第5章 第1节 第1课时 生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布-【金版教程】2025-2026学年高中生物选择性必修1 稳态与调节创新导学案全书Word（人教版2019 单选版）

生物学 选择性必修1 RJ(单选版) 第1节　植物生长素 第1课时　生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布 1.理解发现生长素的过程和方法。2.解释生长素的合成部位、运输方式和分布。 知识点一　生长素的发现过程 1．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．达尔文的实验 (1)实验材料：金丝雀草胚芽鞘。 (2)实验操作及现象 实验 条件 不做处理 去掉尖端 锡箔罩上尖端 锡箔罩上尖端下的一段 现象 胚芽鞘向光弯曲生长 胚芽鞘不生长不弯曲 胚芽鞘直立生长 胚芽鞘向光弯曲生长 (3)实验分析 ①在a、b对照中，采用减法原理，实验的自变量是胚芽鞘尖端的有无，因变量是胚芽鞘的生长状况。结论：胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关。 ②在a、c、d对照中，采用减法原理，实验的自变量是遮光部位，因变量是胚芽鞘的生长状况。结论：感光部位是尖端，而不是尖端以下的伸长区。 (4)实验结论 胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。 3．鲍森·詹森的实验 (1)实验过程及现象 现象：向光弯曲生长。 (2)实验结论 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 知识拓展 1．从对照实验设计的单一变量原则角度分析鲍森·詹森实验，该实验的不足之处是没有形成单一变量，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论。 2．鲍森·詹森实验如果把琼脂片换成云母片，胚芽鞘不生长不弯曲。 4．拜尔的实验 (1)实验过程及现象 (2)实验分析 ①实验条件：黑暗中。原因：排除受光不均匀对实验结果的影响。 ②变量分析 自变量：尖端放置的位置。 因变量：胚芽鞘弯曲生长方向。 (3)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。 5．温特实验 (1)实验处理及现象 (2)实验分析 ①自变量：琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端。 因变量：切去尖端的胚芽鞘是否弯曲生长。 ②实验组是A，对照组是B。设置B组的目的是排除琼脂块本身的化学物质对胚芽鞘的影响。 ③A与B对照说明造成胚芽鞘弯曲生长的是胚芽鞘尖端产生的某种物质。 (3)实验结论 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。 归纳总结 胚芽鞘的四个重要部位 (1)生长素产生部位：胚芽鞘尖端。 (2)生长素发挥作用部位：尖端下面一段。 (3)感受单侧光刺激的部位：胚芽鞘尖端。 (4)弯曲生长的部位：尖端下面一段。 6．生长素化学本质的确认 (1)1934年，科学家首先从人尿中分离出来与生长素作用相同的化学物质是吲哚乙酸(IAA)。1946年从高等植物中分离出来，并确认它也是IAA。 (2)植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。 7．植物激素 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，叫作植物激素。 归纳总结 植物激素和动物激素的比较 项目 植物激素 动物激素 不同点 产生部位 无专门的分泌器官，由植物体的一定部位产生 由专门的内分泌器官或内分泌细胞分泌 化学本质 一般是小分子物质 氨基酸衍生物、蛋白质、固醇类等 运输方式 多样、复杂 体液运输 作用部位 无明显的靶器官 随血液循环作用于特定的靶器官、靶细胞 相同点 ①由自身产生；②种类多、微量、高效；③调节生物体的新陈代谢、生长发育等生理活动 知识点二　生长素的合成、运输和分布 1．合成 2．运输 (1)极性运输 ①定义：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，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。 ②方式：主动运输。 (2)非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输，生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。 (3)横向运输：发生于幼嫩的芽、叶以及胚芽鞘尖端等产生部位，由单向刺激(如单侧光、重力等)引起的。 3．分布：生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。 4．植物向光性的解释 (1)原因分析 (2)总结 1.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，叫作植物激素。 练习1　(1)植物激素是调节细胞代谢的信息分子。(√) (2)植物体内不同的腺体能够分泌不同的激素。(×) (3)植物激素具有微量、高效的特点，并能运输到作用部位发挥作用。(√) (4)生长素是植物激素，生长激素是动物激素，本质不同。(√) 2.生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，称为极性运输。在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。 练习2　(1)芽、幼叶和发育中的种子能大量产生生长素。(×) (2)植物的茎尖为形态学上端，根尖为形态学下端。(×) (3)太空中，生长素失去极性运输的性质。(×) (4)极性运输不需要能量。(×) (5)生长素横向运输发生在胚芽鞘尖端，产生效应的部位也在尖端。(×) 重难一　植物生长素的发现 生长素的发现——主要思路与方法小结 实验者 主要思路与方法 达尔文父子 去除胚芽鞘顶端，观察去除整个结构的影响 用锡箔小帽套住顶端，以去除单侧光对顶端的影响 鲍森·詹森 在胚芽鞘顶端和顶端以下部位之间插入琼脂片，在单侧光照射下，观察物质的运输是否被阻断 拜尔 黑暗条件下，改变胚芽鞘顶端的位置，相当于人为施加了物质的不均匀分布 温特 放置过胚芽鞘顶端的琼脂块(而不是胚芽鞘本身)可使去顶胚芽鞘弯曲生长，证实化学物质的存在 [例1]　如下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，下列说法正确的是(　　) A．实验一证明生长素的产生依赖光照 B．实验二证明顶端产生的生长素能向下运输 C．实验三证明胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的“影响”分布不均匀 D．实验四证明造成胚芽鞘弯曲生长的“影响”是生长素 解析：图中实验一的自变量为遮光部位，左边胚芽鞘尖端无法感光，直立生长，右边胚芽鞘尖端能感光，向光弯曲生长，该实验证明胚芽鞘感受光刺激的部位是尖端，而不能证明生长素的产生依赖光照，A错误；实验三的自变量为尖端所处的位置，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长，证明胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀，C正确；实验四证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，D错误。 答案：C 技法提升 验证生长素的产生部位在尖端 (1)实验操作 ①实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图甲)。 ②对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘一侧(如图乙)。 (2)实验结果：甲中胚芽鞘向右弯曲生长，乙中胚芽鞘不生长不弯曲。 重难二　胚芽鞘生长、弯曲方向判断 “两看法”判断胚芽鞘的生长情况 [例2]　下图表示用燕麦胚芽鞘进行的系列实验(箭头表示光照方向)，下列叙述错误的是(　　) A．a、b的生长素含量相等，胚芽鞘①将直立生长 B．②将向右侧弯曲生长，③将直立生长 C．④⑥胚芽鞘直立生长，⑤胚芽鞘向光弯曲生长 D．⑦和⑧都会向暗箱开孔处弯曲生长 解析：图①左图中，由于胚芽鞘尖端是匀速旋转的，因此a、b中生长素分布是均匀的，图中的①直立生长，A正确；②胚芽鞘没有尖端，单侧光对其不起作用，放在左侧的含有生长素的琼脂块使其向右弯曲生长，③的尖端被遮盖，单侧光也不起作用，故会直立生长，B正确；④单侧光照射下，云母片阻断了生长素的横向运输，故会直立生长，⑤中的云母片在尖端下的右侧，不会影响横向运输，胚芽鞘会向右弯曲生长，⑥胚芽鞘接受的是竖直方向的光照，不会引起生长素的横向运输，琼脂片不影响生长素的极性运输，故会直立生长，C正确；⑦装置中只有植物旋转，尖端每个位置均匀接受到光照，故直立生长，⑧整个装置都旋转，尖端只能接受小孔方向的光照，故会弯向小孔生长，D错误。 答案：D 重难三　生长素的运输 1．生长素的极性运输 (1)生长素的极性运输是从形态学上端向形态学下端运输。 (2)为了验证生长素在未成熟部位进行极性运输，科研人员利用玉米胚芽鞘做了如下实验(框内点代表生长素)。 截取胚芽鞘尖端一段正立放置时，上端琼脂块中的生长素可以运输到下端的琼脂块中；若将胚芽鞘倒立放置时，下端的琼脂块中检测不到生长素。 (3)研究发现，生长素运输载体仅存在于细胞的某一侧，这种载体分布的极性是生长素进行极性运输的原因。 2．生长素的横向运输 验证生长素的横向运输发生在尖端 (1)实验操作(如图)： (2)实验结果：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。 3．在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。 [例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(　　) 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′组尖端的生长素不能 解析：根据图示两组的处理可以分析出，c的放置方向和d的恰好相反，根据胚芽鞘尖端的生长素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。 答案：D [例4]　关于植物向光性的发生机制，有人提出了“生长素不对称分布假说”，即背光侧的生长素浓度高于向光侧，使背光侧生长快于向光侧。某科研小组为了验证这一假说，以燕麦胚芽鞘的尖端为实验材料，设计了如下图所示的A、B、C、D四种方案，分别用琼脂块收集生长素，然后再测定其含量。请回答下列问题： (1)以胚芽鞘尖端为实验材料的原因是__________________________________。 (2)四种收集生长素的方案中________方案是正确的，做出判断的依据是________________________________________________________________________________________________________________。 (3)如果假说成立，该实验的预期结果是______________________。 (4)如果把B、D两组实验中的云母片换成琼脂片，则两组实验结果________(填“相同”或“不同”)，原因是________________________________________________________________。 答案：(1)胚芽鞘尖端是生长素的主要合成部位 (2)B　尖端没有隔开，可以使生长素向背光侧移动，琼脂块分开，可以使生长素收集后不相互扩散 (3)B中左侧琼脂块生长素含量低于右侧 (4)相同　琼脂片不能隔断生长素的运输和扩散(生长素能通过琼脂片进行运输和扩散) 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ 题点 达尔文实验、温特实验 拜耳实验 生长素功能探究实验 植物激素概念考查 生长素的合成、分布、功能 生长素极性运输探究实验 题号 7 8 9 10 11 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 题点 生长素的运输 植物向光性相关实验 生长素运输及作用 植物向光性曲线分析 生长素的运输 [基础对点] 知识点一　植物生长素的发现 1.下图是生长素发现过程中达尔文实验和温特实验的示意图。下列关于实验的叙述，正确的是(　　) A．图1实验中单侧光强度和时间是无关变量，是否表现出向光性为因变量 B．由图1实验得出的结论是尖端产生的物质向下运输，促进尖端下部生长 C．图2实验的自变量是琼脂块是否与尖端接触，因变量为是否表现出向光性 D．图2实验证明了尖端能产生促进其下部生长的物质，温特将其命名为吲哚乙酸 答案：A 解析：图1为达尔文的实验，单侧光的强度和时间是无关变量，是否表现出向光性为因变量，A正确；图1实验的结论是胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲，B错误；图2为温特的实验，因变量为胚芽鞘是否弯曲生长，C错误；温特将胚芽鞘尖端产生的促进胚芽鞘弯曲生长的物质命名为生长素，后来其他人证明生长素是吲哚乙酸等，D错误。 2．科学家拜尔将燕麦胚芽鞘尖端放在去除尖端的胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘向对侧弯曲生长。下列有关叙述正确的是(　　) A．对照组是没有尖端的胚芽鞘，结果是胚芽鞘不生长 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．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 D．该实验证明了生长素在植物体内进行极性运输 答案：C 解析：拜尔的实验没有设计空白对照组，A错误；拜尔的实验证明了胚芽鞘弯曲生长，是因为尖端产生的某种物质在其下部分布不均匀而造成的，但不能证明该物质是吲哚乙酸，也不能证明该物质的运输方向是极性运输，B、D错误。 3．下列是一组探究生长素的对照实验，有关实验的叙述不正确的是(　　) A．该对照实验证明生长素能促进植物生长 B．该实验不能证明胚芽鞘尖端产生生长素 C．甲和乙对照证明光照不影响生长素的分布 D．该实验不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端 答案：C 解析：甲实验胚芽鞘生长，乙实验胚芽鞘没有生长，该对照实验证明生长素能促进植物生长，A正确；该实验的胚芽鞘均没有尖端，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、D正确；胚芽鞘尖端是产生生长素和感受光刺激的部位，甲和乙对照不能证明光照不影响生长素的分布，C错误。 4．下列关于生长素与生长激素的描述，正确的是(　　) A．都是由内分泌腺分泌的 B．都是蛋白质类的有机物 C．都可直接参与细胞代谢 D．都能促进相关生物的生长 答案：D 知识点二　生长素的合成、运输和分布 5.在植物细胞中，吲哚乙酸主要由色氨酸经一系列酶催化生成。下列相关叙述正确的是(　　) A．吲哚乙酸可在胚芽鞘尖端中大量合成 B．温度会影响吲哚乙酸的合成 C．吲哚乙酸具有催化作用 D．过量的色氨酸可抑制吲哚乙酸的合成 答案：B 解析：吲哚乙酸属于生长素，可在胚芽鞘的尖端合成，但合成量较少，A错误；吲哚乙酸属于生长素，色氨酸经过一系列反应可转变为生长素，此过程离不开酶的催化，温度会影响酶的活性从而会影响吲哚乙酸的合成，过量的色氨酸可促进吲哚乙酸的合成，B正确，D错误；吲哚乙酸具有调节作用，不具有催化作用，C错误。 6．下图为研究生长素(IAA)产生部位及运输方向的实验，初始时，琼脂块①～⑥中不含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 答案：B 解析：①②琼脂块中都有IAA，虽然有单侧光照射，但由于尖端插入的云母片阻止生长素的横向运输，故①≈②，A错误；由于琼脂块不能感受光刺激，故③④琼脂块中都有IAA，③≈④，B正确；由于生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，故⑤⑥琼脂块无生长素，C、D错误。 7．下列关于生长素的相关叙述，正确的是(　　) A．生长素只能从形态学上端运输到形态学下端 B．抑制胚芽鞘的细胞呼吸，生长素的运输速率不受影响 C．在太空中将植物横放，生长素既不能极性运输也不能横向运输 D．植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸、吲哚丁酸等，它们都属于生长素 答案：D 解析：太空是失重环境，植物不会发生因重力引起的生长素的横向运输，但由单侧光引起的横向运输和生长素的极性运输不会受到影响，C错误；植物体内苯乙酸、吲哚丁酸等具有与IAA相同的效应，它们都属于生长素，D正确。 [能力提升] 8．选取某种植物生长状况相同的四组枝条进行如图处理，其中甲、乙、丙切去顶芽，丁保留顶芽。将切下的乙顶芽放回原位置；将切下的丙顶芽放置在琼脂块上，一段时间后将接触过丙顶芽的琼脂块置于丙原顶芽位置。四组枝条均给予相同的单侧光照。下列叙述正确的是(　　) A．甲枝条在单侧光下，向光弯曲生长 B．乙组枝条在单侧光下表现为直立生长 C．丙组枝条在单侧光下背光侧生长素多于向光侧 D．若此实验在黑暗中进行，实验现象不变的是甲和丙 答案：D 解析：甲、丙均无尖端，所以生长素的分布与单侧光刺激无关，因而照光和不照光对其实验结果无影响，D正确。 9．兴趣小组同学切取某禾本科植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按下图所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧(丙图所示)，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)。下列相关分析错误的是(　　) A．α角的形成是由于去顶胚芽鞘切段中生长素分布不均 B．若将甲组置于黑暗中，则琼脂块所引起的α角为0° C．乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角应基本相同 D．图乙中的左、右琼脂块引起的α角小于甲琼脂块引起的α角 答案：B 解析：由丙图可知，将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，导致去顶胚芽鞘切段中生长素分布不均，左侧生长速度快，植物向右弯曲生长，A正确；若将甲组置于黑暗中，则植物仍会合成生长素，琼脂块中含有生长素，所引起的α角大于0°，B错误；由乙图可知，云母片使胚芽鞘中生长素不能横向运输，因此乙组中左、右两侧的琼脂块中生长素含量基本相同，所引起的α角基本相同，C正确；琼脂块甲中的生长素＝琼脂块乙左侧中的生长素＋琼脂块乙右侧中的生长素，因此图乙中的左、右琼脂块引起的α角小于甲琼脂块引起的α角，D正确。 10．如图为燕麦胚芽鞘受到单侧光照射后，甲、乙两侧的生长情况，对照组未经单侧光处理。下列说法正确的是(　　) A．甲为向光侧，IAA含量高于乙侧和对照组 B．IAA先极性运输到尖端下部再横向运输 C．对照组燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲 D．若光照前去除尖端，甲与乙两侧的生长状况基本一致 答案：D 解析：单侧光照射使向光侧生长素向背光侧运输，导致背光侧生长快于向光侧，故甲是背光侧，乙是向光侧，背光侧中生长素含量高于向光侧和对照组，A错误；对照组无单侧光处理，燕麦胚芽鞘左右两侧生长素含量相同，胚芽鞘表现为直立生长，C错误；去除尖端，燕麦胚芽鞘不能产生生长素，则甲、乙两侧状态基本一致，表现为不生长，D正确；生长素的横向运输部位是尖端，B错误。 11．在拟南芥的幼根中，根尖产生的生长素很少，根所需的生长素主要来自地上部分，地上部分产生的生长素通过中柱只能向根尖运输，然后根尖的生长素再通过皮层回流。在幼根的中柱和皮层细胞中，无论生长素以什么方式进入细胞，运出细胞时必须依赖运输载体PIN蛋白，见下图。 (1)图中，生长素在中柱中只能向根尖运输的原因是____________________________________ __________________________。 (2)有研究者曾经认为根的向水性也依赖于细胞膜上的生长素运输载体PIN蛋白。请根据所给实验材料设计实验证明根的向水性与PIN蛋白无关。(只写实验思路和预期结果) 实验材料：培养7 d的正常拟南芥和PIN蛋白缺失突变体拟南芥若干、盛有琼脂培养基的装置(培养基左上侧含水量明显低于右下侧)、遮光罩。 实验思路：______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 预期结果：_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)细胞内的生长素运出细胞时，必须依赖运输载体PIN蛋白，而PIN蛋白只位于细胞的一侧 (2)将已培养7 d的等量正常拟南芥和PIN蛋白缺失突变体拟南芥分别移栽到两个盛有琼脂培养基的装置中，用遮光罩遮住根部，培养一段时间，每天观察、记录根的生长和弯曲情况　正常拟南芥与PIN蛋白缺失突变体拟南芥的根都表现为向含水量高的右下侧弯曲 解析：(1)生长素在中柱中只能向根尖运输，是因为生长素运出细胞时必须通过PIN蛋白，由题图可知，PIN蛋白只分布在细胞的一侧。 (2)要证明根的向水性与PIN蛋白无关，则正常拟南芥和PIN蛋白缺失突变体拟南芥在生长的过程中都会表现出向水性，也就是说向水性与PIN蛋白无关，据此设计实验。 7 学科网（北京）股份有限公司 $$