5.1植物生長素課件高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修1

第5章植物生命活動的調(diào)節(jié)第1節(jié)植物生長素圖中是一株放在窗臺上久不移動的盆栽植物。1.該植物的生長方向有什么特點？2.可能是哪種環(huán)境因素刺激引發(fā)了這株植物的形態(tài)改變?

植株對這種刺激的反應(yīng)有什么適應(yīng)意義？

3.這種生長方向的改變，是發(fā)生在植物的幼嫩部分還是成熟部分？討論:長時間單側(cè)光刺激，引起植株彎向有陽光處生長?？墒怪仓戢@得更多陽光，從而通過光合作用合成更多有機物，滿足自身生長發(fā)育的需要。幼嫩部分。彎向窗外生長。問題探討向著光源生長的植物向光性：在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象植物為什么具有向光性？植物既然能感光，其感光部位在哪里？植物體內(nèi)什么影響植物向光彎曲生長？金絲雀虉（yì）草胚芽鞘1.達爾文和他兒子的實驗（19世紀末）達爾文尖端尖端下部(1)實驗材料：金絲雀虉（yì）草的胚芽鞘1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程胚芽鞘第一片葉種子胚芽鞘：單子葉植物特有的胚芽外的錐形套狀結(jié)構(gòu)，是植物葉片的保護組織，能夠保護胚芽中的幼葉。胚芽鞘還能靠它很強的頂土能力使埋在土壤中的種子破土萌發(fā)。破土后能進行光合作用。1.單側(cè)光作用的部位是哪里？2.單側(cè)光如何影響植物向光彎曲？問題1：單側(cè)光作用部位是哪里？實驗結(jié)論1:單側(cè)光作用部位是胚芽鞘尖端，尖端是胚芽鞘的感光部位1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程如何設(shè)計實驗？向光彎曲不彎曲向光彎曲不彎曲②①錫箔④③思考a：實驗選擇的組別是？①③④

思考b：實驗②與其它三組比較可以說明什么？實驗結(jié)論2:胚芽鞘的生長彎曲與尖端有關(guān)實驗前實驗后實驗結(jié)論3:彎曲生長的部位是尖端下部（伸長區(qū)）問題2：單側(cè)光如何影響植物向光彎曲？1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程胚芽鞘彎曲生長的部位在哪里？（實驗材料：單側(cè)光源、記號筆、尺子、胚芽鞘）如何實驗探究？向光側(cè)背光側(cè)快慢？?結(jié)論3：發(fā)生彎曲生長的部位是尖端下部伸長區(qū)結(jié)論2：胚芽鞘的生長彎曲與尖端有關(guān)且背光側(cè)生長快結(jié)論1：尖端是胚芽鞘的感光部位（4）達爾文推論：①“影響”是什么？未解之謎：②“影響”能否向下傳遞？③為什么伸長區(qū)背光面比向光面生長快？1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程推測

胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程2.鮑森·詹森（P.Boysen-Jensen）的實驗（1913年）推論?胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部。瓊脂：海藻中提取的多糖，加水高溫融化后可做成果凍樣膠體。常用作培養(yǎng)基的凝固劑，物質(zhì)可在瓊脂中擴散而性質(zhì)不變。相比達爾文實驗，不是單一變量即沒考慮其它因素影響！未

考

慮：“切割胚芽鞘是否影響其生長”。無法排除：“瓊脂片可能導(dǎo)致胚芽鞘生長”。實驗改進不生長不彎曲瓊脂片思考a：該實驗的推論是否嚴謹？

如果不嚴謹如何設(shè)計？1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程2.鮑森·詹森（P.Boysen-Jensen）的實驗（1913年）思考b：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部,其是有形的物

質(zhì)向下傳輸影響還是無形的空間影響？如何設(shè)計實驗證明？云母片云母片：常用作電器絕緣材料，物質(zhì)不能透過云母片擴散。物質(zhì)可在瓊脂中擴散瓊脂片胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可透過瓊脂片，但不能穿過云母片，所以可能是一種化學(xué)物質(zhì)。實驗結(jié)論云母片物質(zhì)不能透過云母片擴散①“影響”是什么？未解之謎：②“影響”能否向下傳遞？③為什么伸長區(qū)背光面比向光面生長快？√√如何實驗探究？3.拜爾實驗(1918年)黑暗中1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程思考a：簡述該實驗的設(shè)計思路？思考b：該實驗的自變量、因變量黑暗中，將胚芽鞘的尖端取下，分別放置不同側(cè)，觀察其對生長彎曲情況的影響。自變量：取下的胚芽鞘尖端放置的位置因變量：胚芽鞘尖端下部彎曲生長的方向（朝對側(cè)生長）思考c：觀察實驗現(xiàn)象，可得出結(jié)論是什么？尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長實驗結(jié)論延伸思考d：拜爾為什么要在黑暗環(huán)境中完成該實驗？排除光的影響，控制單一變量延伸思考e：黑暗中胚芽鞘還會發(fā)生彎曲？推測單側(cè)光的可能作用是什么？單側(cè)光可使尖端的“影響”在下部分布不均勻結(jié)合詹森和拜爾的實驗，初步證明：

尖端產(chǎn)生的“影響”可能是一種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)在胚芽鞘尖端下面一段的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長?！坝绊憽本烤故遣皇腔瘜W(xué)物質(zhì)呢？1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程如何進一步證明呢？4.溫特實驗（1926年）驗證假說：這種“影響”是什么?實驗組對照組思考a：簡述該實驗的設(shè)計思路？目的？思考b：該實驗的自變量、因變量自變量：瓊脂塊是否接觸過尖端因變量：去掉尖端的胚芽鞘是否彎曲生長設(shè)計思路：將胚芽鞘尖端取下，放置瓊脂塊上一段時間，然后將瓊脂快放置去掉胚芽鞘尖端的一側(cè)，觀察其對生長彎曲的影響。-目的：通過空間的改變來確定“影響”是物質(zhì)還是非物質(zhì)?！坝绊憽本烤故遣皇腔瘜W(xué)物質(zhì)呢？1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程如何進一步證明呢？4.溫特實驗（1926年）驗證假說：這種“影響”是什么?實驗組對照組思考c：觀察實驗現(xiàn)象，可得出結(jié)論是什么？“進一步證明“影響”是化學(xué)物質(zhì)，胚芽鞘的彎曲生長由該化學(xué)物質(zhì)分布不均勻引起的。并將其命名為生長素。實驗結(jié)論延伸思考d：在放置瓊脂塊前，要將其去掉尖端的胚芽鞘在蒸餾水中浸泡一段時間或靜置一段時間，原因是？去除尖端的胚芽鞘后，截面處可能含有少量的生長素，通過上述方法去除生長素，排除內(nèi)源激素對實驗的干擾。延伸思考e：溫特提出植物體內(nèi)存在生長素時，有沒有提取出這種物質(zhì)？他是怎樣作出這一推測的？結(jié)合前人及自身對實驗結(jié)果的嚴密分析得出。在一定的想象力基礎(chǔ)上以事實為依據(jù)進行嚴密的邏輯推理。沒有。苯乙酸吲哚丁酸2.生長素的化學(xué)本質(zhì)生長素究竟是什么物質(zhì)呢？1934年，荷蘭科學(xué)家郭葛等人首先從人尿中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)過鑒定，知道它叫吲哚乙酸(IAA)。由于生長素在植物體內(nèi)含量極少，直到1946年人們才從高等植物中將其分離出來，并確認它也是吲哚乙酸（IAA）。

進一步研究發(fā)現(xiàn)，在植物體內(nèi)具有與IAA相同效應(yīng)的物質(zhì)還有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，所以它們也都稱為生長素，生長素為一類物質(zhì)。

背光側(cè)向光側(cè)生長素多生長素少生長慢生長快結(jié)果：向光彎曲生長生長素橫向運輸單側(cè)光照射生長素分布不均勻3.植物向光性的原因思考a：造成胚芽鞘尖端向光彎曲的外因？思考b：造成胚芽鞘尖端向光彎曲的內(nèi)因？結(jié)合生長素的發(fā)現(xiàn)，嘗試解釋向光性的原因？（可從生長素產(chǎn)生、運輸和分布的角度）4.1橫向運輸重力：背地側(cè)→近地側(cè)運輸

單側(cè)光：向光側(cè)→背光側(cè)運輸受外界刺激（單側(cè)光、重力、離心力等）4.1.2影響因素:4.1.1發(fā)生部位：生長素的產(chǎn)生部位（根尖、莖尖、尖端等）主動運輸4.1.3運輸方式:4.1.4運輸方向:4.生長素的運輸橫向運輸?shù)姆较蚺c外界刺激的方向一致。離心力：背心側(cè)→向心側(cè)運輸

直立生長向光彎曲生長向孔彎曲生長4.生長素的運輸?shù)厣喜糠值叵虏糠中螒B(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端4.2極性運輸4.2.3運輸方式:主動運輸（需能量、需載體）4.2.2方向：形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端只能在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中4.2.1部位：4.2.4影響因素：與重力等因素、空間位置無關(guān)4.3.2運輸方式:被動運輸成熟組織中的輸導(dǎo)組織，如篩管4.3.1部位：即在葉片表面施加外源生長素，在根的基部能檢測到外源生長素；在根部施加外源生長素，在葉上能檢測到外源生長素。（與植物形態(tài)學(xué)方向無明顯關(guān)系的運輸方式）4.生長素的運輸4.3非極性運輸思維訓(xùn)練：如何設(shè)計實驗驗證極性運輸？實驗設(shè)計：取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素。在上端放一塊含有生長素的瓊脂，下端放一塊不含生長素的瓊脂（胚芽鞘的形態(tài)學(xué)上端朝上）。過一段時間檢測，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素。4.生長素的運輸思考a：如何檢測下端瓊脂塊是否含有生長素？②生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端。思考b：觀察實驗現(xiàn)象，可得出結(jié)論是什么？實驗結(jié)論：①下端瓊脂塊上的生長素來自上端的瓊脂塊；思考c：從實驗結(jié)果到結(jié)論之間的邏輯推理是否嚴謹？如何改進？結(jié)論2不嚴謹。沒有實驗證明生長素不能從形態(tài)學(xué)下端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。改進實驗方案及預(yù)期結(jié)果實驗組對照組胚芽鞘彎曲生長胚芽鞘既不彎曲也不生長實驗后實驗后實驗前形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端含IAA瓊脂塊受體瓊脂塊(a)受體瓊脂塊(b)形態(tài)學(xué)下端形態(tài)學(xué)上端含IAA瓊脂塊實驗前4.生長素的運輸5.生長素的合成5.1合成部位：主要是芽、幼嫩的葉、發(fā)育中的種子5.2合成原料：生長素由色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變而來。轉(zhuǎn)變嘗試解釋：1.大多水果只有在傳粉成功后，子房才能發(fā)育為果實；2.保留數(shù)個小芽的枝條更容易扦插成活。6.生長素的分布生長素在植物各器官中都有分布，但相對集中分布在生長旺盛的部位如：胚芽鞘、芽和根尖的分生組織、形成層、發(fā)育中的種子和果實等處。6.生長素的生理作用生長素的作用機理生長素在植物體內(nèi)起作用的方式和動物體內(nèi)激素起作用的方式基本相似，不催化細胞代謝，不提供能量，而是給細胞傳達信息，起著調(diào)節(jié)細胞生命活動的作用。6.1作用方式：生長素首先與細胞內(nèi)某種蛋白質(zhì)——生長素受體特異性結(jié)合，引發(fā)細胞內(nèi)發(fā)生一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，進而誘導(dǎo)特定基因的表達，從而產(chǎn)生效應(yīng)。6.2作用機理：6.生長素的生理作用①表現(xiàn)在細胞水平6.2.1作用機理：促進細胞伸長；誘導(dǎo)細胞分化②表現(xiàn)在器官水平a、影響器官的生長和發(fā)育b、促進側(cè)根和不定根的發(fā)生c、影響花、葉和果實發(fā)育生長素的作用真的就是“促進”？6.生長素的生理作用植物器官的生長反應(yīng)促進生長抑制生長濃度/(mol.L-1)生長素濃度與植物不同器官生長的反應(yīng)的關(guān)系示意圖6.3作用特點：思考a：“促進”或“抑制”的作用效果是與哪一組別對比得到的？未用生長素組一般表現(xiàn)為較低的濃度促進生長，

過高的濃度抑制生長。思考b：對于同一器官來說,生長素的作用與濃度有什么關(guān)系?思考c：對于不同的器官來說,生長素促進生長的最適濃度分別是多少?說明了什么？根：10-10；芽：10-8；莖：10-4植物不同部位對生長素的敏感程度不同根最敏感解釋根的向地性和莖的背地性原因？莖部生長素濃度：A<B生長速度：A<B生長效應(yīng)：A促進弱B促進強根部生長素濃度：C<D生長速度：C>D生長效應(yīng)：C促進D抑制ABCD7.生長素生理作用的社會應(yīng)用7.1頂端優(yōu)勢（金字塔形）7.1.1概念：頂芽優(yōu)先生長，側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象7.1.2原因：生長素的運輸方向為從上到下，上面生長素濃度低促進生長，下面難度高抑制生長，且側(cè)芽越接近頂端抑制越明顯。7.1.3解除措施：摘除頂芽棉花的摘心打頂,多結(jié)棉桃，多收棉花盆景的修枝7.2促進果實發(fā)育——無子番茄、辣椒胚珠種子生長素果實子房操作：花蕾期→去雄→

噴灑一定濃度生長素類似物7.生長素生理作用的社會應(yīng)用在種子發(fā)育的過程中，胚合成大量的生長素，促進子房發(fā)育成果實。無子果實7.3促進扦插枝條生根（促進器官與組織的分化）

我國宋代著作《種藝必用》中，記載了一種促進枝條生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黃泥曬干，篩過，用小便浸之。又曬干，篩過，再浸之。又曬又浸，凡十余次。以泥封樹枝.......則根生?！?.生長素生理作用的社會應(yīng)用扦插前，用一定濃度的生長素類似物溶液浸泡插枝下端，可以使

扦插的枝條容易生根成活。1.基于對生長素的合成、分布、運輸及生理作用的理解，判斷下列表述是否正確。（1）單側(cè)光會刺激胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素，并引起生長素的分布不均勻。（

）（2）生長素在從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端的極性運輸過程中會消耗能量。（

）（