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

第一节 植物生长素 第五章 植物生命活动的调节 3.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？ 弯向光源生长。 向着光源生长的植物 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。 幼嫩部位。 1.图中植株的生长方向有什么特点？ 2.植株对这种刺激的反应有什么适应的意义？ 向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 植物的向光性是如何产生的呢？ 观察现象 提出问题 观察现象 提出问题 作出假设 上部 中部 下部 假设1：决定植物向光性的最重要的部位是植物上部（尖端）。 假设2：决定植物向光性的最重要的部位是植物中部（尖端下部）。 ...... 19世纪末，达尔文（C.R.Darwin,1809-1882）和他的儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。 1.达尔文向光性实验： 金丝雀虉（yì）草 达尔文 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，是一个鞘状结构。它能保护生长的胚芽。在种子萌发时，胚芽鞘首先穿出地面。含叶绿体，出土后即能进行光合作用。 胚芽鞘 胚芽 观察现象 提出问题 作出假设 实验验证 2.实验过程 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 观察现象 提出问题 作出假设 实验验证 6 2.实验过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 观察现象 提出问题 作出假设 实验验证 思考1：遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么?（教材P91侧旁思考） 分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，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。 7 2.实验过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 观察现象 提出问题 作出假设 实验验证 思考2：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? 尖端下部——伸长区 尖端 8 相互对照 单一变量 实验结果 实验结论 ①组 有尖端 弯向光源生长 ②组 无尖端 不生长 ③组 感光部位在尖端下部 直立生长 ④组 感光部位在尖端上部 弯向光源生长 观察现象 提出问题 作出假设 实验验证 得出结论 植物的弯曲生长与尖端有关 尖端是感受单侧光刺激的部位 胚芽鞘弯曲生长的部位在哪里？ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 结论：胚芽鞘生长并弯曲的部位是尖端以下，弯曲生长是由于生长不均造成的——背光侧的生长快于向光侧。 10 好词句www.haociju.com 好词句www.haociju.com 3、达尔文的结论: 照射,使胚芽鞘的 产生 ，当 传递到 时,会造成 比 生长快,因而出现向光弯曲。 单侧光 尖端 某种“影响” 尖端下部 背光面 向光面 这种“影响” 观察现象 提出问题 作出假设 实验验证 得出结论 问题： 1.这种“影响”能传到尖端以下吗？ 2.这种“影响”的本质究竟是什么？ 3.尖端产生的“影响”是怎样使得尖端以下两侧生长不均匀的呢？ 4. ...... 你还能提出哪些问题呢？ 詹 森 琼脂:是从海藻中提取出来的一种植物胶，为无色、无固定形状的固体，溶于热水。广泛应用在食品工业中，生物学研究中常作细菌培养基。可以储存化学物质、导电等。 一、生长素的发现过程 琼脂片 结论：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。 思考4.为什么要插入琼脂片？ 为了探究尖端产生的影响是否必须依赖完整的结构。 12 拜 尔 现象： 自变量： 因变量： 尖端放置的位置。 尖端下部弯曲生长的方向。 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 一、生长素的发现过程 黑暗条件 黑暗条件 13 思考5：拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 思考6：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。 拜 尔 一、生长素的发现过程 黑暗条件 黑暗条件 14 结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的。 拜 尔 一、生长素的发现过程 黑暗条件 黑暗条件 15 结论：导致胚芽鞘弯曲的的确是一种化学物质的向下传递，温特将其命名为生长素。 朝对侧弯曲生长 不生长不弯曲 进一步证明胚芽鞘的弯曲生长的确是一种化学物质引起的 到此实验是否严密？怎样解决？ 温特 一、生长素的发现过程 生长素 1931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 17 总结：生长素的发现过程 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。 达尔文实验 尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响” 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。 拜尔实验：尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成胚芽鞘的弯曲生长。 詹森实验：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块传递给下部。 进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。 先后从人尿液和高等植物中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA) 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而造成的! 相关信息 关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。 空白 琼脂片 琼脂片 含IAA 琼脂片 含IAA 琼脂片 用锡箔罩住尖端 不透水云母片 能力拓展一：练一练 20 6、怎么不弯曲啊？分布均匀的。可是明明受到单侧光了，没有尖端去感受到 可见在胚芽鞘内，生长素可以由尖端产生运输到下部决定下部的生长，那么在一个完整的植物体内，生长素又是怎样产生，运输和分布的呢？ 背光侧细胞长的比向光侧快 尖端 尖端 尖端以下 生长素分布不均匀 ③产生生长素的部位： ①感受光刺激的部位： ②弯曲生长的部位： ④向光弯曲的细胞原因： ⑤向光弯曲的物质分布原因： 经典结论： ⑥长不长，看 弯不弯，看 有无生长素 生长素分布是否均匀 21 参与是走向成功的开始，我们的设计和有着曲同工之妙，可以发现， 对科学事件的理解与思考：从形态水平(弯曲) →细胞水平(背光侧细胞长 )→ → →生化水平（生长素）→ → → →分子生物学（生长素和抑制物如何进行调控的？）→正在进行研究。。。 时间上：（板书）既有达尔文实验的奠基作用，又有詹森和温特实验的桥梁作用，更有温特实验的临门一脚才修成正果，每一位科学家所取得的进展可能只是其中一小步，众多的一小步终将汇合成科学前进的一大步。 现在让我们来逐步理清科学探索中的重要知识点 没有尖端就没有感受不到单侧光刺激 综合以上的过程，你能解释向光性的原因吗？ 光 ︵生长较快︶ ︵生长较慢︶ 我们可以发现： 向光性是由于生长素分布 造成的： 照射后，胚芽鞘背光侧的生长素含量 向光侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成 。 不均匀 单侧光 多于 较多 较少 向光弯曲 能力拓展二：尝试解释向光性的原理 22 生长素可以上下，也可以左右运输。 ①作出假设： 单侧光下向光侧的生长素向背光侧运输 单侧光下向光侧的生长素被分解 能力拓展三：探究为什么尖端背光侧的生长素高于向光侧？ 1 2 3 4 ②材料：胚芽鞘尖端若干、空白琼脂块若干、玻璃片、可测量生长素含量的仪器，暗箱，光源 主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。 二、植物激素 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。 3、种类： 1、概念： 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。 2、功能： ①植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？ ②植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别？ 4、激素与动物激素的异同 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。 类别 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式 植物激素 无特定的分泌器官 一般是小分子物质 无明显的靶细胞 多样、复杂 动物激素 有特定的内分泌腺 蛋白质、类固醇等 靶器官、靶细胞 随着体液运输 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可由色氨酸经过一系列反应转变为生长素 色氨酸 吲哚乙酸 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从_____________运输到_____________，而不能倒过来运输，也就是只能单方向运输，称为_______运输。这种运输方式是一种______运输。 形态学上端 形态学下端 极性 主动 ①极性运输 生长素 2.生长素的运输 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学下端 形态学上端 在_______组织中，生长素可以通过___________进行非极性运输。 ②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。 成熟 3.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：_________、_____和______的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。 胚芽鞘 芽 根尖 输导组织 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）。 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。 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 1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 讨论： 思考与讨论 上 下 1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 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。 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。 空白琼脂块(b) 形态学下端 形态学上端 含IAA琼脂块 实验前 实验后 胚芽鞘既不弯曲也不生长 （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的改变而改变。 （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。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。 注意 随堂练习 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。（ ） × √ × 34 随堂练习 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 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 A 35 4.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？ 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（ ） 可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。 A 36 (1)作用方式： 不催化细胞代谢，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。 ①细胞水平上： 促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等作用。 ②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、叶和果实发育等。 三、生长素的生理作用 1.生长素的作用方式及原理： 基础 （2）作用原理： 生长素首先与细胞内某种蛋白质—____________特异性结合,引发细胞内发生一系列_________过程,进而诱导特定____________，从而产生效应。 生长素受体 信号转导 基因的表达 浓度/(mol·L) 长生进促 长生制抑 植物器官生长反应 思考·讨论 下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果。 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各器官的生长速度而言，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。 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。 对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同。 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？ （1）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。 （2）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（即两重性）。 敏感程度排序： 根＞芽＞茎 幼嫩细胞＞衰老细胞 双子叶植物＞单子叶植物 2.生长素的作用特点： 浓度/(mol·L) 长生进促 长生制抑 植物器官生长反应 不同浓度生长素对根的作用分析 1.曲线AB段表示： 2.B点表示的生长素浓度是： 3.BC段表示： 4.C点表示的生长素浓度对根的生长作用是： 5.CD段表示： 6.从图中的E、F点你可以得出什么结论？ 7.图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不是不生长？ 促进根生长的最适浓度 随生长素浓度升高,对根生长的促进作用减弱。 随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。 既不促进也不抑制 随生长素浓度升高,对根生长的促进作用加强。 最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起促进作用效果相同 以不施加外源生长素时根的生长情况为对照。抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。 40 40 3.生长素两重性的实例 （1）实例— 顶端优势 ①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。 保留顶芽 去掉顶芽 ②原因： 顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。 顶芽 侧芽 (生长素) (生长素) 极性运输 — 少 — 促进 — 多 — 抑制 ③应用： a.解除顶端优势： 去掉顶芽后，侧芽附近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。 如：棉花摘心、黄瓜(烟草)打顶、果树整枝、园艺修剪、移栽促进根系发育。 b.保留顶端优势： ④ 设计实验探究顶端优势产生的原因 1 2 3 4 自然生长： 顶芽优先生长，侧芽生长受抑制。 去掉顶芽： 侧芽生长快，成为侧枝。 去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块： 侧芽生长受抑制。 去掉顶芽，切口放不含生长素的琼脂块： 侧芽生长快，成为侧枝。 3.生长素两重性的实例 （2）实例二 向重力性 (根的向地性、茎的背地性) 原理： 根对生长素敏感，茎对生长素不敏感。 重力 A B C D 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 向地生长 重力 重力 3.生长素两重性的实例 （3）实例三 除草剂 原理： 敏感程度：双子叶植物＞单子叶植物 双子叶植物 单子叶植物 除草剂浓度范围 应用： 用一定浓度的生长素类似物作为除草剂。 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。 (1)某一浓度的生长素对芽是促进作用，对根一定是抑制作用(　　) (2)生长素不直接参与细胞代谢，但可以给细胞传达一种调节代谢的信息(　　) (3)不同的器官对生长素的敏感程度不同，不同植物的同种器官对生长素的敏感程度也不一定相同(　　) (4)顶端优势现象可以说明生长素的生理作用特点是浓度较低时促进生长、浓度过高时抑制生长(　　) (5)只有顶芽能够产生生长素，所以顶芽能优先生长而侧芽生长受抑制，此现象称为顶端优势(　　) × × √ √ √ 判一判 1.下列关于生长素的叙述，正确的是(　　) A．温特实验证明了胚芽鞘弯曲生长是由吲哚乙酸引起的 B．植物茎的向光性和根的向地性都体现了生长素生理作用的两重性 C．生长素既不组成细胞结构，也不直接参与细胞代谢 D．用生长素处理二倍体番茄幼苗可获得四倍体番茄 C 【检测】 2．科学家从人的尿液中提取分离了生长素，这是第一种被发现的植物激素，下列关于生长素的说法正确的是(　　) A．胚芽鞘尖端只有受到单侧光照射才能产生生长素 B．生长素由色氨酸转变而来，该过程可发生在人体细胞中 C．由于人体细胞缺乏相关的受体，因此生长素对人体不起作用 D．胚芽鞘的向光性是由生长素的极性运输引起其在尖端的分布不均造成的 C 3.下列关于植物茎的负向重力性和根的向重力性的叙述，正确的是（ ） C A. 在根部“3→4”的运输不需要消耗ATP B. 生长素对2处和6处的作用相同 C. 两种现象说明根对生长素的敏感性高于茎 D. 两种现象均能体现生长素作用的两重性 4.如图是不同浓度生长素对根和芽生长的生理作用，下列说法正确的是( ) B A. 图中①代表的是芽，②代表的是根 B. 图中体现了生长素生理作用的两重性 C. c～d段表示生长素对②的促进作用在增强 D. 图中c点对应的浓度是①生长的最适浓度 $$