植物生長素的發(fā)現(xiàn)

1、根向下生長根向下生長向向日日葵葵向向光光向向上上生生長長 當我們把一粒種子種在土壤中，各種條件合適、當我們把一粒種子種在土壤中，各種條件合適、種子開始萌發(fā)。它的根和芽會朝向什么方向生長？種子開始萌發(fā)。它的根和芽會朝向什么方向生長？”為什么植物的根總是向下，而芽總是向上、向光生長？根向下，芽向上、向光生長。根向下，芽向上、向光生長。第第1 1節(jié)節(jié) 植物生長素的發(fā)現(xiàn)植物生長素的發(fā)現(xiàn)一、植物激素的發(fā)現(xiàn)過程一、植物激素的發(fā)現(xiàn)過程二、生長素的產(chǎn)生、運輸和分布二、生長素的產(chǎn)生、運輸和分布 達爾文不僅觀達爾文不僅觀察到了植物的芽總察到了植物的芽總是向光生長這一現(xiàn)是向光生長這一現(xiàn)象，而且進行了實象，而且進行了

2、實驗，提出了自己的驗，提出了自己的看法。看法。( (一一) ) 生長素的發(fā)現(xiàn)過程生長素的發(fā)現(xiàn)過程達達爾爾文文向向光光性性實實驗驗示示意意圖圖 達爾文實驗結(jié)論：燕麥胚芽鞘尖端可能產(chǎn)生達爾文實驗結(jié)論：燕麥胚芽鞘尖端可能產(chǎn)生某種物質(zhì)，并向下運輸促進了燕麥胚芽鞘的生長某種物質(zhì)，并向下運輸促進了燕麥胚芽鞘的生長及向光彎曲。及向光彎曲。 達爾文實驗表明燕麥的胚芽鞘產(chǎn)生了某種達爾文實驗表明燕麥的胚芽鞘產(chǎn)生了某種刺激，但這種刺激是什么呢？刺激，但這種刺激是什么呢？詹森實驗詹森實驗及其結(jié)論詹森實驗及其結(jié)論實驗方法實驗方法: : (1) (1)將胚芽鞘將胚芽鞘切去尖端切去尖端, ,觀察其生長狀況；觀察其生長狀況；

3、 (2)(2)切下尖端切下尖端, ,在尖端和尖端下方放瓊脂塊在尖端和尖端下方放瓊脂塊, ,觀察觀察其生長狀況。其生長狀況。 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象: :切去尖端的胚芽鞘不生長，而切去尖端的胚芽鞘不生長，而切下胚芽鞘尖端，在尖端和尖端下方放瓊脂塊切下胚芽鞘尖端，在尖端和尖端下方放瓊脂塊的可彎向光源生長。的可彎向光源生長。 實驗結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以實驗結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂快傳遞給下部。透過瓊脂快傳遞給下部。拜爾實驗及其結(jié)論拜爾實驗及其結(jié)論 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象: :在黑暗環(huán)境下，切下尖端放在一側(cè)，在黑暗環(huán)境下，切下尖端放在一側(cè)，造成胚芽鞘彎曲生長，有尖端的一側(cè)生長快。造成胚芽鞘彎

4、曲生長，有尖端的一側(cè)生長快。 實驗方法實驗方法: :在黑暗條件下在黑暗條件下, ,切下尖端放在一側(cè)切下尖端放在一側(cè), ,觀察胚芽鞘的生長狀況。觀察胚芽鞘的生長狀況。 實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :胚芽鞘的彎曲生長是因為尖端產(chǎn)生胚芽鞘的彎曲生長是因為尖端產(chǎn)生的刺激在其下部分布不均勻造成的。的刺激在其下部分布不均勻造成的。溫特實驗及其結(jié)論溫特實驗及其結(jié)論 實驗方法實驗方法: :切下尖端放在瓊脂快上，把放切下尖端放在瓊脂快上，把放置過尖端的瓊脂快和空白瓊脂快各放在切去置過尖端的瓊脂快和空白瓊脂快各放在切去尖端的胚芽鞘一側(cè)。尖端的胚芽鞘一側(cè)。 實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :造成胚芽鞘的彎曲生長的刺激是造成胚芽鞘的彎曲

5、生長的刺激是一種化學(xué)物質(zhì)，類似動物激素，命名為一種化學(xué)物質(zhì)，類似動物激素，命名為“生長生長素素”。 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象: :放空白瓊脂快的不生長不彎曲，放空白瓊脂快的不生長不彎曲，放接觸過尖端的瓊脂快的胚芽鞘彎曲生長，彎向放接觸過尖端的瓊脂快的胚芽鞘彎曲生長，彎向?qū)?cè)生長。對側(cè)生長。 這種物質(zhì)在這種物質(zhì)在19341934年由荷蘭科學(xué)家從植物體中年由荷蘭科學(xué)家從植物體中分離出來分離出來, ,實質(zhì)是吲哚乙酸實質(zhì)是吲哚乙酸, ,因其有促進植物生長因其有促進植物生長的作用的作用, ,因而取名為生長素因而取名為生長素, ,后來后來, ,通過進一步的研通過進一步的研究究, ,還發(fā)現(xiàn)生長素有其他的生理作用。還

6、發(fā)現(xiàn)生長素有其他的生理作用。HCCHCHCHCCCNHCH2COOH吲哚乙酸結(jié)構(gòu)式吲哚乙酸結(jié)構(gòu)式 缺乏對照實驗缺乏對照實驗 提示：用未經(jīng)胚芽鞘處理的瓊脂處理。提示：用未經(jīng)胚芽鞘處理的瓊脂處理。 結(jié)果預(yù)測：植物不生長也不彎曲。結(jié)果預(yù)測：植物不生長也不彎曲。溫特實驗溫特實驗有什么不足？結(jié)論有什么不足？結(jié)論如何？如何？瓊脂塊對照實驗瓊脂塊對照實驗 接觸過胚芽鞘的瓊脂塊會使植物彎曲生長。接觸過胚芽鞘的瓊脂塊會使植物彎曲生長。實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :胚芽鞘確實能產(chǎn)生某種物質(zhì)，影響植物的生長。胚芽鞘確實能產(chǎn)生某種物質(zhì)，影響植物的生長。 沒接觸過胚芽鞘的瓊脂塊不能使植物彎曲生長。沒接觸過胚芽鞘的瓊脂塊不能使植

7、物彎曲生長。實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象: :1. 1.尖端是指頂端尖端是指頂端1mm1mm范圍內(nèi)，是感受單側(cè)光刺范圍內(nèi)，是感受單側(cè)光刺激和產(chǎn)生生長素的部位。激和產(chǎn)生生長素的部位。2.2.尖端以下數(shù)毫米是胚芽鞘的生長部位，即向尖端以下數(shù)毫米是胚芽鞘的生長部位，即向光彎曲的部位。光彎曲的部位。胚芽鞘的兩個重要部位：胚芽鞘的兩個重要部位：向光彎曲的三點含義：向光彎曲的三點含義： 1. 1.生長素在莖尖能進行橫向運輸，如果沒有這生長素在莖尖能進行橫向運輸，如果沒有這種橫向運輸，就不會有背光一側(cè)生長素分布多；種橫向運輸，就不會有背光一側(cè)生長素分布多；2.2.生長素有極性運輸?shù)哪芰?。如果沒有極性運生長素有極性運輸?shù)?/p>

8、能力。如果沒有極性運輸，發(fā)生彎曲的部位就不可能在莖尖下部，向輸，發(fā)生彎曲的部位就不可能在莖尖下部，向光彎曲也無法解釋；光彎曲也無法解釋；3.3.生長素作用的機理以促進細胞的縱向伸長較生長素作用的機理以促進細胞的縱向伸長較快?？?。( (二二) )其他的植物激素其他的植物激素 植物生長物質(zhì)植物生長物質(zhì): :具有調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的一些具有調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的一些生理活性物質(zhì)生理活性物質(zhì), ,包括植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑。包括植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑。 植物激素植物激素: :在植物體內(nèi)合成的在植物體內(nèi)合成的, ,可以移動的可以移動的, ,對對生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有機物。生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有

9、機物。 植物生長調(diào)節(jié)劑植物生長調(diào)節(jié)劑: :人工合成的具有類似植物激人工合成的具有類似植物激素生理活性的化合物。素生理活性的化合物。1. 1.植物激素及相關(guān)概念植物激素及相關(guān)概念2. 2.其他植物激素的主要種類其他植物激素的主要種類 赤霉素類赤霉素類 細胞分裂素類細胞分裂素類 脫落酸類脫落酸類 乙烯類乙烯類 蕓苔素內(nèi)酯類蕓苔素內(nèi)酯類脫落酸脫落酸赤霉素對矮化豌豆幼苗莖伸長的作用赤霉素對矮化豌豆幼苗莖伸長的作用赤赤霉霉素素處處理理二、生長素的產(chǎn)生、運輸和分布二、生長素的產(chǎn)生、運輸和分布1. 1.產(chǎn)生部位產(chǎn)生部位: : 主要由具有分生能力的組織產(chǎn)生，如葉原主要由具有分生能力的組織產(chǎn)生，如葉原基、嫩葉和

10、發(fā)育著的種子基、嫩葉和發(fā)育著的種子. .由色氨酸經(jīng)過一系列由色氨酸經(jīng)過一系列變化而形成。變化而形成。 某些寄生和共生的微生物也能產(chǎn)生生長素，某些寄生和共生的微生物也能產(chǎn)生生長素，并對寄主的生長產(chǎn)生影響。如豆科植物的根瘤并對寄主的生長產(chǎn)生影響。如豆科植物的根瘤在形成過程中與根瘤菌產(chǎn)生的生長素有關(guān)。還在形成過程中與根瘤菌產(chǎn)生的生長素有關(guān)。還有一些植物腫瘤的形成與病原菌侵入后產(chǎn)生生有一些植物腫瘤的形成與病原菌侵入后產(chǎn)生生長素有關(guān)。長素有關(guān)。2.2.分布部位：分布部位： 主要在生長旺盛部位，如胚芽鞘、芽和根主要在生長旺盛部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生組織，形成層、受精后的子房、幼嫩尖的分生組織，形成層

11、、受精后的子房、幼嫩種子禾谷類的層間分生組織等。種子禾谷類的層間分生組織等。 衰老組織和器衰老組織和器官中含量較少。官中含量較少。3.3.生長素的運輸：生長素的運輸： 主動運輸，呼吸作用為其提供能量。因此主動運輸，呼吸作用為其提供能量。因此在缺氧、溫度過高或過低時都會嚴重抑制生長在缺氧、溫度過高或過低時都會嚴重抑制生長素的極性運輸。一些抗生素類也能抑制生長素素的極性運輸。一些抗生素類也能抑制生長素的極性運輸。的極性運輸。運輸方向：運輸方向：極性運輸為主，橫向運輸為輔。極性運輸為主，橫向運輸為輔。運輸方式運輸方式: : 橫向運輸：橫向運輸：發(fā)生在產(chǎn)生生長素的尖端的部分，發(fā)生在產(chǎn)生生長素的尖端的部

12、分，生長素在外界條件的影響下（如光、重力），可生長素在外界條件的影響下（如光、重力），可以在尖端發(fā)生從一側(cè)向另一側(cè)的運輸，如單側(cè)光以在尖端發(fā)生從一側(cè)向另一側(cè)的運輸，如單側(cè)光照射胚芽鞘的尖端時，生長素在尖端發(fā)生從向光照射胚芽鞘的尖端時，生長素在尖端發(fā)生從向光的一側(cè)向背光的一側(cè)的橫向運輸，造成生長素在的一側(cè)向背光的一側(cè)的橫向運輸，造成生長素在尖端的分布不均勻。尖端的分布不均勻。 注意：注意：在尖端以下的部分，生長素不發(fā)生橫向運輸。在尖端以下的部分，生長素不發(fā)生橫向運輸。生生長長素素由由上上向向下下運運輸輸上上下下上上下下含有生長素的瓊脂塊含有生長素的瓊脂塊生長素極性運輸示意圖生長素極性運輸示意圖

13、極性運輸：極性運輸：生長素一般只能從高等植物的生長素一般只能從高等植物的形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運輸，即從莖的尖端向形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運輸，即從莖的尖端向根的方向運輸，從根尖的方向向莖的方向運輸。根的方向運輸，從根尖的方向向莖的方向運輸。形形態(tài)態(tài)學(xué)學(xué)上上端端形形態(tài)態(tài)學(xué)學(xué)下下端端植植物物的的莖莖尖尖形形態(tài)態(tài)學(xué)學(xué)下下端端形形態(tài)態(tài)學(xué)學(xué)上上端端植植物物的的根根尖尖 生長素的極性傳導(dǎo)，既向極性運輸，主要生長素的極性傳導(dǎo)，既向極性運輸，主要是對頂芽產(chǎn)生的生長素而言。頂芽是產(chǎn)生生長是對頂芽產(chǎn)生的生長素而言。頂芽是產(chǎn)生生長素的中心。生長素的運輸在胚芽鞘內(nèi)是通過薄素的中心。生長素的運輸在胚芽鞘內(nèi)是通過薄壁組織

14、。在莖中是通過韌皮部。在葉子里是通壁組織。在莖中是通過韌皮部。在葉子里是通過葉脈。運輸速度在胚芽鞘和莖內(nèi)大約為過葉脈。運輸速度在胚芽鞘和莖內(nèi)大約為1- 1-1.5cm/h1.5cm/h（燕麥胚芽鞘為（燕麥胚芽鞘為1.2cm/h1.2cm/h）。）。( (一一) )植物激素的發(fā)現(xiàn)過程植物激素的發(fā)現(xiàn)過程 1. 1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程生長素的發(fā)現(xiàn)過程 達爾文實驗、詹森實驗、拜爾實驗、溫特實驗達爾文實驗、詹森實驗、拜爾實驗、溫特實驗 2. 2.其他的植物激素其他的植物激素 赤霉素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯、蕓薹素赤霉素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯、蕓薹素內(nèi)酯內(nèi)酯( (二二) )生長素的產(chǎn)生運輸和分布生長素

15、的產(chǎn)生運輸和分布1. 1.產(chǎn)生部位產(chǎn)生部位: :具有分生能力的組織具有分生能力的組織2. 2.分布部位分布部位: :生長旺盛部位生長旺盛部位3. 3.生長素的運輸：極性運輸生長素的運輸：極性運輸, ,橫向運輸橫向運輸, ,主動運輸主動運輸（2008 2008 江蘇）將生長素正確處理過的江蘇）將生長素正確處理過的插條，置于適宜的條件下，其生根狀況插條，置于適宜的條件下，其生根狀況是（是（ ）A.A.形態(tài)學(xué)下端生根形態(tài)學(xué)下端生根 B.B.兩端都生根，形態(tài)學(xué)下端數(shù)量較多兩端都生根，形態(tài)學(xué)下端數(shù)量較多C.C.形態(tài)學(xué)上端生根形態(tài)學(xué)上端生根 D.D.兩端都生根，數(shù)量基本一致兩端都生根，數(shù)量基本一致B 解析

16、：生長素能促進扦插的枝條生根，用生解析：生長素能促進扦插的枝條生根，用生長素正確處理過的插條，它的形態(tài)學(xué)的上端和下長素正確處理過的插條，它的形態(tài)學(xué)的上端和下端都可以生根，又因為生長素在植物體內(nèi)由形態(tài)端都可以生根，又因為生長素在植物體內(nèi)由形態(tài)學(xué)的上端向形態(tài)學(xué)的下端運輸，并促進生根，所學(xué)的上端向形態(tài)學(xué)的下端運輸，并促進生根，所以下端生根的數(shù)量相對較多。以下端生根的數(shù)量相對較多。（2008 2008 廣東）水平放置在地面的植株，一段廣東）水平放置在地面的植株，一段時間生根，會發(fā)生的現(xiàn)象是（時間生根，會發(fā)生的現(xiàn)象是（ ）A.A.靠近地面一側(cè)較遠離地面一側(cè)生長素濃度靠近地面一側(cè)較遠離地面一側(cè)生長素濃度高

17、，根向下彎曲生長高，根向下彎曲生長B.B.靠近地面一側(cè)較遠離地面一側(cè)生長素濃度靠近地面一側(cè)較遠離地面一側(cè)生長素濃度低，根向下彎曲生長低，根向下彎曲生長C.C.遠離地面一側(cè)較靠近地面一側(cè)生長素濃度遠離地面一側(cè)較靠近地面一側(cè)生長素濃度高，莖向上彎曲生長高，莖向上彎曲生長D.D.遠離地面一側(cè)較靠近地面一側(cè)生長素濃度遠離地面一側(cè)較靠近地面一側(cè)生長素濃度高，莖向下彎曲生長高，莖向下彎曲生長A 解析：在重力作用下，在近地側(cè)生長素分布的多，解析：在重力作用下，在近地側(cè)生長素分布的多，其濃度高，根對生長素敏感，較高濃度的生長素抑制其濃度高，根對生長素敏感，較高濃度的生長素抑制了近地側(cè)根的生長，發(fā)生根向下彎曲生

18、長的現(xiàn)象。了近地側(cè)根的生長，發(fā)生根向下彎曲生長的現(xiàn)象。 1.下列關(guān)于植物激素的敘述中，錯誤的是（下列關(guān)于植物激素的敘述中，錯誤的是（ ） A.A.赤霉素能促進細胞伸長赤霉素能促進細胞伸長 B.B.細胞分裂素合成于植物體任何部位細胞分裂素合成于植物體任何部位 C.C.乙烯是一種氣體激素乙烯是一種氣體激素 D.D.脫落酸能抑制細胞分裂脫落酸能抑制細胞分裂B 2. 在方形暗箱內(nèi)放一盆幼苗，暗箱一側(cè)開一小在方形暗箱內(nèi)放一盆幼苗，暗箱一側(cè)開一小窗，固定光源的光可以從窗口射入。把暗箱放在窗，固定光源的光可以從窗口射入。把暗箱放在旋轉(zhuǎn)器上水平旋轉(zhuǎn)，保持每旋轉(zhuǎn)器上水平旋轉(zhuǎn)，保持每1515分鐘均速轉(zhuǎn)一周，分鐘均

19、速轉(zhuǎn)一周，一星期后幼苗生長狀況為一星期后幼苗生長狀況為( )( )B A B C D E 3. 請分析各胚芽鞘生長情況（圖中插入薄片為請分析各胚芽鞘生長情況（圖中插入薄片為云母片）。云母片）。A A圖胚芽鞘向光源彎曲生長圖胚芽鞘向光源彎曲生長B B圖胚芽鞘背光源彎曲生長圖胚芽鞘背光源彎曲生長C C圖胚芽鞘不彎曲不生長圖胚芽鞘不彎曲不生長D D圖胚芽鞘直立生長圖胚芽鞘直立生長E E圖胚芽鞘向光源彎曲生長圖胚芽鞘向光源彎曲生長 4. 用同位素用同位素1414C C標記的吲哚乙酸來處標記的吲哚乙酸來處理一段枝條的一端，然后探測另一端理一段枝條的一端，然后探測另一端是否含有放射是否含有放射1414C

20、C的吲哚乙酸存在，枝的吲哚乙酸存在，枝條及位置如右圖。下列有關(guān)處理方法條及位置如右圖。下列有關(guān)處理方法及結(jié)果敘述正確的是及結(jié)果敘述正確的是 ( ) ( ) A.A.處理甲圖中處理甲圖中A A端端, ,不可能在甲圖中不可能在甲圖中B B端探測到端探測到1414C C的存在的存在B.B.處理乙圖中處理乙圖中A A端，能在乙圖的端，能在乙圖的B B端探測到端探測到1414C C的存在的存在C.C.處理乙圖中的處理乙圖中的B B端，能在乙圖中端，能在乙圖中A A端探測到端探測到1414C C的存在的存在D.D.處理甲圖中的處理甲圖中的B B端，能在甲圖中端，能在甲圖中A A端探測到端探測到1414C

21、C的存在的存在C5. 植物頂芽的生長素可以向生長素深度比它高的植物頂芽的生長素可以向生長素深度比它高的側(cè)芽部位運輸。同時，在缺氧的條件下會嚴重阻側(cè)芽部位運輸。同時，在缺氧的條件下會嚴重阻礙其運輸。這說明生長素的運輸屬于礙其運輸。這說明生長素的運輸屬于 ( ) ( ) A.A.自由擴散自由擴散 B.B.協(xié)助擴散協(xié)助擴散 C.C.主動運輸主動運輸 D.D.滲透作用滲透作用C6. 一只正在發(fā)育的桃子被蟲蛀了，結(jié)果桃子停止一只正在發(fā)育的桃子被蟲蛀了，結(jié)果桃子停止發(fā)育，蟲蛀的部位最可能是發(fā)育，蟲蛀的部位最可能是 ( ) ( ) A.A.果肉果肉 B.B.柱頭柱頭 C.C.子房壁子房壁 D.D.種子種子D

22、練習(xí)練習(xí)基礎(chǔ)題基礎(chǔ)題: : 在居室內(nèi)養(yǎng)花在居室內(nèi)養(yǎng)花, ,花盆往往要放在窗戶附近花盆往往要放在窗戶附近有陽光處。有的書上建議每星期旋轉(zhuǎn)四分之一有陽光處。有的書上建議每星期旋轉(zhuǎn)四分之一周周, ,這個建議有什么科學(xué)依據(jù)這個建議有什么科學(xué)依據(jù)? ? 提示：提示：可以使植株接受比較均勻的陽光可以使植株接受比較均勻的陽光照射，以避免因植物的向光性生長而引起植照射，以避免因植物的向光性生長而引起植株彎曲株彎曲 。課外擴展課外擴展 關(guān)于激素水果會使兒童性早熟的傳聞屢見不鮮。關(guān)于激素水果會使兒童性早熟的傳聞屢見不鮮。不過生物學(xué)家卻指出，這種說法毫無根據(jù)。由于植不過生物學(xué)家卻指出，這種說法毫無根據(jù)。由于植物激素與動物激素在結(jié)構(gòu)上的差異，植物激素只能物激素與動物激素在結(jié)構(gòu)上的差異，植物激素只能作用于植物體