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1

第1节 植物生长素 第一课时 第5章 植物生命活动的调节 人教版 •高中生物•选择性必修一•高二年级 学习目标 1. 分析植物生长素的发现过程,阐明其中蕴含的科学本质特点。 2. 理解生长素的作用机理，阐明植物向光生长的原因。 植物向光生长视频 问题探讨 思考：视频中植株的生长方向有什么特点？ 弯向光源生长 向光性： 在 的照射下，植物朝向 方向生长的现象。 单侧光 植物出现这种现象的原因是什么？ 光源 一、生长素的发现过程 1.根据图5-1分析达尔文父子设计的实验，哪些组可以形成对照实验？各对照实验的自变量是什么？通过对照，分别能得出什么结论？达尔文最后提出了怎样的猜想？ 阅读课本P90-92的内容，思考回答以下问题： 2.鲍森·詹森实验能得到怎样的结论？该实验严谨吗？ 3.拜尔实验的自变量、因变量是什么？实验现象是什么？ 4.温特为什么要设置对照组？是如何形成对照的？得出了怎样的实验结论？ 一、生长素的发现过程 1、达尔文的实验——背景 1831—1836 年，达尔文在环球科学考察的旅途中，他养了几只鸟，又在船舱中种植了一些喂鸟用的金丝雀虉草。船舱很暗，只有舷窗能透进阳光。达尔文当时就注意到，植物的幼苗都向舷窗的方向弯曲生长。为了弄清引起植物向光生长的原因，达尔文等许多科学家先后进行了数十年的科学研究。 Charles Darwin （1809-1892） 一、生长素的发现过程 1、达尔文的实验 (1)实验材料： 金丝雀虉草的胚芽鞘 单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，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。 胚芽鞘模式图 尖端 尖端下部 胚芽鞘 第一片叶 种子 （2)实验过程与现象 一、生长素的发现过程 向光弯曲生长 不生长不弯曲 直立生长 向光弯曲生长 实验④ 实验① 实验③ 实验② 单侧光 去掉胚芽鞘尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 条件 现象 一、生长素的发现过程 旁栏思考 思考2：胚芽鞘弯曲生长部位在哪里？怎么证明？ 思考1：遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么? 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。 胚芽鞘的生长弯曲部位 。 尖端下面的伸长区 画横线法或画竖线法 实验④ 实验① 实验③ 实验② 该实验的对照组为_____，实验组为________； ①②对照，自变量为 ，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与 有关； ①③对照，自变量为 ，说明胚芽鞘的弯曲生长与 有关； ①③④对照，自变量为 ，说明胚芽鞘的感光部位在 ； ① ②③④ 有无尖端 尖端 尖端有无遮光 尖端感受单侧光 遮光部位 尖端 （3)实验结果分析 一、生长素的发现过程 10 （4)实验推论 一、生长素的发现过程 结论2：胚芽鞘的生长弯曲与 有关 结论1：胚芽鞘的感光部位在_____ 尖端 尖端 伸长区弯曲生长 尖端下部 ①尖端产生了某种 _______，传到下部 ②下部弯曲生长是因为背光侧生长的快 “影响” 引起 推测 这种“影响”究竟是什么呢？ 一、生长素的发现过程 2. 鲍森·詹森的实验 是海藻的提取物，溶于热水，再让其冷却得到。物质可在琼脂中扩散而性质不变。 琼脂： 云母片： 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。 （1)实验材料 一、生长素的发现过程 2. 鲍森·詹森的实验 琼脂片 （2)实验过程 胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。 （3)实验结论 思考1： 该实验有什么不足之处？如何改进？ 实验改进： 琼脂片 不生长 不弯曲 弯曲 生长 云母片 思考2：如果将琼脂片换成云母片，胚芽鞘的生长状况是什么样的？ 一、生长素的发现过程 2. 鲍森·詹森的实验 胚芽鞘不生长不弯曲 因为“影响”可以透过琼脂片向下传递不能通过云母片，所以这种“影响”可能是一种 。 化学物质 验证达尔文得推测1 一、生长素的发现过程 3. 拜尔的实验 （1)实验处理及现象 黑暗条件 切下尖端 尖端向左移动 向右弯曲生长 切下尖端 尖端向右移动 向左弯曲生长 一、生长素的发现过程 3. 拜尔的实验 （2)实验分析及结论 思考1：拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 思考2：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 胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的 黑暗中 现象 自变量 因变量 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 结论： 验证达尔文得推测2 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。 那到底是不是一种化学物质呢？如何证明？实验思路是什么? 一、生长素的发现过程 4. 温特的实验 一、生长素的发现过程 （1)实验处理及现象 对照组 实验组 （2）未接触过尖端的琼脂快放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，则既不生长也不弯曲。 （1）接触过尖端的琼脂快放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，胚芽鞘朝对侧弯曲生长； 对照组 实验组 4. 温特的实验 （2)实验分析及结论 一、生长素的发现过程 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。 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。 思考2：温特实验巧妙在哪里？ 用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。 思考1：设置对照组的目的是： 排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。 对照组 实验组 4. 温特的实验 一、生长素的发现过程 思考3：在放置琼脂块前，要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中侵泡一段时间，原因是? 去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素，以去除生长素，排除内源激素对实验的干扰。 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？ 没有 那生长激素究竟是什么物质呢？ 一、生长素的发现过程 一、生长素的发现过程 5.生长素的化学本质 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) 吲哚乙酸（IAA）化学结构式 并非人体产生，而是来源于植物 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 、 等。 苯乙酸（PAA） 吲哚丁酸(IBA) 1946年，人们从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是吲哚乙酸（IAA）。 (1)外因： 照射。 (2)内因：生长素 ，在 含量多于 。 (3)结果：两侧生长不均匀， 光侧生长快， 光侧生长慢，从而造成向光弯曲。 单侧光 背光一侧 向光一侧 背 向 6. 植物向光性的原因 分布不均匀 一、生长素的发现过程 关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。有些学者根据一些实验提出，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造成的。 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—— 核心归纳 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端下部（伸长区） 胚芽鞘尖端 不需要 一、生长素的发现过程 注意：光只影响生长素的分布，不影响产生。 （2）单侧光刺激胚芽鞘尖端产生生长素并导致其分布不均。 （ ） X （1）达尔文发现胚芽鞘向光弯曲是由于促进生长的“影响”分布不均。 （ ） X （3）植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧。 （ ） X （4）生长素的化学本质是蛋白质。(　　) X （5）温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸。(　　) X 随堂检测 二、植物激素 产生部位 作用部位 有机物 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。 1.概念: 除生长素外，还发现了 等。 2.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 比较植物激素与动物激素的异同 项目 动物激素 植物激素 分泌器官 有特定的内分泌腺或细胞 无特定的分泌器官 化学本质 蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等 作用部位 靶器官、靶细胞 运输方式 随体液运输 多样、复杂 相同点 ①由自身产生；②从产生部位运输到作用部位；③起调节作用；④____________ 一般是小分子物质 无特定靶器官 微量、高效 二、植物激素 1.下列关于生长素发现过程的叙述，错误的是( ) A.达尔文的实验证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端 B.詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部 C.拜尔的实验证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的 D.温特的实验证明生长素的化学本质是吲哚乙酸 D 随堂检测 2.为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧运输，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解，有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是 （ ） A.若a>b、c<d，说明向光侧的生长素被分解了 B.若c＋d＝e＋f＝a，且e>f，说明生长素由向光侧移向了背光侧 C.若c<d且c>e，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧生长素被分解 D.若e＝f，且丁向光弯曲生长，则植物向光生长还可能与其他物质有关 随堂检测 B 第1节 植物生长素 第二课时 第5章 植物生命活动的调节 人教版 •高中生物•选择性必修一•高二年级 学习目标 概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用，尝试阐释植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观。 根据生长素的作用及特点，学会分析和解决生活实际问题。 一、生长素的合成、运输与分布 1. 生长素的合成 (1)合成部位：主要在_______________________________等部位。 芽、幼嫩的叶、发育中的种子 (2)合成原料：__________。 色氨酸 转变 色氨酸 吲哚乙酸 注意：植物没有专门的内分泌腺器官。 注意：生长素的合成不需要光，有无光均产生。 一、生长素的合成、运输与分布 2. 生长素的分布 生长素在植物体_______中都有分布，但相对集中分布在__________的部分。 各器官 生长旺盛 （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） 思考：生长素主要合成部位在芽、幼嫩的叶、发育中的种子， 如何运输到分布部位（植物各器官）中？ 一、生长素的合成、运输与分布 3. 生长素的运输 (1)极性运输： 形态学上端 形态学下端 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 在 中，生长素只能从 运输到 ，只能单方向地运输。 形态学上端 形态学下端 形态学上端 指植物的生长方向的一端 主动运输 （需能量、需载体蛋白） 运输方向： （单向） 形态学上端→形态学下端 运输方式： 一、生长素的合成、运输与分布 任务：阅读课本P95“思维训练”设计实验，验证生长素的极性运输 思考1：实验的结果和结论分别是什么？ 实验结果：B处琼脂块中有生长素。 结论：A处生长素可以从形态学上端运输到形态学下端。 一、生长素的合成、运输与分布 思考2：上述实验能否证明生长素的极性运输？如果不能，如何改进实验？ 不能证明 第1组 第2组 如实验结果：B处琼脂块中没有生长素， 便可得出结论：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。 (2)非极性运输： 一、生长素的合成、运输与分布 3. 生长素的运输 在______组织中，通过____________进行运输，无方向性。 成熟 输导组织 与其他有机物的运输没有区别。（不受形态学上下端影响） (3)横向运输： 一、生长素的合成、运输与分布 3. 生长素的运输 由于单侧光、重力、离心力等外界因素影响，在根尖、茎尖等生长素产生的部位，生长素可以横向运输，导致分布不均匀。 A B 生长素含量B多于A 重 力 离心力 ① 单侧光、重力、离心力只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。 ② 受到以上刺激时，生长素在尖端既进行横向运输，又进行极性运输。 注意： 单侧光 二、生长素的生理作用 1、作用方式： 给细胞 ，起着 细胞生命活动的作用。 传达信息 调节 2、作用机理 不构成细胞结构、不提供能量、不起催化作用。 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 二、生长素的生理作用 关于生长素的作用机理科学家们提出了“酸生长假说”（细胞壁pH下降，使细胞壁松弛，细胞伸长生长）和“基因活化学说”（IAA与细胞内受体结合促进基因表达）。 拓展延伸 拓展延伸 二、生长素的生理作用 3、生理作用 （1）细胞水平 起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用； （2）器官水平 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。 细胞 器官 生长素 伸长分化 生长发育 受体 基因表达 思考：生长素在细胞水平上起作用，与在器官水平上起作用有什么关系？ 生长素在细胞水平上发挥作用，是在器官水平上发挥作用的基础 二、生长素的生理作用 4. 作用特点 思考1： 据图分析生长素对植物根尖的作用是否都是“促进”作用？如果不是，那么不同浓度生长素对根的生长发挥怎样的作用，据图分析。 不同浓度的生长素作用于同一器官上，所起的生理效应 。 不同 不是 二、生长素的生理作用 ④ C 点：______________________________。 ⑤E、B两点： ________________________________________________________。 ⑥CD段：_________。 ⑦根据曲线，说明生长素作用的特点。 既不促进生长，也不抑制生长 生长素浓度不同，但促进效果相同(最适浓度点左右两侧) 抑制生长 抑制生长≠不生长 一般表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长——生长素作用的两重性 ①FA段：_______________________________________________。 ② A 点：_________________________。 ③AC段：_______________________________________________。 随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强 促进生长的最适浓度 随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱 思考2：如图为不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果，据图分析： 二、生长素的生理作用 4. 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？ 根 ＞芽 ＞茎 10-10 10-8 10-4 ②三种器官对生长素的敏感性大小依次是： 敏感性一般看最适浓度就行，最适浓度越小越敏感。 不同器官对生长素敏感性不同 二、生长素的生理作用 4. 作用特点 思考3：如图为不同浓度生长素对不同种类植物的作用结果，据图分析： 子叶植物比 子叶植物敏感，利用适当浓度的生长素类似物作除草剂，可除去 子叶植物中的 子叶杂草。 双 单 单 双 思考4：农场主发现同样的除草剂浓度，杂草除草效果幼嫩好于成熟的。请您分析原因？ 幼嫩的细胞对生长素敏感 不同植物对生长素敏感性不同 综上所诉，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。 影响因素 浓度 不同植物类型 植物细胞的成熟程度 器官的种类 根＞芽＞茎， 双子叶植物＞单子叶植物 幼嫩细胞＞衰老细胞 浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长 侧芽＞顶芽。 二、生长素的生理作用 三、生长素的应用实例 1、顶端优势 植物的_______________，而_________________的现象。 （1）概念： （2）原理： ______产生的_________________，使得______附近的_________________，抑制了侧芽的生长。 顶芽 生长素向下运输 侧芽 生长素浓度较高 顶芽优先生长 侧芽生长受抑制 生长素浓度____， _______生长 生长素浓度____， 生长发育受到_________。 低 促进 抑制 高 （3）解除方法： 摘除顶芽 （4）应用： 棉花打顶，果树剪枝等。 保留顶端优势 三、生长素的应用实例 B D E 思考1：生长素浓度大小关系： B>C>D>E>A 思考2：侧芽发育成枝的顺序是： E—D—C—B C A （2)向重力性 三、生长素的应用实例 观察上图，思考并小组讨论为什么植物会出现根向地生长，茎背地生长这种现象呢？ 重力造成生长素横向运输使生长素浓度为：近地侧＞远地侧 由于对生长素敏感性为：根＞茎 所以根的近地侧表现为生长受抑制，茎的近地侧生长较快，从而导致根向地生长，茎背地生长。 A B C D 远地侧 近地侧 远地侧 近地侧 重力 重力 (促进) (促进) (促进) (抑制) 根的向地性： ①生长素浓度：A < B ②生长速度：A > B ③生长素的效应： A促进、 B抑制 茎的背地性： ①生长素浓度：C < D ②生长速度：C < D ③生长素的效应： C促进弱、D促进强 （2)向重力性 三、生长素的应用实例 注意：如果植物在失重状态下为水平生长 植物向重力性生长视频 三、生长素的应用实例 不同处理条件下植物生长弯曲情况分析 判断植物向性运动的常用方法有： 遮盖类、暗箱类、插入类、移植类、旋转类、横置类、失重类等。 类别 图解条件 相关结果 遮盖类 ①直立生长； ②向光生长 拓展延伸 类别 图解条件 相关结果 暗箱类 插入类 移植类 ①直立生长；②向光(小孔)生长 ①向右侧生长；②直立生长； ③向光生长；④向光生长 ①直立生长；②向左侧生长； ③④中IAA的含量关系：a＝b＋c，b>c 拓展延伸 类别 图解条件 相关结果 横置类 失重类 ①：a＝b，c＝d， 都促进水平生长； ②：a<b，c<d， a、c、d促进生长， b抑制生长 向光性仍保留， 但失去了根的向重力性 和茎的背重力性 幼苗移到太空 拓展延伸 光 盆转 直立生长 植物总是弯向其中相对静止的物体！ 光 盒转 向光生长 光 都转 向孔生长 旋转类 拓展延伸 盘转 离心力 重力 合力 茎向心生长， 根离心生长。 旋转类 拓展延伸 2.用两看法判断胚芽鞘“长不长、弯不弯” 拓展延伸 合成 合成部位 生长素由________经过一系列反应转变而来 分布 运输 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 色氨酸 *生长素的合成不需要光，有无光均产生 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 极性运输 主动运输 （需能量、需载体蛋白） 形态学上端 形态学下端 只能 方向 方式 非极性运输 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 成熟组织中,通过输导组织进行,与其他有机物的运输无区别 横向运输 在单一外界刺激下(如单侧光、重力、离心力等)，生长素在产生部位发生运输 发生部位 根尖、茎尖等产生部位 (不受外界刺激影响) 生长素 发生部位 一、生长素的合成、运输与分布 作用及特点 C 2.下列有关植物生长素及运输方式的叙述，不正确的是( ) A.在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输 B.在太空中，植物的根不会表现出向地弯曲生长的特性 C.温特的实验中，如果给予单侧光照射，生长素会在琼脂块中进行横向运输 D.在存在呼吸抑制剂的条件下，极性运输会受到抑制 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。（ ） × √ × 跟踪训练 跟踪训练 (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 。 3.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： 大于m小于M 大于i (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的浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是 。 大于0小于m 大于i 跟踪训练 4. 生长素是人们发现和研究较早的植物激素，其作用是促进细胞伸长生长、诱导细胞分化。如图表示某植物地上部分，下列有关生长素调节的叙述，正确的是 A.该植物体地上部分能合成生长素的部位只有①②③④所示结构 B.①生长迅速而②生长受抑制是由于②对生长素的敏感性高于① C.②生长受抑制而④生长较快，是由于①合成的生长素无法运输到④部位 D.生长素是植物体内的信号分子，必须与靶细胞上的受体结合才能发挥作用 跟踪训练 D Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$