5.1.1 生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布 导学案-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

5.1.1 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.分析植物生长素的发现过程,阐明其中蕴含的科学本质特点。 2.概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用,尝试阐释植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观。 预习梳理 一、生长素的发现过程 1.向光性:在 的照射下,植物朝向 方向生长的现象。 2.生长素的发现过程 时间 科学家 实验结论或发现 19世纪末 达尔文 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“ ”,造成伸长区背光面比向光面生长快 1913年 鲍森·詹森 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过 传递给下部 1918年 拜尔 胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的 在其下部分布不均匀 1926年 温特 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种 引起的,并把这种物质命名为 1934年 — 从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质—— 1946年 — 从高等植物中将生长素分离出来并确认其为 ,进一步研究发现,植物体内具有与IAA相同效应的物质还有 等,它们都属于生长素 注:生长素的本质不是蛋白质,生长激素的本质是蛋白质。 3.植物向光性的原因与结果 (1) (2)结果: ,造成向光弯曲。 4.植物激素的概念:人们把由 产生,能从 部位运送到 部位,对植物的生长发育有显著影响的 有机物,叫作植物激素。 二、生长素的合成、运输与分布 1.合成 (1)部位:主要在芽、幼嫩的叶和 。 (2)前体物质: 。 2.运输 方式 运输 运输 横向运输 部位 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 成熟组织 胚芽鞘尖端 特点 只能从 运输到 ,而不能反过来运输 可以通过 运输 在单侧光的照射下,生长素从向光一侧运输到背光一侧,使尖端生长素分布不均匀 3.分布 各器官中均有分布,但相对集中分布在 的部分。 预习检测 (1)达尔文根据实验提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生了生长素。( ) (2)植物向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧。( ) (3)幼芽、幼叶和成熟的种子都能大量产生生长素。( ) (4)太空中,生长素失去极性运输的性质。( ) (5)在成熟组织中,生长素可通过输导组织进行极性运输。( ) (6)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。( ) 任务活动 任务一 生长素的发现过程 1.达尔文的实验 (1)发现问题:植物的向光性,即在 的照射下,植物朝向 方向生长的现象。 (2)进行实验 ①取材:金丝雀草的胚芽鞘。 ②条件:单侧光照射。 ③操作及现象 实验a. 处理:不进行处理 现象:胚芽鞘 实验b. 处理:去掉尖端 现象:胚芽鞘 实验c. 处理:用锡箔罩子罩上尖端 现象:胚芽鞘 实验d. 处理:用锡箔罩子罩上尖端下面的一段 现象:胚芽鞘 [分析]A.a和b对比,自变量为 的有无,实验结果说明植物的向光性与尖端有关。 B.c和d对比,自变量为 ,实验结果说明感光部位在尖端,发生弯曲的部位在尖端的下部。 ④得出结论:胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了 ,造成伸长区背光面比 生长快,因而出现向光弯曲生长。 2.鲍森·詹森的实验 (1)实验过程及现象 ①现象: ;②现象: 。 (2)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 (1)自变量是尖端放置的 。 (2)实验证明:胚芽鞘的弯曲生长,是尖端产生的影响在其下部 造成的。 (3)实验在黑暗中进行的原因:可以排除 对实验结果的干扰。 (4)不足之处:无法证明这种影响是什么,即尖端是否产生了某种化学物质。 4.温特的实验 分组 处理过程 现象 实验分析 实 验 组 琼脂块接触过胚芽鞘尖端 胚芽鞘 (1)自变量:琼脂块是否接触过 (2)结论:实验证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种 引起的,并且该物质可转移到琼脂块中 对 照 组 琼脂块未接触过胚芽鞘尖端 胚芽鞘 归纳拓展 胚芽鞘系列实验的几个结论 (1)生长素的产生部位:胚芽鞘尖端(生长素的产生不需要光)。 (2)生长素的作用部位:胚芽鞘尖端下部伸长区。 (3)感光部位:胚芽鞘尖端。 (4)单侧光的作用:引起生长素分布不均匀。 (5)胚芽鞘弯曲生长的原因:单侧光使背光一侧生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均匀。 反馈评价 例1[2025·湖北沙市中学高二月考]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。下列有关叙述正确的是( ) 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 任务二 植物的向光性 【资料1】将生长状况相同的四个胚芽鞘尖端分别置于4个大小相同的不含生长素的琼脂块上,并作不同的处理,一段时间后,测定琼脂块中生长素的含量,如图所示。 甲乙丙丁 说明:生长素不能透过云母片。 (1)一段时间后,甲组和乙组琼脂块中生长素含量相差不大,说明光照 (填“影响”或“不影响”)生长素的合成。 (2)一段时间后,丙组背光侧琼脂块中生长素含量较多,丁组两侧琼脂块中生长素含量相当,说明 。 【资料2】某同学利用向光弯曲生长的燕麦胚芽鞘,制作成切片并观察。他绘制了背光侧和向光侧的细胞形态示意图(如图所示)。 单侧光照射导致生长素在背光一侧含量多于向光一侧,生长素可以促进细胞 (填“分裂”或“伸长生长”)。 归纳拓展 1.植物向光性产生的原因分析 过程图解如下: 2.不同处理条件下植物的向性运动分析 实验 处理方法 暗盒开 孔类 云母片 插入类 切割移 植类 锡箔纸 遮盖类 旋转类 3.植物激素与动物激素的异同 项目 植物激素 动物激素 分泌器官 无特定的分泌器官 有特定的内分泌腺 化学本质 一般是小分子有机物 蛋白质、类固醇等 作用部位 无明显的靶细胞 靶器官、靶细胞 运输方式 多样、复杂 随着体液运输 相同点 ①由自身产生;②从产生部位运输到作用部位;③起调节作用的化学物质;④微量高效;⑤与受体结合后发挥作用 反馈评价 例2[多选][2025·山东济南一中高二期中]下图是研究植物胚芽鞘向光性的实验示意图,下列相关说法错误的是( ) A.图中能向光弯曲生长的是c和e,停止生长的是b和f B.当探究植物向光性产生的外因时,应设置d和a对照 C.当探究胚芽鞘感受光刺激的部位时,应设置c和e对照 D.上述实验中,所选用的植物胚芽鞘必须是同一物种且长势相同的胚芽鞘 [题后归纳]植物“长不长、弯不弯”的判定 例3[2025·福建厦门高二期中]如图表示将玉米胚芽鞘分别置于不含生长素的相同的琼脂块上,并作不同的处理。一段时间后,测定琼脂块中的生长素含量,并分别用a~f表示。下列有关叙述不正确的是( ) A.若向光侧的生长素会被分解,则a>b、c<d B.若光照不导致生长素分解,生长素由向光侧移向背光侧,则c+d=e+f,且e<f C.图甲中的玉米胚芽鞘向上直立生长,而图丙中的玉米胚芽鞘向左弯曲生长 D.若e=f,且丁向光弯曲生长,则植物向光生长还可能与其他物质有关 [题后归纳]关于植物向光性生长的原因的三种观点: ①植物向光性生长是由单侧光照射引起向光侧生长素向背光侧横向转移导致的。 ②植物向光性生长是由单侧光照射引起向光侧的生长素被分解导致的。 ③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导致的。 任务三 生长素的合成、运输和分布 【资料】取若干形态、大小基本一致的胚芽鞘,去掉尖端,随机分成两组,一组形态学上端朝上,另一组倒置,两组胚芽鞘的上端均放置大小相同且含等量生长素的琼脂块,下端均放置大小相同的空白琼脂块,处理相同时间后,将下端的琼脂块放到去掉尖端的胚芽鞘上,一段时间后观察实验现象(如图所示)。 (1)图甲和图乙两组实验相互对照,证明生长素只能由形态学 端向形态学 端运输,这种运输方式称为 。 (2)若抑制植物细胞呼吸强度,生长素的极性运输 (填“会”或“不会”)受到影响,理由是 。 归纳拓展 1.生长素的极性运输属于主动运输,需要消耗能量,与细胞呼吸强度有关。 2.生长素的横向运输发生在根尖、茎尖等生长素产生部位,这一部位在受到单一方向外界刺激如单侧光、重力、离心力等因素影响时会发生生长素的横向运输。 3.形态学上下端的判断方法 以地面为基准,植株靠近地面的都是形态学下端,远离地面的都是形态学上端。例如,根的根尖和茎的茎尖都是形态学上端。 反馈评价 例4[2025·河北张家口高二期中]下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述,正确的是( ) A.植物生长素主要在发育中的种子、芽、幼嫩的叶中合成 B.生长素分布于胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、发育中的果实和种子中 C.生长素是由色氨酸经过一系列反应转变而成的蛋白质 D.使用呼吸抑制剂处理,会抑制生长素在植物体内成熟组织中的运输 例5[多选]为研究植物体内生长素的运输,科学家用燕麦胚芽鞘、琼脂块及14C标记的IAA进行了如下图所示的实验。下列叙述不正确的是( ) A.甲、丁两组的受体块中均可检测到14C B.本实验证明IAA的极性运输需要消耗ATP C.图中胚芽鞘尖端、根尖分别为形态学上端和下端 D.受体块中14C含量为甲>乙>丙>丁 答案 预习梳理 一、1.单侧光　光源 2.影响　琼脂片　影响　化学物质　生长素　吲哚乙酸　IAA　PAA、IBA 3.(1)背光　向光　单侧光照射　(2)两侧的生长不均匀 4.植物体内　产生　作用　微量 二、1.(1)发育中的种子　(2)色氨酸 2.极性　非极性　形态学上端　形态学下端　输导组织 3.生长旺盛 预习检测 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ [解析] (1)达尔文提出单侧光照射使胚芽鞘的尖端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,但是并没有确认这种“影响”就是生长素,且胚芽鞘尖端产生生长素不受光的影响。 (2)植物向光生长是因为背光侧生长素浓度高于向光侧。 (3)生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。 (4)极性运输是一种主动运输,不受重力影响,故在太空中生长素仍然进行极性运输。 (5)在成熟组织中,生长素可通过输导组织进行非极性运输。 任务活动 任务一 1.(1)单侧光　光源 (2)③a.向光弯曲生长　b.不生长也不弯曲　c.直立生长　d.向光弯曲生长　A.尖端　B.感光部位(锡箔罩子遮盖部位) ④某种“影响”　向光面 2.(1)①不生长也不弯曲　②向光弯曲生长　(2)琼脂片 3.(1)位置　(2)分布不均匀　(3)单侧光 4.现象:朝放置琼脂块的对侧弯曲生长　不生长也不弯曲 实验分析:(1)胚芽鞘尖端　(2)化学物质 反馈评价 例1　D　[解析] 达尔文观察到弯曲生长的部位在尖端下部,推测有某种影响从胚芽鞘尖端传递到了下面,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;温特的实验不需要单侧光,实验自变量是琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端,实验结果证明造成胚芽鞘弯曲生长的“影响”是一种化学物质,并命名为生长素,该结论支持达尔文假说,C错误;鲍森·詹森的实验证明,胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部,D正确。 任务二 [资料1] (1)不影响 (2)单侧光照射引起生长素在胚芽鞘尖端横向运输 [资料2] 伸长生长 反馈评价 例2　BC　[解析] 题图中c和e胚芽鞘尖端能感受单侧光的刺激,导致向光侧的生长素含量比背光侧的少,向光侧生长慢,背光侧生长快,因而表现为向光弯曲生长,b和f胚芽鞘由于无尖端,不能产生生长素,故既不生长也不弯曲,A正确;植物向光性生长的外因是单侧光的照射,探究植物向光性产生的外因时,应设置c和a对照,B错误;探究胚芽鞘感受光刺激的部位时,应设置d和e对照,C错误;实验必须保证无关变量的一致性,因此所选用的植物胚芽鞘必须是同一物种且长势相同的胚芽鞘,D正确。 例3　C　[解析] 甲和丙的右侧没有光照射,乙和丙的左侧受到单侧光照射,且丙的左右侧被云母片隔开,因此若向光侧的生长素会被分解,则a>b、c<d,A正确;若光照不导致生长素分解,则图丙和图丁中生长素含量为c+d=e+f,但由于云母片插入情况不同,图丁中向光侧的生长素会移向背光侧,所以e<f,B正确;图甲中的玉米胚芽鞘在黑暗条件下仍然有生长素产生,表现为直立生长,而图丙中的玉米胚芽鞘由于云母片阻隔,生长素无法由向光侧向背光侧转移,而表现为向光侧生长素浓度等于背光侧,表现为直立生长,C错误;若 e=f,且丁向光弯曲生长,则说明植物向光生长可能还与其他物质有关,D正确。 任务三 [资料] (1)上　下　极性运输 (2)会　生长素的极性运输属于主动运输,需要消耗能量 反馈评价 例4　A　[解析] 生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成,但生长素的化学本质不是蛋白质,A正确,C错误;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,B错误;在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输,其运输方式不是主动运输,无须能量供应,故使用呼吸抑制剂处理,不会抑制生长素在植物体内成熟组织中的运输,D错误。 例5　BCD　[解析] 由于存在生长素的极性运输,甲、丁两组的受体块中均可检测到14C,A正确;本实验不能证明IAA的极性运输需要消耗ATP,B错误;根尖也为形态学上端,C错误;IAA只能从形态学上端运输到形态学下端,故乙、丙两组受体块中不含14C,甲、丁两组含量相同,D错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $