人教版(新教材)高中生物选择性必修1课件2：5 1 植物生长素

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。讨论：1.图中植株的生长方向有什么特点？

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？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？弯向窗外生长。向着光源生长的植物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。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。

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,1809-1882）和他的儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。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①对照②去掉尖端锡箔③尖端罩上锡箔罩子锡箔④尖端下面一段罩上锡箔罩子①、②对照：胚芽鞘的尖端必须存在，才会表现出向光性。①、③对照：胚芽鞘的尖端必须接受到单侧光的刺激，才会表现出向光性。③、④对照：感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端。遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？感受单侧光刺激的又是哪一部分？你怎样解释这一结果？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系统的反应，从而确定是哪一部分在起作用。胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段，感受光刺激的是顶端。这说明，是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。达尔文根据实验提出：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。

这种“影响”究竟是什么呢？2.1913年鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）实验琼脂片

结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。3.1918年拜尔（A.Paal）实验结论：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。3.1918年拜尔（A.Paal）实验结论：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。顶端产生的“影响”能传到下部，那么它为什么能使得伸长区两侧生长不均匀呢？因为该影响（生长素）在向光一侧和背光一侧（浓度分布）存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。初步证明：胚芽鞘尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。4.1926年荷兰科学家温特的实验

结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并把它命名为生长素。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？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。5.生长素的分离生长素究竟是什么物质呢？HCHCHCCHCCCCHNHCH2COOH1934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）。1946年，人们才从高等植物中将其分离出来，并确认它也是IAA。进一步研究发现，植物体内具与IAA相同效应的物质还有苯乙酸（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。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。（2）主要种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。1.植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？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？思考·讨论·植物激素与动物激素的异同二者都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运输到作用部位发挥作用，且都具有微量、高效的特点。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。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。2.生长素的分布植物体各器官中都有分布，相对集中分布在生长旺盛的部分。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。（1）极性运输（幼嫩部位）3.生长素的运输在胚芽鞘、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。形态学上端形态学下端形态学上端形态学下端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。形态学上端形态学下端含IAA琼脂块含IAA的琼脂块(a)思维训练·评价实验设计和结论实验前实验后形态学上端形态学下端含IAA琼脂块空白琼脂块(a)胚芽鞘弯曲生长1.这个实验的设计是否严密？为什么？2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？思维训练·评价实验设计和结论

不严密，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。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。空白琼脂块(b)形态学下端形态学上端含IAA琼脂块实验前空白琼脂块(b)形态学下端形态学上端含IAA琼脂块实验后胚芽鞘既不弯曲也不生长分布多生长快背光侧分布少生长慢向光侧（2）非极性运输（成熟组织）生长素可以通过输导组织进行非极性运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。（3）横向运输：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。低高低高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不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析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诱导特定基因表达产生效应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。1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？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？思考·讨论·植物生长素的作用特点“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。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。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。（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）敏感程度排序：根＞芽＞茎幼嫩细胞＞衰老细胞双子叶植物＞单子叶植物不同浓度生长素对根的作用分析①曲线AB段表示:②B点对应的浓度为：③曲线BC段表示:④C点的生长素浓度对根生长的效应是：⑤曲线CD段表示：⑥E、F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；促进根生长的最适浓度；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随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用逐渐增强；既不促进，也不抑制；ABCD010-1010-810-610-410-2mol·L-1促进生长抑制生长根ＦＥ生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。②产生顶端优势的原因：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。21345.生长素两重性的实例（1）顶端优势①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。③顶端优势的应用a.解除顶端优势——去掉顶芽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b.保留顶端优势做木材的树木需要保留顶端优势设计实验探究顶端优势产生的原因12341.自然生长：顶芽优先生长，侧芽生长受抑制2.去掉顶芽：侧芽生长快，成为侧枝3.去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块：侧芽生长受抑制4.去掉顶芽，切口放不含生长素的琼脂块：侧芽生长快，成为侧枝。（2）茎的背地性、根的向地性分析根部生长素浓度：____生长速度：______茎部生长素浓度：____生长速度：______C<DA<BA>BC<D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；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，使根向地弯曲生长，这体现了生长素生理作用的两重性。（3）除草剂生长素浓度(mol/L)促进生长抑制生长O10－1010－610－2双子叶单子叶植物的生长反应敏感程度：双子叶植物＞单子叶植物应用：在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草课堂练习1.如下图所示胚芽鞘向光性实验，请分析各胚芽鞘生长情况（图中插入薄片为云母片，不透水）。2.如图表示生长素发现过程的部分相关实验，下列有关分析错误的是（

）A.达尔文的实验中胚芽鞘的遮光部位属于自变量B.拜尔的实验在有光和无光条件下胚芽鞘的弯曲方向不同C.图③是温特实验的实验组，其对照组使用未接触胚芽鞘尖端的琼脂块D.温特的实验证明生长素可以通过扩散的方式进入琼脂块B

ABCDEF3.为了探究生长素的作用，将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组，实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块，对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块，两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下，在黑暗中放置一段时间后，对照组胚芽鞘无弯曲生长，实验组胚芽鞘发生弯曲生长，如图所示。根据实验结果判断，下列叙述正确的是（）A.胚芽鞘b侧的IAA含量与b'侧的相等B.胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量不同C.胚芽鞘b'侧细胞能运输IAA，而c'侧细胞不能D.琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量Db'c'a'abcdd'4.为如图为不同浓度生长素对同种植物不同器官的作用效应图，下列叙述正确的是（

）A.c点后的浓度对三种器官而言