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(共35张PPT)
第5章 植物生命活动的调节
第 1 节 植物生长素(2)
实验组
对照组
第 1 节 植物生长素
学习目标
第5章 植物生命活动的调节
(第1课时)
1.生长素的发现过程
①达尔文父子的实验 ②詹森实验③拜尔实验
④温特实验 ⑤生长素的化学本质;⑥总结
2.植物产生向光性的原因
①实验设计;②植物激素;③植物激素与动物激素的不同
(第2课时)
3.生长素的合成 运输和分布:①合成;②分布;③运输
4.生长素的生理作用
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： 。
②生长素由 经过一系列反应转变而来。
色氨酸
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
转变
色氨酸
吲哚乙酸
生长素的合成、运输与分布
2.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
①产生部位＜积累部位：如顶芽＜侧芽；分生区＜伸长区
②生长旺盛部位＞衰老组织：如生长点＞老根
3.生长素的运输
横向运输
极性运输
生长素的合成、运输与分布
生长素的合成、运输与分布
3.生长素的运输
单侧光照射，生长素由茎(光源)的一侧横向移动到另一侧(背光)。
①横向运输
①横向运输
当植物横放时，由于受到重力的影响，生长素会进行由远地侧向近地侧的横向运输，导致根、茎的近地侧多。
生长素的合成、运输与分布
形态学下端
形态学上端
形态学上端
☆植物伸长的方向即为形态学上端。
3.生长素的运输
②极性运输
极性运输：在胚芽鞘、幼叶、幼根和芽中，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。极性运输是一种消耗细胞能量的主动运输（生长素会连续进出多个细胞）。
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）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。
（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。
思维训练P95
根据实验设计及结果，此人得出以下结论：
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。
2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
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。
3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
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。
生长素的合成、运输与分布
设计实验，验证生长素的极性运输。
1.实验思路如图所示
A琼脂块(供应块)为含有生长素的琼脂块。
B琼脂块(接受块)为不含有生长素的琼脂块。
2.预测实验结果与结论
预期实验结果：
第1组实验中的B琼脂块可以接收到生长素。
第2组实验中的B琼脂块接收不到生长素。
第1组
第2组
实验结论：生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，不能倒过来运输。
思考·讨论
如何检测B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B琼脂块中是否含有放射性。
方案2：将B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。
生长素的合成、运输与分布
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。不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。
思考.有人提出“生长素的极性运输与重力无关”的观点。如何证明？
生长素的合成、运输与分布
生长素的合成、运输与分布
③非极性运输
3.生长素的运输
指植物体中存在被动的、在韧皮部(输导组织)中无极性的生长素运输现象，成熟叶子合成的生长素可能就是通过韧皮部进行非极性的被动运输。
在叶面施加外源性的生长素，在根的基部能够检测得到；
在根部施用外源性的生长素，在叶子上能够检测得到。
分析下了不同情况下，胚芽鞘的生长状况
类别 处理条件 实验结果
遮盖类
暗箱类
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
课堂检测
插入类
移植类
①向右弯曲生长
②直立生长
③向光弯曲生长
④向光弯曲生长
①直立生长
②向左弯曲生长
③④中IAA的含量：a＝b＋c，b>c
⑤向右弯曲生长
分析下了不同情况下，胚芽鞘的生长状况
课堂检测
课堂检测
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
分析下了不同情况下，胚芽鞘的生长状况
生长素的生理作用(①作用方式;②作用机制;③生理作用)
1.作用方式：
2.作用机制：
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
3.生理作用
①细胞水平
②器官水平
起着促进细胞 、诱导 等作用；
影响器官的 、 ，
如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等
伸长生长
细胞分化
生长
发育
不构成细胞结构、不提供能量、不起催化作用
给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
生长素→细胞内的受体→信号转导→调控基因表达→产生效应
生长素（IAA）主要促进细胞的伸长，而细胞壁的弹性非常小，影响细胞的伸长。科学家根据“酸生长理论”和“基因活化学说”提出IAA对细胞伸长的作用机理如图。下列说法正确的是（ ）
A.生长素与细胞膜受体结合可通过Ca2+引发H+以被动运输的方式向外运输
B.酸性条件下细胞壁的纤维素微丝伸长使细胞壁对细胞的压力减小，引起细胞横向生长
C.活化因子与生长素结合使相关基因在细胞核内表达，合成mRNA和蛋白质
D.生长素的调节作用依赖于细胞内的信息传递，体现了细胞结构和功能的联系
mRNA
Ca2+
ADP+Pi
ATP
膨胀
H+
内质网
生长素
生长素
活化因子
细胞膜
细胞壁
细胞核
液泡
D
课堂检测
生长素的生理作用④作用特点
思考:生长素的生理作用是不是只有“促进”呢？
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
生长素浓度升高，
对根生长的促进作用加强。
①曲线AB段表示:
促进根生长的最适浓度。
②B点表示的生长素浓度是：
生长素浓度升高，
对根生长的促进作用减弱。
③BC段表示：
4.作用特点
生长素的生理作用④作用特点
4.作用特点
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
既不促进也不抑制。
④C点表示的生长素浓度对根的生长作用是：
⑤CD段表示：
随生长素浓度升高,
对根生长的抑制作用增强。
⑥从图中的E、F点你可以得出什么结论？
最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起相同效果的促进作用。
生长素的生理作用④作用特点
4.作用特点
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
⑦以上曲线说明了什么
生长素作用的两重性:
低浓度促进生长，高浓度抑制生长
生长素的生理作用④作用特点
4.作用特点
⑧图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不生长还是减缓生长？
是相对于生长素处于最低浓度时根的生长速度为对照。
抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
思考·讨论
1.从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？
2.三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
10-10 10-8 10-4
根 ＞芽 ＞茎
生长素的生理作用
（1）浓度:一般情况下，低浓度时促进生长，浓度过高时抑制生长。
（3）成熟程度：幼嫩细胞>衰老细胞
（4）植物种类：双子叶植物>单子叶植物
（2）器官:不同器官对生长素的反应敏感程度不同，如根>芽>茎。
生长素的生理作用④作用特点
4.作用特点
思考.据图分析，可选择浓度在什么范围的生长素作为除草剂？
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。而双子叶植物对生长素的敏感程度大于单子叶植物。
生长素的生理作用⑤实例
①顶端优势
指顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。
顶芽产生的生长素，逐渐向下运输，导致侧芽处生长素浓度较高，从而抑制侧芽的生长。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制。
解除方法：去除顶芽
5.实例
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。
生长素的生理作用⑤实例
5.实例
①顶端优势
思考:请设计实验验证：顶芽产生的生长素抑制了侧芽发育成枝条。
生长素的生理作用⑤实例
1934年，Thimann等人进行了一次经典的实验。
他对豌豆进行保留顶芽或去除顶芽的处理，之后放置一段时间，观察其侧芽的生长状况。
1.保留顶芽
2.去除顶芽
3.去除顶芽
外施生长素
组别 侧芽增加的长度(mm)
1.保留顶芽 3.4±0.5
2.去除顶芽 16.0±2.7
3.去除顶芽，外施生长素 1.8±0.6
组别 侧芽增加的长度(mm)
1.保留顶芽 3.4±0.5
2.去除顶芽 16.0±2.7
3.去除顶芽，外施生长素 1.8±0.6
思考
①第1、2组处理的结果能否说明生长素抑制了侧芽的生长？
②第2、3组处理的结果说明了什么？
③该实验的结论是什么？
不能
生长素抑制了侧芽的生长
顶芽产生的生长素进行极性运输，大量积累在侧芽， 侧芽生长素浓度过高，由于侧芽对生长素敏感，发育受到限制。
思考:请设计实验验证：顶芽产生的生长素抑制了侧芽发育成枝条。
生长素的生理作用⑤实例
与社会的联系 顶端优势原理在农业生产和园艺上得到广泛利用。例如，农民会适时摘除棉花的顶芽以促进侧芽的发育，从而使得它多开花，多结果。又如，园艺师会适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树型圆润、丰满。
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
a.解除顶端优势
b.维持顶端优势
生长素的生理作用⑤实例
②根的向地性、茎的背地性
将植物幼苗横放，生长一段时间后，发现根向地生长，茎背地生长，试分析原因
生长素的生理作用⑤实例
5.实例
原理：
根对生长素敏感，茎对生长素不敏感。
C D
根：
生长速度：
生长素浓度：
C D
<
>
生长速度：
茎：
生长素浓度：
A B
<
A B
<
促进
促进
促进
抑制
1
在重力作用下生长素分布不均匀
2
根茎对生长素的敏感程度不同
生长素的生理作用⑤实例
5.实例
②根的向地性
茎的背地性
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
生长素的生理作用
（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：__________。
（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：________。
据图回答
m~2m
0~m
大于i
课堂检测
1.下列关于植物茎的负向重力性和根的向重力性的叙述，正确的是（ ）
C
A.在根部“3→4”的运输不需要消耗ATP
B.生长素对2处和6处的作用相同
C.两种现象说明根对生长素的敏感性高于茎
D.两种现象均能体现生长素作用的两重性
1
2
4
3
5
8
6
7
课堂检测
2.图1表示某植物各部分名称；图2表示植物某种器官或结构的生长素(IAA)浓度随时间变化曲线，其中虚线表示对植物生长既不促进也不抑制的IAA浓度。下列叙述正确的是 (　　)
B
C.去掉①会对②的生长产生影响，但去掉④不会对③的生长产生影响
D.将图1所示植物水平放置，图2曲线可表示远地侧生长素浓度的变化
A.图1植物体中生长素都是由①、②、③、④所示结构合成
B.若曲线表示去掉①后②的IAA浓度变化，则a时IAA既来自顶芽也来自侧芽
课堂检测
3.如图是不同浓度生长素对根和芽生长的生理作用，下列说法正确的是
( )
B
A.图中①代表的是芽，②代表的是根
B.图中体现了生长素生理作用的两重性
C.c～d段表示生长素对②的促进作用在增强
D.图中c点对应的浓度是①生长的最适浓度
课堂检测
课堂检测
4.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。
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。

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