2026届高三生物一轮复习课件第26讲 生长素发现史

第26讲 考点一生长素的发现及其产生、分布、运输 温特实验:胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,这可能是一种和动物激素类似的物质,并把它命名为生长素。 达尔文实验 尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响” 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。 詹森实验:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块传递给下部。 拜尔实验:尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成胚芽鞘的弯曲生长。 先后从人尿液和高等植物中分离出与生长素作用相同的化学物质—吲哚乙酸(IAA),进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。 生长素的发现过程 生长素发现过程的实验 1 金丝雀虉(y )草(一种禾本科植物)的胚芽鞘 胚芽鞘 第一片叶 种子 尖端 尖端下部 (1)达尔文父子的实验 该实验的对照组为_,实验组为_; ①②对照,自变量为_,说明胚芽鞘的向光弯曲生长与_有关; ①③对照,自变量为_,说明胚芽鞘的弯曲生长与_有关; ③④对照,自变量为_; ①③④对照,说明胚芽鞘的感光部位在_,弯曲生长部位在_。 ① ②③④ 有无尖端 尖端 尖端有无遮光 尖端感受单侧光 遮光部位 尖端 伸长区 实验分析及结论 单侧光 感光部位在尖端 弯曲生长的部位是尖端下部伸长区 疑问:为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢? 胚芽鞘的尖端 尖端以下部位(伸长区)背光面比向光面生长快,弯曲生长 向下传递了 某种“影响” 单侧光 提出假说 【研究问题】这种“影响”究竟是什么呢?“影响”能否向下传递? 琼脂片 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 推论 实验不足: 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。 实验改进: 琼脂片 不生长 不弯曲 生长素发现过程的实验 1 (2)鲍森 詹森的实验 黑暗环境 右侧 左侧 自变量: 尖端放置的位置 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 结 果: 因变量: 尖端下部弯曲生长的方向 排除光的影响,控制变量 思考: 1.拜尔为什么要选择黑暗的环境? 推 论: 2.没有了光的刺激,为什么胚芽鞘还会发生弯曲? 尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长 胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的。 (3)拜尔的实验 对照组 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质,这种化学物质在尖端下部分布不均,导致弯曲生长。温特将其命名为生长素。 自变量: 因变量: 结 论: 目的: 排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响 分析:在放置琼脂块前,要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水浸泡一段时间的原因是? 去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素,以去除生长素,排除内源激素对实验的干扰。 实验组 (4)温特的实验 (5)1934年,荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了与生长素作用相同的化学物质-吲哚乙酸( IAA )。含量极少。 (6)1946年终于从植物体中分离到了生长素,并确认它就是IAA 。 除IAA外,具有生长素效应的还有:吲哚丁酸(IBA)、苯乙酸(PAA)等 植物向光性的原因 2 (1)外因: (2)内因: 背光侧 向光侧 生长素多 生长素少 生长慢 生长快 结果:向光弯曲生长 生长素横向运输 单侧光照射 生长素分布不均匀 生长素促进细胞的 (分裂、伸长) 伸长 伸长区细胞失去分裂能力 生长素极性运输 胚芽鞘系列实验的重要结论 ①生长素的产生部位:_;感光部位:_。 ②生长素横向运输的部位_;生长素的产生是否需要光:_。 ③生长素发挥作用的部位(即生长部位):_。 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 不需要 胚芽鞘尖端下部的伸长区 可以将向光弯曲生长的胚芽鞘伸长区部位纵切制成装片,观察向光侧和背光侧的细胞长度,如果背光侧的细胞长度明显大于向光侧,即可验证这一假设 (1)如何用实验的方法验证向光弯曲生长的胚芽鞘背光侧细胞伸长快,向光侧慢? 12 单侧光 向光侧 背光侧 抑制性物质多 抑制性物质少 生长慢 生长快 【教材隐性知识】1.源于选择性必修1 P92“相关信息”: 植物向光性的另一种理论:单侧光照射引起某些_分布不均匀造成的。 抑制生长的物质 (2023 山东卷)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材 料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。 由该实验结果不能得出的是( ) 。 分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处切断 慢 弯曲 丙 在②处切断 不生长 不弯曲 丁 在③处切断 不生长 不弯曲 D A.结构 中有产生生长素的部位 B.①②之间有感受单侧光刺激的部位 C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位 D.②③之间无感受单侧光刺激的部位 14 任务1 :设计实验验证 :植物向光性生长的解释 解释1:单侧光照射下,向光侧的生长素横向运输,向背光侧转移。 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~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~d四个琼脂块中生长素的含量关系为c=a=b>d。 若解释3正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为a=b=c=d。 1.下列关于植物生长素的科学发现史,叙述错误的是( ) A.达尔文的实验提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后向下面的伸长区传递某种“影响” B.鲍森 詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片 C.拜尔的实验证明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 D.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——吲哚乙酸引起的 D 任务2:不同处理条件下植物向性运动的结果分析 类别 图解条件 相关结果 遮盖类 ①直立生长; ②向光生长 暗箱类 插入类 ①直立生长; ①向右侧生长; ②向光(小孔)生长 ②直立生长; ③向光生长; ④向光生长 类别 图解条件 相关结果 移植类 旋转类 横置类 失重类 ①直立生长;②向光生长;③向小孔生长;④茎向心生长,根离心生长 ①②中IAA含量及作用:①:a=b,c=d,都促进水平生长;②:a<b,c<d,a、c、d促进生长,b抑制生长 向光性仍保留,但失去了根的向重力性和茎的负向重力性 幼苗移到太空 ①直立生长;②向左侧生长;③④中IAA的含量关系:a=b+c,b>c 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 2.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象 ① 不生长: ② 直立生长: ③ 弯曲生长: 无生长素(或者不能运输到尖端下部) 向光弯曲生长 不生长 直立生长 不生长 ④ ③ 有且分布均匀 有但分布不均匀 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 2.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象 ① 不生长: ② 直立生长: ③ 弯曲生长: 无生长素(或者不能运输到尖端下部) 有且分布均匀 有但分布不均匀 直立生长 直立生长 向光弯曲 向光弯曲 锡箔纸(不透光) ① ② ③ ④ 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 2.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象 ① 不生长: ② 直立生长: ③ 弯曲生长: 无生长素(或者不能运输到尖端下部) 有且分布均匀 有但分布不均匀 ③ ④ 含生长素的琼脂块 直立生长 直立生长 向光(小孔)弯曲 直立生长 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 2.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象 ① 不生长: ② 直立生长: ③ 弯曲生长: 无生长素(或者不能运输到尖端下部) 有且分布均匀 有但分布不均匀 ⑤ ⑥ 直立生长 向右弯曲生长 向右弯曲生长 向左弯曲生长 直立生长 向右弯曲生长 ⑦ 背光弯曲生长 ⑧ 直立生长 ⑨ 向光弯曲生长 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 2.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象 ① 不生长: ② 直立生长: ③ 弯曲生长: 无生长素(或者不能运输到尖端下部) 有且分布均匀 有但分布不均匀 直立生长 向光弯曲生长 向小孔弯曲生长 向中央弯曲生长 向中央弯曲生长 直立生长 ⑤ ⑥ ④ 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 2.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象 ① 不生长: ② 直立生长: ③ 弯曲生长: 无生长素(或者不能运输到尖端下部) 有且分布均匀 有但分布不均匀 向右弯曲生长 向B侧弯曲生长 向左弯曲生长 直立生长 直立生长 直立生长 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 2.不同条件下胚芽鞘生长弯曲现象 ① 不生长: ② 直立生长: ③ 弯曲生长: 无生长素(或者不能运输到尖端下部) 有且分布均匀 有但分布不均匀 含生长素琼脂块 直立生长 向右弯曲生长 向左弯曲生长 直立生长 向左弯曲生长 ⑤ ① ② ③ ④ D 3。下图表示用燕麦胚芽鞘进行的系列实验(“ ”“ ”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.胚芽鞘②将向右侧弯曲生长,胚芽鞘③ 将直立生长 C.胚芽鞘④⑥直立生长,胚芽鞘⑤向 右弯曲生长 D.装置⑦和⑧中植株都会向暗箱开孔处弯曲生长 (1)概念: (2)【教材隐性知识】植物激素与动物激素的异同 动物激素 植物激素 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式 相同点 ①由自身产生;②从产生部位运到作用部位 ③起调节作用;④微量高效 无特定分泌器官 有特定内分泌腺或细胞 一般是小分子物质 蛋白质,氨基酸衍生物、固醇等 无特定靶器官 靶器官、靶细胞 极性运输、非极性运输、横向运输 随体液运输 植物激素 3 由植物体内产生,能从产生部位运送作用部位, 对植物生长发育有显著影响的微量有机物。 生长素的合成 1 (1)生长素主要的合成部位: 。 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 (2)生长素由 经过一系列反应转变而来。 色氨酸 转变 色氨酸 吲哚乙酸 强调:生长素的合成不需要光,有无光均产生。 生长素的运输 2 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 (1)极性运输: 在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,生长素只能从形态学上端到形态学下端。 极性运输是细胞的主动运输 从_向运_ ①发生位置: ②运输方式: ③运输方向: 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 形态学下端 形态学上端 幼嫩部位 生长素的运输 2 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 (2)非极性运输: 通过 进行且与其他有机物的运输_区别。运输方式取决于两端IAA的浓度差。 输导组织 没有 成熟组织 (3)横向运输: 受到单向刺激(如光照、重力等)进行的运输方向,也是主动运输 发生部位:只发生在根尖、茎尖等产生生长素的部位 空白琼脂块(a) 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 实验前 实验后 胚芽鞘弯曲生长 实验改进 实验前 形态学下端 形态学上端 含IAA琼脂块 空白琼脂块(a) 实验后 胚芽鞘既不弯曲也不生长 【教材隐性知识】源于 P95 思维训练为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输 生长素在植物 中都有分布,但相对集中分布在 的部位。 (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) 各器官 生长旺盛 生长素的分布 3 B 4下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述,正确的是( ) A.幼嫩的细胞对生长素的敏感性小于衰老细胞 B.生长素合成和分布的主要场所是植物体的未成熟组织 C.在植物体的幼嫩部位,生长素不可以逆浓度梯度运输 D.呼吸抑制剂可以抑制生长素的极性运输和非极性运输 取燕麦胚芽鞘切段,随机分成三组,第1组置于一定浓度的蔗糖(Suc)溶液中(蔗糖能进入胚芽鞘细胞),第2组置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中,第3组置于IAA+ Suc溶液中,一定时间内测定胚芽鞘长度的变化,结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是( ) A.KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压 B.胚芽鞘伸长生长过程中,伴随细胞对水分的吸收 C.本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的 D.IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KC1而提高 C 1.幼芽、幼叶和种子都能产生大量的生长素( ) 2.植物茎尖的细胞可利用色氨酸合成生长素( ) 3.生长素的极性运输不需要ATP水解提供能量( ) 4.生长素在根部的极性运输方向为由“根尖端”运往“根近茎端”( ) 易错辨析 √ √ 微量 需要 5.(2024 广东 高考真题)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。 回答下列问题: (1)为验证该推测进行了实验一,结果表明,乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X,推测X可能是 生长素 5.(2024 广东 高考真题)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。 (2)为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控,设计并开展了实验二、三和四。 ①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与 有关。 生长素合成 5.(2024 广东 高考真题)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。 (2)为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控,设计并开展了实验二、三和四。 ②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的 NAA,目的是利用NAA的生理效应,初步判断乙烯抑制根伸长是否与 有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关,可检测 的表达情况。 生长素运输 生长素载体蛋白基因 5.(2024 广东 高考真题)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。 (2)为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控,设计并开展了实验二、三和四。 ③实验四中有3组空气处理组,其中设置 所示组的目的是 。 作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长;作为乙烯处理的对照组 5.(2024 广东 高考真题)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理,我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天,观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制,同时发现突变体m2,其根伸长不受乙烯影响;推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控,设计并开展相关实验,其中K试剂抑制激素X的合成,A试剂抑制激素X受体的功能,部分结果见图。 (3)分析上述结果,推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响 实现的。 生长素信号转导(或生长素受体功能) Lavf58.51.100 $