植物生长素-高二上学期生物人教版选择性必修1

第1节植物生长素问题探讨图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。1.图中植株的生长方向有什么特点？弯向窗外生长。放在窗台上久不移动的植物2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？植株对这种刺激的反应有什么适应的意义？是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，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。3.这种生长方向的改变，是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分？植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。植物的向光性向性运动向水性向重力性向肥性正是对向光性的研究，引导着人们揭示植物生命活动调节的奥秘。一、生长素的发现过程1、19世纪末-达尔文(C.R.Darwin)实验实验材料：金丝雀虉草的胚芽鞘金丝雀虉草：是禾本科虉草属的一年生丛生草本植物。生活周期类似于春小麦，它是一种谷类作物。原产于地中海地区，广泛分布于中东、欧洲，在阿根廷、美国、加拿大等国的部分地区也有分布，在我国为栽培或逸生。金丝雀虉草是单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物。胚芽鞘：胚芽鞘实验材料：金丝雀虉草的胚芽鞘胚芽鞘尖端尖端以下部分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。胚芽鞘作用：达尔文(C.R.Darwin)实验①②③④对照去掉尖端尖端罩上锡箔罩子尖端下面一段罩上锡箔罩子①②③④对照去掉尖端尖端罩上锡箔罩子尖端下面一段罩上锡箔罩子①②③④弯向光源生长不生长也不弯曲①现象：②③④

直立生长弯向光源生长①②③④对照去掉尖端尖端罩上锡箔罩子尖端下面一段罩上锡箔罩子①②③④1.①、②组对照实验说明了什么？胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关，没有尖端，胚芽鞘既不生长也不弯曲。①②③④对照去掉尖端尖端罩上锡箔罩子尖端下面一段罩上锡箔罩子①②③④2.③、④中遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目地是什么？分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时的反应，从而确定是哪一部分在起作用。①②③④对照去掉尖端尖端罩上锡箔罩子尖端下面一段罩上锡箔罩子①②③④3.胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段。①②③④对照去掉尖端尖端罩上锡箔罩子尖端下面一段罩上锡箔罩子①②③④4.感受单侧光刺激的是哪一部分？实验③④形成对照，再加上实验①的空白对照，单一变量是遮光部位不同，可以得出的结论是尖端是感受光刺激的部位①②③④对照去掉尖端尖端罩上锡箔罩子尖端下面一段罩上锡箔罩子①②③④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?如何解释这一结果？【思考】尖端尖端下部——伸长区达尔文推测：单侧光刺激胚芽鞘尖端产生了某种“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【思考】顶端产生的影响能传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？可能因为该影响在向光侧和背光侧分布不均匀这种“影响”究竟是什么呢？2、1913年，鲍森•詹森实验琼脂片证明：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。琼脂片：琼脂制成的薄片，能缓慢通过化学物质【思考】1、该实验有什么不足之处？如何改进？无法排除琼脂片对实验结果的影响；应加一组把琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘上。2、如果将琼脂片换成云母片，胚芽鞘的生长状况是什么样的？（化学物质能通过琼脂却不能通过云母）胚芽鞘不生长不弯曲3、1918年，拜尔实验黑暗中现象：自变量：因变量：

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胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的。结论：黑暗中【思考】1、拜尔为什么要选择黑暗的环境？排除光的影响，控制变量2、没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长达尔文的推测胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面伸长区传递某种“影响”这种“影响”会造成背光面比向光面生长快詹森的实验验证拜尔的实验验证琼脂片尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀达尔文的推测胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面伸长区传递某种“影响”这种“影响”会造成背光面比向光面生长快詹森的实验验证拜尔的实验验证琼脂片詹森和拜尔的实验初步证明：顶尖产生的影响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。4、1926年，温特实验向对侧弯曲生长不生长也不弯曲自变量：因变量：结论：琼脂块是否接触过尖端去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质，这种化学物质在尖端下部分布不均，导致弯曲生长。温特将其命名为生长素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？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。没有。5、1934年科学家首先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）由于生长素在植物体内含量极少，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（PPA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。6.植物向光性的原因单侧光导致胚芽鞘向光弯曲生长的作用机理：（1）生长素是由胚芽鞘尖端产生的。（2）在单侧光照射下,生长素在胚芽鞘尖端中横向运输到背光侧。（3）生长素由胚芽鞘尖端向下运输。（4）胚芽鞘尖端下部背光侧生长素含量多，向光侧生长素含量少，这样，胚芽鞘尖端下部背光侧细胞纵向伸长生长快，而向光侧细胞纵向伸长生长慢，结果，胚芽鞘向光弯曲生长。7.植物激素（1）概念：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。（3）主要种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。（2）作用：思考·讨论植物激素与动物激素的异同1.植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？（1）调节生命活动的化学物质；（2）都能从产生部位运输到作用部位发挥作用；（3）都具有微量、高效的特点。【小结】①感受光刺激的部位在

；而向光弯曲的部位在

。②生长素由

产生，并向下运输，促使下部生长。③单侧光只影响生长素的

，使向光侧生长素分布较

，背光侧生长素分布较

；④胚芽鞘尖端以下的伸长区背光侧生长较

，向光侧生长较

，从而造成胚芽鞘的向光弯曲生长。⑤生长素的化学本质是

。胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端下部胚芽鞘尖端分布少多快慢吲哚乙酸2.植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别？类别分泌器官化学本质作用部位运输方式植物激素无特定的分泌器官一般是小分子物质无明显的靶细胞多样、复杂动物激素有特定的内分泌腺蛋白质、类固醇等靶器官、靶细胞随着体液运输(1)生长素的产生需要光照(

)(2)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧(

)(3)动物激素和植物激素都是由特定的内分泌腺产生的(

)(4)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸()判断：××××二、生长素的合成、运输与分布1.生长素的合成主要合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。色氨酸吲哚乙酸2.生长素的分布大多集中在生长旺盛的部位。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。3.生长素的运输（1）极性运输：幼嫩的组织中在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。实验证明：植物的生长素可以由浓度低的部位向浓度高的部位运输。同时，在缺氧或加入呼吸抑制剂的情况下，会严重阻碍其运输。形态学上端形态学下端形态学下端形态学上端a下端b上端形态学上端形态学上端形态学下端形态学下端（2）非极性运输：成熟的组织中，通过输导组织运输。分布多生长快背光侧分布少生长慢向光侧（3）横向运输：由于单侧光、重力等外因引起。在一些细胞分裂特别旺盛的地方（尖端），受外界某些刺激(如单侧光、重力)的影响,生长素也可以横向运输高高低低思维训练评价实验设计和结论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。实验前实验后胚芽鞘弯曲生长1.这个实验的设计是否严密？为什么？不严密2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。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。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。下上胚芽鞘既不弯曲也不生长实验组对照组拓展：为探究生长素的极性运输是否受重力的影响,取一段玉米胚芽鞘,先切除顶端2mm,使胚芽鞘不再产生生长素,再在上端放置含生长素的琼脂块,下端放空白琼脂块(如甲图)。一段时间后,检测空白琼脂块中生长素的含量。该实验还应增设乙图中的()BA.①B.②C.③D.①和③类别处理条件图解结果遮盖类暗箱类插片类不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析①直立生长②向光弯曲生长①直立生长②向光（小孔）弯曲生长①向左弯曲生长②向右弯曲生长③不生长不弯曲④直立生长⑤向右弯曲生长类别处理条件图解结果移植类旋转类①直立生长②向左弯曲生长③④中IAA含量：a=b+c且b＞c①直立生长②向光弯曲生长③向小孔弯曲生长④向中央弯曲生长均匀光照左侧光照设光源固定①若只植物匀速旋转，则一段时间后，植物

生长。②若只暗箱匀速旋转，则一段时间后，植物

生长。③若整个装置匀速旋转，则一段时间后，植物

生长。直立弯向光源弯向小孔三、生长素的生理作用1.作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。2.作用机制生长素生长素受体特异性结合引发细胞内一系列信号转导特定基因表达诱导产生效应3.生长素的生理作用（1）细胞水平：起着促进细胞伸长生长、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。有子番茄无子番茄生长素在细胞水平起的作用，在与器官水平上发挥的作用有什么关系呢？生长素在细胞水平上发挥作用是在器官水平上发挥作用的基础。思考·讨论植物生长素的作用特点1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？“促进”或“抑制”，是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言，当生长素浓度过高而“抑制”生长时，器官表现为生长速度减慢，甚至生长停滞。3.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？一般表现为较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同。2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？4.生长素的作用特点（1）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。敏感程度排序：根＞芽＞茎幼嫩细胞＞衰老细胞双子叶植物＞单子叶植物（2）生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长（即两重性）不同浓度生长素对根的作用分析ABCD010-1010-810-610-410-2mol·L-1促进生长抑制生长根ＦＥ①曲线AB段表示：在一定范围内，随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐增强；②B点对应的浓度为：促进根生长的最适浓度；不同浓度生长素对根的作用分析ABCD010-1010-810-610-410-2mol·L-1促进生长抑制生长根ＦＥ③曲线BC段表示：超过最适浓度，随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐减弱④C点的生长素浓度对根生长的效应是：既不促进，也不抑制；不同浓度生长素对根的作用分析ABCD010-1010-810-610-410-2mol·L-1促进生长抑制生长根ＦＥ⑤曲线CD段表示：随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用逐渐增强；⑥E、F表示：生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。若植物幼苗出现向光性，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光一侧生长素浓度范围应为

大于m小于2m21345.生长素两重性的实例（1）顶端优势：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。设计实验探究顶端优势产生的原因1234顶芽优先生长，侧芽生长受抑制侧芽生长快，成为侧枝侧芽生长受抑制侧芽生长快，成为侧枝。1.自然生长：2.去掉顶芽：3.去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块：4.去掉顶芽，切口放不含生长素的琼脂块：应用：a.解除顶端优势——去掉顶芽b.保留顶端优势农民适时摘除棉花顶芽以促进侧芽发育，从而使它多开花、多结果园艺师会适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树型圆润、丰满做木材的树木需要保留顶端优势（2）茎的背地性、根的向地性分析原理：当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：B＞A，D＞C；茎对生长素敏感性低，C、D两侧都是促进作用，且D侧促进作用更强，使茎背地弯曲生长茎部生长素浓度：____生长速度：______C<DC<D（2）茎的背地性、根的向地性分析根对生长素敏感性高，B侧浓度高，抑制生长，因此生长速度A＞B，使根