5.1 植物生长素课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修一

5.1植物生长素（第1课时） 选必一 第5章 植物生命活动调节 授课人 ： 叶新友 植物向光性的原因是什么？ 生长素的发现过程给你什么启示？ 什么是植物激素？ 课标 要求 1.概述植物生长素的发现和作用。 2.概述植物向光性的原因。 生长素的合成、运输与分布是怎样的？ 生长素具有什么作用？ 生长素有哪些应用？ 1.该植物的生长方向有什么特点？ 2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态 改变? 植株对这种刺激的反应有什么适应意义？ 幼嫩部分。 长时间单侧光刺激，引起植株弯向有阳光处生长。这样可以使植株获得更多阳光，从而通过光合作用合成更多有机物，满足自身生长需要。 弯向窗外生长。 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、 达尔文和他儿子的实验 生长素的发现过程 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、 达尔文和他儿子的实验 项目 实验1 实验2 实验处理 对照组 去掉尖端 实验结果 向光弯曲生长 尖端以下既不弯曲、也不生长 （方法）减法原理 自变量 有无尖端。 胚芽鞘的向光性可能与其尖端有关。 ①与②形成对照，该对照实验中不同的因素（单一变量）是什么？ 结论1 胚芽鞘弯曲与尖端接受单侧光刺激有关。 ①和③比较可得出什么结论？ 实验1 实验3 实验处理 对照组 锡箔罩住尖端 实验结果 向光弯曲生长 直立生长 自变量 结论2 尖端是否感光。 感光部位是尖端（弯曲生长部位是尖端以下部分） 实验3 实验4 实验处理 锡箔罩住尖端 锡箔罩住尖端下部 实验结果 直立生长 向光弯曲生长 ③和④比较可得出胚芽鞘感受单侧光刺激的是哪个部位？ ③和④比较自变量 遮光部位。 结论3 疑问 为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？ 由此，达尔文父子推测： 推测1 尖端产生了某种“影响”，传到下部。 推测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）。 那么，这种“影响”究竟是什么呢？ 胚芽鞘的向光性可能与其尖端有关。 结论1 胚芽鞘弯曲与尖端接受单侧光刺激有关。 结论2 感光部位是尖端（弯曲生长部位是尖端以下部分） 结论3 一起做生物课件 7 实验结论 胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。 因为可以透过琼脂片向下传递，不能透过云母片，所以可能是一种化学物质。 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？ 詹森的实验 一起做生物课件 8 黑暗环境 右侧 左侧 左侧 右侧 现象 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 自变量 因变量 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 拜尔的实验 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。 1.拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 排除单侧光的影响，控制变量。 2.没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？ 尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。 一起做生物课件 9 对照组 实验组 自变量 因变量 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 胚芽鞘尖端中的物质可转移到琼脂块中 琼脂 在去掉尖端的胚芽鞘上放无生长素琼脂块 实验结论：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。 排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。 设置对照组的目的？ 温特的实验 一起做生物课件 10 达尔文 胚芽鞘尖端感受单侧光刺激 尖端向下面伸长区传递某种“影响” 伸长区背光面比向光面生长快 鲍森·詹森：尖端的“影响”可以透过琼脂片下传 拜尔：尖端产生的影响在其下部分布不均匀 温特：胚芽鞘的弯曲生长的确是由一种化学物质引起的，并把这种物质命名为生长素。 温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质？他是怎样做出这个推测答案的？ 没有。 他是以事实为依据进行严密的逻辑推理，并加以一定想象进行推测的。 生长素究竟是什么物质呢？ 1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸（IAA）。但是，由于生长素在植物体内含量极少，直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来，并确认它也是吲哚乙酸（IAA）。 进一步研究发现，植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等，他们都属于生长素。 图5-5 吲哚乙酸化学结构式 由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物，叫做植物激素。 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。 科学家陆续又发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。 植物体内产生 体内传递 植物体内含量极少 显著影响植物生长 植物向光性的原因 1 2 3 4 尖端 尖端下端 生长素较少 生长素较多 生长较慢 尖端 生长较快 向光弯曲生长 尖端下端 外因→单侧光 内因→生长素分布不均 生长较慢 生长较快 向光弯曲生长 横向运输 一起做生物课件 15 胚芽鞘弯曲生长 胚芽鞘两侧生长素分布不均 单侧光刺激 生长素在尖端发生横向运输 （向光侧→背光侧） A 1. 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，并分别从不同方向给以光照（如图）。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 练习题 图中先将切下的胚芽鞘尖端放在A、B两个琼脂块上，给以单侧光照射。一段时间后，将A、B两个琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘上。请分析图中的胚芽鞘生长情况。 单侧光刺激 尖端生长素从向光侧到背光侧横向运输 琼脂块A中生长素多于B 胚芽鞘中生长素左侧多于右侧 向右侧（B侧）弯曲 1.生长素合成的部位主要是_____________________________。 2.生长素合成的前体主要是________。 （一）生长素的合成 一、生长素的合成、运输与分布 色氨酸 吲哚乙酸 色氨酸 芽、幼嫩的叶、发育中的种子 （二）生长素的分布 植物体各器官中都有分布，相对集中分布在生长旺盛的部分。 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。 【思维训练】评价实验设计和结论 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。 实验前 实验后 含IAA琼脂块 空白琼脂块 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 含IAA琼脂块（a） 胚芽鞘弯曲生长 （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？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 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？ 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。 讨论3.如果要验证上述结论，应该对实验方案如何改进？ 【思维训练】评价实验设计和结论 （三）生长素的运输 1.极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端单向运输到形态学下端。极性运输是一种主动运输。 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 一、生长素的合成、运输与分布 生长素极性运输示意图 （三）生长素的运输 1.极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端单向运输到形态学下端。极性运输是一种主动运输。 2.非极性运输：成熟的组织中，生长素同其他有机物一样，通过输导组织进行运输。 一、生长素的合成、运输与分布 （一）作用方式： （二）作用机制： 给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 二、生长素的生理作用 不构成细胞结构、不提供能量、不起催化作用 细胞水平 器官水平 促进细胞伸长、生长、诱导细胞分化等。 影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。 特定基因表达，产生效应 分子水平 生长素与某种蛋白质特异性结合 细胞内一系列信号转导 诱导 基础 （三）生长素的作用特点 讨论1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 讨论2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？ 较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。 相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的。 【深化】不同浓度生长素作用（对根）曲线分析 曲线AB段表示： B点对应的浓度为： 曲线BC段表示： C点的生长素浓度对根生长的效应是： 曲线CD段表示： E、F表示： 在一定范围内，随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐增强。 促进根生长的最适浓度 超过最适浓度，随生长素浓度升高，对根生长的促进作用逐渐减弱 既不促进也不抑制 随生长素浓度升高，对生长的抑制作用逐渐增强 生长素浓度虽然不同，但促进效果相同 （三）生长素的作用特点 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？ 根、芽、茎的最适生长素浓度分别为10-10 、10-8 、10-4 mol/L 敏感程度：①根 芽 茎 ②幼嫩细胞 衰老细胞 ③双子叶植物 单子叶植物 ＞ ＞ ＞ ＞ 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。 （四）生长素的应用 顶端优势 顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。 1.概念 2.原因 顶芽产生的生长素向下运输，侧芽生长素浓度高，且侧芽对生长素敏感，发育受到抑制；顶芽生长素浓度低，促进生长。 顶端优势（左）及其解除（右） （四）生长素的应用 3.应用 适时摘除棉花的顶芽以促进侧芽的发育，从而使它多开花、多结果 园艺师适时修剪景观树木,让树木发出更多的侧枝，使树型圆润、丰满 本节小结 植物生长素 合成部位：主要是芽、幼嫩的叶和发育中的种子 运输 极性运输：从形态学上端到形态学下端单向运输 非极性运输：成熟组织中，通过输导组织进行运输 分布：相对集中分布在生长旺盛的部分 生理作用 细胞水平：促进细胞伸长、生长、诱导细胞分化 器官水平：影响器官的生长、发育 作用特点：较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长 1.下列关于植物生命活动调节的叙述，正确的是（　　）A．生长素在细胞水平的作用是其在器官水平作用的基础B．生长素在从形态学上端向形态学下端极性运输过程中不会消耗能量C．生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用D．植物激素与动物激素一样，都是由特定器官产生的微量的、具有调节作用的物质 A 植物激素与动物激素的异同 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 无明显的靶器官 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 随体液运输 相同点 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。 2.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 3.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。 $$