第4章 第1节 第1课时 植物生长素的发现、合成、分布与运输（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中生物选择性必修第一册（苏教版）

第一节　植物生长素 第1课时　植物生长素的发现、合成、分布与运输 [学习目标] [素养要求] 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。 1.科学思维：评价实验设计和结论，训练逻辑思维的严密性。 2.科学探究：通过体验生长素的发现过程，掌握生长素相关的实验设计思路和方法。 知识点一　植物生长素的发现过程 1．达尔文的实验 (1)发现问题 植物在单侧光照射下有向光弯曲生长的现象。 (2)实验设计与实验结果(用单侧光分别照射A、B、C、D组的胚芽鞘) (3)结论 ①胚芽鞘的尖端不仅具有感光作用，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； ②在单侧光的照射下导致下部的伸长区背光一侧比向光一侧生长快，结果胚芽鞘弯向光源生长。 2．詹森的实验 (1)实验设计与实验结果 (2)实验结论 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，而云母片不能。 3．拜尔的实验 4．温特的实验 (1)实验设计与实验结果 (2)实验结论 胚芽鞘尖端确实产生了某种促进生长的活性物质，这种物质能从尖端向下运输，并且它的分布受到单侧光的影响。 (3)温特将这种促进植物生长的物质命名为生长素。 5．植物向光性的解释 (1)外因 单侧光照射。 (2)内因 生长素在背光一侧含量多于向光一侧。 (3)结果 背光一侧细胞生长快于向光一侧，从而形成植物向光弯曲生长的现象。 6．生长素化学本质的发现 (1)1934年，科学家从玉米油等材料中也分离出这种生长素。 (2)1946年人们才从高等植物中分离出这种物质，并确认其是吲哚乙酸(IAA)。 [微思考] 关于植物向光性生长的原因，还有其他解释吗？ 提示：某些学者认为，植物向光性生长，是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。 (1)达尔文通过实验推测胚芽鞘尖端在单侧光照下能产生某种影响因素传递到尖端下方。(√) (2)达尔文发现胚芽鞘向光弯曲是由于促进生长的某种影响因素分布不均。(×) 提示：达尔文通过实验证明胚芽鞘弯向光源生长是因为在单侧光的照射下导致下部的伸长区背光一侧比向光一侧生长快。 (3)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸。(×) 提示：温特没有鉴定出生长素的化学本质。 (4)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧。(×) 提示：单侧光照射下，背光侧生长素浓度高于向光侧。 知识点二　植物生长素的合成、分布与运输 1．生长素的合成与分布 2．生长素的运输 (1)极性运输 ①运输方向：由形态学上端运输到形态学下端。 ②运输方式：主动运输。 (2)非极性运输：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。 [微思考] 茎尖、胚芽鞘的尖端属于植物体形态学上端，根的形态学上端在哪里呢？ 提示：根尖。 (1)生长素是由色氨酸为原料合成的一种蛋白质类激素。(×) 提示：生长素的化学本质是吲哚乙酸。 (2)生长素由形态学上端运往形态学下端需要消耗能量。(√) (3)生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”。(√) 探究点一　回顾植物向光生长的研究历程 [思考探讨] 1．阅读教材P106达尔文父子的实验，思考并回答下列问题： 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 提示：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 2．达尔文的推测中遗留了三个问题，分别是：a.胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生了某种影响因素，这种影响因素是什么？b.这种影响因素能否向下传递？c.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： (1)詹森的实验证明了什么？ 提示：詹森的实验证明了胚芽鞘尖端产生的某种影响因素可以透过琼脂块传递给下部。 (2)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因素的产生是否需要光照？ 提示：本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。不需要光照。 (3)拜尔实验的贡献是什么？ 提示：证明了胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀。初步证明了这种影响因素可能是一种化学物质。 (4)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。 [核心归纳] 植物向光性产生的原因分析 (1)过程图解 (2) [迁移运用] 1．在对植物向光性的研究过程中，丹麦的Jensen已知幼苗的向光性由于尖端能产生某种未知物，受单侧光影响改变其移动的方向而引起。他进一步的研究是：用云母片插入幼苗尖端背光一侧的尖端与下部之间，结果向光性消失，而插在向光一侧，向光性仍存在。Jensen的研究使向光性研究有了以下哪一方面的进展(　　) A．未知物在背光一侧不发挥作用 B．未知物在向光一侧不发挥作用 C．未知物是生长促进剂而不是抑制物 D．未知物在尖端产生在下部发挥作用 解析　C　未知物在背光一侧和向光一侧都能发挥作用，只是结果不一样，向光侧的生长慢，A、B错误；根据题意分析，未知物是生长促进剂而不是抑制物，C正确；未知物在尖端产生在下部发挥作用是已知的结论，不是该实验的结果，D错误。 2．(多选)关于植物向光性的原因有三种解释：①向光侧的生长素向背光侧运输；②向光侧的生长素被分解；③抑制生长的物质在向光侧与背光侧分布不均匀。为探究上述解释的合理性，某兴趣小组把相同的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上(如图所示)，一段时间后，测得琼脂块内的生长素含量分别为a、b、c、d。已知生长素的合成与光照无关，下列叙述错误的是(　　) A．若①正确，则c>d>a＝b B．若②正确，则c＝a＝b>d C．若③正确，则c>d＝a＝b D．若a＋b＝c＋d，则仅③正确 解析　ACD　若①正确，即向光性产生的原因是由于在单侧光刺激下，向光侧的生长素向背光侧运输，进而导致背光侧生长素含量高，进而促进生长快，则此时图示中生长素含量关系为c>a＝b>d，A错误；若②正确，即向光性产生的原因是向光侧的生长素被分解，因而向光侧的生长素含量低于背光侧，进而表现为背光侧生长快，则c＝a＝b>d，B正确；若③正确，即抑制生长的物质在向光侧分布较多，而背光侧分布较少，因而表现为向光弯曲，则c＝d＝a＝b，C错误；若a＋b＝c＋d，则说明光下生长素没有被分解，则①③正确，D错误。 探究点二　不同处理条件下植物向性运动的结果分析 [思考探讨] 以下是关于胚芽鞘的A、B、C、D、E五组实验，请据图思考下列问题： (1)A组中的胚芽鞘如何生长？能得出什么结论？ 提示：①直立生长，②向光弯曲生长；说明胚芽鞘的尖端是感光部位。 (2)B组中的胚芽鞘如何生长？能得出什么结论？ 提示：①直立生长，②向光(小孔)弯曲生长；说明向光性的产生需要单侧光照射。 (3)C组中的胚芽鞘①②③如何生长？④向光弯曲生长说明了什么？ 提示：①向右弯曲生长，②直立生长，③向光弯曲生长，④向光弯曲生长说明生长素能透过琼脂块。 (4)D组中的胚芽鞘①②如何生长？a、b、c琼脂块中的生长素含量是什么关系？ 提示：①直立生长，②向左弯曲生长；生长素的浓度大小关系为：a>b>c。 (5)E组中的胚芽鞘如何生长？ 提示：①直立生长，②向光弯曲生长，③向小孔弯曲生长。 [核心归纳] 1．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)单侧光照射时生长素横向运输的部位——胚芽鞘尖端。 (6)引起生长素分布不均匀的外界因素：单侧光、重力、离心力等。 2．不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲状况分析 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 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 移植类 ①直立生长 ②向左弯曲生长 ③、④中IAA的 含量：a＝b＋c，b>c ⑤向右弯曲生长 旋转类 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 ④向轴心生长 [迁移运用] 3．胚芽鞘产生生长素的部位、感受单侧光的部位和弯曲生长的部位分别是(　　) A．尖端、尖端、尖端 B．尖端、尖端、尖端下部 C．尖端、尖端下部、尖端下部 D．尖端、尖端下部、尖端 答案　B 4．以下是关于胚芽鞘的甲、乙、丙三组实验，请据图判断分析，下列叙述正确的是(　　) A．甲组中胚芽鞘生长情况是②直立生长，①③④向光弯曲生长 B．乙组中胚芽鞘生长情况是①直立生长，②向右弯曲生长 C．乙组中a、b、c琼脂块中生长素含量的大小关系为b＞a＞c D．丙组中胚芽鞘生长情况是①②直立生长，③向光弯曲生长 解析　A　①中云母片导致右侧生长素不能向下运输，因此胚芽鞘左侧生长素含量多于右侧，胚芽鞘向右侧光源弯曲生长；由于甲组中②用云母片阻隔，导致生长素不能由向光侧运往背光侧，胚芽鞘两侧生长素分布均匀，因此胚芽鞘直立生长；③中云母片不影响生长素在尖端的运输，因此在单侧光下胚芽鞘左侧生长素含量多于右侧，胚芽鞘向右侧光源弯曲生长；④中琼脂块不影响生长素运输，在单侧光照射下，生长素进行横向运输，右侧生长素分布多于左侧，因此胚芽鞘向左侧光源弯曲生长，A正确。乙组中①含有生长素的琼脂块放在了胚芽鞘的中间，生长素分布均匀，表现为直立生长，②含有生长素的琼脂块放在了胚芽鞘的右侧，生长素分布不均匀，表现为向左弯曲生长，B错误。乙组中a收集的是整个尖端产生的生长素，b、c收集的是尖端产生生长素的一部分，由于在单侧光下，生长素进行横向运输，因此b收集的生长素大于c收集的生长素，故a、b、c琼脂块中生长素含量的大小关系为a＞b＞c，C错误。丙组中①是盆转，因此胚芽鞘尖端的不同部位均匀受光，胚芽鞘表现为直立生长，②是盒转，胚芽鞘尖端的不同部位受光不均匀，只有朝向光源的一侧能接受到单侧光，因此胚芽鞘表现为向光弯曲生长，③是盒和盆都转，则只有小孔朝向光源时，胚芽鞘朝向光源的一侧才能接受到光，因此胚芽鞘表现为朝小孔弯曲生长，D错误。 [方法点拨]　判断植物“长不长”“弯不弯”的技巧 探究点三　生长素极性运输的实验证据 [思考探讨] 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： (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。实验设计如图所示。 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)②属于极性运输，①属于横向运输。(填序号) (2)单侧光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。 [核心归纳] 1．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： 2．植物向光性生长的机理 [迁移运用] 5．下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述，不正确的是(　　) A．生长素主要在幼嫩的芽、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 解析　C　生长素在韧皮部也可以进行非极性运输，故C错误。 6．(2024·江苏南通月考)为了验证生长素的运输方向，生物兴趣小组的同学用玉米胚芽鞘、琼脂块和14C­IAA进行了如图所示实验。相关叙述正确的是(　　) A．实验前应充分浸泡胚芽鞘片段，排除内源性激素对结果的干扰 B．单侧光照射下，①中受体块左右两侧14C­IAA的含量差异显著 C．①②对照，证明生长素在胚芽鞘中的运输不受重力作用的影响 D．①③对照，证明生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端 解析　D　本实验运用同位素标记法标记IAA，不需要排除内源性激素干扰，A错误；图中①不含有胚芽鞘尖端，生长素的分布不受单侧光照射影响，①中受体块左右两侧14C­IAA的含量差异不显著，B错误；①②的自变量是供体块放置的位置，②中受体块不会出现14C；②③的实验结果可证明生长素在胚芽鞘中的运输不受重力作用的影响，C错误；①③的自变量为形态学上下端的位置，两者对照，可证明生长素在胚芽鞘中进行极性运输，即生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端，D正确。 [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．下列关于生长素发现过程的叙述，错误的是(　　) A．达尔文提出单侧光使胚芽鞘尖端产生生长素，造成背光侧生长快引起向光弯曲 B．詹森通过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到下部 C．拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的影响因素在其下部分布不均匀造成的 D．温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的影响因素是一种化学物质，并将其命名为生长素 解析　A　达尔文通过实验提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传送某种“影响因素”，造成伸长区背光侧比向光侧生长快，因而使胚芽鞘向光弯曲生长，A错误。 2.1926年，温特做了以下实验：把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，将琼脂切成小块。再将处理过的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝放置琼脂块的对侧弯曲生长(如图)。该实验结果不能直接证明(　　) A．胚芽鞘尖端能产生影响生长的物质 B．影响生长的物质自尖端向下运输 C．该物质能促进胚芽鞘的生长 D．单侧光刺激使该物质在胚芽鞘内不均匀分布 解析　D　该实验的结果是胚芽鞘朝放置琼脂块的对侧弯曲生长，说明胚芽鞘的尖端能产生影响生长的物质，该物质能促进胚芽鞘的生长，且由尖端向下运输，A、B、C不符合题意；由实验过程可知，这种影响生长的物质来自胚芽鞘尖端，但本实验中并未提及单侧光，D符合题意。 3．(2025·江苏南京期中)下列关于植物生长素发现过程的叙述，正确的是(　　) A．达尔文发现切去尖端的胚芽鞘生长很少，是因为缺乏单侧光的刺激 B．詹森通过实验确定这种“影响”是化学物质，并命名为生长素 C．拜尔的实验表明这种“影响”在胚芽鞘尖端下部不均匀分布使其弯曲生长 D．温特的实验证实胚芽鞘尖端产生的吲哚乙酸能透过琼脂片传递给下部 解析　C　达尔文发现切去尖端的胚芽鞘生长很少，不是因为缺乏单侧光的刺激，而是缺少尖端，对尖端下面的伸长区“影响”小，A错误；温特通过实验确定这种“影响”是化学物质，并命名为生长素，B错误；拜尔的实验表明尖端产生的“影响”在胚芽鞘尖端下部不均匀分布使其弯曲生长，C正确；温特的实验证实胚芽鞘尖端产生的化学物质能透过琼脂片传递给下部，D错误。 4.如图是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射的情况，下列叙述错误的是(　　) A．生长素由②向①运输 B．生长素由①向③运输 C．生长素由④向③运输 D．③处生长比④处快 解析　C　生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端，即由②向①，而尖端下部不会发生横向运输。 5．(多选)假设下图中两个含生长素(IAA)的琼脂块和两个胚芽鞘尖端所产生的生长素含量相同，则下列分析正确的是(　　) A．①②两组实验能证明生长素具有极性运输的特点 B．③④两组实验能证明生长素具有横向运输的特点 C．琼脂块a、b、c、d、e、f、g中的生长素含量关系：c＞a＝f＞d＝e＞b＝g D．琼脂块a、b、c、d、e、f、g中的生长素含量关系：f＞a＝b＝d＝e＞g＞c 解析　ABD　根据题意和图示分析可知：由于含生长素(IAA)的琼脂块不感光，又正中央插入生长素不能透过的云母片，生长素无法横向运输，所以a、b中生长素量相等；由于生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，所以c中没有生长素，因此①②两组实验能证明生长素具有极性运输的特点，A正确。胚芽鞘的尖端部位感受单侧光的刺激，单侧光能引起生长素的横向运输，横向运输发生在尖端，因此，在感受单侧光刺激的情况下，尖端生长素横向运输，再向下极性运输，导致胚芽鞘下的琼脂块生长素分布不均匀，f多，g少；但如果正中央插入生长素不能透过的云母片，生长素无法横向运输，所以d、e中生长素量相等，因此如果检测到f＞d＝e＞g，则③④两组实验能证明生长素具有横向运输的特点，B正确。根据以上分析可知，一段时间后a、b、c、d、e、f、g七个空白琼脂块中所含生长素量关系是f＞a＝b＝d＝e＞g＞c，C错误，D正确。 [易错提醒] (1)胚芽鞘尖端、根尖、芽尖、茎尖等部位均具有感光能力，琼脂块不具有感光能力。 (2)生长素在植物体内可通过横向运输、极性运输和非极性运输的方式运输，在琼脂块中只能以扩散的方式转运。 学科网（北京）股份有限公司 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