章1节—植物生长素的发现(上课用).ppt

生命活动的调节的基本形式：,动物：,植物：,神经调节体液调节免疫调节,？调节,第一节植物生长素的发现,更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾,讨论:1图中植株的生长方向有什么特点？2可能是哪种环境刺激引发了植物生长方向的改变？这种改变有什么适应？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呢？,1.弯向窗外生长。,2.是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。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.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做向光性。,第一节植物生长素的发现,人们通过对向光性的研究，发现了这一过程与一种植物激素生长素有关。,在植物生长素发现过程中作出重大贡献的科学家：,1880年达尔文1910年鲍森詹森1914年拜尔1928年温特,前后经过五十多年的研究最终发现了生长素,胚芽鞘,真叶,胚芽鞘单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的的锥形套状物叫做胚芽鞘。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。,胚芽鞘是什么？,、达尓文的向光性实验（一）,二、植物生长素的发现,胚芽鞘在正常情况下用单侧光照射弯向光源生长；,切除尖端的胚芽鞘用单侧光照射不生长也不弯曲,思考:胚芽鞘的向光性生长与哪一部分有关呢?,幼苗的生长和弯曲都与尖端有关。,、达尔文的向光性实验（二）,结论：感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端。,二、植物生长素的发现,如果尖端用一个锡箔小帽罩起来，胚芽鞘则直立生长；,如果罩上顶尖下面的一段，单侧光只照射胚芽鞘的尖端，胚芽鞘仍然弯向光源生长。,思考:1、胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?2、感受光刺激的又是哪一部分?,分析：根据达尔文的实验，你能得出什么结论？,结论：单侧光会引起胚芽鞘向光弯曲生长；弯向光源生长与胚芽鞘尖端有关；感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端。,植物的向光性是怎样形成的呢?,比较实验一和实验三发现:,胚芽鞘的向光弯曲和尖端接受单侧光的照射有关,比较实验三和实验四发现:,胚芽鞘感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端,比较实验一和实验二,发现:,胚芽鞘的生长和弯曲与胚芽鞘的尖端部位有关,分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时，胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。,达尔文的猜测：,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。,2、1913年，波森和詹森实验,将琼脂和云母分别插在幼苗尖端和其下部之间。结果发现插有明胶的幼苗发生向光弯曲，插有云母的幼苗不发生向光弯曲。,琼脂等不能感光，不会影响生长素的运输和传递，而云母片、玻璃等则会阻碍生长素的运输。,云母是含多种金属元素并具有层状结构的含水铝硅酸盐族矿物的总称。有较高的绝缘性。,结论：胚芽鞘的顶尖产生的“刺激”可以通过琼脂片传递给下部。,1910年詹森的实验,结论：胚芽鞘尖端产生的刺激在下部分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。,1914年拜尔的实验,其特点：易熔，可塑，物质可在琼脂中扩散而性质不变。,琼脂,琼脂:是由石花菜、江蓠等红藻经水煮提取胶质，再经冻结，脱水、干燥而制成。市场有粉状的，条状的，实验室里通常采用条状琼脂，它们溶于热水，先将条状琼脂溶于热水，溶解完后，让其冷却，这时就可以得到琼脂块。,根据达尔文、詹森、拜尔等一系列实验结果，初步证明尖端产生的可能是一种化学物质，这种化学物质分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。,四、温特的实验,朝对侧弯曲生长,不生长也不弯曲,讨论并设计对照实验,胚芽鞘朝对侧弯曲生长的原因是胚芽鞘的尖端还是琼脂块所起的作用呢？,那我们应该设计什么实验来确认呢？,胚芽鞘的尖端,尖端,胚芽鞘下面,结论1：胚芽鞘尖端确实产生某物质促使胚芽鞘生长。,结论2：此物质（生长素）可向下转移。,结论3：此物质（生长素）可促使胚芽鞘生长。,5、郭葛的分离实验,具有促进植物生长的功能,鉴定出该物质是吲哚乙酸,取名为生长素,1931年，荷兰科学家郭葛(F.Kogl)等从(人尿中)分离并签定了这种物质的化学成分为吲哚乙酸。由于它能促进生长，故取名为生长素。是发现和研究最早的植物激素。,生长素的发现的,观察现象,以植物的向光性实验为例：,提出问题,作出假设,设计实验,分析结果,得出结论,单侧光照时，植物的胚芽鞘弯向光源生长向光性,向光性与什么因素有关？,此现象可能与单侧光照有关(或与尖端有关),单侧光照与均匀光照的生长比较，观察并记录,单侧光照处理的胚芽鞘向光弯曲生长，均匀光照处理的胚芽鞘直立生长,假设成立。向光性与单侧光照有关,一系列实验体现出生物科学研究的基本思路,1实验中运用了对照原则，如达尔文的实验中，为实验组，为对照组；温特的实验中，为实验组，为对照组，增加了实验结论的可靠性。,2实验中体现了设计实验的单一变量原则：达尔文实验的单一变量是尖端的有无和感光部位的差异。温特实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。,实验1,实验2,实验3,实验4,自变量：接受刺激的部位,因变量：幼苗是否出现生长和弯曲。,自变量：尖端的有无,植物向光性的解释,对植物向光性的解释,胚芽鞘的尖端：感受单侧光刺激，尖端产生的生长素发生横向运输，使两侧分布不均匀，之后再向下运输。胚芽鞘尖端下面一段：背光面生长素含量比向光面的多，背光面长得比向光面快，造成植物向光弯曲生长。,植物向光性及形成的原因,外因：单侧光照射内因：尖端的存在(感光)尖端产生生长素生长素分布不均(背光面多向光少)。,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分布不均匀造成的。,生长素,正式确认吲哚乙酸（IAA),结论：,感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端；而向光弯曲的部位在尖端下面一段。生长素由胚芽鞘尖端产生，（它的产生不需要光，有光无光均可产生）,并向下运输，促使下部生长。单侧光只影响生长素的分布，使向光侧生长素分布较少，背光侧生长素分布较多；胚芽鞘尖端以下的背光侧生长素较多，生长较快，向光侧生长素较少，生长较慢，从而造成胚芽鞘的相关弯曲生长。生长素的化学本质是吲哚乙酸。,二、植物生长素的发现,1、根据下图所示实验过程回答：,（1）请你根据科学研究的顺序将上述实验进行排序,（2）序号所表示的实验验证了什么结论？呢？,（3）上述实验体现了设计实验的单一变量原则，请你写出序号所表示的实验的单一变量是,胚芽鞘尖端产生的刺激（物质）可以透过琼脂片,琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过,胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在尖端下部分部不均造成的,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（花盆与暗箱一起转），保持15分钟均速转一周，一星期后幼苗生长状况为（）,B,练习,2若花盆固定，把暗箱放在旋转器上均速旋转，则幼苗的生长状况为（）,C,.判断下列各苗尖端的生长情况,生活在均匀光照下,直立生长,不透光的纸盒黑暗中,直立生长,不生长不弯曲,单侧光照射幼苗尖端,弯向光源生长,去尖端单侧光照,解题技巧,生不生长：,看尖端下段有无生长素,弯不弯曲：,看尖端下段生长素分布是否均匀,判断胚芽鞘生长弯曲的方法,1、是否生长关键看胚芽鞘尖端下面一段（伸长区）能否得到生长素。生长素可以尖端产生的，也可是人工添加的。,2、是否弯曲关键看生长素是否分布均匀。造成生长素分布不均的因素有重力、单侧光、云母片、旋转等。,知识拓展：生长素实验中植物的四个重要部位,1、生长素的产生部位是胚芽鞘的尖端；,2、生长素发挥作用的部位是尖端下部的伸长区；,3、感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端；,4、生长弯曲的部位是胚芽鞘尖端下部的伸长区。,.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的示意图培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是（）不弯曲、不弯曲、向右弯曲B向右弯曲、不弯曲、向右弯曲C向右弯曲、不弯曲、向左弯曲向左弯曲、不弯曲、向左弯曲,A,.填充题: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分别放在缓慢匀速旋转的圆盘上，将C盘放在不旋转的圆盘上，三盘都有单侧光照射。几天后，A盘的幼苗_生长；B盘的幼苗_生长；C盘的幼苗_生长。,ABC,直立,不生长不弯曲,向光弯曲,后来，科学家们又陆续发现赤霉素、细胞分裂素、乙稀等对植物生命活动的调节起着重要作用的物质。,像这样一些在植物体内一定部位合成的，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量（微量高效性）有机物，就称为植物激素。,二、植物激素的发现,与动物激素的不同：没有专门分泌的器官，但由一定部位产生。,特点：1、内生2、能移动3、低浓度调节,作用力很强（很低浓度就能引起很强反应）,存留时期短（在细胞内不能积累，很快被分解破坏）,特异性（对某种或某几种细胞有效靶细胞上有相应受体）,1生长素的产生部位,生长素合成的主要部位是(分生能力强的组织)幼嫩的芽、叶和发育着的种子，还有根尖等(在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素)。,三、生长素的产生、运输和分布,1）、横向运输（胚芽鞘尖端单向刺激作用下）,向光侧,背光侧,单向光,2.生长素的运输特性,三、生长素的产生、运输和分布,2）、极性运输,（主动运输）,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。,地上部分,地下部分,形态学上端,形态学下端,形态学下端,形态学上端,注：先长出的为下，后长出的为上。,胚芽鞘尖端生长素的运输,胚芽鞘尖端,表示在单侧光刺激下生长素产生的横向运输；,表示从形态学上端向形态学下端的极性运输。,判断胚芽鞘是否弯曲生长，要看胚芽鞘下端生长素分布是否均匀，而下端生长素的分布是否均匀则取决于尖端是否存在生长素的横向运输。,胚芽鞘尖端下段,较多生长较快,较少生长较慢,非极性运输：通过韧皮部的筛管的运输。,运输方向：,从植物体形态学_向形态学_运输,非极性运输,极性运输,横向运输,从胚芽鞘尖端_一侧向_一侧运输,成熟组织中韧皮部,（主动运输）,向光,背光,上端,下端,胚芽鞘的尖端,尖端下面一段,生长素产生的部位,感光的部位,生长素的作用部位,发生弯曲的部位,生长素横向运输部位,生长素极性运输部位,1、产生：主要在叶原基、嫩叶、发育中的种子、茎的形成层2、分布：大多集中在生长旺盛的部位，趋向衰老的部位较少3、运输：主要是从植物形态学上端向下端输，不能倒过来；也可横向运输主动运输：呼吸阻断剂处理，生长素运输停止。如植物顶端优势，就可说明这一点,上端下端,三、生长素的产生、分布和运输,产生部位积累部位，如顶芽侧芽生长旺盛的部位衰老组织，如生长点老根,胚芽鞘尖端：合成生长素、感受光刺激、受单测光影响时横向运输部位；胚芽鞘尖端下段：生长部位（可由形态学上端向下端进行极性运输，但不能横向运输），弯曲的部位；生长素的运输：纵向：极性运输：形态学上端到形态学下端（主动运输）横向：横向运输：（1）单侧光照射使生长素从胚芽鞘尖端的向光侧向背光侧运输，使背光侧分布较多,光不影响生长素的合成.（2）重力作用使生长素从远地端横向运输到近地端。,关于实验的几个结论,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(吲哚乙酸),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。,极性运输和非极性运输横向运输,二、生长素的产生、运输和分布,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。,技训能练,评价实验设计和结论,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？,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。,实验组：,形态学上端,形态学下端,对照组：,根据本节所学的有关原理，设计一个塑造造型独特的盆景方案。,滴水观音,滴水观音,发财树,拓展题:,1.下图为燕麦胚芽鞘实验中的不同处理方法，请判断16的生长情况：,光,光,云母片,光,光,云母片,1,2,3,4,5,6,光,含有生长素的琼脂块,A直立生长B向光生长C向右弯曲D不生长不弯曲,思拓维展,2请判断上述各图中胚芽鞘的弯曲状况,没有弯曲,向右弯曲,向右弯曲,向右弯曲,向右弯曲,向右弯曲,向左弯曲,直立生长,没有弯曲,云母片（不透水）,琼脂块,思拓维展,如下图是用不透水的云母片以不同方式分别插入四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