5.1 植物生长素-【生物好课】2024-2025学年高二生物同步教学课件（人教版2019选择性必修1）

第5章 植物生命活动的调节 第1节 植物生长素 用绣花功夫办美的教育 Doing beauty education with embroidery Kung Fu 用绣花功夫办美的教育 Doing beauty education with embroidery Kung Fu 本节聚焦 1.植物向光性的原因？ 2.生长素具有什么作用？ 3.生长素的发现过程给你什么启示？ 4.什么是植物激素？ 1.孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的？ 2.孟德尔为解释实验结果做出了哪些假设？他又设计了什么实验来验证假设？ 3.分离定律的内容是什么？怎样用分离定律解释一些遗传现象？ 4.如何运用假说-演绎法进行科学探究？ 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. 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？ 单侧光； 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。 向光性: 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。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 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 一、生长素的发现过程 活动：阅读教材90-91页， 关注实验方法和结论。 一、生长素的发现过程 尖端 尖端下部 实验一：达尔文父子的实验： 金丝雀虉草的胚芽鞘 （伸长区） 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、生长素的发现过程 推论： 胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“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。 1. 达尔文父子的实验 背光面 向光面 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 2. 鲍森·詹森的实验 一、生长素的发现过程 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。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 2. 鲍森·詹森的实验 一、生长素的发现过程 结论： 胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部，该种影响可能是某种化学物质。 琼脂片 不生长 不弯曲 思考1：该实验不严谨，如何改进？ 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。 思考2：若将琼脂片换为云母片，结果如何？ 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、生长素的发现过程 3. 拜尔的实验 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。 思考1：拜尔为什么要在黑暗环境中完成该实验？ 思考2：没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会 发生弯曲生长？ 思考3：根据结果推测单侧光的可能作用是什么？ 黑暗中 拜尔实验 排除光的影响，控制变量 单侧光不是胚芽鞘弯曲生长的内因， “影响”的分布不均匀才是根本原因 单侧光使尖端产生的影响在尖端下部分布不均 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、生长素的发现过程 3. 拜尔的实验 2. 鲍森·詹森的实验 黑暗中 思考：结合詹森和拜尔的实验结果，可以得出什么推论？ 胚芽鞘尖端产生的“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。 应该如何设计实验来验证这种物质的存在？ 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、生长素的发现过程 4. 温特的实验 结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质在尖端下部分布不均匀引起的。 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。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、生长素的发现过程 生长素的化学本质是什么？如何导致植物向光生长？ 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、生长素的发现过程 5. 生长素的化学本质 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分离出了生长素，并确认它就是IAA。 进一步研究发现，在植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等，它们都属于生长素。 苯乙酸 吲哚丁酸 吲哚乙酸化学结构式 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 ）。（P95拓展应用2） 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai （1）生长素的产生部位： 。 （2）感受单侧光刺激的光部位： 。 （3）生长素的作用的部位： 。 （4）弯曲生长的部位： 。 胚芽鞘的尖端 胚芽鞘的尖端 胚芽鞘尖端下部 胚芽鞘实验中四个重要部位 胚芽鞘尖端下部 注意：生长素的产生不需要光，光只是影响了生长素的分布。 一、生长素的发现过程 尖端 尖端下部 6. 植物向光性的原因 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 一、生长素的发现过程 生长素如何导致植物向光生长？ 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 6. 植物向光性的原因 一、生长素的发现过程 单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多余向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。 外因： 内因：生长素分布不均匀。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 有人认为，单侧光使尖端向光侧的IAA被分解，导致生长素分布不均， 还有人认为，单侧光使尖端向光侧的IAA移动到背光侧。 设计实验探究哪种说法是正确的。 预期结果及结论： ①若胚芽鞘生长角度α（或胚芽鞘长度） ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA移动到了背光侧； ②若胚芽鞘生长角度α（或胚芽鞘长度） ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA被分解。 a A b B c C d D 乙 c<a=b<d c<a=b=d 【思维训练1】 √ 单侧光 向光侧 背光侧 抑制性物质多 抑制性物质少 生长慢 生长快 6. 植物向光性的原因 一、生长素的发现过程 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 1.生长素的合成 （2）合成过程：由色氨酸经过一系列反应转变而来。 该过程 不需要光 转变 色氨酸 吲哚乙酸 二、生长素的合成、运输与分布 （1）合成部位主要为： 主要是芽、幼嫩的叶、发育中的种子 2.生长素的分布 植物体各器官都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位， 如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 3.生长素的运输 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，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，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输（而不受重力影响）。 （1）极性运输： 二、生长素的合成、运输与分布 ①发生部位： ②运输方式： ③运输方向： 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 主动运输 只能从形态学上端 → 形态学下端 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 3.生长素的运输 二、生长素的合成、运输与分布 在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。 （2）非极性运输： （3）横向运输：发生在根尖、茎尖等细胞分裂特别旺盛的部位， 受外界刺激因素的影响，如单侧光、重力、离心力等。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 生长素运输的注意事项 （1）极性运输不会随植物空间位置改变而改变； （2）极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载体蛋白； （3）极性运输在太空中依然存在，不受重力等因素的影响； （4）生长素的横向运输只发生在根尖、芽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； （5）失重状态下水平放置的植物的根、芽，由于没有重力作用，生长素的分布是均匀的，植物会水平生长。 二、生长素的合成、运输与分布 二、生长素的合成、运输与分布 单侧光照射后，胚芽鞘尖端产生的生长素发生横向运输，从向光侧运输至背光侧； 尖端的生长素通过极性运输至尖端下部，向光侧生长素少，背光侧生长素多。使胚芽鞘向光侧生长慢，背光侧生长快，从而造成向光弯曲生长。 【思维训练2】P95 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 【思维训练2】 提出问题：如何设计实验验证极性运输的方向只能从形态学上端运输至形态学下端? 实验设计：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（胚芽鞘的形态学上端朝上）。过一段时间检测下端的琼脂块是否含有生长素。 思考1：如何检测下端琼脂块是否含有生长素？ 思考2：该实验是否能证明生长素只能从形态学上端运输至形态学下端？应该如何优化实验方案？ 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 提出问题：如何设计实验验证极性运输？ 改进实验方案及预期结果： 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 实验组 对照组 实验结论： 生长素只能从形态学上端运输 到形态学下端。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 实验思路： ①取两个生长状况相同的胚芽鞘去掉尖端，分别标号为甲、乙； ②甲组胚芽鞘形态学上端朝上，形态学下端朝下，乙组放置方向与甲组相反； 甲乙两组胚芽鞘上方放置含有生长素的琼脂块，下方放置空白琼脂块； ③一段时间后，将甲乙两组的空白琼脂块分别置于去掉尖端的胚芽鞘一侧，置于相同且适宜环境中培养一段时间； ④观察胚芽鞘的生长状况。 预期结果和结论： 甲组胚芽鞘弯曲生长，乙组胚芽鞘不生长也不弯曲，则生长素的极性运输方向只能从 形态学上端至形态学下端。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 三、生长素生理作用 生长素在植物体内起作用的方式和动物体内激素起作用的方式基本相似，它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。 2.作用机制 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。 1.作用方式 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 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 三、生长素生理作用 3.生理效应 促进侧根和不定根的发生 影响花、叶和果实的发育 细胞水平上： 促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用。 基 础 器官水平上： 影响器官的生长、发育 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 三、生长素生理作用 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai P94【思考.讨论】：“生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系 示意图”，归纳生长素的作用特点。 三、生长素生理作用 4.生长素的作用特点 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 【深化1】曲线分析（以根为例） 1.AB段： 4.B点对应浓度： 2.BC段： 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。 促进生长的最适浓度 超过一定范围，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 5.C点: 3.CD段： 随生长素浓度升高,对根生长的抑制 作用增强 三、生长素生理作用 4.生长素的作用特点 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai [讨论1]“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？ “促进”或“抑制”，是相对于生长素处于最低浓度时而言。 [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？ 一般表现为较低的浓度促进生长， 浓度过高则抑制生长。 [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？ 不同的器官对生长素的敏感程度不同，敏感程度大小为根＞芽＞茎。 三、生长素生理作用 4.生长素的作用特点 抑制生长≠不生长 所谓“抑制”或“促进”是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理)而言的——凡生长状况差于对照组者可谓生长受抑制，生长状况好于对照组者可谓“促进生长”。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 三、生长素生理作用 4.生长素的作用特点 植物细胞的成熟程度不同对生长素的敏感不同： 幼嫩细胞>衰老细胞 不同种类的植物对生长素的敏感程度不同：双子叶植物＞单子叶植物 书94页 生长素所发挥作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官种类不同而有较大差异。①一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度较高时会抑制生长。例如，顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植物因而表现出顶端优势。去掉顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长。②幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝；③不同器官对生长素的敏感程度也不一样。 三、生长素生理作用 4.生长素的作用特点 ① ② ③ ④植物种类： 敏感程度不同：双子叶植物＞单子叶植物 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 三、生长素生理作用 5.生长素生理作用的实例 生长素浓度：②＞③＞④＞① 【实例1】：顶端优势 概念：植物顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。 顶芽 ( 生长素浓度低,促进） 极性运输 侧芽 ( 生长素浓度高,抑制） 形成原因：顶芽产生的生长素，逐渐向下运输，导致侧芽处生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制。 2 1 3 4 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 三、生长素生理作用 【实例1】：顶端优势 设计实验探究顶端优势产生的原因 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 【实例1】：顶端优势 三、生长素生理作用 解除方法： 去除顶芽 去掉顶芽后，侧芽处的生长素来源暂时受阻，浓度降低，于是抑制就被解除，侧芽萌动、加快生长。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 重力 A B C D 远地侧 近地侧 浓度低，生长较快 浓度高，生长更快 浓度低，促进生长 注意：根的向地性体现了低浓度促进生长，高浓度抑制生长。 茎的背地性不能体现生长素既能促进又能抑制生长的效应。 浓度高，抑制生长 【实例2】：根的向地性和茎的背地性 三、生长素生理作用 5.生长素生理作用的实例 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 四、植物激素 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。 1.植物激素的概念 常见的如赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。 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。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 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 ； ⑤不供能，不催化，不构成结构 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 2.植物激素与动物激素的比较 四、植物激素 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 植物生长素 生长素的 生理作用 生长素的合成、运输与分布 生长素的发现过程 达尔文实验 鲍森.詹森实验 拜尔 实验 温特 实验 生长素的分离 课堂小结 Lavf57.71.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.78(fixed_gap:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 $$