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(共43张PPT)
第5章植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
问题探讨
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
讨论
1.图中植株的生长方向有什么特点？
植株的弯曲生长发生在幼嫩部分
弯向窗外生长
长时间的单侧光刺激
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
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。
植物的向光性的原因是什么？
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？
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。
胚芽鞘模式图
尖端
尖端下部
胚芽鞘
第一片叶
种子
金丝雀虉草胚芽鞘
胚芽鞘
实验材料
一、生长素的发现过程
该实验的对照组为_____，实验组为________；
①②对照，自变量为__________，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与_____有关；
①③对照，自变量为_____________，说明胚芽鞘的弯曲生长与_________ __有关；
③④对照，自变量为__________；
①③④对照，说明胚芽鞘的感光部位在______；向光弯曲部位是_
①
②③④
有无尖端
尖端
尖端有无遮光
尖端受单侧光刺激
遮光部位
尖端
实验①
实验②
实验③
实验④
1、达尔文实验现象及分析
实验推测
胚芽鞘 尖端 受 单侧光刺激后，就向 下面的伸长区传递 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 。
尖端下面一小段
实验①
实验③
实验④
1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么 （教材P91侧旁思考）
分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，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。
思考
2.感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
尖端下部——伸长区
尖端
一、生长素的发现过程
实验②
胚芽鞘的尖端
尖端以下部位（伸长区）背光面比向光面生长快，弯曲生长
向下传递了 某种“影响”
单侧光
①“影响”是什么？
未解之谜：
②“影响”能否向下传递？
③为什么伸长区背光面比向光面生长快？
3
提出假说
（二） 1913年， 鲍森 詹森实验
胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
推论
实验不足：
没有形成单一变量，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论。
实验改进：
琼脂片
琼脂片
不生长
不弯曲
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。
（三）1918年，拜尔实验
黑暗 条件
（1）现 象：
（2）自变量：
（3）因变量：
（4）实验结论：
尖端放置的位置
尖端下部弯曲生长的方向
胚芽鞘朝对侧弯曲生长
胚芽鞘弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
2.达尔文的推测中遗留了三个问题，分别是：a.胚芽鞘尖端受单侧光刺激后产生了某种“影响”，这种“影响”是什么？b.这种“影响”能否向下传递？c.为什么伸长区背光面比向光面生长快？在达尔文实验的基础上科学家们继续进行了实验探索，请分析其他科学家的研究，回答下列问题：
(1)拜尔的实验在黑暗中进行的目的是什么？通过该实验分析某种“影响”的产生是否需要光照？
拜尔的实验目的是研究植物具有向光性的内因是什么，需要排除光照对实验结果的干扰。某种“影响”的产生不需要光照。
(2)没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？
尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
《植物的运动力》
推测1：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面伸长区传递某种“影响”
推测2：这种“影响”会造成背光面比向光面生长快
詹森的实验验证
拜尔的实验验证
詹森和拜尔的实验初步证明：
顶尖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。
验证假说：这种“影响”是什么
究竟是不是化学物质呢？如果是，是哪种化学物质？
(3)阅读教材P91～92温特的实验，思考并回答下列问题：
①温特的实验是基于什么假设进行的？
胚芽鞘尖端会产生某种物质，这种物质会向下运输。
②若假设成立，则演绎可得到哪种结果(可以观察到哪种现象)
一段时间后，如果这种物质存在并向下运输，那么琼脂块上面就会积累这种物质，将琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧，就会起到与尖端一样的作用，胚芽鞘向琼脂块对侧弯曲生长。
③温特用哪种方法观察到了什么事实？
温特把带有这种物质的琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧，观察到胚芽鞘向琼脂块对侧弯曲生长。
(四)1926年，温特的实验
琼脂块是否接触过尖端
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质，这种化学物质在尖端下部分布不均，导致弯曲生长。温特将其命名为生长素。
自变量：
因变量：
结 论：
实验组
对照组
验证假说：这种“影响”是什么
④该实验是如何排除琼脂块本身对胚芽鞘的影响的？
将相同大小的空白琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘一侧。
⑤温特的实验巧妙在哪里？
用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。
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含量极少，直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素，并确认它也是IAA。除IAA外，还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸 ( IBA ) 等，它们都属于生长素。
吲哚乙酸（IAA）化学结构式
生长素的化学本质
验证假说：这种“影响”是什么
植物向光性的科学解释：
生长素
横向运输
向下运输
植物的向光性是由于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，从而弯向光源。
任务二：植物向光性的原因分析
1.生长素横向转移的实验证据
(1)A、B组对照可以得出什么结论？
A、B两组的数据没有太大差异，说明单侧光并不能降解或者促进生长素的合成。
(2)C、D组对照说明什么？
C、D组对照说明单侧光使生长素在胚芽鞘尖端从向光侧运输到背光侧，使得背光侧生长素含量多于向光侧。
(1)外因:
(2)内因:
背光侧
向光侧
生长素多
生长素少
生长慢
生长快
结果：向光弯曲生长
生长素横向运输
单侧光照射
生长素分布不均匀
2.植物向光性的原因
4
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）概 念
（2）种 类
（3）作 用
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。
生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等
任务三：比较植物激素与动物激素的异同
P93“思考·讨论”
项目 动物激素 植物激素
分泌器官 有特定的内分泌腺或细胞 无特定的分泌器官
化学本质 蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等 __________________
作用部位 _______________ 无特定靶器官
运输方式 随体液运输 多样、复杂
相同点 由自身产生；从产生部位运送到作用部位；起调节作用； ___________
一般是小分子物质
靶器官、靶细胞
微量、高效
归纳总结
胚芽鞘系列实验的重要结论
①生长素的产生部位：____________；感光部位：____________。
②生长素横向运输的部位___________；生长素的产生是否需要光：______。
③生长素发挥作用的部位（即生长部位）：_______________________。
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
不需要
胚芽鞘尖端下部的伸长区
生长素的产生部位
生长素的作用部位
尖端
下端
感光部位
弯曲生长部位
横向运输部位
1.(2023·湖北武汉高二期末)如图是生长素发现过程中的实验示意图，据图判断下列说法正确的是
A.实验一证明生长素的产生依赖光照
B.实验二证明尖端产生的生长素能向
下运输
C.实验三证明胚芽鞘弯曲生长的原因
是尖端产生的“影响”在其下部分
布不均匀
D.实验四证明造成胚芽鞘弯曲生长的“影响”是生长素
√
2.(多选)(2022·盐城测试)下面是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息判断，下列相关说法错误的是 (　　 　)
　 　　
　　　实验一　　　　　实验二　　　 　实验三　　　　　实验四
A．实验一是鲍森·詹森的实验，证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端
B．实验二是达尔文的实验，证明胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂片传递给下部
C．实验三是拜尔的实验，证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的生长素在其下部分布不均匀造成的
D．实验四是温特的实验，证明了导致胚芽鞘弯曲生长的影响是一种化学物质
ABC　
3．右图中，在左侧单侧光的照射下，一段时间后胚芽鞘的生长状况如何？请按标号依次写出：
①________________
②________________
③________________
④________________
⑤______________________。
⑥ 直立向上生长 　
向左弯曲生长
向左弯曲生长　
生长很少(或不生长)　
向左弯曲生长
生长很少(或不生长)　
4.为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧运输，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解。有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是
A.若a>b、cB.若c＋d＝e＋f＝a，且e>f，说明生长素由向光侧移向了背光侧
C.若ce，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧生长素被分解
D.若e＝f，且丁向光弯曲生长，则植物向光源生长还可能与其他物质有关
√
[题后提升]　关于植物向光性的原因有以下三种解释：
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。
若解释1正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为_________。
c>a＝b>d
若解释2正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为__________。
若解释3正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为___________。
c＝a＝b>d
a＝b＝c＝d
生长素的合成、运输与分布
1、主要合成部位：
2、合成过程：
3、主要分布：
4、运输方式:
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
色氨酸经过一系列反应可转变成生长素
在植物体各器官中都有分布，但集中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
生长素的运输
极性运输是一种主动运输
.非极性运输：
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，只能从形态学上端到形态学下端
地上部分
地下部分
形态学上端
形态学上端
成熟组织
形态学下端
.极性运输：
幼嫩组织
通过输导组织进行运输，无方向性
.横向运输：由于单侧光、重力、离心力等因素导致横向运输，发生根尖、茎尖在等部位。
评价生长素极性运输的实验证据
(1)设计实验，验证生长素的极性运输
实验结果：B处琼脂块中有生长素。
结论：A处生长素可以从形态学上端运输到形态学下端。
思考：实验的结果和结论分别是什么？ 能否证明生长素的极性运输？
不能证明
(2)如果要验证生长素的极性运输，应如何改进实验方案？
第1组
第2组
实验结果：B处琼脂块中没有生长素，便可得出结论：生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输。
生长素的生理作用
（一）生长素的作用方式
生长素在植物体内不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。通过促使细胞纵向伸长，从而促进生长。
在细胞水平上：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
生长素受体
特异性结合
引发
细胞内一系列信号转导
特定基因表达
产生效应
诱导
（二）发挥作用的机制：
生长素的生理作用
（三）生长素作用特点曲线分析
(1)不同浓度的生长素对同一器官的影响不同
①4个关键点的含义：A点为较低浓度，______生长；B点促进作用最强；C点______________________；D点为较高浓度，________生长。
②曲线含义：A～B段表示 ；
B～C段(不包括C点)表示 ；
C～D段(不包括C点)表示
促进　
既不促进，也不抑制　
抑制　
在一定范围内，随生长素浓度的升高，促进作用增强　
一定范围内，随生长素浓度的升高，促进作用减弱　
超过一定范围，随生长素浓度的升高，抑制作用增强。
(2)相同浓度的生长素对同一植物的不同器官影响不同
图中A、B、C三点所对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的____________，超过A′、B′、C′三点所对应的生长素浓度分别抑制根、芽、茎的生长，说明不同的器官对生长素的敏感程度不同，敏感性大小为______________。
最适浓度　
根＞芽＞茎　
(3)不同种类的植物对生长素的敏感程度不同
①图示说明双子叶植物比单子叶植物对生长素__________。
②若用生长素类调节剂来杀死单子叶农作物中的双子叶杂草，最适宜的生长素类调节剂溶液的浓度为_____点对应的浓度。
更敏感　
c　
①对于同一个器官来说，生长素的作用以及浓度有什么关系？
低浓度促进，高浓度抑制
②敏感程度：
根＞芽＞茎
幼嫩细胞＞衰老细胞
双子叶植物＞单子叶植物
4
作用特点
三、生长素的生理作用
既能促进生长，也能抑制生长
既能促进发芽，也能抑制发芽
既能保花保果，也能疏花疏果
③影响因素：
浓度
不同器官敏感度不同
细胞成熟情况
植物的种类
3．实例：顶端优势
现象 顶芽优先生长，________受到抑制
原因 顶芽产生的生长素________运输，侧芽附近生长素浓度高，发育受到抑制
解除方法 __________________
应用 果树整形修剪、茶树摘心、棉花打顶等以增加分枝，提高产量
侧芽　
向下　
去掉(摘除)顶芽　
? 解 疑 释 惑
顶端优势原因分析
图1中A为顶芽，B、C、D为侧芽，其生长素浓度关系为______________；从生长速度看，顶芽优先生长，该浓度下的生长素对顶芽生长起促进作用。侧芽生长受到抑制，且离顶芽越近的侧芽受到的抑制作用越强。故图1中的A～D对应的生长素浓度为图2中的______________。
图1　　　　　　　图2
B＞C＞D＞A　
a、b、c、d　
生长素作用两重性的实例2
根的向地性
横向运输
近地侧
远地侧
远地侧
近地侧
根部：
生长素浓度：远地侧 近地侧
＞
茎部：
生长素浓度：远地侧 近地侧
＞
生长速度：远地侧 近地侧
生长浓度：远地侧 近地侧
＞
＞
生长素效应：
有促进有抑制
促进
根的向地性
茎的背地性
本节回顾
当堂检测
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
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
当堂检测
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于侧芽，能反映侧芽生长状况的曲线是（ ）
植物向光性的科学解释：

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