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

第5章 植物生命活动的调节 第1节 植物生长素 教材分析 一、学习目标 二、重难点 1.分析植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特点。 2.概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用， 尝试阐释植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观。 1.植物生长素的发现、植物生长素的生理作用。 2.植物生长素的合成、运输、分布和生理作用。 2 图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。 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。 向着光源生长的植物 是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，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。 幼嫩部位 讨论： 1.图中植株的生长方向有什么特点？ 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 的意义？ 向光性： 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。 思考：植物的向光性是如何产生的呢？ 一、生长素的发现过程 1.达尔文父子的实验（19世纪末） (1)实验材料： 金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘 金丝雀虉草 相关信息：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫作胚芽鞘，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 （伸长区） （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 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？ 5 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 一、生长素的发现过程 1.达尔文父子的实验（19世纪末） 6 遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么？ 胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？ 感受单侧光刺激的又是哪一部分？ 采用排除法(减法原理)，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 旁栏思考 P91 实验① 实验② 实验③ 实验④ 一、生长素的发现过程 尖端 (5)实验结论： 这种“影响”究竟是什么？ 慢 快 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。 一、生长素的发现过程 1.达尔文父子的实验（19世纪末） 一、生长素的发现过程 2. 鲍森·詹森实验(1913年) (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。 (2)实验过程： 琼脂片 向光弯曲生长 胚芽鞘向光弯曲生长 (3)实验现象： (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。 1、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 生长素的发现过程——鲍森·詹森的实验（1913年） (5)讨论与分析： 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 10 1.自变量、因变量是什么？实验现象是什么？ 尖端放置的位置 尖端下部弯曲生长的方向 实验现象： 对照方式：__________。 相互对照 黑暗中 拜尔实验示意图 ② ① 自变量： 因变量： 一、生长素的发现过程 3.拜尔实验(1918年) 根据实验示意图思考讨论以下问题： 胚芽鞘朝对侧弯曲生长 2.为什么要选择黑暗的环境？ 排除光的影响，控制单一变量 11 4.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。 黑暗中 拜尔实验 不需要光照。 3.通过该实验分析某种“影响”的产生是否需要光照？ 这种“影响”是什么？ 一、生长素的发现过程 3.拜尔实验(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。 【注意】拜尔首次将实验放置于黑暗中进行，说明单侧光不是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而_________________________才是根本原因。 “影响”的分布不均匀 12 由达尔文、詹森和拜尔的实验，初步证明： 如何“进一步”证明是不是化学物质？ 胚芽鞘的尖端产生的影响可能是一种 物质造成的，这种物质的 造成了胚芽鞘的弯曲生长。 化学 分布不均匀 一、生长素的发现过程 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？ 结果 向放置琼脂块 的对侧弯曲生长 缺乏实验对照，无法排除琼脂块的影响 结果 不弯曲 不生长 未接触尖端的琼脂 实验结论： 自变量： 因变量： 琼脂块是否接触过尖端。 去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长。 4.温特实验(1926年) 一、生长素的发现过程 胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的，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。 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。 14 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？ 温特没有提取出生长素。 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” 旁栏思考 一、生长素的发现过程 1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质----吲哚乙酸（IAA） 直到1946年，人们从高等植物中分离出生长素,并确认它也是吲哚乙酸（IAA）。 进一步研究发现，植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。 5.其他科学家 并非人体产生，而是来源于植物 一、生长素的发现过程 16 时间 实验者 结 论 感光部位在 ,受单侧光向下面的伸长区传递了某种 。造成伸长区背光面比向光面生长 ， 19世纪 达尔文 父子 胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过 传递给下部。 1913年 詹森 胚芽鞘弯曲生长是因为影响在其下部分布 造成的。 1918年 拜尔 胚芽鞘弯曲生长是 引起的，并把这种物质命名为 。 1926年 温特 科学家从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质 。 1934年 从高等植物中分离出 。 1946年 人们 科学家 植物体内具有生长素效应的物质还有： 、 等，它们属于生长素。 进一步研究发现 生长素的发现过程总结： 吲哚丁酸(IBA) 尖端 “影响” 琼脂片 不均匀 化学物质 生长素 吲哚乙酸（IAA） IAA 苯乙酸(PAA) 快 尖端 下端 感光部位 生长素的产生部位 弯曲生长部位 生长素的作用部位 植物向光性是由生长素分布不均匀造成的（内因）: 单侧光照射后（外因），胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。 向光侧 背光侧 生长素少 生长素多 伸长慢 伸长快 向光弯曲生长 1.外因: 单侧光照射 生长素的分布不均匀 2.内因: 对植物向光性的解释 18 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 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 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 植物激素 19 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？ 植物激素与动物激素的异同 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 无特定的分泌器官 一般是小分子物质 无明显的靶细胞 多样、复杂 动物激素 有特定的内分泌腺 蛋白质、类固醇等 靶器官、靶细胞 随着体液运输 [当堂检测] 1.用燕麦胚芽鞘做向光性实验,发现植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光弯曲生长的部位分别是(　　) A.胚芽鞘尖端、尖端下面的一段、向光的一面 B.胚芽鞘、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段 C.胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段 D.胚芽鞘尖端、向光的一面、尖端下面的一段 C B 2.生长素发现历程中的部分实验如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.达尔文父子实验证明了胚芽鞘感受单侧光的部位是尖端下部 B.鲍森·詹森实验证明胚芽鞘尖端产生的化学物质可以透过琼脂片 C.拜尔实验必须在单侧光照射下幼苗才会弯曲生长 D.温特实验证明了幼苗弯曲生长与化学物质色氨酸有关 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 *植物没有专门的内分泌腺器官 23 2、生长素的分布 (1)分布部位：__________，但相对集中在_________的部位。如：______、芽和根尖的_________、___________________、________等处。 发育中/未成熟的种子 分生区 伸长区 根 冠 成熟区 各器官都有 生长旺盛 胚芽鞘 分生组织 形成层 发育中的种子和果实 二、生长素的合成、运输与分布 生长素是如何从合成部位运输到植物体全身的呢？ 24 远地侧→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、分布、运输 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。 25 背光侧 向光侧 3、生长素的运输 ① ② ② ①：生长素的横向运输 ②：生长素的极性运输 二、生长素的合成、运输与分布 26 (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 形态学上端 形态学下端 形态学下端 形态学上端 形态学的上端指植物的生长方向的一端 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。 27 请用箭头标出（植物正放、倒放、横放）茎部和根部极性运输的方向： 在地球，在太空？ 注：（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）极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响。 原因：极性运输的方向是遗传物质决定的 课堂检测 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）。 评价实验设计和结论 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。 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 1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 讨论 实验前 实验后 上 下 1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 结论2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。 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。 空白琼脂块(b) 形态学下端 形态学上端 含IAA琼脂块 实验前 实验后 胚芽鞘既不弯曲也不生长 评价实验设计和结论 [当堂检测] 1.下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述,错误的是(　　) A.生长素主要在芽、幼嫩的叶和发育中的种子中合成 B.生长素可由色氨酸经过一系列反应转变而成 C.生长素的极性运输只能从形态学上端运输到形态学下端 D.生长素只分布于生长旺盛的部位 D 2.(2025·河南高考)向日葵具有向光生长的特性。研究人员以向日葵幼苗为实验材料,单侧光处理一段时间后,检测下胚轴两侧生长相关指标,结果如图所示。下列推断正确的是(　　) A.向日葵下胚轴向光面IAA促进生长的作用受抑制程度大于背光面 B.下胚轴两侧IAA的含量基本一致,表明其向光生长不受IAA影响 C.IAA抑制物通过调节下胚轴IAA的含量进而导致向日葵向光生长 D.在下胚轴一侧喷施IAA抑制物可导致黑暗中的向日葵向对侧弯曲 A 三、生长素的生理作用 生长素不起催化作用，不为细胞提供能量，而是给细胞传递信息，起调节作用。 1.作用方式： 生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。 基因表达 生长素 生长素受体 2.作用机理： 生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗？ 三、生长素的生理作用 ①细胞水平 促进细胞伸长 向光侧 背光侧 生长素 诱导细胞分化 ②器官水平 影响器官的生长和发育 促进侧根和不定根的发生 影响花、叶和果实发育 3.生长素的促进作用： 思考：生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗？ 生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗？ 植物生长素的作用特点 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 植物器官生长的反应 促进生长 抑制生长 根 芽 茎 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 浓度/（mol·L） 生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图 讨论 1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。 植物生长素的作用特点 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 植物器官生长的反应 促进生长 抑制生长 根 芽 茎 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 浓度/（mol·L） 生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图 讨论 2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？ 一般表现为较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。 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？ 不同 植物器官生长的反应 促进生长 抑制生长 根 芽 茎 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 浓度/（mol·L） 生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图 4.生长素的作用特点 （1）生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。 敏感程度排序：根＞芽＞茎 幼嫩细胞＞衰老细胞 双子叶植物＞单子叶植物 （2）一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。 4.不同浓度生长素作用（对根）曲线分析 ①曲线AB段表示: ②B点对应的浓度为： ③曲线BC段表示: ④C点的生长素浓度对根生长的效应是： ⑤曲线CD段表示： ⑥E、F表示： 在一定范围内，随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐增强； 促进根生长的最适浓度； 超过最适浓度，随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐减弱； 随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强； 既不促进，也不抑制； A B C D 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 mol·L-1 促进生长 抑制生长 Ｆ Ｅ 生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。 说明： 芽、茎的曲线分析与如上类似。 38 38 生长素作用特点的应用--除草剂 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。而双子叶植物对生长素的敏感程度大于单子叶植物。 双子叶植物 单子叶植物 据图分析，可选择浓度在什么范围的生长素作为除草剂？ 浓度在D点附近 生长素的生理作用 39 (2)原理： a d c b 极性运输 生长素的浓度：______________ 生长的快慢：________________ b＞c＞d＞a a＞d＞c＞b (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—— 低促，过高抑 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 越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高， 侧芽受到的抑制程度越大。 40 (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。 41 远地侧 近地侧 远地侧 近地侧 重力 重力 A B 生长素少 生长素多 生长快 生长慢 向地生长 ①茎的背地性 远地侧 近地侧 ②根的向地性 远地侧 近地侧 C D 生长素少 生长素多 生长慢 生长快 背地生长 促进弱 促进强 抑制 促进 （2）根的向地性和茎的背地性 根 茎 注意：根的向地性体现了低浓度促进高浓度抑制，而茎的背地性 没有体现。 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 生长素分布不均匀 顶端优势、根的向地性 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向中央弯曲生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 随堂练习 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 46 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。 随堂练习 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。 47 谢谢观看 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