2011年高二生物学案：3.2《生长素的生理作用》（新人教版必修3）

生长素的生理作用
【学习目标】
1.概述植物生长素的生理作用，列举生长素作用的两重性。（知识目标）
2．描述植物顶端优势的现象、原因、解除方法及应用。（能力目标）
3．举例说明生长素类似物在农业生产实践中的作用。（知识目标）
4.尝试探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度，培养实验设计、收集和处理数据、评价实验设计和得出结论的能力。（能力目标）
【学习重点】
生长素的生理作用。
【学习难点】
探究活动——探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。
一、生长素的生理作用
1、作用形式：
不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种 的信息。
2、作用特点及理解
(1)作用特点：
，即 促进生长， 抑制生长，甚至杀死植物。
（2）理解：
既能促进生长，也能 生长；既能 发芽，也能 发芽；既能防止 ，也能 。
3、影响生长素生理作用的因素:
（1）浓度：一般情况下，在低浓度是促进生长，浓度过高时抑制生长，甚至会杀死细胞。如图：
（2）器官：根芽茎敏感程度为根 > 芽 > 茎(如图所示)
从图中获取的信息：
曲线在A、B、C三点代表 ，A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素的 效果，A′、B′、C′点分别表示生长素对根、芽、茎的生长 。
（3）成熟程度：
一般来说幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。
（4）植物种类：双子叶植物一般比单子叶植物敏感。
应用：用适宜浓度的生长素或生长素类似物来清除单子叶农作物田中的双子叶杂草。
例1、如图所示，甲图表示胚芽鞘受到单侧光的照射，乙图表示不同浓度生长素溶液对胚芽鞘生长的影响，如果甲图中b处的生长素浓度为m，设a处的生长素浓度为X，则
A．mi
例2、用一定浓度的生长素类似物（2、4—D）可以杀死小麦田里的双子叶杂草，而不会抑制小麦的生长。对此正确的解释是（ ）
A、此浓度只对小麦起作用 B、此浓度只对杂草起作用
C、小麦和杂草对此浓度敏感程度不同 D、此浓度对小麦和杂草起抑制作用。
二、生长素生理作用两重性实例：
思考讨论：1、顶端优势中侧芽浓度范围位于哪一段？在BC段中的生长素浓度对根的生长效应是什么？
2、顶端优势产生的原因是什么？如何设计实验证明？
例3、水平放置在地面的植株，一段时间后，会发生的现象是（ ）
A.靠近地面一侧较远离地面一侧生长素浓度高，根向下弯曲生长
B.靠近地面一侧较远离地面一侧生长素浓度低，根向下弯曲生长
C.远离地面一侧较靠近地面一侧生长素浓度高，茎向上弯曲生长
D.远离地面一侧较靠近地面一侧生长素浓度高，茎向下弯曲生长
例4、对4株具顶端优势的植株分别进行下列四种处理，有一株长出侧芽，请指出是哪种处理（ ）
A．去顶后在断口上放上富含生长素的琼脂小块
B．去顶后在断口上放一琼脂小块
C．不去顶
D．不去顶，在侧芽涂以低浓度的生长素
三、生长素在实践中的应用
1、促进果实发育
受精卵 胚珠 种子
生长素
子房 果实
例5、温室栽培的茄果类蔬菜，因花粉发育不良，影响传粉受精，如果要保证产量，可采用的补救方法是 （　　）
A．喷洒N肥 B．提高CO2浓度 C．喷洒磷肥 D．喷洒生长素类似物
例6、欲得到番茄的无子果实，需将一定浓度的生长素溶液滴在花的子房上，处理该花的时期和条件是（ ）
A．花蕾期，不去雄蕊　　　B．花蕾期，去掉雄蕊
C．开花后，不去雄蕊　 　 D．开花后，去掉雄蕊　
思考讨论：如何获得无子番茄和无子黄瓜？
特别提醒：
1、 生长素只是促进细胞生长，并未改变其遗传物质；分离无子果实的细胞经组织培养后，所得个体仍为正常个体。
2、防止落花落果
3、促进扦插枝条生根
例7、让不易生根的植物枝条生根，可用一定浓度的生长素溶液浸泡插枝的（ ）
A、上端 B、中部 C、下端 D、两端
例8、对生长素生理作用概括不准确的是（ ）
A、生长素能促进果实成熟 B、生长素能促进扦插枝条生根
C、生长素能促进果实发育 D、生长素能促进植物生长
四、尝试运用生长素促进扦插枝条生根
〖探究实验〗 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
（一）材料用具的准备
1.实验材料：可以用大红花、月季等的枝条。
2.插条选择：插条质量和规格对探究实验效果影响很大。大树上的1～2年生枝条，可以作为扦插的材料（1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活）。
插条的处理：（1）枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面积，促进成活。（2）每一枝条留3～4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。
（二）实验设计
1.选择生长素类似物： 或 （NAA）等。
2.配制生长素类似物母液：5 mg/mL（用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解）。
3.设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，贴上相应标签。剩余的母液应放在4 ℃保存。
4.枝条处理方法： 法和 法。
（三）探究活动
1.提出问题：不同浓度的生长素类似物，如2，4-D或NAA，促进杨插条生根的最适浓度是多少呢？
2.作出假设：适宜浓度的2，4-D或NAA可以使杨树或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。
3.预测实验结果：经过一段时间后，用适宜浓度的2，4-D或NAA处理过的插条基部逐渐长出大量不定根；而用较低浓度、较高浓度或清水处理的枝条长出极少量的不定根或不生根。
4.实验步骤
（1）制作插条。
（2）分组处理：将插条分别用不同的方法处理（药物浓度、浸泡时间等可多组。如可分别在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。
（3）进行实验：将处理过的插条下端浸在清水中,注意保持温度（25～30 ℃）。
（4）小组分工，观察记录：记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况，如生根条数，最长与最短根的长度等。
（5）研究实验中出现的问题：
①不能生出不定根——有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等；
②分析与本实验相关的其他因素。
A.温度要一致；
B.设置重复组。即每组不能少于3个枝条；
C.设置对照组。清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行对比，目的是探究2，4-D或α-萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。
5.分析实验结果，得出实验结论：对实验前、实验中和实验后插条生根的情况进行记录，并及时整理数据，绘制成表格或图形。最后分析实验结果与实验预测是否一致，得出探究实验的结论。
6.表达与交流：写出实验报告，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。
7.进一步探究：可进一步探究不同季节和枝条老幼部位对生长素类似物的反应。
例9、某校生物研究小组为研究生长素浓度对早期幼苗生长发育的影响，特设计以下实验方案，如果你是其中一员，请你一起完成该研究方案。
⑴实验假设 。
⑵实验设计：
A材料用具：已萌发的萝卜种子若干、移液管、培养皿、蒸馏水、滤纸、生长素溶液（浓度分别为100mg L-1、10mg L-1、lmg L-1、0.1mg L-1、0.01mg L-1）。
B方法步骤：
①取6个培养皿， 。
②使用移液管， 。
③ 。
④放在相同的环境中培养一段时间后，统计收集的数据。
⑶如果实验结果（幼苗的生长情况）如下图所示，则可以判断，生长素促进幼苗生长的
最适宜浓度范围为 。
限时训练题：
1、下图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是 （ ）
2、右图中曲线Ⅲ表示茎伸长与植物生长素浓度的关系。如果将同样浓度范围的植物生长素施用于侧芽，则能代表它生长状况的曲线是 （ ）
A.Ⅰ B.Ⅱ C. Ⅳ D. Ⅴ
3、将植物横放，测量根和茎生长素浓度与其生长状况的关系如甲图所示，则曲线上P点最可能对应于乙图中的位置是 （ ）
A．a B．b C．c D．d
4、顶端优势现象的原因是（ ）
A、顶端阳光充足有利于生长 B、顶端蒸腾作用强，水肥多
C、顶端产生生长素多，促进生长 D、顶端产生生长素向侧芽运输，抑制侧芽生长
5、在没有授粉的番茄柱头上，涂上一定浓度的生长素溶液，所得到的无子果实细胞中的染色体数是 （ ）
A 体细胞的一半 B受精极核的一半 C与体细胞相同 D与卵细胞相同
6、在棉花栽培过程中,需要摘心(打顶)使侧芽的生长素量 （ ）
A.增加,以抑制其生长 B.增加,以利其生长
C.减少,以抑制其生长 D.减少,以利其生长
7、植物扦插繁殖时，需要对插枝进行去除成熟叶片、保留芽和幼叶等处理，这样可以促进插枝成活。其原因是
①芽和幼叶生长迅速．容易成活 ②芽和幼叶储存较多的营养物质
③芽和幼叶能产生生长素，促进生根 ④去除成熟叶片可降低蒸腾作用
A、①② B、①④ C、②③ D、③④
8、在农业生产中，单子叶作物的农田中常会生长一些双子叶杂草，它们会影响农作物的生长，使粮食减产。在实际生产中，农户常用一定浓度的生长素类似物除去与单子叶农作物混生的双子叶杂草。下图表示不同浓度的生长素类似物对单子叶植物和双子叶植物的影响，请据图分析回答：
（1）生长素类似物作为除草剂的原理是：生长素对植物生长的作用具有 ，
即_______（填“高”或“低”）浓度促进生长， 浓度抑制生长。
（2）图中代表单子叶农作物的曲线是 （填序号）。
（3）所用的生长素类似物的浓度最好在图中 左右（用字母表示）。
（4）当生长素类似物的浓度在B～C段时，其对曲线①所代表的植物的作用是 。
9、黄瓜花是单性花，雄花和雌花容易分辨。现在生物园里有几株黄瓜正在开花，为你提供必要的器具和药品，请你完成下面的实验方案，证明：黄瓜子房发育成果实需要种子提供的生长素。
器具药品：透明纸袋、回形针、小纸牌、剪刀、镊子、毛笔、烧杯、适宜浓度的生长素溶液。
步骤一：选择一批发育正常，即将开放的黄瓜雌花，为每朵花套上透明纸袋，用回形针将纸袋固定好，然后，将这些雌花分为3组，分别挂上1、2、3的小纸牌。
步骤二：
结果预测：第一组雌花________；
第二组雌花__________；
第三组雌花________。
促进
抑制
0
A
B
C
D
生长素浓度mol/L