5.1 植物生长素课件-2026-2027学年高二生物上学期人教版选择性必修1

该高中生物学课件围绕生长素的发现、向光性、合成运输分布及生理作用展开，通过视频展示种子不同光照下的生长规律，结合思考问题引导观察向光性现象，衔接向性运动概念，再按科学家实验历程构建从现象到本质的学习支架。 其亮点是以科学史为主线，融合科学思维与探究实践，通过达尔文等科学家的实验设计与结论推导，体现“观察-假设-验证-结论”的研究方法，结合顶端优势、根的向地性等实例，帮助学生形成生命观念，既培养逻辑推理能力，又便于教师开展课堂互动，提升教学效率。

视频中是种子在生长过程中给予不同方向的光照其生长规律。 1. 图中植株的生长方向有什么特点？ 弯向光生长。 2. 植株对这种刺激的反应有什么适应意义？ 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。 思考 3. 这种生长方向的改变，是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分？ 植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。 问题探讨 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。 植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动 向性运动： 举例：植物幼苗的向光性生长 根的向重力性生长 根的向水性生长 根的向肥性生长 问题探讨 1.达尔文和他儿子的实验（19世纪末） (1)实验材料: 一. 生长素的发现过程 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。种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，，保护胚芽出土时不受损伤。 胚芽 胚芽鞘 金丝雀虉草(一种禾本科植物)的胚芽鞘 1.生长素的发现过程 ①单侧光照射 ②去掉胚芽鞘尖端 ③用锡箔罩把尖端罩上 ④用锡箔罩罩上尖端下面的一段 (2)实验过程及结果 ①对照 ②去掉尖端 ③尖端加锡箔罩子 ④尖端下面加锡箔罩子 5 好词句www.haociju.com 好词句www.haociju.com ①单侧光照射 ②去掉胚芽鞘尖端 ③用锡箔罩把尖端罩上 ④用锡箔罩罩上尖端下面的一段 向光弯曲生长 不生长不弯曲 直立生长 向光弯曲生长 (2)实验过程及结果 【拓展】感光部位在尖端，那么伸长部位在哪里？ 胚芽鞘生长并弯曲的部位是_________________ 尖端下面的伸长区 达 尔 文 向光生长与胚芽鞘 有关 感光部位在胚芽鞘 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 胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响” 尖端 尖端 单侧光引发植物向光生长 （3）实验结论： 1.生长素的发现过程 2. 鲍森·詹森的实验（1913） 实验结论： 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 因为可以透过琼脂片向下传递，所以是一种化学物质。 多糖，易熔，具凝固性、吸附性，物质可在琼脂中扩散而性质不变。 琼脂： 1.生长素的发现过程 【思考】如果把该实验的琼脂片换成不能透过物质的云母片，其他条件不变，实验结果会是怎样的？ 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。 黑暗条件 黑暗条件 3.拜尔实验(1918年) 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。 实验结论： 12 黑暗条件 黑暗条件 【思考】拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 【思考】没有了光的刺激，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了胚芽鞘的弯曲生长。 【注意】拜尔首次将实验放置于黑暗中进行，说明单侧光不是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而“影响”的分布不均匀才是根本原因。 13 4.温特实验(1926年) 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。 实验结论： 实验组 对照组 1934年，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。 吲哚乙酸(IAA) 吲哚丁酸(IBA) 5. 生长素的化学本质——吲哚乙酸(IAA)等 吲哚丁酸（IBA） 苯乙酸（PAA） 15 【总结】生长素的发现过程 温特实验: 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。 达尔文实验 尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响” 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。 詹森实验: 胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂块传递给下部。 拜尔实验: 尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成胚芽鞘的弯曲生长。 先后从尿液和高等植物中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸 进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA) 生物科学研究的一般方法 观察发现问题 分析作出假设 设计实验验证 得出结论 每一位科学家所取的进展 可能只是一小步 众多的一小步 终将汇成科学前进的一大步 实验中要遵循的重要原则是： ①对照原则 ②单一变量原则 四个“部位” 生长素产生的部位： 作用部位： 感光的部位： 弯曲的部位： 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 生长素的产生部位 生长素的作用部位 尖端 下端 感光部位 弯曲生长部位 【总结】生长素发现过程的重要结论 6.植物向光性的解释 单侧光照尖端 尖端的生长素分布不均 向光弯曲生长 尖端下部生长素分布不均 背光侧多 向光侧少 长得快 长得慢 单侧光照射 ①尖端的存在(感受光刺激) ②尖端产生生长素 ③生长素分布不均(背光面多向光面少)． 作用机理： 背光侧多 向光侧少 运输 运输 6.植物向光性的解释 外因： 内因： 相关信息：关于植物向光性生产的原因，目前还有争议。有些学者根据一些实验结果提出，植物向光性生长，是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。 单侧光 向光侧抑制生长的物质多 背光侧抑制生长的物质少 向光侧生长慢 背光侧生长快 向光生长 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，叫作植物激素（phytohormone）。 7. 植物激素 已知的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。 植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。 内生性 可移动性 微量高效性 1.生长素的发现过程 1. 植物激素与动物激素都称作“激素”， 二者有哪些相似之处？ 思考 二者都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运输到作用部位发挥作用且都具有微量、高效的特点。 2. 植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别？ 类别 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式 植物激素 动物激素 无特定的分泌器官 有特定的内分泌腺 一般是小分子物质 蛋白质、类固醇等 无明显的靶器官 靶器官、靶细胞 多样、复杂 随着体液运输 1.生长素的发现过程 1.生长素的合成 原料： 合成部位： 色氨酸(生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来) 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 二. 生长素的合成、运输与分布 转变 色氨酸 吲哚乙酸 2.生长素的合成、运输与分布 2. 生长素的分布 生长素在植物体各器官中都有分布，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） 2.生长素的合成、运输与分布 部位： 极性运输 方向： 方式： 非极性运输： 横向运输 部位： 原因： 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 只能从 运输到 。 主动运输 在成熟组织中，通过输导组织进行 形态学上端 形态学下端 根尖、茎尖、芽尖等生长素产生的部位 单侧光、重力等单一方向刺激 3. 生长素的运输 2.生长素的合成、运输与分布 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 ? 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(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。 实验前 实验后 根据实验设计及结果，此人得出以下结论： ①下端琼脂块的生长素来自上端的琼脂块 ②生长素的胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学的下端。 思维训练 探究——如何证明极性运输的存在？ 讨论 1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 不严密，没有考虑胚芽鞘倒过来放置时的情况。 实验前 实验后 2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？ 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。 4. 如何检测下端的琼脂块中是否接收到生长素？ 方案1: 将A琼脂块中的生长素用放射性同位素标记。一段时间后检测下端的琼脂块中是否含有放射性。 方案2: 将下端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，一段时间后观察胚芽鞘是否向对侧弯曲。 探究：单侧光使胚芽鞘尖端的生长素转移了，还是将生长素分解了？ 一、实验步骤：将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，放在琼脂切块上，分别放在黑暗中和单侧光下（见下图）。 二、实验结果：如下图 1.图a和图b说明了什么？ 2.图a和图c、图b和图d说明了什么？ 答：光并未影响生长素的合成、分解和生长素的向下运输 答：胚芽鞘被玻璃片分隔成两半，不影响生长素的合成、向下运输和琼脂块中生长素含量 3. 图e和图f说明了什么？ 答：在单侧光照射下，促使生长素向背光侧转移。 4.通过上述实验可得出什么结论？ 答：在单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧转移，而不是向光侧的生长素被分解。 5.如果单侧光使胚芽鞘尖端的生长素分解了，e组和f组会出现什么现象？ 答：e组和f组现象相同,胚芽鞘下方的琼脂块中，左侧为20单位，右侧小于20单位. 注意 （1）极性运输不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。 （2）极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载体蛋白。 （3）极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响。 （4）生长素的横向运输只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位，且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时，不发生生长素的横向运输。 （5）失重状态下，由于没有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的，植物会水平生长。 遮盖类（锡箔/暗箱） 胚芽鞘生长弯曲情况分析： 阻断类（云母片、玻璃片） 琼脂块类： A B A B C D D C 旋转类： ①花盆转 ②箱子转 ③整体转 方法归纳： 尖端下部是否生长 生长素来源 无 不生长（不弯曲） 有 生长 弯曲与否 生长素分布 均匀 不均匀 弯曲 直立 三. 生长素的生理作用 1.生长素的作用方式 生长素不起催化作用，不为细胞提供能量，而是给细胞传达信息，起调节作用。 基因表达 生长素 某种蛋白质（特异性受体） 引发一系列信号传导 特定基因的表达 产生效应 2.生长素的作用 （1）细胞水平： 促进细胞伸长 向光侧 背光侧 生长素 诱导细胞分化 （2）器官水平： 影响器官的生长和发育 影响花、叶和果实发育 促进侧根和不定根的发生 基础 果实 胚珠 种子 子房 产生生长素 传粉受精后 无子果实 不能发育 人工施加 生长素 (如：无子番茄、黄瓜、辣椒等) 无子西瓜培养方法一样吗？ 方法: 　　花蕾期去雄，套袋，雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素(类似物）。 原理: 胚珠 种子 产生生长素 果实 子房 思考·讨论: 植物生长的作用特点 下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用得到的结果 3. 生长素的作用特点 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 45 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？ 最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起促进作用效果相同。 ⑦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？ “促进”或“抑制”，是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。 在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。 结论： 46 “低浓度”是指分别 点对应的浓度。 “高浓度”和“低浓度”代表的意义是: “高浓度”是指分别 点对应的浓度, 大于A′、B′、C′ 小于A′、B′、C′ 根的低浓度 芽的低浓度 茎的低浓度 48 ①从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？ (敏感性一般看最适浓度就行，最适浓度越小越敏感) 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 对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？ ①不同浓度的生长素作用于同一器官上，所起的生理功效 。 规律是 ②同一浓度的生长素作用于不同器官上，所起的生理功效也 (如生长素的浓度为10－6 mol/L时，对根、芽、茎的作用分别是 、 、 )， 不同 在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。 不同 抑制 既不促进也不抑制 促进 生长素的作用特点: 4. 影响生长素生理作用的因素 (1)浓度 (2)器官 (3)成熟程度 (4)植物种类 (1)浓度: 一般情况下，生长素在 时促进生长，在 时抑制生长，甚至会杀死植物。 浓度较低 浓度过高 (3)成熟程度: 一般来说幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝。 (4)植物种类: 不同种类植物对生长素的敏感度不同。 双子叶植物比单子叶植物 。 敏感 应用: 用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农作物里的双子叶杂草, 同时促进单子叶植物的生长。 (2)器官: 根、芽、茎敏感程度为: 。 不同器官对生长素的敏感度不同。 根＞芽＞茎 5.植物生长素作用特点的实例分析 (1) 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。 ②顶端优势的原理: 顶芽 侧芽 (生长素) (生长素) 极性运输 — 少 — 促进 — 多 — 抑制 顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。 顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。 甲 乙 丙 不 丁 抑制解除 ③顶端优势的应用 a.解除顶端优势 去掉顶芽后，侧芽附近的生长素来源暂时受阻，浓度降低，于是抑制就被解除，侧芽萌动、加快生长。 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。 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。 ③顶端优势的应用 ① ⑤ ② ③ ④ 生长速度大小比较： ①>⑤>④>③>② ②>③>④>⑤>① 生长素浓度大小比较： 思考 提示： 生长素的分布受到重力的影响，会朝重力方向运输。 植株的根、茎中生长素的分布状况如何？根、茎中的大体趋势有差异吗？ 思考 (2)根的向地性 3.生长素的生理作用 植物根的向地性 根部： 生长素浓度：A B 生长速度： A B 茎部： 生长素浓度：C D 生长速度： C D ＞ ＞ ＞ A B C D ＞ ②根茎对生长素的敏感程度不同 解释: ①在重力作用下生长素分布不均匀 根的向地性，茎的背地性 根的负向光性 向光性 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 $