内容正文:
第5章 植物生命活动的调节
第2节 其他植物激素
教学目标
目标
01
02
03
举例说明植物激素之间存在复杂的相互作用,进一步深化稳态与平衡观。
举例说出赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的作用。
举例说明植物激素研究成果在生产上得到广泛应用,能够运用所学知识尝试解决生产生活问题。
2
教学目标
教学重点:
其他植物激素的种类和作用、植物激素间的相互作用。
教学难点:
植物激素间的相互作用。
重点关注:
植物激素的定义、种类和作用│植物激素间的相互作用
核心素养
1.列举其他植物激素,通过比较其他植物激素的种类和作用,理解并认识不同植物激素在不同生命活动中所起的作用,并能利用相关知识指导和分析生产中的实际问题渗透社会责任核心素养。
2.分析植物激素之间存在的相互作用,认同生物界的因果关系具有复杂性并能结合其作用分析实际问题,培养学生的生命观念。
温故知新
1.什么是植物激素?
2.生长素有哪些生理作用?作用特点是什么?
3.生长素的作用原理是怎样的?
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)。
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、发育。如促进侧根和不定根的发生,影响花、叶和果实发育等。
具有两重性
生长素
受体
基因表达
细胞
伸长分化
器官
生长发育
情境导入
现在市场上售卖的番茄娇艳光鲜煞是喜人,但吃起来与自然成熟的番茄相比口感相差甚远。产地采收的香蕉都是青色的,但经过处理在市场上我们买到的都是黄色香蕉。
为了能让水果提早上市,果农、菜农通过使用催熟剂进行了催熟。催熟剂为什么能起到催熟的作用呢?它的主要成分是什么呢?这些催熟剂对人体有什么影响吗?
一、其他植物激素的种类和作用
1.赤霉素的发现及作用
(1)发现
患恶苗病的水稻茎秆异常增长是由赤霉菌引起的;
恶苗病的病因不是赤霉菌,而是一种由赤霉菌分泌
的物质引起的;
这种物质是赤霉素(简称GA)。
【问题】到此为止,能确定赤霉素是植物激素吗?
资料:1958年,人们从红花菜豆未成熟的种子提纯了赤霉素GA1。后来又陆续发现了植物体内有多种赤霉素。
水稻恶苗病植株(左)与正常植株(右)
提示:到此为止,我们还不能确定赤霉素是植物激素,因为科学家们只是从赤霉菌的培养液中得到了这种化学物质,它从来没有在植物体内发现过。
一、其他植物激素的种类和作用
1.赤霉素的发现及作用
(2)合成部位
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
(3)生理作用
①促进细胞伸长,从而引起植株增高;
②促进细胞分裂与分化;
③促进种子萌发、开花和果实发育。
(4)运输
没有极性;根尖合成的赤霉素可以沿木质部向上运输,而嫩叶产生的赤霉素可以沿韧皮部向下运输。
一、其他植物激素的种类和作用
1.赤霉素的发现及作用
玉米正常植株
正常玉米
喷施GA
问题:给正常玉米植株添加赤霉素与未添加赤霉素的结果一样吗?
不能使正常植株茎秆显著伸长。
问题:赤霉素未使正常植株茎秆显著伸长。这是否推翻了前面的假设,说明它没有促进茎秆伸长的作用呢?
(5)如何用实验证明赤霉素能够促进茎秆伸长?
一、其他植物激素的种类和作用
1.赤霉素的发现及作用
玉米
正常植株
正常玉米
喷施GA
矮化
突变体
矮化突变体
喷施GA
【问题】能使矮化突变体伸长说明赤霉素有什么功能?
促进茎秆伸长
(5)如何用实验证明赤霉素能够促进茎秆伸长?
一、其他植物激素的种类和作用
1.赤霉素的发现及作用
【问题】为什么对正常植株施加赤霉素,植株没有显著伸长?
正常植株体内产生的赤霉素对促进茎秆伸长已是一个合适的浓度,额外添加赤霉素没有进一步的促进作用。
困惑1:根据生长素作用的“两重性”,既然内源激素是最适浓度,外源添加就应该抑制。
困惑2:为什么给水稻外加赤霉素水稻会长高呢?
不同激素作用特点不同,不同植物对激素的反应特点也不同,这正体现了生命的多样性。
一、其他植物激素的种类和作用
1.赤霉素的发现及作用
【问题】矮化突变体为什么矮化?与赤霉素有什么关系?
提示:造成矮化的原因可能是激素作用环节中任何一个的缺陷。
合成缺陷突变体:赤霉素含量低。
运输缺陷:赤霉素含量应该与正常植株相同。
不敏感突变体:赤霉素含量应该与正常植株相同,对外源激素无
响应。
实验已排除不敏感突变。可设计实验检测突变体赤霉素含量,区别前两种可能性。
一、其他植物激素的种类和作用
1.赤霉素的发现及作用
0
2
4
6
8
10
12
14
16
内源赤霉素含量(ng/gFW)
正常
矮化突变体
【问题】矮化突变体为什么矮化?与赤霉素有什么关系?
实验结果
实验结论:
该玉米突变体赤霉素合成量下降。
一、其他植物激素的种类和作用
2.其他植物激素的生理作用
激素名称 主要合成部位 生理作用
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
油菜素内酯
幼芽、幼根和未成熟的种子
①促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植株增高
②促进细胞分裂与分化
③促进种子萌发、开花和果实发育
一、其他植物激素的种类和作用
2.其他植物激素的生理作用
激素名称 主要合成部位 生理作用
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
油菜素内酯
幼芽、幼根和未成熟的种子
①促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植株增高
②促进细胞分裂与分化
③促进种子萌发、开花和果实发育
主要是根尖
①促进细胞分裂
②促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成
植物体
各个部位
① 促进果实成熟;
② 促进开花;
③ 促进叶、花、果实脱落
根冠、萎蔫的叶片等
③促进叶和果实的衰老和脱落
④维持种子休眠
②促进气孔关闭;
①抑制细胞分裂;
①能促进茎、叶细胞的扩展和分裂;②促进花粉管生长、种子的萌发等。
一、其他植物激素的种类和作用
讨论1:果实发育和果实成熟的区别?
发育:子房→果实,长大(小→大);
成熟:涩果→熟果,含糖量、口味等变化。
讨论2:拓展应用(P99):许多研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解。在自然界中存在这样一种现象,小麦,玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨,种子就容易在穗上发芽。
请尝试对此现象进行解释。(研究表明:脱落酸在高温条件下容易降解)
此时脱落酸含量高,抑制发芽
高温下脱落酸被降解,打破种子休眠
大雨为种子发芽提供适时的水份
必须有“生长素”
必须有“乙烯”
一、其他植物激素的种类和作用
讨论1:果实发育和果实成熟的区别?
发育:子房→果实,长大(小→大);
成熟:涩果→熟果,含糖量、口味等变化。
讨论2:拓展应用(P99):许多研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解。在自然界中存在这样一种现象,小麦,玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨,种子就容易在穗上发芽。
请尝试对此现象进行解释。(研究表明:脱落酸在高温条件下容易降解)
必须有“生长素”
必须有“乙烯”
提示:脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸,这些种子就不会和其他种子那样休眠了。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会不适时地萌发。
植物激素对植物
生长发育的调控
通过 调控
实现
细胞
分裂
细胞
伸长
细胞
分化
细胞死亡
植物激素在植物体内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。
二、植物激素间的相互作用
二、植物激素间的相互作用
依据课本P97图5-9提高的信息,分析、讨论以下问题。
思考与讨论
讨论1:赤霉素与生长素的主要生理作用有什么相似之处?又有哪些不同?
相同点:赤霉素和生长素都能起促进细胞伸长、诱导细胞分化,影
响花、果实发育等作用。
不同点:赤霉素有促进细胞分裂、促进种子萌发的作用,而生长素
没有。
资料:①豌豆幼苗实验
15
10
5
0
GA(mg/g)
不去
顶芽
去顶芽
去顶芽+IAA
资料:②GA对IAA水平的影响
赤霉素
生长素
色氨酸
氧化产物
促进
抑制
细胞伸长
合成
分解
生长素可促进赤霉素水平的提高
赤霉素可提高生长素的水平
二、植物激素间的相互作用
二、植物激素间的相互作用
讨论2:脱落酸与生长素、赤霉素、细胞分裂素的生理作用有什么不同?
思考与讨论
生命现象 脱落酸 其他植物激素 作用
叶、花、果实衰老和脱落 促进 生长素 抑制
细胞分裂 抑制 细胞分裂素 促进
种子萌发 抑制 赤霉素 促进
与另外几种植物激素生理作用不同的是,脱落酸往往表现出“抑制”作用。
在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,某种激素的含量会发生变化;同时,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育对环境的适应。
二、植物激素间的相互作用
1.激素间的协同作用
两种激素的作用效果相同、且一种激素对另一种激素有增效作用,称之为“协同作用”。
生长素
促进
促进
核分裂
质分裂
细胞分裂
协同
细胞分裂素
协同
细胞伸长
植物生长
细胞分裂:______________________________;
细胞伸长:________________;
果实发育:________________;
叶片、果实脱落:______________。
生长素、细胞分裂素、赤霉素
生长素、赤霉素
生长素、赤霉素
乙烯、脱落酸
二、植物激素间的相互作用
2.激素间的抗衡作用
作用 起促进作用的激素 起抑制作用的激素
细胞分裂 赤霉素、细胞分裂素 脱落酸
器官衰老 脱落酸 细胞分裂素
种子萌发 赤霉素 脱落酸
主要表现为一类植物激素的作用可以抵消另一类植物激素的作用。
二、植物激素间的相互作用
2.激素间的抗衡作用
①赤霉素_______种子萌发,脱落酸________种子萌发,所以种子是否萌发取决于赤霉素和脱落酸浓度之比,两者对种子萌发的作用是相反的。
②决定器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
黄瓜茎端的脱落酸与_________的比值较高,利于分化形成雌花;比值较低,利于分化形成雄花。
促进
抑制
赤霉素
二、植物激素间的相互作用
3.激素在代谢上的相互作用
生长素浓度低
促进
乙烯增多
抑制
细胞伸长生长
生长素浓度高
促进
抑制
高浓度生长素抑制生长很有可能是通过乙烯起作用的
决定植物器官生长、发育的,往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量。
从图中看,乙烯在果实发育过程中并不是一成不变,而是动态变化的。
分析:①在开花初期,乙烯含量较高,因为乙烯能够促进开花;
三、植物激素在不同发育阶段的动态
②授粉以后,乙烯仍保持较高水平,可以促进花瓣脱落;
③以后乙烯保持较低水平,在其他激素作用下,果实迅速发育膨大;
④在果实发育完成后,乙烯含量再增加,促进果实成熟。
分析:在开花后的30天内,生长素和细胞分裂素含量较高,并出现了峰值,有利于果实的生长膨大;后期,二者又处于低水平,有利于果实的成熟。
猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化
三、植物激素在不同发育阶段的动态
分析:开花30天后,生长素和细胞分裂素含量下降,赤霉素的含量增加,接力促进果实发育。
猕猴桃果实发育和成熟过程中激素的动态变化
脱落酸在开花初期较多,有利于花瓣脱落,花瓣脱落果实才能发育;后期脱落酸增加,有利于果实的衰老、成熟、脱落。
小 结
一、植物激素
1.概念
2.举例
3.作用
二、其它植物激素及其生理功能
1.乙烯 2.脱落酸
3.赤霉素 4.细胞分裂素
5.油菜素
三、植物激素共同调节
植物的生命活动
1.协同作用
2.拮抗作用
3.反馈作用
小 结
1.每种激素的含量都是动态变化的。
2. 植物体内多种激素之间具有复杂的相互关系,植物的生长发育往往取决于激素之间的比例关系,而不是某种激素的绝对含量。并且在调节过程中,不同激素的调节往往表现出一定顺序性。
1.(2022·全国甲)植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。喷施某种植物激素,能使某种作物的矮生突变体长高。关于该矮生突变体矮生的原因,下列推测合理的是( )
A.赤霉素合成途径受阻 B.赤霉素受体合成受阻
C.脱落酸合成途径受阻 D.脱落酸受体合成受阻
A
实战训练
实战训练
2.干旱胁迫导致植物根系吸水困难。为减少蒸腾失水,某植物激素分泌增多以促进叶片气孔关闭,该植物激素是( )
A.脱落酸 B.细胞分裂素 C.乙烯 D.赤霉素
A
实战训练
3.生长素和乙烯都在植物生命活动调节中起重要作用。以下相关叙述,正确的是 ( )
A.植物体内生长素含量会影响乙烯的合成
B.生长素促进植物生长,乙烯促进果实发育
C.生长素是植物自身合成的,乙烯是植物从环境中吸收的
D.生长素在植物体内广泛分布,乙烯只分布在成熟果实中
A
4.植物生命活动是多种激素共同调节的结果。下列叙述错误的是( )
A.植株的增高主要与脱落酸、赤霉素有关
B.用一定浓度的赤霉素溶液处理种子能促进种子萌发
C.生长素、赤霉素和细胞分裂素都与果实的发育有关
D.细胞分裂素能用于果实保鲜,乙烯能促进果实成熟
A
实战训练
5.苹果果实发育和成熟过程中,赤霉素、乙烯、细胞分裂素等激素变化情况如图所示,下列分析中合理的是( )
A.曲线a、b、c分别代表赤霉素、
细胞分裂素和乙烯
B.在果实生长发育的各阶段,生
长素都起主要作用
C.b在果实发育前两个阶段主要发
挥了促进细胞分裂、分化和伸长
的作用
D.苹果树的生长发育也是图中四种植物激素共同调节的结果
【解析】A.由激素的功能可判断,曲线a、b、c分别代表细胞分裂素、赤霉素、乙烯,A错误;
B.在果实生长发育过程的各阶段,多种植物激素共同协调发挥作用,但不同阶段起主要作用的激素不同,B错误;
实战训练
实战训练
4.苹果果实发育和成熟过程中,赤霉素、乙烯、细胞分裂素等激素变化情况如图所示,下列分析中合理的是( )
A.曲线a、b、c分别代表赤霉素、
细胞分裂素和乙烯
B.在果实生长发育的各阶段,生
长素都起主要作用
C.b在果实发育前两个阶段主要发
挥了促进细胞分裂、分化和伸长
的作用
D.苹果树的生长发育也是图中四种植物激素共同调节的结果
【解析】C.b(赤霉素)在果实发育前两个阶段即细胞分裂阶段和细胞伸长阶段含量均较高,故主要发挥了促进细胞分裂、分化和伸长的作用,C正确;
D.该图只能说明苹果果实的生长发育是图中四种植物激素共同调节的结果,但不能说明整个苹果树的生长发育是图中四种植物激素共同调节的结果,D错误。
√
实战训练
6. 赤霉素作用于植物细胞膜上的受体,可促进细胞伸长,从而引起植株增高。下列相关叙述错误的是( )
植物体合成赤霉素的部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
B. 除植物外,某些微生物也可以产生赤霉素
C. 赤霉素与脱落酸调节种子萌发起协同作用
D. 植物细胞膜上赤霉素受体的活性降低,会导致植株矮化
C
实战训练
7. 科学家进行探究植物激素对豌豆
植株侧芽影响的实验,结果如图。下
列分析错误的是( )
A.顶芽分泌的生长素对侧芽的生长有
抑制作用
B.赤霉素能解除顶芽对侧芽生长的抑制作用
C.细胞分裂素能解除顶芽对侧芽生长的抑制作用
D.侧芽生长速度不同是因为侧芽内生长素浓度不同
B
拓展应用
1.在自然界存在这样一种现象:小麦、玉米在即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热 之后又遇大雨,种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释(提示:研究表明,脱落酸在高温条件下容易降解)。
脱落酸能促进种子休眠,抑制发芽。持续一段时间的高温,能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸,这些种子就不会和其他种子那样休眠了。然后,大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分,于是种子就会不适时地萌发。
实战训练
拓展应用
2.人们常说,一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果;社会上也有“坏苹果法则”、“坏苹果理论”。请你结合本章所学,谈谈对这些话的理解。
一个烂苹果会糟蹋一筐好苹果,其中的科学道理是乙烯能促进果实成熟。由此引申出的“坏苹果法则”,则是一种类比思维。
实战训练
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