2026届高三生物学一轮复习选必1课件15：植物生长素

植物生长素 生长素的发现过程 生长素的合成 与 运输 生长素的生理作用 一轮复习 一、生长素的发现过程 1.达尔文父子的实验(19世纪末) (一）实验探究过程 实验1 实验2 实验3 实验4 锡箔 实验1与实验2对照 实验3、实验4对照 向光弯曲与尖端感光有关 向光弯曲与尖端有关 实验现象 弯曲部位在尖端下端(伸长区) 结论：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。 这种“影响”可以向下传递吗？ 结论：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。 2. 鲍森·詹森实验 （ 1913年） 琼脂块 实验结论： 胚芽鞘尖端产生的“影响” 可以透过琼脂片传递给下部。 伸长区背光面比向光面生长快的原因是什么？ 3.拜尔实验(1918年) 如图：在______条件下进行 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。 伸长区背光面比向光面生长快的原因是什么？ 黑暗 这种“影响”是什么？ 4.温特实验(1926年) 实验组 对照组 实验结论： 胚芽鞘弯曲生长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。 这种“影响”是什么？ 5.1934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） 吲哚乙酸(IAA) 6.1946年，科学家们从高等植物中分离出IAA。 7.进一步研究发现，植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。 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……则生根。”请你运用所学过的知识，分析其中的科学道理。 因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸泡到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定生长素。用这样的黄泥封裹树枝，就能利用其中的生长素促进枝条生根。 总结：生长素的发现过程 达尔文实验 1.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” 2.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 鲍森·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 拜尔实验：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造成的 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。 先后从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)，进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)。 生长素的产生部位 生长素的作用部位 胚芽鞘尖端 感光部位 弯曲生长部位 总结：生长素的发现过程 尖端下端 单侧光使胚芽鞘尖端下端的生长素分布不均匀(向光侧少，背光侧多)的原因是什么？ 假设：①向光侧的生长素在光的影响下被分解了②向光侧的生长素向背光侧转移了。 实验探究 将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，放在琼脂切块上，分别放在黑暗中和单侧光下，实验结果如下图所示。 注：图中c、d、e和f用一生长素不能透过的薄玻璃片将胚芽鞘分割； 琼脂下方的数字表示琼脂块收集到的生长素(IAA)的量 ①图a和b说明：光___________生长素的分解和生长素的向下运输。 ②图c和d说明：胚芽鞘被玻璃片分隔成两半，______ 生长素向下运输和琼脂块中收集的生长素数量。 并未影响 不影响 ③图e和f说明：单侧光照射_____________________________。 ④通过上述实验可得出的结论：_______________________________ ________________________________________________。 促使生长素向背光侧转移 单侧光照射下，向光侧的生长素向 背光侧运输，而不是向光侧的生长素被分解 1.为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧转运，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解，有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是(　　) A.若a＞b、c＜d，说明向光侧的生长素被分解了 B.若c＋d＝e＋f＝a，且e＜f，说明生长素由向光侧移向了背光侧 C.若c＜d且c＞e，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧的生长素被分解 D.若背光侧生长素较向光侧多，则会使背光侧细胞分裂较向光侧快 D (二）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，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。 尖端 ① ② ③ ④ 尖端 下段 尖端 下段 生长素 较少 生长素 较多 生长较慢 生长较快 向光弯曲生长 (二）植物向光性的原因 关于植物向光性生产的原因，目前还有争议。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 (三）植物激素 1.定义： 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。 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。既不组成细胞结构，也不参与细胞代谢，也不起催化作用。 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。 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、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 动物 激素 无特定的 分泌器官 一般是小分子物质 无明显 靶器官 多样 复杂 有特定的 分泌腺 蛋白质 类固醇 胺类等 靶器官 靶细胞 随体液运输 二、生长素的合成 与 运输 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等生长旺盛的部位 ②合成：由色氨酸经过一系列反应转变为生长素 色氨酸 吲哚乙酸 2.生长素的运输 生长素的运输方式 极性运输 非极性运输 生长素 仅限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间的短距离单方向运输。是逆浓度的主动运输。 在成熟植物组织中运输，和其他光合产物一样，通过韧皮部的长距离运输。 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 实验验证生长素的极性运输 a b a b b a 胚芽鞘 供应块 实验1 实验2 实验材料：玉米胚芽鞘、含生长素的琼脂块(供应快)，不含生长素的琼脂块(接受块)。如何设计实验，写出实验思路。 供应块 接受块 接受块 预期实验结果：实验1中的接受块中检测到了生长素 实验2中的接受块中检测不到生长素 a b a b b a 胚芽鞘 供应块 实验1 实验2 供应块 接受块 接受块 如何检测接受块中是否含有生长素? 方法1：将A琼脂块中的生长素用放射性同位素标记。一段时间后检测下端的琼脂块中是否含有放射性。 方案2：将下端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，一段时间后观察胚芽鞘是否向对侧弯曲。 pH5 IAA IAA H+ ATP H+ IAA IAA IAA pH7 H+ pH5 pH5 pH7 pH7 细胞膜 细胞壁 极性运输 形态学上端 形态学下端 运输IAA的载体 运输IAA和H+的载体 运输H+的载体 IAA协助扩散 IAA主动运输 H+协助扩散 H+主动扩散 细胞壁处于酸性环境，使细胞壁软化，细胞吸水会膨胀后伸长。 三、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。 信息分子 受体 信号转导 特定基因表达 相应的生物学效应 2.生长素的促进作用 ①细胞水平 促进细胞伸长 向光侧 背光侧 生长素 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 3.生长素的作用特点 促进生长或抑制生长 ①生长素的浓度 ②器官的种类(根、芽、茎) ③植物的种类(单子叶、双子叶) ④细胞的年龄 低浓度促进，高浓度抑制 对生长素的敏感度不同 ①生长素的浓度 促进生长 抑制生长 生长素浓度(mol·L-1) 0 A B C D ↑ ↓ 低浓度促进，高浓度抑制。 ②器官的种类(根、芽、茎) 对生长素的敏感程度：根＞芽＞茎 如何解释根的向地生长和茎的背地生长？ 如何解释顶端优势？ 原因： 根对生长素敏感，茎对生长素不敏感。 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 根的向地生长和茎的背地生长 顶端优势 ①含义：顶芽优先生长，而侧芽受到抑制的现象。 保留顶芽 去掉顶芽 去掉顶芽后放置 含生长素的羊毛脂 ②原理： 顶芽 侧芽 (生长素) (生长素) 极性运输 — 少 — 促进 — 多 — 抑制 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。 ③应用： a.解除顶端优势： 可以增产，调节植株形态等 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。 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 b.维持顶端优势： 侧芽 生长素浓度 自然界的植株呈宝塔形，可以充分利用阳光。 高 低 生长快慢 慢 快 离顶芽越近的侧芽，生长素浓度越高，生长越慢，离顶芽越远的侧芽，生长素浓度越低，生长越快。 ③植物的种类(单子叶、双子叶) 双子叶植物 单子叶植物 对生长素的敏感程度：双子叶＞单子叶 农作物水稻、小麦、玉米是_________植物，而其中的杂草通常是_________植物，可以利用一定浓度的生长素，促进农作物生长，抑制杂草生长。 单子叶 双子叶 从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段（无叶和侧芽）。自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一段时间后，观察到半边茎向外弯曲生长，如图所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的，放入水中后半边茎内、外两侧细胞中的生长素浓度都不会升高。请仅根据生长素的作用特点分析半边茎向外弯曲生长这一现象，推测出现该现象的两种可能原因。 综合分析 半边茎 原因1：内侧细胞中的生长素浓度比外侧高，所以内侧细胞生长较快。 原因2：内外两侧细胞中的生长素浓度相同，但内外侧细胞对生长素敏感性不同，该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长 总结：利用生长素的作用特点解释植物不同部位生长速度不同的原因。 1. 从“生长素浓度” 来解释 ①均为促进作用 ②低浓度促进，高浓度抑制 2. 从“对生长素敏感程度”来解释 植物的不同部位生长素浓度相同，但是对生长素的敏感度不同，该生长素浓度下，对一部分生长有利，生长快；对另一部分生长不利，生长慢。 生长素浓度高的部分，促进作用大，生长快； 生长素浓度低的部分，促进作用小，生长慢。 生长素浓度低的部分，促进生长，生长快； 生长素浓度高的部分，抑制生长，生长慢。 $$