第三章第1课时植物生长素的发现.docx
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第三章第1课时植物生长素的发现
第三章植物的激素调节
第1课时植物生长素的发现
[能级要求]
知识方面
概述生长素的发现。
情感态度与价值观方面
体验发现生长素的过程中蕴涵的科学精神。
能力方面
进行实验设计和实验结论的评价。
[课前热身]
1.人们由植物体内产生,能从部位运送到部位,对植物的生长发育有显著影响的有机物,称作植物激素。
2.生长素的主要合成部位是的芽、叶和发育中的种子。
在这些部位,氨酸经过系列的反应可转变成生长素。
3.生长素只能进行方向的极性运输,极性运输是细胞的运输,但在成熟的组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输;生长素相对集中地分布在生长的部分,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
[典题推荐]
例1.某同学利用发生了向光弯曲的燕麦胚芽鞘,制作了切片并观察。
他绘制了背光侧和向光侧的细胞形态示意的图像(如下图)。
该同学结合课本知识和下图可得出的结论是
1
选项
生长素促进生长的原理是能促进
胚芽鞘的弯曲部位是
A
细胞分裂
部位1
2
B
细胞伸长
部位2
C
细胞分裂
部位2
D
细胞伸长
部位1
解析:
科学家通过长期深入地研究发现,植物之所以能够显示出向光性,是因为在单侧光线的照射下,生长素在背光一侧比向光一侧分布多。
这样背光一侧的细胞纵向伸长生长得快,结果使茎朝向光源的一侧弯曲生长。
接受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端,向光弯曲的部位是胚芽鞘尖端下面的一段,图示情形正好证明了这一点。
例2.
把栽有小麦幼苗的小花盆放在下图所示的装置中,装置按图示方向作匀速圆周运动,则一段时间后,整个小麦幼苗的形状在图示位置时为
解析:
由于离心作用,小麦幼苗顶端的生长素较多地分布在外侧,所以芽向转盘圆心方向弯曲生长,根对生长素较敏感,外侧生长受到抑制,故背向圆心方向弯曲生长。
例3.
用同位素14C标记的吲哚乙酸来处理一段枝条一端,然后探测另一端是否含有放射性14C的吲哚乙酸存在。
枝条及位置如右下图。
下列有关处理方法及结果的叙述正确的是
A处理图甲中A端,不可能在图甲中的B端探测到14C的存在
B处理图乙中A端,能在图乙中的B端探测到14C的存在
C处理图乙中B端,能在图乙中的A端探测到14C的存在
D处理图甲中B端,能在图甲中的A端探测到14C的存在
解析:
生长素在植物体内的运输是极性运输,只能从形态学的上端运向下端,只是在某些局部的区域内(如根尖的生长点)会出现从形态学的下端运往上端。
生长素在植物体内的运输可以理解为一种主动运输,在运输过程中是要消耗能量的。
例4.如下图示用燕麦幼苗所做的实验。
具体做法如下:
A.切去燕麦幼苗胚芽鞘尖端;B.把燕麦胚芽鞘尖端用不透光的纸遮住;C.完整的燕麦幼苗;D.在胚芽鞘尖端从上向下插入云母片(不能让水透过);E.用琼脂片把胚芽鞘尖端与下部隔开;F.在燕麦幼苗尖端左侧插入一片云母片。
将F所示的幼苗放在暗室中,其余各幼苗均照以单侧光,试分析各幼苗的生长情况。
A、B、C、D、E、F。
解析:
A图所示幼苗无胚芽鞘尖端,所以胚芽鞘尖端以下部位无生长素,故该幼苗不生长。
B图所示的幼苗感受光照的胚芽鞘尖端被不透光的纸遮住,所以单侧光无法影响生长素在该幼苗体内的分布,即生长素在B图所示的幼苗中均匀分布,所以该幼苗直立生长。
C图所示幼苗在单侧光照作用下,使生长素在其体内的向光一侧分布的少,而在其背光的一侧分布的多,其背光一侧生长较快,所以C幼苗向光(右)弯曲生长。
D图所示幼苗,虽然也受单侧光照射,但其胚芽鞘尖端插入的云母片阻止了生长素向背光一侧(左侧)运输,所以生长素在D图所示幼苗的向光一侧与背光一侧生长素均等分布(即在云母片两侧均等分布),所以该幼苗直立生长。
E图所示幼苗受光照射后,其尖端生长素分布发生变化,向光一侧分布少,背光一侧分布多,并通过琼脂运输至幼苗下部,使背光一侧生长比向光一侧快,所以幼苗向光(右)弯曲生长。
F图所示幼苗胚芽鞘尖端生长素均匀分布,但其插入云母片一侧(左侧)生长素被云母片隔断不能向下运输,而另一侧则能向下运输,所以该幼苗向左侧弯曲生长。
[要点整合]
1.植物生长素的发现过程
时间
实验过程及结果
结论
1880
达尔文研究光照对胚芽鞘生长的影响:
(1)胚芽鞘受到刺激,弯向生长;
(2)切去胚芽鞘尖端,单侧光照射,胚芽鞘不生长不弯曲;(3)将胚芽鞘尖端用锡箔小帽罩起来,单侧光照射,胚芽鞘直立生长;(4)单侧光只照射胚芽鞘尖端,胚芽鞘仍弯向光源生长。
单侧光照射使胚芽鞘产生某种刺激,此种刺激对下部伸长区产生影响,因而出现向光性弯曲。
1910
詹森的实验证明,胚芽鞘顶端产生的刺激可以透过
传递给下部。
“刺激”可以透过琼脂片。
1914
拜尔将胚芽鞘尖端切下,并移至一侧,置于黑暗中培养,发现胚芽鞘向放置尖端的对侧弯曲生长。
胚芽鞘弯曲生长是因为尖端产生某种,并在其下部分布不均匀。
1928
荷兰科学家温特,把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上,几小时后,移去胚芽鞘的尖端,并将琼脂切成小块,放在切去尖端的胚芽鞘的一侧,胚芽鞘向放置琼脂块的侧弯曲生长。
胚芽鞘尖端产生了某种物质,向下运输,促进下部生长,并命名为生长素
1942
荷兰科学家郭葛,从一些植物中分离出了这些物质取名为吲哚乙酸。
生长素是IAA。
2.生长素发现历程中的实验分析
(1)科学的实验原则:
对照原则和单一变量原则。
(2)实验目的:
植物产生的原因。
(3)相关实验:
①达尔文的实验:
胚芽鞘生长弯曲与胚芽鞘尖端的相关性研究。
a.有尖端+单侧光→向光性
b.无尖端+单侧光→不生长不弯曲
c.用锡箔罩住尖端+单侧光生长但不弯曲
分析:
b、c为对照组,a为对照组;单一变量:
尖端是否感光。
②温特的实验:
尖端是否能产生造成胚芽鞘弯曲生长的化学物质。
a.接触过尖端的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面一侧。
b.空白的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的一侧。
分析:
a为实验组,b为对照组;单一变量:
琼脂块是否尖端。
[随堂演练]
1.植物的下列运动现象,哪—项与植物激素的调节作用有关()
A.在光照方向刺激下向日葵幼嫩的花盘跟着太阳转
B.在光线明暗刺激下酢浆草的叶片昼开夜合
C.在几个雨点的刺激下含羞草的小叶合拢起来
D.在触摸等刺激下紫薇(痒痒树)的枝条微微抖动
2.将燕麦幼苗分别种植在单侧见光的盒内,甲苗的顶端套上不透光的小帽(如右图)。
结果,甲苗直立生长,乙苗向光弯曲生长,此实验证明()
A.植物生长与光无关 B.向光性与尖端无关
C.尖端是感光部位 D.尖端产生某种促进生长的物质
3.某同学用青菜的幼苗进行了四项实验,如图所示。
下列说法不正确的是
A.实验②③对照可以证明植物生长具有向光性
B.实验③进行一段时间后,青菜叶片发黄的原因是无光条件叶绿素不能合成
C.实验④的生长结果只能证明根的生长具有向地性
D.实验①的目的是对实验②③④起对照作用
4.砍掉侧枝使树木长得既高又直,其原因是( )
A.增强了顶端部位的光合作用 B.降低了顶端部位生长素的浓度
C.增大了顶端部位生长素的浓度 D.维持了树木的顶端优势
5.首先胚芽鞘的弯曲生长,是因为顶尖产生的刺激物在其下分布不均匀造成的科学家是( )
A.达尔文 B.温特 C.郭葛 D.拜尔
6.环绕地球飞行的宇宙飞船中,如图水平放置一株幼苗,阳光从下部照射,若干天后根和茎的生长情况是
①根向下生长②根向上生长③根水平生长
④茎向下生长⑤茎向上生长⑥茎水平生长
A.③④B.①⑤C.①④D.③⑥
7.1934年荷兰科学家郭葛等人首先在人的尿液中发现并提取了IAA(吲哚乙酸),然后又从一些植物中分离出了这种物质。
下列有关叙述中最为合理的是()
A.人体有合成IAA的酶,植物也有
B.人体的肾脏有合成IAA的能力
C.IAA是人体的代谢产物,能促进植物生长
D.IAA是植物激素,它可随食物进入人体,但人体内没有分解IAA的酶
8.右图表示植物细胞的质膜对物质的转运。
物质转运的方向如箭头所示,小黑点的数量代表物质的浓度,该物质可能是
A.叶绿素B.花青素C.生长素D.尿素
9.玉米的根冠切除后,约5天即可再生出完整的新根冠,但在与地球同步飞行的宇宙飞船上却不能再生根冠,其最可能的理由是根冠的形成与什么有关
A.大气中的二氧化碳浓度B.光周期C.昼夜温差D.重力因素
10.
下图表示有关生长素的一项实验。
经过一段时间后,图中甲、乙、丙、丁四个切去尖端的胚芽鞘中弯曲程度最大的是
A.甲B.乙C.丙D.丁
11.为验证光是植物生长发育的必要条件,设计如下实验:
选择生长状况一致的小麦幼苗200株,随机均分为实验组和对照组,分别处理并预期结果。
下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合,其中正确的是( )
①实验组②对照组 ③黑暗中培养 ④在光下培养 ⑤生长育好 ⑥生长不良
A、②③⑤ B、①③⑥ C、①④⑤ D、②④⑥
12.如图所示自杨树的主干上端,①②③④分别为其生长正常的侧芽,自然条件下,四个侧芽生长素浓度最高的是()
A.①B.②C.③D.④
13.下图是研究植物向性运动的实验示意图。
该实验结果不能说明()
A.单侧光能引起生长素分布不均匀
B.低浓度的生长素可促进植物生长,而高浓度的生长素则抑制植物生长
C.根生长具有向重力性D.根的向性运动是对外界环境的适应
14.下图直接可以得出的结论有
A.生长素能促进植物生长
B.单侧光照引起生长素分布不均匀
C.生长素能由顶端向下端运输
D.感受光剌激的部位是胚芽鞘尖端
15.在幼苗胚芽鞘的各部分插入云母片,沿箭头方向给予光照,直立生长的是
16.设计一个于室外空旷处进行的实验,在不用任何药剂、装置和触及幼苗的情况下,使盆栽幼嫩植物长成如下图所示的形状。
⑴操作步骤:
。
⑵设计该方案的原理:
。
17.为证明光照和重力两种因素对生长素在植物体内的分布哪个影响最大,某研究性学习小组进行了如下探索:
材料用具:
品种、大小相同的泡胀玉米种子若干,空易拉罐四个,沙土、不透光的牛皮纸、剪刀等。
方法步骤:
⑴取四个空易拉罐,分别剪去顶盖,装入湿润沙土并分别标号(甲、乙、丙、丁);在每个易拉罐内植入3颗种子,放在温度适宜的阴暗处培养,待苗长到2cm左右时备用。
⑵将甲、乙、丙、丁均用不透光的牛皮纸包严(留出幼苗生长的足够空间),放在实验台上,甲、乙直立放置,在乙装置的一侧开直径为1cm左右的小孔,在它们的侧面0.5m处用100W的白炽灯连续照射;丙、丁水平放置,在丙的正对地面处开直径为1cm左右的小孔,在它们的下方0.5m处用100W的白炽灯连续照射(装置如下图所示);甲、乙、丙、丁的其它条件相同。
实验现象:
两昼夜后,如下图所示。
甲直立生长;乙向光弯曲生长;丁向上弯曲生长;丙也向上弯曲生长,但与丁相比,弯曲度要小一些。
请根据实验现象分析原因并得出结论:
⑴由甲、乙装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有特性,最可能的原因是:
。
⑵由甲、丁装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有特性,最可能的原因是:
。
⑶由乙、丙、丁内的玉米苗生长情况可知:
。
继续研究:
⑷如果实验开始后使整个实验装置失去重力,甲、乙、丙、丁四个装置内的幼苗生长方向将是:
甲乙丙丁。
18.有人设计了证明植物具有向地性的实验,如下图所示。
把一些湿棉花固定在木板A和B上;把3株已长出垂直胚根的幼苗按以下方式固定在木板上:
把木板A垂直放在支架上,B固定在旋转器的旋转盘上,把旋转盘垂直放置。
把2组装置分别放在2个不透光的箱内。
启动旋转器,使它沿垂直轴以每小时约4周的速度旋转。
两天后观察两组装置的结果。
请根据实验回答下列问题:
⑴将两组装置放在不透光箱内的原因是。
⑵木板A上的3株幼苗的胚根生长方向分别为。
⑶木板B上的3株幼苗的胚根生长方向分别为。
⑷由此实验可以得出的结论是。
[课后提升]
一.择题(本题包括15小题,每小题4分,共60分。
每小题只有一个选项符合题意)
1.“春色满园关不住,一枝红杏出墙来”这是由于生长素分布不均匀造成的,引起生长素分布不均匀的主要原因是()
A温度B湿度C阳光D空气
2.科学家研究胚芽鞘向光弯曲现象,逐渐揭示了发生这种应激反应的一系列因——果相关事件,下列按因——果相关事件顺序排列的是:
()
a.胚芽鞘尖端合成生长素b.胚芽鞘尖端感受光刺激
c.胚芽鞘向光弯曲生长d.生长素在背光一侧分布较多
e.背光一侧细胞生长较快f.单侧光照射胚芽鞘尖端
3.下列各组实验中,燕麦能发生生长并向光弯曲的是
A.把燕麦幼苗放在硬纸盒里培养,盒壁一侧穿一个小孔,透进阳光
B.将胚芽鞘尖端用黑色纸帽遮严,放在硬纸盒里培养,盒壁一侧穿一小孔,透进阳光
C.将胚芽鞘尖端下边的生长部位用黑色纸帽遮严,胚芽鞘尖端仍露在外面,再照以阳光
D.切掉暗室中培养的燕麦胚芽鞘尖端,再照以单侧光
4.下列植物的运动中,与植物激素调节有关的是
A.含羞草受到触动后叶片闭合B.合欢在夜幕降临时小叶闭合
C.衣藻游向光强度适宜的地方D.向日葵的花盘向着太阳转
5.对胚芽鞘进行如下图的①~④的实验,其中旋转均为匀速慢速旋转,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
A.←↑→↑B.←↑↑→C.→→↑→D.→↑←↑
6.取6个小花盆,各栽入一株品种、粗细和大小都相同的玉米幼苗(要求幼苗的真叶未突破胚芽鞘)。
按下图所示方法进行实验处理。
接通台灯电源24h后,打开纸盒,能观察到玉米幼苗基本停止生长的是
A.6B.1C.2D.3、4、5
7.
荷兰学者Frits.Went于1928年把燕麦胚芽鞘尖端切下,放在琼脂薄片上,约1h~2h后移去胚芽鞘尖端,将琼脂小块放在去顶的胚芽鞘一侧,然后置于黑暗条件下培养,胚芽鞘逐渐向放置琼脂小块的对侧弯曲生长,该实验结果不能直接证明的问题是
A.胚芽鞘顶端能产生影响生长的物质
B.影响生长的物质自顶端向下运输
C.该物质能促进胚芽鞘的生长
D.单向光使该物质在胚芽鞘内呈不均匀布
8.将图中胚芽鞘X尖端以下切断一段后倒放——胚芽鞘y,右侧光照,胚芽鞘y的弯曲情况将是()
A.向左B.向右C.向下D.不弯曲
9.在方形暗箱内放一盆幼苗,暗箱一侧开一小窗,固定光源的
光可从窗口射入。
把暗箱放在一旋转器上水平旋转,保持每十五分钟匀速转一周。
一星期后幼苗生长状况为
10.如下图,把含有生长素的琼脂小块分别放在甲、乙、丙三株幼苗切面端的不同位置上,然后从左侧给予光照。
此实验结果不会()
A.甲向右侧弯曲生长B.乙直立生长
C.丙向左侧弯曲生长D.甲、乙、丙都弯向光源生长
11.对果树进行压条时,需要把压条的树皮环割一圈,环割后剥圈以下的侧芽会迅速发育成侧枝,这是因为()
A.顶芽不会再产生生长素B.剥圈取下的侧芽部位生长素浓度高
C.剥圈以下的侧芽部位生长素浓度低D.剥圈以上的侧芽部位生长素浓度低
12.在成熟的组织中生长素
A.可通过韧皮部进行非极性运输B.不能进行非极性运输
C.无生长素生长素
D.大量聚集
13.将刚发芽的小豆苗固定于离心盘上,经离心生长一段时间后,其胚根生长的情形如下图。
下列叙述正确的是①此现象是因根失水而造成局部生长的运动②此现象是因植物受到环境因素刺激,而引起组织生长不均所致③此现象与刺激的方向及植物体内生长素的分布不同有关④此现象是因根具有向地性,根的生长方向有向重力方向偏移的趋势()
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
14.
某同学设计了右图所示实验支架,支架的材料托中,放置了6块已编号的相同琼脂块。
相邻两个琼脂块之间用不透水的云母片完全割开。
他将3个胚芽鞘尖端分别放置在实验支架材料托的琼脂块上(如图),将实验支架在黑暗条件下的水平地面上放置一段时间后移走胚芽鞘尖端。
下列有关移走胚芽鞘尖端后琼脂块中生长素浓度的比较,正确的是
A.a1<a2B.a3>a2C.a3=A3D.A3>a1
15.某小组研究光对同一种植物幼苗生长的影响,设计的实验装置如下图所示:
请预测:
几天后,实验装置Ⅱ中幼苗的生长形态可能是
A.
(1)B.
(2)C.(3)D.(4)
二.选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分。
每小题有不止一个选项符合题意)
16.将植物横放,茎弯曲向上生长,根弯曲向下生长,这与重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同有关。
下列分析正确的是()
A.A处生长素浓度较B处高,茎对生长素敏感性高,A处生长受抑制,B处生长快,茎向上生长。
B.D处生长浓度较C处高,根对生长素敏感性高,D处生长受抑制,C处生长快,根向下生长。
C.C处生长素浓度较A处高,茎弯曲向下生长
D.B处生长素浓度较A处高,茎弯曲向上生长。
17.在一个切去尖端的燕麦胚芽鞘截面上放一个含有生长素的琼脂块,然后用单侧光照射胚芽鞘,则只生长不弯曲。
这一现象可以说明()
A.生长素能促进植物生长B.单侧光照引起生长素分布不均匀
C.生长素能由顶端运输到下部D.感受光刺激的部位是尖端
三.非选择题(本题包括2小题,共30分)
18.(12分)给如右图装置以单侧光照射并对燕麦胚芽鞘进行如下处理:
A.胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽
B.切去胚芽鞘尖端
C.胚芽鞘下部用锡箔纸遮住
D.胚芽鞘放在一侧开有一小窗的暗箱内。
⑴若平台静置不动,燕麦胚芽鞘生长情况是:
A_______________,B_________________,
C_______________,D_____________________。
⑵若开动电机让平台每10分钟匀速旋转一周,两周之后观察燕麦胚芽鞘生长情况:
A_______________,B_________________,
C_______________,D_____________________。
⑶由上述实验,你能得出的结论是_________________________________________
19.(18分)请根据所提供的实验材料用具设计一个实验,验证“重力影响生长素的重新分配”。
实验材料用具:
若干相同的燕麦胚芽鞘尖端是、若干相同的去掉尖端的胚芽鞘、一个实验支架(支架的材料托中,放置了6块已编号的相同琼脂块。
相邻两个琼脂块之间用不透水的云母片完全割开)。
①写出主要实验步骤:
②预期实验结果:
放置a1琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘_______________。
放置a3琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘_____________。
放置A3琼脂块的胚芽鞘________________________。
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