内容正文:
第六章 稳态与调节
植物生命活动的调节
[第一讲:植物生长素及其生理作用]
课标要求:
1.概述植物生长素的发现和作用。
2.概述植物向光性的原因。
考点一:生长素的发现
1.达尔文的实验
对比①和②,实验结论是:
对比③和④,实验结论是:
实验总结论:
胚芽鞘生长和向光弯曲与尖端有关
胚芽鞘接受光刺激的部位为尖端
在单侧光照射下,尖端产生的某种影响传递到下部伸长区时,造成背光侧比向光侧生长快。
2
考点一:生长素的发现
2.詹森和拜尔的实验
詹森的实验
拜尔的实验
推论:
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
推论:
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造成的
考点一:生长素的发现
3.温特的实验
实验组
对照组
目的:
排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响
琼脂块是否接触过尖端
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质,这种化学物质在尖端下部分布不均,导致弯曲生长。温特将其命名为生长素。
自变量:
因变量:
结 论:
分析: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的原因是?
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。
4. 1934年,科学家首先从人尿中分离出了与生长素作用相同的化学物质-吲哚乙酸( IAA )。在植物体内含量极少。
5. 1946年从植物体中分离到了生长素,并确认它就是IAA 。
具有生长素效应的物质还有:吲哚丁酸(IBA)、苯乙酸(PAA)等
生长素的化学本质是有机酸。
考点一:生长素的发现
人体内缺乏分解生长素的酶
生长素的化学本质是吲哚乙酸等有机酸,生长激素的化学本质是蛋白质
考点一:生长素的发现
归纳提炼:生长素发现实验的5个结论
生长素产生的部位:
生长素作用部位:
感光的部位:
弯曲的部位:
弯曲生长的原因:
胚芽鞘的尖端
胚芽鞘的尖端
尖端以下的部位
尖端以下的部位
生长素分布不均匀
有光无光都产生生长素,光照强弱不影响生长素产生的量
单侧光引起生长素分布不均匀
考点一:生长素的发现
植物向光性的原因-归纳
单侧光照射后导致生长素在胚芽鞘背光侧比向光侧分布多,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。
①外因:
②内因:
单侧光照射
生长素的分布不均匀
课本
P92
考点一:生长素的发现
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。 大本P244
实验探究:设计实验验证解释2、3
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。
类型 图示 生长 类型 图示 生长
遮盖类 暗箱类
插入类 移植类
旋转类 横置类
不同处理条件下植物向性运动的结果分析 大本P245
①直立生长;
②向光生长
①向右侧生长;
②直立生长;
③向光生长;
④向光生长
①直立生长;
②向光生长;
③向小孔生长;
④茎向心生长,
根离心生长
①②中 IAA 含量及
作用:①:a=b、c=d,都促进水平生长;②:a<b、c<d,a、c、d 促进生长,b 抑制生长
①直立生长;
②向光(小孔)生长
①直立生长;
②向左侧生长;
③④中 IAA 的含量:a=b+c,且 b>c
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
叶
种子
胚芽鞘
上端
下端
输导
组织
生长旺盛
考点二:生长素的合成、运输与分布
色氨酸
主动运输
考点二:生长素的合成、运输与分布
植物激素
比较项目 植物激素 动物激素
不
同
点 产生部位
作用部位
运输途径
化学本质
相
同
点
种类多;微量和高效;仅起调节作用(信息分子),
既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用
无专门的分泌器官,由植物体
的一定部位产生
作用广泛
极性运输、非极性运输和
横向运输
有机小分子
由专门的内分泌器官
(或细胞)产生
作用于特定的靶器官、靶细胞
通过体液运输
蛋白质类、脂质类、
氨基酸衍生物类
考点三:生长素的生理作用及特性
1. 作用方式
给细胞传达信息,起着调节细胞生命活动的作用。
细胞
器官
生长素
促进细胞伸长
诱导细胞分化
生长发育
受体
基因表达
2. 生理作用
考点三:生长素的生理作用及特性
C
高尔基体
细胞核
生长素
转录
因子
转录
翻译
促细胞
生长蛋白
H+
质子泵
生长素与生长素受体特异性结合
诱导特定基因的表达
一系列信号转导
产生效应
激活
Ca2+
内质网
基因活化学说
三磷酸肌醇
生长素受体
C
高尔基体
液泡
细胞核
生长素
转录
翻译
添加细胞
壁成分
H+
质子泵
内质网
酸生长理论
Ca2+
生长素受体
H+
考点三:生长素的生理作用及特性
考点三:生长素的生理作用及特性
3. 曲线分析
B点表示:
C点表示是:
BC段表示:
CD段表示:
E、F点表示:
促进根生长的最适浓度
仍是促进,但逐渐减弱
抑制作用,逐渐增强
既不促进也不抑制
浓度不同,但促进作用效果相同
图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的?抑制作用是不是不生长?
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。
总结:不同浓度生长素的生理作用不同,表现为:低浓度促进,高浓度抑制
相关曲线 曲线含义
表示不同器官对生长素的敏感程度不同,其大小依次为根>芽>茎
表示不同植物对生长素的敏感程度不同,双子叶植物比单子叶植物敏感
考点三:生长素的生理作用及特性
3. 曲线分析
应用:顶端优势
根的向地性和茎的背地性
应用:除单子叶田地的双子叶杂草
考点三:生长素的生理作用及特性
4. 实例分析 - 顶端优势
生长素少
生长素多
极性运输
【思考】为什么很多植物呈宝塔型?
距离顶芽越近,侧芽受抑制越强。
植物顶芽优先生长,侧芽生长受抑制的现象。
原因: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。
考点三:生长素的生理作用及特性
a. 解除顶端优势
顶端优势的应用:
可以增产,调节植株形态等
如: 棉花摘心、果树整枝、园艺修剪、移栽促进根系发育。
若要获得个体较大的果实,要适当减少侧枝的数量。
b. 维持顶端优势
可以增产。
如: 树木成材。
自然界的植株呈宝塔形,可以充分利用阳光。
4. 实例分析 - 顶端优势
①根部生长素浓度C__ D;C点生长素效应:_______;D点生长素效应:_______;生长速度C__ D
>
问题探究:为什么植物根向地生长,茎背地生长呢?
C
D
A
B
根向地性
抑制生长
促进生长
>
②茎部生长素浓度A__ B;A点生长素效应:_______;B点生长素效应:______;生长速度A__ B
>
促进生长
促进生长
>
茎背地性
考点三:生长素的生理作用及特性
4. 实例分析 - 重力
考点三:生长素的生理作用及特性
4. 实例分析 - 重力
已有研究表明,植物的根是靠根冠中的细胞感受重力,从而引起根的向地生长。请设计实验验证“植物根向地性的感受部位在根冠”
自变量:
是否有根冠
因变量:
根是否出现向地生长
可切除根冠/硝酸银灼烧根冠
观察指标:玉米根尖是否向下弯曲生长
[减法原理]
考点三:生长素的生理作用及特性
4. 实例分析 - 重力
1.取10颗大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同种玉米粒,随机分成数量相同的 组;
2. ,分别放在两个含有湿棉花的培养皿中;
3.置于条件相同且适宜的暗室中培养一段时间。
4.观测 并记录。
实验思路:
重力信号
根、茎中感受重力的物质和细胞
运输生长素的信号
生长素分布不均匀
淀粉-平衡石假说
平衡石细胞
考点三:生长素的生理作用及特性
4. 实例分析 - 重力
考点三:生长素的生理作用及特性
4. 实例分析 - 重力
引起一系列信号分子改变[如运输生长素的信号]。
导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布
重力方向改变
[重力信号]
平衡石细胞中“淀粉体”沿着重力方向沉降
对植物生长产生影响
考点三:生长素的生理作用及特性
实验设计:植物向光和重力综合 大本P256
①若A、B中幼苗都向上弯曲生长,只是B向上弯曲程度大,则说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。
②若A中幼苗向下弯曲生长,B中幼苗向上弯曲生长,则说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。
③若B中幼苗向上弯曲生长,A中幼苗水平生长,则说明单侧光与重力对生长素分布的影响相同。
考点三:生长素的生理作用及特性
4. 实例分析 - 除草剂
敏感程度: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
除草剂2,4-D
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