第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)

［學(xué)習(xí)目標(biāo)］L概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程。2.生長素的產(chǎn)生、運輸和分布。

知識點一植物生長素的發(fā)現(xiàn)

4)知識梳理

1.達爾文的實驗

⑴發(fā)現(xiàn)問題：植物的向光性，即在正單側(cè)光的照射下,植物朝向陷光遮方向生長的現(xiàn)象。

(2)進行實驗

①取材：胚芽鞘。

②條件：單側(cè)光照射。

③操作及現(xiàn)象

一

實驗a實驗b實驗C實驗d

實■:；-o

驗?；so

r彳

錫箔罩上

條錫箔罩上

件不做處理去掉尖端尖端下的

尖端

一段

現(xiàn)胚芽鞘圈包胚芽鞘朝丕胚芽鞘咽直園向光彎

象

光彎曲生長生長不彎曲立生長曲生長

(3)實驗分析

①在a、b對照中，實驗的自變量是胚芽鞘巴尖端的有無,因變量是酉胚芽鞘的生長狀況。

結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長與西尖端有關(guān)。

②在c、d對照中，實驗的自變量是科遮光部位,因變量則是「胚芽鞘的生長狀況。結(jié)論:

感光部位是杼尖端,而不是尖端以下的杼伸長區(qū)。

⑷推論：胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的《伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成電

伸長區(qū)背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。

2.鮑森?詹森的實驗

(1)實驗過程及現(xiàn)象

現(xiàn)象:圈不生長，不彎曲現(xiàn)象:一向光彎曲生長

(2)變量分析

自變量：杼有無尖端及瓊脂片

因變量：.胚芽鞘生長狀況

(3)實驗結(jié)論

胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過科瓊?cè)瑐鬟f給下部。

(4)從對照實驗設(shè)計的單一變量原則角度分析，該實驗的不足之處在于莉沒有形成單一變

量，無法排除“瓊脂片可能導(dǎo)致胚芽鞘生長”的結(jié)論。

3.拜爾的實驗

(1)實驗過程與現(xiàn)象

實驗條件：造黑暗中。

原因：曲排除受光不均勻?qū)嶒灲Y(jié)果的影響。

(2)變量分析

自變量：汽尖端放置的位置

因變量：在彎曲生長方向

(3)實驗結(jié)論

胚芽鞘彎曲生長，是因為尖端產(chǎn)生的影響在其下部再分布不均勻造成的。

(4)拜爾實驗的不足之處是否無法證明尖端是否產(chǎn)生某種物質(zhì)。

4.溫特實驗

(1)實驗處理及現(xiàn)象

’處理:把圈接觸過胚芽鞘尖端的瓊

脂塊切成小塊，放在切去尖端

的燕麥胚芽鞘一側(cè)

、現(xiàn)象:胚芽鞘回朝對側(cè)彎曲生長

?

旺’處理：把未接觸過胚芽鞘尖端的瓊

A/脂塊切成小塊，放在切去尖端的

燕麥胚芽鞘一側(cè)

I現(xiàn)象：胚芽鞘回不彎曲也不生長

(2)實驗分析

①自變量：.瓊脂塊是否接觸過尖端

因變量：置是否彎曲生長

實驗組是為a，對照組是哲日。A與B對照說明造成西胚芽鞘彎曲生長的是胚芽鞘尖端產(chǎn)生

的某種物質(zhì)。

②設(shè)置B組的目的是理排除瓊脂塊本身的化學(xué)物質(zhì)對胚芽鞘的影響。

(3)實驗結(jié)論：胚芽鞘尖端能產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì)，會造成胚芽鞘彎曲生長，這種化學(xué)物質(zhì)

被命名為西生長素。

總結(jié)：胚芽鞘的四個重要部位

(1)生長素產(chǎn)生部位：胚芽鞘尖端。

(2)生長素發(fā)揮作用部位：尖端下面一段。

(3)感受單側(cè)光刺激的部位：胚芽鞘尖端。

(4)彎曲生長的部位：尖端下面一段。

5.生長素的化學(xué)本質(zhì)：科一噪乙酸(IAA)。

6.進一步研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)除IAA外，還有省苯乙酸(PAA)、目

口引跺丁酸(IBA)等。

7.植物激素

⑴概念：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運送到曾作用部位,對植物的付生長發(fā)育有顯

著影響的華微量有機物,稱作植物激素。

(2)舉例：如生長素、赤霉素、歸細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯等。

［問題思考］1.胚芽鞘的生長與彎曲分別與什么有關(guān)？

提示：胚芽鞘的生長與生長素的有無有關(guān)；而彎曲與生長素的分布是否均勻有關(guān)。

2.詹森實驗如果把透水的瓊脂片換成不透水的云母片，胚芽鞘生長情況一樣嗎？

提示：不一樣，胚芽鞘不生長不彎曲。因為生長素不能透過云母片向下運輸。

3.第一次發(fā)現(xiàn)生長素是從人體的尿液中，為什么進入人體的生長素未被分解？

提示：因為人體內(nèi)缺少分解生長素的酶。

②典題分析

題型一生長素的發(fā)現(xiàn)

［例1］下列有關(guān)生長素發(fā)現(xiàn)過程的敘述，錯誤的是（）

A.該過程的一系列實驗體現(xiàn)出生物科學(xué)研究的基本思路：發(fā)現(xiàn)問題一提出假設(shè)一設(shè)計實

驗證明一得出結(jié)論

B.達爾文實驗的自變量是尖端的有無和感光部位的差異

C.拜爾實驗的自變量是瓊脂塊是否與胚芽鞘尖端接觸過

D.溫特實驗證明引起胚芽鞘彎曲生長的刺激是一種化學(xué)物質(zhì)

［解題分析］生長素的發(fā)現(xiàn)過程能夠體現(xiàn)生物科學(xué)研究的基本思路：發(fā)現(xiàn)問題一提出假

設(shè)一設(shè)計實驗證明一得出結(jié)論，A正確；達爾文實驗研究胚芽鞘彎向光源生長的原因以及感光

部位，故自變量是尖端的有無和感光部位的差異，B正確；拜爾實驗的自變量是胚芽鞘尖端放

置的位置不同，C錯誤；溫特實驗證明引起胚芽鞘彎曲生長的刺激是一種化學(xué)物質(zhì)，并把這種

物質(zhì)命名為生長素，D正確。

［答案］C

題型二植物激素概念的理解

［例2］下列關(guān)于植物激素的敘述，正確的是（）

①在植物體內(nèi)含量極少②在植物體內(nèi)含量很多③產(chǎn)生部位也是作用部位④對植物

體的生命活動有顯著的調(diào)節(jié)作用⑤化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)⑥化學(xué)本質(zhì)是有機物

A.①④⑥B.①③④⑤

C.②④⑤D.②③④⑥

［解題分析］植物激素是由植物的一定部位產(chǎn)生，且由產(chǎn)生部位運輸?shù)阶饔貌课唬瑢χ?/p>

物體的生命活動起顯著調(diào)節(jié)作用的微量有機物；目前還沒發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)類植物激素。

［答案］A

知識拓展

項目植物激素動物激素

無專門的分泌器官，由專門的內(nèi)分泌

;聲止生

由植物體的一定部器官或內(nèi)分泌細(xì)

AR彳十

位產(chǎn)生胞分泌

Y化學(xué)氨基酸衍生物、蛋

~1Z伺育惘和物揚

'本質(zhì)白質(zhì)、固醇類等

同

友運輸橫向運輸、極性運輸

體液運輸

方式與非極性運輸

隨血液循環(huán)作用

作用不作用于特定的靶

于特定的靶器官、

部位器官、靶細(xì)胞

靶細(xì)胞

①由自身產(chǎn)生；②種類多、微量、高效;

相同點③調(diào)節(jié)生物體的新陳代謝、生長發(fā)育等生

理活動

知識點二生長素的產(chǎn)生、運輸和分布

知識梳理

部位：主要是幼嫩的芽、葉和丹發(fā)育中的種子。

1.合成，

、來源：由圈色氨酸轉(zhuǎn)變而來。

2.運輸

橫圈根尖、莖尖等生長素產(chǎn)生

向―發(fā)生部位——

部位

(1)運

輸

原因單側(cè)光、重力等單一方向刺激

(2)極性運輸：從形態(tài)學(xué)的小上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的西下端;方式酉主動運輸。

(3)非極性運輸：成熟組織中可以通過巴韌皮部進行。

3.分布

⑴分布部位：相對集中地分布在山生長旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根頂端的四分生組

織、因形成層、發(fā)育中的目種子和果實等處。

⑵含量特點：①產(chǎn)生部位積小于積累部位,如頂芽杼小于側(cè)芽,分生區(qū)廿小于伸長區(qū);

②生長旺盛部位再大于衰老部位,如幼根哲大于老根。

4.植物向光性的解釋

(1)原因分析

-產(chǎn)生匝］生長素

單側(cè)光f尖端一

尖端(能感光、生-感受圈單側(cè)光

影響|運輸

光長素可橫向運輸)

_?I

?極性運輸?橫向運輸

黃向運輸、

W隹"：\T：1mmI

生長素分布不均勻

.運3

:輸1

背光側(cè)向光側(cè)

尖端以下(不

回多國少

感光、生長

T___、,___27

素只可縱向Y

向下運輸)生長不均勻，背光

側(cè)生長快于向光側(cè)

向光彎曲生長

①外因：曲單側(cè)光照射

(2)歸納總結(jié)＜

、②內(nèi)因：咎生長素分布不均勻

［問題思考］L若隨太空飛船進入太空中,植物還能發(fā)生極性運輸嗎？還具有向光性

嗎？原因？

提示：植物進入太空還具有極性運輸，也具有向光性；原因是極性運輸和向光性與重力

無關(guān)。

2.如何區(qū)別形態(tài)學(xué)上端和形態(tài)學(xué)下端？

提示：形態(tài)學(xué)上端與形態(tài)學(xué)下端的判斷

形態(tài)學(xué)上端

地①層次越高的枝條相對下面枝條為

上＜形態(tài)學(xué)的上端

部②以樹干中軸為基準(zhǔn)，同一枝條，

距中軸越遠(yuǎn)的是形態(tài)學(xué)的上端

分形態(tài)學(xué)下端

丁

形態(tài)學(xué)下端①以地面為基準(zhǔn)，距地面越深的

下根為形態(tài)學(xué)的上端

部V

形態(tài)學(xué)上端②以主根中軸為基準(zhǔn)，同一側(cè)根，

分距中軸越遠(yuǎn)的是形態(tài)學(xué)的上端

②典題分析

題型三植物向光性產(chǎn)生原因

［例3］如圖是燕麥胚芽鞘受到單側(cè)光照射示意圖。據(jù)圖分析下列敘述不正確的是

)

光

A.生長素由②向①移動

B.生長素由④向③移動

C.生長素由①向③、由②向④移動

D.③處比④處生長得快

［解題分析］胚芽鞘尖端在單側(cè)光照射下可發(fā)生橫向運輸，即生長素由②一①，A正確，

B錯誤；生長素可極性運輸，由①一③，②一④，C正確；因為生長素由②一①一③，所以③

生長素濃度高，促進作用大，因而生長比④快，D正確。

［答案］B

題型四植物向性運動

［例4］以下是關(guān)于胚芽鞘的A、B、C、D、E五組實驗，請據(jù)圖分析：

盆轉(zhuǎn)盒轉(zhuǎn)都轉(zhuǎn)

E組

(DA組中的胚芽鞘如何生長？得出什么結(jié)論？

(2)B組中的胚芽鞘如何生長？得出什么結(jié)論？

(3)C組中的胚芽鞘①②③如何生長？④能向光彎曲生長說明了什么？

(4)D組中的胚芽鞘①②如何生長？a、b、c瓊脂塊中的生長素濃度是什么關(guān)系？

(5)E組中的胚芽鞘如何生長？

［解題分析］(1)由于胚芽鞘的感光部位在尖端，故用錫紙分別遮住尖端和尖端以下部位

時，①直立生長；②向光彎曲。

(2)B組實驗的自變量是有無單側(cè)光照，由于光的影響，②向光彎曲生長；①直立生長。

(3)C組中①在右側(cè)插入云母片，會阻斷右側(cè)生長素極性運輸，導(dǎo)致左側(cè)尖端下部伸長生

長的一段生長素濃度高，生長快，從而出現(xiàn)向右彎曲生長現(xiàn)象；②垂直向下插入云母片使尖

端兩側(cè)完全隔開，不影響生長素的極性運輸，胚芽鞘表現(xiàn)為直立生長；③在胚芽鞘下端插入

云母片，生長素能在尖端發(fā)生橫向運輸，胚芽鞘表現(xiàn)為向光彎曲生長；④胚芽鞘下端放上瓊

脂塊，生長素能透過瓊脂塊進行極性運輸，且因單側(cè)光的影響，胚芽鞘表現(xiàn)為向光彎曲生長。

(4)D組中，根據(jù)含有生長素的瓊脂塊在①、②中放置的位置，①直立生長，②向左彎曲

生長；由于③無光，④有單側(cè)光的照射，因此③④的IAA含量表現(xiàn)為：a〉b〉c。

(5)①盆轉(zhuǎn)，胚芽鞘相當(dāng)于接受均勻光照，表現(xiàn)為直立生長；②盒轉(zhuǎn)，胚芽鞘隔一段時間

會接受一次來自光源的單側(cè)光照，胚芽鞘會彎向光源生長；③都轉(zhuǎn)，胚芽鞘與盆是相對靜止

的，所以胚芽鞘會向小孔彎曲生長。

［答案］(1)①直立生長，②向光彎曲生長；說明胚芽鞘的尖端是感光部位。

(2)①直立生長，②向光(小孔)彎曲生長；說明向光性的產(chǎn)生需要單側(cè)光照射。

(3)①向右彎曲生長，②直立生長，③向光彎曲生長；④向光彎曲生長，說明生長素能透

過瓊脂塊。

(4)①直立生長，②向左彎曲生長；IAA的濃度：a>b>co

（5）①直立生長，②向光彎曲生長，③向小孔彎曲生長。

規(guī)律總結(jié)

“兩看法”判斷植物的向性

生長素

作用書施

直立生長

彎

曲

方

向

題型五生長素運輸方向及實驗驗證

［例5］取生長狀態(tài)一致的燕麥胚芽鞘，分為a、b、c、d四組。將a、b兩組胚芽鞘尖端

下方的一段切除，再從c、d兩組胚芽鞘相同位置分別切取等長的一段，并按圖中所示分別接

入a、b兩組被切除的位置，得到a，、投兩組胚芽鞘。然后用單側(cè)光照射，發(fā)現(xiàn)a，組胚芽

鞘向光彎曲生長，b'組胚芽鞘無彎曲生長，原因是（）

A.c組尖端能合成生長素，d組尖端不能

B.a'組尖端能合成生長素，枕組尖端不能

C.c組尖端的生長素能向胚芽鞘基部運輸，d組尖端的生長素不能

D.a'組尖端的生長素能向胚芽鞘基部運輸，b,組尖端的生長素不能

［解題分析］根據(jù)圖示兩組的處理可以分析出，c的放置和d的恰好相反，根據(jù)極性運輸

是從形態(tài)學(xué)的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端這一原理，a，組尖端的生長素能向胚芽鞘基部運輸，

b，組尖端的生長素不能。

［答案］D

［例6］為了探究生長素的橫向運輸發(fā)生在胚芽鞘的尖端還是在尖端下面的一段，下列實

驗設(shè)計恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ?/p>

單側(cè)光

B

ZTSZ_*SOz-x

單側(cè)光I-單側(cè)光

CD

［解題分析］該實驗的自變量為尖端是否被阻隔及尖端下面一段是否被阻隔，故需要設(shè)

置四組：分別為阻隔尖端、阻隔尖端下面一段、兩處均阻隔、兩處均不阻隔。

［答案］A

規(guī)律總結(jié)

1.驗證生長素的產(chǎn)生部位在尖端

⑴實驗操作

①實驗組：取放置過胚芽鞘尖端的瓊脂塊，置于去掉尖端的胚芽鞘一側(cè)（如圖甲）。

②對照組：取未放置過胚芽鞘尖端的空白瓊脂塊，置于去掉尖端的胚芽鞘一側(cè)（如圖乙）。

（2）實驗結(jié)果：甲中胚芽鞘向右彎曲生長，乙中胚芽鞘不生長不彎曲。

2.驗證生長素的橫向運輸發(fā)生在尖端

⑴實驗操作（如圖）：

(2)實驗結(jié)果：裝置a中胚芽鞘直立生長；裝置b和c中胚芽鞘彎向光源生長。

3.驗證生長素的極性運輸只能是從形態(tài)學(xué)上端向下端

(1)實驗操作(如圖)：

A

(2)實驗結(jié)果：A組直立生長；B組不能生長。

4.探究重力和單側(cè)光對生長素分布的影響程度

(D實驗操作：如圖所示(注：A盒下側(cè)有開口，可以進光)。

(2)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：

①若A、B中幼苗都向上彎曲生長，只是B向上彎曲程度大，則說明重力對生長素分布的

影響大于單側(cè)光。

②若A中幼苗向下彎曲生長，B中幼苗向上彎曲生長，則說明單側(cè)光對生長素分布的影響

大于重力。

③若B中幼苗向上彎曲生長，A中幼苗水平生長，則說明單側(cè)光與重力對生長素分布的影

響相同。

課堂小結(jié)

「［發(fā)現(xiàn)過程H實驗（內(nèi)容、結(jié)兩］

康H口引噪乙酸（IAA）：

F］『［主要合成部位H幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的標(biāo)I

"ferq合成過程H色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)可轉(zhuǎn)變?yōu)樯L素）

生

長植物各器官中都有分布，但相對集中

素.分布在生長旺盛的部分

的N橫向運輸H發(fā)生部位、原因）

發(fā)

現(xiàn)-（極性運輸H概念、方式）

q非極性運輸）

產(chǎn)而非］/內(nèi)部因素H生長素分布不均勻）

1件原理n■［外部因素H單側(cè)光的照射）

〔當(dāng)堂檢測〕>查漏補缺鞏固提升

1.下列關(guān)于生長素發(fā)現(xiàn)實驗的理解正確的是（）

A.溫特的實驗中，生長素從胚芽鞘尖端基部進入瓊脂塊的方式是主動運輸

B.達爾文的實驗證明了胚芽鞘的彎曲生長是由一種化學(xué)物質(zhì)引起的

C.拜爾的實驗中，植物的向光性是背光側(cè)生長素比向光側(cè)多所致

D.能從人尿中提取出生長素的原因是人體內(nèi)無分解生長素的酶

答案D

解析生長素從胚芽鞘尖端基部進入瓊脂塊的方式屬于擴散，A錯誤；達爾文的實驗只證

明