摘要:
该高中生物学课件围绕生长素的发现、生理作用、运输及两重性展开,以“问题探讨”分析植物向光性原因导入,通过章节递进构建知识脉络,结合实验步骤、数据表格等学习支架辅助理解。
其亮点在于以科学探究为主线,通过生长素发现过程培养科学思维,实验设计(如2,4-D生根实验的对照与重复)强化探究实践,两重性实例(顶端优势、根的向地性)渗透生命观念。学生能提升实验分析能力,教师可利用系统资料及高考衔接内容提高教学效率。
内容正文:
生长素的发现开启了人类对
植物激素调节的探索
第五章 植物生命活动的调节
1
目 录
01
观察植物的向光性
02
向光性的研究导致生长素的发现
03
生长素促进植物生长
04
生长素调节植物生长时表现出两重性
2
核心素养
1.生命观念和科学思维:通过生长素的作用特点阐释生物学中适度与平衡观念,并运用这一观念分析和解决现实中的问题
2.科学探究:通过概述生长素的发现过程认同科学探究的一般过程
学习目标
1.概述植物生长素的发现过程
2.说明植物生长素的生理作用
3.分析生长素的两重性,并举例说明
4.结合“探究2,4-D对插枝生根的作用”的活动,学会运用实验设计原则设计实验步骤
问题探讨
【思考】据所学内容分析植物向光生长的原因?
背光侧
向光侧
生长素多
生长素少
生长慢
生长快
向光弯曲生长
①
②
③
④
② > ①
④ > ③
外因:单侧光照射
内因:生长素分布不均匀
【实验结论】两侧生长不均匀,向光侧生长慢,背光侧生长快,从而造成向光弯曲
PART.03
生长素促进植物生长
6
生长素促进植物生长
1.生长素的生理功能
(1)细胞水平
促进细胞伸长,影响细胞的分裂和分化
(2)器官水平
①促进茎伸长
②促进地上部分向上生长
③促进不定根和侧根形成
④促进叶片生长和维管束分化
PART.03
:作用于各种广义的生长现象
⑤促进果实生长
⑥促进种子发芽
⑦防止落叶落花落果等
生长素促进植物生长
2.生长素的分布
生长素在高等植物中分布很广,但含量甚微。大多集中在生长旺盛的部位,如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等,而在趋向衰老的组织和器官中含量很少
PART.03
生长素促进植物生长
3.生长素的合成部位
顶芽、幼叶和胚
4.生长素的本质
由色氨酸经过一系列反应转变而来
PART.03
色氨酸
吲哚乙酸
该过程不需要光,有无光均产生
生长素促进植物生长
5.生长素的运输
(1)非极性运输
韧皮部:自由扩散
木质部:依赖蒸腾作用
(2)极性运输
PART.03
从形态学上端到形态学下端,与重力无关
长距离运输
短距离单向运输
生长素促进植物生长
PART.03
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
在形态学上,分生迅速,向上或者向下延伸的是上端; 分生缓慢,不延伸或者延伸很少的是下端。
对于地上部分而言,树枝是形态学上端,而树干是形态学下端。 对于地下部分而言,根尖是形态学上端,根基是形态学下端
生长素促进植物生长
PART.03
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
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
极性运输为主动运输,需要消耗能量,需要载体蛋白
极性运输在太空中依然存在,不受重力因素的影响
生长素促进植物生长
PART.03
(3)横向运输
在一些细胞分裂特别旺盛的地方(尖端),受外界某些刺激(如单侧光、重力、离心力)的影响,生长素也可以横向运输
【注意】
横向运输只发生在产生部位受外界因素的影响时,如单侧光和重力、离心力等。尖端在均匀光照和黑暗下不发生横向运输
失重状态下水平放置的植物的根、芽中生长素分布是均匀的,植物会水平生长
活动:探究 2,4-D 对插枝生根的作用
【实验原理】
生长素可以促进植物生长,包括促进插枝生根等。不同浓度的生长素促进生根的效果不同。2,4-D 全称为 2,4-二氯苯氧乙酸,是一种人工合成的生长素类似物,在生产和实验中被广泛使用
【目的要求】
(1)探究不同浓度的 2, 4-D 对插枝生根的作用
(2)尝试自己设计实验,收集并处理实验数据,得出结论
【探究问题】
不同浓度的 2,4-D 对插枝生根分别起什么作用?
PART.03
生长素促进植物生长
【实验步骤】
(1)根据实验方案进行实验,定期观察插条的生根情况,设计表格记录生根的数量
PART.03
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
α-萘乙酸溶液的
浓度(μg/mL) 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0
平均生根数 3.3 3.6 4.3 5.2 6.3 7.3 6.1 5.3 3.9 3.2 3.0
生长素促进植物生长
(2)对实验数据进行处理。可用统计学方法进行组间差异的显著性检验,绘制生根数量随2,4-D浓度变化而变化的趋势图
【实验结论】促进该植物插条生根的α-萘乙酸溶液的最适浓度是4.8~5.2μg/mL
PART.03
4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8
生长素促进植物生长
【思考】设置对照组、重复组的目的是什么?
(1)对照组
清水空白对照,目的是分清促进生根和抑制生根的生长素类似物浓度。
设置浓度不同的几个实验组之间进行相互对照,目的是探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度。
(2)重复组
将枝条分组时,并不是每组只有一根枝条,而是每组有多根,且实验需重复多次,避免偶然性,求平均值作为最终结果,提高结果准确性。
PART.03
生长素促进植物生长
【实验结果】
PART.03
PART.04
生长素调节植物生长时表现出两重性
19
生长素调节植物生长时表现出两重性
PART.04
1.两重性
在低浓度时促进生长,浓度太高会抑制生长,甚至导致植物死亡
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
c/mol·L-1
促进生长
抑制生长
根
芽
茎
A'
B'
C'
A
B
C
A、B、C分别对应促进根、芽、茎生长的最适浓度
不同器官对生长素的敏感程度不同:根>芽>茎
生长素调节植物生长时表现出两重性
PART.04
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
c/mol·L-1
促进生长
抑制生长
根
芽
茎
A'
B'
C'
A
B
C
A'点对根既不促进也不抑制,对芽和茎起促进作用
B'点对根起抑制作用,对芽既不促进也不抑制,对茎起促进作用
C'点对根和芽起抑制作用,对茎既不促进也不抑制
生长素调节植物生长时表现出两重性
PART.04
对生长素的敏感程度排行
根>芽>茎;幼嫩细胞>衰老细胞;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
生长素调节植物生长时表现出两重性
PART.04
2.生长素生理作用两重性的实例
(1)顶端优势
概念:顶芽优先生长,而侧芽生长受到抑制的现象
原因
顶芽:生长素浓度低,促进生长
侧芽:生长素浓度高,抑制生长
运输方向
越靠近顶芽的侧芽生长素浓度越高,受到的抑制程度越大
生长素调节植物生长时表现出两重性
PART.04
解除方法:去除顶芽
去掉顶芽后,侧芽处的生长素降低,侧芽受到的抑制解除,侧芽萌动、加快生长
应用
棉花去顶芽
烟草去顶芽
园艺修剪
生长素调节植物生长时表现出两重性
PART.04
(2)根的向地性和茎的背地性
【原理】
(1)在重力作用下生长素分布不均匀
(2)根茎对生长素的敏感程度不同,根>茎
根部
生长素浓度:C<D
生长速度:C>D
生长效应:C促进D抑制
茎部
生长素浓度:A<B
生长速度:A<B
生长效应:A促进弱B促进强
课堂小结
生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
合成、运输与分布
分布:相对集中分布在生长旺盛的部分
生理作用
合成:主要是芽、幼嫩的叶和发育中的种子
作用特点:两重性
运输:极性运输、非极性运输
细胞水平:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等
器官水平:影响器官的生长发育
随堂练习
1.下列有关生长素的合成、分布、运输及生理作用的叙述,不正确的是( )
A.生长素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
B.单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素,并引起生长素分布不均匀
C.生长素可与细胞内受体特异性结合,进而诱导特定基因的表达
D.某浓度的生长素对芽起抑制作用,则该浓度可能对茎起促进作用
解析:生长素从形态学上端向形态学下端的极性运输是主动运输,因此会消耗能量,A正确;胚芽鞘尖端产生生长素,单侧光的照射会影响生长素的分布,使其分布不均匀,但生长素的产生与是否有光无关,B错误;生长素与细胞内的特异性受体结合,引发细胞内一系列信号转导过程,进而诱导特定基因表达,从而产生效应,C正确;芽对生长素的敏感性高于茎,某浓度的生长素对芽起抑制作用,则该浓度的生长素可能对茎起促进作用,也可能起到抑制作用,D正确。
B
随堂练习
2.科学家研究不同生长素浓度对某植物不同器官的作用,结果如图甲所示;图乙是横放的该植物根和茎的生长方向的情况(横放时重力引起生长素向近地侧运输)。下列相关叙述,错误的是( )
A.图乙中根a侧的生长素浓度应大于图甲A点对应生长素浓度
B.图乙中茎c侧的生长素浓度应小于图甲C点对应生长素浓度
C.该植物不同器官对生长素的敏感程度不同,其中茎最不敏感
D.图乙中对应生长素浓度,a侧、d侧抑制生长,b侧、c侧促进生长
解析:A、乙图中根出现向地生长的现象,a侧是抑制生长,生长素浓度应大于图甲A点对应生长素浓度(10-8mol/L),A正确;B、图乙中茎出现背地生长的现象,茎c侧的生长素浓度对茎是促进作用,应小于图甲的C点,B正确;C、从甲图中可知,不同浓度的生长素对同一器官生长的促进程度不同,不同器官敏感程度由高到低为根>芽>茎,即茎对生长素最不敏感,C正确;D、图乙中,根出现向地生长现象,茎出现背地生长,由于根对生长素比较敏感,因此a侧抑制生长,b侧促进生长;茎对生长素不敏感,因此c侧和d侧都是促进生长,c侧促进作用更强,D错误。
D
3.为探究植物生长调节剂对巨柏移栽苗新生根的影响,以相同苗龄的巨柏苗为对象,采用不同质量浓度的生根粉(ABT)和吲哚丁酸(IBA)进行实验,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ABT对巨柏苗生根具有低浓度促进、高浓度抑制的作用特点
B.质量浓度为300 mg/L的ABT为促进巨柏苗生根的最适浓度
C.图示质量浓度为200 mg/L的IBA抑制巨柏苗生根
D.用IBA处理比用ABT处理生根效果更明显
随堂练习
C
随堂练习
衔接高考
31
【2024年河北高考真题】水稻在苗期会表现出顶端优势,其分蘖相当于侧枝。AUX1是参与水稻生长素极性运输的载体蛋白之一。下列分析错误的是( )
A.AUX1缺失突变体的分蘖可能增多
B.分蘖发生部位生长素浓度越高越有利于分蘖增多
C.在水稻的成熟组织中,生长素可进行非极性运输
D.同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长
解析:A、AUX1缺失突变体导致生长素不能正常运输,顶端优势消失,分蘖可能增多,A正确;B、分蘖发生部位生长素浓度过高时会对分蘖产生抑制,导致分蘖减少,B错误;C、在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输,C正确;D、根对生长素的敏感程度高于芽,同一浓度的生长素可能会促进分蘖的生长,却抑制根的生长,D正确。
B
同学们下课啦!
33
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