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
植物激素是在植物体内某些部位合成,然后被运送到其他部位,在很低浓度下即可对植物生命活动起到显著调节作用的小分子有机物。最早被人们发现的植物激素是生长素 。科学家是如何通过观察和实验逐步发现生长素的?生长素的主要功能是什么?生长素有什么作用特点?
PART.01
观察植物的向光性
6
观察植物的向光性
放在窗边的盆栽植物总是会向着光源方向弯曲生长,这种现象称为植物的向光性,是植物体对光照刺激做出的一种反应。
PART.01
植物的茎和枝条通常表现出最典型的正向光性,朝向光源方向生长。植物的根有时会表现出负向光性,背向光源方向生长。植物的叶片则表现出横向光性,生长方向与光源方向相垂直。
观察植物的向光性
【目的要求】观察植物幼苗的向光弯曲生长的反应
【材料用具】玉米、绿豆等植物种子,摄像机等
【方法步骤】
(1)萌发绿豆种子得到植物幼苗,把幼苗放在向阳的窗台上,观察幼苗向光弯曲生长的现象
(2)选择阳光充足的时候,把盛放幼苗的容器变换方向,使幼苗弯曲方向朝向室内,利用三脚架等固定好摄像机,并开始拍摄录像
(3)1 h 后观察幼苗的生长状态,结合录像观察其动态变化过程
PART.01
观察植物的向光性
PART.01
观察植物的向光性
【讨论】
1.植物的向光性有什么适应性意义?
2. 推测植物茎的向光弯曲生长在细胞水平上如何表现,并设法获取证据支持你的假设。
PART.01
PART.02
向光性的研究导致生长素的发现
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向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
【实验材料】金丝雀虉(yì)草(一种禾本科植物)的胚芽鞘
胚芽鞘:单子叶植物,特别是禾本科植物种子萌发时,包在胚芽外面的鞘状结构,连同胚芽一起出土,保护胚芽出土时不受损伤
胚芽鞘
第一片叶
种子
尖端
尖端下部
PART.02
1.达尔文父子的实验(19世纪末)
(1)实验过程
实验①
实验②
单侧光
去掉尖端
对照组
实验组
实验③
实验④
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
①②对照,自变量
:尖端的有无
【结论】胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
①③对照,自变量
【结论】胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端受单侧光刺激有关
:胚芽鞘尖端是否遮光
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
①④对照,自变量
【结论】胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端下部受单侧光刺激无关
:胚芽鞘尖端下部是否遮光
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
③④对照,自变量
【结论】胚芽鞘的感光部位在尖端,而弯曲部位是尖端下部的一段
:胚芽鞘的遮光部位
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
(2)实验现象
实验①
实验③
实验④
实验②
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
向光弯曲生长
不生长也不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
(3)实验结论
结论1:胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关
结论2:胚芽鞘的感光部位在尖端
现象:发生弯曲生长 的部位是尖端下部
疑问:为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢?
推测
尖端产生了某种影响,传到下部
下部弯曲生长是因为背光侧生长的快(尖端产生的影响在下部分布不均)
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
2.波森·詹森的实验(1913年)
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
云母片:是一种矿物质,由云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
【注意】琼脂不会影响生长素的运输和传递,而云母片则会阻碍其运输
云母片
琼脂块
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
(1)实验过程
琼脂片
向光弯曲生长
【实验结论】尖端产生的“影响”可以透过明胶传递给下部,这种影响是一种可移动的化学物质
云母片
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
3.拜尔的实验(1918年)
【实验结论】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
黑暗条件
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
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
【思考讨论】
1.拜尔为什么要选择黑暗的环境?
排除光的影响,控制变量
2.没有了光的刺激,为什么胚芽鞘还会发生弯曲?
尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
4.温特的实验
实验组
对照组
【实验结论】胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的
进一步证明弯曲的部位在尖端的下段(伸长区)
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
向光性的研究导致生长素的发现
PART.02
(5)郭葛(1934年)
由于植物体内含量极少,1934年,荷兰科学家郭葛才从玉米油、根霉、麦芽等材料中分离纯化了生长素,经过鉴定,发现其化学本质是吲哚乙酸( IAA ),一种小分子有机物
吲哚乙酸(IAA)化学结构式
直到1946年,人们才从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是IAA。此外还发现了吲哚丁酸(IBA)等也具有促进生长的作用。
向光性的研究导致生长素的发现
课堂小结
生长素的发现过程
拜尔实验
达尔文父子的实验
温特实验
鲍森·詹森实验
随堂练习
1.在生长素的发现过程中,有很多科学家开展了相关实验。下列叙述正确的是( )
A.达尔文的实验结果说明感光部位和弯曲生长部位是同一部位
B.温特将促进生长的物质命名为生长素,并证明其化学本质为吲哚乙酸
C.拜尔的实验是在黑暗中进行的,两个实验组之间进行相互对照
D.詹森的实验结果证明胚芽鞘尖端产生的影响可透过玻璃片传递给下部
解析:A、达尔文的实验说明感光部位在胚芽鞘的尖端,而弯曲生长部位为尖端下方,A错误;B、温特将促进生长的物质命名为生长素,但未证明其化学本质,证明其化学成分的是其他科学家,B错误;C、拜尔的实验中,证明了植物弯曲的原因是由于生长素分布不均匀,实验是在黑暗条件下完成的,两个实验组之间进行相互对照,C正确;D、詹森的实验结果证明胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部 ,不是玻璃片,D错误。
C
随堂练习
2.如图表示生长素发现过程中的相关实验,下列相关分析正确的是( )
A.达尔文的实验证明了胚芽鞘弯曲生长和感受单侧光的部位都是胚芽鞘尖端下部
B.鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片
C.拜尔的实验必须在有单侧光照射条件下才会出现胚芽鞘弯曲生长的结果
D.温特的实验证明了胚芽鞘弯曲生长与化学物质色氨酸有关,并将其命名为生长素
解析:A(×)达尔文提出单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种“影响”,这种“影响”传递到下部的伸长区时,会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,因此胚芽鞘感受单侧光的部位是尖端,弯曲生长的部位在胚芽鞘尖端下部;B(√)鲍森·詹森通过实验证明了胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部;C(×)拜尔的实验不涉及单侧光照射,是在黑暗条件下进行的,证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的;D(×)温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并把这种物质命名为生长素,但没有证明生长素与化学物质色氨酸有关。
B
3.以下是关于胚芽鞘的甲、乙、丙三组实验,请据图分析,下列叙述错误的是( )
A.甲组中胚芽鞘生长情况是②直立生长,
①③④向光弯曲生长
B.乙组中胚芽鞘生长情况是①直立生长,②向左弯曲生长
C.乙组中a、b、c琼脂块中生长素含量的大小关系为a>b>c
D.丙组中胚芽鞘生长情况是①③直立生长,②向光弯曲生长
解析:丙组中①是盆转,因此胚芽鞘尖端的不同部位均匀受光胚芽鞘表现为直立生长,②是盒转胚芽鞘只有朝向光源的一侧能接受到单侧光,因此胚芽鞘表现为向光弯曲,③是盒和盆都转则只有小孔朝向光源时胚芽鞘朝向光源的一测才能接受到单侧光,因此胚芽鞘表现为向小孔弯曲生长D错误。
随堂练习
D
衔接高考
29
【2023年山东高考真题】拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的,以其幼苗为实验材料进行向光性实验,处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是( )
A.结构Ⅰ中有产生生长素的部位
B.①②之间有感受单侧光刺激的部位
C.甲组的①②之间有生长素分布不均的部位
D.②③之间无感受单侧光刺激的部位
解析:乙组在①处切断结构I后,生长变慢,向光弯曲,推测生长变慢是因为生长素的含量变少,进而推知结构I中有产生生长素的部位,A正确;乙组幼苗向光弯曲,说明这种状况下幼苗仍有感受单侧光刺激的部位,丙组幼苗不生长也不弯曲,说明这种状况下幼苗没有产生生长素和感受单侧光刺激的部位,B正确;根据上述分析可知,甲组幼苗弯曲生长的原因是在②以上含有产生生长素和感受单侧光刺激的部位,C正确;分析丙、丁两组可知,切断②、③处后,幼苗均不生长也不弯曲,可能是②以下缺乏产生生长素的部位,也可能是②以下无感受单侧光刺激的部位,D错误。
D
分组 处理 生长情况 弯曲情况
甲 不切断 正常 弯曲
乙 在①处切断 慢 弯曲
丙 在②处切断 不生长 不弯曲
丁 在③处切断 不生长 不弯曲
同学们下课啦!
31
Lavf58.33.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70
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