5.1 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-【正禾一本通】2025-2026学年高二生物选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（不定项）

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 [学习目标]　1.了解科学家经过不断的探索，发现了植物生长素的过程。　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。 任务一　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、现象及结论 实验图示、现象 分析 结论 ①为对照组，②为实验组，①②对照，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关 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 ③④与①对照，说明胚芽鞘的感光部位在胚芽鞘尖端，而向光弯曲部位(生长部位)是尖端下面的一段 2.鲍森·詹森和拜尔的实验 实验者 实验图示及现象 结论 鲍森·詹森　 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→弯向光源生长 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部 拜尔 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 说明 初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长 3.温特的实验 实验图示及现象 分析 结论 实验组：① 处理：把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧。 现象：胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。 对照组：② 处理：把未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧。 现象：胚芽鞘既不生长也不弯曲。 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特把其命名为生长素 学生用书⬇第132页 4.植物向光性的解释 5.植物激素 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。 1.1934年，科学家从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸。吲哚乙酸是有机小分子，元素组成包括C、H、O、N。 2.植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。 【自我诊断】 1.胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素。 (×) 2.温特实验证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是IAA引起的。 (×) 3.胚芽鞘的感光部位和生长弯曲部位分别是尖端和尖端以下部分。 (√) 4.植物体内具有与IAA相同效应的物质还有PAA和IBA等，它们都属于生长素。 (√) 5.植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。 (√) [活动1]　分析生长素的发现过程 材料1：阅读教材P91～P92生长素的发现过程，思考下列问题。 (1)达尔文实验中分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么？ 提示：分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是哪一部分在起作用。 (2)达尔文实验是否解释出植物产生向光弯曲生长的原因？ 提示：没有。达尔文只是指出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，能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，进而出现向光性弯曲生长。 (3)从对照实验设计单一变量原则考虑，鲍森·詹森实验的不足之处是什么？应如何改进？ 提示：不足：实验并没有充分证明胚芽鞘尖端产生的“影响”要传递到下部才能发挥作用。改进：设置对照组，将琼脂片换成不透水的云母片或玻璃片，其他均相同。 (4)拜尔实验为什么在黑暗中进行？通过该实验分析某种影响的产生是否需要光照？ 提示：排除光照可能对实验结果造成干扰。不需要。 (5)温特实验巧妙在哪里？ 提示：用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明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。 (6)依据下图思考生长素促进生长的原理是什么？ 提示：生长素促进细胞的纵向伸长，从而使细胞体积变大，不是促进细胞数目的增多。如题图中背光侧之所以长得快，就是因为其背光侧细胞比向光侧细胞“伸长”得多。 材料2：阅读教材P92下面两段，尝试回答下列问题。 (1)植物激素与动物激素有哪些相似之处？ 提示：需要从产生部位运输到作用部位、与细胞膜或细胞内受体特异性结合发挥调节作用、微量高效、本质为有机物等。 (2)植物激素与动物激素有哪些明显的区别？ 提示：动物激素有特定的内分泌腺或细胞，植物激素无特定的分泌器官；动物激素作用于特定的靶器官、靶细胞，植物激素无特定靶器官、靶细胞；动物激素随体液运输，植物激素运输方式多样、复杂等。 【归纳总结】 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。 学生用书⬇第133页 (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。 2.不同处理条件下植物向光性运动的结果分析 图解条件 相关结果 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ①直立生长 ②向光(小孔)弯曲生长 ①向右侧弯曲生长 ②直立生长 ③向光弯曲生长 ④向光弯曲生长 ①直立生长 ②向左侧弯曲生长 ③④中IAA的含量a＝b＋c，b＞c 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 针对练1.(2024·盐城高二期中)如图表示生长素发现过程中的部分关键实验，下列分析错误的是(　　) A.达尔文实验的自变量是遮光部位 B.若将实验③中的琼脂块换成云母片，实验现象不变 C.温特的实验证明了尖端产生促进生长的某种物质，并将其命名为生长素 D.拜尔的实验需在黑暗下完成，排除光照对生长素分布的影响 答案：B 解析：图中达尔文实验的自变量是遮光部位：胚芽鞘尖端、尖端下面的一段，A正确；生长素能透过琼脂块但是不能透过云母片，若将实验③中的琼脂块换成云母片，生长素无法到达胚芽鞘尖端下面的伸长区，无法生长，实验现象会改变，B错误；温特实验证明胚芽鞘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，C正确；光照不均会影响生长素的分布，拜尔的实验需在黑暗下完成，排除光照对生长素分布的影响，D正确。 针对练2.如图为对燕麦胚芽鞘做不同处理的实验，下列叙述错误的是(　　) A.图c中生长素在胚芽鞘尖端以下不均匀分布，向左弯曲生长 B.图b中胚芽鞘尖端的生长素可以向下运输，胚芽鞘向左弯曲生长 C.图a中胚芽鞘尖端的生长素无法向下运输，胚芽鞘不生长也不弯曲 D.图d中生长素在胚芽鞘尖端以下均匀分布，直立生长 答案：A 解析：图c中的胚芽鞘没有尖端，不能感光，生长素向下运输均匀分布，胚芽鞘直立生长，A错误；由于单侧光影响，生长素在尖端朝背光侧运输，琼脂片不能限制生长素向尖端以下的部位运输，生长素在尖端以下分布不均匀，图b中的胚芽鞘会向左弯曲生长，B正确；图a中由于玻璃片的隔断，胚芽鞘尖端的生长素无法向下运输，胚芽鞘不生长也不弯曲，C正确；图d中的胚芽鞘尖端被锡箔纸遮住，无法感光，尖端产生的生长素向下运输均匀分布，胚芽鞘直立生长，D正确。 植物长势的判断方法 任务二　生长素的合成、运输与分布 1.生长素的产生 (1)合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。 (2)产生过程：色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。 (3)化学本质：主要为吲哚乙酸(IAA)，还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。 2.运输类型 (1)极性运输 ①运输方向：只能从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：在成熟组织中通过输导组织进行。 学生用书⬇第134页 3.分布 (1)相对集中分布在生长旺盛的部分。在植物胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子与果实等处。 (2)含量特点 ①产生部位小于积累部位，如生长素浓度顶芽小于侧芽，分生区小于伸长区。 ②生长旺盛部位大于衰老部位，如幼根大于老根。 1.单侧光照射下，胚芽鞘尖端的生长素运输情况如何？ 提示：存在横向运输(由向光侧向背光侧运输)和极性运输(由尖端向尖端下部运输)。 2.在成熟组织中，生长素可以通过什么运输？ 提示：通过输导组织进行非极性运输(不受形态学上下端影响)。 【自我诊断】 1.植物的茎尖为形态学上端，根尖为形态学下端。 (×) 2.横向运输发生在尖端，发生效应的部位也在尖端。 (×) 3.极性运输不需要能量。 (×) 4.太空中，生长素失去极性运输的性质。 (×) 5.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。 (√) [活动2]　分析生长素的合成、运输与分布 材料1：关于植物向光性的原因有以下两种解释及实验探究： (1)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。请预测相应实验结果。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c＞a＝b＞d。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c＝a＝b＞d。 (2)实验探究：将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，用不能透过生长素的薄玻璃片分割，放在琼脂切块上，实验处理及收集到的生长素(IAA)的含量如图所示。 图示实验结果说明：光照不影响生长素的总量，但单侧光照射促使生长素向背光侧转移。 (3)研究生长素在单侧光影响下的运输部位，研究人员做了如下图所示的实验： 实验的结果：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。由此可得结论：在单侧光的影响下，生长素在尖端发生了横向运输。 材料2：欲验证“生长素的极性运输只能从植物形态学上端向形态学下端运输，而不能倒转过来运输”的结论，请完善下列实验： (1)若仅设计A组实验能否达到实验目的？ 提示：不能，仅设计A组，只能证明生长素能从形态学上端运输到形态学下端，但不能证明倒转过来不能运输。 学生用书⬇第135页 (2)若B组形态学上端在上，把含生长素的琼脂块放在下面，可以吗？说明理由。 提示：不可以。不能排除重力作用。 (3)研究表明，顶芽的生长素浓度低于侧芽，但顶芽产生的生长素仍向侧芽运输，由此推断生长素的运输方式是主动运输。 【归纳总结】 植物向光性的原理 针对练3.下列关于植物激素的叙述，错误的是(　　) A.植物激素不直接参与细胞内的代谢活动 B.植物激素是由植物体内产生，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物 C.单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀 D.生长素在从形态学上端向下端的极性运输过程中会消耗能量 答案：C 解析：植物激素作为化学信号发挥调节作用，不直接参与细胞内的代谢活动，A正确；植物激素是由植物体内产生，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，B正确；生长素的合成不需要单侧光的刺激，单侧光会影响生长素的分布，使得胚芽鞘的生长素由向光侧向背光侧运输，C错误；生长素从形态学上端向形态学下端的运输是极性运输，该过程需要消耗能量，D正确。 针对练4.(不定项)下图为研究生长素(IAA)产生部位及其运输方向的实验。初始时，琼脂块①～⑥不含IAA，下列对实验结果的表述，正确的是(　　) A．由于有单侧光照，所以①中的生长素浓度高于② B．虽然也有单侧光照，但③、④中的生长素浓度相等 C．乙和丙对照能证明，生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端 D．如果①和②中能检测到生长素，则说明胚芽鞘尖端可以产生生长素 答案：BCD 解析：①、②胚芽鞘尖端都可以产生生长素，通过极性运输至尖端下部，经扩散使得琼脂块中都有IAA，由于云母片阻止生长素的横向运输，所以①、②中生长素浓度相等，A错误；③、④琼脂块中都有IAA，因为生长素能从形态学上端向形态学下端运输，又因为没有尖端不能感受单侧光，所以③＝④，B正确；生长素只能进行极性运输，不能从形态学下端运输到形态学上端，③、④含有生长素，⑤、⑥中没有，乙和丙对照能证明生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端，C正确；如果①和②中能检测到生长素，则说明胚芽鞘尖端可以产生生长素，D正确。 思维导图 要语必背 1.植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的。单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧生长不均匀，从而造成向光弯曲生长。 2.生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，相对集中分布在生长旺盛的部分。生长素的运输类型分极性运输和非极性运输两种。 3.植物激素是由植物体内产生，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。 4.极性运输：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。极性运输是一种主动运输。 学生用书⬇第136页 1.(2025·广安高二期中)生长素的发现过程中，很多科学家进行了实验探究。下列叙述正确的是(　　) A.拜尔认为胚芽鞘弯曲生长的根本原因是尖端产生的生长素在其下部分布不均匀 B.温特的实验必须在单侧光下进行，否则不能得出支持达尔文假说的结论 C.温特是生长素的命名者，但他未提取分离出生长素 D.达尔文推测胚芽鞘尖端受单侧光刺激产生了某种“影响” 答案：C 解析：拜尔的实验证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的，并没有提出生长素的概念，A错误；温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并将其命名为生长素，其实验过程不需要在单侧光照射下，B错误；温特命名了生长素，但并没有通过实验手段将促进胚芽鞘生长的物质提取出来，C正确；达尔文的实验中，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，D错误。 2.(2025·南宁高二期中)在生长素的发现过程中，很多科学家进行了实验来探究生长素的成分和作用。下列叙述正确的是(　　) A.达尔文的实验证明了有某种化学物质从胚芽鞘尖端传递到了下面 B.拜尔的实验证明胚芽鞘弯曲生长是在单侧光影响下化学物质分布不均匀造成的 C.温特的实验必须在单侧光下进行，否则不能得出支持达尔文假说的结论 D.鲍森·詹森实验的结论是胚芽鞘尖端产生的“影响”能够透过琼脂片向下传递 答案：D 解析：达尔文观察到弯曲生长的部位在尖端下部，推测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，而温特的实验证明有某种化学物质从胚芽鞘尖端传递到了下面，影响胚芽鞘弯曲生长，A错误；拜尔是在黑暗的条件下进行相关实验，因此没有证明胚芽鞘弯曲生长是在单侧光影响下化学物质分布不均匀造成的，B错误；温特在黑暗条件下将尖端放置在琼脂块上，然后将这种琼脂块放置在去除尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果发现燕麦胚芽鞘出现了生长，证明了达尔文提出的假说——尖端产生了某种“影响”向尖端下部传递，C错误；鲍森·詹森的实验选择琼脂片，实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部，D正确。 3.下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述，正确的是(　　) A.生长素是由色氨酸经过一系列反应转变而来的蛋白质 B.生长素主要在幼嫩的叶、芽和发育中的种子产生 C.随太空飞船进入太空的植物体内的生长素不会发生极性运输 D.生长素主要分布在分裂旺盛的部位 答案：B 解析：生长素是由色氨酸经过一系列反应转变而来的吲哚乙酸，A错误；生长素主要在幼嫩的叶、芽和发育中的种子产生，B正确；随太空飞船进入太空的植物体内的生长素会发生极性运输，因为极性运输不受外界环境的影响，C错误；生长素能促进生长，其主要分布在生长旺盛的部位，D错误。 4．(不定项)某实验小组以蒜薹为实验材料研究生长素的极性运输，切取长度为5 cm的蒜薹(a段)和1 cm的蒜薹(b段)分为两组，置于黑暗环境中培养一段时间，两组的处理如图所示，下列分析正确的是(　　) A．该实验能以两组蒜薹a段的生长情况为观察指标 B．重力属于无关变量，其可能影响生长素的运输 C．该实验应设置b段正放，海绵中不含生长素的对照组 D．置于黑暗环境的目的是避免生长素在蒜薹两侧分布不均 答案：ABC 解析：该实验的目的是研究生长素的极性运输，可通过观察两组蒜薹a段的生长情况来判断，A正确；本实验的自变量是形态学上端的朝向，重力属于无关变量，重力会影响生长素的横向运输，B正确；该实验应设置b段正放，海绵中不含生长素的对照组，实验结果出现乙组比对照组a段生长的快，则说明乙组中a段的生长是生长素的促进作用，乙组中生长素进行了极性运输，C正确；两组蒜薹置于黑暗环境下培养，是为了避免光照因素的影响，不是为了避免生长素在蒜薹两侧分布不均，D错误。 5.(创新情境)下图是利用某些单子叶植物幼苗完成的几组经典实验： 实验一：达尔文实验 实验二：鲍森·詹森实验(甲与乙)和拜尔实验(丙与丁) 请根据上面的实验过程和结果回答问题。 (1)依据达尔文实验，可以得出两点推论： ①该单子叶植物幼苗接受单侧光刺激的部位是　　　　　　。 ②这种刺激能造成胚芽鞘向光弯曲，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)鲍森·詹森实验的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。如果在黑暗条件下重复鲍森·詹森对单子叶植物幼苗胚芽鞘的处理方法，结果将会怎样？图甲胚芽鞘　　　　　　　；图乙胚芽鞘　　　　　　　　　。 (3)拜尔实验的结论是胚芽鞘弯曲生长是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。 答案：(1)①胚芽鞘尖端　②胚芽鞘尖端接受单侧光刺激后，向伸长区传递某种“影响”，造成向光侧比背光侧生长慢　(2)胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传给尖端下部　不弯曲不生长　直立生长　(3)尖端产生的“影响”在尖端的下部分布不均匀 解析：(1)①达尔文实验中，丙胚芽鞘尖端无法接受单侧光刺激，表现为直立生长。甲、丁的胚芽鞘尖端能接受单侧光刺激，表现为弯曲生长，乙没有胚芽鞘尖端，表现为不生长不弯曲。因此四组实验对照表明接受光刺激的部位是胚芽鞘尖端。②对比四组实验可知，由于胚芽鞘尖端接受单侧光刺激后，向伸长区传递某种“影响”，造成向光侧比背光侧生长慢，因此这种刺激能造成胚芽鞘向光弯曲。(2)鲍森·詹森实验中，甲组没有尖端，表现为不生长不弯曲，乙组实验胚芽鞘的尖端和下部隔着琼脂片，但仍会表现弯曲生长，说明对胚芽鞘的弯曲起决定作用的是尖端，而不是尖端下部，且尖端产生的影响能透过琼脂片传递到尖端下部。如果在黑暗条件下重复鲍森·詹森对单子叶植物幼苗胚芽鞘的处理方法，由于甲组没有尖端，不能产生生长素，仍表现为不生长不弯曲；乙组在黑暗条件下，生长素分布均匀，表现为直立生长。(3)拜尔实验中，尖端不对称放置，胚芽鞘弯向放尖端的对侧，说明放置尖端一侧的下部分布的“影响”更多，生长得更快。即尖端产生的“影响”在尖端的下部分布不均匀，导致胚芽鞘弯曲生长。 学科网（北京）股份有限公司 $