5.1 植物生长素-2024-2025学年高二生物同步探究优质课件（人教版2019选择性必修1）

第5章 植物生命活动的调节 第1节 植物生长素 问题探讨 1.视频中植株的生长方向有什么特点？ 2.可能是哪种因素刺激引发了这株植物的形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？ 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？ 问题探讨 1.视频中植株的生长方向有什么特点？ 2.可能是哪种因素刺激引发了这株植物的形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？ 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？ 弯向光源生长 是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。 植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。 一、生长素的发现过程 （1）实验材料：禾本科植物金丝雀虉草 1.达尔文实验（19世纪末） 金丝雀虉草 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。 胚 芽 鞘 尖端 伸长区 结构 （1）实验材料：胚芽鞘 1.达尔文实验（19世纪末） 一、生长素的发现过程 （2）实验过程 弯向光源生长 不生长也不弯曲 直立生长 弯向光源生长 实验① 实验② 实验③ 实验④ 条件： 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 现象： 实验①②形成对照， 自变量是 ，说明 。 尖端的有无 胚芽鞘的生长和弯曲与尖端有关 1.达尔文实验（19世纪末） 一、生长素的发现过程 （2）实验过程 弯向光源生长 不生长也不弯曲 直立生长 弯向光源生长 实验① 实验② 实验③ 实验④ 条件： 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 现象： 1.达尔文实验（19世纪末） 【思考】为什么要分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段呢? 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。 一、生长素的发现过程 （2）实验过程 弯向光源生长 不生长也不弯曲 直立生长 弯向光源生长 实验① 实验② 实验③ 实验④ 条件： 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 现象： 1.达尔文实验（19世纪末） 实验③④形成对照，再加上实验①的空白对照，单一变量是 ，可以得出的结论是 。 尖端是感受光刺激的部位 遮光部位不同 一、生长素的发现过程 （2）实验过程 弯向光源生长 不生长也不弯曲 直立生长 弯向光源生长 实验① 实验② 实验③ 实验④ 条件： 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 现象： 1.达尔文实验（19世纪末） 【思考】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? 如何解释这一结果？ 尖端 观察发现：尖端下部——伸长区 一、生长素的发现过程 （3）推测： 胚芽鞘 受单侧光刺激后，就向 传递 ，造成 比 生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。 尖端 下面的伸长区 伸长区背光面 向光面 某种“影响” 1.达尔文实验（19世纪末） 图5-1 达尔文的实验示意图 一、生长素的发现过程 疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？ 结论2：胚芽鞘的感光部位在尖端 现象：发生弯曲生长的部位是尖端下部 ①尖端产生了某种影响，传到下部 ②下部弯曲生长是因为背光侧生长的快（尖端产生的影响在下部分布不均） 结论1：胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关 推测 1.达尔文实验（19世纪末） 一、生长素的发现过程 图5-2 鲍森 ● 詹森的实验示意图 2.鲍森∙詹森实验（1913年） 结论：胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。证明了达尔文的推测① 正确。 【思考】①该实验有什么不足之处？如何改进？ 无法排除琼脂片对实验结果的影响； 应加一组把空白琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘上。 一、生长素的发现过程 图5-2 鲍森 ● 詹森的实验示意图 2.鲍森∙詹森实验（1913年） 结论：胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。证明了达尔文的推测① 正确。 【思考】②如果将琼脂片换成云母片，胚芽鞘的生长状况是什么样的？ 化学物质能通过琼脂却不能通过云母。 胚芽鞘不生长不弯曲。 一、生长素的发现过程 琼脂 琼脂，学名琼胶，为无色、无固定形状的固体，溶于热水。在食品工业中应用广泛，亦常用作细菌培养基，是配制固体培养基的最好凝固剂。 云母 云母是一种凿岩矿物。特性是绝缘、耐高温、有光泽、物理化学性能稳定，具有良好的隔热性、弹性和韧性。 一、生长素的发现过程 3.拜尔实验（1918年） 向右弯曲 向左弯曲 现象：胚芽鞘向放置尖端的对侧弯曲生长 黑暗处理的原因：排除单侧光对实验的干扰。 结论：胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的，证明了达尔文的推测②正确。 自变量： 因变量： 尖端放置的位置 弯曲生长方向 一、生长素的发现过程 达尔文的推想 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” 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。 结论：尖端产生的影响可透过琼脂片传递到下部。 琼脂片 结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀。 一、生长素的发现过程 不生长也不弯曲 朝对侧弯曲生长 自变量：琼脂块是否接触过尖端 因变量：是否生长弯曲 4.温特实验（1926年） 结论：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。 一、生长素的发现过程 温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质？ 他是怎样作出这一推测的？ 没有。 他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这样推断的。要得出这样的结论,既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理,还需要一定的想象力。 4.温特实验（1926年） 一、生长素的发现过程 1934年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质----吲哚乙酸（IAA）； 1946年，人们从高等植物中分离出生长素，并确认它就是吲哚乙酸（IAA）。进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的物质除IAA外还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等。 吲哚乙酸（IAA） 一、生长素的发现过程 由植物体内产生，能从产生部位运送作用部位， 对植物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。 5.植物激素 一、生长素的发现过程 1.植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？ 二者都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运输到作用部位发挥作用，且都具有微量、高效的特点。 类别 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式 植物激素 无特定的分泌器官 一般是小分子物质 无明显的靶细胞 多样、复杂 动物激素 有特定的内分泌腺 蛋白质、类固醇等 靶器官、靶细胞 随着体液运输 2.植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别？ 一、生长素的发现过程 二、生长素的合成、运输与分布 1.生长素的合成 ①生长素主要的合成部位：_______________________________________。 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 ②生长素由 经过一系列反应转变而来。 色氨酸 转变 色氨酸 吲哚乙酸（IAA） 2.生长素的运输 极性运输 非极性运输 横向运输 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中， 只能从形态学上端到形态学下端 ☆极性运输是细胞的主动运输 成熟组织中，通过输导组织进行非极性运输 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 在一些细胞分裂特别旺盛的地方,受_________________(如单侧光、重力、离心力)的影响,生长素在形态学上端也可以_____________。 外界某些刺激 横向运输 二、生长素的合成、运输与分布 单侧光 离心力 注意： ① 单侧光、重力、离心力只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。 ② 受到以上刺激时，生长素在尖端既进行横向运输，又进行极性运输。 重 力 横向运输的影响因素 二、生长素的合成、运输与分布 3.生长素的分布 生长素在植物各器官中都有分布，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、运输与分布 4.植物向光性形成的原因 外因：单侧光照射 内因：①尖端的存在(感受光刺激)②尖端产生生长素 ③生长素分布不均匀(背光面多向光面少) 单侧光照射后，胚芽鞘尖端的生长素向背光侧运输，导致背光一侧的生长素含量多于向光一侧，引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。 关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。有学者根据一些实验结果提出，植物向光性生长，是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。 二、生长素的合成、运输与分布 单侧光 背光一侧 向光一侧 生长素少 生长快 生长慢 生长素产生的部位 生长的部位 生长素作用的部位 感受光刺激的部位 向光弯曲的部位 在单侧光下，生长素分布不均匀的部位 A-胚芽鞘的尖端 B-胚芽鞘尖端下部 二、生长素的合成、运输与分布 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 类别 处理条件图解 结果 遮盖类 暗箱类 插片类 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ①直立生长 ②向光（小孔）弯曲生长 ①向左弯曲生长 ②向右弯曲生长 ③不生长不弯曲 ④直立生长 ⑤向右弯曲生长 类别 处理条件图解 结果 移植类 旋转类 ①直立生长 ②向左弯曲生长 ③④中IAA含量：a=b+c且b＞c ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 ④向中央弯曲生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 三、生长素的生理作用 1.作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 2.作用： （1）在细胞水平上：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。 （2）在器官水平上：影响器官的生长、发育。如促进侧根和不定根发生，影响花，叶，果实发育等。 生长素 生长素受体 特异性结合 细胞内一系列信号转导 诱导 特定基因表达 产生 效应 3.作用机制： 思考·讨论 植物生长素的作用特点 1.图中的促进和抑制是以什么为对照的？ 是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言； 2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？ 根：10-10，芽： 10-8， 茎：10-4 低浓度促进生长，浓度过高抑制生长。 （两重性） 3.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？ 三、生长素的生理作用 ①AB段表示： ②B点表示： ③BC段表示： ④C点表示： ⑤CD段表示： ⑥E、F点表示： 促进根生长的最适浓度 仍是促进，但逐渐减弱 抑制作用，逐渐增强 既不促进也不抑制 浓度不同，但促进作用效果相同 随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强； 注：通常抑制不等于不生长了，而是生长速度变慢，只有抑制作用达到一定程度时，才会停止生长；促进是指生长速度变快；既不促进也不抑制，也不等于不生长了，而是既没有加快也没有变慢，以一定的速度生长。 4.植物生长素的作用特点 ①不同浓度的生长素对植物同一器官的作用 不同浓度生长素对根生长的影响 三、生长素的生理作用 4.植物生长素的作用特点 ②不同浓度生长素对不同器官所起的作用 （1）不同浓度→同一器官 （2）同一浓度→不同器官 （3）敏感性：根＞芽＞茎 A' B' C' A B C 三、生长素的生理作用 4.植物生长素的作用特点 ③同一浓度生长素对不同植物、细胞的作用 敏感程度：双子叶植物＞单子叶植物 应用：在单子叶农作物田里面施加适量 浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草 敏感程度：幼嫩细胞＞衰老细胞 促进生长 抑制生长 幼嫩细胞 衰老细胞 三、生长素的生理作用 幼嫩细胞 1 2 3 4 5 6 7 1 3 0 -1 成熟细胞 1 2 3 4 5 6 7 0.5 1 2.7 0.7 -0.5 -1.5 4.植物生长素的作用特点 生长素所发挥的作用，因生长素浓度、植物的种类，细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。 1）浓度： 2）器官： 3）成熟程度： 4）植物种类： 低－促进 高－抑制 过高－杀死 根 ＞芽 ＞茎 幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。 双子叶植物＞单子叶植物 三、生长素的生理作用 ①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。 越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高，侧芽受到的抑制程度越大。 ②原因： 顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽， 从而抑制侧芽的生长。 5.生长素作用特点的实例：顶端优势 顶芽 三、生长素的生理作用 怎样设计实验验证顶芽产生的生长素抑制了侧芽的生长？ ？ ③在断口处涂上含生长素的羊毛脂，侧芽的生长仍受抑制。 ④在断口处涂上不含生长素的羊毛脂，侧芽生长不受影响。 结论：顶芽的存在抑制了侧芽的生长。 结论：顶芽产生的生长素抑制了侧芽的生长。 ①具有顶芽的植株，下面的侧芽受到抑制。 ②将顶芽切除后，下面的侧芽开始生长。 4 不含生长素的羊毛脂 含生长素的羊毛脂 三、生长素的生理作用 解除顶端优势：可以达到增产，调节植株形态。 如：棉花打顶、果树整枝、盆景 维持顶端优势：可以达到增产 如：材用树木 ③应用： 5.生长素作用特点的实例：顶端优势 三、生长素的生理作用 根部：生长素浓度：c d 生长速度：c d 茎部：生长素浓度：a b 生长速度：a b （体现了两重性） （未体现两重性） < < > < 5.生长素作用特点的实例：植物根的向地性和茎的背地性 三、生长素的生理作用 为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。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。 根据实验设计及结果，此人得出以下结论：（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。 思维训练 评价实验设计和结论 三、生长素的生理作用 讨论1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。 讨论2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 讨论3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。 思维训练 评价实验设计和结论 三、生长素的生理作用 四、练习与应用 一、概念检测 1.基于对生长素的合成、分布、运输及生理作用的理解，判断下列表述是否正确。 （1）单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀。（ ） （2）生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量。（ ） （3）生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用。（ ） 2.用不透水的云母片以不同方式分别插入三株燕麦幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分别从不同的方向给以光照（如图所示）。培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是（ ） A. a不弯曲、b不弯曲、c向右弯曲 B. a向右弯曲、b不弯曲、c向右弯曲 a向右弯曲、b不弯曲、c向左弯曲 D. a向左弯曲、b不弯曲、c向左弯曲 × √ × A 四、练习与应用 二、拓展应用 1.在居室内养花，花盆往往要放在窗口附近有阳光处，有的书上建议每星期将花盆旋转1/4 圈。这个建议有什么科学道理？ 2.我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干, 筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝……则根生。”请你运用已学过的知识，分析其中的科学道理。 3.下图中曲线C表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系，如果将同样浓度的生长素施用于侧芽，能反映侧芽生长状况的曲线是（ ） 可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。 A 因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 $$