新教材2020-2021学年生物人教版(2019)选择性必修1课件：5.1-植物生长素-

第5章植物生命活动的调节第1节植物生长素

一、生长素的发现过程1.达尔文和他儿子的实验:(1)植物的向光性:在_______照射下,植物朝向_____方向生长的现象。单侧光光源(2)实验处理及现象:(3)实验分析:对比分析得出结论。①②实验:生长弯曲与_____有关。①③④实验:感受光刺激的部位是_____。(4)结果解释。胚芽鞘_____受单侧光刺激后,就向下面的_______传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长___,因而使胚芽鞘出现_______弯曲。尖端尖端尖端伸长区快向光性2.鲍森·詹森实验:(1)实验处理及现象:胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片+单侧光→_____________(2)实验结论:胚芽鞘尖端产生的影响可透过_______传递给下部。向光弯曲生长琼脂片3.拜尔实验:(1)实验处理及现象:把切下的胚芽鞘尖端移至左侧+黑暗→_____________向右弯曲生长把切下的胚芽鞘尖端移至右侧+黑暗→_____________向左弯曲生长(2)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4.温特实验:(1)实验处理及现象:(2)实验结论:胚芽鞘尖端能产生一种化学物质,会造成胚芽鞘弯曲生长,这种化学物质被命名为_______。5.生长素的化学本质:(1)1934年,从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——______________。(2)1946年,从高等植物中分离出生长素,并确认就是_________。生长素吲哚乙酸(IAA)吲哚乙酸(3)植物体内除吲哚乙酸(IAA)外,还有____________、______________等。苯乙酸(PPA)吲哚丁酸(IBA)6.植物向光性的解释:7.植物激素:(1)概念:①产生部位:植物体内。②运输途径:从产生部位运送到_________。③生理作用:影响植物_________。④化学本质:微量_______。作用部位生长发育有机物(2)种类:植物激素除了生长素外,还有_______、细胞分裂素、_______、乙烯等。

赤霉素脱落酸【激疑】达尔文和他儿子的实验能否确定胚芽鞘的生长主要是尖端下面一段生长的缘故,还是尖端自身生长的缘故?提示:不能。达尔文和他儿子的实验只能确定胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关。二、生长素的产生、运输和分布1.生长素的产生:(1)主要部位:芽、幼嫩的叶和_____________。(2)来源:由_______转变而来。发育中的种子色氨酸2.生长素的运输:(1)极性运输:只能从___________________________,而不能反过来运输,也就是只能_______地运输,是一种_________。(2)非极性运输:在成熟组织中通过_________进行。和其他有机物运输相同。

3.分布:相对集中在_________部分。形态学上端运输到形态学下端单方向主动运输输导组织生长旺盛【激疑】

对根而言,其形态学上端位于分生区还是成熟区?提示:根的形态学上端位于根尖的分生区。三、生长素的生理作用1.作用方式:给细胞传达信息,调节细胞生命活动。2.作用效果:(1)细胞水平:促进细胞_________、诱导细胞分化等;(2)器官水平:影响器官的_________,如促进______________发生,影响花、叶和果实发育等。伸长生长生长发育侧根和不定根(3)作用特点:①生长素浓度较低时促进生长,在浓度过高时,则会抑制生长,因_____、植物细胞的成熟情况和_____的种类不同而有较大的差异。②幼嫩细胞对生长素_____,衰老细胞比较迟钝;③根、芽、茎对生长素的敏感程度由大到小为__________。浓度器官敏感根>芽>茎3.顶端优势的概念与原因:(1)概念:_____优先生长,_____生长受抑制的现象。(2)原因:顶芽侧芽(3)解除方法:_________。去除顶端知识点一生长素的发现过程1.植物向光生长的机理:(1)图解:(2)解释。①生长素的浓度:单侧光导致胚芽鞘尖端产生的生长素发生横向运输,导致背光侧浓度高于向光侧;这种生长素的不均匀分布由极性运输传至尖端下方。②生长程度:尖端下方背光侧生长素浓度高于向光侧,导致背光侧细胞生长快于向光侧,表现出向光生长。(3)总结。①外因:单侧光照射。②内因:生长素分布不均匀。2.向性运动的处理方法和结果:类别图解相关结果结论遮盖法

①直立生长;②向光生长胚芽鞘的感光部位在尖端暗箱法

①直立生长;②向光(小孔)生长胚芽鞘具有向光性类别图解相关结果结论插入法

①向右侧弯曲生长;②直立生长;③向光弯曲生长;④向光弯曲生长生长素只能在尖端进行横向运输;琼脂块具有透水性,云母片具有不透水性移植法

①直立生长;②向左侧生长;③④中IAA的含量a=b+c,b>c单侧光使向光侧的生长素向背光侧运输【思考·探究】(1)若已经确定胚芽鞘尖端可以产生生长素,根据胚芽鞘的向光性实验和拜尔实验的比较,你能对胚芽鞘的向光性提出哪些可能的解释?(科学探究)提示:①单侧光使生长素在背光侧分布较多。②单侧光使向光侧的生长素被分解。(2)生长素通过促进细胞伸长而不是通过促进细胞分裂促进胚芽鞘生长,你能否通过胚芽鞘实验证明这一点?(科学探究)提示:可以对向光弯曲生长的胚芽鞘沿光线方向做纵切片,用显微镜观察向光侧和背光侧的细胞数目和细胞长短。【素养案例】(2019·昆明高二检测)在生长素的发现史上,鲍森·詹森进行了如图的实验,以检验达尔文和他儿子的化学物质假说。下列叙述正确的是 (

)A.本实验证明生长素由胚芽鞘尖端向下传递B.插有琼脂片的幼苗发生向光弯曲证明胚芽鞘尖端是感光部位C.显微镜观察表明,弯曲部位背面细胞分裂速率快、数量多D.要使本实验更有说服力,还应设置去掉胚芽鞘尖端,仅放琼脂片或云母片的对照实验【解题导引】(1)琼脂片和云母片的生长素通过性不同:表现为生长素能通过琼脂片,生长素不能通过云母片。(2)最先命名生长素的科学家是温特。【解析】选D。鲍森·詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部,A错误;要证明胚芽鞘尖端是感光部位,需要设置对照实验:一组的胚芽鞘尖端用不透光的金属小套遮挡,让其感受不到光;另一组的胚芽鞘尖端以下部位用不透光的金属小套遮挡,让其感受不到光,B错误;生长素促进细胞伸长生长,不促进细胞分裂,故弯曲部位背面细胞较长,C错误;要使本实验更有说服力,还需要设置对照实验,即设置不放胚芽鞘尖端,仅放琼脂片或云母片的对照实验,排除琼脂片和云母片的影响,D正确。【素养·探究】——母题追问(1)科学思维——分析与综合达尔文和他儿子的实验是否证实了胚芽鞘尖端产生某种物质并向下运输,影响了尖端下部的生长?提示:没有。达尔文只是提出了这一假说。(2)科学探究——实验方案的设计鲍森·詹森通过观察尖端部位的长度变化,确定胚芽鞘的生长是尖端产生某种物质,向下运输,促进了尖端下部的生长,在保持胚芽鞘完整性的前提下,你如何探究胚芽鞘的生长部位主要在尖端还是在尖端下面一段?提示:用记号笔在胚芽鞘上画等距离的横线,一段时间后观察、测量尖端部分和尖端下面一段横线间的距离。【方法规律】“两看法”判断植物“长不长、弯不弯”【素养·迁移】1.甲——锡箔小帽套在胚芽鞘外面,从右侧进行单侧光照,乙——除去芽尖,把含有生长素的琼脂小块放在切面右侧,从右侧单侧光照,则甲、乙分别将(

)世纪金榜导学号A.向上直立生长,不弯曲生长B.向上直立生长,向右侧弯曲生长C.向上直立生长,向左侧弯曲生长D.停止生长,向右侧弯曲生长【解析】选C。由于甲中有锡箔小帽的作用,所以生长素的分布不受单侧光照的影响,胚芽鞘直立生长;乙中虽然有单侧光照,但由于胚芽鞘无尖端,也不受单侧光照的影响,胚芽鞘向琼脂块相对的一侧(左)生长。2.(2016·全国卷Ⅲ)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【解析】选D。本题主要考查生长素的极性运输特点与实验分析能力。结合文字信息和图示信息可知,左图为对照组,右图为实验组。A项,因a中无生长素,a′中有生长素,胚芽鞘b侧的IAA含量小于b′侧,故错误。B项,因a中无生长素,胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量相同,故错误。C项,胚芽鞘b′侧细胞和c′侧细胞都能运输IAA,故错误。D项,a′输出的IAA在向下运输过程中发挥作用后不断分解,所以琼脂块d′从a′中获得的IAA量小于a′的输出量,故正确。【补偿训练】(2019·南昌高二检测)下面是部分燕麦实验的示意图,分析图中a～f的琼脂块中生长素含量,正确的一组是 (

)A.a<b、c=d、e=f

B.a>b、c=d、e=fC.a<b、c<d、e=f D.a>b、c=d、e<f【解析】选B。图1中,由于右侧云母片的存在,使得即使胚芽鞘尖端的生长素横向转移至右侧,也无法运输到胚芽鞘下部,而左侧生长素能够正常向下运输,所以a>b。图2中,由于云母片位于尖端中央,所以单侧光无法造成生长素横向运输,因此c=d。图3中,由于没有胚芽鞘尖端,代替的为含生长素的琼脂块,所以生长素不会横向运输,因此e=f。知识点二生长素的产生、运输和分布1.极性运输:(1)概念:生长素由植物体的形态学上端向形态学下端的运输。(2)特点:只能由形态学上端→形态学下端,不能倒转。(3)影响因素:植物的遗传特性决定,不受单侧光、重力等影响。(4)实验验证:a、b两组相互对比,共同证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。2.非极性运输:(1)概念:植物体内物质的运输不受形态学上下端的影响。(2)实例:在成熟组织中,生长素可通过输导组织进行非极性运输。【思考·探究】验证生长素的极性运输实验中,b组实验能否不改变胚芽鞘形态学上端和形态学下端的方向,而将含生长素的琼脂块和不含生长素的琼脂块颠倒位置?(科学探究)提示:不能。将含生长素的琼脂块和不含生长素的琼脂块颠倒位置,和a组实验比较,多了一个重力的变量。【素养案例】(2019·江苏高考)如图为燕麦胚芽鞘经过单侧光照射后,甲、乙两侧的生长情况,对照组未经单侧光处理。下列叙述正确的是 (

)世纪金榜导学号A.甲为背光侧,IAA含量低于乙侧和对照组B.对照组的燕麦胚芽鞘既不生长也不弯曲C.若光照前去除尖端,甲、乙两侧的生长状况基本一致D.IAA先极性运输到尖端下部再横向运输【解题导引】(1)解题必备:①在单侧光的照射下,胚芽鞘向光弯曲生长,背光侧细胞生长比向光侧快。②生长素在胚芽鞘尖端进行横向运输。(2)曲线解读:据图分析,与对照组相比,随着单侧光处理时间的延长,甲侧的细胞生长比对照组和乙侧快,因此甲侧表示背光侧,乙侧表示向光侧。【解析】选C。单侧光可以引起生长素在胚芽鞘尖端分布不均匀,背光侧含量多,引起弯曲生长。从图中可以看出,甲生长快,为背光侧,IAA含量高于向光侧与对照组,A项错误;对照组燕麦胚芽鞘有尖端,可以产生生长素,正常生长,但没有单侧光照射,所以燕麦胚芽鞘直立生长,B项错误;产生生长素和感光部位都在尖端,所以去除尖端,胚芽鞘不生长,C项正确;生长素先在尖端进行横向运输,再向下进行极性运输,D项错误。【素养·探究】——母题追问生命观念——结构与功能观生长素的极性运输除了与细胞的能量供应有关以外,还与细胞膜上的哪一结构有关?提示:与细胞膜上的载体蛋白有关。【素养·迁移】1.如图是对燕麦胚芽鞘的有关研究,仔细分析图示的实验过程和实验结果,下列叙述正确的是 (

)注:带阴影的琼脂块含生长素,空白的琼脂块不含生长素。A.生长素对植物的生长具有促进作用B.合成生长素的部位是胚芽鞘的尖端部分C.生长素的运输为极性运输D.生长素主要分布在生长旺盛的部位【解析】选C。该实验的自变量是胚芽鞘形态学上下端的位置,因变量是位于下方的琼脂块是否含有生长素,因此该实验只能证明生长素的极性运输,不能证明生长素对植物的生长具有促进作用,A项错误、C项正确;本实验使用的是胚芽鞘尖端的下部一段,不能证明合成生长素的部位是胚芽鞘的尖端部分,B项错误;该实验不能证明生长素主要分布在生长旺盛的部位,D项错误。2.植物激素是植物体内产生的信号分子,下列关于植物激素的叙述,正确的是 (

)①在植物体内含量极少②在植物体内含量很多③产生部位也是作用部位④对植物体的生命活动有显著的调节作用⑤化学本质是蛋白质⑥化学本质是有机物A.①④⑥

B.①③④⑤C.②④⑤ D.②③④⑥【解析】选A。在植物体内产生,由产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著作用的微量有机物就是植物激素。同动物激素类似,植物激素在植物体内含量也是极少的,①正确、②错误;植物激素需要通过一定方式,由产生部位运输至作用部位,如生长素由胚芽鞘尖端运至胚芽鞘下部起作用,③错误;激素不会参与细胞的化学反应,而是给细胞传达一种调节代谢的信息,④正确;植物激素常见的有生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯等,不同的激素化学本质不同,但不是蛋白质,⑤错误;植物激素归属于有机物,⑥正确。【补偿训练】(2019·石家庄高二检测)取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为a、b、c、d四组。将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段,并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置,得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射,发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长,b′组胚芽鞘无弯曲生长,其原因是世纪金榜导学号(

)A.c组尖端能合成生长素,d组尖端不能B.a′组尖端能合成生长素,b′组尖端不能C.c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,d组尖端的生长素不能D.a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b′组尖端的生长素不能【解析】选D。生长素的产生和极性运输,不受正放和倒放的影响。从图中可知,c组尖端和d组尖端都能产生生长素,而d组胚芽鞘是倒置的。由于生长素在胚芽鞘中只能从形态学上端运输到形态学下端,因此据图中的实验处理结果,a′组胚芽鞘尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b′组尖端的生长素不能向胚芽鞘基部运输,故D项正确。知识点三生长素作用的影响因素1.不同浓度生长素对植物生长影响的曲线分析:a～c段——随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。c点——促进生长的最适浓度,促进效果最好。c～e段(不含e点)——随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。e点——促进生长的浓度“阈值”:低于此值时均为促进生长的“低浓度”;超过此值时,将由“促进”转向“抑制”,从而进入抑制生长的“高浓度”。b、d两点——生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。e～f段——随生长素浓度升高,对生长的抑制作用逐渐增强。2.不同器官对生长素的敏感程度曲线分析:(1)对于各种器官,生长素的功能均具有两重性,即在一定浓度范围内促进植物器官生长,浓度过高则抑制植物器官生长。(2)同一浓度的生长素作用于不同器官,引起的生理功效不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>茎)。3.不同植物对生长素的敏感程度曲线分析:双子叶植物较单子叶植物敏感,可用较高浓度的生长素类似物,杀死单子叶作物地里的双子叶杂草。【思考·探究】生长素浓度超过促进生长的最适浓度时,是否一定会抑制植物的生长?(科学思维)提示:不一定。可能只是促进生长的作用减弱,达到一定浓度时,才会抑制植物的生长。【素养案例】如图表示不同浓度的生长素对芽生长的作用效应和植物的芽在不同浓度生长素溶液中的生长情况。甲图中的a、b、c、d点所对应的乙图中生长状况,正确的是

(

)A.a—①B.b—②C.c—③D.d—④【解题导引】(1)读图:甲图中a、b点对应的生长素浓度均促进芽的生长,且b点对应的生长素浓度促进作用大于a点;c点对应的生长素浓度对芽的生长既不促进,也不抑制;d点对应的生长素浓度抑制芽的生长。(2)明确生长素作用的促进或抑制均是与生长素浓度为0时进行比较。【解析】选C。图中无生长素处理的作为空白对照,a、b点对应的生长素浓度均促进生长,但b点对应的生长素浓度促进生长作用最强,对应①;c点对应的生长素浓度既不促进生长也不抑制生长,对应③;d点对应的生长素浓度抑制生长,对应②。【素养·探究】——母题追问(1)科学思维——分析与综合c点对应浓度的生长素溶液对根的生长是促进还是抑制?为什么?提示:抑制。原因是与芽相比,根对生长素更为敏感。(2)科学思维——分析与综合对a、b、c、d点所对应的生长素溶液进行稀释,哪一点对应的生长素溶液对芽的促进作用一定会增强?提示:c点。【素养·迁移】1.如图为去顶芽对拟南