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2. 探究植物向光性的原因

植物激素调节及其在农业生产中的应用 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 探究单侧光引起生长素分布不均,导致背光侧生长快于向光侧,从而使植物弯向光源生长的现象。

从哪来 本知识点建立在“3. 胰岛素与胰高血糖素的拮抗作用”之上。虽然二者学科领域不同,但都体现了生物体内“信号分子(激素/生长素)通过改变靶细胞代谢或生长速率来调节生理过程”的核心逻辑,即通过物质浓度差异引发不对称的生理反应。

为什么 植物向光性的根本原因是生长素(IAA)的横向运输。 1. 感光部位:胚芽鞘尖端是感光部位,能感受单侧光刺激。 2. 横向运输:在单侧光照射下,生长素在尖端发生横向运输,从向光侧运往背光侧。 3. 纵向运输与分布:随后生长素向下极性运输,导致尖端下部(伸长区)背光侧生长素浓度高于向光侧。 4. 生长差异:由于生长素促进细胞伸长生长,且该浓度范围内浓度越高促进效果越强(或处于最适浓度附近),导致背光侧细胞伸长快于向光侧,最终使茎弯向光源生长。

类比法:斜坡上的水流** **适合学生
形象思维强、对抽象分子机制理解困难的学生。 讲解:把胚芽鞘尖端想象成一个倾斜的屋顶,生长素是雨水。单侧光就像太阳晒热了屋顶的一侧,导致“雨水”(生长素)顺着坡度流到了另一侧(背光侧)。下面接水的桶(伸长区),接水多的一侧(背光侧)长得快,接水少的一侧长得慢,于是整个植物就歪向接水少的那边(光源方向)。强调“运输”和“浓度差”导致“生长速度差”。
实验逻辑推演法:温特实验重演** **适合学生
逻辑推理能力强、喜欢探究科学发现过程的学生。 讲解:不直接给结论,而是带学生走一遍科学史。 1. 达尔文实验:遮光实验证明感光在尖端,弯曲在尖端下部。 2. 鲍森·詹森实验:琼脂片能传递影响,云母片不能,说明有化学物质。 3. 温特实验:把尖端放在琼脂块上,琼脂块放在去尖端胚芽鞘一侧,即使无光也弯曲。证明尖端产生了某种促进生长的物质(生长素)。 4. 结论推导:单侧光导致这种物质分布不均,背光侧多,生长快。通过逻辑链条让学生自己“发现”向光性原因。
数学模型法:浓度-生长速率曲线** **适合学生
理科基础扎实、擅长数据分析与图表解读的学生。 讲解:画出“生长素浓度-生长速率”曲线(钟形曲线)。 1. 假设向光侧浓度为 $C_1$,背光侧为 $C_2$,且 $C_2 > C_1$。 2. 在茎的敏感范围内,若 $C_1$ 和 $C_2$ 均位于最适浓度左侧(上升段),则 $C_2$ 对应的生长速率 $V_2 > V_1$。 3. 结果:$V_{\text{背光}} > V_{\text{向光}}$,导致向光弯曲。 4. 对比根:根对生长素更敏感,若 $C_2$ 超过最适浓度进入抑制区,则 $V_{\text{背光}} < V_{\text{向光}}$,导致背光弯曲。用数学关系明确“浓度差异”如何转化为“生长差异”。
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练一道
基础题
将胚芽鞘尖端切下,放在琼脂块A上,单侧光照射尖端。一段时间后,将琼脂块A放在去尖端的胚芽鞘左侧。问:胚芽鞘生长方向及原因。
变式
用云母片插入胚芽鞘尖端下部(伸长区),单侧光从右侧照射。问:胚芽鞘生长情况。
试试手自己判
检测题
将胚芽鞘尖端放在琼脂块上,单侧光从左侧照射。一段时间后,将琼脂块放在去尖端的胚芽鞘上。若琼脂块放置时,原背光侧(右侧)琼脂块放在胚芽鞘的左侧,原向光侧(左侧)琼脂块放在胚芽鞘的右侧。问:胚芽鞘生长方向。
看答案和判分标准
答案:向右弯曲生长。
判对标准:
1. 指出单侧光导致生长素在尖端从向光侧(左)运往背光侧(右),故右侧琼脂块生长素浓度高于左侧琼脂块。
2. 指出放置时,高浓度琼脂块(原右侧)放在胚芽鞘左侧,低浓度琼脂块(原左侧)放在右侧。
3. 得出左侧生长素浓度高,生长快,右侧生长慢,故向右弯曲。
(若只答“向右弯曲”但未说明浓度差异原因,给一半分;若答“向左弯曲”或“直立生长”,判错。)
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