5.1 植物生长素 第1课时（教学课件）生物人教版选择性必修1

选择性必修1《稳态与调节》 第5章 植物生命活动调节 第1节 植物生长素 （第一课时） 目录 课堂小结 探究新知 04 素养目标 03 02 二. 植物向光性的原因 一. 生长素的发现过程 01 课堂练习 重点难点 课堂导入 05 06 素养目标 核心素养 生命 观念 认识生长素是调节植物生长的微量信号分子，理解植物可以对外界光照刺激做出应答。 科学 思维 分析胚芽鞘系列经典实验，依据实验现象进行推理，构建生长素发现的逻辑链条。 科学 探究 自主培育幼苗，观察向光生长现象，记录、描述实验结果，模仿科学家的探究思路。 重点难点 教学重点： ①生长素的发现历程。 ②植物向光性的原理。 教学难点： ①对胚芽鞘系列实验的逻辑分析，依据实验结果推理实验结论。 10 20 课堂导入 5 1.图中植株的生长方向有什么特点？ 植株的弯曲生长发生在幼嫩部分。 2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的 形态改变？植株对这种刺激的反应有什么适应意义？ 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？ 弯向窗外生长（光源） 长时间的单侧光照射；有利于进行光合作用。 图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。 课堂导入 6 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 图中植株的生长具有向光性，请给向光性下一个定义？ 结论 是什么引起植物向光弯曲生长？ 放在窗台上久不移动的植物 向光性: 探究新知 一、生长素的发现过程 植物的向光性 7 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 胚芽鞘 金丝雀虉（yì）草 1.实验材料: 金丝雀虉（yì）草(一种禾本科植物)的胚芽鞘 尖端 （伸长区） 尖端下部 向光弯曲生长 探究新知 一、生长素的发现过程 1 达尔文和他儿子的实验（19世纪末） ①保护生长中的胚芽 胚芽鞘作用： ②出土后还能进行光合作用。 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？ 8 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： 探究新知 一、生长素的发现过程 1 达尔文和他儿子的实验（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？ 9 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 因变量： 是否出现弯曲生长 感光部位 探究新知 一、生长素的发现过程 1 达尔文和他儿子的实验（19世纪末） 4.实验分析： 10 遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么? 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? 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。 尖端下部——伸长区 尖端 实验① 实验② 实验③ 实验④ 探究新知 一、生长素的发现过程 1 达尔文和他儿子的实验（19世纪末） 4.实验分析： 胚芽鞘的尖端 单侧光 单侧光 感光部位在 尖端 弯曲部位在 下部 向下传递了 某种“影响” 5.达尔文推测： 向光面＜背光面 下部生长不均 胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”， 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。 达尔文推测 1.这种“影响”究竟是什么呢？ 2.为什么伸长区背光面比向光面生长的快？ 新问题 探究新知 一、生长素的发现过程 如何验证尖端产生了某种”影响”传到下部？ 科学重视实证 12 1.实验材料： 琼脂：海藻中提取的多糖，加水高温融化后可做成果冻样胶体。化学物质可在琼脂中扩散而性质不变。 探究新知 一、生长素的发现过程 2 鲍森·詹森的实验（1913年） 13 2.实验过程： 单侧光照射下，在胚芽鞘尖端下方插入琼脂片 胚芽鞘尖端向光弯曲生长 3.实验现象： 琼脂片 4.实验结论： 胚芽鞘尖端产生的“影响”， 可以透过琼脂片传递给下部。 探究新知 一、生长素的发现过程 2 鲍森·詹森的实验（1913年） 14 詹森的实验严谨吗？如果不严谨，该如何改进？ 不严谨，没有形成单一变量，缺少对照组，无法排除“琼脂片本身可能导致胚芽鞘生长”的结论。 琼脂片 不生长 不弯曲 不生长不弯曲 云母片或玻璃片：具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。 5.讨论与分析： 探究新知 一、生长素的发现过程 2 鲍森·詹森的实验（1913年） 该影响可以透过琼脂片向下传递却不能透过云母片，推测这种“影响”可能是一种化学物质 15 不需要光照。 2.通过该实验分析某种“影响”的产生是否需要光照？ 拜尔的实验（1918年） 1.为什么要选择黑暗的环境？ 3.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，控制单一变量 尖端产生的“影响”分布不均匀，造成胚芽鞘弯曲生长。 黑暗中 单侧光使尖端产生的影响在尖端下部分布不均。 4.推测单侧光的可能作用是什么？ 拜尔首次将实验放置于黑暗中进行，说明 不是胚芽鞘弯曲 生长的根本原因， 才是根本原因。 实验结论： 单侧光 “影响”的分布不均匀 探究新知 一、生长素的发现过程 3 相互对照 16 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。 这种“影响”是什么? 究竟是不是化学物质呢？如果是，是哪种化学物质？ 探究新知 一、生长素的发现过程 结果 向放置琼脂块 的对侧弯曲生长 不弯曲不生长 温特的实验（1926年） 探究新知 一、生长素的发现过程 4 结果 琼脂块是否接触过尖端 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长 因变量： ①温特的实验的自变量和因变量分别是什么？ 自变量： ②对照组的目的是？ 排除琼脂块自身成分对实验的干扰 未接触尖端的琼脂 温特采用詹森的实验材料，拜耳的操作方法。不足：温特没有分离出生长素。 温特的实验巧妙在哪里？用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。 18 结果 向放置琼脂块 的对侧弯曲生长 结果 不弯曲不生长 ③实验结论： 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。 注意：前面4个实验都没能证实这种“影响”是生长素。 温特的实验（1926年） 探究新知 一、生长素的发现过程 4 温特采用詹森的实验材料，拜耳的操作方法。不足：温特没有分离出生长素。 温特的实验巧妙在哪里？用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。 19 1946年，人们才从高等植物中将其分离 出来，并确定它也是________________。 1934年，科学家首先从_____中分离出具有 生长素效应的化学物质——_____________。 实际上，植物体内还有_______(PAA)、__________(IBA)等与IAA相同效应的物质，它们都属于________。 吲哚乙酸(IAA) 吲哚丁酸(IBA) 人尿 吲哚乙酸(IAA) 吲哚乙酸(IAA) 吲哚丁酸 苯乙酸 生长素 苯乙酸(PAA) 生长素在植物体内的含量极少 注：化学本质不是蛋白质，不是在核糖体上合成。 生长素的化学本质——吲哚乙酸 探究新知 一、生长素的发现过程 5 20 单测光照射后，胚芽鞘背光侧的生长素含量多于向光侧的原因是什么？ 向光侧 背光侧 1.向光侧的生长素在光的影响下被分解 2.向光侧的生长素在光的影响下抑制合成 3.向光侧的生长素向背光侧横向转移 × × √ 提出假设： 分析植物向光性的原因 探究新知 二、植物向光性的原因 1 我们不禁产生疑问 21 在此实验的基础上如何进一步设计实验证明向光侧的生长素向 背光侧发生了横向转移？提示：可以借助云母片阻断的方法设计实验 C组 a b 光 D组 c d 光 c>a=b>d 或 a b 光 c d 光 C组 D组 分析植物向光性的原因 探究新知 二、植物向光性的原因 1 我们不禁产生疑问 22 拓展：生长素横向运输的实验证据 将生长素作用下快速表达的基因与某个特定基因(产物可显示为蓝色）融合，使生长素作用部位显现为蓝色。 分析植物向光性的原因 探究新知 二、植物向光性的原因 1 我们不禁产生疑问 23 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 (1)外因： 。 (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。 单侧光照射 背光一侧 向光一侧 背 向 分布不均匀 分析植物向光性的原因 探究新知 二、植物向光性的原因 1 小结 24 从细胞学角度观察 分析植物向光性的原因 探究新知 二、植物向光性的原因 1 我们不禁产生疑问 25 ①生长素的产生部位：____________；感光部位：____________。 ②生长素横向运输的部位___________；生长素的产生是否需要光：______。 ③生长素发挥作用的部位（即生长部位）：_______________________。 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端 不需要 胚芽鞘尖端下部的伸长区 ②生长素的产生部位 ②生长素的作用部位 尖端 下部 ③横向运输部位 ①感光部位 ①弯曲生长部位 探究新知 二、植物向光性的原因 胚芽鞘系列实验的重要结论 26 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。 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。 生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等 (1)概 念： (2)种 类： (3)作 用： 生长素多 生长素少 植物激素的概念、种类和作用 探究新知 2 二、植物向光性的原因 27 动物激素 植物激素 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式 相同点 ①由自身产生；②从产生部位运到作用部位 ③起调节作用；④微量高效 无特定分泌器官 有特定内分泌腺或细胞 一般是小分子物质 蛋白质，氨基酸衍生物、固醇等 无特定靶器官 靶器官、靶细胞 多样、复杂 随体液运输 植物激素与动物激素的异同 探究新知 3 二、植物向光性的原因 28 四、小 结 刺激 接受刺激 信息分子 生理效应 如背光侧细胞伸长生长快 如胚芽鞘顶端 产生部位 如生长素 植物激素 (微量有机物) 作用部位 如单侧光、重力、离心力 属于 调节 运输 属于 感应 响应 (性状改变) 课堂小结 1. 从19世纪末达尔文注意到植物的向光性，并且设计实验来探讨其中的原因，随后多位科学家通过进一步的实验继续探索。下列叙述错误的是（　 ） A. 温特的实验证明，胚芽鞘的弯曲生长是一种化学物质引起，并确定为 吲哚乙酸 B. 鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递 给下部 C. 拜尔的实验证明，胚芽鞘弯曲生长是由于尖端产生的“影响”在下部分 布不均造成的 D. 达尔文的实验证明胚芽鞘尖端接受单侧光刺激向下面的伸长区传递某 种“影响” A 证明造成胚芽鞘弯曲的“刺激”确实是一种化学物质， 并命名为生长素，直到1946年科学家才确认为吲哚乙酸 课堂练习 2.下列是研究植物胚芽鞘向光性的实验示意图，相关说法错误的是（　　） A. 图中能向光弯曲生长的是c和e，停止生长的是b和f B. 当探究植物向光性产生的外因时，应设置c和a对照 C. 当探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，应设置c和e对照 D. 上述实验中，所选用的植物胚芽鞘必须是同一物种且长势相同的胚芽鞘 课堂练习 C 不能设置c和e对照，因为两组实验结果相同，均为弯向光源生 3. 如图为有关生长素的实验探究，下列相关叙述错误的是（　　） A. 实验1中①直立生长 B. 实验2中生长素的含量为a＝b＞c C. 实验1中②向左侧弯曲生长 D. 实验2可证明单侧光能导致胚芽鞘尖端生长素分布不均匀 课堂练习 实验2中生长素的含量关系为a＝b＋c，b＞c B B　 布置作业 拓展实践： ① 动手小实验：选取绿豆/黄豆种子，分组设置单侧光照条件，持续观察幼苗生长。手绘幼苗生长简图，标注生长素分布变化，记录并解释植物向光弯曲的原理。 ② 热点探究：查找生长素类似物在农业生产中的应用案例（无子果实、除草剂等）,用本课知识辨析真伪，撰写简短科普文字。 课后作业 胚芽感知单侧光，生长素巧调分布； 浓度把控有双重，促抑随量而变。 细察植物应答，感悟生命精巧的调控智慧。 选择性必修1《稳态与调节》 Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 $