内容正文:
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
1
01
目录 /CONTENTS
02
生长素的发现过程
生长素的合成、运输与分布
免疫缺陷病
03
生长素的生理作用
2
01
生长素的发现
阅读第5章首页,找出提高黄瓜雌花比例的方式是:
花芽分化期喷洒适宜浓度的乙烯利(能释放乙烯)
阅读P90-91,回答:
1.向光性是指?
2.胚芽鞘指的是?它的作用是?
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。
单侧光、向光生长
对照 自变量 因变量 结论
①②
③④
有无尖端
遮光部位
是否生长
是否弯曲
弯曲生长与尖端有关
感光部位是尖端
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,就向下面的伸长区传递某种“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。
01
生长素的发现
阅读P90-91,回答:
3. 达尔文实验的自变量、因变量、对照关系、结论是?
金丝雀虉草
胚芽鞘
4
【拓展】感光部位在尖端,那么生长并弯曲的部位在哪里?
胚芽鞘生长并弯曲的部位是_________________
01
生长素的发现
尖端下面一段
阅读P91,回答:
4.鲍森·詹森及拜尔的实验过程及结论
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
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。
①拜尔为什么要选择黑暗的环境?
②没有光的刺激,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胚芽鞘弯曲生长。
实验组
对照组
胚芽鞘弯曲生长确实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。
设置对照组的目的是:
由温特的实验结论可以推测单侧光的作用可能是
排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响
改变生长素的分布,使生长素在背光侧分布的多
01
生长素的发现
阅读P91-92,回答:
5.温特的实验过程及结论
朝对侧弯曲生长
胚芽鞘系列实验的重要结论
①生长素的产生部位:____________;感光部位:____________。
②生长素的产生是否需要光___。
③生长素发挥作用的部位(即生长部位):_______________________。
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
不需要
胚芽鞘尖端下部的伸长区
阅读P92,回答:
6.生长素的化学本质有:
7.植物向光性的原因是:
8.植物激素的概念:
IAA、IBA、PPA等
单侧光→背光侧生长素含量多于向光侧→背光侧生长快于向光侧→向光弯曲
植物体内产生、从产生部位运送到作用部位、有显著影响、微量、有机物
S z L w h
实验探究:关于植物向光性生长的解释,请设计实验验证
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c>a=b>d。
若解释2正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为c=a=b>d。
若解释3正确,则a~d四个琼脂块中生长素的含量关系为a=b=c=d。
比较生长素含量
植物向光性的原因探究
S z L w h
某研究性课题小组的同学设计了如下实验,以探究单侧光使苗尖端的生长素转移了,还是将生长素分解了。
某同学研究植物向光性的原因时,进行了如图所示的实验,你从实验中获得的结论是 __ _____。
理由是________________________
单侧光引起生长素从向光侧移向背光侧
图乙向光侧的生长素若被光分解,则植物将弯向光源生长
植物向光性的原因探究
S z L w h
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
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
比较植物激素和动物激素
S z L w h
P80T1.(2024·盐城田家炳中学高二期中)如图表示生长素发现过程中的部分关键实验,下列分析错误的是
A.达尔文实验的自变量是遮光部位
B.若将实验③中的琼脂块换成云母片,实验现象不变
C.温特的实验证明了尖端产生促进生长的某种物质,并将其命名为生长素
D.拜尔的实验需在黑暗下完成,排除光照对生长素分布的影响
B
落实思维方法
P80T2.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运输,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,又有向光侧生长素被分解
D.若e=f,且丁向光弯曲生长,则说明植物向光生长还可能与其他物质有关
B
c=d、e<f
e<f
a>b、c<d、c>e
e既转移又分解
02
生长素的合成、运输与分布
阅读P93,填图:
形态学上端
形态学下端
形态学上端
极性运输
非极性运输
横向运输
主动运输
成熟组织中,通过输导组织进行非极性运输。
由于单侧光、重力等因素,发生在根尖、茎尖等细胞分裂特别旺盛的部位。
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,
只能从形态学上端到形态学下端
合成
分布
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
原料:
主要部位:
色氨酸
运输
方向:
方式:
各器官中都有分布,相对集中分布在生长旺盛的部位如:胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
单侧光
拓展:横向运输影响因素
注意:
① 单侧光、重力、离心力只影响生长素的分布,不影响生长素的合成。
② 受到以上刺激时,生长素在尖端既进行横向运输,又进行极性运输。
重 力
S z L w h
研究生长素极性运输的经典实验是所谓的“供体—受体琼脂块”方法,现利用如图处理方法做实验。
1.检测4个实验受体琼脂块,其中含有生长素的是 。
①④
2.为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输,一位同学设计了实验①,过一段时间,发现下端的受体琼脂块逐渐有了生长素。作为其对照组,最合适的是 。
②
自变量:
因变量:
胚芽鞘方向
受体是否含有生长素
(教材P95)
关键无关变量:
重力
探究——如何证明极性运输的存在?
S z L w h
3.有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点。最适合判断该观点是否正确的一组对照实验是 ,实验结果为
,则该观点正确。
①④
两组实验的受体琼脂块都有生长素,且含量相等
自变量:
因变量:
重力影响
受体是否含有生长素
研究生长素极性运输的经典实验是所谓的“供体—受体琼脂块”方法,现利用如图处理方法做实验。
S z L w h
C
A.本实验胚芽鞘弯曲角度与琼脂块中生长素含量呈正相关
B.该实验中丙、丁两组是实验组,甲、乙两组为对照组
C.该实验证明了单侧光能在有光的一面诱导生长素在光下发生分解
D.单侧光可以引起胚芽鞘中的生长素向背光侧转移
【例1】为探究玉米胚芽鞘向光弯曲的原因是单侧光照射下向光侧生长素分解还是生长素向背光侧转移,科研工作者做了如下实验。下列叙述与该实验过程或结果<zzd>不符</zzd>的是( )
P81T1.下列与生长素的合成、运输和分布相关的叙述,正确的是
A.生长素只能在芽、幼嫩的叶和发育的种子中产生
B.生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的
C.生长素在植物体内只能进行极性运输
D.生长素在植物体各器官中都有分布
落实思维方法
D
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。
03
生长素的生理作用
生长素受体
阅读P93,回答:
1.生长素的生理作用是?
2.生长素的作用方式是?
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
向光侧
背光侧
生长素
【例2】研究表明,生长素在幼嫩的部位能进行极性运输,其运输机制如图所示。生长素在酸性环境中羟基不易解离,主要呈较亲脂的非解离型(IAAH),在细胞质基质(pH=7)中的大部分IAA呈阴离子型(IAA-),且IAA-比IAAH较难透过质膜。细胞基部的质膜上有专一的
生长素输出载体,它们集中在细胞基部,可促使
IAA-被动地流到细胞壁,继而进入下一个细胞。
请回答下列问题:
(1)生长素的主要合成部位是 ,在这些部位, 经过一系列反应可转变成生长素。
(2)IAAH通过细胞膜进入细胞质的运输方式为 ,理由是 (答出两点)。
IAA-运出细胞的运输方式为 。
(3)据图可知生长素能通过主动运输的方式从形态学上端向下端运输,这与 和 有关。
芽、幼嫩的叶
和发育中的种子
色氨酸
自由扩散
IAAH较亲脂,且IAAH进入细胞质不需转运蛋白的协助
协助扩散
质子泵建立的H+浓度梯度
生长素输出载体集中分布在细胞基部
【例3】下图是生长素(IAA)促进植物细胞伸长的作用机理之一。根据图中信息回答下列问题:
(1)IAA主要的合成部位是 。
在成熟组织中,IAA可以通过输
导组织进行 运输。由图中
过程可知,与IAA结合的受体
有 。
(2)图中H+-ATP酶合成并运到细
胞膜上发挥作用,除需要线粒体
供能外,还需要 (填细胞器)直接参与。
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
非极性
生长素受体-抑制剂复合体和APB1
核糖体、内质网和高尔基体
【例3】下图是生长素(IAA)促进植物细胞伸长的作用机理之一。根据图中信息回答下列问题:
(3)据图可知,在IAA作用下H+跨膜运入细胞壁的方式为 。实验发现IAA溶液和酸性溶液都能使细胞壁松弛,细胞吸水,促进植物细胞的伸长,且IAA促使H+分泌速率和细胞伸长速率一致。据此,IAA促进细胞伸长的机制很可能为 。
主动运输
H+主动运输至细胞壁,
诱导细胞壁酸化,松弛,
细胞吸水,导致细胞伸长
P94如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果,据图分析:
A
B
C
D
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F`
F
生长素浓度升高,对根生长的促进作用加强
促进根生长的最适浓度
生长素浓度升高,对根生长的促进作用减弱
①曲线AB段表示:
②B点表示的生长素浓度是:
③BC段表示:
既不促进也不抑制
④C点表示的生长素浓度对根的生长作用是
⑤CD段表示:
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强
03
生长素的生理作用
23
A
B
C
D
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F`
F
⑥从图中的F、F`点你可以得出什么结论?
不同生长素浓度,促进作用效果可以相同。
⑦以上曲线说明了什么?
生长素作用的两重性:
低浓度促进生长,高浓度抑制生长
03
生长素的生理作用
P94如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果,据图分析:
既能促进生长,也能抑制生长
既能促进发芽,也能抑制发芽
既能保花保果,也能疏花疏果
⑧图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的?抑制作用是不生长还是减缓生长?
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。
24
敏感性:
根 >芽 >茎
03
生长素的生理作用
幼嫩细胞
衰老细胞
幼嫩细胞>衰老细胞
P94如图为不同浓度生长素对不同器官细胞及不同植物的作用结果,据图分析:
双子叶植物>单子叶植物
应用:
在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物,除去双子叶杂草
植物的顶芽优先生长,而侧芽生长受到抑制的现象。
原因:
顶芽产生的生长素向下运输,大量积累在侧芽, 从而抑制侧芽的生长。
实例1:顶端优势
03
生长素的生理作用
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。
阅读P94,列举体现生长素作用两重性的现象:
(1)这些侧芽的生长素浓度从高到低依次是 ;这些侧芽发育成枝的顺序依次为 ;
原因是: 处产生的生长素,以___________方式运输,并积累于 处。
(2)如果剪去顶芽,则 芽将首先发育成枝条,原因是 。
此时 芽处的生长素浓度最高。
A> B > C > D
D、C、B、A
顶芽
侧芽
主动运输
A
A处生长素浓度降低,顶端优势被解除
B
(3)上述现象称_________,它体现了生长素作用的_________(特性)。这种特性是指 。
顶端优势
两重性
如右图所示的白杨树的主干上端,A、B、C、D分别为生长正常的侧芽,请分析:
低浓度促进生长,高浓度抑制生长
03
生长素的生理作用
03
生长素的生理作用
远地侧
近地侧
生长素的浓度:
生长素的作用:
(促进/抑制)
A B、C D
A B
C D
<
促进
促进
<
促进
抑制
实例2:根的向地性
P83T3.(2024·河北,9)水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
B
落实思维方法
P84T4.某同学设计了如图1所示的实验来探究单侧光和重力对植物生长的影响,生长素浓度与植物生长的关系如图2所示。下列相关叙述错误的是
A.若探究重力和单侧光哪个对植物的向性运动影响更大,需分析图1中a和b的实验结果
B.若要验证植物具有向光弯曲生长的特性,分析图1中c和d的实验结果即可
C.若图1 d装置中茎的背光侧生长素的浓度为2m,则向光侧生长素浓度可能大于m小于g
D.若图1 a装置中茎的近地侧生长素浓度为2m,则远地侧生长素浓度可能大于0小于m
C
浓度小且生长慢
(0,m)
浓度小且生长慢
【例4】
①该图有没有体现出生长素的两重性?
②若某植物幼苗已表现出向光性,且测得其
向光面的生长素浓度为m,则其背光面生长
素浓度范围是_______
③若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性,且测得其茎的近地侧生长素浓度为M,则茎的远地侧生长素浓度范围应为________
④除草剂灭草是使杂草的生长素浓度范围为_______
⑤若某植物顶芽的生长素浓度为g,产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度范围为_______
没有
(m, M)
(0, m)
大于i
大于i
比较浓度和作用效果
不同处理条件下的植物的向性运动结果分析
类别 图解 相关结果
遮盖法
暗箱法
插入法
①直立生长;
②向光弯曲生长
①直立生长;
②向光/小孔弯曲生长
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
S z L w h
类别 图解 相关结果
移植法
旋转法
横置法
a=b+c,b>c
①直立生长;
②向对侧弯曲生长
③④中IAA的含量:
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
①a=b、c=d,水平生长;
②a<b,c<d,a、c、d促进生长,b抑制生长
生长素含量及生长情况
不同处理条件下的植物的向性运动结果分析
S z L w h
【例5】下面是有关燕麦实验的示意图,图中所示燕麦胚芽鞘的某些部位纵向插入了云母片。请分析图中a至f的琼脂块中,生长素含量:
e=f
【例6】用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如图所示实验,且②~⑧均给予单侧光照,一段时间后,会发生弯曲的是( )
②⑤⑧
盆转
盒转
a<b
c=d
【例7】将一玉米幼苗固定在支架上,支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内。从下图所示状态开始,光源随暗室同步缓慢匀速旋转,几天后停止于起始位置。此时,幼苗的生长情况是 ( )
根水平生长,茎向光弯曲
【真题】(2025·河南)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是( )
A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面
B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响
C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长
D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲
A
【练习与应用】
一、×√×AA
二、1.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。
2.因为人尿中含有微量的生长素,将黄泥反复浸到尿液中再晒干,黄泥就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条,就能利用其中的生长素促进枝条生根。
37
Lavf58.20.100
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