4.1植物生长素导学案-2024-2025学年高二上学期生物苏教版选择性必修1

4.1 植物生长素 学习目标 1.清晰阐述植物生长素的发现历程，理解科学实验在生长素发现过程中的重要作用，掌握各关键实验的设计思路、现象及结论。 2.熟练掌握生长素的运输方式（极性运输、非极性运输和横向运输）及其特点，准确说明生长素的生理功能，包括作用的两重性，并能结合实例进行分析。 3.能够运用生长素的相关知识解释植物生长发育过程中的向光性、顶端优势等现象，培养理论联系实际的能力，提升科学思维和探究能力。 教学重难点 重点：植物生长素的发现过程及相关实验分析。 生长素的运输方式和生理功能。 难点：理解生长素作用的两重性；区分生长素不同运输方式的特点及发生条件；分析生长素发现过程中各实验的变量和结论 。 预习新知 知识点一：科学家不断探索发现植物生长素 1.达尔文的实验 实验过程：达尔文选用金丝雀虉草的胚芽鞘进行实验。①单侧光照射胚芽鞘，胚芽鞘______生长；②切除胚芽鞘的尖端，胚芽鞘既不生长也不弯曲；③用锡箔小帽罩住胚芽鞘的尖端，胚芽鞘______生长；④用锡箔纸套在胚芽鞘尖端下面一段，单侧光照射，胚芽鞘______生长。 实验结论：胚芽鞘的尖端受______刺激后，就向下面的伸长区传递某种 “影响”，造成伸长区______面比______面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。 2.鲍森・詹森的实验 实验过程：将琼脂片插入胚芽鞘尖端与下部之间，给予单侧光照射，胚芽鞘______生长；将云母片插入胚芽鞘尖端与下部之间，给予单侧光照射，胚芽鞘______生长。 实验结论：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过______传递给下部。 3.拜尔的实验 实验过程：切取胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向______的对侧弯曲生长。 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______造成的。 4.温特的实验 实验过程：①把燕麦胚芽鞘尖端切下，放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，并将这块琼脂切成小块，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。②将______的琼脂块，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果胚芽鞘______。 实验结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，温特把这种物质命名为______。 5.生长素的化学本质：生长素的化学本质是______，它是由色氨酸经过一系列反应转变而成。 知识点二：生长素的运输和生理功能 1.生长素的运输 极性运输：生长素只能从形态学______端运输到形态学______端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是细胞的______运输，需要消耗能量，需要______的协助。 非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过______进行非极性运输。 横向运输：在单侧光或重力等因素的影响下，生长素在______部位会发生横向运输。例如，在单侧光照射下，胚芽鞘尖端的生长素从向光一侧运输到背光一侧；在重力作用下，根近地侧的生长素浓度______远地侧。 2.生长素的生理功能 生长素的作用表现出______性。既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。 一般情况下，生长素在浓度较低时______生长，在浓度过高时______生长，甚至杀死植物。幼嫩的细胞对生长素敏感，老细胞则比较迟钝；不同器官对生长素的敏感程度不同，根＞芽＞茎。 实例分析 顶端优势：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出______。去除______后，侧芽附近的生长素来源暂时受阻，浓度降低，于是顶端优势被解除，侧芽萌动、加快生长。 根的向地性：将植物横放时，在重力的作用下，根近地侧生长素浓度高，抑制生长，远地侧生长素浓度低，促进生长，所以根表现出______生长。 知识点一答案 1.向光弯曲；直立；向光弯曲；单侧光；背光；向光 2.向光弯曲；不弯曲；琼脂片 3.放置尖端；分布不均匀 4.未接触过胚芽鞘尖端；不弯曲；生长素 5.吲哚乙酸 知识点二答案 1.上；下；主动；载体蛋白；韧皮部；尖端；高于 2.两重；促进；抑制；顶端优势；顶芽；向地 易错提示 1.生长素发现实验误解：混淆各实验的结论，如误认为达尔文实验直接证明了生长素的存在；不理解鲍森・詹森实验中琼脂片和云母片的作用差异对实验结果的影响 。 2.生长素运输方式混淆：不清楚极性运输、非极性运输和横向运输的区别，错误认为横向运输也是主动运输；忽略极性运输的方向性与形态学上下端的关系 。 3.生长素生理功能错判：对生长素作用两重性理解不透彻，认为只要是高浓度生长素就一定抑制生长，忽视不同器官对生长素敏感程度的差异；解释顶端优势和根向地性时，不能准确分析生长素浓度与生长情况的关系 。 深化探究 问题 1：在生长素的发现过程中，各科学家的实验是如何逐步揭示生长素相关特性的？ 参考答案：达尔文的实验通过对照，发现胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，会向伸长区传递某种 “影响”，导致向光弯曲，初步确定了尖端与向光性的关联以及 “影响” 的传递 。鲍森・詹森的实验利用琼脂片和云母片，证明了胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部，进一步明确了 “影响” 的可传递性 。拜尔的实验在黑暗条件下，将尖端移至一侧，证明了胚芽鞘弯曲生长是因为尖端产生的影响在下部分布不均匀 。温特的实验通过琼脂块收集尖端物质，并与空白琼脂块对照，证明了胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起，并将其命名为生长素 。这些实验层层递进，从发现现象到确定化学本质，逐步揭示了生长素与植物生长弯曲的关系 。 问题 2：生长素的极性运输和横向运输有什么区别和联系？ 参考答案：区别：极性运输是生长素只能从形态学上端运输到形态学下端的单方向运输，是细胞的主动运输，需要载体蛋白和能量，不受外界因素影响，主要发生在幼嫩的部位，保证了生长素在植物体内的定向分布 。横向运输是在单侧光、重力等外界因素影响下，生长素在尖端等部位发生的水平方向的运输，不需要载体蛋白的协助，运输方向取决于外界刺激的方向 。 联系：二者共同参与生长素在植物体内的分布调节 。极性运输使生长素在植物体内有基本的运输方向和分布基础，横向运输则根据外界环境因素对生长素的分布进行调整，如单侧光下胚芽鞘尖端生长素的横向运输，改变了生长素的分布，再通过极性运输将调整后的生长素运输到下部，从而使植物表现出向光性 。二者相互配合，维持植物正常的生长发育 。 问题 3：如何理解生长素作用的两重性？请结合实例说明。 参考答案：生长素作用的两重性是指低浓度促进生长，高浓度抑制生长 。以顶端优势为例，顶芽产生的生长素向下运输，侧芽处生长素浓度较高，由于侧芽对生长素敏感，高浓度的生长素抑制了侧芽的生长，而顶芽处生长素浓度相对较低，促进顶芽生长，从而表现出顶端优势 。在根的向地性中，植物横放时，根近地侧生长素浓度高，抑制生长，远地侧生长素浓度低，促进生长，使得根向地生长 。这两个实例都体现了生长素在不同浓度下，对不同器官生长产生促进或抑制的效果，说明了生长素作用具有两重性 。同时，不同器官对生长素的敏感程度不同（根＞芽＞茎），也决定了在相同生长素浓度下，对不同器官的作用效果不同，进一步体现了两重性 。 巩固训练 1.下列有关生长素发现过程的叙述，错误的是（ ） A. 达尔文的实验证明了胚芽鞘的向光性与尖端有关 B. 鲍森・詹森的实验证明了尖端产生的影响能透过琼脂片 C. 拜尔的实验证明了尖端产生的影响在其下部不均匀分布造成胚芽鞘弯曲生长 D. 温特的实验证明了生长素的化学本质是吲哚乙酸 2.在植物体内，生长素的运输方式不包括（ ） A. 极性运输 B. 非极性运输 C. 主动运输 D. 自由扩散 3.生长素极性运输的方向是（ ） A. 从形态学下端到形态学上端 B. 从形态学上端到形态学下端 C. 双向运输 D. 不受限制 4.下列关于生长素生理功能的叙述，正确的是（ ） A. 生长素只能促进生长 B. 生长素在浓度过高时会促进生长 C. 不同器官对生长素的敏感程度相同 D. 生长素既能促进发芽，也能抑制发芽 5.植物表现出顶端优势的原因是（ ） A. 顶芽生长素浓度低，促进生长；侧芽生长素浓度高，抑制生长 B. 顶芽生长素浓度高，促进生长；侧芽生长素浓度低，抑制生长 C. 顶芽和侧芽生长素浓度都高，抑制生长 D. 顶芽和侧芽生长素浓度都低，促进生长 6.将植物横放，根向地生长，茎背地生长，这一现象与下列哪项无关？（ ） A. 重力作用使生长素分布不均匀 B. 根、茎对生长素的敏感程度不同 C. 生长素作用的两重性 D. 植物的向光性 7.为验证胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部，应选用下列哪组实验装置进行对照？（ ） A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 8.下列措施中，与生长素两重性无关的是（ ） A. 果树整枝修剪 B. 棉花打顶 C. 用生长素类似物培育无子番茄 D. 根的向地生长 9.用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行如图所示的实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是（ ） A. ②⑤⑦ B. ①②③⑤⑧ C. ①③④⑥⑦ D. ②⑤⑧ 10.如图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度依次分别为（ ） A. a 和 b B. b 和 a C. b 和 c D. c 和 b 参考答案 1.答案：D 解析：温特的实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起，并将其命名为生长素，但并没有证明生长素的化学本质是吲哚乙酸，D 错误；达尔文的实验通过对照，证明了胚芽鞘的向光性与尖端有关，A 正确；鲍森・詹森的实验利用琼脂片和云母片，证明了尖端产生的影响能透过琼脂片，B 正确；拜尔的实验证明了尖端产生的影响在其下部不均匀分布造成胚芽鞘弯曲生长，C 正确。 2.答案：D 解析：在植物体内，生长素的运输方式包括极性运输（属于主动运输）、非极性运输和横向运输，不包括自由扩散，D 符合题意，A、B、C 不符合题意。 3.答案：B 解析：生长素极性运输的方向是从形态学上端到形态学下端，B 正确，A、C、D 错误。 4.答案：D 解析：生长素的作用表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果，A 错误，D 正确；生长素在浓度过高时抑制生长，B 错误；不同器官对生长素的敏感程度不同，根＞芽＞茎，C 错误。 5.答案：A 解析：植物表现出顶端优势的原因是顶芽生长素浓度低，促进生长；侧芽由于距离顶芽近，顶芽产生的生长素运输到侧芽，使侧芽生长素浓度高，抑制生长，A 正确，B、C、D 错误。 6.答案：D 解析：将植物横放，根向地生长，茎背地生长，是因为重力作用使生长素分布不均匀，根、茎对生长素的敏感程度不同，以及生长素作用的两重性导致的，A、B、C 不符合题意；该现象与植物的向光性无关，D 符合题意。 7.答案：A 解析：①②两组实验的自变量是胚芽鞘尖端与下部之间是否插入琼脂片，①中插入琼脂片，给予单侧光照射，胚芽鞘向光弯曲生长，②中不插入琼脂片，给予单侧光照射，胚芽鞘不弯曲生长，二者对照可验证胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部，A 正确；②③、③④、①④的自变量设置均不能验证该结论，B、C、D 错误。 8.答案：C 解析：果树整枝修剪、棉花打顶都是去除顶芽，降低侧芽处生长素浓度，促进侧芽生长，利用了生长素作用的两重性，A、B 不符合题意；用生长素类似物培育无子番茄是利用生长素能促进果实发育的原理，没有体现生长素作用的两重性，C 符合题意；根的向地生长是由于根近地侧生长素浓度高抑制生长，远地侧生长素浓度低促进生长，体现了生长素作用的两重性，D 不符合题意。 9.答案：D 解析：①中由于匀速旋转，胚芽鞘尖端受光均匀，生长素分布均匀，所以直立生长；②中左侧生长素浓度高，生长快，故向右弯曲生长；③中没有尖端，不能感受单侧光刺激，琼脂块中的生长素均匀向下运输，所以直立生长；④中没有尖端，不能产生生长素，不生长也不弯曲；⑤中右侧生长素浓度高，生长快，向左弯曲生长；⑥中匀速旋转，幼苗受光均匀，直立生长；⑦中只有暗室内的幼苗旋转，单侧光不影响生长素的分布，直立生长；⑧中整体旋转，相当于受来自小孔的单侧光照，所以弯向小孔生长。综上，会引起弯曲现象的是②⑤⑧，D 正确，A、B、C 错误。 10.答案：C 解析：当植物表现出顶端优势时，顶芽生长素浓度相对较低，促进生长，对应 b 点；最靠近顶芽的侧芽生长素浓度较高，抑制生长，对应 c 点，C 正确，A、B、D 错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$