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 1.6 植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的是植物激素的调节 1.6.1概述科学家经过不断地探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。 课程标准 阳台种植的植物 一枝红杏出墙来 生活现象 向日葵 迎客松 向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象(P90)。 （一）向性运动 植物的向性运动 植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。 根的向水性 一、生长素的发现过程 根的向地性和茎的背地性 （二）实验探究过程 1.达尔文父子的实验 ①发现并提出问题 在单侧光的照射下，植物表现出向光性。植物具有向光性的原因是什么？ ②实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘 一、生长素的发现过程 胚芽鞘：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套装物。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(P90左侧栏相关信息)。 金丝雀虉草 胚芽鞘模式图 尖端 尖端以下部分 向光弯曲生长 去掉尖端 既不生长也不弯曲 锡箔罩在尖端 直立生长 锡箔罩在尖端下部 向光弯曲生长 ③实验过程及结果 一、生长素的发现过程 锡箔不透光 条件： 现象： 单侧光 6 ③实验过程及结果 一、生长素的发现过程 锡箔不透光 实验一和实验二对照：自变量是__________ 实验一和实验三、四对照：自变量是____________ 有无尖端，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关。 遮光部位不同，说明尖端是感受光刺激的部位。 7 ③实验过程及结果 一、生长素的发现过程 思考1：遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么?(教材P91侧旁思考) 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，从而确定胚芽鞘哪一部分在起作用。 锡箔不透光 8 ③实验过程及结果 一、生长素的发现过程 思考2：胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?感受单侧光刺激的是哪一部分？ 胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段，感受光刺激的是尖端。这说明是胚芽鞘尖端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。 锡箔不透光 9 3.实验推论 一、生长素的发现过程 单侧光刺激 胚芽鞘尖端接受刺激，产生了某种“影响” 向下部伸长区传递某种“影响” 伸长区背光面比向光面生长快 向光弯曲生长 琼脂，是从海藻中提取出来的一种多糖。琼脂无色、无固定形态，溶于热水。在食品工业中应用广泛，如果冻、软糖等，亦常用作细菌培养基。 琼脂实际上起物质传递的作用，水溶性物质可透过。 云母是云母族矿物的统称，是钾、铝、镁、铁、锂等金属的铝硅酸盐，层状结构。晶体呈假六方片状或板状。 致密不通透，物质不能透过云母片扩散。 一、生长素的发现过程 （二）实验探究过程 11 一、生长素的发现过程 （二）实验探究过程 2.鲍森.詹森实验（1913年） ①发现并提出问题：胚芽鞘尖端产生的影响，可以向下传递吗？ ②实验探究 实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块传递给下部。 证明“影响”可以向下传递，验证了达尔文的推论一。 一、生长素的发现过程 （二）实验探究过程 3. 拜尔的实验（1918年） ①发现并提出问题 胚芽鞘下端弯曲生长的原因是什么？ ②实验探究 如图：在黑暗条件下进行 排除光照可能对实验结果造成的干扰。 ③实验结论： 胚芽鞘弯曲生长，是因为尖端产生的影响在 其下部分分布不均匀造成的。 “影响”分布不均匀，验证了达尔文的推测二。 （二）实验探究过程 4.温特的实验（1926年） ①提出问题： 胚芽鞘产生“影响”是某种物质吗？ ②实验探究（如图） ③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。 温特认为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。 一、生长素的发现过程 一、生长素的发现过程 5.生长素的发现 ①1934年，科学家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）。 ②1946年，科学家们从高等植物中分离出IAA。 ③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。 吲哚乙酸（IAA） 一、生长素的发现过程 总结： 一、生长素的发现过程 总结： 一、生长素的发现过程 （二）向光性的原因 1.外因：单侧光照射。 2.内因：生长素在背光侧含量多于向光侧。 3.结果：两侧生长不均匀，背光侧生长快，向光侧生长慢，从而造成向光弯曲。 一、生长素的发现过程 （二）向光性的原因 4.生长素分布不均匀的原因 观点一： a.胚芽鞘尖端产生生长素，在单侧光的刺激 下，生长素横向运输，向背光侧集中。 b.生长素向尖端以下部位运输，在胚芽鞘两 侧分布不均匀，向光侧浓度低，背光侧浓 度高。 c.背光侧细胞伸长生长快于向光侧细胞，胚 芽鞘向光弯曲。 一、生长素的发现过程 （二）向光性的原因 4.生长素分布不均匀的原因 观点二： ②关于植物向光性生长的原因，目 前还有争议。有些学者根据一些 实验结果提出，植物向光性生长， 是由单侧光照射引起某些抑制生 长的物质分布不均匀造成的(P92 侧栏相关信息)。 ①生长素的产生部位：____________。 ②感光部位：____________。 ③生长素横向运输的部位_____________。 ④生长素的产生是否需要光：________。 ⑤生长素发挥作用的部位（即生长部位）：_______________________。 ⑥弯曲生长的原因：__________________________________。 ⑦引起生长素分布不均匀的外界因素：___________等。 胚芽鞘系列实验的重要结论 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 生长素分布不均匀，导致生长不均匀 单侧光照射 一、生长素的发现过程 （四）向性运动的处理方法和结果 1.遮盖法 结论：胚芽鞘的感光部位在尖端。 一、生长素的发现过程 （四）向性运动的处理方法和结果 2.暗箱法 结论：胚芽鞘的生长具有向光性。 一、生长素的发现过程 （四）向性运动的处理方法和结果 3.插入法 结论：横向运输发生在尖端；生长素能透过琼脂片，不能透过云母片。 一、生长素的发现过程 （四）向性运动的处理方法和结果 4.移植法 结论：单侧光使向光侧的生长素向背光侧运输。 （四）向性运动的处理方法和结果 5.与胚芽鞘向光生长有关的三个重要部位 一、生长素的发现过程 生长素的作用部位 一、生长素的发现过程 （三）植物激素 1.发现生长素后，陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。 2.植物激素概念： 由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物生长发育有显著 影响的微量有机物。 3.植物激素作用： 作为信息分子，几乎参与植物生长、发育过程中的所有生命活动。 一、生长素的发现过程 （三）植物激素 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 1. 生长素的合成 ①合成部位 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 ②合成原料 色氨酸经过一系列的反应可转变为生长素。 二、生长素的合成 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： _________、_______和__________的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。 胚芽鞘 芽 根尖 二、生长素的合成 2.生长素的分布 3.生长素的运输 二、生长素的合成 3.生长素的运输 ①极性运输 二、生长素的合成 在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从____________运输到____________，而不能倒过来运输，也就是只能单方向运输，称为_______运输。这种运输方式是一种_______运输。 形态学下端 形态学上端 极性 主动 3.生长素的运输 二、生长素的合成 评价实验设计和结论（教材P95） 思维训练 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）。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。 讨论1.这个实验的设计是否严密？为什么？ 不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。 二、生长素的合成 34 评价实验设计和结论（教材P95） 思维训练 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）。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。 讨论2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？ 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。 二、生长素的合成 35 评价实验设计和结论（教材P95） 思维训练 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）。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。 讨论3. 如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？ 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。 二、生长素的合成 36 √ 二、生长素的合成 验证生长素的极性运输方向 37 ①极性运输：胚芽鞘、芽、幼叶、幼根（幼嫩部分）中是细胞的主动运输。 只能从形态学上端到形态学下端。 ②非极性运输：成熟组织中，通过韧皮部运输，属于被动运输。 ③横向运输：由于单侧光、重力等因素，发生在根尖、茎尖等细胞分裂特别 旺盛的部位。 二、生长素的合成 3.生长素的运输 38 三、生长素的生理作用 1.生长素的作用方式 生长素在植物体内起作用的方式与动物体内激素起作用的方式基本相似。 它不像酶那样催化细胞代谢，也不为细胞提供能量，而是给细胞传达信 息，起着调节细胞生命活动的作用。 2. 作用原理 生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内发生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。 三、生长素的生理作用 2.生长素的促进作用 ①细胞水平：促进细胞伸长生长；诱导细胞分化等作用。 ②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 三、生长素的生理作用 思考.讨论：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。 1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？ 2.对于同一器官来说，生长素的 作用与浓度有什么关系？ 3.对于不同器官来说，生长素促 进生长的最适浓度相同吗？ 相对于生长素浓度为0时的生长速度。 较低浓度时促进生长，浓度过高抑制生长。 不相同 三、生长素的生理作用 3.生长素的作用特点 研究发现，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。 ①浓度 一般情况下，低浓度时促进生长，浓度过高时抑制生长。 促进：低浓度（O-e） 抑制：高浓度（e之后） 两重性 三、生长素的生理作用 ①浓度 ac段： 随着生长素浓度升高，对植物生长的促进作用逐渐增强。 c点： 促进生长的最适浓度，促进效果最好。 ce段： 随着生长素浓度升高，对植物生长的促进作用逐渐减弱。 三、生长素的生理作用 ①浓度 e段： 既不促进生长也不抑制生长。 b、d两点： 生长素浓度不同，但促进效果相同。 ef段： 随着生长素浓度升高，对植物生长的抑制作用逐渐增强。 三、生长素的生理作用 ②器官的种类 a.对于各种器官，生长素的功能均具有两重性，即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官生长。 b.同一浓度的生长素作用于不同器官，引起的生理功效不同，这是因为不同器官对生长素的敏感性不同。 根>芽>茎 三、生长素的生理作用 ③不同植物类型 敏感性： 双子叶植物>单子叶植物。 可用较高浓度的生长素类似物杀死单子叶植物地里的双子叶杂草。 ④植物细胞的成熟程度 幼嫩细胞对生长素较为敏感，成熟细胞不敏感。 4.生长素生理作用特点的实例 ①现象：顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。 ②成因: 顶芽产生的生长素向下极性运输，侧芽处生长素浓度较高。 侧芽对生长素敏感，发育受到抑制。 三、生长素的生理作用 三、生长素的生理作用 ③在生产上的应用 I.解除顶端优势 去掉顶芽，使侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长。 可以增产，调节植物形态等。 棉花摘心、黄瓜打顶、果树整枝、园艺修剪等。 三、生长素的生理作用 ③在生产上的应用 II.维持顶端优势 自然界的植物呈宝塔形， 可以充分利用阳光。 离顶芽越近的侧芽， 生长素浓度越高，生长越慢。 离顶芽越远的侧芽， 生长素浓度越低，生长越快。 4.生长素生理作用特点的实例 三、生长素的生理作用 生长素浓度：A＜B C＜D ACD处表现为促进植物生长，B处表现为抑制植物生长 色氨酸 芽、叶 种子 胚芽鞘 上端 下端 韧皮部 生长旺盛 [总结] $