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第五章 植物生命活动的调节
第一节 植物生长素
学习目标
1.通过分析植物生长素的发现过程,阐明其中蕴含的科学方法。(科学探究)
2.通过分析教材实例,概述植物生长素的合成、运输、分布,理解植物生长素的极性运输。（科学思维）
3.通过教材实例分析列举生长素的生理作用,阐释植物生长素作用特点中蕴含的适应与平衡观。（生命观念）
课内探究
探究点一：生长素的发现实验
资料1：下图是达尔文相关实验简图，请据图分析下列问题：
（1）：达尔文的向光性实验①②③④中哪组为对照组？设计对照实验的目的是什么？
（2）：图中的①②两组对照，实验的自变量是什么？
(3):若探究植物胚芽鞘的感光部位,应选择图中的哪两组 自变量与因变量各是什么
提示：①是对照组，目的是排除其他无关变量对实验的影响，使实验更具有说服力。
提示：图中的①②两组。实验的自变量是尖端的有无
提示:选择图中的③④两组。实验的自变量是胚芽鞘的感光部位。因变量是是否弯曲生长。
胚芽鞘的感光部位
（1）提出问题：
胚芽鞘的感光部位在哪？
（2）作出假设：
假设①胚芽鞘的感光部位只在尖端
假设②胚芽鞘的感光部位只在尖端以下部位
假设③尖端和尖端以下部位都是胚芽鞘的感光部位
假设④尖端和尖端以下部位共同组成胚芽鞘的感光部位
（3）演绎推理：
设置自变量：
将胚芽鞘各部位分别进行遮光处理
A
B
C
胚芽鞘的感光部位
（1）提出问题：
胚芽鞘的感光部位在哪呢？
（2）作出假设：
（3）演绎推理：
感光部位 实验现象
A B C
①只在尖端
②只在尖端以下部位
③尖端和尖端以下部位都是
④尖端和尖端以下部位共同组成
A
B
C
向光弯曲生长
直立生长
向光弯曲生长
向光弯曲生长
向光弯曲生长
直立生长
向光弯曲生长
向光弯曲生长
向光弯曲生长
向光弯曲生长
直立生长
直立生长
胚芽鞘的感光部位
（1）提出问题：
胚芽鞘的感光部位在哪呢？
（2）作出假设：
（3）演绎推理：
（4）实验验证：
A
B
C
（5）得出结论：
胚芽鞘的感光部位只在尖端。
胚芽鞘的尖端
尖端以下部位（伸长区）弯曲生长
向下传递了某种“信号”
单侧光
①“影响”是什么类型的物质？
未解之谜：
②“影响”导致尖端以下部位弯曲生长的原因？
“影响”
一、
琼脂片
云母片
（4）：为了使詹森的实验更有说服力，可以增设一个对照组，简述对照组的设置思路？
资料2：在达尔文之后,先后有多位科学家通过进一步的实验继续探究植物向光性的原因,阅读教材P91～P92回答下列问题。
任务二：詹森、拜尔、温特实验分析
提示：在胚芽鞘尖端和下面一段之间插入玻璃片，单侧光照射一段时间，观察胚芽鞘是否向光弯曲生长
拜尔的实验（1918）
一、
(5):请根据拜尔的实验过程及现象,分析该实验的自变量是什么 因变量是什么 通过实验现象能得出什么实验结论 该实验为什么要在黑暗条件下进行
提示:自变量为尖端放置的位置。因变量为弯曲生长方向。实验结论是胚芽鞘的弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。排除单侧光对胚芽鞘生长的影响。
(6):请根据温特的实验过程及现象,分析该实验的自变量是什么 因变量是什么 通过实验现象能得出什么实验结论 温特有没有证明生长素的化学本质
温特的实验（1926）
提示:自变量为琼脂块是否接触过尖端。因变量为切去尖端的胚芽鞘是否弯曲生长。实验结论是胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并把这种物质命名为生长素。温特没有证明生长素的化学本质。
资料3：1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素，并确认它就是IAA（结构见下图）。
(7):生长素的化学本质是什么 能否对人发挥作用？
提示:生长素的化学本质是吲哚乙酸。不能。人的细胞中不存在生长素的受体
任务三：小组活动：分析植物向光性的原因
结合上述实验，分析植物向光性的原因是什么？
向日葵、萝卜和燕麦向光性器官的IAA分布表
器官 实验数 IAA分布（%）
向光一侧 背光一侧 黑暗处理
黄化燕麦胚芽鞘 3 49.5 50.5 50
3 51 49 48
向日葵下胚轴 5 50.5 49.5 50
萝卜下胚轴 3 51 49 49
资料4：20世纪80年代以来，有学者利用气相色谱-质谱法等现代物理化学方法测得向日葵下胚轴、萝卜下胚轴和黄化燕麦胚芽鞘的生长素分布如下表所示：
用同样方法还测得萝卜下胚轴的萝卜宁、向日葵下胚轴的黄质醛等物质向光侧多于背光侧。根据实验，对植物向光性的解释应该是什么？
提示：植物向光性生长，是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的
任务四：植物激素定义及与动物激素的区别
阅读课本，自主完成以下问题：
（1）请归纳植物激素的概念。
提示: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。
小组活动：小组讨论，完成植物激素和动物激素的区别
项　目 植物激素 动物激素
不同点 产生部位
作用范围
举例
相同点
植物体的一定部位
内分泌器官(或细胞)
广泛
一般作用于特定的器官和细胞
生长素、乙烯等
生长激素、甲状腺激素等
(1)含量少,具有高效性;(2)不直接参与细胞代谢过程,但对生物体的新陈代谢和生长发育起调节作用
探究点二：生长素的合成、运输与分布
任务一：生长素的合成、运输与分布
阅读课本，自主回答下列问题：
（1）植物体生长素的合成部位是什么？
（2）生长素的运输方式有哪些？
（3）生长素主要分布在哪些部位？
提示：芽、幼嫩的叶和发育中的种子
提示：极性运输、横向运输、非极性运输
提示：植物体各器官中都有分布，相对集中分布在生长旺盛的部分。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。
二、
形态学上端
形态学下端
形态学上端
任务二：极性运输
小组活动：设计实验验证极性运输只能由形态学上端到形态学下端
任务三：横向运输
分析实验现象：
关于植物茎的负向重力性和根的向重力性的图解，请回答下列问题：
（1）图中表示横向运输和极性运输的分别有哪些？（用数字表示）
（2）2、6表示近地侧，1、5表示远地侧，1与2、5与6生长素浓度的大小关系是怎样的？原因是什么？
（3）据图分析植物水平放置时，茎表现为背地性，根表现为向地性的原因分别是什么？
提示：表示横向运输的是1—2、5—6；表示极性运输的是3—4、7—8。
提示：1<2，5<6。由于根尖和茎尖发生了生长素的横向运输，由远地侧向近地侧运输，使得生长素的浓度1<2，5<6
提示：在重力作用下，根尖和茎尖发生生长素的横向运输，使得近地侧生长素浓度大于远地侧，由于根对生长素敏感，近地侧浓度升高抑制根的生长，表现为向地性；茎对生长素不如根敏感，近地侧生长素浓度高，促进作用大，远地侧促进作用小，表现为背地性。
探究点三：生长素的生理作用
任务一：生长素对同一器官的影响曲线
课外兴趣小组的同学在探究不同浓度生长素类似物（2，4—D）对月季插条生根的实验中，得出如下结果：
（1）“促进”“抑制”的作用效果是与哪一组对比得到的？
（2）若纵坐标改为促进或抑制的作用效果，曲线是怎样的？
（3）生长素浓度与月季插条生根的关系的怎样的？
提示：与没有加入2,4-D相比，即与空白对照相比
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
A
B
C
D
F`
F
提示：随着生长素浓度的增大，生根数目增多，最适浓度之后，随着生长素浓度的增大，生根数目增多减慢。超过一定浓度后，生根数目减少。
三、
2. 生长素的作用特点
A
B
C
D
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
F`
F
生长素浓度升高，对根生长的促进作用加强
促进根生长的最适浓度
生长素浓度升高，对根生长的促进作用减弱
①AB段:
②B点：
③BC段：
既不促进也不抑制
④C点：
⑤CD段：
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强
在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。
任务二：生长素对不同器官的影响曲线
资料1:研究发现,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。
如图是生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图,请结合图示讨论解决下列问题。
(4):对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度相同吗 请结合图示举例说明。
(5):不同浓度的生长素对植物器官的生长效应是否不同？
提示:不同器官对生长素浓度敏感度不同,生长素促进生长的最适浓度不相同,敏感度表现为:根>芽>茎,幼嫩细胞>衰老细胞。
提示：不一定，在最适浓度两侧对称的两点相同
任务三：顶端优势
自然状态下很多树冠呈宝塔形，这是因为顶芽优先生长而侧芽生长收到抑制的原因即顶端优势。
阅读课本P94，回答下列问题
顶端优势的原因是什么？
植物顶芽产生的生长素向侧芽运输，侧芽生长素浓度高，抑制其生长发育，顶芽生长素浓度低，优先生长发育
【小组活动】设计实验，解释顶端优势产生的原因
材料：含生长素的羊毛脂、空白的羊毛脂
提示：①取生长状况相同的某植物，随机均分为三组A、B、C
②A组不做任何处理，B组摘除顶芽并放上空白的羊毛脂，C组摘除顶芽并放上带有生长素的羊毛脂
③观察侧枝的生长情况
结果：A组侧枝不生长，表现顶端优势；B组侧芽生长；C组侧枝不生长，表现顶端优势
课堂小结

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