5.1 植物生长素-2024-2025学年高二生物同步高效教学课件（人教版2019选择性必修1）

5.1 植物生长素（P90） 【向性运动】植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动，称为向性运动。（向光性、向肥性、向水性、向重力性等） 向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象，叫做向光性 问题探讨 向着光源生长的植物(视频) 1、视频中植株的生长方向有什么特点？ 弯向光源生长 2、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？ 长时间的单侧光照射；有利于进行光合作用。 3、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？ 幼嫩部分 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 胚芽鞘：禾本科植物种子萌发时，包在胚芽外面的鞘状结构，连同胚芽一起出土，保护胚芽出土时不受损伤。出土后还能光合作用。 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 胚芽鞘 第一片叶 种子 （1）实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘 一.植物生长素的发现历程 1、达尔文和他儿子的实验 尖端 尖端下部 该实验的对照组为_____，实验组为________； ① ②③④ 　　　　　　　 ①与②形成对照，单一变量是什么？从实验结果可得出什么推论？ 有无尖端；胚芽鞘向光生长与胚芽鞘尖端有关 ①、③和④比较可得出胚芽鞘感受单侧光刺激的是哪个部位？发生弯曲的是哪个部位？ 感光部位是尖端，弯曲生长部位是伸长区。　　　　　　　 金丝雀虉草胚芽鞘 1、达尔文和他儿子的实验 减法原理 ①、③和④自变量：胚芽鞘的遮光部位 胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“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性弯曲。 (教材P91) ①和③对比还可以说明生长素的产生 光。 （需要、不需要） 不需要， 即有光、无光均可产生 思考：有人认为达尔文的实验应该增加“尖端加同样重量的透明罩子”作为实验组，你认同这种观点吗？设置透明罩子的意义是什么？ 排除罩子的重力因素 9 尖端产生的某种影响是什么？ 备选材料: 胚芽鞘若干、光源、刀片、不透水的云母片、透水的琼脂片 汉水丑生侯伟作品 2、詹森的实验 云母片 细胞大小与物质运输关系的模拟实验 常用作电器绝缘材料，物质不能透过云母片扩散 云母片 琼脂片 胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。 实验结论： 请分析：该实验的自变量和因变量分别是什么？ 自变量：尖端与下部的联系是否被阻断 追问： 詹森的实验有没有严格遵循单一变量原则？ 如何补充、完善？ 没有形成单一变量，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长” 实验现象：不生长，不弯曲 结论：琼脂片对实验无影响 琼脂片 2、詹森的实验 验证：背光面比向光面生长的快（尖端产生的影响在下部分布不均匀） 3、拜尔的实验 黑暗条件 现象： 自变量： 因变量： 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 胚芽鞘弯曲生长是由于尖端产生的影响在尖端以下分布不均匀引起的 实验结论： 请分析：该实验是如何进行对照的？为什么要在黑暗中进行？ 尖端受单侧光刺激，向伸长区传递某种“影响” 这种“影响”会造成背光面比向光面生长快 达尔文的推测 鲍森·詹森 拜尔 结论：尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部 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 这些实验初步证明：尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部分分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。 4、温特的实验 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 空白对照组 4、温特的实验 实验组 空白对照组 请分析：①设置空白对照组的目的是: 排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响 ②在放置琼脂块前，要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中浸泡一段时间的原因是? 去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素，浸泡可以去除生长素，排除内源激素对实验的干扰。 ③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？ 【提示】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。 5、1934年，科学家首先从人尿中提取到了具有生长素效应的化学物质，并经化学分析证明为吲哚乙酸（IAA）； 1946年，终于从植物体中分离到了生长素，并确认它就是IAA 。 苯乙酸（PAA） 吲哚丁酸（IBA） 进一步研究发现，具有生长素效应的还有： 由上可知，生长素的化学本质是有机酸。 归纳总结 胚芽鞘系列实验的重要结论 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 ✬琼脂块无感光作用 S z L w h 6、植物向光性的原因分析 思考：从细胞学角度，我们应当观察到哪种现象呢？是比较细胞的体积还是比较细胞的数目？ 单侧光 尖端 传递生长素 生长素分布不均 尖端以下部位 生长素向背光区移动 背光侧多 向光弯曲生长 （外因） （内因） 横向运输 在一些细胞分裂特别旺盛的地方（尖端），受外界某些刺激(单侧光、重力、离心力）。 ①由此可以得出什么结论？ ②如何进一步设计实验，研究单侧光导致生长素分布不均的原因？ 生长素的产生不需要光。 生长素横向转移的实验证据: 19 P92：相关信息 关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。 20世纪80年代，有的学者用向日葵、萝卜作实验材料，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而造成的。 判断：若向光侧抑制物质多，生长素分布均匀，则可推断胚芽鞘向光生长与生长素无关（ ） × 例：抑制物质与生长素受体结合 类别 处理条件图解 结果 遮盖类 暗箱类 插片类 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 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 长不长——有无生长素； 弯不弯——生长素是否分布均匀 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 直立生长 向左弯曲生长 7、植物激素的概念 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，叫作植物激素（phytohormone）。 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。 P93 思考•讨论：植物激素和动物激素的比较: 动物激素 植物激素 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式 相同点 ①由自身产生；②从产生部位运到作用部位 ③起调节作用；④微量高效 无特定分泌器官 有特定内分泌腺或细胞 一般是小分子物质 蛋白质，氨基酸衍生物、固醇等 无特定靶器官 靶器官、靶细胞 多样、复杂 随体液运输 (1)胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素(　　) (2)生长素的化学本质是蛋白质(　　) (3)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧(　　) (4)动物激素和植物激素都是由特定的内分泌腺产生的(　　) (5)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸(　　) (6)植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)和吲哚丁酸(IBA)，它们都属于生长素(　　) × × × 判断正误 × × √ 例1.（2014，全国1卷）为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论，需要先利用琼脂块收集生长素，之后再测定其含量。假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关，下列收集生长素的方法（如图示）中，正确的是（ ） B 例2.实验验证：单侧光引起生长素在小麦胚芽鞘的背光一侧比向光一侧分布多，则小麦胚芽鞘向光弯曲（生长素在胚芽鞘的尖端发生了横向运输）请你将下图补充完整：在甲方框中画出与胚芽鞘尖端处理有关的图，在乙方框中画出实验结果预测图。 例3.为验证在单侧光照射下，甲图燕麦胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是发生在B段。某同学设计了如下实验步骤，请帮助其完成下列有关实验过程： (1)实验材料及用具：燕麦胚芽鞘、一侧开孔的硬纸盒、薄云母片、光源等。 (2)实验过程：给以右侧单侧光照射，在下列图中绘出插入云母片的位置，并在下面用文字说明。 (3)实验结果： a．________________________。 b．________________________。 c．________________________。 (4)实验结论：__________________________。 直立生长 弯向光源生长 弯向光源生长 胚芽鞘尖端产生的生长素的横向运输发生在A段而不是B段 生长素 的产生 主要部位 合成途径 生长素 的运输 幼嫩部位 成熟部位 尖端 生长素的分布 幼芽、幼嫩的叶和发育中的种子 “色氨酸”经过一系列反应可转变成生长素转变成 非极性运输（通过输导组织） 广泛，主要集中在生长旺盛的部位 （如：胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等） 8、生长素的产生、分布和运输 极性运输：主动运输 横向运输、极性运输 生长素的合成 合成途径： 生长素的分布 主要合成部位： 芽、幼嫩的叶和发育中的种子。 色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。 8、生长素的产生、分布和运输 植物体各器官都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等。 部位： 极性运输 方向： 方式： 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根（幼嫩部位） 从形态学上端运输到形态学下端 （不受任何外力影响） 8、生长素的运输 形态学上端 形态学下端 形态学上端 合作探究1：你是否想过生长素极性运输为什么是形态学上端到形态学下端吗？ 主动运输（如何证明？） 研究表明生长素的单方向性运输与生长素转运载体在细胞膜上分布的特殊性有关，携带生长素的流出载体蛋白位于细胞底部细胞膜上，顶部则没有。 32 合作探究2：关于生长素的极性运输的观点你有过质疑吗？如果有怎么打消你的质疑呢？ 空白琼脂块(a) 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 实验前 实验后 合作探究3：如何检测下端琼脂块是否含有生长素？ 胚芽鞘弯曲生长 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。 合作探究4：这个实验的设计是否严密？逻辑推理是否严谨？如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 实验前 形态学下端 形态学上端 含IAA琼脂块 空白琼脂块(a) 实验后 胚芽鞘既不生长也不弯曲（教材P95） 追问：在植物组织中生长素的运输方式只有极性运输吗？ 分生迅速，向上或者向下延伸的是上端； 分生缓慢，不延伸或者延伸很少的是下端 33 （2）非极性运输（成熟组织） （3）横向运输： ④单侧光只影响生长素的分布，不影响合成。 ⑤单侧光刺激时,生长素在尖端既进行横向运输，又进行极性运输。 ⑥在失重状态下植物激素不能横向运输，水平生长。 ⑦生长素进出琼脂块的方式是自由扩散，光照不会使生长素在琼脂块中进行横向运输； 输导组织——非极性运输 在一些细胞分裂特别旺盛的地方（尖端），受外界某些刺激(单侧光、重力、离心力）。 注意： ①极性运输不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。 ②极性运输为主动运输，需要耗能，需要载体蛋白。 ③极性运输在太空中依然存在，不受重力、 光照影响。 离心力：旋转时,产生的离心力使生长素发生 向运输，使外侧生长素高于内侧。 生长素 生长素受体 特异性结合 引发 细胞内一系列信号转导 特定基因表达 产生效应 诱导 给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 1.作用方式 作用机制 细胞 器官 生长素 伸长分化 生长发育 受体 基因表达 二、生长素的生理作用及特性 不同浓度生长素对根的作用分析 B点表示： C点表示是： BC段表示： CD段表示： E、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 ①图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不是不生长？ 以不施加外源生长素时根的生长情况为对照。抑制生长≠不生长， 生长状况差于对照组者可谓生长受抑制 2.曲线分析P271 二、生长素的生理作用及特性 37 37 下不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果。 ②对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？ 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？ 一般表现为较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。 敏感程度排序： 根＞芽＞茎根10-10、芽10-8、茎10-4mol/L 幼嫩细胞＞衰老细胞 双子叶植物＞单子叶植物 2.曲线分析 二、生长素的生理作用及特性 易错警示：　误将高于最适浓度的浓度都当做“抑制浓度” 点拨：曲线中HC段表明随生长素浓度升高，促进生长作用减弱，但仍为促进生长的浓度，不是抑制浓度，高于i时才会抑制植物生长，才是“抑制浓度”。 合作探究2：如何证实是顶芽产生的生长素抑制侧芽的生长？ 3、生长素“低促高抑”的实例 植物的______优先生长，而______生长受到抑制的现象。 顶芽 侧芽 2 1 3 4 实例1：顶端优势 保留顶芽 去掉顶芽 解除方法 追问：植物的根具有顶端优势吗？ 合作探究1：请将1-4处的生长素浓度进行排序？ 2>3>4 >1 抑制 促进 去掉顶芽并敷上含生长素的羊毛脂 树木修剪——改善树型 棉花摘心——增加产量 树木粗壮——木材质量 解除顶端优势 利用顶端优势 应用1：顶端优势 应用2：除草剂 小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物。而双子叶植物对生长素的敏感程度大于单子叶植物。 合作探究：据图分析，可选择浓度在什么范围的生长素作为除草剂？ 双子叶植物 单子叶植物 除去单子叶农田中的双子叶杂草 重力 原理： 根对生长素敏感，茎对生长素不敏感。 生长素浓度：Ａ<Ｂ；Ｃ<Ｄ　 实例3：根的向地性 A B C D 茎背地生长 生长素少 促进生长 生长素多 抑制生长 ← 远地侧 近地侧 生长素少， 促进生长较慢 → 生长素多， 促进生长较快 根向地生长 重力 根部比较敏感 茎不太敏感 根 茎 根 茎 根 茎 根 茎 重 力 促进 慢 抑制 快 A B C D 现 象 是否体现“低促高抑” 生长素的作用 顶端优势 根的向重力性 茎的背重力性 植物的向光性 是 是 否 否 顶芽，低：促进 侧芽，高：抑制 远地端，低：促进 近地端，高：抑制 背光侧：高，促进强 向光侧：低，促进弱 近地端：高，促进强 远地端：低，促进弱 （1）若曲线表示生长素浓度与植物幼苗的关系，其出现向光性时，且测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围是 。 （2）若曲线表示生长素浓度与植物的芽的关系，在顶端优势中，测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的生长素浓度 范围是 。 练．下图表示同一器官在不同生长素浓度下的作用。回答下列问题： （3）若曲线表示植物的茎，在植物水平放置，表现出茎的背地性时，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围是 。 （4）若曲线表示植物的根，在植物水平放置，表现出根的向地性时，且测得其根的远地侧生长素浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是 。 大于m,小于M 大于i 大于0,小于m 大于i Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 $$