5.1 植物生长素-【生物讲堂】2024-2025学年高二生物上册同步备课课件（人教版2019选择性必修1）

5.1植物生长素 第5章 植物生命活动的调节 情 境 导 入 牵牛花种子萌发后，先给它们左侧光照，再换成右侧光照，你会观察到什么现象呢？ 植物的向光性： 在________的照射下，植物朝 向______方向生长的现象。 单侧光 光源 感光部位在哪里？是什么引起植物向光弯曲生长？ 植物为什么具有向光性？ 金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘 1.达尔文父子的实验（19世纪末） (1)实验材料： 一、生长素的发现过程 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 单子叶植物，特别是禾本科植物（金丝雀虉草、玉米、小麦、水稻等）胚芽外的锥形套状物叫做胚芽鞘。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 第一片叶 种子 尖端 尖端下部 伸长区 胚芽鞘模式图 ① ③ ④ ② 处理： 单侧光 去掉尖端 锡箔罩 在尖端 锡箔罩 在尖端下部 弯向光源 生长 不生长也 不弯曲 直立生长 弯向光源生长 现象： （2）探究植物向光生长的原因——实验过程及现象 (减法) (加法) 分析：该实验的对照组为_____，实验组为________； ①②对照，自变量为__________，据实验结果推论： 。 ③④对照，自变量为 ，推论胚芽鞘的弯曲生长与__________________有关 。 弯曲生长的部位是 ，弯曲生长说明伸长区向光侧和背光侧的生长速度是？ ① ②③④ 有无尖端 胚芽鞘的向光性与尖端有关(内因) 尖端感受单侧光 锡箔遮光的部位 尖端下部伸长区 背光侧比向光侧生长的快 结论 胚芽鞘的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。 外因 思考：这种“影响”究竟是什么呢？如何验证尖端产生了某种”影响”传到下部？ 2）胚芽鞘向光弯曲生长的感光部位是尖端。 3）胚芽鞘的弯曲部位是尖端下面的伸长区。 1）单侧光会引起胚芽鞘向光弯曲生长。 思维训练：根据达尔文的实验推论4个要点，解释植物向光性生长这种现象。 4）伸长区背光侧比向光侧生长快. 内因 （感光部位） 2.鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）的实验（1913年） 验证尖端产生了某种”影响”传到下部。 琼脂：是海藻的提取物，无色、无固定形状的固体，溶于热水，物质可在琼脂中扩散而性质不变。 （1）实验材料： 胚芽鞘、琼脂 胚芽鞘尖端产生的"影响" 可以透过 传递到下部 推论 琼脂块 实验设计严谨吗？ 缺少对照 对照组的作用： 排除琼脂块对实验结果的影响 琼脂片 鲍森·詹森的实验并没有充分证明胚芽鞘尖端产生的影响传递到下部才能发挥作用，如何改进实验？ 实验现象： 不生长不弯曲。 胚芽鞘尖端产生的“影响”能传到下部，那么它为什么能使得伸长区背光侧比向光侧生长的快呢？ 云母片或玻璃片：材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。 一、生长素的发现过程 3.拜尔实验(1918年) 自变量： ③黑暗的目的：排除__________的干扰 说明 。 弯曲生长是因为尖端产生的 "影响"在其下部分布 造成的。 不均匀 ②因变量： ④现象： 单侧光 尖端放置的位置 弯曲生长方向 ⑤结论： 向放置尖端的对侧弯曲生长 尖端产生某种“影响”不需要光 这种“影响”是什么？化学物质？ 4.温特实验（1926年） 琼脂 实验组 结果 向放置琼脂块 的对侧弯曲生长 思考：据此可否就此说明胚芽鞘尖端产生了某种促进生长的物质？为什么？ 缺乏实验对照，无法排除琼脂块的影响 未接触尖端的琼脂 对照组 结果 不弯曲 不生长 自变量： 琼脂块是否接触过尖端. 因变量： 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长. 实验结论: 胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。 5.生长素的化学本质 1934年，科学家首先从____中分离出具有生长素效应的化学物质——_____________。 1946年，人们才从________中将其分离出来(由于生长素在植物体内的含量极少)，并确定它也是_____________。 【科学前沿】实际上，植物体内还有______ (PAA)、________(IBA)等与IAA相同效应的物质，它们都属于______。 吲哚乙酸(IAA) 吲哚丁酸(IBA) 人尿 高等植物 吲哚乙酸(IAA) 吲哚乙酸(IAA) 吲哚丁酸 苯乙酸 生长素 苯乙酸(PAA) 生长素的化学本质 一、生长素的发现过程 温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并将其命名为生长素。 ① 感受光刺激的部位在 ； 而向光弯曲的部位在 。 ② 生长素由 产生，并向下运输，促使下部生长。 ③ 单侧光只影响生长素的 。 ④ 胚芽鞘尖端以下的伸长区背光侧生长较 ， 向光侧生长较 ，从而造成胚芽鞘的向光弯曲生长。 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端下部 胚芽鞘尖端 分布 快 慢 课堂小结 请从生长素产生、运输和分布的角度尝试解释向光性的原因. 一、生长素的发现过程 尖端 下端 生长素的作用部位 弯曲生长部位 生长素的产生部位 横向运输部位 感光部位 植物的向光性是由________________造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量____向光一侧，因而引起两侧的________，从而造成向光弯曲。即：单侧光刺激_____→下部生长素________→下部_________→向光性。 生长素分布不均匀 多于 生长不均 尖端 分布不均 生长不均 单侧光使向光侧生长素分解了还是移到背光侧了？ 【资料】20世纪20年代，科学家实验测得玉米胚芽鞘在三种条件下的生长素含量： 琼脂块 琼脂块 琼脂块 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 10 30 20 20 40 由实验现象说明单侧光 起什么作用？ 单侧光刺激使尖端产生 的生长素发生横向运输 【结论】单侧光只影响生长素的移动/分布而不影响合成/分解。 二、植物向光性的原因 【巩固练习】 茎弯向中心生长 直立生长 向光弯曲生长 向孔弯曲生长 1. 判断小树苗的生长情况。 请在下面段落中找出植物激素的种类、概念和作用。 三、植物激素 项目 植物激素 动物激素 化学本质 产生部位 分布 作用特点 运输 对象 性质 效应 作为信使传递信息（起调节作用,遵守“四不一变”） 一定部位产生(无专门器官) 有特定的内分泌腺或器官 一般是小分子有机物 蛋白质，氨基酸衍生物、类固醇等 仅靶细胞(无特定靶器官) 靶器官、靶细胞 横向运输、(非)极性运输 体液运输 相对集中(于某些组织器官) 遍布全身 微量、高效 (3)植物激素与动物激素的异同(教材P93思考与讨论)。 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。 阅读教材P93，将以下问题的答题依据划出来： 四、生长素的合成、运输、分布和生理作用 1.生长素是在哪些部位合成的？原料是什么？ (1)合成部位：主要是芽、幼嫩的叶、发育中的种子。 (2)合成原料：色氨酸。 转变 (有无光均可) 2.生长素的分布。 分生区____伸长区 顶 芽____侧 芽 幼 根____老 根 (1)分布部位：__________，但相对集中在________的部位。如：______、芽和根尖的________、__________________、________等处。 ＜ ＜ ＞ (2)含量高低 发育中/未成熟的种子 合成 分布 分生区 伸长区 根冠 成熟区 各器官都有 生长旺盛 胚芽鞘 分生组织 形成层 发育中的种子和果实 茎端 根端 (1)横向运输：指 受到外因刺激发生的 的运输。 芽尖 根尖 重 力 单侧光 重力 单侧光 离心力 根、芽尖端 垂直于植物体中轴 3.生长素的运输。 主要发生在形态学上端 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 (2)极性运输：指在_____组织如______________________中，生长素只能从__________到___________的运输。 幼嫩 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根 形态学上端 形态学下端 3.生长素的运输。 茎端 根端 芽尖 根尖 重 力 单侧光 重力 单侧光 离心力 (1)横向运输：指 受到外因刺激发生的 的运输。 根、芽尖端 垂直于植物体中轴 (2)极性运输：指在_____组织如 中，生长素只能从 到 的运输。 幼嫩 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根 形态学上端 形态学下端 3.生长素的运输。 【注意】极性运输是一种________，由 决定，运输方向不受单侧光、重力、离心力等外因的影响。 主动运输 遗传物质 茎端 根端 芽尖 根尖 重 力 单侧光 重力 单侧光 离心力 (1)横向运输：指 受到外因刺激发生的 的运输。 根、芽尖端 垂直于植物体中轴 (2)极性运输：指在_____组织如 中，生长素只能从 到 的运输。 幼嫩 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根 形态学上端 形态学下端 3.生长素的运输。 (3)非极性运输：指在____组织中，生长素通过________(韧皮部)进行的运输，和__________的运输没有区别，取决于______，本质是________。 其他有机物 输导组织 成熟 被动运输 浓度差 喷施标记IAA 可检测到标记IAA 喷施标记IAA 可检测到 标记IAA 评价验证极性运输的设计和结论 思维训练P95 【实验分析】下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块。 【实验结论】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。 【实验评价】 (1)该实验的设计是否严密？为什么？ (2)若不严密，该如何改进设计方案？ 不严密。该实验只证明了能“形上→形下”，尚需证明不能“形下→形上” 应设计一个对照组,证明不能“形下→形上” 空白琼脂块 含IAA琼脂块 形下 形上 方案乙 (颠倒切断) 含IAA琼脂块 空白琼脂块 方案甲 (交换琼脂) 形上 形下 【实验改进】 哪个方案合理？ 重力 阻力 重力 助力 制造了第二个自变量 【拓展提升】 如何测定生长素的含量。 【测定原理】根据生长素分布不均造成的弯曲角度α的大小来推算生长素的含量。 4.作用方式: 作为 _____________，给细胞 ________—— ____细胞生命活动。 (遵守“四不一变”——不催化-供能-结构-参加代谢,改变原有生理活动) 生长素 受体 细胞内 一系列 信号转导 信息分子/信使 传达信息 调节 (微量高效) 特异性结合 产生效应 诱导特定基因表达 使细胞壁松散 (1)细胞水平：促进 生长、诱导 等 (2)器官水平：促进 (侧根和不定根)，影响 等 细胞伸长 细胞分化 生根 花-叶-果实发育 5.作用表现 实验：探究外源生长素对黄豆芽胚轴生长的影响。 ①如何设置自变量？ ②怎样观测因变量？ ③无关变量有哪些？ 胚轴 清水组和不同生长素浓度的实验组 测量胚轴的伸长量 黄豆芽的数量、生长素溶液的含量、培养温度、培养时间等 自变量 因变量 【实验流程】完全培养液→加入不同浓度的IAA溶液→培养系列同样幼苗→测量胚轴高。 实验：探究外源生长素对黄豆芽胚轴生长的影响。 外源生长素浓度 实验组(相互对照) 空白对照组 初始高度 自然长高 (内源生长素) 既不促进又不抑制 促进 抑制 阈值 【实验结论】 。 生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长甚至不长 【作用特点】_____________ 低促-过高抑 【实验结果】 促进生长 0 抑制生长 分析：下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物根的作用得到的结果，请据图回答。 (1)AB段表示_______________________ ________________________。 (2) B点表示________________________。 (3)BC段表示_________________________ ________________________。 (4)C点表示__________________________。 (5)CD段表示________________________ ______________________________________。 (6)图中______点的浓度不等，但促进根 生长的效果相同，可见最适浓度就在____________。 对同一器官（根），生长素的作用与浓度的关系曲线（数学模型） 随着生长素浓度升高，对 根生长的促进作用增强 促进根生长的最适浓度 促进的阈值，或不促-不抑 随着生长素浓度升高，对 根生长的促进作用减弱 随生长素浓度升高，对 根生长的抑制作用增强直至致死(不长) E、F E、F之间 下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用得到的结果，请据图讨论： (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？这说明了什么？ 器官的敏感性：根>芽>茎 植物生长素的作用特点 思考.讨论P94 (1)“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 横坐标为0时表示各器官自然生长情况 促进：表示长得快 抑制：表示长得慢或不长 (2)对于同一器官来说，生长素的作用有什么特点？ 低促-过高抑 不同。如：根10-10、芽10-8、茎10-4 阈值越小，越敏感 【走进生产】 除草剂——高浓度的生长素类调节剂 除草剂 敏感性：________________________ 除草原理 在 子叶农作物田里,喷洒适量浓度的生长素类调节剂，除去 子叶杂草。 农业应用 双子叶植物＞单子叶植物 双 单 【经典实例】体现生长素的作用特点——低促过高抑。 实例1：顶端优势 (1)概念：___芽优先生长，而___芽生长受到抑制的现象。 顶 侧 (2)原理： a d c b 极性运输 ++ + -- - 生长素的浓度：__________ 生长的快慢：__________ b＞c＞d＞a a＞d＞c＞b 越靠顶芽，侧芽越受抑制。 (3)解除：________。 有顶芽 去掉顶芽 侧芽浓度_____ 无顶芽 降低 去掉顶芽 (2)解除顶端优势 ①农民:去掉顶芽→侧芽发育→更多侧枝→多开花、多结果 A芽 B芽 C芽 去掉顶芽 ②园艺师:适时去顶→侧芽发育→更多侧枝→树型圆润丰满 解除 抑制 果树多开花结果 烟草摘心 ③行道树修剪解除顶端优势增大遮荫面积 ④移栽时去除主根易生侧根成活 A芽 B芽 C芽 (4)保留顶端优势 针对需要长高的植物(如木材)，以达增产的目的。 优先生长 抑制生长 宝塔状 背光侧 ______ 向光侧 ______ 实例2：根向地性生长 分析： + 重力 高而快 高而慢 低而慢 低而快 + - ++ 根向地性生长 体现低促高抑 茎背地性生长 只体现促进性 低而慢 高而快 + ++ 【延伸思考】 植物向光性生长 能否体现生长素 的作用特点？ 生长类别 低促高抑 横向运输 极性运输 向光生长 顶端优势 根向地性 茎背地性 × √ √ √ × √ × √ × √ √ × NO 相关计算 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。（ ） 一、概念检测 √ √ × 练习与应用 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 C. 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 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（ ） A A 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？ 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。 二、拓展应用 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。 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。 EVCapture---LiveView Lavf56.38.102 www.ieway.cn 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