5.1 植物生长素课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

该高中生物学课件围绕植物生长素，系统涵盖发现过程、合成运输分布及生理作用，通过单侧光下植物向光性的问题设计导入，引导学生从现象探究刺激因素及适应意义，搭建从观察到本质的学习支架。 其亮点是以科学家实验为线索，通过对照分析（如达尔文实验自变量控制）和问题讨论（詹森实验改进）培养科学思维，结合思维训练和胚芽鞘生长状况分析提升探究实践能力，体现生命观念。学生能掌握科学探究方法，教师可利用系统案例和练习提升教学效果。

5.1 植物生长素 【问题探讨】 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。 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？ 幼嫩部分 在________的照射下，植物______光源生长的现象叫作_______； 单侧光 朝向 向光性 【问题探讨】 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、生长素的发现过程 一 生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 胚芽鞘 胚芽鞘：单子叶植物胚芽外的锥形套状物叫胚芽鞘,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。 胚芽鞘 种子 1 实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘 一、生长素的发现过程 一 生长素的发现过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 2 实验过程 （质地轻盈、不透光） 一、生长素的发现过程 一 生长素的发现过程 该实验的对照组为_____，实验组为________； ①②对照，自变量为__________，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与_____有关； ①③对照，自变量为_____________， 说明胚芽鞘的弯曲生长与 有关； ③④对照，自变量为__________；说明胚芽鞘的感光部位在______。 ① ②③④ 有无尖端 尖端 尖端有无遮光 尖端是否受单侧光照射 遮光部位 尖端 实验① 实验② 实验③ 实验④ 一、生长素的发现过程 一 生长素的发现过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 2 实验分析 1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么?（教材P91侧旁思考） 分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。 思考 一、生长素的发现过程 一 生长素的发现过程 实验① 实验② 实验③ 实验④ 2 实验过程 2.感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?怎样解释？ 尖端下部 尖端 说明是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。 一、生长素的发现过程 一 生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 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。 这种“影响”是什么呢？ 一、生长素的发现过程 3 实验结论 琼脂片 一 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 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。 胚芽鞘产生的 “影响”可以透过琼脂片传递给下部。 一、生长素的发现过程 2 实验过程 3 实验结论 1 实验材料 一、生长素的发现过程 琼脂片 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 1、从对照实验设计的单一变量原则考虑，鲍森·詹森实验的不足之处是什么？应如何改进？ 思考 ①不足：实验并没有充分证明胚芽鞘尖端产生的“影响”要传递到下部才能发挥作用。 ②改进：设置对照组，将琼脂片换成不透化学物质的云母片或玻璃片，其他均相同。 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。 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？ 2 实验过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 3. 拜尔(1918年) 黑暗环境 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 3. 拜尔(1918年) 黑暗环境 结果？ 尖端放置的位置。 尖端下部弯曲生长的方向。 自变量： 因变量： 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 3. 拜尔(1918年) 黑暗环境 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 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 实验结论： 现象： Q：拜尔的实验在黑暗中进行的目的是什么？通过该实验分析“某种影响”的产生是否需要光照？ 排除光照对实验结果造成干扰的可能性。不需要。 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 《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、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 琼脂 几小时后 胚芽鞘尖端中的“影响”可转移到琼脂块中 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 将琼脂切成小块 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 结果？ 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 结果： 胚芽鞘会朝对侧弯曲生长 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 结果： 胚芽鞘会朝对侧弯曲生长 如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 结果： 胚芽鞘会朝对侧弯曲生长 如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块 胚芽鞘则既不生长也不弯曲 将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 结果： 胚芽鞘会朝对侧弯曲生长 胚芽鞘则既不生长也不弯曲 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： 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 4、温特的实验（1926） 结果： 胚芽鞘会朝对侧弯曲生长 胚芽鞘则既不生长也不弯曲 ①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 ②温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质？他是怎样作出这一推测的？ 没有，他是在对实验结果进行严密分析的基础上做出这样推断的。要得出这样的结论，既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理，还需要一定的想象力。 一、生长素的发现过程 达尔文 鲍森·詹森 拜尔 温特 其他科学家 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、生长素的发现过程 你能否尝试解释植物的向光性 胚芽鞘尖端产生生长素 单侧光 向光侧 背光侧 一、生长素的发现过程 背光侧生长素多于向光侧 单侧光 向光侧 背光侧 一、生长素的发现过程 背光侧生长素多于向光侧 单侧光 向光侧 背光侧 一、生长素的发现过程 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 表现为向光性：弯向光源生长 (1)外因： (2)内因： 单侧光照射 生长素的分布不均匀 生长慢 生长快 一、生长素的发现过程 植物向光性的解释 单侧光 向光侧 背光侧 抑制性物质多 抑制性物质少 生长慢 生长快 一、生长素的发现过程 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 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。 胚芽鞘产生的 “影响”可以透过琼脂片传递给下部。 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 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。 吲哚乙酸（IAA） 吲哚丁酸（IBA） 苯乙酸（PAA） 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 生长素的发现过程 植物激素：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位， 对植物生长发育有显著影响的微量有机物。 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。 一、生长素的发现过程 36 1.植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？ 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？ 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。 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 无明显的靶细胞 靶器官、靶细胞 多样、复杂 随着体液运输 一、生长素的发现过程 ①生长素主要的合成部位：___________________________。 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 ②生长素由 经过一系列反应转变而来。 色氨酸 转变 二、生长素的合成、运输与分布 （一）生长素的合成 02 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 各器官都有，但相对集中分布在生长旺盛的部分 二、生长素的合成、运输与分布 （二）生长素的分布 极性运输 非极性运输 横向运输 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中， 只能从形态学上端到形态学下端 主动运输 成熟组织中，通过输导组织进行非极性运输。 由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖等细胞分裂特别旺盛的部位的运输方式。 地上部分 地上部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 （耗能、需载体） 二、生长素的合成、运输与分布 （三）生长素的运输 单侧光 拓展：横向运输影响因素 离心力 注意： ① 单侧光、重力、离心力只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。 ② 受到以上刺激时,生长素在尖端既进行横向运输，又进行极性运输。 重 力 二、生长素的合成、运输与分布 你能对植物向光生长的原因作出科学解释吗？ 植物向光性的解释 (1)外因： 照射,使得生长素从向光侧向背光测移动（横向运输） (2)内因：生长素在 含量多于 。 (3)结果：两侧生长不均匀， 光侧生长快， 光侧生长慢，从而造成向光弯曲。 单侧光 背光侧 向光侧 背 向 P92 41 42 02 评价实验设计和结论（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。 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。 讨论1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 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。 讨论2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 讨论3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 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。 二、生长素的合成、运输与分布 生长素 激素受体 三磷酸肌醇 添加细胞壁成分 内质网 Ca2+ 激活 液泡 H+ 使细胞壁松散 转录 转录因子 促细胞生长蛋白 翻译 高尔基体 1.生长素的作用机理 三 （1）细胞水平 起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用； （2）器官水平 影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生， 影响花、叶和果实发育等。 细胞 器官 生长素 伸长 分化 生长 发育 受体 诱导特定 基因的表达 三、生长素的生理作用 2.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 ⑥以上曲线说明了什么? 生长素作用的两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长 小于C的算低浓度 大于C的算高浓度 三 生长素的生理作用 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 ⑦从图中的E、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 ⑧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？ （以不施加外源生长素时根的生长情况为对照）是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言； 2.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： 抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。 三 敏感性：双子叶植物＞单子叶植物 生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图 幼嫩细胞＞衰老细胞 思考 2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？ 3.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？ 4、如果你是卖豆芽的希望根短芽长， 你应该给豆芽喷洒多大浓度的生长素呢？ 10-8 mol/L 不同。根：10-10，芽： 10-8， 茎：10-4 一般来说，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。 03 2、作用特点 2）生长素所发挥的作用，因生长素浓度、植物的种类，细胞的成 熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。 1）生长素浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。（两重性） 敏感程度排序： 根＞芽＞茎 双子叶植物（杂草）＞单子叶植物（农作物） 幼嫩细胞＞衰老细胞 三、生长素的生理作用 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。 三 生长素的生理作用 3.实例 ①顶端优势 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 你能比较1,2,3,4生长素浓度的大小吗？ 2>3>4>1 需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势 三 生长素的生理作用 去顶 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 顶芽 侧芽 棉花打顶 修剪景观树木 修枝促进侧芽生长 三 生长素的生理作用 为什么根总是向地生长？茎总是背地生长？ 三 生长素的生理作用 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 哪个体现出生长素作用的两重性？ ———根的向地性 ②根的向地性和茎的背地性 三、生长素的生理作用 （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。 二 生长素的合成、运输与分布 关于生长素的几点注意事项 三、生长素的生理作用 三、生长素的生理作用 类别 处理条件图解 结果 遮盖类 暗箱类 插片类 （云母片） 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ①直立生长 ②向光（小孔）弯曲生长 ①向左弯曲生长 ②向右弯曲生长 ③不生长不弯曲 ④直立生长 ⑤向右弯曲生长 类别 处理条件图解 结果 移植类 旋转类 ①直立生长 ②向左弯曲生长 ③④中IAA含量： a=b+c且b＞c ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 ④茎向心生长，根离心生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 56 04 小结 课后练习 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。（ ） （3）生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用。（ ） 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 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 【练习与应用】 4.在居室内养花，花盆往往要放在窗口附近有阳光处，有的书上建议每星期将花盆旋转1/4 圈。这个建议有什么科学道理？ 5.我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干, 筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝……则根生。”请你运用已学过的知识，分析其中的科学道理。 3.下图中曲线C表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系，如果将同样浓度的生长素施用于侧芽，能反映侧芽生长状况的曲线是（ ） 可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。 A 因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。 课后练习 【练习与应用】 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 判断植物“长不长、弯不弯”的方法 $