5.1植物生长素-2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修1）

5.1 植物生长素 植物的生长方向有什么特点？ 向阳弯曲生长 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。 一、生长素的发现过程 胚芽鞘 第一片叶 种子 1. 达尔文父子的实验（19世纪末） (1)实验材料： 金丝雀虉（yì）草(一种禾本科植物)的胚芽鞘 金丝雀虉草 尖端 尖端下部 相关信息：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。 实验① 实验② 实验③ 实验④ 不做处理 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 向光弯曲生长 不生长不弯曲 向光弯曲生长 直立生长 （2）实验过程: 实验① 实验② 实验③ 实验④ 向光弯曲生长 不生长不弯曲 向光弯曲生长 直立生长 （2）实验过程: 该实验的对照组为_____，实验组为________； ①②对照，自变量为__________， ①③对照，自变量为 ________________， ①③④对照,自变量为__________； ① ②③④ 说明胚芽鞘的向光弯曲生长与_____有关； 有无尖端 说明胚芽鞘的感光部位在______； 尖端 遮光部位 尖端 尖端有无遮光 说明胚芽鞘向光弯曲生长与_____________有关； 单侧光照射 感光部位在尖端，那么伸长部位在哪里？ 胚芽鞘生长并弯曲的部位是_________________ 尖端下面的伸长区 疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？ 现象：发生弯曲生长 的部位是尖端下部伸长区 结论1：胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关 (3)实验结果 结论2：胚芽鞘的感光部位在尖端 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比向光侧生长的快 推测 2. 鲍森•詹森实验（1913） 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 结论 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 实验不足： 实验改进： 化学物质可以透过琼脂片。 达尔文的推测1：胚芽鞘尖端产生了某种影响，传到下部。 云母片 思考：如果把琼脂片换成不透化学物质的云母片，实验结果会是怎样的？ 是一种矿物质，由云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。 不生长不弯曲 云母片 黑暗条件 黑暗条件 (1)自变量: (2)因变量: (3)现象: 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 3. 拜尔实验(1918年) (4)实验结论: 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。 达尔文的推测2：弯曲是因为这种“影响”向下传递导致伸长区背光侧比向光侧生长快 黑暗条件 黑暗条件 【思考】拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 【思考】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。 【注意】拜尔首次将实验放置于黑暗中进行，说明_______不是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，_______________才是根本原因 单侧光 影响分布不均匀 《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： 尖端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？ 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 胚芽鞘的弯曲生长确实由一种化学物质引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。 自变量： 因变量： 结 论： 实验组 对照组 思考：设置对照组的目的是？ 排除琼脂块本身对胚芽鞘的影响 4. 温特的实验（1926） 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） 吲哚丁酸（IBA） 5. 生长素的化学本质 （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 1.植物向光性的原因 植物向光性的原因分析 2.四个“部位” （1）生长素产生部位： （2）生长素作用部位： （3）胚芽鞘感光部位： （4）胚芽鞘生长和弯曲的部位： 胚芽鞘的尖端 尖端下面的一段（伸长区） 胚芽鞘的尖端 尖端下面的一段（伸长区） 拓展探究 1.单侧光会影响生长素的分布，会不会影响生长素的合成呢？ 由此可以得出什么结论？ 生长素的产生不需要光。 2.单侧光导致生长素分布不均，有同学认为，这是因为单侧光导致尖端向光侧的IAA被分解，还有同学认为，单侧光使尖端向光侧的IAA移动到背光侧。设计实验探究哪种说法是正确的。 a A b B c C d D 乙 预期实验结果： ①若胚芽鞘长度 ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA移动到了背光侧； ②若胚芽鞘长度 ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA被分解了。 c<a=b<d c<a=b=d 2.单侧光导致生长素分布不均，有同学认为，这是因为单侧光导致尖端向光侧的IAA被分解，还有同学认为，单侧光使尖端向光侧的IAA移动到背光侧。设计实验探究哪种说法是正确的。 a A b B c C d D 乙 预期实验结果： ①若胚芽鞘生长角度α ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA移动到了背光侧； ②若胚芽鞘生长角度α ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA被分解了。 c<a=b<d c<a=b=d 产生部位 作用部位 有机物 除生长素外，还发现了 等。 来源 运输 含量 本质 由植物体内产生，能从 运送到 ，对植物生长发育有显著影响的微量_______，称植物激素。 （2）概念: （1）植物激素种类: 赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯 植物激素作为 ，几乎参与 植物生长、发育过程中的所有生命活动。 （3）植物激素作用: 信息分子 调节 6. 植物激素 【现学现用】 1．在生长素的发现过程中，很多科学家进行了大量的实验探究。下列有关叙述正确的是（     ） A．达尔文的实验说明感光部位和弯曲生长部位都在胚芽鞘尖端 B．拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是生长素分布不均造成的 C．温特的实验证明了引起胚芽鞘弯曲生长的化学物质是吲哚乙酸 D．达尔文和鲍森·詹森的实验必须始终在单侧光照射下进行 D 2．在生长素的发现史上，1910年鲍森·詹森进行了如图的实验，以检验达尔文的化学物质假说。下列叙述正确的是(　　) A．本实验证明生长素由胚芽鞘尖端向下传递B．插有琼脂片的幼苗发生向光弯曲证明胚芽鞘尖端是感光部位C．显微镜观察表明，弯曲部位背面细胞分裂速率快、数量多D．要使本实验更有说服力，还应设置去掉胚芽鞘尖端，仅放琼脂片或云母片的对照实验 D 3．下图是生长素发现过程中的重要实验，有关叙述正确的是（ ） A A．实验一是为了说明植物感受单侧光刺激的部位，结果表明顶端是感受部位 B．实验二的结果可以推测植物的弯曲生长是由于顶端产生的生长素引起的 C．实验三必须在适宜光照中进行，因为光照会影响植物的光合作用 D．实验四中的对照实验是将放过尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘正中 1.生长素的合成 ①生长素主要的合成部位： 。 ②生长素由 经过一系列反应转变而来。 色氨酸 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 生长素在植物各器官中都有分布，相对集中分布在___________的部位，如____________________的____________________、_______________________等处。 生长旺盛 分生组织、形成层 胚芽鞘、芽和根尖 发育中的种子和果实 2.生长素的分布 二、生长素的合成、运输与分布 3.生长素的运输 （1）极性运输（幼嫩部位） 生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输（既需要载体，也要耗能）。 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 地上部分 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。 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 含IAA的琼脂块(a) 思维训练（书本P95） 实验前 实验后 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 空白琼脂块(a) 胚芽鞘弯曲生长 2024/11/13 1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 结论2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。 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。 空白琼脂块(b) 形态学下端 形态学上端 含IAA琼脂块 实验前 实验后 胚芽鞘既不弯曲也不生长 分布多生长快 背光侧 分布少生长慢 向光侧 （2）非极性运输（成熟组织） 生长素可以通过输导组织进行非极性运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。 （3）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(如单侧光、重力、离心力)的影响,生长素也可以横向运输。 低 高 低 高 少 多 类别 处理条件图解 结果 不同处理条件下胚芽鞘以及其生长状况分析 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 拓展 遮盖类 暗箱类 插片类 类别 处理条件图解 结果 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 移植类 旋转类 1.判断下列植物或胚芽鞘的生长方向 向右弯曲生长 直立生长 向右弯曲生长 向右弯曲生长 直立生长 向左弯曲生长 直立生长 向开孔处弯曲生长 【现学现用】 2.假设下图中两个胚芽鞘所产生的生长素总量相等，比较甲、乙两图中，a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量（ ） 光 云母片 光 云母片 a b c d A、a>b>c>d B、c>a=b>d C、b>a>c>d D、a=b=c=d B 3.某同学做了下图所示的甲、乙两组实验，从实验结果可以直接得出的结论是(　　) A．生长素只能从形态学上端向下端运输 B．单侧光照射能够引起生长素不均匀分布 C．生长素有促进胚芽鞘生长的生理作用 D．感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端 c 4.为了探究生长素的作用，将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组，实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块，对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块，两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下，在黑暗中放置一段时间后，对照组胚芽鞘无弯曲生长，实验组胚芽鞘发生弯曲生长，如图所示。根据实验结果判断，下列叙述正确的是（ ） A.胚芽鞘 b 侧的IAA含量与 b' 侧的相等 B.胚芽鞘 b 侧与胚芽鞘 c 侧的IAA含量不同 C.胚芽鞘 b' 侧细胞能运输IAA，而 c' 侧细胞不能 D.琼脂块 d' 从 a' 中获得的IAA量小于 a' 的输出量 D b' c' a' a b c d d' 三、生长素的生理作用 1.作用方式： 3.作用机制（分子水平） 2.生理作用 ①细胞水平： ②器官水平： 起着促进细胞 、诱导 等作用。 影响器官的 、 ，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。 伸长生长 细胞分化 生长 发育 给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 基 础 细胞内一系列信号转导 诱导 特定基因表达 产生 效应 生长素 生长素受体 特异性结合 不构成细胞结构、不提供能量、不起催化作用 不同浓度生长素对植物根的作用 A B C D 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 促进生长 抑制生长 mol·L-1 根 F` F 随生长素浓度升高，对根生长的促进作用增强 促进根生长的最适浓度 仍为促进，对根生长的促进作用减弱 ①曲线AB段表示： ②B点表示的生长素浓度是： ③BC段表示： 既不促进也不抑制 ④C点表示的生长素浓度对根的生长作用是 ⑤CD段表示： 随生长素浓度升高，对根生长的抑制作用增强 （1）如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析： 4.生长素的作用特点 ⑥从图中的F、F`点你可以得出什么结论？ 最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度，起促进作用效果相同。 ⑦以上曲线说明了什么? 较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长 不同浓度生长素对植物根的作用 A B C D 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 促进生长 抑制生长 mol·L-1 根 F` F （1）如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析： 4.生长素的作用特点 ①从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？ 10-10 10-8 10-4 ②三种器官对生长素的敏感性大小依次是： 根 ＞芽 ＞茎 生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图 （2）不同器官对生长素的敏感度不同 4.生长素的作用特点 （3）不同种类植物对生长素敏感度不同： 应用：农业生产中利用适宜浓度的生长素类似物作为除草剂，来杀死单子叶农田里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。 （4）植物细胞成熟程度不同对生长素敏感度不同： 4.生长素的作用特点 双子叶植物＞单子叶植物 幼嫩细胞>衰老细胞 4.生长素的作用特点 生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。 生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长 敏感程度排序： 根＞芽＞茎 幼嫩细胞＞衰老细胞 双子叶植物＞单子叶植物 根 芽 茎 （杂草） （农作物） 除草剂 浓度范围 5.有关生长素作用的实例分析 植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。 （1）顶端优势 ①概念： ②原理： 顶芽： 产生生长素 极性运输 侧芽： 低浓度促进生长 对生长素敏感 生长素浓度较高 生长发育受到抑制 离顶芽越近的侧芽，生长素浓度越高，生长越慢， 离顶芽越远的侧芽，生长素浓度越低，生长越快。 ③顶端优势的应用 a.解除顶端优势——去掉顶芽 农民适时摘除棉花顶芽以促进侧芽发育，从而使它多开花、多结果 园艺师会适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树型圆润、丰满 b.保留顶端优势 做木材的树木需要保留顶端优势 远地侧 近地侧 远地侧 近地侧 重力 重力 A B 生长素少 生长素多 生长快 生长慢 向地生长 ①茎的背地性 远地侧 近地侧 ②根的向地性 远地侧 近地侧 C D 生长素少 生长素多 生长慢 生长快 背地生长 促进弱 促进强 抑制 促进 （2）根的向地性和茎的背地性 根 茎 注意：根的向地性体现了低浓度促进高浓度抑制，而茎的背地性 没有体现。 (1)某一浓度的生长素对芽是促进作用，对根一定是抑制作用(　　) (2)生长素不直接参与细胞代谢，但可以给细胞传达一种调节代谢的信息(　　) (3)不同的器官对生长素的敏感程度不同，不同植物的同种器官对生长素的敏感程度也不一定相同(　　) (4)顶端优势现象可以说明生长素的生理作用特点是浓度较低时促进生长、浓度过高时抑制生长(　　) (5)只有顶芽能够产生生长素，所以顶芽能优先生长而侧芽生长受抑制，此现象称为顶端优势(　　) (6)某农民种植的向日葵在开花期遇到了连续的阴雨天气，影响了植物的传粉。为了避免减产，可以喷洒一定浓度的生长素(　　) × × × 1.判断 √ √ √ 【现学现用】 2.（不定项）为如图为不同浓度生长素对同种植物不同器官的作用效应图，下列叙述不正确的是（  ） A.c点后的浓度对三种器官而言均为高浓度抑制效应 B.a、a'点所在曲线表示生长素浓度对根的作用效应 C.当生长素浓度为b'时，抑制根生长、促进茎生长 D.不同浓度生长素作用于同一器官，引起的生理效应均不同 AD 3.将一米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内。从下图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置。此时，幼苗的生长情况是 (　　) A. 根水平生长，茎向上弯曲 B. 根水平生长，茎向下弯曲 C. 根向下弯曲，茎向上弯曲 D. 根向下弯曲，茎向下弯曲 B (3)上述现象称_________，它证明了生长素具有____________________________________的特点。 4.如右图所示的白杨树的主干上端，A、B、C、D分别为生长正常的侧芽，请分析： （1）这些侧芽的生长素浓度从高到低依次是 ；这些侧芽发育成枝的顺序依次为 ； （2）生长素主要由 处产生， 以___________方式运输积累于 处。 D、C、B、A 顶芽 控制好生长素浓度 （4）生产实践中，使用生长素的关键是 。 A> B > C > D 主动运输 侧芽 顶端优势 低浓度促进生长，高浓度抑制生长 $$