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第3章植物的激素调节本章内容包括植物生长素的发现、生长素的生理作用和其他植物激素三部分内容。植物生长素的发现重点讲述了生长素的发现过程及生长素的产生、运输和分布；生长素的生理作用讲述了生长素生理作用的两重性及生长素类似物的应用；其他植物激素重点讲述了脱落酸、细胞分裂素、乙烯、赤霉素的生理作用和合成部位。植物激素在农业生产上的应用，设计实验验证植物激素的生理作用，探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度将是高考的重点和热点。1．加强知识整合，理清脉络植物的激素调节与其他章节或模块的关系密切，复习中与本章有关的知识有：①细胞的结构与功能；②生物的遗传和变异；③植物细胞工程。2．弄清经典实验的科学思想与方法提高实验能力植物生长素的发现过程中蕴涵着丰富的研究思想和方法，这些思想和方法对解决新情境下的新问题具有重要指导意义。3．理论联系实际，深化对知识的理解与应用将相关原理与实际结合起来，不仅可以深化对知识的理解，更有利于运用这些原理去分析问题、解决问题，有利于知识的创新。例如植物的顶端优势原理与花卉、林果的整形与移栽等，对于指导生活和生产具有重要意义。第五十二课时植物生长素的发现(1)(有关生长素发现的相关实验分析）考点一生长素的发现过程【基础知识整合】1．达尔文实验：提出单侧光照射使胚芽鞘的产生某种刺激，这种刺激传递到下部的伸长区时，会造成比生长快。2.詹森实验：证明胚芽鞘尖端产生的刺激可透过传递到下部。3.拜尔实验：证明胚芽鞘的弯曲生长是因为在其下部分布不均匀造成的。4.温特实验：证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种，并命名为。5．植物激素的概念：由植物体内产生，能从运送到，对植物的生长发育有显著影响的。尖端背光面向光面琼脂块尖端产生的刺激化学物质生长素产生部位作用部位微量有机物【知识拓展】1．生长素发现过程的实验分析(1)上述一系列实验体现出生物科学研究的基本思路：提出(发现)问题→提出假设→设计实验证明→得出结论。(2)实验中运用了对照原则，如达尔文的实验中，①和②对照，②为实验组；①和③也可以对照，③为实验组；③和④对照，但为相互对照，③和④均为实验组；拜尔实验也为相互对照，目的在于排除单侧光的干扰；温特的实验中，①为实验组，②为对照组，增加了实验结论的可靠性。(3)实验中体现了设计实验的单一变量原则：达尔文实验的单一变量是尖端的有无和感光部位差异；拜尔实验的单一变量是胚芽鞘尖端在切去胚芽鞘尖端后的放置部位；温特实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。特别提醒①生长素的产生部位在尖端，其合成不需要光，其横向运输在尖端完成，但发生效应的部位在尖端以下。②生长素不能透过云母片，而琼脂对生长素的运输和传递无阻碍作用。但若将放置过尖端或涂抹有生长素的琼脂块放置在切去尖端的胚芽鞘上，并用单侧光照射，不会出现向光弯曲现象，结果是直立向上生长。原因是琼脂块中不存在横向运输现象，生长素由于重力的因素向下传递。③拜尔实验和温特实验证明刺激是物质而非其他信号如光、声音等，因此它能在琼脂块上留下与之相同的效应并作用于胚芽鞘尖端以下的部分，促进生长。2．胚芽鞘是研究生长素及其分布与作用原理的最佳实验材料，针对燕麦胚芽鞘的系列实验应明确下列结论：a．生长素的产生部位——胚芽鞘尖端b．发挥作用的部位——尖端下面一段c．感光部位——胚芽鞘尖端d．生长素作用——促进细胞生长e．弯曲原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀f．引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力等以上结论均可设计相应对照实验，请分析下列各图：(1)图①与图②表明：光并未抑制胚芽鞘的生长(光未抑制促进生长的物质的合成)。(2)图①、③表明：光照不均匀(单侧光照)会引起生长不均匀即造成弯曲。(3)图①、②、③、④表明：胚芽鞘的生长和弯曲与尖端有关。(4)图③、④对比分析可得出结论：植物生长且弯向光源是因为有了尖端的缘故。(5)图⑤、⑥对比分析表明：植物生长与否与琼脂块本身无关，而是与处理过的琼脂块中的某种物质有关。(6)图⑥、⑦对比分析表明：该物质能向下运输则植物生长，相反，则植物不生长。(7)图⑤、⑥、⑦对比分析表明：尖端产生了某种物质向下运输促使其生长(通过化学分析研究，该物质是吲哚乙酸，因为它能促进生长，因此叫做生长素)。(8)图⑥、⑧对比分析表明：该物质分布不均是植物弯曲的根本原因，而单侧光照仅仅是影响该物质分布不均的原因而已。(9)图⑨、⑩对比分析表明：感受光刺激的是胚芽鞘尖端，发生弯曲的是尖端下部。(10)比较图⑪与⑫表明：生长素的横向运输在胚芽鞘尖端即感光部位(感受单侧光后引起横向运输)。3．植物向光性(1)四周均匀光照或无光：尖端产生生长素→均匀极性运输→尖端以下部位生长素分布均匀→生长均匀→直立生长。(2)单侧光→尖端→影响生长素运输→可见向光性产生的内部因素是生长素分布不均，外部因素是单侧光的照射。4．根的向地性和茎的背地性茎的背地性原理和根的向地性原理，如图：重力→生长素分布不均(向地一侧生长素浓度高，背地一侧生长素浓度低，即C＞A，D＞B)→生长不均(根的向地一侧生长慢，背地一侧生长快；茎的向地一侧生长快，背地一侧生长慢)→根的向地性，茎的背地性。可见，能引起生长素分布不均匀的外部因素主要有两个：一是光，二是地心引力。【例1】将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内，从下图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置，此时，幼苗的生长情况是()B【典例精析】A．根水平生长，茎向上弯曲B．根水平生长，茎向下弯曲C．根向下弯曲，茎向上弯曲D．根向下弯曲，茎向下弯曲【考查类型】此题属理解类，考查了影响植物生长素分布的因素以及生长素与植物向性运动的关系。【解析】此题为识图题，但图形是书上没有的，是原创的，这就更加考查学生的识图理解能力了。结合文字和图形可知，玉米幼苗固定在支架上，而光源随暗室同步缓慢匀速旋转，表面上是一个均匀光照，而实际是一个单侧光；表面上植物的茎在上、下方受重力影响有差别，而实际上因缓慢匀速旋转各方向受重力影响相同，所以植物的茎只受单侧光的影响而不受重力影响，生长素向背光侧横向运输多于向光侧，此时两侧的生长素的浓度都是促进生长的，背光侧的生长素浓度更有利于植物细胞的纵向伸长，故茎向光(下方)弯曲生长。同理植物的根不受重力的影响而自然水平生长。所以答案B正确。【方法归纳】此题虽是一个识图题，但考查的层次更高，要求学生把图看懂，同时还要结合文字理解其含义。【例2】用燕麦胚芽鞘进行如图所示的实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是()①胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽②将尖端下部用锡箔遮住③在尖端横向插入琼脂片④将与③同样处理的胚芽鞘放在匀速转盘上⑤将尖端切去⑥在尖端一侧插入云母片⑦在切去尖端的胚芽鞘一侧放含有生长素的琼脂块⑧在切去尖端的胚芽鞘一侧放不含生长素的琼脂块A．②⑤⑦⑧B．②③⑤⑥C．②④⑥⑦D．②③⑥⑦D【考查类型】本题主要考查与生长素有关的实验。【解析】胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽只引起直立向上生长；将与③同样处理的胚芽鞘放在匀速转盘上，则受光均匀也只能直立向上生长；将尖端切去则不生长；在切去尖端的胚芽鞘一侧放不含生长素的琼脂块也不生长。【方法归纳】只要弄清了感光情况及生长素分布、运输特点，此题不难回答。课时练习五十四一、选择题(每小题只有一个正确选项)1．根据所学知识判断，下列说法错误的是()CA．图中能直立生长的是①、④和⑥B．若探究植物的向光性，可设置①②③④⑤⑥进行对照C．若探究植物胚芽鞘感光部位，应设置④⑥进行对照D．图中弯曲生长的是③⑤2．某研究性课题小组的同学对植物生长素很有研究兴趣，设计了图1、图2所示实验：探究单侧光使胚芽鞘尖端的生长素转移了，还是将生长素分解了。下列说法正确的是()CA．由图1可知单侧光将生长素分解，从而引起胚芽鞘弯曲B．如果胚芽鞘的长度关系为ca＝b＝d，则单侧光使胚芽鞘尖端的生长素转移了C．如果胚芽鞘的长度关系为ca＝bd，则说明单侧光将生长素转移了D．胚芽鞘尖端对胚芽鞘弯曲起关键作用【解析】图1中插入盖玻片直立生长，不插入则向光弯曲生长，既不能说明单侧光将生长素分解，也不能说明单侧光使胚芽鞘尖端的生长素转移了。如果是单侧光将生长素分解，C＜D＝1/2，即c＜d＝1/2，如果是单侧光使胚芽鞘尖端的生长素转移了，则C＜D＞1/2，即c＜d＞1/2，暗处时A＝B＝1/2，即a＝b＝1/2。胚芽鞘弯曲不是因为尖端的作用，而是向光侧与背光侧生长素分布不均匀的原因。3．对燕麦胚芽鞘进行如右图所示处理：若电机以10转/min速度匀速旋转，一星期后胚芽鞘能够发生弯曲的是()A．胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽B．胚芽鞘下部用锡箔纸遮住C．在胚芽鞘尖端竖直插入云母片D．胚芽鞘放在一侧开有一小窗的暗箱内【解析】A由于感光部位被遮光，不能感受光刺激；B和C由于在随平台旋转，光的刺激变为了散射，但D装置中只允许光从窗口进入，故尖端接受了单侧光刺激，能发生弯曲。D4．据下图，下列关于生长素调节的叙述正确的是(说明：图3中黑点代表生长素的分布)()BA．图1和图2体现了生长素的促进生长作用，而图3说明生长素作用具有两重性B．图1的C、D都不弯曲，其原理不相同C．图2中放M的胚芽鞘弯向一侧，而放N的不弯曲D．图3茎卷须中生长素含量外侧比内侧少5．某高三学生从生物学资料上得知：“植株上的幼叶能合成生长素防止叶柄脱落”。为了验证这一结论，该同学利用如图所示的植株进行实验，实验中所需要的步骤是()①选取同种生长状况相同的植株3株分别编号为甲株、乙株、丙株；②将3株全部去掉顶芽；③将3株全部保留顶芽；④将甲、乙两株横断面均涂上一定浓度的生长素；⑥观察3株叶柄脱落情况A．①③④⑥B．①②④⑥C．①③⑤⑥D．①②⑤⑥B6．某研究小组探究避光条件下生长素浓度对燕麦胚芽鞘生长的影响。胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲度(α)。左下图为实验示意图。右下图曲线中能正确表示实验结果的是()A．aB．bC．cD．dB【解析】生长素在低浓度时促进生长，高浓度时抑制生长，所以胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量、记录的弯曲度应如图中b所示。在低浓度时都弯曲，但在高浓度时弯曲的角度不可能超过90°(如a)，也不可能超过一定浓度就弯曲度不变(如c)，d与高浓度时抑制生长不相吻合。所以B正确。7．植物茎具有向光、背重力生长的特性，植物根具有背光、向重力生长的特性。取刚萌发的植物幼苗贴附在琼脂板上(假设琼脂不影响植物根与茎的生长)，再将琼脂板插入透明且水平放置于地面的盒内培育，五面遮光，仅从一侧给予光照，则幼苗根与茎的生长方向分别是()【解析】幼苗根与茎内生长素分布不均匀是由单侧光和重力两方面共同影响的，根对生长素的敏感性大于茎，生长素对根的作用已表现出两重性。B8．对胚芽鞘进行如下图的①～④实验，其中旋转均为匀速旋转，一段时间后停止旋转时，实验①、②装置仍停止在如图位置，则四个胚芽鞘的生长方向依次是()D【解析】实验①中，由于向心力的作用，胚芽鞘外侧生长素多，内侧少，对根而言，由于对生长素敏感，内侧生长快，外侧生长慢或受抑制；对芽而言，则外侧生长快，内侧生长慢。实验②中，存在匀速转盘，胚芽鞘受光均匀，因而直立生长；实验③中，由于地心引力作用，生长素B＞A，因此向左弯曲生长；实验④中存在匀速转盘，生长素A＝B，因而直立生长。9．下图中能说明胚芽鞘尖端是感受光刺激部位的最佳实验组合是()A．①②B．③④C．④⑤D．⑤⑥D10．右图表示一棵植株被纸盒罩住，纸盒的左侧开口，右侧照光。如果固定幼苗，旋转纸盒；或固定纸盒，旋转幼苗；或将纸盒和幼苗一起旋转。一段时间后，幼苗的生长状况分别是()A．直立生长、向右弯曲生长、弯向盒开口方向生长B．向左弯曲生长、直立生长、弯向盒开口方向生长C．向右弯曲生长、向左弯曲生长、直立生长D．向右弯曲生长、直立生长、弯向盒开口方向生长D1