5.1.1生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

生长素的发现过程和生长素的合成、运输与分布 第1节 第1课时 1 01 生长素的发现过程 生活现象 在光明和黑暗中生长的幼苗 阳台种植的植物 1.图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？ 一 生长素的发现过程 2 单子叶植物，特别是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。 达尔文 1.实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘 胚芽鞘模式图 尖端 尖端下部 生活现象 金丝雀虉草 胚芽鞘 一 生长素的发现过程 3 2.实验过程 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 达尔文 生活现象 一 生长素的发现过程 4 2.实验过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 达尔文 生活现象 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 一 生长素的发现过程 5 2.实验过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 达尔文 生活现象 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 思考 一 生长素的发现过程 6 2.实验过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 达尔文 生活现象 实验③④形成对照，再加上实验①的空白对照，单一变量是遮光部位不同，可以得出的结论是尖端是感受光刺激的部位。 实验结论： 一 生长素的发现过程 7 3.推测 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） 3.尖端产生的影响能传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？ 可能因为该影响在向光侧和背光侧分布不均匀 达尔文 生活现象 思考 一 生长素的发现过程 8 达尔文 生活现象 詹 森 是从海藻中提取出来的一种植物胶，为无色、无固定形状的固体，溶于热水。广泛应用在食品工业中，生物学研究中常作细菌培养基。 琼脂 是一种矿物质，由韵母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。 云母片 一 生长素的发现过程 9 结论1：尖端产生了某种影响，传到下部。 琼脂片 云母片 结论：胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。 4.为什么要插入琼脂片和云母片？ 有化学物质可以穿过琼脂片，而使胚芽鞘下部弯曲。 达尔文 生活现象 詹 森 思考 一 生长素的发现过程 10 结论2：弯曲生长的原因是尖端产生的影响在下部分布不均。 黑暗条件 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 达尔文 生活现象 詹 森 拜 尔 一 生长素的发现过程 11 5.拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 6.没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？ 排除光的影响，控制变量 尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长 达尔文 生活现象 詹 森 拜 尔 思考 黑暗条件 黑暗条件 一 生长素的发现过程 12 达尔文 生活现象 詹 森 拜 尔 结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的。 尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长 黑暗条件 黑暗条件 一 生长素的发现过程 13 《植物的运动力》 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。 达尔文 生活现象 詹 森 拜 尔 一 生长素的发现过程 14 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。 （C） 自变量： 因变量： 结论： 达尔文 生长素的发现过程 生活现象 詹 森 拜 尔 温 特 一 生长素的发现过程 15 生长素 1931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） 吲哚丁酸（IBA） 达尔文 生活现象 詹 森 拜 尔 温 特 一 生长素的发现过程 16 1.概念：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。 2.比较（教材P93思考·讨论） 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 植物激素 一 生长素的发现过程 17 关于植物向光性的原因有以下三种解释： 解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。 【思考】 关于植物向光性生长的原因，还有其他解释吗？ 解释2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。 解释3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。 若解释1正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为_____________。 若解释2正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为_____________。 若解释3正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为_____________。 c>a＝b>d c＝a＝b>d a＝b＝c＝d × 【辨正误】 (1)生长素就是IAA，IAA就是生长素。( ) (2)胚芽鞘的感光部位、产生生长素部位、生长弯曲部位分别是尖端、尖端、尖端以下部分。( ) (3)温特实验证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是IAA引起的。( ) (4)生长素是植物激素，生长激素是动物激素，本质不同。( ) √ × √ 例1.分析达尔文的四组实验及实验结果，完善表格。 组别 自变量 结论 ①和② __________ 胚芽鞘的弯曲生长与______有关 ③和④ __________ 感光部位是______，而非__________ 有无尖端 尖端 感光部位 尖端 尖端下部 2.达尔文推测，胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生的“影响”可以向下传递，哪个实验首先证明了这一推测？ 鲍森·詹森实验证明了“影响”可以向下传递，且可以透过琼脂片。 3.达尔文推测，“影响”传递到尖端下部后，可引起尖端下部背光面比向光面生长快。拜尔实验证明了尖端下部生长不均匀的原因是___________________________________。 拜尔实验在黑暗中进行的原因是________________________________。 尖端产生的影响在尖端下部分布不均匀 排除单侧光对生长情况的影响 4.通过鲍森·詹森实验和拜尔实验，已初步证明了达尔文所谓的“影响”可能是一种化学物质，这种化学物质在尖端下部分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。温特是如何最终证明“影响”是化学物质的？ 将空白琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘不生长不弯曲；将接触了胚芽鞘尖端的琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘朝对侧弯曲生长。 5.探究这种化学物质本质是什么？下一步应该怎么做？ 吲哚乙酸(IAA)。从植物体中分离、提取出生长素，然后进行化学鉴定。 例2.阅读教材P92下面两段，尝试回答下列问题。 (1)植物激素与动物激素有哪些相似之处？ 需要从产生部位运输到作用部位、与细胞膜或细胞内受体特异性结合发挥调节作用、微量高效、本质为有机物等。 (2)植物激素与动物激素有哪些明显的区别？ 动物激素有特定的内分泌腺或细胞，植物激素无特定的分泌器官；动物激素作用于特定的靶器官、靶细胞，植物激素无特定靶器官、靶细胞；动物激素随体液运输，植物激素运输方式多样、复杂等。 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 一 生长素的发现过程 24 胚芽鞘实验的重要结论 (1)生长素的产生部位—— (2)生长素发挥作用的部位—— (3)感光部位—— (4)生长素的产生是否需要光—— (5)单侧光只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。 (6)琼脂块无感光作用。 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端下面的伸长区 胚芽鞘尖端 不需要 【 学以致用 】 C 1.下列关于植物生长素发现过程的叙述，正确的是(　　) A.达尔文根据实验结果提出单侧光造成伸长区背光面比向光面生长慢 B.鲍森·詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的生长素可以透过琼脂片 C.拜尔的实验证明胚芽鞘弯曲生长是因为“影响”分布不均匀 D.温特从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质，并命名为生长素 B 2.如图所示中胚芽鞘的生长情况，错误的是(　　) 植物“长不长、弯不弯”的判断方法 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 胚芽鞘系列实验的重要结论 归纳总结 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 色氨酸 二 生长素的合成、运输与分布 29 2.生长素的运输 形态学上端 形态学下端 形态学上端 IAA合成部位 IAA合成部位 运输至作用部位 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，通过韧皮部进行非极性运输。 由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。 二 生长素的合成、运输与分布 30 评价实验设计和结论（教材P95） 思维训练 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。 讨论1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 将胚芽鞘切段用清水浸泡一段时间，进行教材所示实验，同时增设一组实验：将清水浸泡过的胚芽鞘切段倒置，即形态学上端在下，形态学下端在上，上端放一块含有生长素的琼脂块，下端放一块不含生长素的琼脂块，一段时间后检测下端的琼脂块中是否含有生长素 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？ 结论2不严谨。没有排除胚芽鞘切段可能含有生长素，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 二 生长素的合成、运输与分布 31 评价实验设计和结论（教材P95） 思维训练 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。 讨论4、第2小题的改进实验中，能否将胚芽鞘切段正置(形态学上端在上，形态学下端在下)，下端放一块含有生长素的琼脂块，上端放一块不含生长素的琼脂块，一段时间后检测上端的琼脂块中是否含有生长素？ 不能。若这样设置实验，上端的琼脂块接受不到生长素有两种可能原因：一是生长素不能从形态学下端运输到形态学上端，二是重力的作用。 二 生长素的合成、运输与分布 32 讨论5、若实验室没有直接检测生长素的仪器，如何检测琼脂块是否含有生长素？ 将琼脂块切成小块，放置在切去尖端的胚芽鞘的一侧，若向对侧弯曲生长，则琼脂块含有生长素；若不生长不弯曲，则琼脂块不含有生长素 2.生长素的运输 ①横向运输：由于等单侧光、重力因素，发生根尖、茎尖等细胞分裂特别旺盛的部位。 ②极性运输：胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中是细胞的主动运输。只能从形态学上端到形态学下端 ③非极性运输：成熟组织中，通过韧皮部运输。 二 生长素的合成、运输与分布 34 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 35 1.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。 2.因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晾干，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。 拓展应用 【思考1】 单侧光照射下，胚芽鞘尖端的生长素运输情况如何？ 存在横向运输(由向光侧向背光侧运输)和极性运输(由尖端向尖端下部运输)。 × 【辨正误】 (1)芽、幼叶和发育中的种子能大量产生生长素。( ) (2)植物的茎尖为形态学上端，根尖为形态学下端。( ) (3)太空中，生长素失去极性运输的性质。( ) × × 1.胚芽鞘向光性的原因 2.生长素的极性运输、非极性运输、横向运输 (1)极性运输是将物质从植物的形态学上端运送到形态学下端，如根尖产生的生长素会向上运输，而茎尖产生的生长素向下运输。这是一种主动运输过程，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。 (2)非极性运输是指植物体内物质的运输不受形态学上下端的影响，如生长素可优先供给生长中心。 (3)横向运输是在单侧光和重力因素的影响下，生长素由茎的一侧(向光侧)移动到另一侧(背光侧)的运输方式，其方向平行于茎的横切面。 【 学以致用 】 A 3.下列有关生长素的合成、运输和分布的叙述，错误的是(　　) A.胚芽鞘尖端能够利用色氨酸大量合成生长素 B.生长素合成和分布部位主要是植物体的未成熟组织 C.呼吸抑制剂可以抑制生长素的极性运输 D.生长素的极性运输方向和环境因素无关 4.为研究植物体内生长素的运输，科学家用燕麦胚芽鞘、琼脂块及14C标记的IAA进行了如图的实验。下列说法正确的是(　　 ) C A.实验前必须对胚芽鞘片段进行充分 浸泡，以排除内源性激素干扰 B.①③对照，证明生长素在胚芽鞘中 的运输不受重力影响 C.①②对照，证明生长素在胚芽鞘中 进行极性运输 D.为排除无关变量干扰，实验必须在黑暗处进行 D 1.下列有关植物生长素发现过程的叙述，正确的是(　　) A.达尔文通过实验证明胚芽鞘尖端产生的生长素因单侧光照射而分布不均匀 B.鲍森·詹森通过实验证明了胚芽鞘尖端透过琼脂片传递给下部的物质是生长素 C.拜尔在黑暗中进行实验是为了排除光合作用对实验结果造成的干扰 D.温特实验证明了胚芽鞘的弯曲生长由化学物质引起，并把这种物质命名为生长素 课堂练习 C 2.用胚芽鞘做向光性实验，发现植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光弯曲的部位分别是(　　) A.胚芽鞘尖端、尖端下面一段、向光一面 B.胚芽鞘、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段 C.胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段 D.胚芽鞘尖端、向光一面、尖端下面的一段 B 3.下图表示温特的实验，下列有关分析正确的是(　　) A.胚芽鞘a将直立生长 B.胚芽鞘b发生弯曲生长与尖端产生的某种 化学物质有关 C.胚芽鞘b发生弯曲生长与单侧光照射有关 D.该实验能证明生长素在胚芽鞘中进行极性运输 C 4.下列关于植物激素的叙述，错误的是(　　) A.缺乏氧气会影响植物体内生长素的极性运输 B.植物激素是调节细胞代谢的信息分子 C.植物体内不同的腺体能够分泌不同的激素 D.生长素的非极性运输一般发生在成熟组织韧皮部 D A.①胚芽鞘直立生长 B.②胚芽鞘弯曲生长 C.③胚芽鞘不弯曲也不生长 D.④胚芽鞘向左弯曲生长 5.用金丝雀 $$