资源简介

(共39张PPT)
第36讲　植物生长素及其生理作用
SHENG WU XUE
学习目标：
1.植物生长素的发现过程
2.植物生长素的合成、运输、分布及生理作用
1.什么是植物的向光性？向性运动？植物的向性运动有哪些？
2.生长素发现过程中各科学家进行了怎样的实验，得出什么结论
3.胚芽鞘感光部位？生长素的产生部位？生长素发挥作用部位？
植物向光生长的原因？
4.植物激素的概念，植物激素和动物激素的区别与联系？
5.生长素的合成部位、化学本质、来源和分布？
6.生长素的运输，各种运输方式产生的部位？
问题导航
1.实验分析
达尔文父子
生活现象
①
②
③
④
①与②对照：
自变量：有无尖端
结论：向光性与胚芽鞘尖端有关；
①与③、 ④对照：
自变量：感光部位
结论：向光性与尖端感受单侧光有关
哪些组可以形成对照实验？各对照实验的自变量是什么？通过对照，能分别得出什么结论？
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。（教材P91）
3.达尔文的推测
结论：
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
达尔文
生活现象
詹 森
琼脂片
琼脂：海藻中提取的多糖，加水高温融化后可做成果冻样胶体。常用作培养基的凝固剂，物质可在琼脂中扩散而性质不变。
达尔文
生活现象
詹 森
拜 尔
黑暗中
1、尖端靠左侧(右侧)放，对尖端下部左侧的“影响”大还是对尖端下部右侧的“影响”大？这种“影响”与尖端下部细胞生长快慢的关系？
2、通过上述分析，能得出什么结论？
靠左侧放，对左侧影响____，左侧生长___；
靠右侧放，对右侧影响____，右侧生长____；
实验结论：尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
大
快
大
快
排除光的影响，控制变量
达尔文
生活现象
詹 森
拜 尔
温 特
琼脂
胚芽鞘尖端产生的”影响”可转移到琼脂块中
未接触尖端的琼脂
实验组
对照组
实验结论:
胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。
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
提取实验
1934年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质----吲哚乙酸（IAA）
1946年，人们从高等植物中分离出生长素，并确认它就是吲哚乙酸(IAA)。进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的物质除IAA外还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。
吲哚乙酸（IAA）
吲哚丁酸（IBA）
达尔文
生活现象
詹 森
拜 尔
温 特
温特实验: 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。
达尔文实验
尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”
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。
詹森实验: 胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂块传递给下部。
拜尔实验: 尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成胚芽鞘的弯曲生长。
提取并证明
1.产生生长素部位 ；
感受单侧光刺激的部位 ；
生长素横向运输部位 ；
2.生长素的作用部位 ；
弯曲生长的部位 ；
3.生长素的产生与光照 关；单侧光可使 ，胚芽鞘弯曲生长；
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端下面一段
胚芽鞘尖端下面一段
无
生长素分布不均
明确胚芽鞘系列实验的相关结论
请结合前面的实验，用生长素来解释向光性
植物的向光性是由__________________造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光侧生长素含量_____向光一侧，因而引起两侧生长不均匀，从而造成向光弯曲。
向光侧
背光侧
IAA少
IAA多
植物向光性的形成原因
生长慢
生长快
背光侧生长快于向光侧
生长素分布不均匀
多于
P92第三段
横向运输：单侧光、重力、离心等外界刺激可使生长素在尖端进行横向运输
①单侧光
生长素的产生部位、感光部位和发生横向运输的部位都在尖端，而生长素发挥作用的部位及弯曲生长的部位在尖端以下的伸长区。
②重力
当植物横向放置时，重力使生长素由远地侧横向运输至近地侧，使近地侧的生长素浓度高于远地侧。
③离心作用
旋转时，由于离心作用，生长素发生横向运输，使外侧的生长素多于内侧的。
拓展研究1
如何证明向光侧生长素含量低于背光侧？(提醒：可参考温特的实验设计)
预期现象：
一段时间后，b的长度大于a的长度
B引起尖端下部弯曲角度大于A引起的
α
P92 相关信息
解释1：单侧光照射下，向光面的生长素横向运输，向背光面转移。
解释2：单侧光照射下，向光面的生长素被分解。
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～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～d四个琼脂块中生长素的含量关系为c＝a＝b>d。
若解释3正确，则a～d四个琼脂块中生长素的含量关系为a＝b＝c＝d。
植物向光性的原因分析（P255）
拓展研究2
不同处理条件下植物向性运动的结果分析
提醒　琼脂不能感光，不会阻断生长素的运输和传递，而云母片、玻璃片等则会阻断生长素的运输。在失重状态下，尖端只发生极性运输，因此顺“尖”而长。
[方法技巧]　“二看法”判断植物的向性生长
拓展研究3
2.不同处理条件下植物向性运动的结果分析
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
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
旋转类
①直立生长
②向光弯曲生长
③向小孔弯曲生长
④向圆心弯曲生长
合成部位 化学本质 作用部位 运输方式
植物激素 无特定的分泌器官 一般是 小分子物质 无明显的靶器官 多样、复杂
动物激素 有特定的分泌器官 蛋白质、 类固醇等 靶器官、 靶细胞 随着体液 运输
植物激素激素的概念？
植物激素动物激素的比较：
相同点：
①从产生部位到作用部位；②微量、高效；③调节生物体的生长发育等生命活动
不同点:
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原料：生长素由 经过一系列反应转变而来。
色氨酸
转变
色氨酸
IAA
2.生长素的分布
生长素在植物各器官中____________,相对集中分布在___________的部位
如：_________________的____________________、__________________等处。
都有分布
生长旺盛
分生组织、形成层
胚芽鞘、芽和根尖
发育中的种子和果实
IAA
尝试解释
1、大多数水果只有在传粉成功后，子房才能发育为果实
2、保留数个小芽的枝条更容易扦插成活
部位：
极性运输 方向：
方式：
非极性运输：
部位：
横向运输
原因：
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
从 运输到 。
主动运输
在成熟组织中，通过 进行
形态学上端
形态学下端
输导组织
根尖、茎尖等生长素产生的部位
单侧光、重力等单一方向刺激
（不受其他因素影响）
3.生长素的运输
极性运输在太空中仍然存在
评价实验设计和结论（教材P95）
思维训练
为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。并得出以下结论：
（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。
1.如何检测下端琼脂块是否含有生长素？
将琼脂块置于去尖端胚芽鞘一侧，观察胚芽鞘是否弯曲
2.该实验的设计是否科学？为什么？
没有证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端
3.对该实验做出改进
讨论
空白琼脂块(b)
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
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。
实验前
实验后
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
空白琼脂块(a)
胚芽鞘弯曲生长
空白琼脂块(b)
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘既不弯曲也不生长
1.作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
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
在未受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物能刺激子房发育成果实，由于没有受粉，故果实中无种子，如无子番茄、无子黄瓜等。
无子番茄 无籽西瓜
依据原理
处理方法
本质区别
所用试剂
生长素促进未受粉的子房发育为果实
染色体变异
用一定浓度的生长素涂抹雌蕊柱头
多倍体育种
遗传物质发生改变，
可遗传给后代
遗传物质未变，
不能遗传给后代
秋水仙素
生长素或
生长素类似物
菜籽开花授粉时连续下雨，能否通过喷洒生长素减少损失？
否
1.曲线AB段表示随生长素浓度升高,对根生长的______作用加强
2.B点对应的生长素浓度表示___________
3.BC段表示随生长素浓度升高__________________________
4.C点表示的生长素浓度对根生长的效应是__________
5.CD段表示___________________________
促进
促进根生长的最适浓度
不促进也不抑制
①不同浓度的生长素对植物同一器官的影响不同
低浓度促进生长，
高浓度抑制生长
对根生长的促进作用减弱
随生长素浓度升高，对根生长的抑制作用增强
A
B
C
D
0
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
mol·L-1
促进生长
抑制生长
根
4.影响生长素生理作用的因素
（1）器官：
不同浓度的生长素，其促进效应一定不同吗？
抑制生长是不长吗？
抑制生长≠不生长(只是生长慢于对照组)
②同一浓度的生长素对不同器官所起的作用 ，
这是因为不同器官对生长素的 不同；
不同
敏感度
三种器官对生长素的敏感度依次为：
（例如10-6）
结论
根＞芽＞茎
③不同器官的最适生长素浓度 ；
不同
③A′、B′、C′点分别表示对根、芽、茎的作用是： 。 。
低于A′、B′、C′点对应的浓度，分别为 作用，高于A′、B′、C′点对应的浓度则分别起 作用。
既不促进也不抑制
促进
抑制
（2）成熟程度：一般来说 细胞敏感， 细胞迟钝；
（3）植物种类：不同种类的植物对生长素的敏感度不同，
双子叶植物比单子叶植物 。
幼嫩
衰老
敏感
双子叶
单子叶
应用：作为除草剂除去 农田中的 杂草。
单子叶
双子叶
5.体现生长素低浓度促进，高浓度抑制的实例
②产生顶端优势的原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，侧芽的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高,侧芽受到的抑制程度越大。
（1）实例1：顶端优势
①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
③顶端优势的应用
a.解除顶端优势——摘除顶芽，促进侧芽发育。增产，调节株形。
b.保留顶端优势——用材树木，玉米、高粱、向日葵。增产。
（2）实例2：根的向地性
当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：B＞A，D＞C；
茎对生长素敏感性低，C、D两侧都是促进作用，且D侧促进作用更强，使茎背地弯曲生长；
根对生长素敏感性高，B侧浓度高，抑制生长，因此生长速度A＞B，使根向地弯曲生长
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
提醒：结合横向运输，根、茎多生长素的敏感性做出合理解释
1.(不定项)(2023·山东临沂质检)某同学于黑暗中在某植物的A、D、F处涂抹等量的14C－IAA溶液，以实验初始时14C－IAA溶液的放射性强度为100%，一段时间后，分别检测B、C、E处的相对放射性强度，结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　 )
A.该实验证明生长素可进行极性运输和非极性运输
B.黑暗条件可以排除光照对生长素运输的影响
C.B、E对照说明生长素非极性运输的速率明显快于极性运输的速率
D.随着能量供应增多、时间延长，B、C、E处的14C－IAA将持续增多
相对放射性强度/% 时间/h B C E
0 0 0 0
12 1.6 0 6.8
24 1.9 0.2 15.8
36 2.3 0.5 16.9
ABC
2.(2022·山东威海期末)目前对于顶端优势现象产生原因的解释主要有3种观点。观点1认为顶芽产生的生长素向下运输到邻近的侧芽，抑制侧芽生长；观点2认为顶芽比侧芽优先得到细胞分裂素，侧芽因得不到足够的细胞分裂素而使生长受到抑制；观点3认为顶芽是一个营养库，能优先享用由根部和叶片运来的营养物质，侧芽因得不到充足的养分而使生长受到抑制。下列说法错误的是(　　)
A.切除顶芽后在断面上施加生长素，侧芽生长受到抑制，此现象支持观点1
B.将外源细胞分裂素施于被抑制的侧芽，侧芽正常生长，此现象支持观点2
C.切除顶芽直至侧芽正常生长，侧芽处养分含量未增加，此现象不支持观点3
D.顶端优势现象中侧芽处生长素的作用效果与植物水平放置后茎远地侧生长素的作用效果相同
D
3.某同学用两个未知的不同浓度(Cx和Cy)的生长素溶液做实验，测得去尖端的燕麦胚芽鞘的弯曲角度(图1)的值分别为αx、αy，且关系为αx＝αy。为了进一步比较Cx和Cy的大小，该同学用去根尖的燕麦胚根做了图2所示的实验，结果胚根向右弯曲生长，则Cx________(填“大于”或“小于”)Cy，判断依据是___________________________________________________________________
________________________________________。
大于
与胚芽鞘相比，胚根对生长素更敏感，胚根向右侧弯曲生长，说明右侧生长素浓度相对较高，抑制了该侧的生长
4.(2022·山东泰安一模)下图为玉米胚芽鞘中生长素诱导的生长和细胞壁酸化的变化曲线，下列分析或推测合理的是(　　)
B
A.图甲中随着IAA浓度的增加，曲线Ⅱ表示的长度不断增加
B.中性缓冲液可能抑制生长素的作用，酸性缓冲液可能引起生长加快
C.图乙BC段表明生长素促进生长，CD段表明生长素抑制生长
D.在生长素作用下，细胞膜外排H＋促进细胞壁酸化，有利于细胞分裂
图甲
图乙
5.(2022·山东平邑一模)蓝莓根的生长受激素和营养物质的影响，科研人员以蓝莓为实验材料进行以下实验：
实验一研究了吲哚丁酸(IBA)对蓝莓幼苗根系生长的影响，实验结果如图1所示。
实验二用14CO2饲喂叶片，分别测定不同浓度IBA处理下主根和侧根的放射性强度，结果如图2所示。(CO2进入叶肉细胞后，最终转化成糖类等营养物质)下列说法错误的是
图1
图2
A.IBA的极性运输，会受氧气浓度的影响
B.单侧光和重力均不影响生长素的极性运输
C.根据实验结果分析，IBA不能消除根的顶端优势
D.由图2分析，IBA影响侧根生长机制可能是IBA能促进光合作用产物更多的分配到侧根
6.(不定项)(2022·山东济宁期末)油菜素内酯是一种植物激素，为研究其作用机理，科研人员用油菜素内酯的类似物24－eBL进行了相关研究：将含有放射性标记的生长素的固体培养基(在将要凝固时)，滴在用24－eBL处理过的拟南芥幼根切段上(在图1箭头所示的位置)，一段时间后取方框内的部分进行检测，结果如图2，下列叙述错误的是(　　 )
ABD
A.24－eBL往往由植物的某一部位产生运输到另一部位起作用
B.实验结果表明，24－eBL在植物体内既存在极性运输又存在非极性运输
C.实验结果表明24－eBL对生长素在根尖的极性运输比非极性运输的促进作用强
D.以上实验可以得出“24－eBL是通过影响生长素的运输来促进幼根生长”的结论
7.(2023·山东潍坊统考)为研究生长素促进某植物果实发育的最适浓度，研究小组用IAA进行了相关实验，实验处理及结果如下表所示。下列分析错误的是(　　)
A
A.实验结果表明，不同浓度的IAA均能提高该植物的结果率
B.实验结果表明，不同浓度的IAA均能促进该植物果实发育
C.实验结果表明，不同浓度的IAA对该植物结果率和果实发育促进作用可能相同
D.由实验结果可知，IAA促进该植物果实发育的最适浓度在600 ppm～800 ppm之间
项目 对照组 不同浓度的IAA 浓度/ppm 0 600 700 800 900
平均株产量/kg 372 521 590 535 410
平均单果重/g 186 251 270 252 248
8.(2022·湖南娄底模拟)生长素是最早发现的一类促进植物生长的激素。以下为研究人员利用水稻进行有关生长素的实验。根据所学知识，回答下列问题：
(1)图2表示将水稻的胚芽鞘切除尖端后，在切面一侧放置含不同浓度生长素的琼脂块，并测定各胚芽鞘弯曲生长的角度，结果发现，在一定范围内，随着生长素浓度增加，α先逐渐增大，后逐渐减小，由此可得出结论：__________________________________________________________________。
(2)用单侧光照射水稻根，可引起水稻根出现背光生长的现象，其原因可能是___________________________________________________________________
_____________________________________________________。
在一定范围内，随生长素浓度升高，对胚芽鞘生长的促进作用先增强后减弱
在单侧光照下，背光面生长素浓度高于向光面，由于根对生长素浓度敏感，使得背光面生长受到抑制，因此出现根的背光生长现象

展开更多......

收起↑