内容正文:
植物生命活动的调节
第四章
第一节 植物生长素
第1课时 生长素的发现和生长素的合成、分布与运输
[目标导学] 1.概述植物生长素的发现过程。2.解释生长素的分布与植物向光性的关系。3.掌握生长素的合成部位、运输方式和分布。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
学习任务二 生长素的合成、分布与运输
学习任务一 生长素的发现过程
课时作业 素养达标
备选题库 教师独具
生长素的发现过程
学习任务一
1.向光性
植物在 照射下有 弯曲生长的现象。
梳理 归纳教材知识
单侧光
向光
2.发现过程
科学家 实验过程 实验结论及分析
达尔文
和他的
儿子
胚芽鞘的尖端不仅具有 作用,而且可能会对胚芽鞘的生长产生某种影响因素,这种影响因素从尖端向下传递,并在单侧光的照射下导致下部的
背光一侧比向光一侧生长 ,结果胚芽鞘弯向光源生长
仅生长,不弯曲
向着光源
生长很少
向着光源生长
感光
伸长区
快
科学家 实验过程 实验结论及分析
詹森
琼脂块能让影响因素通过,
则不能。胚芽鞘尖端产生的影响因素能从琼脂块的上部向下扩散,刺激胚芽鞘切面以下部位生长
弯曲生长
生长很少,不弯曲
云母片
科学家 实验过程 实验结论及分析
拜尔
胚芽鞘的弯曲生长是不需要 的,胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响因素在其下部 分布造成的
光
不均匀
科学家 实验过程 实验结论及分析
温特
胚芽鞘尖端产生了某种促进生长的活性物质,这种物质能从 向下运输,并且它的分布受到________
的影响
向右弯曲生长
向左弯曲
尖端
单侧光
3.植物向光性的解释
(1)外因: 照射。
(2)内因:生长素在 含量多于 。
(3)结果:两侧生长素分布不均匀,造成背光一侧细胞生长快于向光一侧,从而造成植物向光弯曲生长。
4.化学本质:1934年,科学家从玉米油等材料中分离出这种生长素,1946年人们从高等植物中分离出这种物质,并确认其是 。
单侧光
背光一侧
向光一侧
吲哚乙酸(IAA)
[正误辨析]
(1)胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素。( )
(2)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧。( )
(3)具感光作用的是胚芽鞘尖端,弯曲的部位是伸长区。( )
(4)生长素能通过琼脂块,但不能通过云母片。( )
×
×
√
√
1.“生长素的发现”的相关实验分析
(1)胚芽鞘作为实验材料有什么优点?
提示:①胚芽鞘可以进行光合作用,能观察到它的向光性;②胚芽鞘形态简单,只有尖端和尖端下部,便于利用排除法研究其向光性的原因。
探究 要点合作突破
(2)达尔文向光性实验的分析:请分析下列组别的自变量和实验结论,并完善表格。
组别 自变量 结论
①和② 胚芽鞘的弯曲生长与 有关
①和③ 胚芽鞘的弯曲生长与_________________
有关
①和④ ______________________ 胚芽鞘的弯曲生长与_________________
__________无关
胚芽鞘尖端的有无
尖端的存在
胚芽鞘尖端是否遮光
尖端受单侧光刺激
胚芽鞘尖端下部是否遮光
尖端下部是否受
光刺激
(3)达尔文的推测中遗留了三个问题:①胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生了某种“影响”,这种“影响”是什么?②这种“影响”能否向下传递?③为什么伸长区背光面比向光面生长快?在达尔文实验的基础上科学家们继续进行了实验探索,请继续分析其他科学家的研究。
a.詹森的实验无法排除“琼脂片本身导致胚芽鞘生长的可能”,如何完善实验进行证明?詹森实验的贡献是什么?
提示:可以增设一组:在切去尖端的胚芽鞘切面上放一块与实验组相同的空白琼脂片。詹森实验证明了尖端产生的某种影响可以透过琼脂片传递给下部。
b.拜尔的实验在黑暗中进行的目的是什么?通过该实验分析“某种影响”的产生是否需要光照?
提示:拜尔实验的目的是研究植物具有向光性的内因是什么,需要排除光照对实验结果的干扰。不需要。
c.拜尔实验的贡献是什么?
提示:证明了胚芽鞘的弯曲生长,是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。初步证明了“影响”可能是一种化学物质。
d.詹森和拜尔的实验都是在有尖端的情况下植物出现了向光性,温特通过巧妙的实验设计排除了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。温特设计的实验自变量是什么?对照组的作用是什么?
提示:自变量是琼脂块有无接触过胚芽鞘尖端。对照组的作用是排除琼脂块本身对实验结果的干扰,以便更有力地说明导致胚芽鞘弯曲生长的是尖端中的某种化学物质。
2.植物向光性的原因分析
关于植物向光性的原因有以下三种解释。
解释1:单侧光照射下,向光侧的生长素向背光侧横向转移。
解释2:单侧光照射下,向光侧的生长素被分解。
解释3:单侧光照射下,抑制生长的物质分布不均匀。
若解释1正确,则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为 。
若解释2正确,则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为 。
若解释3正确,则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为 。
c>a=b>d
c=a=b>d
a=b=c=d
[核心知识]
胚芽鞘实验的重要结论
(1)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端。
(2)生长素发挥作用的部位——胚芽鞘尖端下面的伸长区。
(3)感光部位——胚芽鞘尖端。
(4)生长素的产生是否需要光——不需要。
(5)单侧光只影响生长素的分布,不影响生长素的合成。
(6)琼脂块无感光作用。
(7)弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。
1.为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧转运,导致背光侧生长素含量增加,促进生长作用增强,还是因为向光侧的生长素被分解,有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上,并进行不同处理,一段时间后,测定琼脂块中的生长素含量,并分别用a~f表示)。下列有关叙述错误的是( )
强化 题点对应训练
A.若a>b、c<d,说明向光侧的生长素被分解了
B.若c+d=e+f=a,且e<f,说明生长素由向光侧移向了背光侧
C.若c<d且c>e,则说明在单侧光照射下,既有向光侧生长素向背光侧转移,又有向光侧的生长素被分解
D.若背光侧生长素较向光侧多,则会使向光侧细胞生长较背光侧快
答案:D
若背光侧生长素较向光侧多,会使背光侧细胞生长较向光侧快,D错误。
2.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,下列相关说法正确的是( )
A.实验一是詹森的实验,证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端
B.实验二是达尔文的实验,证明胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂片传递给下部
C.实验三是拜尔的实验,证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的生长素在其下部分布不均匀造成的
D.实验四是温特的实验,证明了导致胚芽鞘弯曲生长的“影响”是一种化学物质
答案:D
实验一是达尔文的实验,自变量为尖端是否感光,证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端,A错误;实验二是詹森的实验,证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以通过琼脂块传递给下部,B错误;实验三是拜尔的实验,证明尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀,使得胚芽鞘弯向对侧生长,但没有证明这种尖端产生的“影响”是生长素,C错误;实验四是温特的实验,证明了导致胚芽鞘弯曲生长的“影响”是一种化学物质,D正确。
生长素的合成、分布与运输
学习任务二
1.生长素的合成与分布
梳理 归纳教材知识
种子
色氨酸
顶端分生
形成层
2.生长素的运输
(1)极性运输
①运输方向:由形态学 运输到形态学 。
②运输方式: 。
(2)其他方式的运输
在 中,生长素也可以通过韧皮部进行其他方式的运输。
上端
下端
主动运输
成熟组织
提醒:极性运输属于主动运输,需要载体蛋白协助并且消耗能量。
[正误辨析]
(1)幼芽、幼叶和种子都能大量产生生长素。( )
(2)在生长旺盛的部位生长素分布相对集中。( )
(3)生长素由形态学上端运往形态学下端需要消耗能量。( )
×
√
√
1.某同学欲通过实验得出“生长素的极性运输,只能从植物形态学上端(顶端)向形态学下端(基端)运输,而不能反过来运输”的结论,设计了如下实验。根据实验设计及结果,此同学得出以下结论:(1)下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块;(2)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。回答下列问题。
探究 要点合作突破
(1)这个实验的设计是否严密?为什么?
提示:不严密,没有考虑将胚芽鞘倒过来放置的情况。
(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:不严谨,没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。
(3)如果要验证上述结论,应该如何改进实验方案?
提示:应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验,以研究生长素不能由形态学下端运输到形态学上端。
2.生长素除了能发生极性运输,还能发生横向运输,观察图示回答相关问题。
(1) 属于极性运输, 属于横向运输。(填序号)
(2) 导致生长素发生了横向运输。
(3)横向运输的方向与外界刺激的方向之间有何关系?
提示:横向运输的方向与外界刺激的方向一致。
②
①
单侧光
[核心知识]
1.形态学上端与形态学下端的判断
2.生长素的极性运输、非极性运输、横向运输的区别
(1)极性运输是将物质从植物的形态学上端运输到形态学下端,如根尖产生的生长素向上运输,而茎尖产生的生长素向下运输。这是一种主动运输过程,需要载体蛋白的协助,消耗能量,不受任何外力影响。
(2)非极性运输发生于植物的成熟组织中,通过韧皮部进行。
(3)横向运输的方向平行于茎(或根)的横切面、垂直于茎(或根)的纵切面,受到单侧刺激的影响时才会发生。类型如图:
Ⅰ.受光照影响:单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素由向光侧运输到背光侧,如图1中①→②,可引起植物向光生长。
Ⅱ.受力影响
离心力使胚芽鞘尖端中的生长素由中心向外运输,如图2中③→④。
3.不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
类别 处理条件 实验结果
遮盖类 ①直立生长;
②向光弯曲生长
暗箱类
①直立生长;
②向光(小孔)弯曲生长
类别 处理条件 实验结果
插入类 ①向右弯曲生长;
②直立生长;
③向光弯曲生长;
④向光弯曲生长
类别 处理条件 实验结果
种植类 ①直立生长;
②向左弯曲生长;
③④中IAA的含量:a=b+c,b>c;
⑤向右弯曲生长
类别 处理条件 实验结果
旋转类 ①直立生长;
②向光弯曲生长;
③向小孔弯曲生长;
④茎向心生长,根离心生长
1.(多选)下列有关生长素的叙述错误的是( )
A.生长素是由色氨酸转变而来的,故生长素可与双缩脲试剂发生紫色反应
B.根尖合成的生长素能通过极性运输到达伸长区促进细胞的伸长生长
C.生长素在植物体的各个器官都有分布,且分布均匀
D.植物的向光生长都是由生长素分布不均匀造成的
强化 题点对应训练
ACD
生长素的化学本质是吲哚乙酸而不是蛋白质或多肽,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,A错误;极性运输是生长素通过主动运输由形态学上端(根尖分生区)向形态学下端(伸长区)运输的过程,根尖合成的生长素能通过极性运输到达伸长区,促进伸长区细胞的伸长生长,B正确;生长素在植物体的各个器官都有分布,但是分布不均匀,C错误;植物的向光生长一般认为是由生长素分布不均匀造成的,但是有的植物是由于某些抑制生长的物质分布不均匀造成的,D错误。
2.科研人员对N影响侧根分支的机理进行了研究,将三组某植物幼苗(如图1)分别培养在不同培养基中,处理及结果如图2所示。下列相关叙述错误的是( )
A.NPA可能通过抑制细胞质膜上生长素载体蛋白的活性来抑制运输
B.比较Ⅰ、Ⅱ组结果,说明N能促进该植物幼苗侧根分支生长
C.比较Ⅱ、Ⅲ组结果,说明在有N时,NPA能抑制侧根分支生长
D.本实验可以证明主根尖端产生的生长素能通过极性运输运至侧根
答案:D
Ⅱ、Ⅲ组的自变量为是否进行NPA处理,接受
NPA处理后侧根数量减少,根据生长素能
促进根的生长可推测,NPA处理可能通过
抑制细胞质膜上生长素载体蛋白的活性
来抑制运输,因而侧根生长受到抑制,A正
确;Ⅰ、Ⅱ组的自变量为是否有N处理,根据Ⅱ组的侧根数量明显多于Ⅰ组可知,N能促进该植物幼苗侧根分支生长,B正确;比较Ⅱ、Ⅲ组结果可知,Ⅲ组接受NPA处理侧根数量明显减少,说明在有N时,NPA处理能抑制侧根分支生长,C正确;根据自变量的设置可知,本实验的目的是研究N影响侧根分支的情况,并未探究生长素的运输,因此,本实验不能证明主根尖端产生的生长素能通过极性运输运至侧根,D错误。
[方法点拨]
判断植物“长不长”“弯不弯”的技巧
备选题库 教师独具
1.植物具有向光性。如图是研究植物向光生长的实验,该实验说明( )
A.幼苗向光弯曲生长的部位在尖端
B.幼苗合成生长素的部位在尖端
C.幼苗感受单侧光刺激的部位在尖端
D.生长素能从幼苗尖端传递到尖端下部
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4
5
C
幼苗向光弯曲生长的部位在尖端下部的伸长区,A错误;通过该实验说明幼苗感受单侧光刺激的部位在尖端,不能得出幼苗合成生长素的部位在尖端,也不能得出生长素能从幼苗尖端传递到尖端下部,B、D错误。
2
3
1
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5
2.下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述,不正确的是( )
A.生长素主要在幼芽、幼叶和发育中的种子中合成
B.生长素是由色氨酸经过一系列反应转变而成的
C.生长素只能从形态学上端运往形态学下端
D.生长素的极性运输是主动运输
在成熟组织中,生长素也可以通过韧皮部进行其他方式的运输,C错误。
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3
1
4
5
C
3.取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为a、b、c、d四组。将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从c、d两组胚芽鞘相同位置分别切取等长的一段,并按图中所示分别接入a、b两组被切除的位置,得到a'、b'两组胚芽鞘。然后用单侧光照射,发现a'组胚芽鞘向光弯曲生长,b'组胚芽鞘无弯曲生长,原因是( )
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A.c组尖端能合成生长素,d组尖端不能
B.a'组尖端能合成生长素,b'组尖端不能
C.c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,d组尖端的生长素则不能
D.a'组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b'组尖端的生长素则不能
答案:D
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5
根据图示两组的处理分析可知,c的放置方向和d的放置方向恰好相反,根据极性运输是从形态学上端运输到形态学下端这一原理,a'组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b'组尖端的生长素不能向胚芽鞘基部运输,D正确。
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4.(多选)下列是探究生长素生理作用的对照实验,有关实验叙述不正确的是( )
A.该对照实验证明生长素能促进植物生长
B.该实验能证明胚芽鞘尖端产生生长素
C.该实验不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端
D.若甲、乙在黑暗条件下进行实验则胚芽鞘不能生长
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BD
图甲中切去尖端的胚芽鞘得到外源生长素供应,能生长,图乙中切去尖端的胚芽鞘没有得到外源生长素供应,不能生长,该对照实验证明生长素能促进植物生长,A正确;该实验所用的胚芽鞘都是切去尖端的胚芽鞘,因此该实验不能证明胚芽鞘尖端产生生长素,也不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,B错误,C正确;若甲、乙在黑暗条件下进行实验,甲含外源生长素能生长,而乙不含外源生长素不能生长,D错误。
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5.有人提出一种假说,植物向光性是单侧光引起MBOA(植物自身产生的一种抑制生长的物质)分布不均匀引起的。为了验证此假说,研究人员利用玉米胚芽鞘尖端和图1所示装置进行实验,测得甲、乙、丙、丁四个琼脂块中MBOA含量变化如图2所示。请回答下列问题。
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(1)根据实验结果推测,光照对玉米胚芽鞘产生MBOA具有 作用,做出这种推测的依据是___________________________________
______________________。
(1)图2中甲、乙琼脂块中的MBOA含量之和远大于丙、丁琼脂块中的MBOA含量之和,说明光照对玉米胚芽鞘产生MBOA具有促进作用。
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5
促进
甲、乙琼脂块中的MBOA含量大于
丙、丁琼脂块
(2)该实验 (填“能”或“不能”)证明MBOA在胚芽鞘尖端发生了横向运输。
(2)乙琼脂块中的MBOA含量增加,甲琼脂块中MBOA含量高于乙可能是光照引起的,所以不能证明MBOA在胚芽鞘尖端发生了横向运输。
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不能
(3)若要同时证明玉米胚芽鞘的向光性是由于向光侧的生长素向背光侧转移,而不是单侧光照射导致向光侧生长素减少,则测定甲、乙、丙、丁四个琼脂块中的生长素含量,结果应是_________________________
________________________________________________________________________________________________________。
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甲中生长素含量少于乙中生长素含量,丙与丁中生长素含量相同,且甲、乙琼脂块中的生长素含量之和等于丙、丁琼脂块中的生长素含量之和
(3)证明玉米胚芽鞘的向光性是由于向光侧的生长素向背光侧转移,测定四个琼脂块中的生长素含量并进行比较,若甲中生长素含量少于乙中生长素含量,丙与丁中生长素含量相同,且甲、乙琼脂块中的生长素含量之和等于丙、丁琼脂块中的生长素含量之和,则说明胚芽鞘的向光性是由于向光侧的生长素向背光侧转移。
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课时作业 素养达标
[基础巩固练]
1.如图是燕麦胚芽鞘的部分向光性实验,下列相关叙述错误的是( )
A.胚芽鞘①的背光侧比向光侧生长得快
B.胚芽鞘②因无尖端存在,不表现向光性生长
C.胚芽鞘③因受单侧光刺激弯向光源生长
D.单侧光对胚芽鞘④无影响,其仍直立生长
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C
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含尖端的胚芽鞘①能感受单侧光的刺激,生长素在背光侧分布比向光侧多,表现为向光弯曲生长,A正确;胚芽鞘②无尖端,不产生生长素,也不能感受单侧光刺激,故不表现向光性生长,B正确;胚芽鞘③无尖端,不能感受单侧光刺激,但琼脂块中的生长素向下运输,使背光侧的生长素含量多于向光侧,从而造成向光弯曲生长,C错误;锡箔小帽不透光,单侧光对胚芽鞘④无影响,其仍直立生长,D正确。
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2.科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除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.该实验证明尖端产生了生长素
B.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
C.对照组是没有尖端的胚芽鞘,不生长
D.将尖端放在去除尖端胚芽鞘的正上方,也会弯曲生长
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B
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拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响因素在其下部分布不均匀造成的,并没有证明影响因素是生长素,A错误;拜尔的实验未设置专门的对照组,实验中燕麦胚芽鞘尖端分别放置在去除尖端的胚芽鞘的两侧,胚芽鞘会向对侧弯曲生长,C错误;将尖端放在去除尖端胚芽鞘的正上方,生长素分布均匀,胚芽鞘直立生长,D错误。
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3.为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质,用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验时,对照实验的设计思路是( )
A.完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下
B.胚芽鞘尖端和未放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
C.未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
D.胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
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C
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验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质,要把尖端离体进行实验。注意实验的自变量为有无胚芽鞘,故应用未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧,C正确。
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4.如图表示一组与生长素有关的实验,下列说法正确的是( )
A.一段时间后可用图丙的实验检测图甲、乙下端的琼脂块中是否有生长素
B.一段时间后图乙下端的琼脂块中无生长素,原因是生长素被分解了
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C.图丙的结果表明生长素能促进细胞伸长,α的大小与生长素浓度大小成正相关
D.若在向右的单侧光下重新实验,甲会向左弯曲生长,丙会直立生长
答案:A
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若琼脂块中含有生长素,则图丙左侧胚芽鞘将如题图丙右侧所示弯曲生长,若琼脂块中无生长素,则图丙左侧胚芽鞘不生长,所以可以用图丙的实验检测图甲、乙下端的琼脂块中是否有生长素,A正确;一段时间后图乙下端的琼脂块中无生长素,原因是生长素只能从a端运输到b端,即只能从形态学上端运输到形态学下端,B错误;在一定范围内随着生长素浓度增加,α的大小与生长素浓度大小成负相关,C错误;由于感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,甲、丙都无尖端,因此甲、丙胚芽鞘的弯曲方向与光照无关,若在向右的单侧光下重新实验,甲会直立生长,丙会向右弯曲
生长,D错误。
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5.下列与生长素的合成、运输和分布相关的叙述,正确的是( )
A.生长素只能在幼芽、幼叶和发育中的种子中产生
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.生长素在植物体各器官中都有分布
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D
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生长素主要的合成部位是幼芽、幼叶和发育中的种子,这些部位中的色氨酸经过一系列反应可转化成生长素,A、B错误;在成熟组织中,生长素可通过韧皮部进行其他方式的运输,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。
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6.如图所示,a、b、c表示对胚芽鞘做不同处理的实验,d为一植株被纸盒罩住,纸盒的一侧开口,另一侧用单侧光照射。下列对实验结果的描述正确的是( )
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A.b、c胚芽鞘中的生长素均发生了横向运输
B.a直立生长,b向光弯曲生长,c向光弯曲生长
C.若固定d中植株,旋转纸盒,则植株向左弯曲生长
D.若将d中纸盒和植株一起旋转,则植株向小孔弯曲生长
答案:D
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生长素发生横向运输的位置在胚芽鞘尖端,b胚芽鞘中生长素发生了横向运输,而c胚芽鞘无尖端,A错误;a中生长素不能通过玻璃片,a直立生长,b中生长素可以穿过琼脂片,单侧光照会引起生长素分布不均匀使胚芽鞘向光弯曲生长,c中含生长素的琼脂块放在向光侧,因此去除尖端的胚芽鞘背光弯曲生长,B错误;若固定d中植株,旋转纸盒,则植株向右(光源处)弯曲生长,C错误;如果将d中纸盒和植株一起旋转,则只有小孔部位受到单侧光照射,胚芽鞘会弯向小孔生长,D正确。
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7.下列关于生长素的运输叙述,错误的是( )
①在失重状态下,水平放置的枝条体内的生长素不会发生极性运输
②温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输
③在单侧光照射下,生长素由胚芽鞘向光侧向背光侧极性运输
A.①②③ B.①②
C.②③ D.①③
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A
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由分析可知,在失重状态下,水平放置的枝条体内的生长素也会发生极性运输,①错误;温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是物理扩散,②错误;在单侧光照射下,生长素由胚芽鞘向光侧向背光侧运输不是极性运输,③错误。
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8.如图为研究IAA产生部位及运输方向的实验,初始时,琼脂块①~⑥不含IAA,下列对实验结果的表述中正确的是( )
A.琼脂块①②中都有IAA,①>②
B.琼脂块③④中都有IAA,③≈④
C.琼脂块⑤⑥中都有IAA,⑤≈⑥
D.琼脂块③④中含有的IAA分别
与⑤⑥中的相等
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B
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①②琼脂块中都有IAA,由于云母片阻挡IAA的横向运输,所以①②中IAA浓度大致相等,A错误;因为IAA能从形态学上端向形态学下端运输,所以③④琼脂块中都有IAA,又因为胚芽鞘没有尖端不能感受单侧光,所以其中的IAA含量③≈④,B正确;⑤⑥琼脂块中都没有IAA,因为IAA不能从形态学下端向形态学上端运输,C错误;③④琼脂块中含有IAA,而⑤⑥中不含有IAA,所以不相等,D错误。
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[素能培优练]
9.植物的向光性是生长素分布不均匀造成的,分析下列单子叶植物幼苗的生长状态,下列说法正确的是( )
A.幼苗保持直立生长的只有A
B.幼苗向左弯曲生长的只有F、G
C.幼苗向右弯曲生长的只有C、D、I
D.幼苗基本停止生长不弯曲的只有B
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B
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分析题图可知,A没有单侧光的照射,直立生长;B没有尖端,基本停止生长;C左侧生长素浓度较高,向右弯曲生长;D受单侧光照射,向右弯曲生长;E尖端被不透光的锡箔包裹,无法感受单侧光的照射,直立生长;F尖端没有被包裹,能够感受单侧光,向左弯曲生长;G左侧被切除,生长素的运输被阻断,右侧生长素高于左侧,则向左弯曲生长;H尖端插入云母片,生长素无法向下运输,基本停止生长;I右侧插入云母片,阻断了生长素的运输,左侧的生长素浓度高于右侧,则向右弯曲生长;J尖端能够感受单侧光,生长素能够穿过琼脂块,则向右弯曲生长。结合分析可知,幼苗保持直立生长的有A和E,A错误;幼苗向左弯曲生长的只有F、G,因为这两组幼苗的右侧生长素浓度高于左侧,因而右侧生长速度快于左侧,B正确;结合分析可知,幼苗向右弯曲生长的有C、D、I、J,C错误;幼苗不生长不弯曲的有B和H,因为这两组用尖端下部无法接受生长素的刺激,D错误。
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10.实验证实,用三碘苯甲酸(TIBA)处理的烟草幼苗,其叶片表皮毛(叶片表皮的多个细胞纵向排列组成的结构)细胞质膜上的生长素运输蛋白(PIN)较对照组少,且表皮毛长度较对照组短。下列判断不合理的是( )
A.生长素能促进烟草叶片表皮毛的生长
B.TIBA可能是通过减少PIN的分布来抑制生长素的运输
C.生长素在表皮毛基部合成后,可转移至尖端发挥作用
D.生长素在烟草叶片表皮毛的运输可能是主动运输
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C
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根据题意可知,TIBA处理烟草幼苗,使PIN减少,影响生长素分布,使表皮毛长度变短,可推知生长素能促进表皮毛生长,A正确;根据题意可知,TIBA处理烟草幼苗,使PIN减少,影响生长素分布,使表皮毛长度变短,所以TIBA可能是通过减少PIN的分布来抑制生长素的运输,B正确;根据题意不能得出生长素是在表皮毛基部合成后,再转移至尖端发挥作用的,C错误;根据题意可知,生长素在表皮毛的运输需要PIN,据此推测,运输方式可能是主动运输,D正确。
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11.假设如图中两个琼脂块中含有的生长素和两个胚芽鞘尖端所产生的生长素含量相同,则一段时间后对a、b、c、d、e、f、g空白琼脂块中的生长素含量的分析,正确的是( )
A.f>a=b=d=e>g>c
B.f>a>d=e>b=g>c
C.c>a=f>d=e>b=g
D.c>f=d>a=b=g
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A
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图中单侧光不会使琼脂块中的生长素发生横
向运输,但在胚芽鞘中生长素仍可由形态学上
端向形态学下端运输,故a、b琼脂块中生长素
含量相等;生长素在胚芽鞘中只能从形态学上
端运输到形态学下端,而不能反过来运输,故c
琼脂块中不含生长素;胚芽鞘尖端可感受单侧
光刺激,使生长素从向光侧运输到背光侧,但由于云母片的阻断作用,d、e琼脂块中生长素的含量相等,f琼脂块中的生长素含量大于g琼脂块中的生长素含量。综上所述,各琼脂块中生长素含量大小为f>a=b=d=e>g>c。
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12.(多选)如图是三位科学家探究植物生长的实验示意图,据图判断,下列叙述正确的是( )
A.詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响因素可以透过琼脂块传递给下部
B.拜尔的实验可以说明胚芽鞘弯曲生长是不
需要光的
C.温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长确实是
一种化学物质引起的
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D.温特通过实验证明了生长素的化学本质是吲哚乙酸
ABC
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温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的,但并没有证明生长素的化学本质是吲哚乙酸,D错误。
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13.(多选)如图1、2为实验的初始状态,下列关于生长素调节作用的叙述,错误的是( )
A.图1的实验结果是A生长很少也不弯曲、B直立生长
B.图2中的实验结果是放M的胚芽鞘弯向一侧而放N的胚芽鞘不弯曲
C.图2中放M的胚芽鞘比放N的胚芽鞘生长慢
D.图3茎卷须中生长素含量外侧比内侧少
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BCD
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由分析可知,图1中A生长很少也不弯曲,B直立生长,A正确;图2中放M的胚芽鞘和放N的胚芽鞘均直立生长,B错误;图2中放M的胚芽鞘比放N的胚芽鞘生长快,C错误;图3茎卷须外侧生长素比内侧多,D错误。
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14.向光性应答反应是植物有效获取光能的重要方式,不同植物向光机理不同。分析回答下列问题。
(1)金丝雀 草胚芽鞘尖端合成生长素,当胚芽鞘尖端受到单侧光的照射时,尖端背光侧的生长素浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)向光侧,生长素从胚芽鞘尖端通过 (填运输方式)运输到尖端下部,导致尖端下部生长素分布不均,使向光侧细胞生长速度 (填“大于”“小于”或“等于”)背光侧。胚芽鞘向光弯曲生长,说明生长素对金丝雀 草的生长具有 作用。
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大于
主动运输
小于
促进
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(1)植物产生向光性的外因是单侧光照射,内因是生长素分布不均匀,具体过程是当胚芽鞘尖端受到单侧光的照射时,生长素由向光侧向背光侧转移,因此尖端背光侧的生长素浓度大于向光侧,生长素从胚芽鞘尖端通过主动运输到尖端下部,导致尖端下部生长素分布不均,使向光侧细胞生长速度小于背光侧,胚芽鞘向光弯曲生长,说明生长素对金丝雀 草的生长具有促进作用。
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(2)单侧光引起生长素分布不均的解释主要有两种,解释1认为单侧光照导致生长素从向光一侧向背光一侧移动;解释2认为单侧光照破坏了向光侧的生长素。为了探究其原因,科学家做了如图1所示实验,图1中数字代表琼脂块中的生长素含量。根据实验结果可知,单侧光照引起生长素分布不均的解释是 (填“解释1”或“解释2”),判断依据是
________________________________________________________________________。
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解释1
A、B、C、D琼脂块中生长素的总量基本相同,且D中右侧生长素含量高于左侧
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(2)据实验结果可知,A、B、C、D四组琼脂块中生长素的总量分别为22.9、22.8、11.5+11.4=22.9、8.1+14.9=23,相差不大,且D组受单侧光照射后,背光侧生长素的含量大于向光侧,因此推测单侧光引起生长素分布不均的解释是单侧光照导致生长素从向光一侧向背光一侧移动,即解释1。
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(3)研究表明玉米胚芽鞘的向光性不是由生长素分布不均引起的,而是由MBOA(抑制生长的物质)分布不均引起的。某生物实验小组为了验证该结论,设计了如图2所示实验装置,并完成部分实验设计方案。
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①请在图2中完善实验设计方案。
答案:①
②按补充完整的方案进行实验,需要统计实验结果的数据有_________
______________________ _________________。
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甲、乙、
丙、丁中生长素含量和MBOA(抑制生长的物质)含量
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(3)①本实验验证玉米胚芽鞘的向光性不是由生长素分布不均引起的,而是由MBOA(抑制生长的物质)分布不均引起的,自变量为是否具有单侧光,因变量为琼脂块中生长素含量和MBOA(抑制生长的物质)含量,即
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②本实验的因变量是琼脂块中生长素含量和MBOA(抑制生长的物质)含量,因此需要统计甲、乙、丙、丁的生长素含量和MBOA(抑制生长的物质)含量。
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15.生长素的极性运输采取“细胞—细胞壁空间—细胞”的形式,常用化学渗透模型来解释,如图所示。请回答下列问题。
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(1)植物体内生长素通常以IAA-或IAAH的形式运输。在酸性条件下,细胞壁内的生长素以 形式扩散进入细胞质;在透性酶的协助下以 形式和H+协同运输进入细胞质,此种跨膜运输方式为 。由于细胞质呈中性,生长素主要以 形式存在,不容易扩散透过细胞质膜,导致其在细胞质内积累。如果降低细胞壁内的pH可以 (填“促进”或“抑制”)IAA流入细胞。
IAAH
IAA-
主动运输
IAA-
促进
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(1)由题图可知,在酸性条件下,细胞壁内的生长素以IAAH形式扩散进入细胞质;另外还可以在透性酶的协助下以IAA-形式和H+协同运输进入细胞质,此种跨膜运输方式,动力来自顺浓度梯度运输H+时产生的电化学势能(与细胞质相比,细胞壁空间pH低,H+浓度高),方式为主动运输。由于细胞质呈中性,生长素主要以IAA-形式存在,不容易扩散透过细胞质膜,导致其在细胞质内积累。如果降低细胞壁内的pH,则细胞壁和细胞质之间H+浓度差更大,可以促进IAA-和H+协同运输进入细胞质,即促进IAA流入细胞。
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(2)透性酶(内向转运载体)定位于细胞的 端质膜上;外向转运载体定位于细胞的 端质膜上。它们在生长素极性运输中发挥至关重要的作用。
上
下
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(2)根据题意,透性酶(内向转运载体)和外向转运载体在生长素极性运输中发挥至关重要的作用。由生长素的运输方向是从形态学上端向形态学下端可知,透性酶在上端质膜上,有利于IAA进入细胞质,外向转运载体在下端,有利于IAA转运进入下一细胞的细胞质,从而通过固定方向的运输,实现极性运输。
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(3)有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点。为证明上述观点,请利用胚芽鞘、琼脂块和放射性同位素14C标记的IAA为材料,设计一组对照实验(要求:画出示意图)。
若实验结果为________________________________________________,则该观点正确。
答案:示意图
两组实验中受体琼脂块中检测到的放射性含量基本相同
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(3)为了验证“生长素的极性运输与重力无关”的观点,实验自变量是重力,利用胚芽鞘、琼脂块和放射性同位素14C标记的IAA为材料,可设计一组对照实验:一组胚芽鞘形态学上端朝上,且供体琼脂块(含14C标记的IAA的琼脂块)放在胚芽鞘上方,受体琼脂块(空白琼脂块)放在胚芽鞘下方;另一组胚芽鞘形态学下端朝上,且供体琼脂块放在胚芽鞘下方,受体琼脂块放在胚芽鞘上方。示意图见答案。若实验结果为两组实验中受体琼脂块中检测到的放射性含量基本相同,则说明无论受不受重力作用,生长素都能由形态学上端向形态学下端运输,即生长素的极性运输与重力无关。
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