5.1植物生长素（第1课时）教学课件 -2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

人和高等动物个体层面 神经系统 内分泌系统 免疫系统 电信号 化学信号 发出 调节 相应细胞， 器官 高效 有序 精确 适时 适度 栉风沐雨砥砺行，春华秋实满庭芳 不是花中偏爱菊，此花开尽更无花 春风桃李花开日，秋雨梧桐叶落时 这些优美的诗句就蕴含着植物生命活动调节的奥秘 第5章 植物生命活动的调节 植物激素调节 基因表达调控 环境因素参与调节 3 问题探讨 1.图中植株的生长方向有什么特点？ 弯向光源生长 2.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？ 幼嫩部分 图中是放在窗台上久不移动的盆栽植物。 3.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？ 可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。 长时间的单侧光刺激。 4 向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 科学家通过对向光性的研究，发现了第一个植物激素——生长素 植物为什么向光生长呢？ 5 第1节 植物生长素 (第1课时） 6 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（假说）？ 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？ 阅读课本P90-P91的内容，解决以下问题： 7 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。 （一）发现历程 8 （2）实验过程与现象 实验① 实验③ 实验④ 实验② 不做处理 去掉胚芽鞘尖端 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 直立生长 向光弯曲生长 经过测量，胚芽鞘弯曲生长的部位是：尖端下面的一段 该实验的对照组为_____，实验组为________； （3）实验分析 ① ②③④ 组别 自变量 因变量 结论 有无尖端 单侧光照射的部位 (遮光部位) 胚芽鞘生长情况 向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关 ①② ①③ ①④ ③④ 感受单侧光引起向光性的是尖端 实验控制自变量的方法是： 减法原理 10 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 胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关 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生长的快 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。 （4）实验推论： 实证得出 达尔文所假设的“影响”究竟是什么呢？ 2 鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）的实验（1913年） (1)琼脂：海藻中提取的多糖，加水高温融化后可做成果冻样胶体。常用作培养基的凝固剂，物质可在琼脂中扩散而性质不变，海可以收集物质 13 琼脂片 （3）实验结论： （2）实验处理及现象： 胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部 问题：詹森的实验严谨吗？如果不严谨，该如何改进？ 实验不足：没有考虑琼脂本身对实验结果的影响，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论。 琼脂片 实验改进： 不生长 不弯曲 14 云母片 进一步实验：把琼脂片换成不透化学物质，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 “影响”可能是尖端产生的化学物质 15 顶端产生的“影响”能传到下部，那它为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？ (1)自变量、因变量是什么？实验现象是什么？ (2)为什么会朝向对侧生长？ (3)通过上述分析，能得出什么结论？ 自变量：尖端放置的位置 因变量：尖端下部弯曲生长的方向 实验现象：朝对侧弯曲生长 靠左侧放，左侧“影响”____，左侧生长___； 靠右侧放，右侧“影响”____，右侧生长____。 尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长 多 快 多 快 黑暗中 拜尔实验 3 拜尔实验(1918年) 为什么要在黑暗环境中完成该实验？ 排除光的影响，控制变量 17 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，这种化学物质在胚芽鞘尖端下面一段的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。 黑暗中 拜尔实验 鲍森·詹森的实验 18 利用所给材料设计实验探究胚芽鞘的尖端是否能产生促进生长的物质 4 温特实验（1926年） 实验组 朝对侧弯曲生长 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 对照组 不生长不弯曲 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。 排除琼脂块本身的化学物质对胚芽鞘的影响 20 温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质？ 没有 (1)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） (2)1946年，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，它们都属于生长素。 吲哚乙酸（IAA） 吲哚丁酸（IBA） 5 生长素的提取、鉴定 22 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（与光照无关） 胚芽鞘的尖端 尖端下面的一段（伸长区） 尖端下面的一段（伸长区） 生长素发现过程的总结 植物向光生长的原因 1 外因：单侧光照射 2 内因：生长素的分布不均匀 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_______， 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 （二）植物激素 【概念辨析】 (1)达尔文父子通过实验提出产生生长素的部位是胚芽鞘尖端。(　　) (2)动物激素和植物激素都是由特定的内分泌腺产生的。(　　) (3)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸。(　　) (4)植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)和吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。(　　) × × × √ 课堂检测 1．对燕麦胚芽鞘做如图所示处理：①放在暗盒里；②在胚芽鞘尖端的下部用锡箔罩遮住；③在尖端横向插入云母片；④在尖端横向插入琼脂片；⑤切去胚芽鞘尖端；⑥切去胚芽鞘尖端，但在切口上放一含有一定浓度生长素的琼脂小块；⑦切去尖端，在切口上放一含有一定浓度生长素的琼脂小块，放在暗盒里；⑧切去胚芽鞘尖端，放在暗盒里。都用单侧光照射。据图回答下列问题： (1)有单侧光照射时，弯向光源生长的有___，不生长也不弯曲的有__ 提示：②④　③⑤⑧ (2)胚芽鞘具有向光性，感受光刺激的部位在_________，单侧光的照射使生长素分布________，背光侧的生长素________向光侧，生长较快。 提示：尖端　不均匀　多于 (3)若在⑦的暗盒朝向光源一侧的上方开一小窗，胚芽鞘的生长情况是怎样的，说明理由？ 提示：胚芽鞘直立生长，因为尖端已被切除，而琼脂块和伸长区都不会感受单侧光的刺激，生长素在琼脂块和伸长区中仍均匀分布。 2．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。 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____。 提示：c>a＝b>d　c＝a＝b>d　a＝b＝c＝d 1．(2024·成都高二石室中学校考期中)如图表示生长素发现过程中的相关实验，下列相关分析正确的是(　　) 对应训练 A．达尔文推测单侧光可以使胚芽鞘尖端产生IAA，影响植物生长 B．鲍森·詹森的实验有两个自变量，不能直接进行对照实验 C．拜尔的实验必须在有单侧光照射条件下才会出现胚芽鞘弯曲生长的结果 D．温特通过实验证明胚芽鞘弯曲生长是生长素造成的，并提纯了生长素 B 2．(2024·大连高二检测)如图甲表示对燕麦胚芽鞘所作的处理， 乙表示将处理后的琼脂块分别放在去除尖端胚芽鞘上的三种处理方式， 一段时间后①②③的生长情况依次是(　　) 甲 乙 A．弯曲生长、弯曲生长、弯曲生长 B．弯曲生长、直立生长、弯曲生长 C．弯曲生长、弯曲生长、弯曲生长 D．弯曲生长、直立生长、弯曲生长 C 二 生长素的合成、运输与分布 1 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____________，相对集中分布在___________的部位，如_________________的____________________、__________________等处。 都有分布 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 分布 31 地上部分 地下部分 3 运输 （1）极性运输： 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根(幼嫩部位)中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，是一种主动运输。 32 实验目的：设计实验，验证生长素的极性运输 材料用具：胚芽鞘，含生长素的琼脂块，空白琼脂块 ，刀片 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。 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 含IAA的琼脂块（a） 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） 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。 拓展学习3 生长素极性运输的研究 34 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。 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。 1.如何检测下端琼脂块是否含有生长素？ 将琼脂块置于去尖端胚芽鞘一侧，观察胚芽鞘是否弯曲生长。 3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 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。 受体琼脂块 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 实验前 实验后 35 4.改进实验方案及预期结果 实验组 对照组 胚芽鞘弯曲生长 胚芽鞘既不弯曲也不生长 实验后 实验后 实验前 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 受体琼脂块(a) 受体琼脂块(b) 形态学下端 形态学上端 含IAA琼脂块 实验前 36 （2）非极性运输： 在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。 输导组织 生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。 37 （3）横向运输： 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。 单侧光： 重力： 背地侧→近地侧运输 向光侧→背光侧运输 38 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 植物向光性原因的解释 相关信息：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结果提出，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。 单侧光 向光侧抑制生长的物质多 背光侧抑制生长的物质少 向光侧生长慢 背光侧生长快 向光生长 科学往往在争议中不断发展 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。 课堂检测 2．为研究生长素在单侧光影响下运输方向的变化，研究人员做了如图所示的实验： 实验的结果：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。由此可得结论：在单侧光的影响下，生长素________________。 提示：在尖端发生了横向运输 3．生长素是人们最早发现的植物激素，下列有关生长素的叙述正确的是(　　) A．生长素是以色氨酸为原料合成的一种蛋白质 B．生长素只能在幼嫩的芽、叶和发育中的种子产生 C．缺乏氧气会影响植物体内生长素的极性运输 D．生长素运送到作用部位会直接参与细胞代谢 C 课堂小结 $$