高三生物复习教案第五章：生物体对信息的传递和调节5（5_5植物生长发育的调节）教师用 12页

生命科学同步学案 课 题 第五章：生物体对信息的传递和调节 5（5.5 植物生长发育的调节） 学习目标 1、 关注生长素的发现历程，体验科学家的研究思路与方法；【重点】 2、 理解生长素的调节作用，感悟生长素对植物体生长发育的调节与适应环境的关系； 3、 认识生长素类似物在农业生产上的应用及其与人类生产生活的关系；【重点】 学 习 内 容 第一环节【回扣基础 构建网络】 导学一、生长素的发现过程, 科学家 实验过程 实验结论及分析 达尔文 胚芽鞘+单侧光→向光生长 去尖端+单侧光→不生长，不弯曲 用锡箔罩住尖端+单侧光→生长，不弯曲 感光部位：胚芽鞘尖端； 弯曲部位：胚芽鞘尖端下面一段； 单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激，对下 部产生影响，出现向光弯曲 杰逊 切去胚芽鞘尖端+单侧光→不弯曲 胚芽鞘尖端下部放明胶+单侧光→弯曲 胚芽鞘尖端下部放云母片+单侧光→不弯曲 胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片 拜尔 切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养， 胚芽鞘向放置尖端的对侧弯曲生长 尖端产生某种化学物质，在下部分布不均匀， 造成胚芽鞘弯曲生长 温特 接触过尖端的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面 的某一侧，置于黑暗中培养，向对侧弯曲； 空白的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一 侧，置于黑暗中培养，不生长，不弯曲 胚芽鞘尖端产生了某种物质，向下运输，促进 下部生长 郭葛等 分离提纯出生长素 鉴定出生长素的化学成分是吲哚乙酸 导学二、生长素的产生、运输、分布和作用 1.产生：生长素的主要合成部位是__________、叶和____________。 2.运输Error! 3．分布：各器官均有分布，但相对集中地分布于________的部分；老根(叶)____幼根(叶)；分生区____伸长区；顶芽____ 侧芽(填＞、＝、＜)。 4．作用 (1)两重性 ①低浓度______生长，不同器官对生长素的敏感程度依次为____________，幼嫩细胞敏感性____衰老细胞。 ②高浓度______生长，甚至杀死植物。 (2)顶端优势 ①现象：顶芽优先生长，______受到抑制。 ②原因：顶芽产生的生长素______运输，侧芽附近生长素浓度____，发育受到抑制。 ③解除：____________。 (3)生长素类似物 ①概念：具有与________相似的生理效应的化学物质。 ②应用：a.促进__________；b.促进扦插枝条____________；c.获得____________。 [想一想]　下列体现两重性的实例有哪些，有何规律？ ① 根的向地性；②茎的背地性；③根的背光性；④茎的向光性；⑤无子果实形成；⑥顶端优势；⑦除草剂去除杂草。 　 导学三、其他植物激素 [连一连] 点拨： ①生长素通过促进细胞伸长、增大细胞体积促进生长，细胞分裂素则通过促进细胞分裂、增多细胞数目促进生长。 ②生长素有极性运输的特点，其他植物激素没有。 ③植物个体发育中各种激素协调作用。 ④促进果实发育——生长素，促进果实成熟——乙烯，两者不是一回事。 导学四、植物生长调节剂（生长素类似物） 1．概念：__________合成的对植物的生长发育有______作用的________________。 2．优点：容易合成、原料广泛、____________。 3．应用实例： (1)用________催熟香蕉、柿子等。 (2)用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇，使其纤维长度增加 50%左右。 [判一判] 1．乙烯、乙烯利、生长素、2、4—D、萘乙酸都是植物激素 (　×　) 2．从真菌培养基中提取到赤霉素能肯定为植物激素 (　×　) 第二环节【突破考点 提炼方法】 考点 1：胚芽鞘生长弯曲解题技巧 【典例引领】1．用燕麦胚芽鞘进行如图所示的实验，一段时间后，会引起弯曲现象的是 (　D　) ① 胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽　② 将尖端下部用锡箔遮住　③ 在尖端横向插入琼脂片　④ 将与③ 同样处 理的胚芽鞘放在匀速转盘上　⑤将尖端切去　⑥ 在尖端一侧插入云母片　⑦ 在切去尖端的胚芽鞘一侧放含有生 长素的琼脂块　⑧在切去尖端的胚芽鞘一侧放不含生长素的琼脂块 A．②⑤⑦⑧ B．②③⑤⑥ C．②④⑥⑦ D．②③⑥⑦ 【考点剖析】 1．燕麦胚芽鞘系列实验 以上实验均可设计相应对照实验，具体有： (1)图①②表明：光并未抑制胚芽鞘的生长(光未抑制促进生长的物质的合成)。 (2)图①③表明：光照不均匀(单侧光照)会引起胚芽鞘生长不均匀，即造成向光弯曲。 (3)图③④对比分析可得出结论：胚芽鞘弯向光源生长是因为有了尖端的缘故。 (4)图①②③④表明：胚芽鞘生长和弯曲与尖端有关。 (5)图⑤⑥对比分析表明：胚芽鞘生长与否和琼脂块本身无关，而是与处理过的琼脂块中的某种物质有关。 (6)图⑥⑦对比分析表明：该物质能向下运输则胚芽鞘生长，反之，则胚芽鞘不生长。 (7)图⑤⑥⑦对比分析表明：尖端产生了某种物质向下运输，促使胚芽鞘生长。(通过化学分析研究，该物质叫吲 哚乙酸，因为它能促进生长，因此叫做生长素。) (8)图③⑥⑧对比分析表明：该物质分布不均，是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而单侧光照仅仅是影响该物质分布 不均的原因而已。 (9)图③⑨⑩对比分析表明：感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，发生弯曲的部位在尖端下部。 (10)比较图⑪和⑫表明：生长素的横向运输部位在胚芽鞘尖端，即感光部位。 2．根据上述实验可得出以下结论 (1)生长素的产生部位——胚芽鞘尖端； (2)发挥作用部位——尖端下面一段； (3)感光部位——胚芽鞘尖端； (4)生长素作用——促进生长； (5)弯曲原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀； (6)引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力或人为因素等。 3．植物的向光性 (1)四周均匀光照或无光：尖端产生生长素→尖端以下部位生长素分布均匀→ 生长均匀→直立生长 (2) 单侧光→ 尖端→ 影响生长素运输Error!→ 尖端以下部位生长素分布不均匀 Error!→生长不均匀(背光侧快)→向光弯曲 可见向光性产生的内部因素是生长素分布不均，外部因素是单侧光的照射。 【对位训练】1．如图中①是对燕麦胚芽鞘所做的处理，一段时间后，接着进行②③④所示的实验，则②③④中燕麦 胚芽鞘的生长情况依次是 (　B　) A．向 B 侧弯曲、向 A 侧弯曲、向 A 侧弯曲 B．向 B 侧弯曲、向 B 侧弯曲、向 B 侧弯曲 C．向 A 侧弯曲、直立生长、向 A 侧弯曲 D．向 B 侧弯曲、直立生长、向 B 侧弯曲 考点 2：生长素的生理作用及特点 【典例引领】2．下图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响，此图给你的信息是 (　B　) A．生长素对 3 种器官的作用具有两重性，低浓度促进生长，高浓度(例如 10－2ppm)抑制生长 B．A、B、C 点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度 C．D 点对应的生长素浓度对茎的生长具有促进作用，却抑制芽的生长 D．幼嫩的细胞对生长素反应灵敏，成熟的细胞对生长素反应不灵敏 【考点剖析】 1．根、茎、芽对生长素的敏感程度曲线解读 下图可解读以下信息： (1)不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理功效不同(促进效果不同或抑制效果不同)。 (2)同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏 感性大小：根>芽>茎)，也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。 (3)曲线在 A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果，而且 A、B、C 三点代表最佳促进效 果点。 (4)“高浓度”生长素是指分别大于 A′、B′、C′点对应的浓度，“低浓度”是指分别小于 A′ 、B′、C′点 对应的浓度，高和低是相对而言。 (5)不要将 AA′、BB′、CC′段理解为抑制阶段，这些阶段仍体现生长素的促进作用，只是促进作用逐渐降低。 (6)A′、B′、C′点既不促进，也不抑制。 *2．单子叶、双子叶植物对生长素的敏感程度曲线解读 上图说明不同种类的植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物较单子叶植物敏感，故可用较高浓度的生长素类 似物来杀死单子叶庄稼地里的双子叶杂草。 3．生长素的两重性作用曲线分析 (1)当生长素浓度小于 i 时均为“低浓度”，高于 i 时才会抑制植物生长，成为“高浓度”。 (2)曲线中 OH 段表明：随生长素浓度升高，促进生长作用增强。 (3)曲线中 HC 段表明：随生长素浓度升高，促进生长作用减弱(但仍为促进生 长)。 (4)H 点表示促进生长的最适宜浓度为 g。 (5)C 点表示促进生长的“阈值”，即大于 C 所处生长素浓度，将会使生长受抑 制，即所谓的“高浓度”。 拓展提升： (1)根的向地生长与茎的背地生长的原因不同：A、B 为极性运输，C、D 为重力作用下的横向运输。 (2)地心引力→生长素分布不均匀→近地侧浓度高 Error! (3)顶端优势 ①原因：顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽的生长受抑制。 ②产生原因的实验探究 实验过程：取生长状况相同的某种植物，随机均分为 3 组： A 组自然生长→顶芽优先生长，侧芽受抑制。 B 组去掉顶芽→侧芽生长快，成为侧枝。 C 组去掉顶芽，切口处放含生长素的琼脂块→侧芽生长受抑制。 结论：顶芽产生的生长素，使侧芽生长受抑制。 【对位训练】2．取某植物的胚芽鞘和幼根，切除胚芽鞘尖端和幼根根尖的尖端(即切除根冠和分生区)，然后将胚芽 鞘(近尖端向上)和幼根(近尖端向上)直立放置，分别在两者切面的左侧放置含有生长素的琼脂块( 生长素浓度为促进胚 芽鞘生长的最适浓度)，培养在黑暗条件下，幼根和胚芽鞘弯曲生长且方向相反，关于这一现象的说法，合理的是 (　B) A．胚芽鞘向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输 B．胚芽鞘向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输 C．幼根向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输 D．幼根向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输 考点 3：植物激素间的关系 【典例引领】3．下列关于植物激素的叙述中，不正确的是 (　C　) A．刚收获的种子不易萌发，可用适宜浓度的赤霉素处理打破种子的休眠 B．顶端优势说明植物生长素的作用具有两重性 C．成熟的植物细胞对生长素的敏感程度比幼嫩的植物细胞强 D．乙烯利是人工合成的，具有与乙烯促进果实成熟相似的作用 排雷　(1)生长素的作用是促进生长，细胞分裂素的作用是促进细胞分裂。在植物组织培养过程中，二者比例的不 同，促进生长的效果不同，生长素/细胞分裂素比值高时，促进根的分化；比值低时，则促进芽的分化；两种激素 比值适中时，则愈伤组织生长占优势或不分化。 (2)不同种类的植物激素，大都存在于同一植物体内，植物体的生长发育，不只是受单一激素的控制，而是受多种 激素协调作用。 (3)乙烯是一种气体激素。 【考点剖析】 在植物生长和发育的过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素控制的，而是多种激素相互作用的结果。这些 激素之间，有的相互促进，有的相互拮抗。 (1)相互促进方面 ①促进果实成熟的植物激素：乙烯、脱落酸。 ②调节种子发芽的植物激素：细胞分裂素、赤霉素。 ③促进植物生长的植物激素：细胞分裂素、生长素。 ④诱导愈伤组织分化成根或芽的植物激素：生长素、细胞分裂素。 ⑤延缓叶片衰老的植物激素：生长素、细胞分裂素。 ⑥促进坐果和果实生长的植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素。 (2)相互拮抗方面 ①顶端优势：生长素促进顶芽生长，细胞分裂素和赤霉素都促进侧芽生长。 ②雌雄花的分化：生长素使雌花数目增加，赤霉素促进雄花形成。 ③防止器官脱落：生长素抑制花的脱落，脱落酸促进叶、花、果实的脱落。 ④种子发芽：赤霉素、细胞分裂素促进种子发芽，脱落酸抑制种子发芽。 ⑤叶片衰老：生长素、细胞分裂素抑制叶片衰老，脱落酸促进叶片衰老。 【对位训练】3．将休眠状态的糖槭种子与湿砂混合后放在 0～5 ℃的低温下 1～2 个月，可以使种子提前萌发，这种 方法叫层积处理。如图所示为糖槭种子在层积处理过程中各种激素含量随着处理时间的变化情况，请据图回答： (1)对种子萌发起抑制作用的激素是__脱落酸__，起促进作用的激素是__细胞分裂素和赤霉素__。 (2)在层积处理过程中，各种激素含量的变化说明了_植物的生命活动不是只受单一激素的调节，而是多种激素相 互协调共同发挥作用__。 (3)在层积处理过程中，各种激素变化的根本原因是_细胞内基因在不同 时间和空间条件下选择性表达的结果__。 考点 4：植物激素调节的实验方法及实验设计分析 【典例引领】4．人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。某课题 组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根和侧芽生长的影 响，请回答下列问题： (1)由图 1 得出的初步结论是：甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是__促 进生根_、_抑制生根__。 (2)由图 1 的结果_不能__(填“能”或“不能”)判断 0.5 μmol/L 的激素类似物乙对生根的影响。为探究 3 μmol/L 的激素类似物甲和 0.5 μmol/L 的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响，应设计__4___种培养基。 (3)已知甲为生长素类似物，图 2 为其 X、Y 和 Z 三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则： ①X 浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有_抑制_作用。 ②X 浓度、Y 浓度和 Z 浓度之间大小的关系是_ X＞Y，X＞Z，Y 与 Z 之间大小关系不确定___。 【考点剖析】 1．单侧光影响胚芽鞘生长弯曲的实验方法 (1)暗盒开孔法 (2)锡纸遮盖法 2．人工处理影响胚芽鞘生长弯曲的实验方法 (1)云母片插入法 (2)琼脂块切割移植法 ① 直立生长；②向左弯曲生长；③④中，a＝b＋c，b＞c(a、b、c 为琼脂块中生长素含量)。 (3)装置旋转法 3．重力影响胚芽鞘或幼苗生长弯曲的实验方法 (1)幼苗横置法 生长素浓度：a＜b，c＜d。 (2)失重法：幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但失去了根的向重力性和茎的负向重力性。 (3)支架＋去尖端胚芽鞘的实验法 分析：受重力影响 6 块琼脂块中生长素分布的量为 A3>A2>A1＝a1>a2>a3，其弯曲程度 A3>A2>A1＝a1>a2>a3。可用 坐标曲线或图示呈现①→⑥琼脂块的弯曲程度。 提醒　6 块琼脂块应放到去掉尖端胚芽鞘的一侧观察弯曲程度，不要放到正中央观察生长高度，因为效果不明显。 4．验证生长素的横向运输发生在尖端 (1)实验操作(如图) (2)实验现象：装置 a 中胚芽鞘直立生长；装置 b 和 c 中胚芽鞘弯向光源生长。 5．验证生长素极性运输的实验设计 (1)准备燕麦幼苗，切去胚芽鞘尖端和幼苗的其他部分，留下中间一段胚芽鞘，分为 A、B 两组。 (2)将含有生长素的琼脂块分别放在 A 组胚芽鞘的形态学上端和 B 组胚芽鞘的形态学下端，将两组胚芽鞘放置在 不含生长素的琼脂块上。(放置如图) (3)一段时间后，将每组下部的琼脂块放在另外一段切去尖端的燕麦胚芽鞘的形态学上端。经过一段时间，A 组胚 芽鞘弯曲生长，B 组胚芽鞘既不弯曲也不生长。 (4)结论：生长素(IAA)在胚芽鞘内只能从形态学上端(顶端)向形态学下端(基端)运输，而不能倒转过来运输。 6．探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度 (1)实验操作：如图所示(注：A 盒下侧有开口，可以进光)。 (2)结果预测及结论 若 A、B 中幼苗都向上弯曲生长，只是 B 向上弯曲程度大，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。 若 A 中幼苗向下弯曲生长，B 中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。 7．验证生长素在果实发育中的作用及合成部位 (1)原理 果实发育与生长素的关系： ①如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育着的种子)，果实因缺乏生长素而停止发育，甚至引起 果实早期脱落。 ②在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房正常发育为果实，因为没有受精，果实内没有种子。 (2)过程 相同黄瓜植株Error! (3)结果：A 组发育出有子黄瓜，B 组不发育，C 组发育出无子黄瓜。 (4)结论：生长素是果实发育所必需的。 8．探究生长素促进扦插枝条生根的最适浓度 (1)实验过程 (2)实验分析 由右图曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是 A 点对应的生长素浓度，在 A 点两侧，存在促进生根效果相同 的两个不同生长素浓度。 【对位训练】4．某木本植物种子成熟后不能萌发，经过适宜的预处理可以萌发。现用甲、乙、丙、丁四种预处理方 法处理种子，再将处理后的种子分成两组：一组在温度和水分等适宜的条件下进行萌发实验并测定萌发率，结果见表； 另一组用于测定 A、B 两种激素的含量，结果见图。请回答： 预处理方法 室温、保湿(甲) 4 ℃、保湿(乙) 4 ℃、水浸种(丙) 4 ℃、干燥(丁) 种子萌发 实验条件 温度和水分等适宜条件 种子萌发率(%) 0 100 98 0 (1)由表可知，有利于该种子萌发的预处理条件是_低温___和__水分(或 4 ℃保湿、4 ℃水浸种)__。 (2)由表和图可知，两种激素中抑制种子萌发的是___A______。 (3)已知激素 A 存在于上述木本植物种子的种皮中，为了验证激素 A 对种子萌发的作用，可用白菜种子为材料， 以白菜种子发芽率为指标进行实验，请补充完成下列实验步骤，并预测结果、得出结论。 实验步骤： ①剥离该木本植物种子的种皮，提取激素 A，并制备成激素 A 水溶液； ②_分别用等量的激素 A 水溶液和蒸馏水处理白菜种子，置于适宜温度下培养，其中蒸馏水处理为对照； ③_一定时间后，统计白菜种子的发芽率_____； 预测结果：_激素 A 处理的白菜种子发芽率低于对照______。 得出结论： __激素 A 对种子萌发有抑制作用____。 第三环节【重难点 易错点突破】 1、生长素类似物作用的综合应用 注意实验设计所遵循的一般原则，即对照原则和单一变量原则。 典例 在验证生长素类似物 A 对小麦胚芽鞘(幼苗)伸长影响的实验中，将如图 1 所示取得的切段浸入蒸馏水中 1 小 时后，再分别转入 5 种浓度的 A 溶液(实验组)和含糖的磷酸盐缓冲液(对照组)中。在 23 ℃的条件下，避光振荡培 养 24 小 时 后，逐 一 测 量切段 长 度 ( 取 每 组 平 均值)， 实 验 进 行 两 次，结果见图 2。 请分析并回答： (1)生长素类似物是对植物生长发育有重要__调节__作用的一类化合物。本实验中__1__mg/L 浓度的溶液促进切段 伸长的效果最明显。 (2)振荡培养的目的是：①增加溶液中的_氧气__以满足切段细胞呼吸的需求；②使切段与溶液成分接触更_均匀 __。 (3)生长素类似物 A 应溶解于_含糖的磷酸盐缓冲液__中，以得到 5 种浓度的 A 溶液。切段浸泡在蒸馏水中的目的 是减少_切段中内源激素_对实验结果的影响。 (4)图 2 中，对照组切段的平均长度是_7.0_mm。浓度为 0.001 mg/L 的溶液对切段伸长__有__(选填“有”或“无”)促 进作用；与浓度为 1 mg/L 的结果相比，浓度为 10 mg/L 的溶液对切段的影响是___促进伸长的作用减弱____。 (5)图 2 中，浓度为 0.1 mg/L 时实验二所得数据与实验一偏差较大，在做原始记录时对该数据应__C__(选填下列 选项前的字母)。A．舍弃　　　B．修改　　　C．如实填写 为检验该浓度相关数据的可靠性还应__重复实验__。 2、对无子果实的形成机理不清楚 典例 　用适宜浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾，子房发育成无子番茄；用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交， 获得三倍体西瓜，给三倍体西瓜植株的雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无子西瓜。若用此无子番茄和无子西 瓜的果肉细胞分别进行组织培养，从理论上分析所得植株的果实中依次为 (　C　) A．无种子、有种子 B．有种子、有种子 C．有种子、无种子 D．无种子、无种子 纠错笔记　自然情况下，果实一般是在两性结合的基础上发育而成的。如果由于人为或自然因素的影响，没有发生受 精现象，此时由子房发育成果实的过程叫单性结实。无子果实是单性结实的结果。下面介绍几种无子果实： 项目 原理 方法处理 无子番茄 生长素促进果实发育 一定浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄 花蕾 香蕉 香蕉是三倍体，不能形成正常的配子 不能受精发育成种子，需子房产生一定量的 生长素并自我刺激，发育成无子果实 无子西瓜 染色体变异形成的三倍体，不能产生正 常的配子 通过多倍体育种方法获得，其子房需用正常 花粉刺激(产生生长素)才能发育成无子果实 用赤霉素处理植株，也可诱导单性结实，形成无子果实，如无子葡萄。 注意　①生长素的作用机理是促进细胞纵向伸长，但并不改变细胞的染色体组成。 ②多倍体育种中所用的秋水仙素，其作用是抑制有丝分裂时纺锤体的形成，从而使复制的染色体不能分配到 子细胞中去，导致细胞中染色体数目加倍。