5.1植物生长素探案：向光性之谜课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

植物生长素——追寻“生命之影”的侦探 汇报人：高二4班 汇报时间：2025/11/25 选择性必修一第五章第一节 1 光影操纵案 （植物向光性） 案件启幕：向光疑云 追踪线索：重现科学发现之路 真凶档案：生长素“自白”（特性） 结案陈词：回顾与展望 真相大白：破解“向光性”的作案手法 案件延申：激素家族 2 案件启幕：向光疑云 01 3 神秘委托：绿色居民的“迷惑”行为 你认为可能是什么环境因素导致了这种现象？ 你观察到了他们有什么共同的迷惑行为？ 侦探任务单 1. 还原科学家的探案路径； 2. 指认‘关键先生’——生长素；3. 揭示其完整的作案手法。 请你为这个现象取一个科学的名字。 向光性： 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 4 02 追踪线索：重现科学发现之路 5 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 生长素的发现过程 实验材料 金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘 胚芽鞘 第一片叶 种子 单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫作胚芽鞘，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。 尖端 尖端下部 达尔文父子锁定嫌疑部位：尖端感受光信号 7 ②去掉尖端 ③锡箔罩在尖端 ④锡箔罩在尖端下部 实验过程： ①单侧光 有无尖端 因变量：胚芽鞘生长情况 尖端有无遮光 胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关 胚芽鞘的弯曲生长与尖端受单侧光刺激有关 感受单侧光刺激引起向光性的是尖端 胚芽鞘遮光部位 ①② 自变量： 结论： ①③ 自变量： 结论： ①④ 自变量： 结论： ③④ 自变量： 结论： 尖端下部有无遮光 胚芽鞘的弯曲生长与尖端下部受单侧光刺激无关 ①向光弯曲生长 ②不生长，也不弯曲 ③直立生长 ④向光弯曲生长 达尔文父子锁定嫌疑部位：尖端感受光信号 弯曲部位在哪？ 弯曲部位在尖端下端(伸长区) 生长素的发现过程 达尔文父子锁定嫌疑部位：尖端感受光信号 实验推论 实验表明：1.感光部位在胚芽鞘尖端。2.尖端受到单侧光刺激后，会向下传递某种“影响”，导致伸长区背光面生长快，从而使胚芽鞘向光弯曲。 进一步思考 这一“影响”究竟是什么？它为何能向下传递？这些问题为后续研究埋下了伏笔，也为生长素的发现奠定了基础。 A. 尖端是感受光刺激的 部位 B. 下部是感受光刺激的 部位 侦探推断 （二选一) A 胚芽鞘的尖端 向下传 递了 某种“影响” 9 云母片：材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。 鲍森．詹森确定了‘嫌疑手段’：化学物质传递 琼脂（海藻中提取的多糖，加水高温融化后可做成果冻样胶体）化学物质可在琼脂中扩散而性质不变。 琼脂片 结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 问题：詹森的实验严谨吗?如果不严谨，该如何改进？ 不生长不弯曲 缺少对照组，无法排除“琼脂片本身可能导致胚芽鞘生长”的情况。 改进：补充对照组，将琼脂片换成云母片，其他条件不变。 具有可透过性 生长素的发现过程 鲍森．詹森确定了‘嫌疑手段’：化学物质传递 实验意义 实验表明，这种“影响”是一种可溶性物质，而非物理压力。这一发现为后续研究提供了重要线索，进一步缩小了生长素的性质范围。 A. 尖端产生的是化学物质 B. 尖端产生的是物理信号 C. 光直接影响了生长 侦探推断（三选一） A 11 黑暗环境 右侧 左侧 (1918年)拜尔夜审：弯曲源于分布不均 ①自变量： 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 ③实验现象： ② 因变量： Q1：拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 排除光的影响，控制变量 生长素的发现过程 对照方式：相互对照 黑暗环境 右侧 左侧 ①自变量： 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 ③实验现象： ② 因变量： Q2：没有了光的刺激，为什么胚芽鞘 还会发生弯曲？ 尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长 (1918年)拜尔夜审：弯曲源于分布不均 生长素的发现过程 黑暗环境 右侧 左侧 ①自变量： 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 ③实验现象： ② 因变量： ④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。 生长素的发现过程 (1918年)拜尔夜审：弯曲源于分布不均 。 拜尔夜审分析‘作案手法’——（弯曲源于分布不均） 侦探推断（二选一） 实验条件的重要性 实验在黑暗中进行，排除了单侧光的直接作用，进一步证实了物质分布不均匀是弯曲生长的根本原因。这一实验为生长素的化学本质研究提供了关键证据。 A. 弯曲是因为尖端产生了更多物质 B. 弯曲是因为物质分布不均匀 B 15 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” 这种“影响”会造成背光面比向光面生长快 达尔文的推想 鲍森·詹森 拜尔 结论：尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部 结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀 这些实验初步证明：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分分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。 关键问题5：究竟是不是化学物质呢？如果是，是什么化学物质？ 生长素的发现过程 琼脂 胚芽鞘尖端产生的”影响”可转移到琼脂块中 未接触尖端的琼脂 实验组 对照组 琼脂块是否接触过尖端 自变量： 因变量： 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 实验结论: 胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。温特将其命名为生长素。 温特定案：命名生长素 生长素的发现过程 17 Q1：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。 Q2：实验的巧妙之处在哪？ 巧妙之处：用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。 Q3：在放置琼脂块前，要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中浸泡一段时间，原因是? 去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素，排除内源激素对实验的干扰。 生长素的发现过程 温特定案：命名生长素 18 侦探推断（二选一） 生长素的发现意义 A 生长素的发现不仅解释了植物向光性现象，还为植物激素的研究奠定了基础，推动了植物生理学的发展 A. 证明了是一种名为生长素的化学物质 B. 证明了是一种需要光才能产生的物质 温特最终确认了‘嫌疑人’的身份——生长素 19 逻辑链复盘：四步锁凶“生长素” 达尔文父子 锁定了‘嫌疑部位’（尖端）——感光部位 鲍森·詹森 确定了‘嫌疑手段’——（化学物质） 拜尔夜审 分析了‘作案手法’——（分布不均） 温特 最终确认了‘嫌疑人’的身份——生长素 20 嫌疑人档案：生长素的“自白” 03 21 真凶身份曝光：生长素的本质、合成、分布、运输 01 化学本质 我是生长素 我从哪里来？ 我要到哪里去？ 我要怎么去？ 02 合成部位 03 分布部位 04 运输路线： 22 。 真凶身份曝光：生长素的本质、合成、分布、运输 01 生长素的化学本质 档案一：1934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)。 档案二：1946年，从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是IAA。 档案三：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。 我是生长素 特点：生长素在植物体内含量极少，但作用显著。它是一种微量高效的植物激素。 23 真凶身份曝光：生长素的本质、合成、分布、运输 02 合成部位 生长素主要在芽、幼嫩的叶和发育中的种子中合成。这些部位的色氨酸经过一系列反应转化为生长素 我从哪里来？ 转变 色氨酸 该过程不需要光 吲哚乙酸IAA 24 真凶身份曝光：生长素的本质、合成、分布、运输 03 分布部位 我到哪里去？ 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：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） 25 真凶身份曝光：生长素的本质、合成、分布、运输 04 运输路线 我要怎么去？ 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 (1)极性运输： 主动运输 从____________运输到____________ ①发生位置： ②运输方式： ③运输方向： 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 形态学上端 幼嫩部位 形态学下端 (2)非极性运输： 通过 进行，且与其他有机物的运输没有区别。 输导组织 成熟组织 (3)横向运输： (1) 属于极性运输， 属于横向运输。(填序号) (2)_______导致生长素发生了横向运输。 ② ① 单侧光 26 真相大白——破解“向光性”的作案手法 04 27 要求：请在胚芽鞘轮廓图上标注生长素 的来源（尖端）、运输方向（极性向下和横向）、最终分布（背光侧浓度高于向光侧）。并用文字简述弯曲过程。 侦探任务： 绘制出‘植物向光性作案手法全流程图’。 28 解释植物向光性的原因 背光侧 向光侧 生长素多 生长素少 生长慢 生长快 生长素横向运输 外因：单侧光照射 内因：生长素分布不均匀 单侧光 胚芽鞘尖端 感受单侧光 产生生长素 极性运输 横向运输 生长素在尖端下面的伸长区分布不均匀 背光侧多 向光侧少 背光侧生长快于向光侧 向光弯曲生长 侦探任务： 。 真凶另有其人：向光性的另类解释 向光性的另类解释 关于植物向光性生长的原因，目前还有争议 抑制物 抑制物 30 结案陈词：回顾与展望 05 31 案卷延伸：激素家族 06 32 激素家族——植物激素档案笔记 定义 植物激素是由植物体内产生，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。 种 类 作 用 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 侦探任务：植物激素与动物激素都称作“激素”， 二者有哪些异同呢？请小侦探们下课后结合表格继续侦破。 生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等 33 比较植物激素与动物激素的异同 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 侦探任务： 比较植物激素与动物激素的异同 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 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 多样、复杂 随体液运输 无特定靶器官 靶器官、靶细胞 ①化学物质(信息分子)，起调节作用 ②从产生部位运到作用部位 ③微量高效 侦探任务： 回顾与展望 刺激 接受刺激 信息分子 生理效应 如背光侧细胞伸长生长快 如胚芽鞘顶端 产生部位 如生长素 如单侧光、重力、离心力 属于 调节 作用部位 运输 植物激素 (微量有机物) 属于 感应 响应 (性状改变) 下集预告：浓度谜题待解 生长素的两重性 生长素的作用并非简单，其浓度过高或过低都会对植物生长产生不同的影响。 下节课预告 下一节课我们将深入探讨生长素作用的两重性，揭示其在植物生长中的复杂机制。 37 练习与应用 一、概念检测 1. 基于对生长素的合成、分布、运输及生理作用的理解，判断下列表述是否正确。 （1）单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀（ ）（2）生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量（ ） 2.用不透水的云母片以不同方式分别插入三株燕麦幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分别从不同的方向给以光照（如图所示）。培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是 （ ） A.a不弯曲、b不弯曲、c向右弯曲 B.a向右弯曲、b不弯曲、c向右弯曲 C.a向右弯曲、b不弯曲、c向左弯曲 D.a向左弯曲、b不弯曲、c向左弯曲 × A √ 课堂小结 THANK YOU 感谢大家观看 汇报人：知白 汇报时间：2025/11/25 40 Lavf57.62.100 $