内容正文:
5.植物生命活动的调节
5.1植物生长素
说明胚芽鞘的弯曲生长与_______________有关
说明胚芽鞘的向光弯曲生长与_____有关;
说明胚芽鞘的感光部位在______;弯曲部位在尖端下面的伸长区。
实验①
实验②
实验③
实验④
该实验的对照组为_____,实验组为________;
①②对照,自变量为__________,
①③对照,自变量为_____________,
③④对照,自变量为__________;
①与③④对照,
①
②③④
有无尖端
尖端
尖端有无遮光
尖端感受单侧光
遮光部位
尖端
知识点1:生长素的发现
达尔文根据实验提出: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. 达尔文的实验
2. 鲍勃·詹森的实验
琼脂的特点:物质可在琼脂中扩散且物质性质不变。
结论:胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
云母的特点:物质不能通过云母片。
不足之处:不能排除琼脂片导致植物生长。
3. 拜尔的实验
(1)自变量
尖端放置的位置
胚芽鞘朝对侧弯曲生长
(2)现象
排除光的影响,控制变量
(3)拜尔为什么要选择黑暗的环境?
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。
实验组
对照组
结论:胚芽鞘的弯曲生长确实是由尖端产生的某种化学物质引起的。
巧妙之处:用琼脂块收集该物质,排除尖端的影响,直接观察该物质的影响。
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。
4. 温特的实验
自变量:
琼脂块是否接触过尖端
因变量:
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
感光部位
弯曲生长部位
生长素的合成是否需要光?
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端以下部位
生长素的合成不需要光,单侧光只是影响生长素的分布。
生长素的合成部位(本实验中)
胚芽鞘尖端
【重要提醒】
【小结:植物的向光性的原理】
尖端受到单侧光照射
向光弯曲生长
生长素分布不均
背光侧
向光侧
长得快
长得慢
生长素运输到尖端以下部位
生长素多
生长素少
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)
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。它们都属于生长素。
吲哚乙酸(IAA)
吲哚丁酸(IBA)
生长素的化学本质
1.概念:由 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 。如生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。
2.动物激素与植物激素的比较
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都从产生部位运到作用部位
②都是起调节作用;③都有微量高效的特点
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
知识点2:植物激素
植物体内产生
微量有机物
知识点3:生长素的合成、运输与分布
(一)生长素的合成
1. 主要合成部位:
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
2. 合成原料:
由 经一系列反应转变而来
色氨酸
转变
色氨酸
生长素
3.主要合成部位:
芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
5.生长素的运输方式:
极性运输、
非极性运输、
横向运输。
形态学上端、下端:对地上部分(茎)来说,茎尖是形态学上端;地下部分(根)来说,根尖是形态学上端。
形态学上端和下端不随植物空间位置变化而变化。
4.主要分布部位:
生长素在植物体各个器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分。如:胚芽鞘、芽、根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
(1)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,而不能反过来运输,也就是只能单方向的运输。
极性运输是一种主动运输。
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中
(2)非极性运输
成熟组织中,通过输导组织(筛管)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。
成熟组织中
诱发因素:单侧光、重力、离心力等
(3)横向运输
(二)生长素的运输
根尖、茎尖等细胞分裂特别旺盛的部位。
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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?
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。
教材P95思维训练:通过实验验证极性运输
增加实验
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背光侧
向光侧
生长素多
生长素少
生长慢
生长快
生长素横向运输
思维训练:结合生长素的运输分析植物向光性的原因
极性运输
向光源弯曲生长
外因:单侧光照射
内因:生长素分布不均匀
解释1: 单侧光照射下,向光侧的生长素横向运输,向背光侧转移。
解释2: 单侧光照射下,向光侧的生长素被分解。
解释3: 单侧光照射下,抑制生长的物质分布不均匀。
若解释1正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为 。
若解释2正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为 。
若解释3正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为 。
c>a=b>d
c=a=b>d
a=b=c=d
思维训练(P92相关信息):分析植物向光性的其他原因
(1)作用方式:给细胞_________,调节细胞生命活动。
(2)两个水平的作用
①在细胞水平:促进细胞_________、诱导_________等。
②在器官水平:影响器官的生长发育,如促进___ __发生,影响_________________等。
(3)作用实质:生长素与生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导_______________,从而产生效应。
传达信息
伸长生长
细胞分化
侧根和不定根
花、叶和果实发育
特定基因的表达
知识点4:生长素的作用
知识点5:生长素的作用特点
AB段表示:______________________________________
BC段表示:______________________________________
C点表示:_______________________________________
B点表示________________________________________
CD段表示:______________________________________
E、F两点:_____________________________________
随生长素浓度升高,对茎生长的促进作用加强。
随生长素浓度升高,对茎生长的促进作用减弱。
促进生长的浓度的“阈值”
促进茎生长的最适浓度
随生长素浓度升高,对茎生长的抑制作用加强
生长素浓度不同,但作用效果相同
生长素的作用特点1:在浓度较低时促进生长,在浓度较高时抑制生长。(两重性)
特别注意:
①抑制或促进均是相对于空白对照组(自然状况下)而言的。
②抑制生长≠不生长,只是比对照组的生长状况差。
知识点5:生长素的作用特点
作用特点2:不同器官对生长素的敏感度不同。
根、芽、茎敏感程度为: 。
根>芽>茎
对生长素的敏感程度: 幼嫩细胞>成熟细胞
作用特点3:不同成熟度的细胞对生长素的敏感度不同。
作用特点4:不同种类的植物对生长素的敏感度不同。
对生长素的敏感程度: 双子叶植物>单子叶植物
①解除方法:_____________。
②应用:适时摘除顶芽,解除顶端优势,以促进_____________。
摘除顶芽
侧芽发育
保留顶芽
实例1:顶端优势。
生长素浓度低,促进生长
生长素浓度高,发育受到抑制
顶芽
侧芽
运输方向
A
B
C
D
顶芽
第一侧芽
第二侧芽
第三侧芽
A
B
C
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
0
促进生长
抑制生长
c/mol·L-1
D
请思考比较A、B、C、D生长素浓度的大小
B>C>D>A
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。
实例1:顶端优势。
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植物的向地性与背地性
根的向地性体现了低浓度促进生长,高浓度抑制生长,即体现了两重性。
茎的背地性只体现了促进作用,没有体现高浓度抑制,因此未体现两重性。
根的向地性与茎的背地性都能体现生长素作用的两重性吗?
实例2:根的向地性和茎的背地性。
C
D
A
B
部位 根部 茎部
C D A B
生长素浓度
生长速度
生长素敏感程度
弯曲方向 向地生长 背地生长
低
低
高
高
快
慢
慢
快
敏感
不敏感
现 象 是否体现生长素作用特点
(低促进、高抑制) 生长素的作用
顶端优势
根的向地性
茎的背地性
植物的向光性
是
是
否
否
顶芽:低,促进
侧芽:高,抑制
远地侧:低,促进
近地侧:高,抑制
背光侧:高,促进强
向光侧:低,促进弱
近地侧:高,促进强
远地侧:低,促进弱
【易错提醒】是否体现生长素的两重性
核心突破
植物弯曲生长方向的判断
类别 处理条件 实验结果
遮盖类 ①直立生长;
②向光弯曲生长
暗箱类 ①直立生长;
②向光(小孔)弯曲生长
分隔类 ①向右弯曲生长;
②直立生长;
③向光弯曲生长;
④向光弯曲生长
类别 处理条件 实验结果
移植类 ①直立生长;
②向左弯曲生长;
③④中IAA的含量:a=b+c,b>c;
⑤向右弯曲生长
旋转类 ①直立生长;
②向光弯曲生长;
③向小孔弯曲生长;
④茎向心生长,根离心生长
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