備課資料：如何準確理解植物向光性運動的機理

1、如何準確理解植物向光性運動的機理植物的生命調(diào)節(jié)過程在教材中內(nèi)容不多，但也比較重要，浙科版新教材在這方面得到了加強，系統(tǒng)性特別強，有向性運動和感性運動兩部分組成，特別是聯(lián)系生活實際進行靈活運動得到充分體現(xiàn)。在歷年的高考中經(jīng)常高頻出現(xiàn)，教學中也有許多疑難問題亟待解決。新版選擇性必修1那么，向光性運動的機理是什么？試題解析試題：(2021超級全能王聯(lián)考)在20世紀20年代，科學家提出了植物向光性原理的相關模型，如圖所示四組處理及結(jié)果(圖中彎曲度大小代表IAA含量多少)。下列相關敘述正確的是()A.由B組實驗可以得出：單側(cè)光不能破壞向光一側(cè)的生長素B.A、B、C三組都可以是對照組C.實驗的自變量是有無

2、單側(cè)光和有無云母片D.由實驗結(jié)果可知，生長素在玉米胚芽鞘尖端橫向運輸?shù)较蚬庖粋?cè)解析：由A組和B組對比得出單側(cè)光不能破壞向光一側(cè)的生長素，僅由B組實驗結(jié)果無法得出這一結(jié)論，A錯誤；A組是空白對照組，B組是C組的對照組，C組是D組的對照組，A、B、C三組都可以是對照組，B正確；實驗的自變量是有無單側(cè)光、有無云母片和云母片的位置，C錯誤；生長素在玉米胚芽鞘尖端橫向運輸?shù)奖彻庖粋?cè)，不是向光一側(cè)，D錯誤。故答案為B。向光性研究新教材在小資料中補充了向光性的后續(xù)研究（如下所示），說明如今還在研究過程中。選擇性必修1第101頁也就是說，我們平時在講述的向光性和生長素有關也是片面的，還有其他因素的影響，是綜合

3、性的。也應驗了我以前始終認為的，我們在傳授這些知識時總感覺在騙人的，也提醒我們在設置試題時需要考慮科學性。向光性運動機理高等植物不能象動物一樣自由移動整體的位置，但植物體的器官在空間可以產(chǎn)生移動，以適應環(huán)境的變化，這就是植物的運動。高等植物的運動主要有兩種類型：向性運動和感性運動。植物向性運動是指在刺激方向和誘導所產(chǎn)生運動的方向之間有固定關系的運動。依外界因素的不同，向性運動主要包括向光性、向重力性、向觸性、向化性和向水性等。向性運動大多是生長性運動，是不可逆的運動過程。植物隨光的方向而彎曲的能力稱為向光性，向光性是植物為捕獲更多光能而建立起來的對不良光照條件的適應機制之一。Charles D

4、arwin和Francis Darwin（1880）首先發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象并通過對金絲雀虉（y）草幼苗的向光性研究，提出植物向光性受到一種可運輸物質(zhì)的調(diào)控。向光性分為正向光性、負向光性和橫向光性（植物器官生長方向與射來的光垂直）。植物感受光的位置主要有莖尖、根尖、胚芽鞘尖端、葉片或生長中的莖。目前，植物向光性運動機理有兩種假說：生長素分布不均勻假說和抑制物質(zhì)分布不均勻假說。1.生長素分布不均勻假說Cholodny（1927）Went（1928）以燕麥胚芽鞘為材料研究發(fā)現(xiàn)在單側(cè)藍光作用下，背光側(cè)胚芽鞘頂端擴散到瓊脂中的生長刺激物質(zhì)活性高于向光側(cè)，并認為該物質(zhì)是生長素，據(jù)此提出向光性運動是由于在單側(cè)光作用

5、下生長素分布不均勻引起的Thimann等（1937）稱之為ChoodnyWent學說，并應用該學說解釋植物向光性及向重力性運動現(xiàn)象，沿用至今，成為解釋向光性運動的經(jīng)典理論。然而Bruinsum等（1975）以向日葵幼苗為材料研究植物向光性運動特性時發(fā)現(xiàn)，單側(cè)藍光處理并未引起生長素分布不均勻，因而對該假說提出質(zhì)疑。Hasagawa（1989）重復Went試驗發(fā)現(xiàn)Went測得的胚芽鞘彎曲度是生長素和生長抑制物質(zhì)兩類化合物總反應的結(jié)果，認為Went的結(jié)果是一種假象。但lino（1991）以玉米為材料，對玉米胚芽鞘向光測和背光測內(nèi)源生長素含量的測定表明，單側(cè)藍光引起生長素分布不均勻，從而引起胚芽鞘向光

6、彎曲，此結(jié)果支持了CholodnyWent學說。2.抑制物質(zhì)分布不均勻假說Hasagawa等（19801986）以蘿卜等為材料，對向光性運動機理進行了詳細的研究，獲得了與Brunsum相同的結(jié)果，同時發(fā)現(xiàn)單側(cè)光引起向光側(cè)積累生長抑制物質(zhì)，從而提出BrunsumHasagawa學說（1990），認為植物向光性運動是由于單側(cè)光引起生長抑制物質(zhì)分布不均勻所致。一些研究表明，在不同植物中引起向光性運動的抑制物質(zhì)有所不同。引起綠色向日葵幼苗下胚軸向光彎曲的抑制物質(zhì)是黃質(zhì)醛等（Franssen Bruinsma，1981），引起蘿卜下胚軸向光彎曲的抑制物質(zhì)是順式蘿卜寧、反式蘿卜寧和蘿卜酰胺（Hasagawa等，1986）。燕麥胚芽鞘中的抑制物質(zhì)至今未鑒定出，但根據(jù)色譜分析，它不是脫落酸。陳汝民（1999）研究指出抑制物質(zhì)6甲基2苯并唑啉酮分布不均勻是單側(cè)光作用下玉米胚芽鞘向光運動的主要原因。目