5.1植物生长素课件 -2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

第五章 植物生命活动的调节 唤醒沉睡的种子， 调控幼苗的生长。 引来繁花缀满枝， 瓜熟蒂落也有时。 靠的是雨露阳光， 离不开信息分子。 黄瓜的花有雌花和雄花之分，雄花不结果实。为了让黄瓜植株多结果实，就得使它们少开雄花，多开雌花为此，农业技术人员在黄瓜的雌花和雄花分化时期施用适当浓度的乙烯利(能释放乙烯)，这样可以显著地提高雌花比例。 思考与讨论： 1.乙烯是一种植物激素，它还有哪些作用呢? 2.除乙稀外，植物体内还能产生哪些激素? 3.这些激素有什么作用?它们有哪些共同的特点? 4.植物的生长发育过程仅仅受植物激素的调节吗? ▲相关信息 第1节 植物生长素 ——心若向阳，花自盛开 春色满园关不住， 一枝红杏出墙来。 —宋.叶绍翁 ▲根据初中所学知识或生活常识，尝试从植物生理学的角度分析红杏出墙的原因。 ▲问题探讨 思考与讨论： 1.图中植株的生长方向有什么特点? 2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物生长方向的改变?这种改变有什么适应意义? 3.这种生长方向的改变,是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分? ——在单侧光的照射下，植物朝向光源生长的现象叫做向光性。 【思考】植物向光性产生的原因是什么？如何通过实验证明？ 坐上时空穿梭机，一起去看看科学家们是如何进行实验验证的。。。 一.生长素的发现过程 【任务1】阅读教材P90达尔文设计的实验示意图，思考并回答以下问题： 1.达尔文的向光性实验①②③④中哪组为对照组?设计对照实验的目的是什么?实验现象分别是什么？ 2.图中的①②两组对照,实验的自变量是什么? 3.若探究植物胚芽鞘的感光部位,应选择图中的哪两组?自变量与因变量各是什么? （一）达尔文父子的实验 （一）达尔文父子的实验 ▲实验材料——金丝雀虉（yì）草胚芽鞘 （禾本科单子叶植物） 胚芽鞘 种子 根 【相关信息】 单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫作胚芽鞘，它能保护生长中的胚芽种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。 （一）达尔文父子的实验（19世纪末） ① ② ③ ④ 对照组 ——排除其他无关变量对实验 的影响,使实验更具有说服力。 实验组 填一填： 实验①：单侧光照射胚芽鞘，胚芽鞘 。 实验②：单侧光照射切去尖端的胚芽鞘，胚芽鞘 。 ▲实验现象 向光弯曲生长 不生长、不弯曲 （一）达尔文父子的实验（19世纪末） 实验③：用锡箔罩子遮住胚芽鞘尖端，单侧光照射，胚芽鞘 。 实验④：用锡箔罩子遮住胚芽鞘尖端下面一段，单侧光照射，胚芽鞘 。 直立生长 向光弯曲生长 ① ② ③ ④ ▲实验分析 自变量：有无胚芽鞘尖端 ①与②对照，说明 胚芽鞘向光弯曲生长与尖端有关 （一）达尔文父子的实验（19世纪末） 思考：①②两组实验的自变量是什么？两组对照能说明什么问题? ① ② ③ ④ 思考：若探究植物胚芽鞘的感光部位,应选择图中的哪两组? ①、③、④对照 胚芽鞘向光弯曲生长与尖端感光有关，胚芽鞘弯曲部位在尖端下部（伸长区） ▲实验分析 （一）达尔文父子的实验（19世纪末） ① ② ③ ④ ▲实验结论 推论：胚芽鞘尖端受到单侧光刺激后，产生了某种“影响”，并向下部伸长区传递这种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光弯曲生长的现象。 （一）达尔文父子的实验（19世纪末） 【思考】尖端产生的这种“影响”为什么能使得伸长区两侧生长不均匀？ 【任务2】阅读教材P91鲍森·詹森实验，思考并回答以下问题： 1.鲍森·詹森的实验是否存在不足之处？为了更有说服力,可以增设一个对照组,简述对照组的设置思路? 2.通过该实验，可以得出什么结论？ （二）鲍森·詹森实验(1913年) （二）鲍森·詹森实验(1913年) 琼脂片 填一填： 胚芽鞘尖端和下部之间插入琼脂片，单侧光照射，胚芽鞘 。 【思考】实验是否存在不足之处？为了更有说服力,可以增设一个对照组,简述对照组的设置思路? 向光弯曲生长 （二）鲍森·詹森实验(1913年) 琼脂片 云母片 填一填： 胚芽鞘尖端和下部之间插入云母片，单侧光照射，胚芽鞘 。 结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 不生长，不弯曲 （三）拜尔实验(1918年) 【任务3】阅读教材P91拜尔实验，思考并回答以下问题： 1.该实验的自变量和因变量分别是什么？ 2.该实验为什么要在黑暗环境进行？ 3.通过实验现象能得出什么结论？ 黑暗环境 （三）拜尔实验(1918年) 该实验与前两个实验相比有一个处理方法明显不同，这正是其高明之处。请尝试分析。 思考 排除单侧光对胚芽鞘生长的影响。 黑暗环境 （三）拜尔实验(1918年) ▲自变量：尖端放置的位置 ▲因变量：胚芽鞘弯曲生长的方向 结论：胚芽鞘弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。 一.生长素的发现过程 达尔文实验 鲍森.瞻森实验 拜尔实验 结论：通过以上3个实验初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀导致胚芽鞘弯曲生长。 琼脂片 （四）温特实验(1926年) 【任务4】阅读教材P91-92温特实验，思考并回答以下问题： 1.请根据温特的实验过程及现象,分析该实验的自变量是什么?因变量是什么? 2.通过实验现象能得出什么实验结论? 3.温特有没有证明生长素的化学本质? 琼脂块 一段时间后移除尖端 空白琼脂块 放置过尖 端的琼脂块 一段时间后 一段时间后 温特在实验中把胚芽鞘尖端放置了一段时间，这样做的目的是什么？ 思考 （四）温特实验(1926年) 对侧弯曲生长 不生长、不弯曲 结论：胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。 温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。 注意：温特没有证明生长素的化学本质 （四）温特实验(1926年) 1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸（IAA）。 一.生长素的发现过程 1946年，科学家们从高等植物中分离出IAA。 植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。 单侧光照射后，胚芽鞘中的生长素从向光侧向背光侧进行横向运输，使得背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，背光侧细胞生长比背光侧快，所以植物向光性弯曲生长。 植物向光性产生的原因分析 ▲填一填： ①胚芽鞘的感光部位： ②胚芽鞘弯曲生长的部位： ③生长素的产生部位： ④生长素的作用部位： ⑤生长素的产生是否需要光： ⑥引起生长素分布不均匀的外界因素: 一.生长素的发现过程 尖端 尖端 尖端下部（伸长区） 尖端下部（伸长区） 不需要 单侧光、重力、离心力等。 胚芽鞘 种子 根 一.生长素的发现过程 ▲练一练 提示：①生不生长，看伸长区有无生长素； ②弯不弯曲，看伸长区生长素分布是否均匀。 植物激素 由植物体内产生，从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。已知的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。 问题1：植物激素与动物激素都称作激素，二者有哪些相似之处？ 一.生长素的发现过程 ▲植物激素 提示：①调节生命活动的化学物质； ②从产生部位运输到作用部位发挥作用； ③微量、高效 一.生长素的发现过程 问题2：植物激素与动物激素有哪些明显的区别？ 问题3：植物激素能在动物体内起作用吗？ ▲植物激素 ▲小试牛刀 1.生长素的发现源于人们对植物向光性的研究,众多科学家参与其中并作出重要贡献,下列相关叙述错误的是（ ） A.达尔文提出在单侧光照射下胚芽鞘的尖端向下面的伸长区传递了某种“影响” B.鲍森·詹森认为胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部 C.拜尔证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的 D.温特提出胚芽鞘尖端产生的“影响”是生长素并证明其化学本质是IAA 二.生长素的合成、运输和分布 【任务5】阅读教材P93相关文字，思考并回答以下问题： 1.生长素是在哪些部位合成的？原料是什么？ 2.生长素是如何从合成部位运输到作用部位的？ 3.生长素主要分布在哪些部位？ 二.生长素的合成、运输和分布 ▲生长素的合成 1.合成部位：主要是芽、幼嫩的叶、发育中的种子。 2.合成原料：生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。 转变 思考：生长素的合成需要光吗？ 二.生长素的合成、运输和分布 ▲生长素的分布 生长素在植物各个器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位。（如：胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处）。 二.生长素的合成、运输和分布 ▲生长素的运输 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学上端 形态学下端 二.生长素的合成、运输和分布 (1)极性运输 ①发生位置：胚芽鞘、芽、幼叶和幼根。 ③运输方式：主动运输 ②运输方向：形态学上端→形态学下端 (2)非极性运输 在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。 （与重力无关） ▲生长素的运输 二.生长素的合成、运输和分布 (3)横向运输 ①发生位置：尖端 ②影响因素：单侧光、重力、离心力等 ▲生长素的运输 二.生长素的合成、运输和分布 思维训练：如何设计实验验证极性运输？ 思考：如何检测下端琼脂块是否含有生长素？ 实验设计：取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块含有生长素的琼脂，下端放一块不含生长素的琼脂（胚芽鞘的形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。 ▲生长素的运输 二.生长素的合成、运输和分布 实验结论： (1)下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块； (2)生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。 ▲生长素的运输 二.生长素的合成、运输和分布 思考：这个实验的设计是否严密？从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 提示：不严谨，没有证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。 ▲生长素的运输 二.生长素的合成、运输和分布 胚芽鞘不生长、不弯曲 ▲生长素的运输 背光测 向光测 二.生长素的合成、运输和分布 三.生长素的生理作用 【任务6】阅读教材P93相关文字，思考并回答以下问题： 1.生长素的作用方式是什么？ 2.生长素在细胞水平和器官水平上发挥作用有什么关系？ 3.生长素的作用有什么特点？ 三.生长素的生理作用 ▲生长素的作用方式 生长素在植物体内其作用的方式和动物体内激素起作用的方式基本相似，不催化细胞代谢，也不为细胞提供能量， 而是给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 三.生长素的生理作用 生长素与体内的生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。 ▲生长素的作用方式 三.生长素的生理作用 (1)细胞水平上 促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用。 (2)器官水平上 影响器官的生长发育。如促进侧根和不定根的发生影响花、叶和果实的发育。 ▲生长素的作用方式 生长素的作用似乎就是“促进”。 真的是这样吗？ 思考 三.生长素的生理作用 ▲生长素的作用特点 ——低浓度促进，高浓度抑制 促进 促进 抑制 填一填： ①低浓度(促进)：______，高浓度(抑制)：______。 ②0~B表示：_________________________________________， ③B~D表示：___________________________________________ ④大于D表示：__________________________________________。 三.生长素的生理作用 0~D 大于D 随着生长素浓度增大，促进作用逐渐增大 随着生长素浓度增大，促进作用逐渐减弱 随着生长素浓度增大，抑制作用逐渐增大 ▲生长素的作用特点 ——低浓度促进，高浓度抑制 三.生长素的生理作用 思考：不同浓度的生长素，其生长效应是否有可能相同？ 提示：由图可知，在0~D范围内，除了B之外，促进作用相同时，都有两个不同生长素浓度。即不同浓度的生长素，其生长效应有可能相同。 ▲生长素的作用特点 ——低浓度促进，高浓度抑制 三.生长素的生理作用 结论：生长素促进生长的最适浓度不相同，不同器官对生长素浓度敏感程度不同。 根＞芽＞茎 ▲生长素的作用特点 ——低浓度促进，高浓度抑制 三.生长素的生理作用 结论：生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。一般来说，幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。 ▲生长素的作用特点 ——低浓度促进，高浓度抑制 三.生长素的生理作用 ▲联系生活—顶端优势 —顶芽优先生长，而侧芽受到抑制的现象。 顶端优势 解除顶端优势 三.生长素的生理作用 ▲产生顶端优势的原因分析 顶芽 侧芽 顶芽 侧芽 生长素 极性 运输 生长素浓度较低，促进顶芽生长 生长素浓度较高，生长受到抑制 三.生长素的生理作用 ▲产生顶端优势的原因分析 顶芽 侧芽① 侧芽③ 侧芽② 侧芽④ 生长素浓度大小比较： ①＞②＞③＞④＞顶芽 结论：离顶芽越近的侧芽，生长素浓度越高，抑制作用越明显。 三.生长素的生理作用 ① ⑤ ④ ③ ② ▲产生顶端优势的原因分析 三.生长素的生理作用 ▲顶端优势的应用 棉花摘心——增加产量 树木修剪——改善树型 三.生长素的生理作用 ▲植物根的向地性和茎的背地性原因分析 形态学上端 形态学下端 形态学上端 横向运输 （重力） 极性运输 横向运输 （重力） 地面 浓度高（抑制） 浓度低（促进） 浓度高（促进） 浓度低（促进） 根＞芽＞茎 三.生长素的生理作用 ▲除草剂的生物学原理 双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感。用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草,同时促进单子叶植物的生长。 促进 抑制 ▲小试牛刀 2.将某植物的胚芽鞘在单侧光下照射一段时间后,取胚芽鞘尖端以下部位放大观察,如图所示,下列分析合理的是（ ） A.图中放大部位为感光部位 B.单侧光来自b侧 C.a侧生长素较b侧多 D.生长素促进细胞的伸长生长 3.如图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响,据图分析,能得出的结论是（ ） A.a、b、c点对应的生长素浓度依次是促进根、茎、芽生长的最适浓度 B.d点对应的生长素浓度对茎的生长具有促进作用,对芽的生长具有抑制作用 C.生长素对三种器官的作用都是浓度较低时促进生长,浓度过高时抑制生长 D.幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老的细胞对生长素比较迟钝 ▲小试牛刀 $$