高中生物人教版 (2019)选择性必修1第1节 植物生长素教学设计

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修1第1节 植物生长素教学设计，共51页。PPT课件主要包含了探究点一，探究点二，探究点三等内容，欢迎下载使用。
一、生长素的发现过程1.向光性在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。2.发现过程
3.实验分析(1)实验设计技巧分析a.一系列实验体现出生物科学研究的基本思路是:提出(发现)问题→提出假说→设计实验证明→得出结论。b.实验中运用了对照原则,如达尔文的实验中,①为对照组,②③④为实验组;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。c.实验中体现了单一变量原则。达尔文实验的单一变量是尖端的有无(实验①②)和锡箔罩的位置(实验③④);温特实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。
(2)相关实验结论(连线)(3)植物向光性的成因:单侧光照射后引起生长素分布不均匀,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。4.生长素种类吲哚乙酸(IAA)、苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(IBA)等都属于生长素。
5.植物激素(1)概念:由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。(2)种类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。(3)植物激素和动物激素的比较①相同点:都是信息分子,参与调节生长、发育过程;都是从产生部位运输到作用部位发挥作用;都具有微量和高效的特点。②不同点:植物激素的化学本质是小分子有机物,动物激素的化学本质是蛋白质、固醇或氨基酸衍生物等;植物激素无专门的分泌器官,由植物体的一定部位产生,动物激素由专门的内分泌腺或内分泌细胞分泌产生。
预习反馈1.判断(1)鲍森·詹森实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。( √ )(2)达尔文通过实验推测胚芽鞘尖端在单侧光照下能产生某种影响传递到尖端下方,温特通过实验证明了这种影响是一种化学物质。( √ )(3)胚芽鞘的感光部位在尖端,但单侧光照射时的弯曲部位在尖端下面。( √ )
(4)温特的实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输。( × )(5)生长素的化学本质是蛋白质。( × )(6)植物激素是由特定的器官或细胞产生的,由产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育起调节作用的微量有机物。( × )
2.下图为用燕麦胚芽鞘进行的实验,下列判断正确的是(　　)A.①④是一组对照实验B.向左弯曲生长的是⑤C.不生长也不弯曲的是①③D.单侧光能够对②④起作用
解析:①②③④⑤组的胚芽鞘的生长情况依次是直立生长、向右弯曲生长、不生长也不弯曲、直立生长和向左弯曲生长。①④之间有多个变量,构不成对照实验。含有一定浓度生长素的琼脂块不能完全替代胚芽鞘尖端的作用,其中的生长素只能向下扩散,因此单侧光照对④不起作用。答案:B
二、生长素的合成、运输与分布1.生长素主要合成部位:芽、幼嫩的叶和发育中的种子。2.运输方式(1)极性运输:在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向运输。极性运输是一种主动运输。(2)非极性运输:在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。3.分布生长素相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
预习反馈1.判断(1)生长素在根部的极性运输方向为由根尖端运往根的近茎端。( √ )(2)燕麦胚芽鞘中生长素的极性运输与光照方向无关。( √ )(3)幼芽、幼叶和种子都能产生较多的生长素。( × )(4)生长素在胚芽鞘中的极性运输,只能单向进行。( √ )(5)在生长旺盛的部位生长素分布相对集中。( √ )2.思考:生长素极性运输时的跨膜运输方式是什么?答案:主动运输。
三、生长素的生理作用1.生理作用(1)作用①细胞水平:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用。②器官水平:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。(2)原理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。
(3)影响因素①浓度:一般情况下,在低浓度时促进生长,在浓度过高时抑制生长。②器官:不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎的敏感程度从高到低依次为:根>芽>茎。③成熟程度:一般来说,幼嫩细胞敏感,衰老细胞比较迟钝。2.实例:顶端优势现象(1)成因:顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽处生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势。(2)解除方法:去掉顶芽,使侧芽处的生长素浓度降低,于是侧芽萌动、加快生长。(3)应用:适时摘除棉花的顶芽使它多开花、多结果;适时修剪景观树木,让树木发出更多的侧枝,使树型变得圆润、丰满。
预习反馈1.判断(1)生长素只能调节代谢,而不能直接参与细胞代谢。( √ )(2)生长素是一种信号分子,与细胞内相应受体结合后发挥调节作用。( √ )(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。( × )(4)顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制。( × )(5)生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用。( × )
2.植物生长素对植物的新陈代谢、生长发育等生命活动起着重要的调节作用,其特点是(　　)A.只能抑制植物生长B.只能促进植物生长C.高浓度时促进生长,低浓度时抑制生长D.高浓度时抑制生长,低浓度时促进生长解析:生长素的生理作用表现为高浓度抑制生长,低浓度促进生长。答案:D
3.校园里种植的杉树,主干粗壮,生长旺盛,而侧枝很细弱,主要原因在于(　　)A.侧芽缺乏生长素B.侧芽产生的生长素过少C.侧芽产生的生长素过多D.侧芽积累的生长素过多解析:侧芽自身能产生适量的生长素,加上顶芽产生的生长素向下运输并大量积累在侧芽部位,使这里的生长素浓度过高,从而抑制侧芽生长。答案:D
生长素的发现及植物向光性分析情境导引1881年,达尔文和他的儿子弗兰克斯出版了一本题为《植物运动的动力》的书。在这本书中,达尔文报告了其针对生长着的植物对光的反应所做的系统性实验。这种反应就是后来为人熟知的向光性。他们在实验中利用正在萌发的燕麦胚芽鞘和一种金丝雀 草的幼苗进行了细致的观察。结合下图对胚芽鞘的处理,讨论解决相关问题。
1.图中胚芽鞘能直立生长的有哪些?弯曲生长的有哪些?答案:①④⑥能够直立生长;③⑤向光弯曲生长。2.若利用图中的处理探究植物的向光性,对照实验如何设置?答案:设计实验时要遵循单一变量原则,若探究植物的向光性,可设置①③进行对照。3.若探究植物胚芽鞘的感光部位,对照实验如何设置?答案:若探究植物胚芽鞘的感光部位,应设置④⑤进行对照。
归纳提升1.生长素相关实验的图解分析
2.植物向光性的原因分析
可见,植物向光性的内因是生长素分布不均匀,外因是单侧光照射。
典例剖析植物在单侧光照射下弯向光源生长,这个现象被解释为“光能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多?向光侧的生长素在光的影响下被分解了,还是向光侧的生长素向背光侧转移了?为此,有人做了下列实验。(一)实验步骤:将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来,处理后放在不同的琼脂切块上,分别放在黑暗中和单侧光下。
(二)实验结果:如下图所示。
图中c、d、e和f用生长素不能透过的玻璃片将胚芽鞘分割;琼脂块下方的数字表示琼脂块收集到的生长素(IAA)的量。请回答下列问题。(1)a和b说明了什么?  。 (2)c和d说明了什么?   。 (3)e和f说明了什么?  。 (4)通过上述实验可得出什么结论?    。
解析:(1)比较图a和图b可以看出,在有单侧光或黑暗的情况下,胚芽鞘尖端下面的琼脂块中的生长素含量是相同的,说明在单侧光照射下生长素并未分解,单侧光也不影响生长素的向下运输。(2)从图c和图d可以看出,胚芽鞘被玻璃片分为两部分,不论有光无光,下面琼脂块中的生长素的量无差异,说明玻璃片也不影响生长素的向下运输和收集的生长素总量。(3)从图e和图f可以看出,二者插入玻璃片的位置不同,会影响到左右两侧的琼脂块中生长素的量,前者将胚芽鞘和琼脂块完全分隔成左右两部分,后者是将胚芽鞘的下部和琼脂块分隔开,但胚芽鞘尖端部分并未被分开,说明在单侧光的作用下,向光侧的生长素可以向背光侧移动,造成琼脂块的生长素量左多右少。但e、f琼脂块中生长素的总量仍然相同。
(4)由实验分析可知,单侧光照射下,向光侧的生长素向背光侧转移,而不是向光侧的生长素被分解。答案:(1)单侧光并未造成生长素的分解,也没有影响生长素的向下运输(2)胚芽鞘被玻璃片分隔成两半,不影响生长素向下运输和琼脂块中收集到的生长素的量(3)单侧光照射促使生长素向背光侧转移(4)单侧光照射下,向光侧的生长素向背光侧转移,而不是向光侧的生长素被分解
活学活练1.右图是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射的情况,下列叙述不正确的是(　　)A.生长素由②向①运输B.生长素由①向③运输C.生长素由④向③运输D.③处生长比④处快答案:C
2.用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行下图所示的实验,一段时间后,会引起弯曲现象的是(　)A.②⑤⑦B.①②③⑤⑧C.①③④⑥⑦D.②⑤⑧
解析:①中由于胚芽鞘匀速旋转,使a、b琼脂块中的生长素浓度相同,故①直立生长;②向右弯曲生长;③直立生长;④直立生长;⑤向右弯曲生长;⑥不生长也不弯曲;⑦只有暗室内的幼苗旋转,受光均匀,直立生长;⑧装置整体旋转,光通过小孔,胚芽鞘受单侧光照射,所以向小孔方向弯曲生长。答案:D
生长素的运输方式情境导引为了检测生长素的运输方向,某人做了如下实验。取一段玉米胚芽鞘,切去顶端2 mm,使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块含有生长素的琼脂,下端放一块不含生长素的琼脂(胚芽鞘形态学上端朝上)。过一段时间检测,发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。根据实验设计及结果,此人得出以下结论:(1)下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块;(2)生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。
请讨论分析下列问题。1.这个实验的设计是否严密?为什么?答案:不严密。没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨?为什么?答案:不严谨。没有实验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,应该如何改进实验方案?答案:应该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。
归纳提升1.生长素的运输(1)极性运输在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学的上端向形态学下端运输,是一种主动运输过程,需要消耗能量,能逆浓度运输。(2)非极性运输在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
2.动、植物激素的比较
典例剖析科学家做过如下的实验:a.把不含生长素的两个琼脂小块放在燕麦胚芽鞘下端;b.把含生长素的琼脂小块放在一段去掉尖端的燕麦胚芽鞘形态学上端,把另两个不含生长素的琼脂小块作为接受块放在形态学下端;c.把一段燕麦胚芽鞘倒转过来,把形态学上端朝下,做同样的实验。三个实验都用单侧光照射。经过一段时间后,接受块①②③④⑤⑥的成分变化的叙述正确的是(　　)
A.①含生长素比②多,③含生长素比④多B.①含生长素比②少,⑤含生长素比⑥多C.在③④⑤⑥小块中,⑤含生长素最多D.③④中生长素含量之和比⑤⑥中多解析:胚芽鞘尖端是感受光刺激的部位,单侧光使背光侧生长素多于向光侧,①含生长素比②多。琼脂块不能感受光刺激,且生长素只能由形态学上端运到形态学下端,不能倒过来运输,因此,③④中生长素含量相同,⑤⑥中不含生长素。答案:D
活学活练1.用同位素14C标记的吲哚乙酸来处理一段枝条的一端,然后探测另一端是否有含放射性14C的吲哚乙酸存在。下列有关处理方法及结果的叙述,正确的是(　)A.处理图甲中的A端,不能在图甲中的B端探测到14C的存在B.处理图甲中的B端,能在图甲中的A端探测到14C的存在C.处理图乙中的A端,能在图乙中的B端探测到14C的存在D.处理图乙中的B端,能在图乙中的A端探测到14C的存在
解析:对于甲枝条来说,A端为形态学上端;对于乙枝条来说,B端为形态学上端;由于生长素具有极性运输的特点,即生长素只能由形态学上端向下端运输,所以图甲中,若用同位素14C标记的吲哚乙酸处理A端,则在B端可探测到14C的存在;图乙中,若用同位素14C标记的吲哚乙酸处理A端,在B端探测不到14C的存在,若处理B端,在A端能探测到14C的存在。答案:D
2.为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组,实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下,在黑暗中放置一段时间后,对照组胚芽鞘无弯曲生长,实验组胚芽鞘发生弯曲生长,如图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是(　　)A.胚芽鞘b侧的IAA含量与b'侧的相等B.胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量不同C.胚芽鞘b'侧细胞能运输IAA而c'侧细胞不能D.琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量
解析:本题考查生长素的运输及其生理作用。由题意可知,琼脂块a不含IAA,故胚芽鞘b侧和c侧都不含IAA,琼脂块a'含IAA,IAA会向下运输到b'侧,故胚芽鞘b'侧含有IAA,c'侧不含IAA,所以IAA的含量为b'侧>b侧=c侧=c'侧,A、B两项错误。胚芽鞘细胞均能运输IAA,C项错误。IAA在胚芽鞘中运输时会有部分被氧化分解,所以琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量,D项正确。答案:D
生长素的生理作用情境导引研究发现,生长素所发挥的作用,因浓度、植物细胞的成熟情 况和器官的种类不同而有较大的差异。下图是生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图,请结合图示讨论解决下列问题。
1.不同浓度的生长素对同一器官的影响有什么特点?请结合图中曲线说明。答案:低浓度促进生长,高浓度抑制生长,同一器官具有最适浓度。比如对根来说,A点(10-10ml/L)对应的浓度是促进根生长的最适浓度;A'点(10-8ml/L)是“低浓度”与“高浓度”的分界点,A'点之前都体现为促进,之后体现为抑制,A'点浓度既不促进也不抑制。2.对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度相同吗?请结合图示举例说明。答案:不同的器官生长素促进生长的最适浓度不同。促进根生长的最适浓度是10-10ml/L,促进芽生长的最适浓度是10-8ml/L,促进茎生长的最适浓度是10-4ml/L。
归纳提升1.生长素的生理作用因浓度、器官种类、植物细胞成熟情况、植物种类不同而有差异。(1)一般情况下,在低浓度时促进生长,在浓度过高时抑制生长。(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理功效可能不同,这是因为同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同,也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。根、芽、茎对生长素的敏感程度为根>芽>茎。不同浓度的生长素作用于同一器官上,引起的生理功效可能相同。(3)一般来说,幼嫩细胞对生长素敏感,衰老细胞比较迟钝。
2.生长素生理作用的曲线分析(1)曲线区间代表的含义①OH段:随生长素浓度升高,促进生长作用增强。②HC段:随生长素浓度升高,促进生长作用减弱(但仍为促进生长)。(2)曲线特殊点的含义①H点:促进生长的最适浓度为g。②C点:表示促进生长的“阈值”,浓度大于i抑制生长,小于i促进生长。
典例剖析下图表示植物生长素对植物生长作用效果,下列说法错误的是(　　)
A.产生顶端优势的植株侧芽生长素浓度大于cB.用A、B点对应浓度的生长素促进生长的效果基本相同C.A、H、B三点体现生长素的促进效应,C点表示既不促进也不抑制D.若胚芽鞘向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度可能大于2 m
解析:顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽部位,使侧芽部位的生长素浓度过高而抑制生长,从而表现为顶端优势,所以,产生顶端优势的植物侧芽生长素浓度大于c,起抑制作用,A项正确;虽然A、B点所对应的生长素浓度不同,但是促进作用相同,B项正确;H点是最适浓度,A、B两点促进效应相同,C点与横轴相交,表示既不促进也不抑制,C项正确;向光性实验中胚芽鞘背光侧的生长素浓度大于向光侧,且背光侧生长速度大于向光侧,所以若胚芽鞘向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度应大于m,同时小于2 m,以保证背光侧的生长效应强于向光侧,D项错误。答案:D
活学活练1.图中曲线c表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系,如果将同样浓度的生长素施用于侧芽,能反映侧芽生长状况的曲线是(　　)A.aB.bC.cD.d解析:芽能产生生长素且对生长素的反应比较敏感,曲线c表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系,若将同浓度的范围的生长素施予侧芽,会引起随浓度升高促进作用下降直到抑制的程度,与曲线a相符。答案:A
2.生长素是人们发现和研究较早的植物激素,其主要作用是促进细胞生长。如图是某植物地上部分,下列有关生长素调节的叙述,正确的是(　　)
A.该植物体地上部分生长素不都是由①②③④所示结构合成B.①生长迅速而②生长受抑制是由于②对生长素的敏感性高于①C.②生长受抑制而④生长较快,是由于①合成的生长素无法运输到④部位D.由于④结构能够生长,因此该植物的生长没有体现植物的顶端优势现象