2019高中生物 第3章 植物的激素調(diào)節(jié) 專題3.1 生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修3.doc

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第1節(jié) 植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn) 目標(biāo)導(dǎo)航 學(xué)習(xí)要求 1．概述植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)和作用。 2．列舉其他植物激素。 3．評(píng)述植物激素的應(yīng)用價(jià)值。 4．嘗試探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。 5．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的評(píng)價(jià)。 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 學(xué)習(xí)導(dǎo)讀 學(xué)習(xí)準(zhǔn)備 1． 植物的向光性：在 的照射下，植物朝向光源方向生長(zhǎng)的現(xiàn)象。 ①達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)：提出單側(cè)光照使胚芽鞘的 產(chǎn)生某種刺激，這種刺激傳遞到下部的 時(shí)，會(huì)造成 生長(zhǎng)快。 ②詹森實(shí)驗(yàn)：證明胚芽鞘頂尖產(chǎn)生的刺激可以透過(guò) 傳遞給下部。 ③拜爾實(shí)驗(yàn)：證明胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)是因?yàn)? 產(chǎn)生的刺激在其 分布不均勻造成的。 ④溫特實(shí)驗(yàn)：證明造成胚芽鞘彎曲的刺激是一種 ，并命名為 。 生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程 2． 3．植物激素是 的微量有機(jī)物，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的植物激素有 、 、 等。 4．生長(zhǎng)素的合成部位是 。 5．生長(zhǎng)素集中分布在 ，如 等處。 破疑解難 1．生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)分析 科學(xué)家 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及分析 達(dá)爾文 ①胚芽鞘+單側(cè)光→向光生長(zhǎng) ②去尖端+單側(cè)光→不生長(zhǎng)，不彎曲 ③用錫箔罩住尖端十單側(cè)光→生長(zhǎng)、不彎曲 單側(cè)光照射使胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種刺激，對(duì)下部產(chǎn)生影響，出現(xiàn)向光彎曲 詹森 切去胚芽鞘尖端+單側(cè)光→不彎曲 胚芽鞘尖端下部放瓊脂片+單側(cè)光→彎曲 胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以透過(guò)瓊脂片 拜爾 切去胚芽鞘尖端，移至一側(cè)，置于黑暗中培養(yǎng)，胚芽鞘向放尖端的對(duì)側(cè)彎曲生長(zhǎng) 尖端產(chǎn)生某種化學(xué)歸質(zhì)，在其下部分布不均勻，造成胚芽鞘彎曲生長(zhǎng) 溫特 ①接觸過(guò)尖端的瓊脂塊放在去尖端的胚芽鞘切面的某一側(cè) ②空白的瓊脂塊放在去尖端的胚芽鞘切面的某一側(cè) 胚芽鞘尖端產(chǎn)生了某種物質(zhì)，向下運(yùn)輸，促進(jìn)下部生長(zhǎng) 從人尿中分離出能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的物質(zhì)———吲哚乙酸 從植物體內(nèi)提取出生長(zhǎng)素 確認(rèn)生長(zhǎng)素的化學(xué)成分是吲哚乙酸 （1）上述一系列實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出生物科學(xué)研究的基本思路：提出（發(fā)現(xiàn)）問(wèn)題——提出假設(shè)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明——得出結(jié)論 （2）實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了對(duì)照思想，如達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)中，①為實(shí)驗(yàn)組，②③為對(duì)照組；溫特的實(shí)驗(yàn)中，①為實(shí)驗(yàn)組，②為對(duì)照組，增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性。 （3）實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的單一變量原則： 達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)的單一變量是尖端的有無(wú)。 溫特實(shí)驗(yàn)的單一變量是瓊脂塊是否與胚芽鞘尖端接觸過(guò)。 2．生長(zhǎng)素的特性 （1）化學(xué)成分：一般是指吲哚乙酸，另外還有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）。 （2）合成部位：幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子等具有分生能力的部位，而在衰老的組織中合成較少。 （3）運(yùn)輸特點(diǎn)： ①極性運(yùn)輸： a. 含義：在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，只能從形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端，而不能反過(guò)來(lái)運(yùn)輸。 b．方式：是一種逆濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，需要消耗ATP，與細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度有關(guān)，運(yùn)輸方向幾乎不受重力等單向刺激的影響。 ②非極性運(yùn)輸：在成熟組織中，通過(guò)韌皮部的篩管運(yùn)輸。 ③橫向運(yùn)輸：在一些細(xì)胞分裂特別旺盛的地方，受外界某些刺激(如單側(cè)光)的影響，生長(zhǎng)素在形態(tài)學(xué)上端也可以橫向運(yùn)輸。 圖中a表示單側(cè)光刺激引起的橫向運(yùn)輸（黑暗環(huán)境中不發(fā)生a）； 圖中b表示從形態(tài)學(xué)上端到形態(tài)學(xué)下端的極性運(yùn)輸。 ④在植物倒伏的情況下，生長(zhǎng)素由于重力作用可由遠(yuǎn)地側(cè)向近地側(cè)運(yùn)輸。 （4）生長(zhǎng)的分布 ①產(chǎn)生部位<積累部位，如頂芽<側(cè)芽、分生區(qū)<伸長(zhǎng)區(qū)； ②生長(zhǎng)旺盛的部位>衰老組織，如生長(zhǎng)點(diǎn)>老根。 3．植物的向光性 （1）產(chǎn)生條件：?jiǎn)蝹?cè)光。 （2）感光部位：尖端。 （3）作用部位：尖端以下的生長(zhǎng)部分。 （4）作用機(jī)理：?jiǎn)蝹?cè)光照引起生長(zhǎng)素在尖端分布不均勻，背光側(cè)分布多于向光側(cè)，由于極性運(yùn)輸引起下部伸長(zhǎng)區(qū)的背光面比向光面生長(zhǎng)快。 4．激素與酶 激素主要是動(dòng)物的內(nèi)分泌腺分泌或者是植物體的一定部位產(chǎn)生的，含量極少，是對(duì)生物體的新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等生命活動(dòng)起著重要調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)。激素對(duì)于生物體的調(diào)節(jié)作用與酶有著根本的區(qū)別，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物，是生物催化劑(作用于化學(xué)反應(yīng))，酶具有高效性和專一性，并且需要適宜的條件。激素一般是通過(guò)改變細(xì)胞的新陳代謝而對(duì)細(xì)胞起調(diào)節(jié)作用，一種激素往往具有多種功能，它的作用是廣泛而多樣的，有時(shí)還能影響到某種酶的合成。 由此看來(lái)，激素和酶是生物體內(nèi)兩類不可缺少的重要物質(zhì)，都對(duì)生命活動(dòng)起著獨(dú)特的作用，兩者不可替代，共同調(diào)節(jié)和維持著生命活動(dòng)的進(jìn)行。 經(jīng)典例題 例1：如圖是用不透水的云母片以不同方式分別插入三株燕麥幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分別從不同方向給予光照的示意圖，培養(yǎng)一段肘間后，胚芽鞘的生長(zhǎng)情況將是： A．甲不彎曲、乙不彎曲、丙向右彎曲 B．甲向左彎曲、乙不彎曲、丙向左彎曲 C．甲向右彎曲、乙不彎曲、丙向左彎曲 D．甲向右彎曲、乙不彎曲、丙向右彎 解析：云母片可以阻斷生長(zhǎng)素的運(yùn)輸。甲中云母片的插入方向與光照方向垂直，阻斷了生長(zhǎng)素的橫向運(yùn)輸，使胚芽鞘兩側(cè)生長(zhǎng)素均勻分布而直立生長(zhǎng)，乙阻斷了生長(zhǎng)素向下運(yùn)輸，感光后尖端生長(zhǎng)素分布不均勻，但不能對(duì)其下部產(chǎn)生影響。丙在均勻光照下雖然尖端的生長(zhǎng)素分布均勻，但云母片阻斷了其右側(cè)的運(yùn)輸，使左側(cè)下部生長(zhǎng)素多而生長(zhǎng)快，彎向右側(cè)。 答案： A 例2 ：對(duì)胚芽鞘X作如下圖所示的處理，形成胚芽鞘Y，光照后它的彎曲情況是： A. Q處向左 B. Q處向右 C. P處向右 D. 不彎曲 解析：極性運(yùn)輸是指生長(zhǎng)素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端，而不能反過(guò)來(lái)運(yùn)輸，也就是只能單方向地運(yùn)輸。當(dāng)將PQ段倒置時(shí)，生長(zhǎng)素就不能運(yùn)輸?shù)阶饔貌课唬瑢?dǎo)致胚芽鞘Y不彎曲也不生長(zhǎng)。 答案：D 實(shí)踐探究 1．植物發(fā)生向光性的原因是 A．光能加速生長(zhǎng)素的合成 B．單側(cè)光影響生長(zhǎng)素的分布 C．光加速了植物的光合作用 D．光破壞了細(xì)胞的生理活動(dòng) 2．溫室栽培的茄果類蔬菜，因花粉發(fā)育不良，影響傳粉受精，如果要保證產(chǎn)量，可采用的補(bǔ)救方法是 A．噴灑Ｎ肥 B．提高CO2濃度 C．噴灑Ｐ肥 D．噴灑生長(zhǎng)素類似物 3．用同位素14C標(biāo)記的吲哚乙酸來(lái)處理一段枝條的一端，然后探測(cè)另一端是否含有放射14C的吲哚乙酸存在。枝條及位置如右圖。下列有關(guān)處理方法及結(jié)果的敘述正確的是 A．處理甲圖中A端，不可能在甲圖中B端探測(cè)到14C的存在 B．處理乙圖中A端，能在乙圖中的B端探測(cè)到14C的存在 C．處理乙圖中的B端，能在乙圖中的A端探測(cè)到14C的存在 D．處理甲圖中的B端，能在甲圖中的A端探測(cè)到14C的存在 4．用云母片插入燕麥胚芽鞘尖端的不同部位，一段時(shí)間后，燕麥能夠彎向光源生長(zhǎng)的是 A．①③⑤⑦ B．①④⑥ C．③⑤⑧ D．②⑤⑦ 5．讓不易生根的植物枝條生根，可用一定濃度的生長(zhǎng)素溶液浸泡插枝的 A．上端 B．中部 C．下端 D．兩端 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 1．對(duì)燕麥胚芽鞘進(jìn)行如圖處理：①的胚芽鞘尖端套上不透光的錫箔小帽；②將尖端下部用錫箔遮?。虎墼诩舛藱M向插入錫箔；④在尖端橫向插入瓊脂片；⑤切去胚芽鞘尖端。 請(qǐng)據(jù)圖判斷下列哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的 A.有單側(cè)光照時(shí)仍直立向上生長(zhǎng)的是① B.給予右側(cè)光照時(shí)，彎向光源生長(zhǎng)的是②④ C.單側(cè)光照時(shí)，不生長(zhǎng)也不彎曲的是③⑤ D.如把④放在勻速轉(zhuǎn)盤上，并給予右側(cè)光照，生長(zhǎng)情況是向右彎曲生長(zhǎng) 2．下圖直接可以得出的結(jié)論有 A．生長(zhǎng)素能促進(jìn)植物生長(zhǎng) B．單側(cè)光照引起生長(zhǎng)素分布不均勻 C．生長(zhǎng)素能由頂端向下端運(yùn)輸 D．感受光剌激的部位是胚芽鞘尖端 3．下圖表示一項(xiàng)生長(zhǎng)素的研究實(shí)驗(yàn)，以下哪一項(xiàng)關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的敘述是正確的 A．M長(zhǎng)得比N長(zhǎng) B．N長(zhǎng)得比M長(zhǎng) C．M彎向一側(cè)而N不彎曲 D．N彎向一側(cè)而M不彎曲 4．在一個(gè)切去尖端的燕麥胚芽鞘上放上含有生長(zhǎng)素的瓊脂塊，用單側(cè)光照射，胚芽鞘只生長(zhǎng)不彎曲。這一現(xiàn)象說(shuō)明 ①生長(zhǎng)素能促進(jìn)植物生長(zhǎng)；②單側(cè)光引起生長(zhǎng)素分布不均勻；③植物生長(zhǎng)具有向光性；④感受光剌激的部位是尖端；⑤生長(zhǎng)素能由頂端運(yùn)輸?shù)较虏? A．①②③ B．②③④ C．①④⑤ D．③④⑤ 5．在飛行在太空的宇宙飛船中，放置一株水平方向的幼苗，培養(yǎng)若干天后，根、莖的生長(zhǎng)方向分別是 A．根向下生長(zhǎng)，莖向下生長(zhǎng) B．根向上生長(zhǎng)，莖向上生長(zhǎng) C．根水平方向生長(zhǎng)，莖向上生長(zhǎng) D．根和莖都水平方向生長(zhǎng) 6．如圖所示實(shí)驗(yàn)中，把含生長(zhǎng)素的瓊脂塊，分別放在甲、乙、丙三株幼苗切面端的不同位置上，然后從左側(cè)單側(cè)照光，下面實(shí)驗(yàn)結(jié)果中不正確的是 A．甲向右側(cè)彎曲生長(zhǎng) B．乙直立生長(zhǎng) C．丙向左側(cè)彎曲生長(zhǎng) D．甲、乙、丙都彎向光源生長(zhǎng) 7. 如圖，將燕麥胚芽鞘尖端放在瓊脂小塊上，正中插入生長(zhǎng)素不能透過(guò)的云母片，瓊脂 分成相等的兩部分。單側(cè)光照射后，瓊脂內(nèi)生長(zhǎng)素含量 A．左右相等 B．左多右少 C．左少右多 D．左右均無(wú) 8．用燕麥胚芽鞘及幼苗⑦⑧進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后，會(huì)引起彎曲現(xiàn)象的是（→表示單側(cè)光） A．②⑤⑦ B．①②③⑤⑧ C．①③④⑥⑦ D．②⑤⑧ 9. 高等植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸主要是指 A．通過(guò)薄壁細(xì)胞的運(yùn)輸過(guò)程 B．從形態(tài)學(xué)上端向下端的運(yùn)輸 C．需能的主動(dòng)運(yùn)輸 D．1～2.4cm/h的運(yùn)輸速度 拓展延伸 看圖請(qǐng)回答下列問(wèn)題：對(duì)燕麥胚芽鞘如下圖處理： ①放在暗盒里②在胚芽鞘尖端的下部用錫箔遮住③在尖端橫向插入云母片④在尖端橫向插入瓊脂片⑤切去胚芽鞘尖端⑥切去胚芽鞘尖端，但在切口上放一含有一定濃度生長(zhǎng)素的瓊脂小塊⑦切去尖端，在切口上放一含有一定濃度生長(zhǎng)素的瓊脂小塊，放在暗盒里⑧切去胚芽鞘尖端，放在暗盒里。都用單側(cè)光照射。 （1）有單側(cè)光照射時(shí)，仍直立生長(zhǎng)的有 。 （2）彎向光源生長(zhǎng)的有 。 （3）不生長(zhǎng)、不彎曲的有 。 （4）如把④放在勻速轉(zhuǎn)盤上，給予右側(cè)光照，它的生長(zhǎng)情況是 。 （5）向光彎曲生長(zhǎng)的原因是 。 （6）以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，植物的莖具有 ，感受光刺激的部位在 ，向光彎曲生長(zhǎng)的部位在 。胚芽鞘尖端能夠產(chǎn)生 ，從尖端運(yùn)輸?shù)较虏?，? 。 輕松閱讀 溫特簡(jiǎn)介 溫特，F(xiàn)．W．Fritz Warmolt Went(1903一)美國(guó)植物生理學(xué)家。1903年5月18日生于荷蘭烏得勒支。1922年在烏得勒支大學(xué)獲學(xué)士、1925年獲碩士、1927年獲博士學(xué)位， 1922～1927年在該校任實(shí)驗(yàn)助教。1928年去爪哇島的茂物(現(xiàn)屬印尼)植物園工作。1933年赴美，在加州理工學(xué)院克爾克霍夫生物實(shí)驗(yàn)室先后任助理教授、教授。1958年去圣路易斯任密蘇里植物園主任。1963—1965年在華盛頓大學(xué)任植物學(xué)教授。1975年去里諾，在內(nèi)華達(dá)大學(xué)沙漠研究所任植物學(xué)榮譽(yù)研究教授，他還兼任過(guò)美國(guó)農(nóng)業(yè)部及加利 福尼亞樹(shù)木園基金會(huì)的工作。 溫特于1928年首次發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素，并對(duì)之做了大量的研究。1937年他與蒂曼合著《植物激素》一書(shū)。1949年在加州理工學(xué)院創(chuàng)建了國(guó)際上第一個(gè)植物人工氣候室。在加州理工學(xué)院期間，他與來(lái)自歐洲的一批植物生理學(xué)家，共同研究植物激素問(wèn)題，在美國(guó)形成了一個(gè)研究中心。他培養(yǎng)了許多研究生(其中有中國(guó)植物生理學(xué)家殷宏章等)，對(duì)植物激素的研究起了推動(dòng)作用。他在植物生理學(xué)的其他領(lǐng)域，如生長(zhǎng)發(fā)育、氣候與生長(zhǎng)的關(guān)系、水分和作物生理等，也有不少成就。 1972年美國(guó)史密森研究所授予他霍奇金斯獎(jiǎng)，并選他為美國(guó)科學(xué)院院士。許多大學(xué)都曾授予他名譽(yù)博士學(xué)位。 第3章 植物的激素調(diào)節(jié) 第1節(jié) 植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)