🌱 植物的向光性

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人教版选择性必修一
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经典实验演示与互动探究
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现象观察·引出问题

顶光灯照射胚芽鞘→直立生长;单侧光灯照射→向光弯曲。达尔文思考:弯曲为何发生?感光部位在哪里?

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减法实验·去除顶端

方法:减法实验。去除胚芽鞘顶端后,顶端以下既不弯曲也不生长,说明弯曲生长依赖于顶端的存在。

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确定感光与生长部位

遮住尖端→不弯曲;遮住尖端以下→仍向光弯曲。由此判断:感光部位是尖端,向光弯曲生长的部位是尖端下部

💡 达尔文的结论

a. 胚芽鞘的感光部位在尖端;b. 尖端受单侧光刺激后,会产生某种"影响",传递到下部,引起弯曲生长。

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证明"影响"可传递

詹森在尖端与下部之间插入琼脂片(允许物质穿透),单侧光照射后,胚芽鞘仍能向光弯曲

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探究信号的性质

插入明胶块(允许信号穿透)→胚芽鞘仍能向光弯曲;插入云母片(阻止穿透)→胚芽鞘不能弯曲。

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得出结论

弯曲的发生依赖于信号物质能够从尖端运输到下部,且该物质必须能够穿透介质,说明其为可扩散的化学信号

💡 詹森的结论

胚芽鞘尖端产生的物质可以通过明胶块(琼脂)传递给下部,而无法穿过云母片可扩散的化学信号假说得到进一步证实。

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黑暗中偏置放顶·排除光干扰

黑暗环境中,将切下的胚芽鞘尖端偏放在切口一侧(而非正中),排除光照干扰,单独研究尖端位置的影响。

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观察结果·对侧生长更快

放置尖端一侧获得更多化学物质,该侧细胞生长更快,胚芽鞘向对侧弯曲生长。

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弯曲生长的原理

尖端产生的化学物质在茎的下部分布不均匀,浓度高的一侧细胞生长快,导致弯曲。这与光照方向无关。

💡 拜尔的结论

胚芽鞘的弯曲生长,是由尖端产生的化学物质分布不均匀引起的,与光照本身无关。

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提取化学物质

温特取胚芽鞘尖端,放在琼脂块上静置,使尖端产生的化学物质充分扩散进入琼脂块中。

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单侧放置·观察弯曲

将"吸饱"化学物质的琼脂块置于去尖端胚芽鞘一侧,观察到胚芽鞘向对侧弯曲生长

3

空白琼脂对照

空白琼脂块放在去尖端胚芽鞘上,胚芽鞘不生长也不弯曲,证明弯曲由琼脂中的化学物质引起。

💡 温特的结论

胚芽鞘尖端能产生某种化学物质,该物质可促进细胞伸长生长,温特将其命名为生长素

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核心知识要点

向光性定义

植物受单侧光照射后,弯向光源方向生长的现象,是植物对光的定向运动。

感光部位

胚芽鞘的尖端是感受光刺激的部位。切除尖端后,向光性消失。

横向运输

单侧光→生长素从受光侧横向运输至背光侧→背光侧浓度增高。

弯曲机制

背光侧生长素↑→细胞伸长↑→背光侧生长快于受光侧→向光弯曲。

化学本质

生长素化学本质为吲哚乙酸(IAA),由色氨酸转变而来,在茎尖合成。

两重性

低浓度促进高浓度抑制生长。根对生长素更敏感,茎较不敏感。

📝 课后作业
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填写各科学家实验的关键信息,完成后点击「提交答卷」:
🌿 ____(1880)
科学家:
关键材料:、锡箔
结论:尖端产生传至下部
🔬 詹森(1913)
插入(允许)或(阻止)
结论:信号是物质
⚗ 拜尔(1918)
结论:分布不均→弯曲
💡 温特(1926)
接触尖端后移至一侧
结论:化学物质命名为
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思维导图梳理四位科学家的实验思路,画出植物向光性秘密的揭晓过程。
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拓展思考:将胚芽鞘倒置后还能发生极性运输吗?请设计实验验证你的猜想。
✍️ 随堂检测

判断下列表述正确(T)或错误(F)

(1) 单侧光刺激胚芽鞘尖端产生生长素,并引起其分布不均匀。

(2) 生长素极性运输(形态学上端→下端)过程中会消耗能量。

(3) 生长素对植物根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用。

选择题:云母片以不同方式插入三株胚芽鞘尖端,单侧光照射后结果为?

a:云母插尖端左侧,光从左照
b:云母从尖端中间竖直插入,光从左照
c:云母插右侧(背光侧),光从左照

1. 居室养花时,书上建议每星期将花盆旋转1/4圈,这有什么科学道理?

2. 宋代《种艺必用》记载:用小便反复浸晒黄泥封于树枝上可促进生根,请分析科学道理。

3. 根据本节所学原理,设计一个塑造盆景独特造型的方案。

实验背景:某人取玉米胚芽鞘切去顶端2mm(不再产生生长素),上端放含生长素琼脂,下端放空白琼脂(形态学上端朝上)。一段时间后,下端琼脂出现生长素。

该人得出的结论:
①下端生长素来自上端琼脂块
②生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到下端

讨论1:该实验设计是否严密?为什么?

讨论2:从实验结果到结论的逻辑是否严谨?

讨论3:如何改进实验方案严格验证上述结论?

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