高中生物必修三课件31 植物生长素的发现

第一节 植物生长素的发现 第三章 植物的激素调节 教学目标 知识与能力1 简述植物生长素的发现过程 2 体验发现生长素的过程和方法 3 评价实验设计 训练逻辑思维的严密性 学习重点 生长素的发现过程 学习难点 1 生长素的产生 运输和分布 2 科学实验设计的严谨性分析 问题探讨 植物没有神经系统 植物对外界刺激的反应没有动物那么灵敏 那植物能不能对自身的生命活动进行调节呢 看图探讨 1 向日葵会跟随太阳转动2 窗台的盆花会弯向光源3 深秋叶片变黄脱落4 果园的园丁对果树进行修剪 硕果累累 向光性 在单侧光的照射下 植物朝向光源方向生长的现象 什么是植物的向光性 向光性 在单侧光的照射下 植物朝向光源方向生长的现象 向光性 在单侧光的照射下 植物朝向光源方向生长的现象 本节聚焦 1 简述植物生长素的发现过程 2 体验发现生长素的过程和方法 3 评价实验设计 训练逻辑思维的严密性 学习重点 生长素的发现过程 学习难点 1 生长素的产生 运输和分布 2 科学实验设计的严谨性分析 资料 会动的植物 植物的运动本是普遍现象 按不同的意义理解有各种不同的运动 如植物的原生质运动 膨压运动和生长运动 受外界刺激的运动又有向性运动和感性运动 含羞草MimosapudicaLinn 植物与动物不同 没有神经系统 没有肌肉 它不会感知外界的剌激 而含羞草与一般植物不同 它在受到外界触动时 叶会下垂 小叶片合闭 此动作被人们理解为 害羞 故称为含羞草 感性运动 白睡莲NymphaeaalbaLinn 这是一幅盛开的睡莲花朵 你可曾注意 随着太阳落下花朵会渐渐关闭 仿佛花晚上也要睡觉 睡莲也因此而得名 感性运动 舞草Desmodiumgyrans Linn DC 这是一枝普普通通的小草 当人们对它讲话或唱歌 小叶片会左右舞动 宛如小草听到你的声音翩翩起舞 因而人们称它为舞草 舞草属豆科 舞草属 产于华南部分省区 当今许多植物园都种植有舞草 作为会动的宠物 备受关注 感性运动 向日葵HelianthusannuusLinn 植物的向性运动可分为向光性 向地性和向化性 向日葵花的向阳是典型的向光性运动 请看田地中朵朵葵花向太阳 向性运动 请同学们观察下列图片中的植物它们的生长有何特征 感性运动 植物体受到不定向的外界刺激而引起的局部运动 称为感性运动 向性运动 植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动 称为向性运动 向性运动的意义 植物对于外界环境的适应 例如向光性使植物的茎和叶处于最适宜利用光能的位置 有利于接受充足的阳光而进行光合作用 一生长素的发现过程 1 达尔文的实验 金丝雀虉草 多年生 禾本科 胚芽鞘 单子叶植物 特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫胚芽鞘 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 实验材料 实验过程 实验分析 1 与 对比 自变量是什么 实验结果能说明什么 有无单侧光 胚芽鞘弯曲生长需在单侧光下 2 和 对比 自变量是什么 实验结果能说明什么 有无尖端 胚芽鞘弯曲生长与尖端有关 实验过程 实验分析 4 和 对比 自变量是什么 实验结果能说明什么 遮光的位置 感光部位是尖端而不是尖端以下的部位 达尔文的推测 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 因而使胚芽鞘出现向光性弯曲 这种 影响 究竟是什么 2 鲍森 詹森的实验 结论 影响 可以透过琼脂块传递给下部 这个设计是否存在着问题呢 如果有 该如何改进 如果将琼脂块换成不透水的云母片结果会怎样 詹森的实验 结论 胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部 拜尔的实验 结论 胚芽鞘的弯曲生长 是因为顶尖产生的刺激在其下部分分布不均匀造成的 不生长 也不弯曲 生长 不弯曲 生长 弯曲 生长 弯曲 由实验推想 单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激 当这种刺激传递到下部的伸长区时 会造成背光面比向光面生长快 因而出现向光性弯曲 达尔文的实验 一 生长素的发现过程 詹森的实验 拜尔的实验 结论 胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部 结论 胚芽鞘的弯曲生长 是因为顶尖产生的刺激在其下部分分布不均匀造成的 温特的实验 4温特的实验 温特的实验 4温特的实验 温特的实验 4温特的实验 温特的实验 4温特的实验 温特的实验 朝对侧弯曲生长 4温特的实验 温特的实验 朝对侧弯曲生长 4温特的实验 温特的实验 朝对侧弯曲生长 4温特的实验 温特的实验 不生长也不弯曲 朝对侧弯曲生长 4温特的实验 结论 胚芽鞘顶端确实可以产生某种向下运输的并能引起胚芽鞘生长的物质 温特认为 这可能是和动物激素类似的物质 并把这种物质命名为 生长素 51931年 荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了这种物质 经过鉴定 知道它叫吲哚乙酸 IAA 直到1946年 人们才从高等植物中分离出了生长素 并确认它就是IAA 除IAA外还有苯乙酸 PAA 吲哚丁酸 IBA 还有萘乙酸 NAA 等 生长素的发现 使人们认识到植物向光性的形成原因 综上所述 顶尖产生的刺激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 是由于生长素分布不均造成 外因 是单侧光刺激 内因 背光一侧 生长素多 细胞生长快 向光一侧 生长素少 细胞生长慢 植物向光性的形成原因 单侧光引起生长素分布不均的原因 1 尖端的横向运输 单侧光引起生长素分布不均的原因 1 尖端的横向运输 1 尖端的横向运输 2 纵向的极性运输 单侧光引起生长素分布不均的原因 2 纵向的极性运输 1 尖端的横向运输 尖端 单侧光照射使尖端产生的刺激传到下部伸长区 造成背光面比向光面生长快 刺激 顶尖产生的刺激在其下部分布不均匀造成的 生长素 正式确认吲哚乙酸 IAA 20世纪80年代一些科学家用向日葵 萝卜等作实验 发现 向光一侧和背光一侧的生长素含量基本相同 而向光面的生长抑制物质多于背光一侧 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 称作植物激素 除生长素外 还发现了赤霉素 细胞分裂素 脱落酸和乙烯等 植物激素的概念 观点争鸣 吲哚乙酸 IAA 苯乙酸 PAA 吲哚丁酸 IBA 具有生长素效应的还有 植物向光性的原因 生长素分布不均匀造成 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 从而向光弯曲 20世纪80年代 有学者根据一些实验结果提出 植物的向光性生长 是由于单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的 他们用向日葵 萝卜等作实验材料 结果发现 因单侧光照射而弯曲生长时 向光一侧和背光一侧的生长素含量基本相同 而向光面的生长抑制物质却多于背光一侧 目前 有关植物向光性的探究还在继续 科学往往就在类似的争议中不断发展 例题分析 下图表示对燕麦胚芽鞘进行了不同处理的情况 其中 A B C D采用不透水的云母片 E F采用未经任何处理的琼脂块 G H采用不透光的锡箔纸 它们的生长状况将会怎样 答案 A 直立生长B 向右弯曲生长C 弯向光源生长D 不生长 不弯曲E 弯向光源生长F 不生长 不弯曲G 直立生长H 弯向光源生长 二生长素的产生 分布和运输 1 生长素产生 2 生长素分布 合成部位主要有幼嫩的芽 叶和发育中的种子 合成原料色氨酸 分布部位 集中地分布在生长旺盛的部位 如胚芽鞘 芽和根顶端的分生组织 形成层 发育中的种子和果实等处 分布特点 产生部位小于积累部位 如顶芽小于侧芽 分生区小于伸长区 生长旺盛部位大于衰老部位 如幼根大于老根 3 生长素运输 形态学上端 正常生长状况下向上的一端 形态学下端 正常生长状况下向下的一端 以主动运输方式从植物形态学的上端向下端运输 而不能倒转过来 即极性运输 在成熟组织中 生长素可以通过韧皮部进行非极性运输 1 运输方式 主动运输 2 运输方向 1 纵向 2 横向 极性运输 非极性运输 成熟组织中韧皮部 未成熟组织中 只能 3 生长素运输 横向运输 为纵向运输 极性运输 为重力作用下的横向运输 影响因素 单侧光 重力 离心力等 你能根据本节所学知识推测上图根和茎的生长方向吗 具分生能力的组织 主要是幼嫩的芽 叶和发育中的种子 很少 显著 有机物 生长旺盛的部位 如胚芽鞘 芽 根尖分生组织 形成层 发育中的种子和果实等 极性运输 形态学上端到形态学下端 二 生长素的产生 运输和分布 主动运输 总结 1 在胚芽鞘实验中 产生生长素的部位是 感受光刺激的部位是 光只能影响生长素的分布 不能影响生长素的合成 2 向光弯曲部位在 3 生长素的运输方式主要是 4 胚芽鞘向光弯曲的原因是 5 生长素在植物体中相对集中在 6 生长素的化学本质是 具有生长素效应的还有 胚芽鞘的尖端 胚芽鞘的尖端 尖端下部 主动运输 背光的一侧生长素含量多 生长快 生长旺盛的部位 吲哚乙酸 吲哚丁酸 苯乙酸 技能训练 评价实验设计和结论 科学结论都是依据一定的证据得出的 实验结果是非常重要的证据 实验的设计 从实验结果推导出结论 逻辑要非常严密才能有说服力 请分析以下实验和结论之间的逻辑关系 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 在上端放一块有生长素的琼脂 下端放一块不含生长素的琼脂 如下图 所示 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 图 所示 1 2 结论 下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块 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 这个实验的设计是否严密 不严密 没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况 2 从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨 结论不严谨 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 3 如果要验证上述结论是否正确 应该对实验方案如何改进 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 1 植物向光性的形成 是由于单侧光 A 生长素在茎尖向光侧比背光侧的含量高B 生长素在茎尖背光侧比向光侧的含量高C 茎尖感光部位的感光能力发生改变D 茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发生改变 B 练习 2 如下图是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 并分别从不同方向给以光照 培养一段时间后 胚芽鞘的生长情况是 A 甲向左弯 乙不弯曲 丙向左弯B 甲不弯曲 乙不弯曲 丙向右弯C 甲向右弯 乙不弯曲 丙不弯曲D 甲向左弯 乙向右弯 丙不弯曲 B 解析 甲图尖端被云母片分隔为左右互不相通的两部分 生长素只能垂直向下运输 虽受单侧光照 也不会导致生长素在背光侧增多 结果是胚芽鞘左右两侧生长素均匀分布 故甲不弯曲 乙图尖端被云母片横截为互不相通的上下两部分 尽管尖端产生了生长素同时也受到单侧光的刺激 但是不能输送到下部 促进下部的生长 故乙不生长也不弯曲 丙图尖端右侧被云母片横截了一半 虽然是垂直照光 但尖端右侧生长素不能向下运输 只有左侧产生的生长素能向下运输 使左侧的生长素分布较多 促使胚芽鞘向右弯曲 3 如图是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射 下列叙述不正确的是 A 生长素由 向 移动B 生长素由 向 移动C 生长素由 向 移动D 处生长比 处快 A 4 根据右图所示实验回答 1 图甲中 供应块是含有生长素的琼脂块 接受块是不含生长素的琼脂块 实验结果 胚芽鞘C发生的现象是 这一现象说明 向左弯曲生长 生长素可由胚芽鞘形态学上端运输到形态学下端 4 根据右图乙所示实验回答问题 2 上述实验说明 生长素在植物体内的运输方向是 运输方式是 生长素不能由胚芽鞘形态学下端逆向运输到形太学上端 只能有上端运输到下端 主动运输 5 在居室内养花 花盆往往要放在窗户附近有阳光处 有的书上建议应该每星期将花盆旋转1 4周 这个建议有什么科学道理 可以使植物接受比较均匀的阳光照射 避免因长期接受单一方向光源刺激而使植物弯曲 6 下列利用胚芽鞘所做的实验中 能说明胚芽鞘尖端确实产生了 生长素 的是 D 7 如图所示 在燕麦胚芽鞘顶端的下部插入云母片 生长素不能透过 从右边用光照射 燕麦胚芽鞘的生长情况将是 A 直立向上生长B 向右弯曲生长C 向左弯曲生长D 不生长 B 8 某同学做了如图所示的实验 从实验结果可以直接得出的结论是 A 生长素进行极性运输B 单侧光照引起生长素分布不均匀C 生长素能促进植物生长D 感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端 C 9 如图表示一项关于生长素的研究实验 关于实验结果的叙述正确的是 A M长得比N快B N长