2018-2019學(xué)年高中生物 第三章 植物的激素調(diào)節(jié) 第1節(jié) 植物生長素的發(fā)現(xiàn)學(xué)案 新人教版必修3.doc
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第1節(jié) 植物生長素的發(fā)現(xiàn) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)概覽(教師用書獨(dú)具) 1.概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程。(重、難點(diǎn)) 2.體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。 3.說出植物生長素的產(chǎn)生部位、運(yùn)輸和分布。(重點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 1．生長素的發(fā)現(xiàn)過程 (1)達(dá)爾文實(shí)驗(yàn) ①發(fā)現(xiàn)問題：植物的向光性，即在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象。 ②實(shí)驗(yàn)處理及現(xiàn)象 ③結(jié)論：單側(cè)光照射使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種“影響”，當(dāng)這種“影響”傳遞到下面的伸長區(qū)時(shí)，會(huì)造成背光面比向光面生長快，因而出現(xiàn)向光性彎曲。 (2)鮑森詹森實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)2 ①過程及現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)1：切去胚芽鞘尖端＋單側(cè)光―→不生長不彎曲。 實(shí)驗(yàn)2：胚芽鞘尖端和下面部分之間插入瓊脂片＋單側(cè)光―→彎曲生長。 ②結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可透過瓊脂片傳遞給下部。 (3)拜爾實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的。 (4)溫特實(shí)驗(yàn) ①實(shí)驗(yàn)處理及現(xiàn)象 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘尖端能產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì)，會(huì)造成胚芽鞘彎曲生長，這種化學(xué)物質(zhì)被命名為生長素。 (5)生長素的化學(xué)本質(zhì)：吲哚乙酸(IAA)。 (6)植物激素的概念：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對(duì)植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。 2．生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布 (1)主要合成部位：幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子，由色氨酸轉(zhuǎn)變而來。 (2)運(yùn)輸 ①方式：主動(dòng)運(yùn)輸。 ②方向 (3)分布：相對(duì)集中在生長旺盛部分。 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷對(duì)錯(cuò) (1)達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)得出了產(chǎn)生生長素的部位是胚芽鞘的尖端的結(jié)論。( ) (2)證明胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激為“化學(xué)物質(zhì)”的科學(xué)家是溫特。( ) (3)生長素發(fā)生極性運(yùn)輸時(shí)需消耗能量。( ) (4)植物體內(nèi)的某些部位可產(chǎn)生大量的生長素。( ) (5)植物體幼嫩的芽、葉及發(fā)育著的種子都能產(chǎn)生生長素。( ) 提示：(1) 達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是單側(cè)光照射使胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種“影響”，這種“影響”傳遞到尖端以下部位時(shí)，背光側(cè)比向光側(cè)生長快。 (2)√ (3)√ (4) 植物體內(nèi)產(chǎn)生的生長素的量很小，但對(duì)植物的生長發(fā)育有著顯著影響。 (5)√ 2．用燕麥胚芽鞘做向光性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)植物生長素產(chǎn)生的部位、感受光刺激的部位、向光彎曲的部位分別是( ) A．胚芽鞘尖端、尖端下面一段、向光一面 B．胚芽鞘、胚芽鞘的尖端、尖端下面的一段 C．胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段 D．胚芽鞘尖端、向光一面、尖端下面的一段 C [胚芽鞘產(chǎn)生生長素的部位和感受單側(cè)光刺激的部位都是尖端；生長和彎曲的部位都是尖端下面的伸長區(qū)。] 3．拜爾曾在黑暗條件下，將切下的燕麥胚芽鞘尖端移到切口的一側(cè)，胚芽鞘會(huì)向另一側(cè)彎曲生長(如圖)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明( ) A．尖端能產(chǎn)生某種“影響” B．合成“影響”不需要光照 C．彎曲生長是因?yàn)椤坝绊憽狈植疾痪鶆? D．“影響”不能促進(jìn)胚芽鞘的生長 C [拜爾的實(shí)驗(yàn)證明了胚芽鞘的彎曲生長是由于尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的。] (備選習(xí)題) 下列有關(guān)生長素的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．生長素主要由幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子產(chǎn)生 B．成熟的葉片和根尖產(chǎn)生的生長素很少 C．生長素只能從形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端 D．生長素只分布在植物生長旺盛的部位 D [生長素主要由幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子合成，根尖與成熟的葉片中合成的很少。生長素的運(yùn)輸是一種極性運(yùn)輸，即單方向運(yùn)輸。植物體內(nèi)生長素主要分布在生長旺盛的部位，在趨向衰老的組織和器官中則含量較少，所以選項(xiàng)D符合題意。] [合 作 探 究攻 重 難] 植物向光生長的相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析 [思考交流] 1．達(dá)爾文以金絲雀草的胚芽鞘為材料，做了如下實(shí)驗(yàn)。仔細(xì)觀察圖示并思考以下相關(guān)問題： (1)本實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組分別是哪幾組？ 提示：①、②③④。 (2)③④對(duì)照中，實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么？ 提示：遮光部位 胚芽鞘的生長情況。 2．從對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則角度分析，鮑森詹森實(shí)驗(yàn)有什么不足之處？又該如何改進(jìn)？ 提示：不足之處為該實(shí)驗(yàn)不能排除使胚芽鞘彎曲的刺激不是由瓊脂片產(chǎn)生。改進(jìn)方案為：增設(shè)③組：將胚芽鞘尖端切掉，將瓊脂片放在切口上，用單側(cè)光照射，觀察胚芽鞘生長狀況。 3．拜爾實(shí)驗(yàn)為什么要在黑暗中進(jìn)行？溫特實(shí)驗(yàn)是否也需要在黑暗中進(jìn)行？ 提示：排除光照不均勻?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。不需要。 胚芽鞘實(shí)驗(yàn)的相關(guān)結(jié)論 (1)產(chǎn)生生長素的部位在尖端，而發(fā)生生長及彎曲的部位在尖端以下的伸長區(qū)。 (2)感受光照的部位在尖端，而且生長素的橫向運(yùn)輸只發(fā)生在尖端。 (3)生長素產(chǎn)生的多少與尖端是否感受光照無關(guān)。 為了驗(yàn)證植物向光性與生長素的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案： (1)方法步驟： 取6個(gè)小花盆，各栽入一株品種、生長狀況相同的玉米幼苗(要求幼苗的真葉未突破胚芽鞘)。按下圖所示方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理并編號(hào)。接通白熾燈電源24 h后，打開紙盒，觀察并記錄6株玉米幼苗的生長情況。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(填編號(hào))： 在以上裝置中，玉米幼苗保持直立生長的是裝置__________，而玉米幼苗基本停止生長的是裝置__________。 (3)部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與推論： ①根據(jù)1號(hào)與3號(hào)裝置之間實(shí)驗(yàn)記錄的對(duì)照分析，可以說明 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 ②根據(jù)__________號(hào)與__________號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)記錄的對(duì)照分析，可以說明玉米幼苗的向光性生長與玉米幼苗尖端的存在與否有關(guān)。 ③根據(jù)__________號(hào)與__________號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)記錄的對(duì)照分析，可以說明玉米幼苗感光部位在尖端。 ④根據(jù)5號(hào)和6號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)記錄的對(duì)照分析，可以說明 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 [技巧點(diǎn)撥] 解答本題的關(guān)鍵在于： ①胚芽鞘是否生長取決于生長素的有無；胚芽鞘是否彎曲取決于生長素分布是否均勻。 ②依照對(duì)照實(shí)驗(yàn)的單一變量原則分析實(shí)驗(yàn)的自變量。 [解析] (2)玉米要直立生長必須有生長素，而且分布均勻，1、6號(hào)裝置中生長素分布不均勻，均向右彎曲；2號(hào)裝置中無生長素，停止生長；3、4、5號(hào)裝置中均有生長素且分布均勻，為直立生長。 (3)①1號(hào)和3號(hào)裝置的單一變量為單側(cè)光照射，通過上述實(shí)驗(yàn)可說明單側(cè)光是植物產(chǎn)生向光性的外界原因。 ②要說明尖端與向光性有關(guān)，則單一變量是尖端的有無，而且都要有單側(cè)光，所以應(yīng)選1號(hào)和2號(hào)裝置。 ③1號(hào)和4號(hào)裝置對(duì)比，都有單側(cè)光照射，尖端是否感光決定了其是否彎曲。 ④5號(hào)和6號(hào)裝置中都有含生長素的瓊脂塊，只是放置位置不同，所以生長素分布不同，進(jìn)而引起生長情況不同。 [答案] (2)3、4、5 2 (3)①玉米幼苗的向光性生長是由單側(cè)光照射引起的 ②1 2?、? 4 ④玉米幼苗發(fā)生彎曲生長與生長素在玉米幼苗胚芽鞘兩側(cè)分布不均勻有關(guān) (1)若把裝置4中的錫鉑小帽去掉，讓整個(gè)裝置作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其他條件不變，則胚芽鞘的生長情況如何？ 提示：胚芽鞘彎向紙盒小窗生長。 (2)5、6的設(shè)計(jì)與拜爾實(shí)驗(yàn)有相同之處嗎？試說明理由。 提示：有。第一點(diǎn)：放置位置均有一組放于切口的一側(cè)；第二點(diǎn)：均把實(shí)驗(yàn)材料置于黑暗環(huán)境中。 [活學(xué)活用] 1．如圖所示，在燕麥胚芽鞘頂端的下部插入云母片(生長素不能透過)，從右邊用光照射，燕麥胚芽鞘的生長情況將是( ) A．直立向上生長 B．向右彎曲生長 C．向左彎曲生長 D．不生長 B [由于云母片插入的位置偏下，不影響尖端生長素向背光側(cè)轉(zhuǎn)移，因此，背光側(cè)的生長素濃度大于向光側(cè)，生長速度大于向光側(cè)，胚芽鞘向右彎曲生長。] 2．對(duì)胚芽鞘進(jìn)行如圖所示的①～④實(shí)驗(yàn)，其中旋轉(zhuǎn)均為勻速旋轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)①②裝置仍停止在如圖位置。則四個(gè)胚芽鞘的生長方向依次是( ) A．←↑→↑ B．←↑↑→ C．→↑→↑ D．→↑←↑ D [①中胚芽鞘隨盤勻速旋轉(zhuǎn)，則胚芽鞘尖端四周都能接受到光刺激，但是旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力會(huì)導(dǎo)致生長素在外側(cè)分布多，因此停留在如圖位置時(shí)，向右彎曲生長；②暗箱不動(dòng)，有單側(cè)光從左邊射入，但是胚芽鞘旋轉(zhuǎn)使胚芽鞘的尖端各部位都能均勻接受單側(cè)光，因此直立生長；③由于生長素的運(yùn)輸受重力影響，因此B中的生長素比A多，故右側(cè)生長比左側(cè)快，向左彎曲生長；④旋轉(zhuǎn)后A、B中生長素一樣多，因此左右生長一樣快，直立生長。] (1)若①實(shí)驗(yàn)①撤去光源，其他條件不變，則胚芽鞘的生長方向如何？ 提示：向右彎曲生長。 (2)若對(duì)③加以右側(cè)方向的單側(cè)光照射，胚芽鞘將如何生長？ 提示：向左彎曲生長。 用“兩看法”判斷植物生長彎曲狀況 (1)一看胚芽鞘尖端以下的部分能否獲得生長素：①若能則生長；②若不能則不彎曲。 (2)二看胚芽鞘尖端以下部分生長素的分布是否均勻：①若均勻則直立生長；②若不均勻則彎曲生長。 生長素的運(yùn)輸 [思考交流] 1．用圖中數(shù)字符號(hào)表示出生長素極性運(yùn)輸?shù)姆较?？嘗試總結(jié)其運(yùn)輸有何規(guī)律？ 提示：(1)①→② (2)④→③ (3)⑥→⑤ 規(guī)律：由形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸。 2．分析判斷下列圖中生長素橫向運(yùn)輸?shù)姆较颍⑺伎加绊憴M向運(yùn)輸?shù)囊蛩赜心男? 提示：(1)①→② (2)③→④?、荨蕖?3)⑦→⑧ 影響橫向運(yùn)輸?shù)囊蛩赜袉蝹?cè)光、重力、離心力等。 生長素的運(yùn)輸 (1)橫向運(yùn)輸只發(fā)生在根尖、莖尖等產(chǎn)生生長素的部位，且有單側(cè)光或重力刺激時(shí)。尖端均勻光照或黑暗時(shí)不發(fā)生生長素的橫向運(yùn)輸。 (2)失重狀態(tài)下由于沒有重力的作用，水平放置的植物的根、芽中生長素分布是均勻的，植物會(huì)水平生長。 (3)瓊脂等不能感光，不會(huì)影響生長素的運(yùn)輸和傳遞，而云母片、玻璃等則會(huì)阻斷生長素的運(yùn)輸。 [活學(xué)活用] 1．為了探究生長素的作用，將去尖端的玉米胚芽鞘切段隨機(jī)分成兩組，實(shí)驗(yàn)組胚芽鞘上端一側(cè)放置含有適宜濃度IAA的瓊脂塊，對(duì)照組胚芽鞘上端同側(cè)放置不含IAA的瓊脂塊，兩組胚芽鞘下端的瓊脂塊均不含IAA。兩組胚芽鞘在同樣條件下，在黑暗中放置一段時(shí)間后，對(duì)照組胚芽鞘無彎曲生長，實(shí)驗(yàn)組胚芽鞘發(fā)生彎曲生長，如圖所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，下列敘述正確的是( ) A．胚芽鞘b側(cè)的IAA含量與b′側(cè)的相等 B．胚芽鞘b側(cè)與胚芽鞘c側(cè)的IAA含量不同 C．胚芽鞘b′側(cè)細(xì)胞能運(yùn)輸IAA而c′側(cè)細(xì)胞不能 D．瓊脂塊d′從a′中獲得的IAA量小于a′的輸出量 D [結(jié)合文字信息和圖示信息可知，題中左圖為對(duì)照組，右圖為實(shí)驗(yàn)組。對(duì)照組中a瓊脂塊不含IAA，所以胚芽鞘b側(cè)不含IAA，b′側(cè)含有從a′瓊脂塊運(yùn)輸來的IAA，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。胚芽鞘b側(cè)與胚芽鞘c側(cè)都不含IAA，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。胚芽鞘b′側(cè)細(xì)胞和c′側(cè)細(xì)胞都能運(yùn)輸IAA，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。a′瓊脂塊輸出的IAA在向下運(yùn)輸過程中有所消耗，所以瓊脂塊d′從a′中獲得的IAA量小于a′的輸出量，故D項(xiàng)正確。] 2．取生長狀態(tài)一致的燕麥胚芽鞘a、b，分別進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn)，其中實(shí)驗(yàn)一在缺氧條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)二在有氧條件下進(jìn)行。下列相關(guān)說法正確的是( ) A．接受瓊脂塊c中檢測到IAA，d中檢測不到 B．接受瓊脂塊d中檢測到IAA，c中檢測不到 C．接受瓊脂塊c、d中的IAA含量大小關(guān)系是c>d>0 D．接受瓊脂塊c中的IAA含量小于d中的含量 A [從圖中可知胚芽鞘a的尖端和胚芽鞘b的尖端都能產(chǎn)生生長素，a和b的區(qū)別是b的胚芽鞘是倒置的。由于生長素在胚芽鞘中的運(yùn)輸只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端，因此題圖中的實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果為：c中檢測到IAA，d中檢測不到。] [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．1914年，匈牙利科學(xué)家拜爾將燕麥胚芽鞘尖端放在去除胚芽鞘尖端的胚芽鞘一側(cè)，結(jié)果胚芽鞘向?qū)?cè)彎曲生長。下列敘述正確的是( ) A．對(duì)照組是沒有尖端的胚芽鞘，不生長 B．該實(shí)驗(yàn)在黑暗中進(jìn)行，可排除受光不均勻?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 C．該實(shí)驗(yàn)證明尖端確實(shí)能產(chǎn)生某種物質(zhì)，該物質(zhì)是吲哚乙酸 D．該實(shí)驗(yàn)證明了生長素在植物體內(nèi)進(jìn)行極性運(yùn)輸 B [對(duì)照組應(yīng)為沒有去除尖端的胚芽鞘，直立生長，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)證明尖端確實(shí)能產(chǎn)生某種物質(zhì)，但不能確定該物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)就是吲哚乙酸，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)無法證明生長素在植物體內(nèi)進(jìn)行極性運(yùn)輸，D錯(cuò)誤。] 2.如圖所示，在一株發(fā)生向光彎曲生長的玉米幼苗上，a表示彎曲部位的向光側(cè)細(xì)胞，b表示彎曲部位的背光側(cè)細(xì)胞。下列分析正確的是( ) A．生長彎曲的是幼苗尖端 B．生長素濃度：a>b C．細(xì)胞長度：a>b D．b側(cè)細(xì)胞比a側(cè)細(xì)胞體積大 D [由于感受光刺激的部位是尖端，生長、彎曲部位是尖端下部，因此圖中給以單側(cè)光照射后，在尖端生長素先發(fā)生橫向運(yùn)輸，運(yùn)輸至背光側(cè)，所以生長素濃度：a下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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