5.1 植物生长素 课件-2025-2026学年上学期高中生物选择性必修1

该高中生物学课件聚焦植物生长素，系统涵盖向光性现象、发现历程（达尔文至温特实验）、合成运输分布及生理作用，通过单侧光下植物弯曲生长现象导入，设问内因引发思考，搭建“现象→实验探究→结论→应用”学习支架，衔接前后知识逻辑。 其亮点在于以科学史为主线，用表格对比实验自变量、因变量及结论培养科学思维，通过思维训练（生长素运输方向实验改进）和探究实践（根的向地性分析）落实核心素养，助力学生提升探究能力，为教师提供系统实验教学案例，提升教学效率。

向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 1. 图中植株的生长方向有什么特点？ 弯向光源生长 2.可能是哪种因素刺激引发了这株植物的形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？ 单侧光；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。 如果说向光性现象的外因是单侧光的照射，那么发生向光弯曲的内因又应该是什么？ 生长素 植物激素 基因的选择性表达 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 19世纪末 1913年 1918年 1926年 1934-1946年 生长素的发现过程 （一）达尔文和他的儿子弗朗西斯·达尔文 1.该实验选择的实验材料是什么？有什么特点？ 2.根据图5-1分析达尔文父子设计的实验，哪些组可以形成对照实验？各对照实验的自变量是什么？通过对照，分别能得出什么结论？ 3.达尔文最后提出了怎样的猜想？ （一）达尔文和他的儿子弗朗西斯·达尔文 1.该实验选择的实验材料是什么？有什么特点？ 胚芽鞘 第一片叶 种子 金丝雀虉（yì）草(一种禾本科植物)的胚芽鞘 2.根据图5-1分析达尔文父子设计的实验，哪些组可以形成对照实验？各对照实验的自变量是什么？通过对照，分别能得出什么结论？ 组别 自变量 因变量 结论 ①② ①③ ①④ ③④ 有无尖端 尖端是否感光(有无遮光) 尖端下面一段是否感光 感受单侧光刺激的部位 (遮光部位) 胚芽鞘生长情况 (是否弯曲、是否生长) 向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关 向光性与尖端感受单侧光照射有关 向光性与尖端下面一段无关 感受单侧光引起向光性的是尖端 感光部位在尖端 3.达尔文最后提出了怎样的猜想？ （一）达尔文和他的儿子弗朗西斯·达尔文 单侧光 感光部位在尖端 弯曲生长的部位是尖端下部伸长区 疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？ 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。 胚芽鞘尖端是否真的产生了某种“影响”呢？ （二）鲍森·詹森的实验（1913） 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：是一种矿物质，由韵母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。 （二）鲍森·詹森的实验（1913） 琼脂片 弯向光源生长 云母片 不生长也不弯曲 尖端产生的影响能传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？ 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部 实验结论： 自变量：尖端的影响能否到达尖端下部 因变量：胚芽鞘是否弯曲生长 （三）拜尔的实验（1918） 拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 排除光的影响，控制变量 自变量： 因变量： 尖端放置的位置 胚芽鞘弯曲生长的方向 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布不均匀。 《植物的运动力》 推测1：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面伸长区传递某种“影响” 推测2：这种“影响”会造成背光面比向光面生长快 詹森的实验验证 拜尔的实验验证 詹森和拜尔的实验初步证明： 顶尖产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。 一、生长素的发现 （四）温特的实验（1926） 自变量： 因变量： 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 结论：胚芽鞘的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？ 排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响 在放置琼脂块前，要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中侵泡一段时间，原因是? 去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素，以去除生长素，排除内源激素对实验的干扰 1934，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，它们都属于生长素！ 吲哚乙酸（IAA） 吲哚丁酸（IBA） 一、生长素的发现 自变量及条件 实验结论 达尔文 鲍森.詹森 拜尔 温特 一、生长素的发现 有无尖端 尖端是否感光 尖端下面一段是否感光 遮光部位 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。 尖端的影响能否到达尖端下部 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部 尖端放置的位置 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。 琼脂块是否接触过尖端 胚芽鞘的弯曲生长确实由一种化学物质引起的。并把这种物质命名为生长素。 尖端 伸长区 感光部位 生长素的产生部位 弯曲生长部位 生长素的作用部位 注意：生长素的产生不需要光，光只是影响了生长素的分布。 植物向光性的原因 背光侧 向光侧 生长素多 生长素少 生长慢 生长快 (1)外因: (2)内因: 单侧光照射 生长素分布不均匀 产生部位 作用部位 有机物 除生长素外，还发现了 等。 来源 运输 含量 本质 由植物体内产生，能从 运送到 ，对植物生长发育有显著影响的微量_______，称植物激素。 2.概念: 1.植物激素种类: 赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯 植物激素作为 ，几乎参与 植物生长、发育过程中的所有生命活动。 3.植物激素作用: 信息分子 调节 植物激素 二、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： 。 ②生长素由 经过一系列反应转变而来。 色氨酸 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 生长素在植物各器官中__________，相对集中分布在___________的部位，如___________________的____________________、_________________等处。 都有分布 生长旺盛 分生组织、形成层 胚芽鞘、芽和根尖 发育中的种子和果实 2.生长素的分布 该过程不需要光 ①极性运输： 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 部位： 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根 方向： 形态学上端到形态学下端。 3.生长素的运输 主动运输 （幼嫩部位） （单向） ②非极性运输： 在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。 ①极性运输： 3.生长素的运输 主动运输 ②非极性运输： （成熟组织） 在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。 输导组织 ③横向运输： 由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。 胚芽鞘尖端产生生长素 单侧光 向光侧 背光侧 植物向光性的解释 植物向光性的解释 背光侧生长素多于向光侧 单侧光 向光侧 背光侧 横向运输 植物向光性的解释 背光侧生长素多于向光侧 单侧光 向光侧 背光侧 横向运输 极性运输 植物向光性的解释 背光侧生长素多于向光侧 单侧光 向光侧 背光侧 尖端下方生长 (1)外因： (2)内因： 单侧光照射 生长素横向运输导致的分布不均匀 生长慢 生长快 横向运输 极性运输 极性运输 教材P95 思维训练 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）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 含IAA的琼脂块（a） 实验前 实验后 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 空白琼脂块（a） 根据实验设计及结果，此人得出以下结论： （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。 1.如何检测下端琼脂块是否含有生长素？ 将琼脂块置于去尖端胚芽鞘一侧，观察胚芽鞘是否弯曲生长。 实验后 实验前 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 受体琼脂块(a) 教材P95 思维训练 胚芽鞘弯曲生长 2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 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。 3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 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。 对照组 胚芽鞘既不弯曲也不生长 实验组 对照组1 对照组2 对照组3 自变量1：枝条放置的方向（形态学上端的位置） 自变量2：带生长素的琼脂放置的位置 三、生长素的生理作用 细胞水平上： 器官水平上： 促进细胞伸长、分化等作用； 影响器官的生长、发育 促进侧根和不定根的发生 影响花、叶和果实的发育 基 础 给细胞传递信息，起调节作用。 1.作用： 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。 基因表达 生长素 生长素受体 2.作用机理： 基因的选择性表达 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 E 生长素浓度升高，对根生长的促进作用加强。 (1)AB段表示: 促进根生长的最适浓度。 (2)B点表示的生长素浓度是： 生长素浓度升高，对根生长的促进作用减弱。 (3)BC段表示： 3.作用特点 (4)C点表示: 既不促进也不抑制。 三、生长素的生理作用 (5)CD段表示： 随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。 如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析： 3.作用特点 三、生长素的生理作用 ①据图分析能否找到两个生长素浓度不同，但对根的促进效果相同的浓度点 最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起相同效果的促进作用，如（E、F）。 ②以上曲线说明了生长素的什么特性? 生长素作用的两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长 3.作用特点 三、生长素的生理作用 生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图 ①从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？ 10-10 10-8 10-4 ②三种器官对生长素的敏感性大小依次是: 根 ＞芽 ＞茎 幼嫩细胞＞衰老细胞 双子叶植物＞单子叶植物 利用高浓度的生长素类似物作除草剂，可除去双子叶植物中的单子叶杂草。 3.作用特点 ③不同浓度的生长素作用于同一器官上，所起的生理作用_____。 规律是: 。 不同 低浓度促进，高浓度抑制 ④同一浓度的生长素作用于不同器官上，所起的生理作用_____ (如生长素浓度为10-6 mol/L时，对根、芽、茎的作用分别是 _______、_________________、_______) 不同 抑制 既不促进也不抑制 促进 两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长 3.作用特点 三、生长素的生理作用 实例： ——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。 顶芽 侧芽 2 1 3 4 顶芽产生的生长素，逐渐向下运输，导致侧芽处生长素浓度较高，从而抑制侧芽的生长。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制。 ②解除顶端优势： 顶芽 侧芽 去顶 去掉顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长 两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长 3.作用特点 三、生长素的生理作用 实例： ——顶端优势 棉花打顶 修剪景观树木 ②解除顶端优势： 去掉顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长 两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长 3.作用特点 三、生长素的生理作用 实例： ——顶端优势 ②解除顶端优势： 去掉顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长 两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长 3.作用特点 三、生长素的生理作用 实例： ——顶端优势 ③维持顶端优势： 需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势 两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长 3.作用特点 三、生长素的生理作用 实例： ——根的向地性 为什么根总是向地生长？茎总是背地生长？ 根部： 生长素浓度：A B 生长速度： A B 结果： 茎部： 生长素浓度：C D 生长速度： C D 结果： ＞ ＞ ＞ A B C D ＞ 根向地生长 茎背地生长 促进 抑制 促进 促进 实例： ——根的向地性 重力作用——横向运输 分析下列不同情况下，胚芽鞘的生长状况： 类别 处理条件 实验结果 遮盖类   暗箱类   ①直立生长 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ②向光(小孔)弯曲生长 插入类   移植类   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 ①直立生长 ②向左弯曲生长 ③④琼脂块中IAA的含量： ⑤向右弯曲生长 a＝b＋c，b>c 旋转类   ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 ④向心生长 $