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 生物选择性必修一 环境与稳态 第5章 植物生命活动的调节 生物选择性必修一 环境与稳态 问题探讨 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。 生物选择性必修一 环境与稳态 一、生长素的发现过程——达尔文实验 金丝雀虉草 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.实验材料：金丝雀虉草 生物选择性必修一 环境与稳态 一、生长素的发现过程——达尔文实验 1.实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘 胚芽鞘 种子 根 尖端 尖端下部 一、生长素的发现过程——达尔文实验 2.实验过程 胚芽鞘尖端的有无 尖端的存在 遮光部位 尖端受单侧光刺激 实验① 实验② 实验③ 实验④ 向光弯曲生长 不生长不弯曲 直立生长 向光弯曲生长 生物选择性必修一 环境与稳态 一、生长素的发现过程——达尔文实验 遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么? 感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分? 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。 尖端下部——伸长区 尖端 实验① 实验② 实验③ 实验④ 2.实验过程 生物选择性必修一 环境与稳态 一、生长素的发现过程——达尔文实验 3.实验推测 胚芽鞘 受单侧光刺激后，就向 传递 ，造成 比 生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。 尖端 下面的伸长区 伸长区向光面 背光面 某种“影响” 生物选择性必修一 环境与稳态 一、生长素的发现过程——达尔文实验 3.实验推测 推测 结论1：胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关 疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？ 结论2：胚芽鞘的感光部位在尖端 现象：发生弯曲生长 的部位是尖端下部 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） 生物选择性必修一 环境与稳态 一、生长素的发现过程——鲍森·詹森实验 琼脂：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。 云母片：常用作电器绝缘材料，物质不能透过云母片扩散。 生物选择性必修一 环境与稳态 一、生长素的发现过程——鲍森·詹森实验 推测1：尖端产生了某种影响，传到下部 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 琼脂片 云母片 由此能得出什么结论？ 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。 实验改进 不生长 不弯曲 实验不足是什么？如何改正？ 琼脂片 一、生长素的发现过程——拜尔实验 推测2：弯曲生长的原因是尖端产生的影响在下部分布不均 选择黑暗的环境排除光的影响，控制单一变量 找出实验的变量分别是什么？ 黑暗中放置 一段时间后 黑暗中放置 一段时间后 自变量： 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 胚芽鞘向对侧弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。 实验结论是什么？ 实验为什么要在黑暗条件下进行？ 因变量： 一、生长素的发现过程 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 初步证明： 顶尖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。 一、生长素的发现过程——温特实验 学生活动：阅读教材P91～92温特的实验，思考并回答下列问题： ①温特的实验是基于什么假设进行的？ ②若假设成立，则演绎可得到哪种结果(可以观察到哪种现象)? ③该实验是如何排除琼脂块本身对胚芽鞘的影响的？ ④温特的实验巧妙在哪里？ ⑤温特的实验的自变量和因变量分别是什么？ ⑥温特的实验结论是什么？ 一、生长素的发现过程——温特实验 1.温特的实验是基于什么假设进行的？ 胚芽鞘尖端会产生某种物质，这种物质会向下运输。 2.若假设成立，则演绎可得到哪种结果(可以观察到哪种现象)? 一段时间后，如果这种物质存在并向下运输，那么琼脂块上面就会积累这种物质。 将琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧，就会起到与尖端一样的作用，胚芽鞘向琼脂块对侧弯曲生长。 一、生长素的发现过程——温特实验 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 因变量： 4.温特的实验的自变量和因变量分别是什么？ 自变量： 将相同大小的空白琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧。 3.该实验是如何排除琼脂块本身对胚芽鞘的影响的？ 一、生长素的发现过程——温特实验 5.温特的实验巧妙在哪里？ 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，证明了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。 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。 6.温特的实验结论是什么？ 一、生长素的发现过程 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 达尔文的推测 鲍森·詹森实验结论：尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部 拜尔实验结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀 温特实验: 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。 一、生长素的发现过程——温特实验 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） 由于生长素在植物体内含量极少，直到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） 一、生长素的发现过程——温特实验 1.定义：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。 2.种类：包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。 3.作用: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。 植物激素 思考 . 讨论——p93 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 比较植物激素与动物激素的异同 对点训练——见大本 【例1】下列在生长素发现过程中所得到的结论,错误的（ ） A.达尔文提出胚芽鞘尖端受单侧光刺激,向伸长区传递某种“影响”使胚芽鞘向光弯曲 B.拜尔证明胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的生长素在其下部分布不均匀 C.鲍森·詹森证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部 D.温特证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的 B 二、生长素的合成、运输与分布 1.生长素的合成 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（IAA） ①生长素主要的合成部位：_______________________________________。 二、生长素的合成、运输与分布 2.生长素的分布 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。 二、生长素的合成、运输与分布 3.生长素的运输 极性运输 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中， 只能从形态学上端到形态学下端 ☆极性运输是细胞的主动运输 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 注意：向哪生长哪端就是形态学上端！！！ 【思维训练】 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。 【思维训练】 讨论1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 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。 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？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 讨论3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 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。 二、生长素的合成、运输与分布 3.生长素的运输 极性运输 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中， 只能从形态学上端到形态学下端 ☆极性运输是细胞的主动运输 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 非极性运输 横向运输 成熟组织中，通过输导组织进行非极性运输 在一些细胞分裂特别旺盛的地方,受_________________(如单侧光、重力、离心力)的影响,生长素在形态学上端也可以_____________。 外界某些刺激 横向运输 注意：向哪生长哪端就是形态学上端！！！ 三、植物向光性的原因 ①生长素的产生部位：_______________。 ②感光部位：_______________。 ③胚芽鞘弯曲生长部位：____________________。 ④胚芽鞘长不长：_____________________________。 ⑤胚芽鞘弯不弯：________________________________。 ⑥生长素的化学本质：_____________。 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端下部 看尖端下部生长素分布是否均匀 看尖端下部有没有生长素 吲哚乙酸 植物向光性的原因归纳探究： 请根据相关结论解释植物向光生长的原因 三、植物向光性的原因 植物向光性的原因归纳探究： 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 注意：生长素的产生不需要光，光只是影响了生长素的分布。 单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。 主要观点认为： 三、植物向光性的原因 假设1:单侧光照射后，胚芽鞘向光一侧的生长素向背光一侧转移，背光侧生长素含量多于向光侧，从而造成向光弯曲。 假设2:单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。 三、植物向光性的原因 单侧光并不能降解或者促进生长素的合成,假设2不成立 1.AB两组的数据没有太大差异由此可以得出什么结论？ 2.如何进一步设计实验，研究单侧光导致生长素分布不均的原因？ 单侧光使生长素在尖端从向光侧运输到背光侧，使得背光侧生长素浓度高于向光侧。 横向运输 三、植物向光性的原因 将生长素作用下快速表达的基因与某个特定基因（表达产物可显示为蓝色）融合，使生长素作用部位显现为蓝色。 生长素作用部位（蓝色） 单侧光处理后的拟南芥幼苗 补充新的科学事实 三、植物向光性的原因 植物产生向光性的经典解释：单侧光照射后，胚芽鞘向光一侧的生长素向背光一侧转移，背光侧生长素含量多于向光侧，从而造成向光弯曲。 科学往往在争议中不断发展：有的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。 三、植物向光性的原因 ①生长素的产生部位：_______________。 ②感光部位：_______________。 ③胚芽鞘弯曲生长部位：____________________。 ④胚芽鞘长不长：_____________________________。 ⑤胚芽鞘弯不弯：_____________________________________。 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端下部 看尖端下部生长素分布是否均匀 看尖端下部有没有生长素 继生长素之后，人们陆续又发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质，它们作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。 由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，叫作植物激素。 三、植物向光性的原因 单侧光 离心力 注意： 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。 重 力 横向运输的影响因素 三、植物向光性的原因——不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 类别 处理条件图解 结果 遮盖类 暗箱类 插片类 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直立生长（慢） ④直立生长 ⑤向右弯曲生长 三、植物向光性的原因——不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 类别 处理条件图解 结果 移植类 旋转类 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 对点训练——见大本 【例2】分别对三个胚芽鞘做下图处理,然后均从左侧给予光照,观察到的现象是(　　) A.甲和丙均向左侧弯曲生长 B.乙向左侧弯曲生长 C.丙向右侧弯曲生长 D.甲、乙、丙都弯向光源生长 A 对点训练——见大本 【例4】(2023•东莞)某同学做过如下实验:①②③④⑤⑥为六个空白琼脂块,经过一段时间,对实验结果的预测和实验结论等相关内容的描述正确的是 (　　) A.①含生长素比②多,③含生长素比④多,⑤⑥不含生长素 B.该实验可证明生长素有极性运输的现象,并且该现象和单侧光照无关 C.若将①和②分别放置于去除尖端的胚芽鞘一侧,则放置①的胚芽鞘弯曲角度更大 D.若将①和②分别放置于去除尖端的胚芽鞘一侧,二者弯曲角度不同,可以证明在单侧光的照射下生长素发生了横向运输 C 对点训练——见大本 【练习题】 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. 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 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） 四、生长素的生理作用 1.作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。 2.作用： （1）在细胞水平上：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等。 （2）在器官水平上：影响器官的生长、发育。如促进侧根和不定根发生，影响花，叶，果实发育等。 生长素 生长素受体 特异性结合 细胞内一系列信号转导 诱导 特定基因表达 产生 效应 3.作用机制： 四、生长素的生理作用 ①AB段表示： ②B点表示： ③BC段表示： ④C点表示： ⑤CD段表示： ⑥E、F点表示： 促进根生长的最适浓度 仍是促进，但逐渐减弱 抑制作用逐渐增强 既不促进也不抑制 随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强； 注：通常抑制不等于不生长了，而是生长速度变慢，只有抑制作用达到一定程度时，才会停止生长；促进是指生长速度变快；既不促进也不抑制，也不等于不生长了，而是既没有加快也没有变慢，以一定的速度生长。 4.植物生长素的作用特点 不同浓度生长素对根生长的影响 四、生长素的生理作用 4.植物生长素的作用特点 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 -100 100 0 200 外源生长素浓度 外源生长素使用效果（促进或抑制的百分比） 根 芽 茎 10-3 10-2 左图所示是科学家研究不同浓度生长素对不同器官的作用得到的结果。 思考1: 生长素的生理作用是不是只有“促进”？ 思考2: 对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？ 思考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？什么器官对生长素最敏感？ 较低浓度时促进生长，浓度过高抑制生长 不相同；根 也存在“抑制” 四、生长素的生理作用 4.植物生长素的作用特点 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差异。 一般情况下，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（两重性）。 幼嫩细胞对生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝。 同一植株不同器官对生长素的敏感程度比较：根＞芽＞茎。 不同种类的植物对生长素敏感程度：双子叶＞单子叶 应用：在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草 四、生长素的生理作用 4.植物生长素的作用特点 小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物。而双子叶植物对生长素的敏感程度大于单子叶植物。 双子叶植物 单子叶植物 据图分析，可选择浓度在什么范围的生长素作为除草剂？ 浓度在D点附近 对点训练 D 四、生长素的生理作用 ①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。 ②原因： 5.生长素作用特点的实例：顶端优势 顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽， 从而抑制侧芽的生长。 四、生长素的生理作用 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。 5.生长素作用特点的实例：顶端优势 顶芽对侧芽的抑制程度，随距离增加而减弱。故下部侧芽先发育，树木呈现宝塔形树冠。 2.侧芽发育成枝的顺序： A B C D E 不同浓度生长素对根生长的影响 1.生长素浓度大小关系： B＞ C＞ D＞ E＞ A E D C B 四、生长素的生理作用 5.生长素作用特点的实例：顶端优势 解除顶端优势：可以达到增产，调节植株形态。 如：棉花打顶、果树整枝、盆景 维持顶端优势：可以达到增产 如：材用树木 ③应用： 四、生长素的生理作用 5.生长素作用特点的实例：植物根的向地性和茎的背地性 近地侧 远地侧 四、生长素的生理作用 根部：生长素浓度：c d 生长速度：c d 茎部：生长素浓度：a b 生长速度：a b （体现了两重性） （未体现两重性） < < > < 5.生长素作用特点的实例：植物根的向地性和茎的背地性 低浓度，促进生长 高浓度，抑制生长 低浓度，促进生长 高浓度，促进生长 五、对点训练 例题：将一盆栽植物横放在地上，则其水平方向的茎近地侧浓度生长素浓度变化的曲线为（图中虚线表示对茎生长既不促进也不抑制的生长素浓度( ） D 六、课后习题答案 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 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 -100 100 0 200 外源生长素浓度 外源生长素使用效果（促进或抑制的百分比） 根 芽 茎 10-3 10-2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 $$