5.1植物生长素（第一课时）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 第1节植物生长素 第一课时 1 可能是哪种因素刺激引发了这株植物的形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？ 单侧光；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。 问题探讨 植物向光性 向地性(向重力性）、向水性、向肥性 茎的背地性 是植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动。 向性运动 植物 内因？ 向光生长 外因？ 1831—1836 年，达尔文以博物学家的身份参加英国军舰“贝格尔号”的环球科学考察。在旅途中，他养了几只鸟，又在船舱中种植了一些喂鸟用的金丝雀虉草。船舱很暗，只有舷窗能透进阳光。达尔文当时就注意到，植物的幼苗都向舷窗的方向弯曲生长。为了弄清引起植物向光生长的原因，达尔文等许多科学家先后进行了数十年的科学研究。 完成了生物进化研究之后，1875年，达尔文和他的儿子弗朗西斯·达尔文（F. Darwin）一起，用金丝雀虉草为材料研究植物的向光生长。 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。 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。 1、达尔文父子的实验(19世纪末) 一、生长素的发现过程 汉水丑生侯伟作品 胚芽鞘 第一片叶 种子 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 实验① 实验③ 实验④ 实验② （2）实验过程: 单侧光 去掉尖端 锡箔罩在尖端 锡箔罩在尖端下部 说明胚芽鞘的向光弯曲生长与 有关； 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__________， ③④对照，自变量为__________； ①③④对照, ① ②③④ 有无尖端 尖端 遮光部位 说明胚芽鞘的感光部位在______； 尖端 弯向光源生长 不生长也不弯曲 直立生长 弯向光源生长 实验现象： 【思考】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? 尖端 尖端下部——伸长区 （3）实验结论: 单侧光 感光部位在尖端 弯曲生长的部位是尖端下部伸长区 疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？ 这种“影响”究竟是什么呢？如何验证？ 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。 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” 推测①： 琼脂：是海藻的提取物，溶于热水，再让其冷却得到。物质可在琼脂中扩散而性质不变。 云母片：是一种矿物质，由云母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。 2、鲍森·詹森实验(1913年) 注：琼脂块只起传送作用，不影响生长素的运输。而云母片、玻璃片会阻碍生长素的运输。 9 琼脂片 胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。 实验结论： 向光弯曲生长 不生长,不弯曲 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 2、鲍森·詹森实验(1913年) 因为可以透过琼脂片向下传递，所以该影响可能是一种化学物质。 根据探究实验的对照原则，詹森的实验是否完整？ 如不完整，该如何补充实验? 实验现象： 实验现象： 10 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 （1）拜尔为什么要选择黑暗的环境？ 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 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。 3、拜尔(1918年) （2）没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？ 实验结论： 实验组 对照组 实验结论: 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。 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： 4、温特(1926年) 实验现象： 胚芽鞘会朝着对侧弯曲生长 胚芽鞘既不生长也不弯曲 实验组 对照组 进一步证明弯曲的部位在尖端的下段（伸长区） 12 （1）设置对照组的目的是: 排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。 4、温特(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。 13 1934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。 吲哚乙酸（IAA） 吲哚丁酸（IBA） 5、生长素的本质 由上可知，生长素是一类物质，它的化学本质是有机酸。 14 (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: 内因: 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 对植物向光性的解释 单侧光照射 生长素的分布不均匀 关于植物向光性产生的原因，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。 单侧光 向光侧抑制生长的物质多 背光侧抑制生长的物质少 向光侧 生长慢 背光侧 生长快 向光生长 对植物向光性的解释 16 由 产生，能从产生部位运送作用部位， 对植物生长发育有显著影响的微量有机物。 植物体内 二、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，氨基酸衍生物等 无特定靶器官 靶器官、靶细胞 多样、复杂 随体液运输 ---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 1.生长素的合成 ①生长素主要的合成部位：___________________________。 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 胚芽鞘系列实验的重要结论 归纳总结 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 色氨酸 三、生长素的合成、运输与分布 (有无光均可) 18 2.生长素的运输 ①极性运输： （幼嫩部位） 运输方向： （单向） 运输方式： 主动运输 形态学上端→形态学下端 胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，只能从形态学上端到形态学下端。 极性运输在太空中依然 存在，不受重力因素的影响。 形态学上端 形态学下端 形态学上端 形态学下端 19 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。 能否证明生长素的极性运输？ 思维训练 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 胚芽鞘既不弯曲也不生长 21 ③横向运输：由于单侧光、重力、离心力等因素导致横向运输，发生根尖、茎尖在等部位。 ②非极性运输：生长素在输导组织可以进行非极性运输。 ①极性运输：幼嫩组织：从形态学上端到形态学下端（主动运输） 输导组织 生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。 2.生长素的运输 琼脂块 云母片将胚芽鞘完全分开 云母片将胚芽鞘部分分开 3.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。 23 课堂练习 1.(2024河南洛阳模拟)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。下列说法错误的是(　　) A.达尔文的实验证明胚芽鞘尖端接受单侧光刺激向下面伸长区传递某种“影响” 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.拜尔通过胚芽鞘在黑暗中的实验，证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的 “影响”在下部分布不均匀造成的 D.温特的实验进一步证明胚芽鞘的弯曲生长是由生长素——吲哚乙酸引起的 D 生长素的化学本质是其他科学家发现的 温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的“刺激”是由其他科学家发现的,D错误。 24 a b c 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 长不长，看 ____________________ 弯不弯，看 ____________________ 有无生长素 解答技巧 生长素分布是否均匀 (1)常规类 ③ ④ 向光弯曲 不生长 不弯曲 直立生长 不生长 不弯曲 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 (2)遮盖类 直立生长 向光弯曲 向光弯曲 ③ ④ 直立生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 (3)暗盒类 ③ ④ 含生长素的琼脂块 直立生长 直立生长 向光（小孔）弯曲 直立生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 ⑤ ⑥ 直立生长 向右弯曲生长 向右弯曲生长 向左弯曲生长 直立生长 向右弯曲生长 （4）插入类 ⑦ 背光弯曲生长 ⑧ 直立生长 ⑨ 向光弯曲生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 (5)旋转类 直立生长 向光弯曲生长 向小孔弯曲生长 向中心生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 (6)移植类 向右弯曲 向左弯曲 向左弯曲 ④ 含生长素琼脂块 直立生长 ⑤ 向右弯曲生长 ⑥ 向左弯曲生长 直立生长 直立生长 直立生长 不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析 Lavf58.20.100 Lavf58.51.100 $