高中生物人教版 (2019)选择性必修1第1节 植物生长素教案

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问题探讨

图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。

1.图中植株的生长方向有什么特点?

提示：弯向窗外生长。

2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变?植株对这种刺激的反应有什么适应意义?

提示：是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。

一、植物的向性运动

1、向性运动的概念：

植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动

举例： 植物幼苗的向光性生长

   根的向重力性生长

 根的向水性生长

 根的向肥性生长

2、意义：植物对于外界环境的适应

二、探究生长素的发现过程

实验材料——胚芽鞘

胚芽鞘：禾本科植物种子萌发时，包在胚芽外面的锥形套状物，可保护生长中的胚芽，它不是叶。

（一）达尔文的实验（19世纪末） 

该实验自变量是？因变量是？无关变量有哪些？

自变量：光照   因变量:胚芽鞘的生长状况

结论：导致胚芽鞘表现向光性的外界因素是______________________。

该实验自变量是？因变量是？

自变量：尖端有无   因变量:胚芽鞘的生长状况

结论：胚芽鞘的向光性弯曲生长与____________有关;

探究任务:

胚芽鞘感受光刺激的是尖端还是尖端以下部位？

提出问题：

    向光弯曲与胚芽鞘结构的哪个部位有关？做出假设：

向光弯曲与胚芽鞘的尖端（或下部）有关

设计实验：

实验要求：保持胚芽鞘的完整

实验材料：胚芽鞘、锡箔罩子（不透光）

结论：尖端是感受光刺激的部位弯曲生长的部位在______________

达尔文的实验结论

胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲

这种“影响”究竟是什么？用什么方法可以证明这种“影响”从尖端传到下部呢？

旁栏思考题

遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么?胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?感受单侧光刺激的又是哪一部分?你怎样解释这一结果?

提示：分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法，观察某-部分不受单侧光刺激时系统的反应，从而确定是哪一部分在起作用。胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段， 感受光刺激的是顶端。这说明，是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。

（二）詹森的实验(1910年)

琼脂：常用作培养基的凝固剂，易熔，可塑，物质可在琼脂中扩散而性质不变。

云母片：常用作电器绝缘材料，物质不能透过云母片扩散。

旁栏思考题

顶端产生的"影响"能传到下部，那么它为什么能使得伸长区两侧生长不均匀呢?

提示：因为该影响(生长素)在向光-侧和背光-侧 (浓度分布)存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。

这种“影响”是什么?能不能从尖端传递到下部？

结论：胚芽鞘的尖端产生的影响可以透过_______________________

（三）拜尔的实验(1914年)

这种刺激传递到尖端以下，怎样引起胚芽鞘的弯曲生长呢？

注意思考：尖端放置的位置及后来弯曲的方向

有什么关系？

结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部______________________造成的

詹森和拜尔的实验初步证明：

如何验证这种物质的存在？

（四）温特的实验(1928年)

结论：

进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，并命名为______________。

旁栏思考题

温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质?他是怎样作出这一推测的?

提示：没有。他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这样推断的。要得出这样的结论，既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理，还需要一定的想象力。

三、生长素是什么物质？

1931年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫_________（IAA)。

1946年，人们才从高等植物中分离出了_________,并确认它就是IAA．此外还有________________（PAA）、还有_________________(IBA)等生长素效应物质。

生长素的发现，是从研究植物向光性开始的，通过几代科学家经过50多年的研究完成的。也揭示了______________________的最终原因。

（一）实验结论

感光部位:胚芽鞘的尖端

弯曲部位:胚芽鞘的尖端以下部分

弯曲原因:生长素分布不均匀

产生生长素部位：胚芽鞘的尖端

二）植物向光性及形成的原因

生长素的生理作用是________________________

外因：________________________

内因：

  ①尖端的存在(______________________)

  ②尖端产生__________________

  ③生长素______________________(背光面多向光面少)。

植物激素的概念

由植物体内产生，能从__________运送到___________，对植物生长发育有显著影响的微量_______________除生长素外，还发现了______________等．

思考与讨论

1．植物激素与动物激素都称作"激素"，二者有哪些相似之处?

提示：二者都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运输到作用部位发挥作用，且都具有微量、高效的特点。

2.植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别?

提示：二者的主要区别如下页表格所示。

四、生长素的合成、运输与分布

生长素的产生部位：主要在幼嫩的芽、叶、发育的种子______可转化成生长素

生长素的分布：大多集中在生长旺盛的部位

如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育的种子和果实

2.尖端的横向运输

在一些细胞分裂特别旺盛的地方,受__________(如单侧光、重力、离心力)的影响,生长素在形态学上端也可以__________。

五、生长素的生理作用

1.生长素在植物体内起作用的方式和动物体内激素起作用的方式基本相似，它不像酶那样催化细胞代谢，也不为细胞__________________，而是给细胞________________，起着调节_________________________的作用。

2.在植物体内，生长素在细胞水平上起着促进_______________________、诱导_____________________等作用;在器官水平上则影响_______________、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。

探究不同浓度生长素类似物对富贵竹生根的影响

实验材料：生长素类似物——萘乙酸，富贵竹

生长素（IAA）由植物自身产生，在植物体内含量很少，提取困难，在生产上较少应用。

     生长素类似物是人工合成的化学物质，生理作用与生长素类似，在生产上有广泛的应用。

     如α-萘乙酸（NAA）、 生根粉、2，4-D等。

实验器具：烧杯、量筒、玻璃棒等

探究不同浓度生长素类似物（萘乙酸）对富贵竹生根的影响

思考与讨论

1．"促进"或"抑制"的作用效果是与哪一组别对比得到的?

提示：同一器官，低浓度组别促进生长，高浓度组别抑制生长。不同器官，同一浓度下(如10－6 mol·L－1)，对根这一组的作用是抑制，对茎这一组的作用是促进。

2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系?

提示：不同的生长素浓度，对于同一植株同一器官所起的作用也不同。在一定浓度范围内促进生长，超过这一范围则抑制生长。

3.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗?

提示：不相同。如“思考·讨论”中图所示，对于根来说，最适浓度大约是10－10 mol·L－1；对于芽来说，最适浓度大约是10－8 mol·L－1；对于茎来说，最适浓度大约是10－4 mol·L－1。说明不同器官对生长素的敏感程度不同，根最敏感，其次是芽，茎最不敏感。

思考与讨论

1.这个实验的设计是否严密?为什么?

提示：该实验设计不严密，主要是缺少对照实验，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况，不符合实验设计的基本原则。

2．从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨?为什么?

提示：结论(2)不严谨，本实验不可证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。

3．如果要验证上述结论，应该对实验方案如何改进?

提示：应增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。

2.如图甲为某植物芽的分布示意图，图乙表示不同浓度生长素对植物生长的影响，下列相关叙述正确的是  (　　)

A．图甲B芽生长素浓度最可能处于图乙d～e区间

B．对A芽给予右侧光照，其右侧生长素浓度可能处于图乙c～d区间

C．如果摘除图甲中的A芽，则B芽生长素浓度将会介于e～f之间

D．植物水平放置后A芽仍会向上生长，原因不是生长素具有两重性

提示：据分析可知，图甲B芽生长素浓度较高，生长受抑制，最可能处于图乙e～f区间，A错误；对A芽给予右侧光照，则在单侧光照射下，生长素由右侧向左侧运输，导致右侧生长素浓度小于左侧，右侧促进作用较弱，故右侧生长素浓度应低于c，B错误；如果摘除图甲中的A芽，则解除顶端优势后，B芽处的生长素浓度会降低，从而促进侧芽生长，故B芽生长素浓度小于e，C错误；植物水平放置后，由于受重力影响，近地侧生长素浓度高于远地侧，导致近地侧生长比远地侧快，没有体现出两重性，D正确。

3.拓展应用

①在居室内养花，花盆往往要放在窗口附近有阳光处，有的书上建议每星期将花盆旋转1/4圈。这个建议有什么科学道理?

提示：可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。

②我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进空中压条生根的方法;"凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛过再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝…则根生。"请你运用已学过的知识，分析其中的科学道理。

提示：因为人尿中 含有微量的生长素， 将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。

提出问题，分析问题。得出向光性的概念。

【学习活动一】学生阅读，结合所学知识，思考问题，回答问题。

小组讨论，探究生长素的发现过程。

小组讨论，回答相关问题。

案例分析，讨论实验结果和结论。

【学习活动二】学生阅读，分组讨论，探究生长素是什么？

小组讨论，回答相关问题。

【学习活动三】学生阅读，分析生长素的合成、运输与分布。

小组讨论，实验探究，回答相关问题。

小组讨论，回答相关问题。

根据所学，完成相关练习

联系实际，激发学生求知欲。

通过阅读，创设问题情境导入新课，培养学生获取信息的能力，加深学生对概念的认识，激发学生的科学研究的兴趣。

由浅入深，层层剖析，以加深学生对科学探究的精神。

培养学生观察和分析问题，归纳总结能力。

小组合作，知识迁移，归纳总结。

培养学生获取信息的能力，锻炼学生的语言表达能力，提高学生分析问题，解决问题的能力。

培养学生问题探究与设计实验的能力及创新意识。

让学生自主梳理学习内容，培养它们自主学习能力，分析生长素的合成、运输与分布，提高学生概括能力。

分析资料，实验探究，提高学生对知识的深入理解，解决生活实际问题。

通过知识概括，回答相关问题，提高学生概括总结能力。

回顾旧知，巩固和应用所学知识。

课堂小结

1.产生部位：植物体内。

2.运输途径：从产生部位运送到__作用部位__。

3.生理作用：影响植物__生长发育__。

4.化学本质：微量__有机物__。

5.合成部位：主要在芽、幼嫩的叶和__发育中的种子__，__色氨酸__经过一系列反应可转变成生长素。

6.生长素首先与细胞内某种蛋白质——__生长素受体__特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定__基因的表达__，从而产生__效应__

板书

第一节    植物生长素

一、生长素的发现过程

二、植物激素

1．概念：2.种类

三、生长素的合成、运输与分布

1．合成部位：

2．运输

3．分布部位：

四、生长素的生理作用

1．作用方式：

2．作用特点：