生物必修三31植物生长素的发现

向光性：在单侧光的照射下，植物表现出朝向光源方向生 长的现象。 问题探讨 1. 图中植株的生长方向 有什么特点? 3.可能是哪种环境刺激 引发了这株植物生长方 向的改变?这种改变有什 么适应意义? 2.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? 达尔文在随贝格尔号环球旅行时，随身带了几 只鸟，为了喂养这些鸟，又在船中种了金丝雀虉 草(一种禾本科植物）。船舱很暗，只有窗户透 射进阳光，达尔文注意到，草的幼苗向窗户的方 向弯曲、生长。 但后来几十年间，达尔文忙着创建进化论，直 到其晚年，才着手进行一系列实验研究向光性的 问题，在1880年出版的植物的运动力一书中 总结了这些实验结果。达尔文是用金丝雀虉草的 胚芽鞘做这些实验的。 最早研究向光性的科学家达尔文 Company Logo 金 丝 雀 虉 (y) 草 胚芽鞘 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。 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 浙江省温州中学 许晖 玉米的胚芽鞘 Company Logo 尖 端 尖端下部 胚 芽 鞘 简 化 图 向光面背光面 3组生长状 况比较说明 了什么？ 生长部位 尖端还是 尖端下部 ？ 弯曲部位 在哪？为 什么弯曲 ？ 单侧光使胚 芽鞘向光弯 曲生长；尖 端下部背光 侧比向光侧 长得快。 （一）达尔文的向光性实验2 尖端与 向光性 有关吗 ？如何 设计实 验？ 尖端 与胚 芽鞘 生长 有关 （一）达尔文的向光性实验3 什么部位感 受单侧光？ 锡箔 尖端感受单 侧光 尖端 感光 解释问题： 外因（单侧光） 怎样 引起 胚芽鞘 背光一侧比向光 一侧生长的快 即弯向 光源生长 结论一：单侧光刺激会使胚芽鞘向光生长，明显生长的部位在 尖端下面，背向侧比向光侧长的快。 结论二： 尖端与胚芽鞘的生长有关(有尖端长，无尖端不长）。 结论三：感受单侧光部位是尖端。 外因（单侧光）使 胚芽鞘尖端产生某 种“影响” 这种“影响”传递到尖端下部， 使得尖下部背光面比向光面 生长的快 达尔文推测： 总结上述三个实验，得出结论: 尖端和下部 可能的联系 是什么？ 总结上述三个实验,达尔文提出: 胚芽鞘受单侧光刺激之后，就向下面的 伸长区传递某种“影响”，造成背光面比 向光面生长快,因而出现向光性弯曲。 达尔文没有解决什么问题？ 这种“影响”是什么？ （二）1910 詹森的实验 结论 尖端产生的某种“影响”可以透过琼脂片传递给 下部（“影响”可能是一种化学物质） “影响”是 什么？ 该实验设计 不够严谨， 你认为在哪 里？ 假设“影响” 化学信号 云母片 结论尖端产生影响的产生与光照无关；影响可能是化学物质； 尖端产生的影响在下部分布不均造成弯曲生长. （三）1914 拜尔的实验 “影响”是 如何作用 的？ 为什么尖端 放一侧？ 单侧光 所起的 作用是 什么？ 由詹森和拜尔的实验，可以得出什么结论？ 初步证明胚芽鞘的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。 科学家设法将该物质转移到一种载体里 朝对侧弯曲生长 不生长也不弯曲 （四）1928 温特的实验 接触过胚芽鞘的琼脂块 会使植物弯曲生长。 没接触过胚芽鞘的琼脂块 不能使植物弯曲生长。 空白对照 实验设计 严谨吗？ 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 外因 内因 单侧 光 生长素分布不均匀 背光侧多于向光侧 背光侧生长快于向光侧 对植物向光性的解释对植物向光性的解释 植物向光性的成因植物向光性的成因 内因内因: : 胚芽鞘尖端的存在；胚芽鞘尖端的存在； 胚芽鞘尖端产生的生长素；胚芽鞘尖端产生的生长素； 生长素在胚芽鞘两侧的分布多少生长素在胚芽鞘两侧的分布多少; ; 外因外因: : 单侧光照。单侧光照。 思考： 1、温特提出植物体内存在生长素时,有没有提取出 这种物质?植物体内具有生长素效应的物质就这一 种吗? 对实验结果进行严密的逻辑推理 事实 严密的逻辑推理 想象力 2、温特是在_的基础 上作出这一推测的。要得出这一结论，既要以 _为依据进行_,还要有一定 的_。 19311931年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中年，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，知道它叫分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫 吲哚乙酸吲哚乙酸（ IAAIAA ）。 直到直到19421942年，人们才从高等植物中分离出了年，人们才从高等植物中分离出了 生长素生长素, ,并确认它就是并确认它就是IAAIAA除除IAAIAA外还有外还有苯乙苯乙 酸酸（PAAPAA）、还有）、还有吲哚丁酸吲哚丁酸(IBA)(IBA)等等 生长素究竟是什么物质呢？生长素究竟是什么物质呢？ 2.科学研究的一般过程 生长素发现过程的总结与应用 观察发现问题提出假设 设计实验验证 得出结论 重复 1.生长素的化学本质： 吲哚乙酸。 3.掌握实验设计的基本原则: 单一变量原则 对照原则 生长素发现过程的总结与应用 4.四个“部位”：生长素的产生部位、作用 部位、感光部位、生长和弯曲部位。 生长素产生的部位： 作用部位： 感光的部位： 弯曲的部位： 胚芽鞘的尖端 胚芽鞘的尖端 尖端以下的部位 尖端以下的部位 生长素发现过程的总结与应用 科学是不断发展的 20世纪80年代，有的学者用向日葵、 萝卜作实验材料，结果发现，因单侧光照 射而弯曲生长时，向光侧和背光侧的生长 素含量基本相同，而向光侧的生长抑制物 却多于背光侧。 植物激素 由植物体内产生,能从_部位运 送到_部位,对植物的_ 有显 著影响的_,称作植物激素. 产生 作用生长发育 微量有机物 植物激素的概念 a、由植物体内产生 b、能从产生部位运送到作用部位 c、对植物体的生长发育有显著影响 d、微量 e、有机物 来源 本质 含量 运输 功能 二、生长素的产生、运输和分布 主要在幼嫩的芽、嫩叶和发育中的种子； 极性运输： 非极性运输： 横向运输： 3、生长素主在植物体的分布 各器官都有分布 多集中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。 1、生长素的产生 色氨酸生长素 2、生长素的运输特点 运 输 方 向 幼嫩组织中只能从形态学的上端向形 态学的下端运输，不能倒转过来运输。 运输方式：极性运输是细胞的主动运输 成熟组织通过韧皮部的运输 胚芽鞘尖端向光侧向背光侧运输 小结： 一 植物生长素的发现 1、生长素的发现过程（四个实验） 2、植物向光性的原因：单侧光引起生长素分布，背光一侧 生长素含量比向光一侧，背光侧生长，向光侧生长 ，从而造成向光弯曲 3、植物激素的概念 二 生长素的产生、运输和分布 产生部位： 运输方式： 运输方向，幼嫩组织；成熟组织 分布：主要分布在 5 生长素的化学本质是 _ 不均匀 多较快 较慢 幼嫩的芽、叶、和发育中的种子 主动运输 极性运输非极性运输 生长旺盛的部分 吲哚乙酸(IAA) 评价实验设计和结论 技能训练 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、从实验结果导出结论，逻辑 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。 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 。过一段时间检测，发现下端的 琼脂块逐渐有了生长素 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。 讨论： 1、这个实验的设计是否严密？ 2、从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？ 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？ 评价实验设计和结论 (P49技能训练) 讨论: 1、不严密。缺乏对照实验。 2、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。 实验组： 对照组： 形态学上 端 形态学下 端 3、实验方案改造如下： 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 。 2、向光弯曲部位在 。 3、胚芽鞘向光弯曲的原是 。 4、生长素的化学物质是 ，具有生长素效应的还有 ， 。 本课小结 胚芽鞘的尖端 胚芽鞘的尖端 尖端下部 背光的一侧生长素含量多，生长快 吲哚乙酸 吲哚丁酸 苯乙酸 下图示三盆燕麦幼苗。A、C盆中是正常幼 苗，B盆中是切去胚芽鞘尖端的幼苗。将A 、B盆分别放在缓慢匀速旋转的圆盘上，将 C盆放在不旋转的圆盘上，三盆都有单侧光 照射。几天后，A盆的幼苗_生长； B盆幼苗 _生长， C盆的幼苗 _生长。 直立 不 向光弯曲 思考题1： 在方形暗箱内放一盆幼苗，暗 箱一侧开一小窗，固定光源的光可 以从窗口射入。把暗箱放在旋转器 上水平旋转，保持每15分钟均速转 一周。一星期后幼苗生长状况为： 思考题2： B A B C D E 思考题3： 请分析各胚芽鞘生长情况（图中 插入薄片为云母片）。 答： A图胚芽鞘向光源弯曲生长 B图胚