高中生物 31植物生长素的发现 新人教版必修3.docx

高中生物 31植物生长素的发现 新人教版必修3.docx

《高中生物 31植物生长素的发现 新人教版必修3.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 31植物生长素的发现 新人教版必修3.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高中生物31植物生长素的发现新人教版必修3

2019-2020年高中生物3.1植物生长素的发现新人教版必修3

教学建议

（一）巧妙设疑,层层探究

引入本章时,可尝试这样做:

在第2章中已经认识到激素可随着血液流到人体和动物体全身,传递着各种信息,那么,植物体能不能对自身的生命活动进行调节呢?

教师可以引导学生观察本章的章首页,感悟诗的意境,进入问题情境。

并借助“问题探讨”栏目,引出问题,接近要点。

在“生长素的发现过程”的教学中,要充分利用教材正栏和旁栏中所列出的问题串,层层深入地进行。

（二）指导预习,领略在生长素发现过程中科学家创造性的思维方式和严谨的科学方法

方法1:

和达尔文一起“思考”,与詹森、拜尔同感“刺激”,随温特揭示生长素的奥秘。

由于高中学生的思维水平、学习能力已经发展到较高阶段,所以可以采取小组合作交流的形式,让学生选择不同方式展示本小组对“生长素发现过程”的理解。

如果教师对学生课前预习指导投入较多,不妨提议学生代表提前制作演示文稿以备上课时用。

利用此内容,为学生创造自主学习、合作学习、探究学习的环境和条件,引导学生主动地参与。

改变过去教师一人提前备好演示文稿,上课一人演示、学生被动学习的教学方式。

可以让甲、乙、丙、丁四名同学分别阐述和分析达尔文、詹森、拜尔和温特的实验和结论。

教师要在学生发言时和发言后,及时地评价学生对科学发现过程的理解和认识。

教学过程中需要把握以下几点。

（1）达尔文设计实验的要点。

结合旁栏思考题,确认实验条件有单侧光照射、胚芽鞘、胚芽鞘顶尖与锡箔罩、胚芽鞘顶尖下面的一段与锡箔罩等。

结论:

单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,这种刺激向下传递,造成背光面比向光面生长快。

设计巧妙:

达尔文的实验,设计看似简单,但其注意到人们熟视无睹的植物向光性现象,并设计实验来研究,这既需要细致的观察,也需要创造性思维,更要有尊重事实的精神。

（2）强化生长素的发现是多位科学家不断探索的过程,呈现科学发现的艰辛和科学家不懈的探索精神。

詹森选择实验材料“琼脂片”证明“刺激”向下传递;拜尔选择黑暗环境证明胚芽鞘的弯曲生长,是尖端“刺激”向下传递分布不均匀所致。

“刺激”是什么?

科学家推测可能是一种化学物质。

进一步探索的结果是什么?

教师可以层层设置问题,揭开生长素的谜底。

用幻灯片、动画、图片、黑板画等形式,展示温特的实验,以证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质即生长素。

科学的发现是承前启后,继往开来的。

从19世纪末达尔文注意到植物的向光性,设计实验探索其中的原因,到1942年分离出具有生长素效应的化学物质并确认为吲哚乙酸的过程,经历了近50年。

学生通过体验生长素的发现过程,可以加深对有关概念的理解,领悟科学研究的方法,其情感态度、价值观方面也得到发展。

方法2:

教师引领,步步为营,寻根问底。

此方法是教学中比较常用的问题教学模式之一,它的特点是以问题为中心,以思维训练为基准,以科学史实为背景,以生动形象的语言和逻辑推理为手段,并配合以图片、动画。

（三）重放或整理“生长素的发现过程”,再次感受众多科学家的贡献

建议教师借助教材中的总结:

“人类的许多科学发现,就是像这样经过一代又一代人的探索,才一步一步地接近事实的真相。

每一位科学家所取得的进展可能只是一小步,众多的一小步终将汇合成科学前进的一大步。

”让学生整理,理出课文内容是如何体现这个总结所表达的含义的,也可以进一步查找资料,作补充说明。

教材中的“楷体字”部分是对学生进行辩证唯物主义自然观教育和科学发展史教育的好材料,教师可以提示学生注意对植物向光性的解释和争议,启发学生关注和认识植物向光性的研究并没有终结,而是在继续探索和发展。

本节的技能训练——“评价实验设计和结论”,侧重于训练学生“根据已知的知识和题目给定的事实和条件,归纳相关信息,对自然科学问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来”的推理能力。

同时依据科学实验的要素分析其实验设计的严密性,提出改进意见等。

关于实验设计的改进,应鼓励学生开放思路,不搞唯一答案和“一刀切”。

参考资料

目前对激素作用的机理有各种解释,可以归纳为两点:

一是认为激素作用于核酸代谢,可能是在DNA转录水平上。

它使某些基因活化,形成一些新的mRNA、新的蛋白质（主要是酶）,进而影响细胞内的代谢,引起生长发育的变化。

二是认为激素作用于细胞膜,即质膜首先受激素的影响,发生一系列膜结构与功能的变化,使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应的变化,或者失活或者活化。

酶系统的变化使新陈代谢和整个细胞的生长发育也随之发生变化。

此外,还有人认为激素对核和质膜都有影响;或认为激素的效应先从质膜再经过细胞质,最后传到核中。

虽然对激素作用机理有不同的解释,但是,无论哪一种解释都认为,激素必须首先与细胞内某种物质特异地结合,才能产生有效的调节作用,这种物质就是激素的受体。

植物激素受体是指能与植物激素专一地结合的物质。

这种物质能和相应的物质结合,识别激素信号,并将信号转化为一系列的生理生化反应,最终表现出不同的生物学效应。

受体是激素初始作用发生的位点,所以,了解激素受体的性质及其在细胞内的存在位置,是研究激素作用机理的重要内容之一。

激素受体是一种蛋白质,它们可能定位于细胞质膜,也可能定位于细胞核或细胞质。

由于植物体内具有多种激素,因此,必然可能有多种激素受体,并存在于细胞的不同部位。

生长素最基本的作用是促进细胞的伸长生长,这种促进作用,在一些离体器官如胚芽鞘或黄化茎切段中尤为明显。

生长素为什么能促进细胞的伸长生长,又是以什么方式起作用的呢?

植物细胞的最外部是细胞壁,细胞若要伸长生长即增加其体积,细胞壁就必须相应扩大。

细胞壁要扩大,就首先需要软化和松弛,使细胞壁可塑性加大,同时合成新的细胞壁物质,并增加原生质。

实验证明,用生长素处理燕麦胚芽鞘,可增加细胞壁可塑性,而且在不同浓度的生长素影响下,其可塑性变化和生长的增加幅度很接近,这说明生长素所诱导的生长是通过增加细胞壁的可塑性而实现的。

生长素对死细胞的可塑性变化无效;在缺氧或呼吸抑制剂存在的条件下,生长素诱导细胞壁可塑性的变化受到抑制。

因此生长素促进细胞壁可塑性增加,并非单纯的物理变化,而是代谢的结果。

植物的向光性

植物的向光性是植物向性运动之一。

植物器官的向光性又分为正向光性、负向光性、横向光性（指器官与射来的光线垂直的特性）,但一般植物的茎向光弯曲,呈正向光性。

实验证明,正向光性运动与生长素分布有关,光线能使生长素在背光一侧比向光一侧分布多,因此,背光侧比向光侧生长得快,使植物的茎显示出向光性。

但是,对于光是如何造成生长素分布不均匀的,至今尚无定论。

目前主要有以下几种观点:

（1）侧向运输观点。

在单侧光照作用下,生长素自茎的顶端向背光面侧向沿薄壁组织向下运输,背光侧的生长素浓度高于向光侧,背光侧的细胞生长快于向光的一侧,这一生长差异引起植物的茎向光弯曲。

Went（1928年）证明燕麦胚芽鞘经单侧光照后,背光一侧从胚芽鞘尖端扩散到琼脂的生长素含量差不多等于向光一侧的2倍。

并推测,生长素移动是由于单侧光导致胚芽鞘尖端不同部位产生电势差,向光的一侧带负电荷,背光的一侧带正电荷,吲哚乙酸呈弱酸性,其阴离子向背光一侧移动,使背光侧生长素含量高,生长较快,植株就呈现向光性生长。

但这一途径至今还没有被证实。

（2）横向转移观点。

W.Briggs和他的同事们用玉米胚芽鞘做实验,结果证明,在单侧光照下,生长素从向光一侧向背光侧移动。

换言之,单侧光照对生长素的分布影响在于其能促进生长素沿薄壁组织从向光一侧转移到背光一侧,结果背光侧的生长素比向光侧的多。

（3）生长抑制剂作用观点。

Hasegawa等（1975年）提出了不同的看法。

他们重复了Went的实验,结果证明,用生物测定法测出燕麦胚芽鞘背光一侧扩散的生长素确实多于向光一侧,两者相对活性与Went的数据相同,但用物理化学法测定两侧扩散的生长素含量并没有区别。

经过层析分析,发现琼脂块中至少有两种抑制物,向光一侧的抑制物活性高于背光一侧的。

因此,他们认为,燕麦胚芽鞘在单侧光照射后向光弯曲,并不是因背光一侧生长素含量大于向光一侧,而是由于向光一侧的生长抑制物比背光一侧的多,造成生长速度差异而引起向光弯曲。

近年来,一些科学家提出,这些抑制物质主要是萝卜宁、萝卜酰胺、黄质醛等。

（4）其他观点。

也有人认为,向光性产生的原因是在单侧光刺激下,生长素在向光侧和背光侧的不对称运输及向光侧生长抑制物质活性增强两种现象同时存在,造成了茎的向光侧生长较慢。

也就是说,植物的向光性不纯粹是生长素的作用,而是生长促进物和生长抑制物两种化合物作用的总反应。

LamS.L和A.C.Leopld通过研究向日葵绿色幼苗的向光性后提出了绿叶调节向光性的观点。

他们认为,在绿色幼苗中向光弯曲主要是由叶片提供的极性运输的生长素所调节的,而不需要侧向的生长素运输。

上述几种观点都能在一定程度上对植物的向光性作出解释,但都缺乏更有说服力的证据。

目前,向光性产生的机理仍在研究之中。

2019-2020年高中生物3.1植物生长素的发现基础巩固训练新人教版必修3

一、选择题（共7小题,每小题5分,共35分）

1.从某被子植物体上提取生长素最理想的材料是　（　　）

A.幼嫩种子　　　　　B.成熟叶片

C.果皮D.成熟种子

【解析】选A。

生长素一般在生长旺盛的部位分布较多,如幼嫩的芽、叶,发育中的种子等,因此提取生长素最好用幼嫩的种子。

2.（xx·日照高二检测）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为　（　　）

A.①②　　　B.③④　　　C.⑤⑥　　　D.④⑥

【解析】选C。

该实验的自变量应为胚芽鞘尖端是否遮光,因此⑤⑥是能说明胚芽鞘尖端是感受光刺激部位的最佳实验组合。

3.将燕麦胚芽鞘做如图处理,经过几天后的变化情况是　（　　）

A.向左弯曲

B.向右弯曲

C.直立生长

D.停止生长

【解析】选A。

胚芽鞘左侧切去一部分,生长素不能向下运输,会造成向光一侧生长素含量多,从而导致背向光源生长。

4.（xx·济宁高二检测）植物根部的生长素在单侧光照射下会向背光一侧运输,图示为研究单侧光的光照强度与根弯曲角度关系的实验装置和实验结果。

下列有关说法错误的是　（　　）

A.单侧光照强度越强,根部生长素向背光一侧运输的越多

B.该实验可以验证生长素对根部生理作用具有两重性

C.单侧光照强度越强,向光侧的生长素促进作用越强

D.在单侧光照射下,生长素在根尖由右侧向左侧运输,同时由下方向上方运输

【解析】选C。

单侧光能够使生长素向背光侧运输,导致生长素集中分布在背光侧,而且单侧光光照强度越强,生长素向背光一侧运输的越多,故A正确。

根对生长素较敏感,故背光侧生长素浓度较高,抑制背光侧生长,而向光侧生长较快,体现生长素作用的两重性,故B正确。

单侧光照强度越强,根部生长素向背光一侧运输的越多,向光侧生长素越少,促进作用越弱,故C错。

在单侧光照射下,生长素在根尖由右侧向左侧运输,属于横向运输,由下方向上方运输属于极性运输,故D正确。

【变式训练】下图中箭头表示植物体不同部位和不同条件下生长素的总体运输方向,其中有误的是　（　　）

A.aB.bC.cD.d

【解析】选D。

生长素运输特点为极性运输,即从形态学上端向形态学下端运输,故A、B项正确;右侧给予光照时,发生横向运输,故C项正确;生长素的运输与水的多少没有关系,故D项错误。

5.下列关于植物生长素的叙述中,不正确的是　（　　）

A.在植物体内生长素含量是很少的

B.在植物体内生长素的运输方向是从形态学上端向形态学下端

C.在植物体内生长素的运输不需要消耗能量

D.单侧光下燕麦胚芽鞘尖端的生长素可从向光侧横向运输到背光侧

【解析】选C。

生长素是植物激素,它在植物体内的含量很少;以主动运输的方式由形态学上端向形态学下端进行极性运输,需要消耗能量。

6.（xx·郑州高二检测）如果将燕麦胚芽鞘尖端切除,代之以含有适当浓度生长素的琼脂块,在单侧光照射下　（　　）

A.生长素既可以进行横向运输,又可以进行极性运输

B.胚芽鞘弯曲生长

C.胚芽鞘向光侧和背光侧生长素浓度不相同

D.与在均匀光照条件下,实验结果相同

【解析】选D。

生长素的横向运输及胚芽鞘感光部位均存在于胚芽鞘尖端,而尖端已被切除,A、B、C项错误;琼脂块中的生长素向胚芽鞘尖端以下部位运输,引起尖端以下部位直立生长,D项正确。

7.（xx·怀化高二检测）下列暗箱中的植物生长情况正确的一组由左到右依次是　（　　）

A.向光弯曲生长、不生长、直立生长、向右弯曲生长

B.向光弯曲生长、不生长、直立生长、不生长

C.向光弯曲生长、直立生长、向光弯曲生长、向右弯曲生长

D.向光弯曲生长、直立生长、直立生长、向右弯曲生长

【解析】选A。

向光弯曲生长的原因:

感受光刺激和产生生长素的部位在尖端;单侧光引起生长素在尖端发生横向运输,从而导致尖端下面一段生长素分布不均匀,使向光侧生长素浓度小于背光侧生长素浓度,向光侧生长速度小于背光侧,故会向光弯曲生长。

1有单侧光影响,故会向光弯曲;2中没有尖端,不能产生生长素,不生长也不弯曲;3没有尖端,虽然有单侧光但是尖端下面一段生长素分布均匀,故直立生长;4左侧有含生长素的琼脂块,右侧没有,故左侧生长速度大于右侧,故向右弯曲生长。

二、非选择题（共15分）

8.如图所示是生长素发现过程示意图。

请据图回答:

（1）综合图1和2可以证明胚芽鞘具有　。

（2）综合图2和3可以证明与生长和弯曲有关的部位是　　　　　　　　

　　　　　　。

（3）综合图2和4可以证明感受光刺激的部位是　　　　　　　　　　　,而仔细观察可以发现发生弯曲的部位是尖端　。

（4）综合图6和7可以证明 能够产生某种　的物质并且向下部运输。

（5）经科学家努力,从植物组织中分离出了生长素并鉴定出了它的化学本质是　。

【解析】

（1）本题考查生长素发现过程中的几组对照实验。

1与2相比,单一变量为单侧光,有光时向光弯曲生长,而无光时直立生长,说明胚芽鞘具有向光弯曲生长的现象。

（2）2与3相比,单一变量为有无胚芽鞘尖端,3去尖端不生长不弯曲,2有尖端向光弯曲生长,说明胚芽鞘生长和弯曲与尖端有关。

（3）2与4相比,单一变量为有无锡箔帽遮住尖端,2未遮住,向光弯曲生长,4直立生长,说明感光部位在尖端,弯曲部位在尖端下面一段。

（4）6与7相比,单一变量为琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端,放置接触过胚芽鞘尖端的琼脂块的胚芽鞘弯曲生长,放置未接触过胚芽鞘尖端的琼脂块的胚芽鞘不弯曲不生长,说明胚芽鞘尖端可产生促进其下部生长的物质。

（5）生长素的化学本质为吲哚乙酸。

答案:

（1）向光弯曲生长现象　

（2）胚芽鞘尖端

（3）胚芽鞘尖端　下面的一段

（4）胚芽鞘尖端　促进生长　（5）吲哚乙酸

一、选择题（共5小题,每小题6分,共30分）

1.下列关于植物生长素发现的过程叙述错误的是　（　　）

A.达尔文根据实验提出,单侧光可以使胚芽鞘尖端产生吲哚乙酸,并可以传送到胚芽鞘下部的伸长区,从而造成背光面生长快,引起向光弯曲生长

B.鲍森·詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片

C.拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的

D.温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是化学物质,并命名为生长素

【解析】选A。

达尔文设计了简单而又富有创造性的实验,但并没有提出吲哚乙酸的概念,也没有解释向光性是由生长素引起的。

【误区警示】生长素发现过程中的几点提醒

（1）温特实验之前的实验结论中不能出现“生长素”,只能说是“影响”。

（2）证明“影响”是“化学物质”而非其他信号,并对该物质命名的科学家是温特;提取该物质的是郭葛,其化学本质为吲哚乙酸,由色氨酸合成。

（3）上述实验中都设置了对照组,体现了单一变量原则。

2.（xx·安徽高考）科学家温特做了如下实验:

把切下的燕麦尖端放在琼脂块上,几小时后,移去胚芽鞘尖端,将琼脂块切成小块。

再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧,结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。

但是如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块,胚芽鞘则既不生长也不弯曲。

该实验证明了　

（　　）

A.生长素只能从形态学上端运输到形态学下端

B.造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质

C.生长素的化学本质是吲哚乙酸

D.胚芽鞘会弯向光源生长

【解题关键】解答本题的思路是:

（1）根据实验描述,画出实验图解。

（2）分析实验变量,得出实验结论。

【解析】选B。

1928年,荷兰科学家温特在实验中,把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上,几小时以后,移去胚芽鞘尖端,并将这块琼脂切成小块,放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧,结果发现这个胚芽鞘会向放琼脂的对侧弯曲生长。

如果把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块,放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧,结果发现这个胚芽鞘既不生长,也不弯曲。

由此说明,胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端运输到下部,并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长。

3.（xx·银川高二检测）为了探究燕麦胚芽鞘中的IAA在极性运输时是否以重力为动力,有人利用燕麦幼苗、刀片、放射性14C检测仪器、含14C-IAA的琼脂块（供体块）和空白琼脂块（受体块）进行四组实验（如图所示）,其中能达到实验目的的是　（　　）

【解题关键】解答本题需要考虑两方面:

（1）实验自变量:

重力作用从E到F,还是从F到E。

（2）结果预测:

生长素运输不受重力影响。

【解析】选D。

欲探究燕麦胚芽鞘中的IAA在极性运输时是否以重力为动力,可将燕麦胚芽鞘的形态学上端E置于下面,形态学下端F置于上面,在F端放置空白琼脂块,E端放置含放射性14C-IAA的琼脂块,通过检测空白琼脂块是否含有放射性来验证实验目的。

4.为了探究光照和重力对横放状态下植物生长的影响,某同学对刚萌发的盆栽燕麦分别进行了下列处理:

一段时间后,①③④均明显向上弯曲生长,②弯曲生长不明显。

根据上面实验,下列分析正确的是　（　　）

A.①和④能够说明燕麦在横放状态下,单侧光是引起弯曲生长的主要因素

B.①和④能够说明燕麦在横放状态下,重力是引起弯曲生长的主要因素

C.①和②能够说明燕麦在横放状态下,单侧光是引起弯曲生长的主要因素

D.③和④能够说明燕麦在横放状态下,重力是引起弯曲生长的主要因素

【解题关键】解答本题时的突破点是:

（1）审题:

盆栽燕麦的处理方式,单侧光、无光还是均匀光。

（2）知识点:

光照和重力如何影响生长素的分布。

【解析】选D。

燕麦横放,重力引起近地侧生长素多于远地侧;单侧光照引起背光侧生长素多于向光侧。

①中上方照光及重力影响都使近地侧生长素多,使近地侧生长快,燕麦向上弯曲生长;②中燕麦弯曲生长不明显,说明重力与单侧光的共同作用使近地侧和远地侧生长素分布量差别不大;③中燕麦只受重力影响;④中光照不影响生长素的横向运输,受重力影响燕麦向上弯曲生长。

5.（能力挑战题）（xx·南京高二检测）假设下图中两个含生长素（IAA）的琼脂块和两个胚芽鞘尖端所产生的生长素含量相同,则下列分析正确的是（多选）　

（　　）

A.①②两组实验能证明生长素具有极性运输的特点

B.③④两组实验能证明生长素具有横向运输的特点

C.琼脂块a、b、c、d、e、f、g中的生长素浓度关系:

c>a=f>d=e>b=g

D.琼脂块a、b、c、d、e、f、g中的生长素浓度关系:

f>a=b=d=e>g>c

【解析】选A、B、D。

图中①②组,相互对比a、b、c中的浓度可证明生长素只能进行极性运输;③④组对照d、e、f、g中的生长素含量,可得出生长素具有横向运输的特点;①②组中胚芽鞘没有尖端,生长素不发生横向运输,③组中胚芽鞘尖端受云母片影响,生长素也不会发生横向运输,④中可发生横向运输,因此f的生长素浓度最高,生长素的浓度关系应为:

f>a=b=d=e>g>c。

二、非选择题（共20分）

6.下图中的A、B、C花盆放在具有一定转速的匀速旋转的转盘上。

A放在转盘的圆周上;B放在开小窗的暗箱内,暗箱放在转盘正中;C放在转盘正中,外套上开小窗的暗箱。

回答下列问题:

（1）A花盆中的植株的根将向什么方向生长?

 　　　　　　　　　　　　。

（2）若B花盆和暗箱一起旋转,B花盆中的小苗生长情况将是　　　　　　　　　

　　　　　　　　　。

（3）若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,B花盆中的小苗生长情况将是　　　　　　

　　　　　　　　　。

（4）若C花盆旋转,暗箱不随转盘转,C花盆中的小苗生长情况将是　　　　　　

　　　　　　　　　。

【解析】本题考查植物向性运动的特点。

（1）影响生长素分布的外力有两个,所以生长素向合力方向运输。

（2）若B花盆和暗箱一起旋转,则小苗表现为接受间断的单侧光照射,光源来源于小窗,所以向小窗弯曲生长。

（3）若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,则小苗只有当小窗转到单侧光方向时才接受一次单侧光照,光源来源于单侧光方向。

（4）若C花盆旋转,暗箱不随转盘转,则小苗相当于处于黑暗环境中,小苗内生长素分布均匀,直立生长。

答案:

（1）根将向受到的离心力和重力的合力方向生长

（2）弯向小窗生长

（3）弯向光源生长

（4）直立生长