5.1植物生长素课件——2026-2027学年高二上学期人教版生物学选择性必修一

第5章 植物生命活动的调节 1 2 3 生长素的发现过程 生长素的合成运输与分布 生长素的生理作用 第1节 植物生长素 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作 达尔文的实验 鲍森·詹森的实验 拜尔的实验 温特的实验 植物为什么具有向光性？ 感光部位在哪里？ 是什么引起植物向光弯曲生长？ 金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘 （1）、实验材料： 汉水丑生侯伟作品 单子叶植物，特别是禾本科植物（金丝雀虉草、玉米、小麦、水稻等）胚芽外的锥形套状物叫做胚芽鞘。 汉水丑生侯伟作品 胚芽鞘 金丝雀虉（yì）草 尖端 伸长区 尖端以 下部分 ①保护生长中的胚芽 胚芽鞘作用： ②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。 一、生长素的发现过程 1、达尔文父子的实验(19世纪末) 1831 年，达尔文开始了5年的环球科学考察。在航行过程中他在船舱里种了一种叫“金丝雀虉草”的草来喂地雀。那时的船船舱很暗，只有窗户能透进阳光，有一天达尔文发现草的幼苗会向窗户的方向弯曲生长。但后来的几十年达尔文一直忙于创建进化论，直到晚年才和儿子对植物的向光性展开了研究。 单侧光作用的部位是哪里？如何影响植物向光弯曲？向光性是如何产生？ 5 （2）实验过程： ① ③ ④ ② 弯向光源生长 不生长也不弯曲 直立生长 弯向光源生长 处理： 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 （3）现象： 一、生长素的发现过程 1、达尔文父子的实验(19世纪末) 哪些组可以形成对照实验？各对照实验的自变量是什么？通过对照能分别得出什么结论？ 6 实验① 实验② 实验③ 实验④ 该实验的对照组为_____，实验组为_________； ①②对照，自变量为___________，说明_____________________________________； 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____________，①③④对照，说明胚芽鞘的___________在_______。 ① ②③④ 有无尖端 胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端有关 尖端有无遮光 尖端受单侧光刺激 遮光部位 尖端 （4）实验分析： 因变量： 是否出现弯曲生长 感光部位 1、遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么? p91旁栏思考题 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。 7 实验前 实验后 结论 : 弯曲生长的部位是尖端下部（伸长区） 感光部位在胚芽鞘尖端，胚芽鞘弯曲生长的部位在哪里？ 如何实验探究？（实验材料：单侧光源、记号笔、尺子、胚芽鞘） 实验设计训练： 实验前 实验后 线段之间的距离长了说明什么？ 该部位生长较旺盛 感光部位在尖端 弯曲生长的部位是尖端下部伸长区 等距划线 观察间距是否变化 8 胚芽鞘的尖端 【提出假说】 单侧光 单侧光 感光部位在 尖端 弯曲部位在 下部 信息如何传递？ 【提出问题】 向下传递了 某种“影响” 向光面＜背光面 下部生长不均 （5）推测： 推测②： 造成伸长区背光面比向光面生长快，使胚芽鞘出现向光性弯曲。 推测①：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递某种“影响” 这种“影响”究竟是什么呢？如何验证？ 一、生长素的发现过程 1、达尔文父子的实验(19世纪末) 如何验证尖端产生了某种”影响”传到下部？ 科学重视实证 9 1.结论：胚芽鞘 产生的 可以透 传递给 。 琼脂片 下部 尖端 影响 琼脂片 改进： 2.局限： 缺少对照组，没有形成单一变量，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论 琼脂片 不生长 不弯曲 一、生长素的发现过程 2、鲍森·詹森的实验(1913年) 达尔文的推测②：伸长区背光面比向光面生长快 自变量： 因变量： 现象： 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 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 结论：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造成的。 如何验证？ 一、生长素的发现过程 3、拜尔的实验(1918年) 实验组 对照组 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 自变量： 因变量： 思考：据此可否就此说明胚芽鞘尖端产生了某种促进生长的物质？为什么？ 缺乏实验对照，无法排除琼脂块的影响 未接触尖端的琼脂 结果：胚芽鞘既不弯曲不生长 结论：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。 向放置琼脂块 的对侧弯曲生长 一、生长素的发现过程 4、温特的实验(1926年) P92旁栏思考: 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作出这样推断的。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。 注意：前面4个实验都没能证实这种“影响”是生长素。 鲍森·詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的生长素可以透过琼脂片。（ ） × “影响” 一、生长素的发现过程 4、温特的实验(1926年) 13 5、生长素的本质 1931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，人们才从高等植物中分离出生长素，并确认它是IAA。除IAA外还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等 生长素能从人尿中分离出来，是因为人体内缺乏分解生长素的酶。 （思考课本P95拓展应用2） 吲哚乙酸（IAA） 吲哚丁酸（IBA） 由上可知，生长素是一类物质，它的化学本质是有机酸。 一、生长素的发现过程 生长素发现过程的小结 (1)生长素产生部位： (2)作用部位： (3)感光的部位： (4)生长弯曲的部位： 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 1.胚芽鞘四个“部位”： 2.植物向光性的原因(课本P92) 植物的向光性是由生长素 造成的：在 照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量 向光一侧，因而引起两侧的生长 ,从而造成向光弯曲。 多于 不均匀 单侧光 分布不均匀 外因: 单侧光照射 内因: 生长素分布不均匀 背光侧 向光侧 生长素多 生长素少 生长慢 生长快 结果：向光弯曲生长 生长素横向运输 a b c 课堂检测 1．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 C．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 长不长，看 ____________ 弯不弯，看 ____________ 有无“影响”（生长素） 解答技巧 “影响”（生长素）分布是否均匀 二、生长素的合成、运输与分布 阅读教材93页内容，回答以下问题： 1.生长素的主要合成部位？生长素由什么物质转化而来？ 2.生长素的分布部位在哪？ 3.生长素的运输方式与方向是什么？ 4.如何设计实验证明胚芽鞘的生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来？ 二、生长素的合成、运输与分布 1.生长素的合成 (1)合成部位： (2)合成原料： 转变 思考：生长素的合成需要光吗？ 主要是芽、幼嫩的叶、发育中的种子。 生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。 (有无光均可) 二、生长素的合成、运输与分布和作用 2、生长素的分布 生长素在植物各器官中都有分布,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) 发育中/未成熟的种子 分生区 伸长区 根 冠 成熟区 胚芽鞘 生长素是如何从合成部位运输到植物体全身的呢？ 背地侧→近地侧运输 向光侧→背光侧运输 受外界刺激（单侧光、重力、离心力等）影响 影响因素: 发生部位： 生长素的 部位（根尖、茎尖、尖端等） 3、生长素的运输 芽尖 单侧光： （1）横向运输： 离心力： 茎弯向中心生长 产生 重力： 向圆心外 二、生长素的合成、运输与分布 注意：横向运输的方向与外界刺激的方向一致。 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。 20 地上部分 地下部分 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 (2)极性运输 （与重力有关吗？） 主动运输（需能量、需载体） 形态学上端 形态学下端 只能 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中 运输方式: 方向： 部位： 影响因素： 与重力等因素无关 成熟组织中的输导组织，如筛管 (3)非极性运输 部位： 3、生长素的运输 二、生长素的合成、运输与分布 极性运输在太空中依然存在，不受重力等因素的影响。 21 【实验分析】下端琼脂块上的生长素来自 。 【实验结论】 【实验评价】 (1)该实验的设计是否严密？为什么？ 不严密。该实验只证明了能“形上→形下”，尚需证明不能“形下→形上” 应设计一个 对 照 组，证 明不能“形下→形上” 思维训练P95评价实验设计和结论 思考1：如何检测下端琼脂块是否含有生长素？ 上端的琼脂块 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。 (2)若不严密，该如何改进设计方案？ 22 空白琼脂块 含IAA琼脂块 形下 形上 方案乙 (颠倒切断) 含IAA琼脂块 空白琼脂块 方案甲 (交换琼脂) 形上 形下 【实验改进】 哪个方案合理？ 重力 阻力 重力 助力 制造了第二个自变量 23 4.作用方式: 作为 _____________，给细胞_________—— ____细胞生命活动。 (遵守“四不一变”——不催化-供能-结构-参加代谢，改变原有生理活动) 生长素 受体 细胞内 一系列 信号转导 信息分子 传达信息 调节 特异性结合 产生效应 诱导特定基因表达 使细胞壁松散 (1)细胞水平：促进 生长、诱导 等 (2)器官水平：促进 (侧根和不定根)，影响 等 细胞伸长 细胞分化 生根 花-叶-果实发育 5.作用表现 24 作为 ，几乎参与调节植物生长发育过程中的所有生命活动。 1.概 念 2.种 类 3.作 用 生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等 植物激素与动物激素都称作“激素”， 二者有哪些相似之处呢？请小组讨论完成。 信息分子 三、植物激素 由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。 25 4.植物激素和动物激素的区别 项目 植物激素 动物激素 化学本质 产生部位 分布 作用特点 运输 对象 性质 效应 作为信使传递信息（起调节作用,遵守“四不一变”） 一定部位产生(无专门器官) 有特定的内分泌腺或器官 一般是小分子有机物 蛋白质，氨基酸衍生物、类固醇等 仅靶细胞(无特定靶器官) 靶器官、靶细胞 横向运输、(非)极性运输 体液运输 相对集中(于某些组织器官) 遍布全身 微量、高效 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。 26 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。（ ） 一、概念检测 √ 练习与应用 × 27 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 C. 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 28 1.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？ 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。 二、拓展应用 2.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。 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。 29 真题汇编 下列关于生长素及其作用的叙述，正确的是 A．生长素由苗尖端产生并促进苗尖端的伸长(2019·浙江卷) B．生长素在细胞内可由色氨酸合成(2019·浙江卷) C．生长素的极性运输不需ATP水解提供能量(2019·天津卷) D．IAA先极性运输到尖端下部再横向运输(2019·江苏卷) B 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，请据图讨论： (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？这说明了什么？ (1)“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 促进： 抑制： (2)对于同一器官来说，生长素的作用有什么特点？ 思考.讨论P94 表示比不加外源生长素时长得快 表示比不加外源生长素时长得慢或不长 横坐标为0时表示各器官自然生长情况 1.植物生长素的作用特点 四、生长素的生理作用 31 1.植物生长素的作用特点 ①对于同一器官来说，生长素的作用特点： 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 随生长素浓度升高，对根生长的促进作用加强 促进根生长的最适浓度 随生长素浓度升高，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 低浓度促进生长，高浓度抑制生长 四、生长素的生理作用 P94 32 1.植物生长素的作用特点 P94 四、生长素的生理作用 生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图 对于不同器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？ 不同。如：根10-10、芽10-8、茎10-4 小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物，据图分析，可选择浓度在什么范围的生长素作为除草剂？ D点附近 ②不同器官对生长素敏感度不同： 根 > 芽 > 茎 双子叶植物 单子叶植物 双子叶植物 >单子叶植物 ③不同作物对生长素的敏感度不同 (2)原理： a d c b 极性运输 (3)解除：___________。 去掉顶芽 实例1：顶端优势 (1)概念： 优先生长， 生长受到抑制的现象。 顶芽 侧芽 体现生长素的作用特点—— 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 0 促进生长 抑制生长 c/mol·L-1 a b c d 低浓度促进生长，高浓度抑制生长 34 (3)应用： ①农民:去掉顶芽→侧芽发育→更多侧枝→多开花、多结果 A芽 B芽 C芽 去掉顶芽 ②园艺师:适时去顶→侧芽发育→更多侧枝→树型圆润丰满 解除 抑制 果树多开花结果 行道树修剪解除顶端优势增大遮荫面积 移栽时去除主根的根尖易生侧根成活 棉花打顶增产 ①解除顶端优势 实例1：顶端优势 可以达到增产，调节植株形态。 35 实例2：根的向地性、茎的背地性 幼苗水平放置一段时间后，地上部分背地生长，地下部分向地生长。 A B C D 远地侧 近地侧 生长素浓度低 生长素浓度高 重力影响 (促进) (抑制) (促进作用更强， 生长更快) (促进) 根和茎对生长素的敏感度不同 根对生长素敏感，茎对生长素不敏感。 为什么生长素浓度相近，对根是抑制，而对茎是促进？ 促进 抑制 0 浓度 生长效应 根 茎 课堂小结 作用特点：低浓度促进，高浓度抑制 主动运输 生长素 产生：芽、幼嫩的叶和发育中的种子 分布：集中分布在生长旺盛的地方 运输 幼嫩：极性运输 成熟：非极性运输 尖端：横向运输 顶端优势、根的向地性 生长素的发现过程 生长素的合成、运输与分布 生长素的生理作用 细胞水平：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化 器官水平：影响器官的生长、发育 敏感程度：幼嫩细胞＞衰老细胞、根＞芽＞茎 实例：顶端优势 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。 （3）生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用。（ ） × 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（ ） A 练习与应用 (1)据图可知，促进茎生长的最适生长素浓度约为________mol·L-1，这一浓度对根的生长效应是____________。 (2)B点所对应的生长素浓度对茎的生长效应是____________________。 (3)生长素的浓度为10-10～10-1 mol·L-1时，从对植物各器官的作用效果来看，表现出______________________________________的特点。 (4)曲线AB段(对茎来说)表示_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 课堂检测 当超过一定浓度时，随浓度升高，生长素对茎生长的促进作用越来越弱 5．下图是生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图。据图回答下列问题： 10-4 抑制生长 既不促进也不抑制 低浓度促进生长，高浓度抑制生长 Lavf58.28.100 $