高三生物教案：《植物的激素調(diào)節(jié)3》教學(xué)設(shè)計

　　植物的激素調(diào)節(jié)

　　【學(xué)習(xí)目標】

　　1．知道植物的向性運動。

　　2．知道生長素的發(fā)現(xiàn)。

　　3．知道其他植物激素在植物體內(nèi)的分布、合成，主要生理作用及相互間的協(xié)調(diào)作用。

　　4．理解植物生長素的生理作用及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

　　【學(xué)習(xí)障礙】

　　1．理解障礙

　　(1)如何理解植物的向性運動及重要意義？(2)如何將生長素發(fā)現(xiàn)過程中的幾個重要實驗系統(tǒng)化？

　　(3)如何理解植物生長素的生理作用和作用特點——雙重性？(4)如何解釋植物的向性運動？

　　2．解題障礙

　　(1)用植物生長素的運輸作用及作用特點等——判斷、解釋植物的向性運動和生產(chǎn)生活中的實際問題。

　　(2)分析實驗結(jié)果，解釋實驗現(xiàn)象的問題。

　　【學(xué)習(xí)策略】

　　1．理解障礙的突破

　　(1)用“并列比較法”理解植物的向性運動。

　　植物體沒有神經(jīng)系統(tǒng)，但對外界刺激仍能發(fā)生反應(yīng)，具有應(yīng)激性。

　　植物所受外界刺激有單一方向的也有不定向的，所以運動分兩種形式——向性運動和感性運動。

　　向性運動是指植物體受到單一方向的外界刺激而引起的定向運動。向性運動的運動方向與刺激方向有關(guān)(朝著刺激或背離刺激)，向性運動產(chǎn)生的基礎(chǔ)是生長部位兩側(cè)生長速率不同，生長速率不同起因于兩側(cè)生長素濃度不同，兩側(cè)生長素濃度不同是外界單方向刺激(單側(cè)光、重力)引起生長素分布不均勻造成的。

　　感性運動是植物受到不定向的外界刺激而引起的局部運動。不管外界刺激方向如何，植物的運動方向都是固定的。如含羞草的葉片在受到外界刺激時閉合；合歡的葉片在受到明暗交替的光線刺激后張開或閉合；郁金香的花蕾在變化的溫度中開開合合，直至完全開放等。通過比較方能真正理解植物的向性運動。

　　植物的向性運動在植物生活中具有重要意義。如植物向重力性的生物學(xué)意義：一是種子播到土壤中，不管胚的實際方位如何，總是根向下生長，莖向上生長這樣使得方位合理，有利于植物的生長發(fā)育。二是根向土壤深處生長，不僅可以把植物體固定下來，而且還便于根從土壤中吸收水分和無機鹽。三是禾谷類作物倒伏后，它的莖節(jié)向上彎曲生長，可以保證植株的生長發(fā)育正常進行。這些都顯示了植物對于外界環(huán)境的適應(yīng)性。

　　(2)用“辯證統(tǒng)一”的觀點理解生長素生理作用的雙重性。

　　生長素能夠促進植物生長。生長素促進生長，是通過促進細胞伸長來實現(xiàn)的。之所以能促進細胞伸長，一方面是因為生長素能誘導(dǎo)細胞壁酸化，使細胞壁松弛，可塑性增加；另一方面是因為生長素促進細胞中RNA和蛋白質(zhì)的合成，從而促進原生質(zhì)增多和新的細胞壁物質(zhì)形成。

　　生長素的作用與濃度的關(guān)系十分密切。首先應(yīng)明確，每一種器官都有一個促進生長的最適宜的生長素濃度，在適宜濃度范圍內(nèi)，隨著濃度的增大，對生長的促進作用逐漸增強；超過最適濃度后，再加大生長素的濃度，對生長的促進作用逐漸減弱；當生長素濃度增大到一定的臨界線后，再繼續(xù)增大則會對生長起抑制作用，此即生長素作用的雙重性：一般地說，生長素只有在低濃度時才會促進生長，高濃度時則會抑制生長，這種作用的雙重性，突出地反映了它是一種起調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)。其次要明確，不同的器官促進生長所需的最適生長素濃度不同，同一生長素濃度對不同器官有不同的作用。一般地說，根→芽→莖對生長素的敏感性依次降低，(見下圖)根、芽、莖生長的最適濃度分別是10－10mol/L、10－8mol/L、10－4mol/L。促進莖生長的最適生長素濃度對芽和根則具有抑制作用。這就是為什么莖的頂端分生組織產(chǎn)生的生長素分布到下部，既能促進莖的生長，又能抑制側(cè)芽的發(fā)育，使植物表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢現(xiàn)象的原因。

　　(3)用“表格法”將生長素的發(fā)現(xiàn)過程系統(tǒng)化，便于理解科學(xué)家的認識過程和科學(xué)的實驗方法。

　　(4)運用“成因法”來解釋生物現(xiàn)象。

　　任何生物現(xiàn)象都有其發(fā)生的內(nèi)在因素，將生長素的運輸與植物的向性運動相聯(lián)系，既能解釋發(fā)生該生物現(xiàn)象的原因，又能通過現(xiàn)象理解并掌握生長素的運輸問題。

　　生長素的運輸分為極性運輸和橫向運輸。極性運輸是指從植物體的形態(tài)學(xué)的上端向下端運輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來運輸。其原因是各細胞底部細胞膜上有攜帶生長素的載體蛋白，頂端細胞膜上沒有這種蛋白質(zhì)分子，所以生長素只能從細胞底部由載體蛋白質(zhì)帶出再進入下面細胞這種運輸不是地心引力的作用所致；生長素在芽尖(生長素產(chǎn)生部位)有橫向運輸?shù)哪芰Α�單�?cè)光照會使向光側(cè)帶負電荷，背光側(cè)帶正電荷，弱酸性的吲哚乙酸陰離子向帶正電荷的背光側(cè)移動，這就引起了橫向運輸。

　　植物之所以表現(xiàn)出向光性是因為胚芽鞘尖端，感受單側(cè)光刺激，引起生長素在胚芽鞘尖端橫向運輸，即生長素從向光的一側(cè)移向背光的一側(cè)。生長素又有極性運輸?shù)哪芰Γ�能從形態(tài)學(xué)上端向下端運輸，運輸過程中不再改變生長素在兩側(cè)的分布。這樣，在胚芽鞘尖端的下部。背光一側(cè)生長素分布得多，生長素能促進細胞的縱向伸長，即背光側(cè)細胞生長得快，向光一側(cè)生長素分布得少，細胞生長得慢，從而使莖彎向光源生長，即表現(xiàn)出向光性。

　　植物的向重力性是由于當幼苗橫放時，幼苗細胞中的平衡石(即淀粉粒)在重力的作用下，下沉在細胞下側(cè)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，產(chǎn)生壓力和電勢差，使器官上側(cè)帶負電荷，下側(cè)帶正電荷，弱酸性的吲哚乙酸陰離子向帶正電荷的一側(cè)(器官的下側(cè))移動，最終使得器官下側(cè)積累了較多的生長素，影響該部位細胞的生長。生長素的濃度對不同器官的影響不一樣，根對生長素濃度的反應(yīng)敏感，而莖對生長素濃度的反應(yīng)敏感性較差，對于莖來說，靠近地面的一側(cè)生長素的濃度較高，細胞伸長生長較快，而遠離地面一側(cè)，生長素的濃度較低，細胞生長較慢。這樣一來，莖就背離地面向上彎曲，表現(xiàn)出負向重力性。然而對于根來說，由于它對生長素的反應(yīng)敏感，較高濃度的生長素會抑制根的生長，因此當靠近地面的一側(cè)生長素的濃度較高時，細胞的生長受到抑制，而遠離地面的一側(cè)，卻由于生長素的濃度較低而使細胞的生長加快。這樣一來，根就向下彎曲，表現(xiàn)出正向重力性。

　　(5)運用“成因法”來理解植物生長素類似物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。

　　植物生長素類似物(如萘乙酸、2，4—D等)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用一般為：

　�、俅龠M扦插的枝條生根：通過下面的實驗(下圖)可以說明生長素具有促進扦插枝條生根的作用。

　　在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對某些不易生根的插條，可先用一定濃度的生長素類似物溶液浸泡插枝的下端，然后栽插，它可以使切面上的形成層細胞分裂而產(chǎn)生大量薄壁細胞，即愈傷組織，相當于脫分化的過程，愈傷組織能再分化而產(chǎn)生不定根。

　�、诖龠M果實發(fā)育，防止落花落果：果實成熟了，要從樹上落下，闊葉樹到了秋天葉子要脫落，這都是由于果實或樹葉的柄和花托或莖相連的幾層細胞分化、死亡、變硬形成干枯的離層，同時細胞分泌纖維素酶，水解離層的纖維素，而使果實或樹葉脫落下來。而授粉的花卻不脫落，是因為在授粉時，子房同時接受了花粉帶來的生長素，這些生長素抑制離層的產(chǎn)生，使花不致脫落而繼續(xù)發(fā)育，又刺激子房(或花托)的細胞長大并分裂。而子房中發(fā)育著的幼嫩種子里也能合成大量生長素，這就保證了果實的繼續(xù)生長、成熟。利用這個原理可以培育出無籽果實，如無籽黃瓜、無籽辣椒、無籽番茄。但有些植物的果實不含種子，如香蕉，這是由于染色體數(shù)目方面的原因，不能形成正常精子或卵細胞，故不能受精發(fā)育成種子，這類植物的組織本身就能大量合成生長素，因而果實不經(jīng)授粉就能生長。

　�、劾�用頂端優(yōu)勢的原理進行果樹整枝修剪、茶樹摘心、棉花打頂?shù)龋�以增加分枝，提高產(chǎn)量。

　�、苻r(nóng)業(yè)除草劑：生長素在低濃度時促進植物生長發(fā)育，而高濃度時能抑制植物的生長，甚至還能殺死植物，如雙子葉植物對生長素的敏感性比單子葉植物高，2，4—D在高濃度時就能殺死雙子葉雜草。因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用其做雙子葉植物雜草的除草劑。

　　(6)運用“圖表歸類法”理解各種植物激素相互協(xié)調(diào)，共同調(diào)節(jié)植物的生命活動。

　　其他植物激素及其作用

　　激素名稱    產(chǎn)生部位    生理作用    應(yīng)用

　　赤霉素    幼芽、幼根、未成熟的種子等幼嫩的組織和器官里    ①促進莖的伸長，引起植株快速生長②解除休眠和促進萌發(fā)    ①促進矮生性植物莖稈伸長②解除種子和其他部位休眠，提早用來播種

　　細胞分裂素    在高等植物中普遍存在，特別是存在于正在進行細胞分裂的器官(如幼嫩的根尖、萌發(fā)的種子、正在發(fā)育的果實等)    ①促進細胞分裂和組織分化②延緩衰老    蔬菜貯藏中，常用它來保持蔬菜鮮綠，延長貯存時間

　　乙烯    廣泛存在于多種植物的組織中成熟的果實中更多    ①促進果實成熟②刺激葉子脫落，抑制莖的伸長    處理瓜類幼苗，能增加雌花形成率，增產(chǎn)

　　脫落酸    葉、芽、果實、種子和塊莖中都含有一定數(shù)量的脫落酸    抑制植物的細胞分裂，也能抑制種子的萌發(fā)    落葉與棉鈴在未成熟前的大量脫落

　　?各種植物激素生理功能不同，但可分為兩類：一類是具有明顯促進生長發(fā)育的功效，如生長素、赤霉素、細胞分裂素；另一類則主要抑制生長發(fā)育，如脫落酸。植物的個體發(fā)育受多種激素的調(diào)節(jié)，不同時期有不同的激素起主導(dǎo)的調(diào)節(jié)作用，多種激素相互協(xié)調(diào)，共同完成，對植物生命活動的調(diào)節(jié)。如生長素促進植物生長主要在于促進細胞縱向伸長，隨著生長素濃度的不斷增高，這種促進細胞縱向伸長的功效就越強。但當生長素濃度增高到一定程度時，就會促進乙烯的合成，乙烯一方面抑制細胞縱向伸長，同時促進細胞橫向擴大，這說明生長素誘導(dǎo)乙烯的合成。在不同時期，兩者分別促進細胞縱向伸長和橫向擴大，從而協(xié)調(diào)控制細胞的生長。

　　2．解題障礙的突破

　　運用“層析綜合法”判斷、解釋植物的向性運動和生產(chǎn)生活中的實際問題，分析實驗結(jié)果、解釋實驗現(xiàn)象。

　　解決上述問題需將植物生長素的運輸、生長素的生理作用和作用特點——雙重性等綜合考慮。

　　［例1］下圖所示是對燕麥胚芽鞘進行的向光性實驗(圖中錫箔套不透光，云母片具不透水性，箭頭表示單側(cè)光照)。圖中能向光源彎曲生長的是

　　A．甲、乙B．乙、丙C．丙、丁D．甲、丁

　　解析：用“層析綜合法”解。植物莖的向光性是由于單側(cè)光照引起生長素分布不均勻所致。單側(cè)光使生長素在背光一側(cè)比向光一側(cè)分布多，因此，背光一側(cè)比向光一側(cè)生長快，結(jié)果向光源彎曲生長。但應(yīng)注意的是，感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端，而發(fā)生彎曲的部位是胚芽鞘尖端下面的一段。也就是說，只有胚芽鞘的尖端受到單側(cè)光照射后，才會使尖端合成的生長素先橫向運輸，再向下運輸較多地轉(zhuǎn)移到背光一側(cè)，結(jié)果使尖端下面一段背光一側(cè)生長快。

　　根據(jù)上述分析可知：甲圖胚芽鞘尖端不能得到單側(cè)光照射，不會引起生長素分布不均勻，因而直立生長；乙圖胚芽鞘尖端受到單側(cè)光照射，引起生長素在尖端發(fā)生橫向運輸，使尖端背光側(cè)生長素多，向下運輸使尖端下面一段背光側(cè)生長快，結(jié)果是胚芽鞘向光彎曲生長；圖丙和圖丁中胚芽鞘尖端均受單側(cè)光照射，但由于云母片插入的部位不同，導(dǎo)致了不同的結(jié)果。丙圖中云母片插在胚芽鞘尖端下面一段，不影響生長素的橫向運輸，再向下運輸后，使背光側(cè)生長素分布得多，生長快，所以胚芽鞘向光彎曲生長；丁圖中云母片插在胚芽鞘尖端，使尖端的生長素不能向背光側(cè)橫向運輸，因而胚芽鞘直立生長。答案：B

　�。劾�2］下圖表示用云母片(具不透水性)插入燕麥胚芽鞘尖端部分，從不同方向照光，培養(yǎng)一段時間后，胚芽鞘的生長情況是

　　A．甲向右彎，乙不彎曲，丙不彎曲     B．甲向左彎，乙向右彎，丙不彎曲

　　C．甲向左彎，乙不彎曲，丙向左彎     D．甲不彎曲，乙不彎曲，丙向右彎

　　解析：用“層析綜合法”解。本題主要考查對生長素作用原理的掌握情況以及對實驗結(jié)果的分析能力。

　　胚芽鞘的尖端能產(chǎn)生生長素，并從尖端輸送到下部，促進下部生長。單側(cè)光照可以引起生長素分布不均，向光的一側(cè)生長素分布得少，細胞生長慢；背光的一側(cè)生長素分布多，細胞生長快，結(jié)果胚芽鞘向生長慢的一側(cè)彎曲，表現(xiàn)出向光性。甲圖尖端被云母片分隔為左右互不相通的兩部分，生長素只能垂直向下運輸，雖受單側(cè)光照，也不會導(dǎo)致生長素在背光側(cè)多，結(jié)果是胚芽鞘左右兩側(cè)生長素均勻分布，故甲不彎曲。乙圖尖端被云母片橫截為互不相通的上下兩部分，這樣即使有單側(cè)光照，也不會導(dǎo)致生長素在背光側(cè)增多，故乙不彎曲。

　　丙圖尖端右側(cè)被云母片橫截了一半，雖然是垂直照光，但尖端右側(cè)生長素不能向下運輸，只有左側(cè)產(chǎn)生的生長素向下運輸，使左側(cè)的生長素分布較多，促使胚芽鞘向右彎曲。答案：D

　�。劾�3］在方形暗箱內(nèi)放一盆幼苗，暗箱一側(cè)開一小窗，固定光源可以從窗口射入。將暗箱放在旋轉(zhuǎn)器上水平旋轉(zhuǎn)，保持每15分鐘勻速轉(zhuǎn)一周。一星期后幼苗生長狀況為下圖中的

　　解析：用“類比分析法”解。植物的生長素的重要生理作用之一是促進植物生長，其證據(jù)之一就是植物具有向光性。造成植物向光生長的外因是必須具有單側(cè)光，內(nèi)因是單側(cè)光引起的生長素分布不均勻。光線使生長素在背光一側(cè)比向光一側(cè)分布多，因此，背光一側(cè)比向光一側(cè)生長得快(注意，不是細胞分裂得快)，結(jié)果，莖就朝向生長慢的一側(cè)彎曲，即朝向光源一側(cè)彎曲，顯示向光性。

　　在本題中有固定光源，如果幼苗固定不動的話，即為單側(cè)光，可讓幼苗彎向光源生長。但在本題中，暗箱水平旋轉(zhuǎn)，15分鐘轉(zhuǎn)一周，實際上是每隔15分鐘幼苗受到一次來自暗箱小窗的光照射，其他時間均無光照射，因此，對于幼苗來說，受到的依然是單側(cè)光照射，只不過每次間隔的時間較長而已。小窗是它能接受到光線的唯一來源。因而，無論間隔多長時間接受到光，它都會一直彎向小窗生長。另外，植物的莖對生長素不敏感，一般的濃度對它來說都屬于較低濃度范圍，在此范圍內(nèi)，濃度越高，促進生長的作用越強，故幼苗向小窗方向生長。答案：B

　　【同步達綱練習(xí)】

　　1．對四株具有頂端優(yōu)勢的植株分別進行下列四種處理，有一株長出側(cè)芽，請指出是哪一種處理

　　A．去頂后在斷口上放一瓊脂小塊          B．去頂后在斷口上放一富含生長素的瓊脂小塊

　　C．不去頂                              D．不去頂，在側(cè)芽上涂以低濃度的生長素

　　2．要得到番茄的無籽果實，需將一定濃度的生長素溶液滴在該花的子房上，處理該花的時期和條件是

　　A．花蕾期，不去雄蕊  B．花蕾期，去掉雄蕊   C．開花后，不去雄蕊   D．開花后，去掉雄蕊

　　3．科學(xué)家做如下實驗：(甲)把含有生長素的瓊脂小塊，放在一段燕麥胚芽鞘的上端，把另一塊不含生長素的瓊脂小塊作為接受塊放在下端；(乙)把一段胚芽鞘倒轉(zhuǎn)過來，做同樣實驗(如下圖)

　　(1)接受塊中，含生長素的是_________，不含生長素的是_________。

　　(2)實驗_________中的胚芽鞘能繼續(xù)生長，實驗_________中的胚芽鞘不能繼續(xù)生長。

　　(3)通過實驗說明：____________________________________________。

　　4．下圖表明白楊樹的主干上端，A、B、C、D分別為其生長正常的側(cè)芽。請分析：

　　(1)這些芽發(fā)育成枝的順序是_________________。

　　(2)生長素主要由_________處產(chǎn)生，以_____________方式運輸積累于_________處。

　　(3)如剪去頂芽，則A芽將_________，原因是_________。此時，_________處的生長素濃度最高，_________處生長素濃度最低。

　　(4)上述現(xiàn)象稱_________，它證明了生長素促進生長作用的_________特性。這種特性是指____________________________________________。

　　5．根據(jù)下圖回答問題：

　　(1)圖中植物根的生長現(xiàn)象稱為____________，莖的生長現(xiàn)象稱為_________，在生物學(xué)上可將它們歸類于_________。

　　(2)圖中A、B、C、D四處，生長素濃度比較高的是_________處，細胞生長速度較快的是_________________。這種變化引起的原因是___________________。

　　參考答案【同步達綱練習(xí)】1．解析：運用“層析法”。頂端優(yōu)勢現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于頂芽產(chǎn)生的生長素向下運輸，大量積累在側(cè)芽部位，使側(cè)芽部位生長素濃度過高，從而使側(cè)芽生長受到抑制。促使側(cè)芽生長的措施，就是要設(shè)法降低側(cè)芽部位的生長素濃度。A放上的瓊脂小塊不起作用，相當于去頂；B為生長素向下運輸，C為正常生長情況；D加大了側(cè)芽部位的生長素濃度。答案：A2．解析：運用“層析法”。培養(yǎng)無籽番茄，必須防止自然授粉。開花后花粉已落在雌蕊柱頭上完成了授粉，因此要得到無籽果實，需在花蕾期去掉雄蕊，來阻止傳粉和受精的發(fā)生。若不去雄蕊，即使花蕾期滴以一定濃度的生長素溶液，開花過程中仍可授粉，結(jié)出有籽果實來。答案：B3．解析：運用“層析法”。生長素的運輸是極性運輸，只能從植物體的形態(tài)學(xué)上端向下端運輸，即只能從a端運到b端，而不能倒轉(zhuǎn)運輸。在甲組實驗中燕麥胚芽鞘雖被切去頂端，但上端含有生長素的瓊脂小塊可以為其提供生長素，并能正常向下運輸，所以該段胚芽鞘仍能生長。答案：(1)A  B  (2)甲  乙  (3)生長素的運輸是極性運輸，只能從植物的形態(tài)學(xué)上端向下端運輸4．解析：運用“層析綜合法”。頂芽產(chǎn)生的生長素，不斷向下運輸，在側(cè)芽部位積累，使側(cè)芽的生長受到抑制，距頂芽越近，生長素積累的越多，即濃度越大，所以從A到D生長素依次降低，抑制作用也就依次減弱。答案：(1)DCBA  (2)頂芽  主動運輸  側(cè)芽  (3)迅速發(fā)育為枝條  切除頂芽后A處生長素濃度降低，解除了對A芽生長的抑制作用  B  D  (4)頂端優(yōu)勢  雙重性  低濃度促進生長，高濃度抑制生長5．解析：運用“層析綜合法”。本題應(yīng)考慮重力影響生長素的分布和根、莖對生長素的敏感性不同。當植物橫放后，莖尖和根尖伸長區(qū)的近地側(cè)比背地側(cè)生長素濃度高［詳見學(xué)習(xí)策略1—(4)］，對于莖尖伸長區(qū)，較高濃度促進生長，因此近地側(cè)比背地側(cè)生長快，莖向生長慢的一側(cè)彎曲(背地生長)；對于根尖，近地側(cè)生長素濃度過高，抑制生長，而背地側(cè)濃度較低，是根生長的適宜濃度，因此背地側(cè)比近地側(cè)生長快，向地生長。答案：(1)向地性  背地性  應(yīng)激性  (2)C、D  A、D  重力作用使D點生長素濃度增大，促使該處莖的生長較快，故莖背地生長；C點生長素濃度增大，抑制該處根的生長，對應(yīng)的A點生長較快，使根向地生長?