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

1 第1节 植物生长素 第5章 植物生命活动的调节 《游园不值》 作者：叶绍翁（宋） 应怜屐齿印苍苔， 小扣柴扉久不开。 春色满园关不住， 一枝红杏出墙来。 生活现象 在光明和黑暗中生长的幼苗 阳台种植的植物 【问题探讨】 图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。 1.图中植株的生长方向有什么特点？ 2.可能是哪种因素刺激引发这株植物形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？ 较长时间单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长； 弯向窗外生长 3.这种生长方向的改变，发生在植物幼嫩部分还是成熟部分？ 幼嫩部分 可使植株获得更多阳光，从而通过光合作用合成更多有机物，满足自身生长发育需要。 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。 一、生长素的发现过程 实验探究过程 ①实验材料: 胚芽鞘 第一片叶 种子 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。 1.达尔文父子的实验(19世纪末) 一、生长素的发现过程 尖端 尖端下部 单侧光 1.达尔文父子的实验(19世纪末) ②实验过程和结果: ①单侧光照射 ②去掉胚芽鞘尖端 ③用锡箔罩把尖端罩上 ④用锡箔罩罩上尖端下面的一段 向光弯曲生长 不生长不弯曲 直立生长 向光弯曲生长 一、生长素的发现过程 1.达尔文父子的实验(19世纪末) ②实验过程和结果: 一、生长素的发现过程 1.达尔文父子的实验(19世纪末) ③实验分析: 实验① 实验② 实验③ 实验④ 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 实验①②形成对照，自变量是 ，说明 。 尖端的有无 胚芽鞘的生长和弯曲与尖端有关 思考：遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么? 用排除法观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘反应，确定胚芽鞘哪一部分起作用。 实验③④形成对照，再加上实验①的空白对照，单一变量是 ，可以得出的结论是______________________。 尖端是感受光刺激的部位 遮光部位不同 “模拟探究胚芽鞘弯曲生长的部位” 探究一 记号笔 实验 材料： 伸缩管 直尺 预期结果 预期结果 “模拟探究胚芽鞘弯曲生长的部位” 探究一 胚芽鞘生长并弯曲的部位是_________________ 尖端下面的伸长区 一、生长素的发现过程 1.达尔文父子的实验(19世纪末) ④实验结论: 向光性的内因？ 感光部位是？ 尖端 弯曲生长部位是？ 达尔文推测 尖端下部 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。 一、生长素的发现过程 2、鲍森·詹森的实验（1913） 琼脂片 物质可在琼脂中扩散而性质不变。 实验结论 因为可以透过琼脂片向下传递，所以是一种化学物质 胚芽鞘尖端产生的“影响”，可以通过琼脂片传给下部。 琼脂: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。 【思考】把该实验琼脂片换成不能透过物质的云母片，其他条件不变，实验结果会怎样？ 胚芽鞘顶尖产生的“影响”能透过云母片,胚芽鞘不生长也不弯曲。 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。 黑暗环境: 一、生长素的发现过程 3. 拜尔(1918年) 排除光的影响 尖端放置的位置。 尖端下部弯曲生长的方向。 自变量： 因变量： 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 实验结论： 一、生长素的发现过程 4、温特的实验（1926） 实验材料：燕麦胚芽鞘 一、生长素的发现过程 4、温特的实验（1926） 实验组 对照组 琼脂块是否接触过尖端 胚芽鞘是否弯曲生长 自变量： 因变量： 实验结论： 胚芽鞘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。 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 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。 ②放琼脂块前，要将去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中侵泡一段时间: 生长素的发现历程、合成、运输与分布： 达尔文 鲍森.詹森 拜尔 温特 尖端，影响 可透过 化学物质， 命名生长素 分布不均 温故知新 一、生长素的发现过程 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) 一、生长素的发现过程 进一步探究：单侧光如何引起生长素分布不均匀 15:54:48 思考：单侧光照射后，胚芽鞘背光侧生长素含量多于向光侧原因是？ 提出假设： ①向光侧的生长素在光的影响下被分解了 ②向光侧的生长素在光的影响下抑制合成 ③向光侧的生长素向背光侧发生横向转移 × × 此实验基础上如何进一步设计实验证明？ 植物向光性的原因 植物向光性是由生长素分布不均匀造成的。单侧光照射后将胚芽鞘尖端生长素由向光侧向背光侧横向运输，造成胚芽鞘向光弯曲生长。 背光侧 向光侧 生长素多 生长素少 生长慢 生长快 植物向光性根本原因： 引起生长素分布不均外因： 生长素分布不均匀 单侧光照射 生长素的产生部位 生长素的作用部位 尖端 下端 感光部位 弯曲生长部位 生长素发现过程中运用的方法 15:54:48 观察现象，发现问题 分析问题，提出假说 演绎推理，设计实验 实验验证，得出结论     假说-演绎法 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 【辩证思维】 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 化学本质 1875年 1913年 1918年 1926年 1934-1946年 生长素的发现过程 15:54:48 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 19世纪末 1913年 1918年 1926年 1934-1946年 生长素的发现过程 15:54:48 二、植物激素 1.概念: 2.植物激素种类: 生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质 由植物体内产生，能从产生部位运送作用部位， 对植物生长发育有显著影响的微量有机物。 植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中所有生命活动。 1.二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。 动物激素 植物激素 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式 相同点 ①由自身产生；②从产生部位运到作用部位 ③起调节作用；④微量高效 无特定分泌器官 有特定内分泌腺或细胞 一般是小分子物质 蛋白质，氨基酸衍生物、固醇等 无特定靶器官 靶器官、靶细胞 多样、复杂 随体液运输 三、生长素的合成、运输与分布 1.生长素的合成 ①生长素主要的合成部位___________________________。 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 ②生长素由 经过一系列反应转变而来。 色氨酸 转变 色氨酸 吲哚乙酸 运输特点: 从植物体形态学______向形态学 运输 非极性运输: 极性运输: 横向运输: 在单侧光照射等条件下从胚芽鞘尖端_____一侧向_____一侧运输。 成熟组织的输导组织韧皮部中 (主动运输) 向光 背光 上端 下端 (发生在根尖、芽尖、茎尖等处,须在某种剌激因素作用下才进行) (发生在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中) 2.生长素的运输 三、生长素的合成、运输与分布 生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别 注意 （1）极性运输不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置改变而改变。 （2）极性运输为主动运输，需消耗能量，需载体蛋白。 （3）极性运输在太空中依然存在，不受重力因素影响。 （4）生长素横向运输只发生在根尖、芽尖、茎尖等产生生长素的部位，且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时，不发生生长素的横向运输。 （5）失重状态下，由于没有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的，植物会水平生长。 3.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，如________、____和_______的_____________、____________、________________和_________等处； 各器官 生长旺盛 胚芽鞘 芽 根尖 分生组织 形成层 发育中的种子 果实 三、生长素的合成、运输与分布 三、生长素的合成、运输与分布 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 地上部分 地下部分 胚芽鞘尖端产生生长素 单侧光 向光侧 背光侧 三、生长素的合成、运输与分布 背光侧生长素多于向光侧 向光侧 背光侧 横向运输 单侧光 三、生长素的合成、运输与分布 向光侧 背光侧 横向运输 极性运输 单侧光 三、生长素的合成、运输与分布 单侧光 向光侧 背光侧 尖端下方生长 (1)外因： (2)内因： 单侧光照射 生长素的分布不均匀 生长慢 生长快 横向运输 极性运输 极性运输 四、生长素的合成、运输与分布 四、生长素的生理作用 1.生长素的作用方式 生长素不像酶那样催化细胞代谢，也不为细胞提供能量，而是给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 基因表达 生长素首先与细胞内某种蛋白质—生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。 2.生长素的促进作用 ①细胞水平 促进细胞伸长 诱导细胞分化 ②器官水平 影响器官的生长、发育 如促进侧根和不定根的发生影响花、叶和果实发育 生长素的作用似乎就是“促进”？ 四、生长素的生理作用 3. 植物生长素的作用特点 两重性 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 生长素浓度升高，对根生长促进作用加强 促进根生长最适浓度 生长素浓度升高，对根生长促进作用减弱 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 四、生长素的生理作用 3. 植物生长素的作用特点 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 a.一般来说幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝 b.不同种类植物对生长素的敏感度不同 如：双子叶植物比单子叶植物 敏感 用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农作物里的双子叶杂草, 同时促进单子叶植物的生长。 四、生长素的生理作用 4.植物生长素两重性的实例分析 (1) 顶端优势 ①概念: 植物顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。 2 1 3 4 顶芽产生生长素，逐渐向下运输，导致侧芽处生长素浓度较高，从而抑制侧芽的生长。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制。 四、生长素的生理作用 4.植物生长素两重性的实例分析 思考比较A、B、C、D生长素浓度的大小 A B C D 顶芽 第一侧芽 第二侧芽 第三侧芽 B>C>D>A A B C 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 0 促进生长 抑制生长 c/mol·L-1 D 越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高， 侧芽受到的抑制程度越大。 四、生长素的生理作用 4.植物生长素两重性的实例分析 (1) 顶端优势 ②应用: a.不要长高、需要侧枝较多的植物：去掉顶芽，解除顶端优势。 棉花打顶 修剪景观树木 四、生长素的生理作用 48 4.植物生长素两重性的实例分析 (1) 顶端优势 ②应用: b.需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势 四、生长素的生理作用 将植物幼苗横放，生长一段时间后，发现根向地生长，茎背地生长，试分析原因，哪个体现出生长素作用的两重性？ 四、生长素的生理作用 51 重力 原理： 根对生长素敏感，茎对生长素不敏感。 A B C D 茎背地生长 ← 生长 素少 ← 生长 素多 ← 生长较快 ← 生长较慢 远地侧 近地侧 远地侧 近地侧 → → 生长 素少 → 生长较慢 生长 素多 → 生长较快 根向地生长 重力 重力 生长素浓度：Ａ<Ｂ；Ｃ<Ｄ　 (促进) (促进) (促进) (抑制) 根部：两重性 茎部：促进 向重力性（根的向地性、茎的背地性） 取生长状况相同的某植物，随机均分为三组(A、B、C): A组：不做任何处理 B组：去掉顶芽 结果：顶芽优先生长，侧芽受到抑制 结果：侧芽生长快，成为侧枝； C组：去掉顶芽→切口处放含生长素的羊毛脂 结果：侧芽生长受抑制。 四、生长素的生理作用 现 象 是否体现两重性 生长素的浓度及作用 顶端优势 根的向重力性 茎的背重力性 植物的向光性 是 是 否 否 顶芽，低：促进 侧芽，高：抑制 远地端，低：促进 近地端，高：抑制 背光侧：高，促进强 向光侧：低，促进弱 近地端：高，促进强 远地端：低，促进弱 四、生长素的生理作用 54 1.不严密，没考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 2.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。 下 上 下 上 √ 插入类   移植类   ①向右弯曲生长 ②直立生长 ③向光弯曲生长 ④向光弯曲生长 ①直立生长 ②向左弯曲生长 ③④琼脂块中IAA的含量： ⑤向右弯曲生长 a＝b＋c，b>c 拓展：生长素的生理作用与胚芽鞘生长状况 56 旋转类   ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 ④向心生长 拓展：生长素的生理作用与胚芽鞘生长状况 植物生长素 两重性 同一器官对不同浓度的生长素 不同植物对生长素敏感程度 同一植物不同器官对生长素敏感程度 顶端优势 课堂小结 备战高考—长句特训 胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，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。 尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在尖端下部的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。 生长素受到单侧光照射后将由向光侧向背光侧转移，从而造成胚芽鞘向光弯曲生长。 在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15分钟均速转一周。一星期后幼苗生长状况为（ ） 一、概念检测 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。 （ ） × × √ 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 二、拓展应用 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？ 可使植株接受比较均匀的阳光照射，避免因植物向光性生长引起植株弯曲。 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。” 人尿中含微量生长素，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。 The end! 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