5.1 植物生长素 课件-高二上学期生物人教版选择性必修1

生命活动调节的基本形式：

动物：

植物：

神经调节

体液调节免疫调节？调节第5章植物生命活动的调节本节聚焦：1.植物向光性的原因是什么？2.生长素具有什么作用？3.生长素的发现过程给你什么启示？4.什么是植物激素？

第1节植物生长素图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。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。

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。幼嫩部位讨论：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？向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。过渡：植物的向光性是如何产生的呢？向着光源生长的植物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。1.达尔文向光性实验：金丝雀虉（yì）草一、生长素的发现过程达尔文金丝雀虉草胚芽鞘胚芽鞘：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。弯向光源生长单侧光去掉尖端不生长也不弯曲尖端罩上锡箔罩子生长但不弯曲尖端下面一段罩上锡箔罩子弯向光源生长达尔文向光性实验过程示意图：

自变量:尖端的有无自变量：尖端是否接受单侧光结论：植物的弯曲生长与尖端有关结论：感光部位在尖端，发生弯曲的部位在尖端下部相互对照单一变量实验结果实验结论A组有尖端A组弯向光源生长自变量为尖端的有无，实验结果说明植物的弯曲生长与尖端有关B组无尖端B组不生长C组感光部位在尖端下部C组直立生长自变量为尖端是否接受单侧光，实验结果说明感光部位在尖端，发生弯曲的部位在尖端下部D组感光部位在尖端上部D组弯曲生长实验结论一：

弯曲生长与胚芽鞘的尖端有关实验结论二：

尖端是感受单侧光刺激的部位背光面比向光面生长快，因而出现向光性生长快生长慢背光面和向光面生长快慢的比较

思考：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？

这说明，是胚芽鞘尖端接受单侧光照射后，产生某种影响传递到下面，引起下面一段弯曲生长。

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。胚芽鞘弯曲生长的是:顶端下面的伸长区一段，感受光刺激的是:顶端。

达尔文根据实验提出：胚芽鞘的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，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。这种“影响”是什么？是类似电、磁等的刺激？还是某种化学物质？2.1913年鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）实验胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。结论：琼脂片琼脂：是海藻的提取物，溶于热水，再让其冷却得到.物质可在琼脂中扩散而性质不变。

云母片：常用作电器绝缘材料，物质不能透过云母片扩散。3.1918年拜尔（A.Paal）实验胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。结论：实验设计严谨吗？该如何完善？

思考：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？

因为该影响在向光一侧和背光一侧存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。鲍森·詹森和拜尔的实验初步表明了：鲍森·詹森---拜尔---胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部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年荷兰科学家温特实验琼脂胚芽鞘尖端中的物质可转移到琼脂快中空白琼脂块对照实验几小时后朝对侧弯曲生长胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。结论：

5.生长素究竟是什么物质呢？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的含量极少，直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来，并确定它也是IAA。植物体内还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等与IAA相同效应的物质，它们都属于生长素。色氨酸色氨吲哚乙酸生长素是一类物质，包括IAA等；部分模拟题只把IAA视作生长素。(1)（胚芽鞘）尖端在单侧光刺激下，引起生长素从向光侧→背光侧的运输(横向)(2)尖端以下部位的极性运输方向不变(3)背光侧生长素多,促进生长快……（胚芽鞘）尖端示生长素运输方向生长素分布：背光＞向光生长速度：背光＞向光说明：也有研究表明向光弯曲是单侧光照射引起某些生长抑制物质分布不均匀所致。6.胚芽鞘向光弯曲生长的经典解释：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。

植物向光性是由生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。尖端①②③④尖端下段尖端下段生长素较少生长素较多生长较慢生长较快向光弯曲生长【误区警示】生长素发现过程中的几点提醒(1)温特实验之前的实验结论中不能出现“生长素”,只能说是“影响”。(2)证明“影响”是“化学物质”而非其他信号,并对该物质命名的科学家是温特;

提取该物质的是郭葛,其化学本质为吲哚乙酸,由色氨酸合成。(3)上述实验中都设置了对照组,体现了单一变量原则。①②③④⑤⑥⑦⑧

直立生长？不生长的？向右(左）弯曲生长?××××光源注：甲乙丙插入物均为云母片注：②锡纸③云母片④⑥⑦含生长素的琼脂总结：生长素的发现过程温特实验：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。达尔文实验尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。詹森实验：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块传递给下部。拜尔实验：尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成胚芽鞘的弯曲生长。先后从人尿液和高等植物中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)总结：生长素的发现过程温特实验：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。[探究2]

关于植物向光性的原因有以下三种解释。大本P99解释1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。解释2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。解释3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。c>a＝b>da＝b＝c>da＝b＝c＝d牛刀小试：1、如右图胚芽鞘生长情况是向背光方向弯曲生长2、理由：感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端，弯曲的在下面一段。

1、弯曲生长可能有几种原因？

2、为什么首先从人的尿中提取到了生长素？

3、根据我们所学知识能培养右面的植物造型吗？我的探究还在继续：四个“部位”：生长素产生的部位：感光的部位：作用部位：弯曲的部位：生长素发现过程的总结与应用科学研究方法：设计实验─验证假说─得出结论。发现问题─提出假说─

含有生长素的琼脂小块胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端尖端下面的一段尖端下面的一段达尔文鲍森·詹森拜尔温特生长素——吲哚乙酸（IAA）

主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。二、植物激素

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。3、种类：1、概念：

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、功能：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？植物激素与动物激素的异同P93

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代表含生长素的琼脂块，1．判断下列胚芽鞘的生长或弯曲方向ABCDE代表云母片（不透水）直立生长不弯曲不生长直立生长向右弯曲生长向右弯曲生长课堂反馈你会做吗？ABCDE2、请分析各胚芽鞘生长情况（图中插入云母片）

答：A图胚芽鞘向光源弯曲生长B图胚芽鞘背光源弯曲生长C图胚芽鞘不生长不弯曲D图胚芽鞘直立生长E图胚芽鞘向光源弯曲生长

3、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（）B三、生长素的合成、运输与分布1.合成2.运输:(1)方向:极性运输、非极性运输。(2)方式:_________。3.分布:相对集中地分布在_________的部分,如胚芽鞘、芽和根顶端的_________、形成层、发育中的种子和果实等。

主要部位：幼嫩的芽、叶和_____________来源：由_______转变而来发育中的种子色氨酸主动运输生长旺盛分生组织形态学下方形态学上方②可由色氨酸经过一系列反应转变为生长素色氨酸吲哚乙酸在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从_____________运输到_____________，而不能倒过来运输，也就是只能单方向运输，称为_______运输。这种运输方式是一种______运输。形态学上端形态学下端极性主动①极性运输生长素2.生长素的运输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在_______组织中，生长素可以通过___________进行非极性运输。②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。成熟3.生长素的分布生长素在植物各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位，如：_________、_____和______的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。胚芽鞘芽根尖输导组织

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）。评价实验设计和结论P95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。

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

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？讨论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？

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琼脂块实验前实验后胚芽鞘既不弯曲也不生长评价实验设计和结论2．为验证生长素(IAA)的极性运输，研究人员用放射性同位素

14C标记IAA开展下图所示的实验(图中AB为茎尖切段)。下列有关分析错误的是(

)√A．琼脂块①中能检测到放射性，而琼脂块②中不能B．琼脂块①和琼脂块②中均能检测到放射性C．琼脂块①中的放射性强弱与呼吸强度有关D．该实验能证明IAA在茎尖的运输是否为极性运输解析：由于生长素具有极性运输的特点，因此琼脂块①中能检测到放射性，琼脂块②中不能检测到放射性，B错误。基因表达生长素生长素受体特异性结合细胞内一系列信号转导诱导特定基因表达产生效应四.生长素的生理作用P93是信息分子，不组成细胞结构、不起催化作用、不提供能量在细胞水平上，起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用在器官水平上，影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等生长素的作用都是“促进”吗？植物生长素的作用特点P94

下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用得到的结果植物器官生长的反应促进生长抑制生长根芽茎10-1010-810-610-410-2浓度/（mol·L）生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图讨论

1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？

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。植物生长素的作用特点

下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用得到的结果植物器官生长的反应促进生长抑制生长根芽茎10-1010-810-610-410-2浓度/（mol·L）生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图讨论

2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？

一般表现为较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。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？不同植物器官生长的反应促进生长抑制生长根芽茎10-1010-810-610-410-2浓度/（mol·L）生长素浓度与植物不同器官生长的反应的关系示意图1.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）一般情况下，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。幼根老根2.不同浓度生长素作用（对根）曲线分析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ＦＥ生长素浓度虽然不同，但促进效果相同。说明：芽、茎的曲线分析与如上类似。2>3>4>1抑制促进顶端优势21342134顶端优势植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象思考1：为什么有顶芽的时候，侧芽不能萌发生长？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。侧芽发育受到抑制，植株表现处顶端优势。3.生长素的生理作用的应用顶端优势思考2：假设我们摘掉顶芽，侧芽会发生什么样的变化？③应用：不要长高、需要侧枝较多的植物：去掉顶芽，解除顶端优势。需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势5.顶端优势果树打顶矮化绿化带造型根的向地性和茎的背地性。茎部：A和B处的生长素浓度：

；

生长速度：

。根部：C和D处的生长素浓度：

；

生长速度：

。B＞AB＞AD＞CC＞D低浓度，促进生长“高”浓度，促进生长高浓度，抑制生长低浓度，促进生长重力BACD原理：根对生长素敏感,茎对生长素不敏感现象生长素的作用是否体现两重性顶端优势根的向重力性茎的背重力性植物的向光性是是否否顶芽，低：促进侧芽，高：抑制远地端，低：促进近地端，高：抑制背光侧：高，促进强向光侧：低，促进弱近地端：高，促进强远地端：低，促进弱3.生长素的生理作用的应用向重力性(根的向地性)原理：根对生长素敏感AB←生长素少←生长素多←生长较快←生长较慢远地侧近地侧向地生长重力补充拓展：向重力性(茎的背地性)原理：茎对生长素不敏感背地生长远地侧近地侧→→生长素少→生长较慢生长素多→生长较快重力CD补充拓展：随堂练习1.基于对生长素的合成、分布、运输及生理作用的理解，判断下列表述是否正确。（1）单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀。（）（2）生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量。（）（3）生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用。（）2.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，并分别从不同的方向给以光照（如图所示）。培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是（）

A.a不弯曲、b不弯曲、c向右弯曲B.a向右弯曲、b不弯曲、c向右弯曲a向右弯曲、b不弯曲、c向左弯曲D.a向左弯曲、b不弯曲、c向左弯曲×√×A4.在居室内养花，花盆往往要放在窗口附近有阳光处，有的书上建议每星期将花盆旋转1/4圈。这个建议有什么科学道理？5.我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干,筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝……则根生。”请你运用已学过的知识，分析其中的科学道理。随堂练习3.下图中曲线C表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系，如果将同样浓度的生长素施用于侧芽，能反映侧芽生长状况的曲线是（）可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。A因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。5.下图表示不同生长素浓度对同一器官的作用。请回答下列问题:(1)若曲线表示生长素浓度与植物幼苗的关系,其出现向光性时,且测得其向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度范围是

。(2)若曲线表示生长素浓度与植物芽的关系,在顶端优势中,测得顶芽生长素浓度为m,则侧芽的生长素浓度范围是

。拓展大于m小于M大于i(3)若曲线表示植物的茎,在植物水平放置、表现出茎的背地性时,且测得其茎的近地侧生长素浓度为M,则茎的远地侧生长素浓度范围

。(4)若曲线表示植物的根,在植物水平放置、表现出根的向地性时,且测得其根的远地侧生长素的浓度为m,则近地侧生长素浓度范围是

。大于0小于m大于i大本P107(2)2005年，《Nature》连续发表了两篇论文，指出TIRI就是人们长期寻找而又一直未果的生长素受体。现有生长素突变超矮生型拟南芥植株，初步确定其产生的原因有两种可能：一是生长素受体异常(不能与生长素结合发挥作用)；二是植株不能产生生长素(或生长素水平低)。请设计实验来探究超矮生型拟南芥植株产生的原因属于上述哪一种。(材料：超矮生型拟南芥幼苗若干，适宜浓度的生长素溶液等)实验思路：___________________________________________________________________________________________________