5.1.1 生长素的发现过程-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修一

第1课时 第5章　植物生命的调节 人教版高中生物 选择性必修1 生长素的发现过程 第1节　植物生长素 学习目标 1.分析植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特点(重、难点)。 2.通过分析细胞学和分子水平的证据，阐明植物向光生长的原因。 生物学现象 思考1. 视频中幼苗的生长方向有什么特点？ 思考2. 可能是哪种环境因素刺激引发了植物的形态改变？ ——植物的向光性 单侧光 向光性 SZ-LWH 问题●探讨 植物向光性 一 生长素的发现过程 二 目录 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 一枝红杏出墙来 放在窗台上久不移动的植物 向光性： 植物向光性 一 向水性 向重力性 向肥性 正是对这些现象的研究，引导着人们揭示植物生命活动调节的奥秘。 植物向光性 一 植物向光性 一 生长素的发现过程 二 目录 金丝雀虉（yì）草 达尔文 19世纪末，达尔文和他的儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。 胚芽鞘 1 达尔文和他儿子的实验（19世纪末） 生长素的发现过程 二 单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，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。 胚芽鞘模式图 尖端 尖端下部 胚芽鞘 第一片叶 种子 金丝雀虉草胚芽 胚芽鞘 （1）实验材料 生长素的发现过程 二 实验① 实验② 实验③ 实验④ （2）实验过程及现象 生长素的发现过程 二 实验① 实验② 实验③ 实验④ 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 生长素的发现过程 二 11 1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么?（教材P91侧旁思考） 分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。 思考 2.感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分? 尖端下部——伸长区 尖端 实验① 实验② 实验③ 实验④ 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 生长素的发现过程 二 “生长素的发现”相关实验分析 任务一 1.阅读教材P90～91达尔文父子的实验，请分析下列组别的自变量和实验结论，并完善表格。 “生长素的发现”相关实验分析 任务一 组别 自变量 结论 ①和② _________________ 胚芽鞘的弯曲生长与__________有关 ①和③ ___________________ 胚芽鞘的弯曲生长与_________________ 有关 ①和④ _______________________ 胚芽鞘的弯曲生长与___________________无关 胚芽鞘尖端的有无 尖端的存在 胚芽鞘尖端是否遮光 尖端受单侧光刺激 胚芽鞘尖端下部是否遮光 尖端下部是否受光刺激 胚芽鞘的尖端 尖端以下部位（伸长区）背光面比向光面生长快，弯曲生长 向下传递了 某种“影响” 单侧光 ①“影响”是什么？ 未解之谜： ②“影响”能否向下传递？ ③为什么伸长区背光面比向光面生长快？ （3）提出假说 生长素的发现过程 二 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 推论 没有形成单一变量，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论。 琼脂片 琼脂片 不生长 不弯曲 2 1913年， 鲍森•詹森实验 实验不足： 实验改进： 生长素的发现过程 二 琼脂：是海藻的提取物，溶于热水，再让其冷却得到。物质可在琼脂中扩散而性质不变。 云母片：常用作电器绝缘材料，物质不能透过云母片扩散。 生长素的发现过程 二 黑暗 条件 现 象： 自变量： 因变量： 实验结论： 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 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。 3 1918年，拜尔实验 生长素的发现过程 二 【注意】拜尔首次将实验放置于黑暗中进行，说明单侧光不是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而“影响”的分布不均匀才是根本原因。 18 “生长素的发现”相关实验分析 任务一 2.达尔文的推测中遗留了三个问题，分别是： a.胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生了某种“影响”，这种“影响”是什么？ b.这种“影响”能否向下传递？ c.为什么伸长区背光面比向光面生长快？ 在达尔文实验的基础上科学家们继续进行了实验探索，请分析其他科学家的研究，回答下列问题： (2)拜尔的实验目的是 ， (填“需要”或“不需要”)排除光照对实验结果的干扰。某种“影响”的产生________ (填“需要”或“不需要”)光照。 研究植物具有向光性的内因 需要 不需要 “生长素的发现”相关实验分析 任务一 2.达尔文的推测中遗留了三个问题，分别是： a.胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生了某种“影响”，这种“影响”是什么？ b.这种“影响”能否向下传递？ c.为什么伸长区背光面比向光面生长快？ 在达尔文实验的基础上科学家们继续进行了实验探索，请分析其他科学家的研究，回答下列问题： (3)拜尔的实验证明了_________________________________________________________ 。 胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下 部分布不均匀 《植物的运动力》 推测1：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面伸长区传递某种“影响” 推测2：这种“影响”会造成背光面比向光面生长快 詹森的实验验证 拜尔的实验验证 詹森和拜尔的实验初步证明： 顶尖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造成了胚芽鞘的弯曲生长。 验证假说：这种“影响”是什么? 究竟是不是化学物质呢？如果是，是哪种化学物质？ 生长素的发现过程 二 “生长素的发现”相关实验分析 任务一 (4)阅读教材P91～92温特的实验，思考并回答下列问题： ①温特的实验是基于什么假设进行的？ 胚芽鞘尖端会产生某种物质，这种物质会向下运输。 ②若假设成立，则演绎可得到的结果是一段时间后，如果这种物质存在并向下运输，那么 上面就会积累这种物质，将 放在_____ ，就会起到与 __ 一样的作用，胚芽鞘向_______________弯曲生长。 ③温特把带有这种物质的 _ _ 放在 __ ，结果_ ______ 。 琼脂块 琼脂块 切去尖端的胚芽鞘一侧 尖端 琼脂块对侧 琼脂块 切去尖端的胚芽鞘一侧 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质，这种化学物质在尖端下部分布不均，导致弯曲生长。温特将其命名为生长素。 自变量： 因变量： 结 论： 实验组 对照组 验证假说：这种“影响”是什么? 4 1926年，温特的实验 ④该实验是如何排除琼脂块本身对胚芽鞘的影响的？ 将相同大小的空白琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧。 任务一 生长素的发现过程 二 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质，这种化学物质在尖端下部分布不均，导致弯曲生长。温特将其命名为生长素。 自变量： 因变量： 结 论： 实验组 对照组 验证假说：这种“影响”是什么? 4 1926年，温特的实验 用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。 ⑤温特的实验巧妙在哪里？ 任务一 生长素的发现过程 二 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 ） 由于生长素在植物体内含量极少，直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素，并确认它也是IAA。除IAA外，还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸 ( IBA ) 等，它们都属于生长素。 吲哚乙酸（IAA）化学结构式 生长素的化学本质 验证假说：这种“影响”是什么? 生长素的发现过程 二 植物向光性的原因分析 任务二 1.生长素横向转移的实验证据 (1)A、B两组的数据没有太大差异，说明________________________________________ 。 (2)C、D组对照说明____________________________________________________________ 。 单侧光并不能降解生长素或促进 生长素的合成 单侧光使生长素在胚芽鞘尖端从向光侧运输到背光侧， 使得背光侧生长素含量多于向光侧 植物向光性的原因分析 任务二 （1）外因： （2）内因： 背光侧 向光侧 生长素多 生长素少 生长慢 生长快 结果：向光弯曲生长 生长素横向运输 单侧光照射 生长素分布不均匀 2.植物向光性的原因 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。 （1）概 念 （2）种 类 （3）作 用 由植物体内产生，能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。 生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等 生长素的发现过程 二 比较植物激素与动物激素的异同 任务三 项目 动物激素 植物激素 分泌器官 有特定的内分泌腺或细胞 无特定的分泌器官 化学本质 蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等 __________________ 作用部位 ____________________ 无特定靶器官 运输方式 随体液运输 多样、复杂 相同点 由自身产生；从产生部位运送到作用部位；起调节作用； _____________ P93“思考·讨论” 一般是小分子物质 靶器官、靶细胞 微量、高效 核心归纳 ①生长素的产生部位：____________；感光部位：____________。 ②生长素横向运输的部位___________；生长素的产生是否需要光：______。 ③生长素发挥作用的部位（即生长部位）：_______________________。 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 不需要 胚芽鞘尖端下部的伸长区 生长素的产生部位 生长素的作用部位 尖端 下端 感光部位 弯曲生长部位 横向运输部位 跟踪训练   分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处切断 慢 弯曲 丙 在②处切断 不生长 不弯曲 丁 在③处切断 不生长 不弯曲 1.(2023·山东，10)拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的，以其幼苗为实验材料进行向光性实验，处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是 跟踪训练   分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处切断 慢 弯曲 丙 在②处切断 不生长 不弯曲 丁 在③处切断 不生长 不弯曲 A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位 B.①②之间有感受单侧光刺激的部位 C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位 D.②③之间无感受单侧光刺激的部位 √ 跟踪训练 据表格和题图可知，不切断任何部位，该幼苗正常弯曲生长，但在①处切断，即去除结构Ⅰ，生长变慢，推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位，A不符合题意；   分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处切断 慢 弯曲 丙 在②处切断 不生长 不弯曲 丁 在③处切断 不生长 不弯曲 跟踪训练 据表格可知，在①处切断，该幼苗生长缓慢且弯曲，而在②处切断后，该幼苗不能生长，推测①②之间含有生长素，且具有感光部位，B不符合题意；   分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处切断 慢 弯曲 丙 在②处切断 不生长 不弯曲 丁 在③处切断 不生长 不弯曲 跟踪训练 推测可能是受到单侧光照射后，①②之间生长素分布不均，最终导致生长不均匀，出现弯曲生长，C不符合题意；   分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处切断 慢 弯曲 丙 在②处切断 不生长 不弯曲 丁 在③处切断 不生长 不弯曲 跟踪训练 在②处切断和在③处切断，两组实验结果相同，即幼苗不生长、不弯曲，可能此时②③之间没有生长素分布，不能说明②③之间有无感受单侧光刺激的部位，D符合题意。   分组 处理 生长情况 弯曲情况 甲 不切断 正常 弯曲 乙 在①处切断 慢 弯曲 丙 在②处切断 不生长 不弯曲 丁 在③处切断 不生长 不弯曲 跟踪训练 2.为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧运输，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解。有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是 跟踪训练 A.若a>b、c<d，说明向光侧的生长素被分解了 B.若c＋d＝e＋f＝a，且e>f，说明生长素由向光侧移向了背光侧 C.若c<d且c>e，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移， 又有向光侧生长素被分解 D.若e＝f，且丁向光弯曲生长，则植物向光源生长还可能与其他物质有关 √ 跟踪训练 若a＞b、c＜d，可推测向光侧生长素含量少了，则说明在单侧光照射下，向光侧生长素被分解了，A正确；若c＋d＝e＋f＝a，则说明在单侧光照射下，向光侧生长素没有被分解，且e＜f，则说明在单侧光照射下，生长素由向光侧移向了背光侧，B错误；因为生长素不能透过云母片运输，若c＜d且c＞e，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧的生长素被分解，C正确。 课堂小结 FormatFactory : www.pcfreetime.com $$