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(共59张PPT)
捕蝇草会捕蝇
含羞草会害羞
植物没有神经系统，那么植物通过什么对自身的生命活动进行调节？
“一枝红杏出墙来”
第五章 植物生命活动的调节
第1节 生长素的发现开启了人类
对植物激素调节的探索（第一课时）
植物向光性的原因是什么？
生长素具有什么作用？
生长素的发现过程给你什么启示？
什么是植物激素？
4-1免疫系统的组成和功能
Composition and function of
immune system
本节聚焦
学习目标
问题探讨
1.视频中植株的生长方向有什么特点？
2.可能是哪种因素刺激引发了这株植物的形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？
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？
讨 论：
在 的照射下，植物 的现象叫作 ！
单侧光
朝向光源方向生长
向光性
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
(1)概念：
(2)原因：
植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动
向性运动：
植物向光性
向地性(向重力性）、向水性、向肥性
茎的背地性
植物
外因？
内因？
向光生长
一、问题探讨
达尔文父子
波森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
19世纪末
1913年
1918年
1926年
1934-1946年
一、生长素的发现过程
向光性的研究导致生长素的发现
1.达尔文父子的实验（1880年前后）
（1）实验材料：禾本科植物金丝雀虉草
金丝雀虉草
1.1.1 生长素的发现——
达尔文的实验（1880年）
方法：减法实验
去除尖端
尖端以下既
不弯曲、也不生长
1.1.1 生长素的发现——
达尔文的实验（1880年）
该实验的对照组为___，实验组为__ ___；
组别 自变量 因变量 结 论
①②
①③④
③⑤
①③⑤
胚芽鞘
生长情况
感受单侧光刺激的是 ,而不是尖端下面一段
①
②③④⑤
有无尖端
尖端有无遮光
遮光部位
胚芽鞘的向光弯曲生长与_____有关
胚芽鞘的弯曲生长与 有关
尖端感受单侧光
尖端
尖端
讨论这四个实验，完成所有空：
① ② ③ ④ ⑤
胚芽鞘向光弯曲生长的部位是尖端？还是尖端下面一段？
尖端下面的一段（伸长区）
记号笔
如何设计实验证明？
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？
思 考
判断感光位置
尖端
尖端下面的伸长区
结论：感光部位在苗尖端；弯曲部位在尖端下侧
单侧光
胚芽鞘的尖端
产生某种“影响”
尖端以下部位（伸长区）弯曲生长
①“影响”到底是什么？
未解之谜：
②“影响”能否向下传递？
③ 为什么在这种“影响”下植物会
向光生长？
推测：当幼苗暴露在单侧光下，苗尖端产生一种“影响”并向下传递， 引起下部发生弯曲
波森·詹森实验（1913）：
结论：从苗尖端向下传递的信号是一种可移动的化学物质
尖端产生的化学物质在向下运输的过程中如何引起向光性
云母片
物质不可透过
明胶
物质可透过
1.1.3 生长素的发现——
拜尔的实验(1918年)
思考：
1.你能得出什么结论？
2.拜尔的实验在黑暗中进行的目的是什么？
结论：苗尖端产生了一种促进生长的化学物质，单侧光照引起这种物质的不对称运输，这种不对称运输引起的不均匀分布导致幼苗弯曲生长。
排除光照对实验结果的影响，即该化学物质的产生不需要光照
生长素的发现过程
詹森和拜尔的实验初步证明：
尖端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。
那到底是不是一种化学物质呢？ 如何能证明？ 实验思路是什么
1.假如尖端能产生某种化学物质，我们能否用某种基质收集到这种物质
如果胚芽鞘尖端产生某化学物质，就会被吸附性强的物质收集到,这种吸附性强的物质就会有尖端的某些特性即:使胚芽鞘弯曲生长。
2.如何利用含有该化学物质的基质进行实验研究
收集作用完成后的该物质使切去尖端的胚芽鞘弯曲生长
讨论：
温特的实验
阅读课本91-92页温特的实验，思考并回答下面的问题
1.温特的实验是基于什么假设进行的？
2.若假设成立，则演绎得到哪种结果或者说可以观察到哪种事实？
3.温特用哪种方法观察到了事实？
4.如何对实验加以完善？
5.温特实验巧妙在哪里？
1.1.4 生长素的发现——
温特的实验(1926年)
实验组
观察演绎结果
对照组
结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由尖端产生的某种化学物质引起的。
巧妙之处：用琼脂块收集该物质，排除了尖端的影响，直接观察该物质的作用。
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。
总结四位科学家的主要思路与方法
实验者 主要思路与方法
达尔文父子
鲍森.詹森
拜尔
温特
去除胚芽鞘尖端，观察去除后对整个结构的影响；
用锡箔小帽套住尖端，去除单侧光对尖端的影响
在胚芽鞘尖端和尖端下部之间插入琼脂块、云母片，在单侧光照射下，观察物质运输是否被阻断
黑暗条件下，改变胚芽鞘尖端的位置，相当于人为施加了物质的不均匀分布
放置过胚芽鞘尖端的琼脂块（而非尖端本身）可使去顶胚芽鞘弯曲生长，证实化学物质的存在。
生长素的化学本质
1934年，郭葛分离纯化了生长素，发现其化学本质是一种小分子有机物---吲哚乙酸（IAA）
吲哚乙酸（IAA）
进一步研究发现，植物体内的生长素类物质除IAA外还有吲哚丁酸(IBA)等。
吲哚丁酸（IBA）
植物激素的概念
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，叫作植物激素。
已知的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
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。
1.2.1 植物向光性的原因分析
你能对植物向光生长的原因作出科学解释吗？
需要进一步搜集的证据：
1. 单侧光如何导致背光侧分布多？
2. 生长素发挥了怎样的作用，导致背光侧生长快？
1.2.1 生长素横向转移的实验证据
思考：
1.由此可以得出什么结论？
2.如何进一步设计实验，研究单侧光导致生长素分布不均的原因？
说明单侧光并不能降解或者促进生长素的合成
1.2.1 生长素横向转移的实验证据
结论：单侧光使生长素在尖端从向光侧横向运输到背光侧，使得背光侧生长素浓度高于向光侧。
1.2.1 植物向光性的原因分析
思考：从细胞学角度，我们应当观察到哪种现象呢？
单侧光照
生长素分布不均
生长不均
（背光面多，向光面少）
（背光面细胞伸长的快）
背光侧
向光侧
生长素多
生长素少
生长慢
生长快
向光弯曲生长
(1)外因:
单侧光照射
生长素分布不均匀
生长素横向运输
向光性的原因分析模型
两侧生长不均匀，向光侧生长慢，背光侧生长快，从而造成向光弯曲。
①
②
③
④
② > ①
④ > ③
(2)内因:
(3)结果：
因此，植物向光性是由于 造成的。
结论： 后，胚芽鞘背光一侧的生长素 于向光一侧，因而引起两侧的 ，从而造 成 。
二、植物的向光性的原因
光侧
光侧
生长素 .
生长素 .
细胞生长 .
细胞生长 .
多
快
少
慢
背
向
总结：能否生长取决于 ，
是否弯曲生长取决于 。
生长素分布不均匀
单侧光的照射
（内因）
（外因）
多
生长不均匀
向光弯曲
生长素有无到达尖端下面的伸长区
伸长区的生长素分布是否均匀
总结
1.生长素的产生部位： ；
2.感受单侧光刺激的部位： ；
3.生长素发挥作用的部位： ；
4.弯曲生长的部位： ；
5.生长素的产生 光，但光影响了生长素的 ；
6.弯曲生长的原因： 。
苗尖端
苗尖端
苗尖端下部
苗尖端下部
生长素分布不均匀
分布
不需要
(1)下面为利用燕麦胚芽鞘进行的一系列实验图示,请分析回答下列问题。
①证明胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关的实验是　 　。
②证明尖端产生的影响可透过琼脂片向下运输的实验是　　。
③证明尖端产生的影响分布不均匀导致胚芽鞘弯曲生长的实验是　　。
④证明尖端产生的影响是一种化学物质的实验是　　。
2.下面是用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验,其中生长但不弯曲的是 (　　)
A.③④ B.①④ C.②⑤ D.①⑤
直立生长
向右弯曲生长
不生长不弯曲
直立生长
向左弯曲生长
B
3.(2017·浙江11月学考)将云母片插入苗尖端及其下部的不同位置如图所示，给予单侧光照射。下列不发生弯曲生长的是
D
生长素促进植物生长
1．生长素的生理功能
(1)从细胞水平看
①主要生理功能：促进细胞伸长。
②影响细胞的分裂和分化。
(2)从器官水平看：作用于各种广义的生长现象；
促进茎伸长
促进不定根和侧根形成
促进果实生长
促进种子发芽
防止落叶落花落果
促进叶片生长和维管束分化
3.生长素的分布：
2.生长素主要合成部位：
顶芽、幼叶和胚
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：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。
极性运输
非极性运输
横向运输
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，
只能从形态学上端到形态学下端
☆极性运输是细胞的主动运输
成熟组织中，通过输导组织进行非极性运输
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
在一些细胞分裂特别旺盛的地方,受_________________(如单侧光、重力、离心力)的影响,生长素在形态学上端也可以_____________。
外界某些刺激
横向运输
4.生长素的运输：
1.实验材料：①生长素类似物(2,4-D) ②生长旺盛、容易成活、长势相近的枝条
生长素（IAA）由植物自身产生，在植物体内含量很少，提取困难，在生产上较少应用。
生长素类似物是人工合成的化学物质，生理作用与生长素类似，在生产上有广泛的应用。
如α-萘乙酸（NAA）、生根粉、2,4-D等。
2.实验器具：烧杯、量筒、玻璃棒等
提出疑惑：
是不是生长素的浓度越高，植物的器官就会生长越快？
活动：探究2,4-D对插枝植物生根的影响
如何确定合适的浓度范围呢？
预实验
——— 确定浓度范围
浓度梯度： ( 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 ) mol/L
1）对于探究实验，需做预实验，根据其结果不断调整实验方案，慢慢摸索出合适
的浓度范围和梯度
3．活动提示
2)插枝的方法有水培法和土培法两种
清水 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 （mol/L）
无关变量：
不同浓度的2，4—D溶液
生根情况（枝条上根的总长度或条数）
处理的时间、
处理的方法、
植物枝条的长度长势等
（保留一定的芽或幼叶）？
4．设计实验应当严格遵循对照实验原则，尽可能控制好各种无关变量，使得各实验
组及对照组的无关变量保持一致。
自变量：
因变量:
清水 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 mol/L
5.实验结果
起促进作用的浓度范围是多少？
抑制作用的浓度范围是多少？
如何确定最适浓度？
6、实验数据的处理
绘制坐标曲线图，横坐标为时间，纵坐标为长度，直观表现出不同浓度的2，4 D对插枝生根的作用。
生长素调节植物生长时表现出两重性
7.实验结论：
【资料分析1】某兴趣小组探究了生长素对某植物插条生根的实验，得出如下结果，请分析：
A
B
C
D
0
促进生长
抑制生长
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
F
E
生长素浓度/（mol·L-1）
1.“促进”或“抑制”的作用效果是哪一组对比得到的？
2.纵坐标改为“促进生长”和“抑制生长”，曲线是怎样的？
3.生长素浓度与某植物根生长情况的关系分析：
①AB段、B点、BC段、C点、CD段分别表示什么？
②E、F说明了什么？
③曲线说明生长素作用的特点是？
根的生长状况
与不施加外源生长素的组进行对比
C点：既不促进也不抑制
较低时促进生长，浓度过高时抑制生长
最适浓度两侧有一大一小两个浓度，起促进作用效果相同。
（有些资料书上称为“两重性”）
B点：促进根生长的最适浓度
生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图
讨 论
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？
分别对应哪个浓度呢？
4.据图分析根芽茎对生长素的敏感性，哪个部位最敏感？
5.市场上有人为了豆芽的卖相好看，他会选择哪个浓度的生长素处理豆芽？这种做法健康吗？
【资料分析2】（教材思考·讨论）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：
不同
根
【资料分析3】以下是生长素对单子叶植物和双子叶植物的作用，请分析：
由图可知：
___子叶植物比____子叶植物敏感,利用浓度在____________ 的生长素类似物作除草剂，可除去____子叶植物（如水稻、玉米）中的____子叶杂草。
双
单
单
双
D点附近
双子叶植物
单子叶植物
对生长素敏感性（敏感→迟钝）：
①器官： ；
②细胞： ；
③植物种类： ；
通过以上学习，结合课本，请你总结一下各种器官、细胞和植物对生长素的敏感性？
根 、芽 、茎
幼嫩细胞、衰老细胞
双子叶植物、单子叶植物
观察身边的树的形状！
很多树冠都呈宝塔型，你知道为什么吗？
顶芽
侧芽
分析：
顶芽产生的生长素逐渐 ，枝条 处生长素浓度较 ，侧芽的发育受到 ，植株因而表现出
的现象。
后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动，加快生长。
侧芽
顶端优势现象有无体现生长素促进生长和抑制生长的两方面作用？
能体现
向下运输
上部的侧芽
高
抑制
去掉顶芽
顶端优势
（解除顶端优势的方法）
（极性运输）
顶端优势
1
2
3
4
顶端优势的应用
解除顶端优势：
维持顶端优势：
竹子去侧枝
棉花打顶
景观树修剪
材用树木
④顶端优势应用：
去侧枝，使主干高、直——培育木材，可以达到增产。
维持顶端优势
摘除棉花顶芽以促进侧芽发育，多开花、多结果（增产、增收）
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
1、植物幼苗横放一段时间后,茎背地生长,根向地生长,其原因分析正确的是（双选）(　　)
A.光线作用导致生长素分布不均匀
B.重力作用使近地侧的生长素分布较多
C.茎对生长素较敏感,远地侧表现为抑制作用
D.根对生长素不敏感,近地侧表现为促进作用
E.根向地生长和茎背地生长，均能体现生长素对生长的促进和抑制作用
F.胚芽鞘尖端向光弯曲生长只能体现生长素的促进作用
注意：顶端优势、根的向地性可体现生长素的促进和抑制作用；
但茎的背地性和胚芽鞘向光性都只能体现生长素的促进作用。
BF
重力
根
茎
近地侧
远地侧
近地侧
远地侧
（抑制）
（促进）
（促进作用强）
（促进作用弱）
不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
类别 处理条件图解 结果
遮盖类
暗箱类
插片类
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
①直立生长
②向左弯曲生长
③④中IAA含量：a=b+c且b＞c
①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
不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
类别 处理条件 实验结果
旋转类 ①直立生长；
②向光弯曲生长；
③向小孔弯曲生长；
④向心生长
判断植物“长不长”“弯不弯”的技巧
拓展：“酸生长假说”
①
②
H+泵/ATP水解酶
课外读——生长素促进细胞伸长的作用机理
生长素的合成
生长素的生理作用
生长素
生长素的运输
生长素的作用特点
合成原料：由色氨酸经过一系列反应转变而来
合成部位：主要是顶芽、幼叶和胚
大多集中在生长旺盛的部位
生长素的分布
非极性运输：长距离运输；韧皮部自由扩散、木质部依赖蒸腾
极性运输：主动转运；短距离单向运输
细胞水平：主要促进细胞伸长，也影响分裂、分化
器官水平：作用于各种广义的生长现象
受浓度、细胞成熟情况和器官种类及植物种类影响
两重性（实例：顶端优势、根向地生长）
本课小结

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