备课素材：生长素的运输机制--高二上学期生物人教版选择性必修1.docx

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1、生长素的运输机制高中生物学选择性必修一提到,生长素纵向运输为极性运输,即只能从形态学上端运到形态学下端,反之不能.那么,生长素极性运输的机制是什么?除草剂能否阻断极性运输?生长素是研究最早的激素，也是最重要的植物激素，主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子，通过极性运输分配到植物各处组织，调控生长发育低浓度生长素促进生长，高浓度生长素抑制生长。生长素的极性运输对生长素的分配至关重要。早在1880年前后，英国著名生物学家、进化论的奠基人达尔文做了向光性实验。在研究植物向性运动时，发现植物胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，胚芽鞘出现向光

2、性弯曲。比较重要的阶段是，1926年，荷兰科学家温特证实胚芽鞘弯曲生长是由一类化学物质引起的，并命名为生长素（auxin）。1946年，科学家从高等植物中首次分离出生长素，其主要成分为吲哚乙酸IAA。植物体内生长素的运输方式有两种。一种是从其他激素和营养物质一样，通过韧皮部和木质部运输。韧皮部运输属于自由扩散，木质部运输的动力来自于蒸腾作用。另一种是生长素特有的极性运输，是指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输，而与重力无关。这是局限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间的短距离单向运输，属于主动转运。另外，横向运输是指生长素由于单侧光、重力、旋转、水肥等外界因素引起的在尖端部位的横向转移，也

3、是主动运输。上述极性运输的机理， 是主动运输的机理，应该包括横向运输。浙大研究团队利用单颗粒冷冻电镜技术，阐明了拟南芥PIN3对IAA的识别与转运机制和除草剂NPA抑制生长素极性运输的分子机制。以前在教学中，学生如果提出机理的问题，也是只能猜想有转运蛋白，现在科学家确实发现了转运蛋白。相关的机理，以高中生物教材中的理解如下：生长素极性运输主要依赖于三种定位于细胞膜上的转运蛋白：AUX/LAX家族蛋白、PIN家族蛋白和ABCB家族蛋白，其中生长素外排蛋白PIN起最主要作用。除草剂NPA（N-1-naphthylphthalamic acid）是一种被广泛研究的生长素极性运输抑制剂。NPA为竞争性

4、抑制剂，直接占据了PIN中生长素的结合位点，抑制了转运过程中PIN的潜在构象变化。如 例1.某研究小组对胚芽鞘尖端进行不同条件的实验处理示意图如下。下列关于该实验的叙述，正确的是()A.若用相同厚度无色透明的玻璃片替代云母片，实验结论不同B.光照对生长素合成的影响较小，但可影响生长素分布C.向光侧的生长素在单侧光照射下大部分运输到背光侧D.生长素能促进胚芽鞘尖端向光弯曲生长解析：玻璃片与云母片均不允许化学物质透过，因此实验结论一致，A错误；由图可知，有光和无光条件下合成的生长素量无明显差异，但单侧光照可引起生长素向背光侧转移，B正确；向光侧的生长素在单侧光照射下小部分向背光侧转移，C错误；弯曲

5、生长部位在尖端下部，D错误。故答案为B。 例2.在农业生产中，用一定浓度的植物生长素类似物作为除草剂，可以除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。如图表示生长素类似物浓度对两类植物生长的影响，则下列叙述正确的是()A.A表示单子叶植物，除草剂最适浓度为aB.B表示单子叶植物，除草剂最适浓度为cC.A表示单子叶植物，除草剂最适浓度为cD.B表示单子叶植物，除草剂最适浓度为a解析：不同种类的植物对生长素作用的敏感性不同，由题干“除去单子叶农作物田间的双子叶杂草”可知，单子叶植物一般较双子叶植物对生长素的敏感性弱。结合图中曲线，c点浓度的生长素类似物对A植物生长的抑制作用较大，而对B植物生长的促进作用最大，故该点为除草剂的最适浓度。故答案为B。学科网（北京）股份有限公司