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5.1 植物生长素-2
选择性必修1
1.生长素的合成、运输与分布
2.生长素的生理作用
温故：生长素的发现过程
知新：生长素的合成、运输、分布和生理作用
达尔文
詹森
拜尔
温特
尖端产生某种影响
影响可以向下传递
影响在下部分布不均匀，造成弯曲生长
影响是一种促进生长的物质，命名为生长素
分离并鉴定生长素为IAA
进一步发现PAA和IBA
化学本质
二、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
①生长素主要的合成部位：
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
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
2.生长素的运输
生长素的运输
方式
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中
在成熟植物组织中
极性运输
非极性运输
仅限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间的短距离单方向运输。逆浓度运输。
和其他光合产物一样，通过韧皮部的长距离运输。
①极性运输
形态学上端与形态学上端
形态学上端
形态学下端
形态学上端
a
b
c
d
e
f
b相对于a为形态学下端，相对于c为形态学上端。
e相对于d为形态学上端，相对于f为形态学下端。
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
a.内容
生长素
b.实验验证
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(胚芽鞘形态学上端朝上)。过一段
时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。
实验前
实验后
根据实验设计及结果，此人得出以下结论：
①下端琼脂块的生长素来自上端的琼脂块
②生长素的胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学的下端。
b.实验验证
讨论
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
不严密，没有考虑胚芽鞘倒过来放置时的情况。
实验前
实验后
b.实验验证
讨论
2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
实验前
实验后
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。
b.实验验证
讨论
3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
实验前
实验后
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。
思考·讨论
如何检测下端的琼脂块中是否接收到生长素？
方案1：将A琼脂块中的生长素用放射性同位素标记。一段时间后检测下端的琼脂块中是否含有放射性。
实验前
实验后
方案2：将下端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，一段时间后观察胚芽鞘是否向对侧弯曲。
在_______组织中，生长素可以通过___________进行非极性运输。
②非极性运输
a.内容
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
三、生长素的生理作用
1.生长素的作用方式
生长素不起催化作用，不为细胞提供能量，而是给细胞传递信息，起调节作用。
基因表达
生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。
2.生长素的促进作用
①细胞水平
促进细胞伸长
向光侧
背光侧
生长素
诱导细胞分化
②器官水平
影响器官的生长和发育
促进侧根和不定根的发生
影响花、叶和果实发育
思考·讨论:植物生长的作用特点
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
讨论：
1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？
“促进”或“抑制”，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。
思考·讨论:植物生长的作用特点
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
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。
思考·讨论:植物生长的作用特点
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
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？
对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同。
3.植物生长素的作用特点
生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟程度情况和器官的种类不同而有较大的差异。
①浓度
低浓度(促进)：________，
高浓度(抑制)：________。
0~D
大于D
两重性:促进和抑制
①浓度
0~B表示：_________________________________________，
B~D表示：___________________________________________
大于D表示：________________________________________。
随着生长素浓度增大，促进作用逐渐增大
随着生长素浓度增大，促进作用逐渐减弱
随着生长素浓度增大，抑制作用逐渐增大
①浓度
在0~D范围内，除了B之外，促进作用相同时，都有
两个不同生长素浓度。
②植物细胞的成熟程度情况
对生长素的敏感程度：幼嫩细胞＞成熟细胞
③器官的种类
根的低浓度
芽的低浓度
茎的低浓度
对生长素敏感程度：根＞芽＞茎
顶端优势
顶芽优先生长，而侧芽受到抑制的现象。
保留顶芽
去掉顶芽
去掉顶芽后放置
含生长素的羊毛脂
原理：侧芽对生长素浓度敏感
顶芽(生长素）→少→促进
侧芽(生长素)
极性运输
→ 多 → 抑制
顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
顶端优势
应用：
a.解除顶端优势：
可以增产，调节植株形态等
棉花摘心、黄瓜(烟草)打顶
果树整枝、园艺修剪、移栽促进根系发育。
去掉顶芽后，侧芽附近的生长素来源暂时受阻，浓度降低，于是抑制就被解除，侧芽萌动、加快生长
顶端优势
b.维持顶端优势：
侧芽
生长素浓度
自然界的植株呈宝塔形，可以充分利用阳光。
高
低
生长快慢
慢
快
离顶芽越近的侧芽，生长素浓度越高，生长越慢，
离顶芽越远的侧芽，生长素浓度越低，生长越快。
应用：
顶端优势
向重力性(根的向地性、茎的背地性)
原理：
根对生长素敏感
A
B
←
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
向重力性(根的向地性、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
C
D
茎(或胚芽鞘)向光性
尖端
①
②
③
④
生长素
较多
尖端下段
(向光侧)
生长较快
生长素
较少
生长较慢
极性运输
尖端下段
(背光侧)
向光生长
原理：
茎对生长素不敏感
填表(总结)
部位 生长素浓度(高/低) 生长 快慢 表现 两重性
(是/否)
单侧光→茎 背光侧 向光 生长
向光侧 重力→根 向地侧 向地 生长
背地侧 重力→茎 向地侧 背地 生长
背地侧 顶芽→侧芽 顶芽 顶端 优势
侧芽 高
低
快
慢
高
高
低
低
低
高
快
慢
快
慢
慢
快
否
否
是
是
（1）若植物幼苗出现向光，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围应为：_______。
据图回答
m~2m
（2）若植物水平放置，表现出茎背地生长，且测得茎的近地侧生长素浓度为2m，茎的远地侧生长素浓度范围为：______。
（3）若某植物顶芽的生长素浓度为g，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度范围为：________。
0~m
大于i
③不同种类的植物
对生长素的敏感程度：双子叶植物＞单子叶植物
双子叶植物
单子叶植物
双子叶植物
单子叶植物
应用：
用一定浓度的生长素类似物作为除草剂。
小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物。
除草剂浓度范围
从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)。自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中。一段时间后，观察到半边茎向外弯曲生长，如图所示。若上述黄化苗茎段中的生长素浓度是促进生长的，放入水中后半边茎内、外两侧细胞中的生长素浓度都不会升高。请仅根据生长素的作用特点分析半边茎向外弯曲生长这一现象，推测出现该现象的两种可能原因。
综合分析
半边茎
原因1：内侧细胞中的生长素浓度比外侧高，所以内侧细胞生长较快。
原因2：内外两侧细胞中的生长素浓度相同，但内外侧细胞对生长素敏感性不同，该浓度的生长素更有利于内侧细胞的生长
锡箔纸
(不透光)
①
②
①直立生长
②向光弯曲生长
植物向性运动的分析
①
琼脂
云母片(物质不能透过)
②
③
④
①向光弯曲生长
②向右弯曲生长
③直立生长
④向光弯曲生长
①
琼脂
琼脂
②
①直立生长
②向右弯曲生长
①
②
③
失重状态下的生长情况
有重力时的生长情况
茎向光生长
根背光生长
茎弯向中心生长
茎弯向中心生长
直立生长
向光弯曲生长
向孔弯曲生长
向左弯曲生长
直立生长
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。（ ）
一、概念检测
×
√
×
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
C.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
A
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侧芽，能反映侧芽生长状况的曲线是（ ）
生长反应
生长素相对浓度
C
A
B
D
A
1.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转1/4圈。这个建议有什么科学道理？
二、拓展应用
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。
2.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……则生根。”请你运用所学过的知识，分析其中的科学道理。
二、拓展应用
因为人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸泡到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定生长素。用这样的黄泥封裹树枝，就能利用其中的生长素促进枝条生根。

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