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

第五章 植物生命活动的调节 第1节 植物生长素 人教版 高二生物 选择性必修1 1 01 02 03 学习目标 通过生长素生理作用两重性的曲线分析，培养运用模型分析问题的科学思维能力。(生命观念) 通过分析“生长素发现的实验”、“与生长素相关的实验设计”的实验，掌握实验设计的方法，训练思维逻辑的严密性。(科学思维) 通过分析顶端优势与植物生长素的运输和作用特点的关系，关注生物学原理在农业生产和园艺中的应用。(社会责任) 情景一： 3 在________的照射下，植物______________的现象叫作向光性 单侧光 朝向光源生长 最早发现的一种植物激素——生长素，就是在研究植物向光性的过程中发现的。 生长素是什么？科学家是怎样发现生长素的？ 问题探讨： 认真阅读课本P90—92页，思考： 各实验的自变量、因变量、处理方式及实验结论 01 生长素的发现过程 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 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。 01 生长素的发现过程 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？ 7 不做处理 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 实验① 实验② 实验③ 实验④ 处理 该实验的对照组为_____，实验组为___________； ① ②③④ 01 生长素的发现过程 2.实验过程 8 不做处理 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 处理 实验① 实验② 实验③ 实验④ 向光弯曲生长 不生长 直立生长 向光弯曲生长 现象 不弯曲 01 生长素的发现过程 2.实验过程 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 01 生长素的发现过程 3.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 01 生长素的发现过程 3.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” 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 01 生长素的发现过程 4.实验结论 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。 01 生长素的发现过程 鲍森.詹森(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。 01 生长素的发现过程 鲍森.詹森(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： 01 生长素的发现过程 鲍森.詹森(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？ 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 相互对照 01 生长素的发现过程 拜尔的实验（1918年） 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？ 01 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 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 01 生长素的发现过程 温特的实验（1926） 胚芽鞘尖端产生的“影响”可转移到琼脂块中 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。 01 生长素的发现过程 温特的实验（1926） 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 命名但没提取出生长素 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。 19 01 生长素的发现过程 1934，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，人们从高等植物中分离出生长素，并确认它就是吲哚乙酸（IAA）。进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的物质除IAA外还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素！ 吲哚乙酸（IAA） 吲哚丁酸（IBA） 实验结论：生长素受到单侧光照射后将由　　 侧向　 　侧转移，而且生长素具有_______________的作用，所以胚芽鞘　 生长。 向光 背光 促进植物生长 向光弯曲 20世纪20年代，科学家通过实验方法测得玉米胚芽鞘生长素的分布情况如图所示： 云母片将胚芽鞘完全分开 云母片将胚芽鞘部分分开 光 暗 光 光 植物向光性是由生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，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。 生长素的合成/产生与光照有关吗？ 无关 01 生长素的发现过程 21 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 01 生长素的发现过程 小结：解释植物的向光性 22 从细胞学角度观察 01 生长素的发现过程 小结：解释植物的向光性 我们不禁产生疑问 23 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 01 生长素的发现过程 小结：胚芽鞘系列实验的重要结论 24 以下是关于胚芽鞘的A、B、C、D、E 五组实验，请据图判断胚芽鞘生长情况： 核心探讨 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向右弯曲生长 ②直立生长 ③向光弯曲生长 ④向光弯曲生长 ①直立生长 ②向左弯曲生长 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 用两看法判断胚芽鞘“长不长、弯不弯” 26 题：关于植物向光性的原因有以下三种假说： 假说1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移 假说2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解 假说3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀 ①若假说1正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为？ ②若假说2正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为？ ③若假说3正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为？ c>a＝b>d c＝a＝b>d a＝b＝c＝d 27 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 01 生长素的发现过程 植物激素： 28 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 01 生长素的发现过程 植物激素与动物激素的异同： 29 我是生长素 我从哪里来？ 我要到哪里去？ 我要怎么去？ 阅读课本P93关于生长素的合成、运输与分布的内容，完成以下问题： 02 生长素的合成、运输与分布 音乐欣赏：生长素版青花瓷 (1)合成部位： 。 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 （2)生长素由 经过一系列反应转变而来。 色氨酸 转变 色氨酸 吲哚乙酸 思考：生长素的合成需要光吗？ 生长素的合成不需要光，有无光均产生 1. 生长素的合成： 我从哪里来？ 02 生长素的合成、运输与分布 2. 生长素的分布 生长素在植物 中都有分布，但相对集中分布在__________的部位 各器官 生长旺盛 （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） 我要到哪里去？ 02 生长素的合成、运输与分布 (1)极性运输： 主动运输 ①发生位置： ②运输方向： ③运输方式： 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 （需能量、需载体蛋白） 形态学上端 形态学下端 只能 形态学上端 形态学下端 形态学下端 形态学上端 *植物生长方向的一端即为形态学的上端 02 生长素的合成、运输与分布 3. 生长素的运输 (2)非极性运输： 成熟组织中，通过 进行，与其他有机物的运输没有区别 输导组织 34 同学，你是否想过生长素为什么进行极性运输吗？ 关于生长素的极性运输的观点你有过质疑吗？请设计实验打消你的质疑 02 生长素的合成、运输与分布 3. 生长素的运输 实验探究：如何设计实验验证极性运输？ 实验设计：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（胚芽鞘的形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。 空白琼脂块(a) 形态学上端 形态学下端 含IAA琼脂块 实验前 实验后 胚芽鞘弯曲生长 实验结论： (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。 思考：如何检测下端琼脂块是否含有生长素？ 课本P95 不严谨，没有证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。 思考：这个实验的设计是否严密？从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 实验探究：如何设计实验验证极性运输？ 思考：如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 实验结论： (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。 课本P95 实验结论： (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。 空白琼脂块(a) 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 实验探究：如何设计实验验证极性运输？ 课本P95 ①单侧光： 3. 生长素的运输 (3)横向运输： 是指植物在单一外界刺激下(如单侧光、重力、离心力等)，使生长素在产生部位发生的运输方式 胚芽鞘的尖端能感受光的刺激发生横向运输，生长素由向光侧运输到背光侧。 通过极性运输到尖端下面伸长区，使生长素分布不均，从而造成了弯曲生长。 02 生长素的合成、运输与分布 39 ②重力： 3. 生长素的运输 (3)横向运输： 是指植物在单一外界刺激下(如单侧光、重力、离心力等)，使生长素在产生部位发生的运输方式 当植物横向放置放时，形态学上端的生长素受重力影响从远地侧横向运输到近地侧,再通过极性运输运输到形态学下端 横向运输：受外界因素影响 极性运输： 不受外力影响，由植物本身的遗传特性决定 02 生长素的合成、运输与分布 40 ③离心力： 3. 生长素的运输 (3)横向运输： 是指植物在单一外界刺激下(如单侧光、重力、离心力等)，使生长素在产生部位发生的运输方式 离心力使胚芽鞘尖端的生长素从 运至 。因此向 生长。 ⑦ ⑧ 中央弯曲 02 生长素的合成、运输与分布 41 1.作用方式： 给细胞 信息，起着 细胞生命活动的作用。 传达 调节 (不催化细胞代谢，也不为细胞提供能量) 生长素 生长素受体 特异性结合 细胞内一系列信号转导 诱导 特定基因表达 产生 效应 2.作用机制： 02 生长素的合成、运输与分布 拓展延伸 关于生长素的作用机理科学家们提出了“酸生长假说”(细胞壁pH下降，使细胞壁松弛，细胞伸长生长)和“基因活化学说”(IAA与细胞内受体结合促进基因表达)。 3.具体表现： 生长素 受体 基因表达 细胞水平：起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用。 器官水平：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。 细胞 伸长分化 器官 生长发育 思考：生长素对生长只有“促进”作用吗？ 02 生长素的合成、运输与分布 03 生长素的生理作用 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（P94）： (1)生长素的浓度： 不用浓度的生长素作用于同一器官，引起的生理效应一般不同。 随生长素浓度升高，促进作用逐渐增强； 促进生长的最适浓度； 随生长素浓度升高，促进作用逐渐减弱； ①AB段表示: ④B点表示的生长素浓度是: ②BC段表示: 既不促进也不抑制 ⑤C点表示的生长素浓度对根的生长作用是： ③CD段表示: 随生长素浓度升高，抑制作用逐渐增强； E F A 抑制生长≠不生长 03 影响生长素作用的因素 E F A 一般情况下，生长素浓度较低时促进生长，浓度过高时则会抑制生长。 生长素浓度不同，促进效果相同。 ⑥E、F表示： （同效应不同浓度） ⑦曲线说明生长素作用的特点: “两重性” (1)生长素的浓度： 不用浓度的生长素作用于同一器官，引起的生理效应一般不同。 (低促高抑) 不同浓度生长素对植物芽和茎也会有如根一样的作用结果吗？ 03 影响生长素作用的因素 同一株植物的不同器官对生长素浓度的反应 ①根、芽、茎的最适浓度分别是多少？ ②敏感度大小如何排序? ③B’点所对应的浓度对根、芽、茎的生长效应分别是？ 依次为10-10, 10-8, 10-4 mol/L 敏感程度：根>芽>茎 抑制、既不促进也不抑制、促进 (2)器官种类： 不同器官对生长素浓度的敏感度不同。 B A C B' A' C' 03 影响生长素作用的因素 敏感程度：双子叶植物＞单子叶植物 (4)植物的成熟情况： 幼嫩细胞对生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝。 敏感程度：幼嫩细胞＞衰老细胞 (3)植物种类： 不同种类的植物对同一浓度的生长素敏感度不同。 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 应用： 除草剂2，4-D (与受体数量与活性有关) 03 影响生长素作用的因素 2 1 3 4 保留顶芽 去掉顶芽 植物的______优先生长，而______生长受到抑制的现象。 顶芽 侧芽 03 生长素的生理作用 两重性实例： 顶端优势 (1)概念： 顶芽 低 促进 侧芽 高 抑制 越靠近顶芽的侧芽生长素浓度越高，受到的抑制程度越大。 03 生长素的生理作用 两重性实例： 顶端优势 (2)原因： 去掉顶芽 棉花和烟草的摘心可以增产 棉花去顶芽 烟草去顶芽 园艺、果树修剪 调节植株形态 03 生长素的生理作用 两重性实例： 顶端优势 (3)解除顶端优势： 保留顶端优势：需要长高的植物（如木材） 可以达到增产 03 生长素的生理作用 两重性实例： 顶端优势 (4)顶端优势运用： ②根茎对生长素的敏感程度不同 A B C D 根的向地性生长： 根向地生长 茎背地生长 根部： 生长素浓度：A B 生长速度： A B 茎部： 生长素浓度：C D 生长速度： C D ＞ ＞ ＞ ＞ 两重性 均促进 ①在重力作用下生长素分布不均匀； 低促高抑的 03 生长素的生理作用 两重性实例： 54 现 象 是否体现两重性 生长素的作用 顶端优势 顶芽，低：_________ 侧芽，高：_________ 根的向地性 远地端，低：________ 近地端，高：________ 茎的背地性 远地端，低：________ 近地端，高：________ 植物的向光性 向光侧，低：________ 背光侧，高：________ 是 是 否 否 促进弱 促进 抑制 抑制 促进 两重性→低促高抑 促进强 促进弱 促进强 小结 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。 （ ） ×  × 课堂练习 56 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 课堂练习 57 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 课堂练习 58 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？ 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。 课堂练习 59 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。 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。 课堂练习 60 Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.70 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $