内容正文:
素养提升课(四)植物激素相关的实验探究
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一、设计实验研究生长素的产生、分布和运输
(1)验证生长素的产生部位在胚芽鞘尖端
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(2)探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
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(3)验证生长素的横向运输发生在胚芽鞘尖端
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(4)验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输
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例1 [2026·福建龙岩高二月考]如图所示,研究人员在燕麦胚芽鞘尖
端进行如下图的操作。实验 1:在背光侧插入云母片(深度至横截面
一半);在向光侧插入等深云母片。实验2:切除胚芽鞘尖端后,在
切口覆盖可渗透的明胶薄片并将尖端放回,向光性仍可发生。下列
叙述错误的是( )
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A.实验1中的云母片可能阻断了尖端内某些化学物质向下的极性运输
B.实验1证明胚芽鞘的向光性可能与尖端下面的伸长区某些化学物质
分布不均匀有关
C.实验2表明尖端产生的活性物质可透过明胶向下运输并促进下部生长
D.实验2中调整明胶片的厚薄对实验结果没有影响,胚芽鞘都会产生
向光弯曲
√
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[解析] 云母片是一种物理屏障,实验1 中云母片的横向插入阻断了
尖端生长素向下的极性运输,A正确;背光侧插入云母片后向光性消
失,而向光侧插入不影响向光性,向光性的消失主要依赖于背光侧
的云母片的阻断,云母片是一种物理屏障,能阻断物质的运输,因
此胚芽鞘的向光性可能与尖端下面的伸长区某些化学物质分布不均
匀有关,B正确;
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实验2 结果是燕麦胚芽鞘尖端下部的生长和向光性恢复,表明尖端
产生的活性物质可透过明胶向下运输,C正确;明胶的厚薄会影响物
质的扩散速率和浓度,如果明胶过厚,可能会阻碍尖端产生的活性
物质(如生长素)向下运输的效率和量,从而影响下部组织的生长和向
光弯曲的程度,甚至可能导致向光性不发生,D错误。
例2 [2026·四川绵阳高二期中]为了探究光照和重力对横放状态下植
物生长的影响,某同学对刚萌发的盆栽燕麦分别进行如图所示处理,
一段时间后,①③④均明显向上弯曲生长;②弯曲生长不明显。下
列分析正确的是( )
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A.①和④能够说明燕麦在横放状态下,单侧光作用是引起弯曲生长
的主要因素
B.①和④能够说明燕麦在横放状态下,重力作用是引起弯曲生长的
主要因素
C.①和②能够说明燕麦在横放状态下,单侧光作用是引起弯曲生长
的主要因素
D.③和④能够说明燕麦在横放状态下,重力作用是引起弯曲生长的
因素
√
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[解析] ①中上方照光和重力的作用效果一致,都是使燕麦向上弯曲
生长,④均匀光照,对燕麦生长素的横向运输没有影响,重力的作
用是使燕麦向上弯曲生长,①和④不能说明引起燕麦弯曲生长的主
要因素是重力还是单侧光,A、B错误;①上方照光以及重力影响都
使向地侧生长素多,生长得快,向上弯曲生长,②弯曲生长不明显,
说明重力与单侧光的共同作用使向地侧和背地侧生长素分布量差别
不大,C错误;③只受重力影响,向上弯曲生长;④中光照不影响生
长素的横向运输,受重力影响向上弯曲生长,③和④能够说明燕麦
在横放状态下,重力作用是引起弯曲生长的主要因素,D正确。
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二、“五步法”设计和完善植物激素类实验
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例3 [2025·辽宁沈阳高二期中] 我国学者在研究水稻栽培时,首次发
现水稻根的负向光性,即水稻根在单侧光照射时向背光侧生长。研
究发现根的负向光性与生长素有关。
(1)生长素主要由______________和发育中的种子等部位合成,运输
至植物体全身,相对集中分布于__________部位,是对植物的生长
发育起______作用的微量有机物。
芽、幼嫩的叶
生长旺盛
调节
[解析] 生长素主要由芽、幼嫩的叶和发育中的种子等部位合成,运
输至植物体全身,相对集中分布于生长旺盛部位,是对植物的生长
发育起调节作用的微量有机物。
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(2)为进一步研究根负向光性的原因,研究人员利用水稻种子进行了
下表的实验,请在空白处选填相应处理内容,完成实验方案。
组别 处理方式 弯曲度/ 根尖生长状况
1 ______ 负向光性生长
2 黑暗,在根的一
侧贴空白琼脂片 0 垂直生长
3 ______ 向含有 的琼脂块方向生长
4 ______ 向含有 的琼脂块方向生长
①④
③⑥
③⑤
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①单侧光照
②均匀光照
③黑暗
④在根的一侧贴空白琼脂片
⑤在根的一侧贴有 的琼脂片
⑥在根的一侧贴有 的琼脂片
实验结论:单侧光引起根尖两侧 含量差异是根负向光性的原因,
且 浓度高时弯曲度加大。
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[解析] 分析表格可知,第1组结果是根尖负向光性生长,因此第1组
的处理方式应该是单侧光照、在根的一侧贴空白琼脂片,即①④;
第2组作为对照,目的是排除琼脂块对实验结果的影响;第3、4组的
结果都是向含有 的琼脂块方向生长,说明第3、4组的处理方式都
应该是黑暗、在根的一侧贴有一定浓度 的琼脂片,由弯曲方向
(向含有的琼脂块方向生长)可知,第3、4组外用 对根的生长
所起的作用是抑制其生长,且外用生长素浓度越高抑制作用越强,
弯曲度越大,综上所述,第3组的处理方式应该是③⑥,第4组的处
理方式应该是③⑤。根据实验结果可推知,单侧光引起根尖两侧
含量差异是根负向光性的原因, 浓度高时弯曲度加大。
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(3)研究人员测定水稻根尖向光侧和背光侧在单侧光刺激后 含量的
变化。结果如表所示。
处理 向光侧/
背光侧/
光强/ 210.5 421.7
光强/ 184.8 498.6
黑暗 418.6 418.6
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根据上述实验结果,可推测负向光性产生的机制可能如下,请补充
完整:①__________________________________;②____。
背光侧浓度高,向光侧浓度低
慢
[解析] 题表为不同光强处理后根尖向光侧和背光侧 含量变化,根
据表格中数据可知,单侧光下,背光侧浓度高,向光侧 浓度
低,据此可推测负向光性产生的机制可能是单侧光 光受体接受刺
激 一系列信号转导横向运输 背光侧 浓度高,向光侧
浓度低 背光侧比向光侧生长速度慢 根负向光性生长。
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(4)表中数据显示,光照后根尖 总量少于黑暗组,针对产生这一现
象的原因,请你提出可进一步研究的课题:______________________
____________________________________________
光照是否导致部分分
解?(光照是否加速向根尖端以下部位运输?)
[解析] 表中数据显示,光照后根尖 总量少于黑暗组,针对产生这
一现象的原因,可提出进一步研究的问题如下:光照是否导致 部
分氧化分解?光照是否加速 向尖端以下部位运输?
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