5.1 植物生长素（导学案）生物人教版选择性必修1

该高中生物学导学案聚焦植物生长素，涵盖发现历程、向光性机理、产生运输分布及生理作用等核心知识，通过梳理达尔文、詹森、拜尔、温特等科学家的经典实验，构建“实验设计-现象-结论”的逻辑链，为学生搭建从感性认知到理性分析的学习支架。 这份导学案突出科学思维与探究实践，设置多组探究活动分析实验变量和对照设计，结合根的向地性、茎的背地性等实例设计思维训练与练习题，帮助学生理解生长素作用特性，培养基于证据的逻辑推理能力和解决实际问题的责任意识，提升生物学科核心素养。

5.1 植物生长素（导学案） 知识目标 1.梳理生长素的发现历程，理解达尔文、拜尔、温特等科学家的实验设计、实验现象与实验结论。 2. 掌握胚芽鞘向光生长的机理，区分向光性中感光部位、产生生长素部位、作用部位。 3. 识记生长素的产生、运输（极性运输、非极性运输、横向运输）和分布特点。 4. 理解生长素的化学本质，区分生长素与生长激素。 素养目标 1.生命观念：建立植物生命活动受激素调节的观念，理解结构与功能相适应，植物对外界环境可以做出适应性反应。 2.科学思维：分析经典实验，体会对照实验、自变量、因变量、无关变量；基于实验现象进行逻辑推理，得出实验结论。 3.科学探究：分析胚芽鞘系列实验，体会科学探究的一般过程，感悟科学家严谨的实验思路。 4.社会责任：了解生长素相关农业应用，运用向光性原理解释生活中植物生长现象。 【教学重点】 1.生长素的发现过程；胚芽鞘向光性的原理。 2.生长素的产生、运输和分布。 【教学难点】 1.辨析胚芽鞘实验中各部位功能，区分横向运输、极性运输。 2.区分感光部位、产生部位、作用部位，辨析实验自变量。 一、生长素的发现过程 1．在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。(P90) 2.下图实验结论为：胚芽鞘生长并弯曲的部位是尖端下面的伸长区 3.达尔文提出的实验结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就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。(P91) 4．鲍森·詹森实验的实验过程及现象。(P91) 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。 鲍森·詹森的实验结论为：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。(P91) 5．拜尔实验的实验过程及现象 切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。 拜耳的实验结论为：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造成的。(P91) 6.拜尔首次将整个实验放置于黑暗中进行，说明胚芽鞘弯曲生长的根本原因是“影响”的分布不均匀而不是单侧光。 7.以上实验证明了这种“影响”是化学物质吗？没有 8.温特证明了这种“影响”是化学物质，并把这种化学物质命名为生长素。(P92) 9.温特有没有证明生长素的化学本质是吲哚乙酸？没有 10．温特的实验的实验过程及现象 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，胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。 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。 温特的实验结论为：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。(P92) 11．1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸。由于生长素在植物体内含量极少，1946年，科学家从高等植物中分离出生长素。并确认它是IAA。进一步研究发现，植物体内还具有与IAA相同效应的物质：苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。(P92) 12.植物向光性的根本原因是：生长素分布不均匀，引起生长素分布不均匀的外因是：单侧光照射 13．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。(P92) 注意：植物体内产生的才是植物激素，人工合成的以及微生物产生的即使化学本质、功能、名称均相同，都不能称为植物激素。 14.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。(P92) 二、生长素的合成、运输与分布 1．主要合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子，由色氨酸经过一系列的反应转变而来。(P93) 2．生长素的运输。(P93) 极性运输 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，而不能倒过来运输。运输方式是主动运输 非极性运输 在成熟组织中，生长素可以通过输导组织运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别 横向运输 发生在尖端，受到单侧光、重力等刺激时发生。 3.单侧光使生长素在背光侧多于向光侧，重力使生长素在远地侧少于近地侧，离心力使生长素在远离圆心一侧多于近圆心一侧 4．生长素的分布：在植物体内各器官都有分布，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。(P93) 三、生长素的生理作用 1．对细胞和器官的影响(P92) ①在细胞水平上：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。 ②在器官水平上：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。 2.生长素的作用机理：生长素首先与细胞内的某种蛋白质—生长素受体 特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。(P93) 3．作用特点：生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。一般情况下；生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。(P94) 4.促进或抑制的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 相对于生长素处于最低浓度时（一般为清水处理组）各器官的生长速度而言 5.写出对生长素敏感程度排序：(P94) 根、茎、芽：根＞芽＞茎 幼嫩细胞、衰老细胞：幼嫩细胞＞衰老细胞 双子叶植物、单子叶植物：双子叶植物＞单子叶植物 6.实例—顶端优势：顶芽产生的生长素向下运输，上部侧芽生长素浓度较高，发育受到抑制。 7.顶端优势原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势；（*越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高，侧芽受到的抑制程度越大） 8.解除顶端优势的方法：去掉顶芽 探究活动 1：分析胚芽鞘向光性经典实验 【讨论】1.达尔文父子的实验处理、现象。(P90) 实验 实验过程 现象 ① 向光弯曲生长 ② 不生长，不弯曲 ③ 直立生长 ④ 向光弯曲生长 该实验的对照组为①，实验组为②③④； ①②对照，自变量为有无尖端，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关； ①③对照，自变量为尖端有无遮光，说明胚芽鞘的弯曲生长与单侧光照射有关； ③④对照，自变量为遮光部位； ①③④对照，说明胚芽鞘的感光部位在尖端 【讨论】2. 鲍森・詹森实验，琼脂片可以传递尖端的影响，如果换成云母片，胚芽鞘还能不能弯曲生长？为什么？ 答案：不能；云母片不能透过化学物质，尖端产生的影响无法传递到胚芽鞘下部，胚芽鞘不弯曲。 【讨论】③ 拜尔的实验在黑暗条件下进行，为什么要排除光照的干扰？该实验证明了什么？ 答案：排除单侧光对实验结果的干扰；证明胚芽鞘弯曲生长，是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。 探究活动 2：剖析胚芽鞘向光弯曲的机理 给予胚芽鞘单侧光照射，胚芽鞘向光源弯曲生长；若用锡箔小帽罩住胚芽鞘尖端，给予单侧光，胚芽鞘直立生长。 【讨论】① 向光性中，单侧光的作用是直接分解向光侧的生长素吗？ 答案：不是。单侧光并不分解生长素，而是引起胚芽鞘尖端生长素发生横向运输，生长素从向光侧转移到背光侧，造成背光侧生长素含量高于向光侧。 【讨论】② 若用锡箔套住胚芽鞘尖端下面的伸长区，只露出尖端，单侧光照射，胚芽鞘是否向光弯曲？为什么？ 答案：会向光弯曲。感光部位是胚芽鞘尖端，尖端能够感受单侧光，发生生长素横向运输，下部伸长区不需要感光，依然会弯曲。 【讨论】③ 胚芽鞘向光弯曲，背光侧生长快，能不能说明高浓度生长素促进生长效果更强？ 答案：不能。胚芽鞘尖端产生的生长素总量不变，只是重新分配，背光侧只是浓度高于向光侧，二者均处于促进生长的浓度范围，没有体现高浓度抑制。 探究活动 3：生长素的运输特点分析 取胚芽鞘切段，形态学上端朝上和形态学上端朝下放置，中间隔琼脂块，验证极性运输；尖端插入云母片探究横向运输。 【讨论】① 极性运输是否受光照、重力的影响？极性运输是什么跨膜运输方式，判断依据是什么？ 答案：极性运输不受光照、重力影响；属于主动运输；可以逆浓度梯度运输，需要消耗能量。 【讨论】② 横向运输发生在哪个部位？黑暗条件下胚芽鞘尖端会发生横向运输吗？ 答案：横向运输只发生在胚芽鞘尖端；黑暗条件下没有单侧光等刺激，不会发生横向运输。 【讨论】③ 成熟植物组织中生长素通过韧皮部非极性运输，该运输是否只能从形态学上端到下端？ 答案：不是，非极性运输不受形态学上下端限制，可以双向运输。 思维训练 1.根的向地性 ①生长素浓度：C＜D 生长速度：C＞D ②原理：当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：D＞C，根对生长素敏感性高，D侧浓度高，抑制生长，因此生长速度C＞D，使根向地弯曲生长，这体现了生长素的作用特点。 2.茎的背地性 ①生长素浓度：A＜B 生长速度：A＜B ②原理：当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：B＞A，茎对生长素敏感性低，A、B两侧都是促进生长作用，且近地侧促进作用更强，使茎向上弯曲生长。 3.练习： （1）若某植物幼苗已表现出向光性，且测得其向光面的生长素浓度为m，则其背光面生长素浓度范围是（m，M） （2）若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为（0，m） （3）除草剂灭草是使杂草的生长素浓度范围为大于i （4）若某植物顶芽的生长素浓度为g，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度范围为大于i 一、单选题 1．下列关于植物生长素发现历程、实验逻辑及作用特性的叙述，正确的一项是（　　） A．达尔文通过胚芽鞘向光性实验提出：尖端受单侧光刺激后产生的吲哚乙酸向下运输，导致伸长区背光侧生长快于向光侧 B．詹森在尖端与伸长区之间插入云母片，单侧光照射下胚芽鞘仍向光弯曲，证明尖端产生的“影响”可透过云母片传递 C．拜尔在黑暗中完成实验，既排除了光照对生长直接影响，也通过实验结果直接证明了生长素作用具有两重性 D．温特设置空白琼脂块对照组，排除了琼脂本身对实验的干扰，证实尖端产生了促生长的化学物质，并命名为生长素 【答案】D 【详解】A、达尔文的胚芽鞘向光性实验仅提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，会向伸长区传递某种“影响”，并未确认该“影响”的化学本质是吲哚乙酸，A错误； B、詹森实验中在尖端和伸长区之间插入的是可允许化学物质透过的琼脂片，实验结论为尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递，B错误； C、拜尔在黑暗中完成实验可排除光照对生长的直接干扰，实验仅证明胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀导致的，并未涉及生长素浓度与作用效果的关系，无法证明生长素作用的两重性，C错误； D、温特设置空白琼脂块作为对照组，排除了琼脂本身对胚芽鞘生长的干扰，证实尖端确实产生了具有促进生长作用的化学物质，并将该物质命名为生长素，D正确。 2．有关生长素的叙述正确的是（     ） A．生长素的合成是在内质网上的核糖体上 B．只有植物细胞才能分泌生长素 C．生长素在植物体内含量少，但对生命活动的调节作用非常显著 D．侧芽积累的生长素都是来自顶芽，侧芽本身不能产生 【答案】C 【详解】A、生长素的化学本质不是蛋白质，不是在核糖体上合成的，A错误； B、产生生长素不是植物所特有的，某些微生物如圆褐固氮菌也可以分泌生长素，B错误； C、生长素属于植物激素，具有微量高效的特点，C正确； D、侧芽自身可以产生生长素，并非积累的生长素都来自顶芽，D错误。 3．根的向触性能促进植物的根弯曲并绕过障碍物。有研究指出，根向触性的第一次弯曲涉及主动的信号转导，这与生长素不对称分布以及差异性细胞伸长有关（如图，凹面处阴影区域生长素含量较高）。下列有关叙述错误的是（　　） A．重力和障碍物是引起根尖生长素不对称分布的外因 B．生长素能催化细胞代谢反应从而促进细胞伸长生长 C．两次弯曲生长均体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长 D．根向触性的第一次弯曲是障碍物引起的根主动弯曲 【答案】B 【详解】A、重力可引起根尖生长素横向运输导致分布不均，障碍物的触碰是诱导根向触性中生长素不对称分布的外界刺激，二者均为引起根尖生长素不对称分布的外因，A正确； B、生长素是植物激素，属于信息分子，仅能调节细胞代谢，不具有催化细胞代谢反应的功能，催化功能是酶的特有属性，B错误； C、第一次弯曲时凹面生长素浓度较高，根对生长素敏感，高浓度抑制凹侧细胞伸长，凸侧生长素浓度低促进细胞伸长；第二次弯曲为根的向地性弯曲，近地侧生长素浓度高抑制生长，远地侧生长素浓度低促进生长，两次弯曲均体现生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长，C正确； D、题干明确说明根向触性的第一次弯曲涉及主动的信号转导，属于障碍物引起的根主动弯曲，D正确。 4．生长素在调控植物器官生长方面表现出“低浓度促进，高浓度抑制”的特点，其对胚的调控作用机理如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．生长素是植物体内色氨酸在核糖体上脱水缩合形成的 B．生长素促进生长主要表现为促进细胞伸长和促进细胞质的分裂 C．低浓度生长素能直接参与SAUR蛋白的合成来促进下胚轴伸长生长 D．推测单侧光下，向光侧生长素浓度低于背光侧，使向光侧细胞壁处的pH大于背光侧 【答案】D 【详解】A、生长素本质是吲哚乙酸，不是蛋白质，它是色氨酸经过一系列转化反应形成的，核糖体是蛋白质合成场所，不合成生长素，A错误； B、生长素促进生长主要表现为促进细胞伸长和促进细胞核的分裂，B错误； C、生长素属于植物激素，只起调节作用，不直接参与细胞内的物质合成。从图中可知：生长素通过调控SAUR 基因的表达，间接促进 SAUR 蛋白合成，并非直接参与 SAUR 蛋白的合成，C错误； D、单侧光照射下，生长素向背光侧运输，向光侧生长素浓度低于背光侧；由图可知生长素促进H⁺运输到细胞壁，因此向光侧细胞壁H⁺更少，pH更大，背光侧细胞壁更易软化松弛、生长更快，使植物向光弯曲，D正确。 5．在一定范围内，胚芽鞘切段的伸长与生长素浓度呈正相关。为探究“萌发的小麦种子中生长素的含量”，取胚芽鞘尖端下部的切段（4mm），分别浸入6种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液（待测样液）中，在适宜条件下培养24小时后，测量切段长度，结果如图所示。下列分析错误的是（     ） A．由实验结果可知，促进小麦茎段生长的最适生长素浓度范围在0.1~10mg/L B．由实验结果可知，生长素浓度为10mg/L的溶液对切段的影响是抑制生长 C．为确定待测样液中的生长素浓度是0.1mg/L还是10mg/L，可将待测样液适当稀释，重复上述实验 D．本实验中温度、处理时间等属于无关变量，对实验结果有影响 【答案】B 【详解】A、图中可以看出促进切段生长的最适浓度范围应在0.1~10mg/L之间，A正确； B、生长素浓度为10mg/L的溶液对切段的影响是促进生长，只是促进作用减弱，B错误； C、为确定待测样液中的生长素浓度是0.1mg/L还是10mg/L，可以将待测样液适当稀释，重复上述实验，若切段长度小于10mm（切段比原来的短），则待测样液中生长素的浓度为0.1mg/L；反之就为10mg/L，C正确； D、本实验中温度、处理时间等属于无关变量，需保持一致，无关变量会对实验结果产生影响，D正确。 气孔由两个保卫细胞围成，控制植物与外界气体的交换，影响光合作用、蒸腾作用等生命活动。气孔发育过程中，生长素发挥了重要作用。生长素的极性运输依赖细胞质膜上的生长素输入载体蛋白AUX/LAX和输出载体蛋白PIN。图1表示保卫细胞形成过程及该过程中胞内生长素和PIN蛋白含量的变化。 6．由图1可知，保卫细胞的形成过程经历了_______。（编号选填） ①有丝分裂        ②减数分裂        ③细胞分化 ④细胞衰老        ⑤细胞坏死 7．下列关于图1中生长素和PIN蛋白的分析，合理的有________。（多选） A．拟分生细胞形成之前，生长素含量升高，可能与AUX/LAX运输生长素有关 B．拟分生细胞形成之前，生长素含量升高，可能与质膜上PIN蛋白含量较少有关 C．拟分生细胞形成之后，生长素含量逐渐降低，很可能是被PIN蛋白运输出细胞 D．高浓度生长素可诱导PIN蛋白合成，因此生长素是PIN蛋白含量的决定因素 8．生长素是目前唯一被明确证实能进行极性运输的植物激素，图2为验证生长素极性运输的实验，根据极性运输的特点，①-④中的空白琼脂能检测到生长素的是_______。（编号选填） 生长素对气孔发育的调控受浓度的影响，图3表示不同浓度生长素的作用机制，其中SCF、AUX/IAA、ARF、ERf、MPK36均为胞内蛋白，SPCH为促进保卫细胞形成的调控因子。 9．由题意可知，生长素对气孔发育的调控具有_______性，即表现为_______。 10．ARF是一种转录因子，能调控ST基因的表达。据图3分析，ARF响应生长素浓度调控ST基因表达的机制为_______。 【答案】6．①③ 7．ABC 8．①④ 9． 两重 低浓度促进气孔发育，高浓度抑制气孔发育 10．低浓度生长素下，AUX/IAA结合ARF使其失活，ST基因正常表达；高浓度生长素促使AUX/IAA降解，ARF抑制ST基因表达。 【详解】6．有丝分裂是真核生物产生体细胞的分裂方式，细胞分裂导致数目增多，而细胞分化导致细胞种类增多，真核生物个体发育过程中先有丝分裂再细胞分化，保卫细胞是体细胞，由图1可知，保卫细胞的形成过程经历了①有丝分裂和③细胞分化。 7．生长素的极性运输依赖细胞质膜上的生长素输入载体蛋白AUX/LAX和输出载体蛋白PIN，图1可知，拟分生细胞形成之前，细胞内生长素含量升高，PIN蛋白含量也升高，可推测拟分生细胞形成前，生长素含量升高，可能因输入载体AUX/LAX将生长素运入细胞、可能与质膜上PIN蛋白含量较少有关；拟分生细胞形成之后，生长素含量逐渐降低，很可能是被PIN蛋白运输出细胞，高浓度生长素诱导PIN合成，但PIN含量还受其他因素影响（如输入载体），生长素不是“决定因素”，ABC正确，D错误。 8．极性运输是从形态学上端到下端（茎段上端为形态学上端，下端为形态学下端）；①④含生长素琼脂在形态学上端，空白琼脂在下端，生长素可极性运输到下端空白琼脂，①-④中的空白琼脂能检测到生长素的是①④。 9．SPCH为促进保卫细胞形成的调控因子，而MPK36可以抑制SPCH发挥作用，ERf促进MPK36发挥作用，但低浓度生长素，促进ST基因表达，从而抑制ERf的作用，即低浓度生长素可以促进SPCH发挥作用，从而有利于保卫细胞的形成；高浓度生长素，抑制ST基因表达，从而促进ERf的作用，即高浓度生长素可以抑制SPCH发挥作用，从而抑制保卫细胞的形成，可见生长素对气孔发育的调控具有浓度依赖性（或“两重性”），即低浓度促进、高浓度抑制（或“不同浓度有不同调控效果”）。 10．分析题图可知，低浓度生长素时，AUX/IAA与ARF结合，抑制ARF发挥作用，ST基因正常表达；高浓度生长素时，生长素与SCF协同介导AUX/IAA降解，释放ARF，ARF结合ST基因启动子，抑制ST基因的转录（表达）。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 植物生长素（导学案） 知识目标 1.梳理生长素的发现历程，理解达尔文、拜尔、温特等科学家的实验设计、实验现象与实验结论。 2. 掌握胚芽鞘向光生长的机理，区分向光性中感光部位、产生生长素部位、作用部位。 3. 识记生长素的产生、运输（极性运输、非极性运输、横向运输）和分布特点。 4. 理解生长素的化学本质，区分生长素与生长激素。 素养目标 1.生命观念：建立植物生命活动受激素调节的观念，理解结构与功能相适应，植物对外界环境可以做出适应性反应。 2.科学思维：分析经典实验，体会对照实验、自变量、因变量、无关变量；基于实验现象进行逻辑推理，得出实验结论。 3.科学探究：分析胚芽鞘系列实验，体会科学探究的一般过程，感悟科学家严谨的实验思路。 4.社会责任：了解生长素相关农业应用，运用向光性原理解释生活中植物生长现象。 【教学重点】 1.生长素的发现过程；胚芽鞘向光性的原理。 2.生长素的产生、运输和分布。 【教学难点】 1.辨析胚芽鞘实验中各部位功能，区分横向运输、极性运输。 2.区分感光部位、产生部位、作用部位，辨析实验自变量。 一、生长素的发现过程 1．在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。(P90) 2.下图实验结论为：胚芽鞘生长并弯曲的部位是尖端下面的伸长区 3.达尔文提出的实验结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就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。(P91) 4．鲍森·詹森实验的实验过程及现象。(P91) 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。 鲍森·詹森的实验结论为：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。(P91) 5．拜尔实验的实验过程及现象 切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长。 拜耳的实验结论为：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造成的。(P91) 6.拜尔首次将整个实验放置于黑暗中进行，说明胚芽鞘弯曲生长的根本原因是“影响”的分布不均匀而不是单侧光。 7.以上实验证明了这种“影响”是化学物质吗？没有 8.温特证明了这种“影响”是化学物质，并把这种化学物质命名为生长素。(P92) 9.温特有没有证明生长素的化学本质是吲哚乙酸？没有 10．温特的实验的实验过程及现象 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，胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。 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。 温特的实验结论为：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。(P92) 11．1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸。由于生长素在植物体内含量极少，1946年，科学家从高等植物中分离出生长素。并确认它是IAA。进一步研究发现，植物体内还具有与IAA相同效应的物质：苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。(P92) 12.植物向光性的根本原因是：生长素分布不均匀，引起生长素分布不均匀的外因是：单侧光照射 13．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。(P92) 注意：植物体内产生的才是植物激素，人工合成的以及微生物产生的即使化学本质、功能、名称均相同，都不能称为植物激素。 14.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。(P92) 二、生长素的合成、运输与分布 1．主要合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子，由色氨酸经过一系列的反应转变而来。(P93) 2．生长素的运输。(P93) 极性运输 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，而不能倒过来运输。运输方式是主动运输 非极性运输 在成熟组织中，生长素可以通过输导组织运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别 横向运输 发生在尖端，受到单侧光、重力等刺激时发生。 3.单侧光使生长素在背光侧多于向光侧，重力使生长素在远地侧少于近地侧，离心力使生长素在远离圆心一侧多于近圆心一侧 4．生长素的分布：在植物体内各器官都有分布，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。(P93) 三、生长素的生理作用 1．对细胞和器官的影响(P92) ①在细胞水平上：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。 ②在器官水平上：影响器官的生长、发育如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。 2.生长素的作用机理：生长素首先与细胞内的某种蛋白质—生长素受体 特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。(P93) 3．作用特点：生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。一般情况下；生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。(P94) 4.促进或抑制的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 相对于生长素处于最低浓度时（一般为清水处理组）各器官的生长速度而言5.写出对生长素敏感程度排序：(P94) 根、茎、芽：根＞芽＞茎 幼嫩细胞、衰老细胞：幼嫩细胞＞衰老细胞 双子叶植物、单子叶植物：双子叶植物＞单子叶植物 6.实例—顶端优势：顶芽产生的生长素向下运输，上部侧芽生长素浓度较高，发育受到抑制。 7.顶端优势原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势；（*越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高，侧芽受到的抑制程度越大） 8.解除顶端优势的方法：去掉顶芽 探究活动 1：分析胚芽鞘向光性经典实验 【讨论】1.达尔文父子的实验处理、现象。(P90) 实验 实验过程 现象 ① 向光弯曲生长 ② 不生长，不弯曲 ③ 直立生长 ④ 向光弯曲生长 该实验的对照组为①，实验组为②③④； ①②对照，自变量为有无尖端，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关； ①③对照，自变量为尖端有无遮光，说明胚芽鞘的弯曲生长与单侧光照射有关； ③④对照，自变量为遮光部位； ①③④对照，说明胚芽鞘的感光部位在尖端 【讨论】2. 鲍森・詹森实验，琼脂片可以传递尖端的影响，如果换成云母片，胚芽鞘还能不能弯曲生长？为什么？ 【讨论】③ 拜尔的实验在黑暗条件下进行，为什么要排除光照的干扰？该实验证明了什么？ 探究活动 2：剖析胚芽鞘向光弯曲的机理 给予胚芽鞘单侧光照射，胚芽鞘向光源弯曲生长；若用锡箔小帽罩住胚芽鞘尖端，给予单侧光，胚芽鞘直立生长。 【讨论】① 向光性中，单侧光的作用是直接分解向光侧的生长素吗？ 【讨论】② 若用锡箔套住胚芽鞘尖端下面的伸长区，只露出尖端，单侧光照射，胚芽鞘是否向光弯曲？为什么？ 【讨论】③ 胚芽鞘向光弯曲，背光侧生长快，能不能说明高浓度生长素促进生长效果更强？ 探究活动 3：生长素的运输特点分析 取胚芽鞘切段，形态学上端朝上和形态学上端朝下放置，中间隔琼脂块，验证极性运输；尖端插入云母片探究横向运输。 【讨论】① 极性运输是否受光照、重力的影响？极性运输是什么跨膜运输方式，判断依据是什么？ 【讨论】② 横向运输发生在哪个部位？黑暗条件下胚芽鞘尖端会发生横向运输吗？ 【讨论】③ 成熟植物组织中生长素通过韧皮部非极性运输，该运输是否只能从形态学上端到下端？ 思维训练 1.根的向地性 ①生长素浓度：C＜D 生长速度：C＞D ②原理：当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：D＞C，根对生长素敏感性高，D侧浓度高，抑制生长，因此生长速度C＞D，使根向地弯曲生长，这体现了生长素的作用特点。 2.茎的背地性 ①生长素浓度：A＜B 生长速度：A＜B ②原理：当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：B＞A，茎对生长素敏感性低，A、B两侧都是促进生长作用，且近地侧促进作用更强，使茎向上弯曲生长。 3.练习： （1）若某植物幼苗已表现出向光性，且测得其向光面的生长素浓度为m，则其背光面生长素浓度范围是（m，M） （2）若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为（0，m） （3）除草剂灭草是使杂草的生长素浓度范围为大于i （4）若某植物顶芽的生长素浓度为g，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度范围为大于i 一、单选题 1．下列关于植物生长素发现历程、实验逻辑及作用特性的叙述，正确的一项是（　　） A．达尔文通过胚芽鞘向光性实验提出：尖端受单侧光刺激后产生的吲哚乙酸向下运输，导致伸长区背光侧生长快于向光侧 B．詹森在尖端与伸长区之间插入云母片，单侧光照射下胚芽鞘仍向光弯曲，证明尖端产生的“影响”可透过云母片传递 C．拜尔在黑暗中完成实验，既排除了光照对生长直接影响，也通过实验结果直接证明了生长素作用具有两重性 D．温特设置空白琼脂块对照组，排除了琼脂本身对实验的干扰，证实尖端产生了促生长的化学物质，并命名为生长素 2．有关生长素的叙述正确的是（     ） A．生长素的合成是在内质网上的核糖体上 B．只有植物细胞才能分泌生长素 C．生长素在植物体内含量少，但对生命活动的调节作用非常显著 D．侧芽积累的生长素都是来自顶芽，侧芽本身不能产生 3．根的向触性能促进植物的根弯曲并绕过障碍物。有研究指出，根向触性的第一次弯曲涉及主动的信号转导，这与生长素不对称分布以及差异性细胞伸长有关（如图，凹面处阴影区域生长素含量较高）。下列有关叙述错误的是（　　） A．重力和障碍物是引起根尖生长素不对称分布的外因 B．生长素能催化细胞代谢反应从而促进细胞伸长生长 C．两次弯曲生长均体现了生长素低浓度促进生长、高浓度抑制生长 D．根向触性的第一次弯曲是障碍物引起的根主动弯曲 4．生长素在调控植物器官生长方面表现出“低浓度促进，高浓度抑制”的特点，其对胚的调控作用机理如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．生长素是植物体内色氨酸在核糖体上脱水缩合形成的 B．生长素促进生长主要表现为促进细胞伸长和促进细胞质的分裂 C．低浓度生长素能直接参与SAUR蛋白的合成来促进下胚轴伸长生长 D．推测单侧光下，向光侧生长素浓度低于背光侧，使向光侧细胞壁处的pH大于背光侧 5．在一定范围内，胚芽鞘切段的伸长与生长素浓度呈正相关。为探究“萌发的小麦种子中生长素的含量”，取胚芽鞘尖端下部的切段（4mm），分别浸入6种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液（待测样液）中，在适宜条件下培养24小时后，测量切段长度，结果如图所示。下列分析错误的是（     ） A．由实验结果可知，促进小麦茎段生长的最适生长素浓度范围在0.1~10mg/L B．由实验结果可知，生长素浓度为10mg/L的溶液对切段的影响是抑制生长 C．为确定待测样液中的生长素浓度是0.1mg/L还是10mg/L，可将待测样液适当稀释，重复上述实验 D．本实验中温度、处理时间等属于无关变量，对实验结果有影响 气孔由两个保卫细胞围成，控制植物与外界气体的交换，影响光合作用、蒸腾作用等生命活动。气孔发育过程中，生长素发挥了重要作用。生长素的极性运输依赖细胞质膜上的生长素输入载体蛋白AUX/LAX和输出载体蛋白PIN。图1表示保卫细胞形成过程及该过程中胞内生长素和PIN蛋白含量的变化。 6．由图1可知，保卫细胞的形成过程经历了_______。（编号选填） ①有丝分裂        ②减数分裂        ③细胞分化 ④细胞衰老        ⑤细胞坏死 7．下列关于图1中生长素和PIN蛋白的分析，合理的有________。（多选） A．拟分生细胞形成之前，生长素含量升高，可能与AUX/LAX运输生长素有关 B．拟分生细胞形成之前，生长素含量升高，可能与质膜上PIN蛋白含量较少有关 C．拟分生细胞形成之后，生长素含量逐渐降低，很可能是被PIN蛋白运输出细胞 D．高浓度生长素可诱导PIN蛋白合成，因此生长素是PIN蛋白含量的决定因素 8．生长素是目前唯一被明确证实能进行极性运输的植物激素，图2为验证生长素极性运输的实验，根据极性运输的特点，①-④中的空白琼脂能检测到生长素的是_______。（编号选填） 生长素对气孔发育的调控受浓度的影响，图3表示不同浓度生长素的作用机制，其中SCF、AUX/IAA、ARF、ERf、MPK36均为胞内蛋白，SPCH为促进保卫细胞形成的调控因子。 9．由题意可知，生长素对气孔发育的调控具有_______性，即表现为_______。 10．ARF是一种转录因子，能调控ST基因的表达。据图3分析，ARF响应生长素浓度调控ST基因表达的机制为_______。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $