生长素很少 C.生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端 D.生长素只分布在植物生长旺盛的部位 D[生长素主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成,根尖与成熟的叶片中合成的很少 生长素的运输是一种极性运输,即单方向运输。植物体内生长素主要分布在生长旺盛的部位, 在趋向衰老的组织和器官中则含量较少,所以选项D符合题意
3 提示：(1)× 达尔文实验得出的结论是单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种“影响”， 这种“影响”传递到尖端以下部位时，背光侧比向光侧生长快。 (2)√ (3)√ (4)× 植物体内产生的生长素的量很小，但对植物的生长发育有着显著影响。 (5)√ 2．用燕麦胚芽鞘做向光性实验发现植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光 弯曲的部位分别是( ) A．胚芽鞘尖端、尖端下面一段、向光一面 B．胚芽鞘、胚芽鞘的尖端、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、向光一面、尖端下面的一段 C [胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧光刺激的部位都是尖端；生长和弯曲的部位都 是尖端下面的伸长区。] 3．拜尔曾在黑暗条件下，将切下的燕麦胚芽鞘尖端移到切口的一侧，胚芽鞘会向另一 侧弯曲生长(如图)。这个实验证明( ) A．尖端能产生某种“影响” B．合成“影响”不需要光照 C．弯曲生长是因为“影响”分布不均匀 D．“影响”不能促进胚芽鞘的生长 C [拜尔的实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀 造成的。] (备选习题) 下列有关生长素的叙述，错误的是( ) A．生长素主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子产生 B．成熟的叶片和根尖产生的生长素很少 C．生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端 D．生长素只分布在植物生长旺盛的部位 D [生长素主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成，根尖与成熟的叶片中合成的很少。 生长素的运输是一种极性运输，即单方向运输。植物体内生长素主要分布在生长旺盛的部位， 在趋向衰老的组织和器官中则含量较少，所以选项 D 符合题意。]
[合作探究·攻重难] 植物向光生长的相关实 探究点1 验分析 [思考交流] 1.达尔文以金丝雀草的胚芽鞘为材料,做了如下实验。仔细观察图示并思考以下相关 问题 (1)本实验中的对照组、实验组分别是哪几组? 提示:①、②③④ (2)③④对照中,实验的自变量和因变量分别是什么? 提示:遮光部位胚芽鞘的生长情况。 2.从对照实验设计的单一变量原则角度分析,鲍森·詹森实验有什么不足之处?又该 如何改进? 提示:不足之处为该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生。改进方案为: 增设③组:将胚芽鞘尖端切掉,将琼脂片放在切口上,用单侧光照射,观察胚芽鞘生长状况。 3.拜尔实验为什么要在黑暗中进行?温特实验是否也需要在黑暗中进行? 提示:排除光照不均匀对实验结果的影响。不需要 归纳总结 胚芽鞘实验的相关结论 (1)产生生长素的部位在尖端,而发生生长及弯曲的部位在尖端以下的伸长区。 (2)感受光照的部位在尖端,而且生长素的横向运输只发生在尖端。 3)生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关 例∏为了验证植物向光性与生长素的关系,某同学设计了以下实验方案 (1)方法步骤 取6个小花盆,各栽入一株品种、生长状况相同的玉米幼苗(要求幼苗的真叶未突破胚 芽鞘)。按下图所示方法进行实验处理并编号。接通白炽灯电源24h后,打开纸盒,观察并 记录6株玉米幼苗的生长情况
4 [合 作 探 究·攻 重 难] 植物向光生长的相关实 验分析 [思考交流] 1．达尔文以金丝雀草的胚芽鞘为材料，做了如下实验。仔细观察图示并思考以下相关 问题： (1)本实验中的对照组、实验组分别是哪几组？ 提示：①、②③④。 (2)③④对照中，实验的自变量和因变量分别是什么？ 提示：遮光部位 胚芽鞘的生长情况。 2．从对照实验设计的单一变量原则角度分析，鲍森·詹森实验有什么不足之处？又该 如何改进？ 提示：不足之处为该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的刺激不是由琼脂片产生。改进方案为： 增设③组：将胚芽鞘尖端切掉，将琼脂片放在切口上，用单侧光照射，观察胚芽鞘生长状况。 3．拜尔实验为什么要在黑暗中进行？温特实验是否也需要在黑暗中进行？ 提示：排除光照不均匀对实验结果的影响。不需要。 胚芽鞘实验的相关结论 (1)产生生长素的部位在尖端，而发生生长及弯曲的部位在尖端以下的伸长区。 (2)感受光照的部位在尖端，而且生长素的横向运输只发生在尖端。 (3)生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关。 为了验证植物向光性与生长素的关系，某同学设计了以下实验方案： (1)方法步骤： 取 6 个小花盆，各栽入一株品种、生长状况相同的玉米幼苗(要求幼苗的真叶未突破胚 芽鞘)。按下图所示方法进行实验处理并编号。接通白炽灯电源 24 h 后，打开纸盒，观察并 记录 6 株玉米幼苗的生长情况
白炽灯 锡箔小帽 含生长素的琼脂块 ()实验结果预测(填编号) 在以上装置中,玉米幼苗保持直立生长的是装置 而玉米幼苗基本停止生长 的是装置 (3)部分实验结果的分析与推论: ①根据1号与3号装置之间实验记录的对照分析,可以说明 ②根据 号与 号装置实验记录的对照分析,可以说明玉米幼苗的向 光性生长与玉米幼苗尖端的存在与否有关。 ③根据 号与 号装置实验记录的对照分析,可以说明玉米幼苗感光 部位在尖端 ④根据5号和6号装置实验记录的对照分析,可以说明 [技巧点拨]解答本题的关键在于 ①胚芽鞘是否生长取决于生长素的有无;胚芽鞘是否弯曲取决于生长素分布是否均匀。 ②依照对照实验的单一变量原则分析实验的自变量。 [解析](2)玉米要直立生长必须有生长素,而且分布均匀,1、6号装置中生长素分布 不均匀,均向右弯曲;2号装置中无生长素,停止生长:3、4、5号装置中均有生长素且分 布均匀,为直立生长 (3)①1号和3号装置的单一变量为单侧光照射,通过上述实验可说明单侧光是植物产 生向光性的外界原因 ②要说明尖端与向光性有关,则单一变量是尖端的有无,而且都要有单侧光,所以应选 1号和2号装置。 ③1号和4号装置对比,都有单侧光照射,尖端是否感光决定了其是否弯曲 ④5号和6号装置中都有含生长素的琼脂块,只是放置位置不同,所以生长素分布不同 进而引起生长情况不同。 [答案](2)3、4、52
5 (2)实验结果预测(填编号)： 在以上装置中，玉米幼苗保持直立生长的是装置__________，而玉米幼苗基本停止生长 的是装置__________。 (3)部分实验结果的分析与推论： ①根据 1 号与 3 号装置之间实验记录的对照分析，可以说明 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 ②根据__________号与__________号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗的向 光性生长与玉米幼苗尖端的存在与否有关。 ③根据__________号与__________号装置实验记录的对照分析，可以说明玉米幼苗感光 部位在尖端。 ④根据 5 号和 6 号装置实验记录的对照分析，可以说明 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 [技巧点拨] 解答本题的关键在于： ①胚芽鞘是否生长取决于生长素的有无；胚芽鞘是否弯曲取决于生长素分布是否均匀。 ②依照对照实验的单一变量原则分析实验的自变量。 [解析] (2)玉米要直立生长必须有生长素，而且分布均匀，1、6 号装置中生长素分布 不均匀，均向右弯曲；2 号装置中无生长素，停止生长；3、4、5 号装置中均有生长素且分 布均匀，为直立生长。 (3)①1 号和 3 号装置的单一变量为单侧光照射，通过上述实验可说明单侧光是植物产 生向光性的外界原因。 ②要说明尖端与向光性有关，则单一变量是尖端的有无，而且都要有单侧光，所以应选 1 号和 2 号装置。 ③1 号和 4 号装置对比，都有单侧光照射，尖端是否感光决定了其是否弯曲。 ④5 号和 6 号装置中都有含生长素的琼脂块，只是放置位置不同，所以生长素分布不同， 进而引起生长情况不同。 [答案] (2)3、4、5 2