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5章 植物生命活动的调节 第1节 植物生长素 问题探讨 图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。 讨论 弯向窗外生长。 2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？植株对这种刺激的反应有什么适应的意义？ 是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，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。 1.图中植株的生长方向有什么特点？ 问题探讨 图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。 讨论 幼嫩部位 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？ 向光性： 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 过渡：植物的向光性是如何产生的呢？ 一、生长素的发现过程 二、植物激素 三、生长素的合成、运输与分布 四、生长素的生理作用 一、生长素的发现过程 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。 金丝雀虉（yì）草 达尔文 1.达尔文向光性实验： 金丝雀虉草 胚芽鞘 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。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、生长素的发现过程 1.达尔文向光性实验： 弯向光源生长 单侧光 去掉尖端 不生长也不弯曲 尖端罩上锡箔罩子 生长但不弯曲 尖端下面一段罩上锡箔罩子 弯向光源生长 达尔文向光性实验过程示意图： A B C D 实验结论一： 弯曲生长与胚芽鞘的尖端有关 1.达尔文向光性实验： 一、生长素的发现过程 实验结论二： 尖端是感受单侧光刺激的部位 1.达尔文向光性实验： 一、生长素的发现过程 相互对照 单一变量 实验结果 实验结论 A组 有尖端 A组弯向光源生长 自变量为尖端的有无，实验结果说明植物的弯曲生长与尖端有关 B组 无尖端 B组不生长 C组 感光部位在尖端下部 C组直立生长 自变量为尖端是否接受单侧光，实验结果说明感光部位在尖端，发生弯曲的部位在尖端下部 D组 感光部位在尖端上部 D组弯曲生长 一、生长素的发现过程 一、生长素的发现过程 实验推论： ①胚芽鞘弯曲生长的部位是尖端下部，感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端。 ②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'，会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。 生长快 生长慢 1.达尔文向光性实验： 过渡： 这种“影响”是什么？是类似电、磁等的刺激？ 还是某种化学物质？ 一、生长素的发现过程 2.1913年鲍森·詹森实验 胚芽鞘尖端产生的“影响” 可以透过琼脂片传递给下部。 结论： 琼脂片 自变量：有无尖端及琼脂片 因变量：胚芽鞘的生长状况 一、生长素的发现过程 2.1913年鲍森·詹森实验 琼脂片 不足之处：芽鞘弯曲的“影响”是由琼脂片产生。 改进方案：增设一组：将胚芽鞘顶端切掉，将琼脂片放在切口上，用单侧光照射，观察胚芽鞘的生长情况。 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。 一、生长素的发现过程 2.1913年鲍森·詹森实验 如果将琼脂块换成不透水的云母片结果会怎样？ 一、生长素的发现过程 3.1918年拜尔实验 结论：胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的刺激,在尖端下面一段分布不均造成的。 自变量：尖端放置位置 因变量：弯曲生长状况 一、生长素的发现过程 3.1918年拜尔实验 鲍森·詹森和拜尔的实验初步表明了：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以下部位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 4.1926年荷兰科学家温特实验 朝对侧弯曲生长 不生长也不弯曲 实验组 琼脂块用尖端处理 对照组 琼脂块未用尖端处理 结论： 胚芽鞘的弯曲生长确实是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。 一、生长素的发现过程 5.生长素的化学本质 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）。 由于生长素在植物体内的含量极少，直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来，并确定它也是IAA。植物体内还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等与IAA相同效应的物质，它们都属于生长素。 色氨酸 色氨酸 吲哚乙酸 生长素是一类物质，包括IAA等；部分模拟题只把IAA视作生长素。 生长素 侧向运输 向下运输 说明：也有研究表明向光弯曲是单侧光照射引起某些生长抑制物质分布不均匀所致。 胚芽鞘向光弯曲生长的经典解释：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。 一、生长素的发现过程 主要结论： 生长素的产生部位： 生长素发挥作用的部位： 感光部位： 生长素的产生是否需要光： 横向运输的部位： 弯曲生长的原因： 生长不均匀的原因： 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端下面一段 胚芽鞘尖端 不需要 胚芽鞘尖端 生长素分布不均匀，导致生长不均匀 单侧光照 地心引力等 一、生长素的发现过程 1．下列关于生长素发现实验的理解，正确的是(　　) A．温特的实验中，生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输 B．达尔文的实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起的 C．拜尔的实验中，植物的向光性是背光侧生长素比向光侧多所致 D．能从人尿中提取出生长素的原因是人体内无分解生长素的酶 D 2．胚芽鞘产生生长素的部位、感受单侧光刺激的部位和弯曲生长的部位分别是(　　) A．尖端、尖端、尖端 B．尖端、尖端、尖端下面的部分 C．尖端、尖端下面的部分、尖端下面的部分 D．尖端、尖端下面的部分、尖端 B 一、生长素的发现过程 二、植物激素 三、生长素的合成、运输与分布 四、生长素的生理作用 二、植物激素 主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。 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？ 植物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 思考.讨论 一、生长素的发现过程 二、植物激素 三、生长素的合成、运输与分布 四、生长素的生理作用 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 三、生长素的合成、运输与分布 2.生长素的运输 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 三、生长素的合成、运输与分布 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 含生长素的琼脂块 a b 形态学上端 形态学下端 空白琼脂块 胚芽鞘尖端 过一段 时间后 过一段 时间后 形态学下端 形态学上端 胚芽鞘尖端 含生长素的琼脂块 c d 空白琼脂块 过一段 时间后 过一段 时间后 三、生长素的合成、运输与分布 2.生长素的运输 ②非极性运输 在_______组织中，生长素可以通过___________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。 成熟 输导组织 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 3.植物产生向光性的原因 植物的向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 是由于生长素分布不均造成 外因： 内因： 单侧光 尖端 产生生长素 感受单侧光 极性运输 横向运输 生长素分布不均匀 背光侧多 向光侧少 背光侧生长快于向光侧 向光弯曲生长 意义：可以使植物获得更多的阳光，从而通过光合作合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。 三、生长素的合成、运输与分布 是单侧光刺激 3.取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组。将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘相同位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射，发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘无弯曲生长，原因是(　　) A．c组尖端能合成生长素，d组尖端不能B．a′组尖端能合成生长素，b′组尖端不能C．c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能D．a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b′组尖端的生长素不能 D 4.下列有关植物激素和动物激素的比较，正确的是(　　) A．都由内分泌器官所分泌 B．都含量微少，但作用明显 C．都是蛋白质类的物质 D．都作用于特定的靶器官或靶细胞 B 一、生长素的发现过程 二、植物激素 三、生长素的合成、运输与分布 四、生长素的生理作用 四、生长素的生理作用 1.生长素的作用方式 生长素不起催化作用，不为细胞提供能量，而是给细胞传递信息，起调节作用。 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。 四、生长素的生理作用 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 影响器官的生长和发育 促进侧根和不定根的发生 影响花、叶和果实发育 过渡：生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗？ 植物生长素的作用特点 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得到的结果 植物器官生长的反应 促进生长 抑制生长 根 芽 茎 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 浓度/（mol·L） 生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图 讨论 1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 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。 植物生长素的作用特点 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得到的结果 植物器官生长的反应 促进生长 抑制生长 根 芽 茎 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 浓度/（mol·L） 生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图 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。 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 四、生长素的生理作用 3.生长素的作用特点 植物器官生长的反应 促进生长 抑制生长 根 芽 茎 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 浓度/（mol·L） 生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图 （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。 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）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。 四、生长素的生理作用 4.不同浓度生长素作用（对根）曲线分析 ①曲线AB段表示: ②B点对应的浓度为： ③曲线BC段表示: ④C点的生长素浓度对根生长的效应是： ⑤曲线CD段表示： ⑥E、F表示： 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； 促进根生长的最适浓度； 超过最适浓度，随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐减弱； 随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强； 既不促进，也不抑制； A B C D 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 mol·L-1 促进生长 抑制生长 Ｆ Ｅ 生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。 说明： 芽、茎的曲线分析与如上类似。 四、生长素的生理作用 5.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原因： 顶芽产生的生长素逐渐向下运输，导致枝条上部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。 四、生长素的生理作用 5.顶端优势 生长素运输方向 顶端产生生长素 每个侧芽都会有部分生长素累积，且侧芽对生长素敏感 越靠近顶芽，生长素浓度越高——抑制生长 远离顶芽的侧芽，较低的生长素浓度促进其生长 体现了生长素的两重性 ③应用： 不要长高、需要侧枝较多的植物：去掉顶芽，解除顶端优势。 四、生长素的生理作用 6.补充 根的向地性 四、生长素的生理作用 6.补充 根的向地性 茎部： 生长素浓度：C D ＞ 根部： 生长素浓度：A B ＞ A B C D 生长速度：C D ＞ 根对生长素较为敏感，B处浓度过高，对根的生长起抑制作用。A处浓度利于根的生长，体现了生长素的两重性。 茎对生长素不敏感，D处浓度高，但是仍是促进作用，C处浓度低促进作用不如D促进效果强 ＞ 生长速度： A B 常用方法有：云母片插入类、暗盒开孔类、切割移植类、琼脂块替换类、锡箔纸遮盖类、匀速(高速)旋转类、幼苗横置类、失重类等，分析如下： 类别 图解条件 相关结果 遮盖类 ①直立生长②向光生长 暗箱类 ①直立生长②向光(小孔)生长 插入类 ①向右侧生长②直立生长③向光生长④向光生长 常用方法有：云母片插入类、暗盒开孔类、切割移植类、琼脂块替换类、锡箔纸遮盖类、匀速(高速)旋转类、幼苗横置类、失重类等，分析如下： 类别 图解条件 相关结果 移植类 ①直立生长②向左侧生长③④中IAA的含量a＝b＋c，b＞c 旋转类 ①直立生长②向光生长③向小孔生长④茎向心生长，根离心生长 横置类 ①②中IAA含量及作用①：a＝b、c＝d，都促进水平生长②：a＜b、c＜d，a、c、d促进生长，b抑制生长 5.下图中甲是一株盆栽植物，图乙表示该植物不同器官对生长素浓度的反应，下列叙述不正确的是(　　) A．若图甲植物①处的生长素浓度为图乙中的B，则图甲植物②处的生长素浓度大于D B．将图甲中植物置于右侧光照射下，若③侧生长素浓度为图乙中C，则④侧生长素浓度小于C C．经浓度大于10－6 mol·L－1的生长素溶液处理的某植物器官，因受到抑制而不再生长 D．若将图甲中植物茎尖朝向左侧水平放置，则⑤处的生长素浓度大于⑥处，植物的根向地生长，体现了生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特点 C 第5章 植物生命活动的调节 第1节 植物生长素 $$