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(共47张PPT)
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
（第一课时）
目标
01
02
03
通过分析“生长素发现的实验”、“与生长素相关的实验设计”的实验，掌握实验设计的方法，训练思维逻辑的严密性。(科学思维)
通过生长素生理作用两重性的曲线分析，培养运用模型分析问题的科学思维能力。(生命观念)
通过分析顶端优势与植物生长素的运输和作用特点的关系，关注生物学原理在农业生产和园艺中的应用。(社会责任)
学习目标
情景视频一
向着光源生长的植物(视频)
问题1: 视频中植株的生长方向有什么特点？
弯向光源生长
问题2: 可能是哪种因素刺激引发了这株植物的形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？
长时间的单侧光照射；有利于进行光合作用。
问题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？
幼嫩部分
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
环境因素
单侧光
植物
幼嫩部位
成熟部位
现象
（向光弯曲生长）
原因
机制
一、生长素的发现过程
合作探究四：请自主学习课本P90-92页，小组合作完成以下问题。
实验思路和方法 实验结论
达尔文
鲍森.詹森
拜尔
温特
一、生长素的发现过程
1.达尔文父子的实验（19世纪末）
实验材料
金丝雀虉（yì）草(一种禾本科植物)的胚芽鞘
胚芽鞘
第一片叶
种子
尖端
尖端下部
一、生长素的发现过程
1.达尔文父子的实验（19世纪末）
实验过程
实验①
实验③
实验④
实验②
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
一、生长素的发现过程
1.达尔文父子的实验（19世纪末）
实验过程
实验①
实验③
实验④
实验②
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
向光弯曲生长
不生长也不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
问题4: 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？
一、生长素的发现过程
1.达尔文父子的实验（19世纪末）
实验①
实验③
实验④
实验②
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______；
①
②③④
有无尖端
尖端
尖端有无遮光
尖端感受单侧光
遮光部位
尖端
一、生长素的发现过程
1.达尔文父子的实验（19世纪末）
实验分析及结论
单侧光
感光部位在尖端
弯曲生长的部位是尖端下部伸长区
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？
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
提出假说
问题5: 这种“影响”究竟是什么呢？“影响”能否向下传递？
一、生长素的发现过程
2.鲍森.詹森（1913年）
云母片：是一种矿物质由韵母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。
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。
一、生长素的发现过程
2.鲍森.詹森（1913年）
云母片
琼脂片
胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。
实验结论：
问题6: 该实验有何不足，如何改进？
一、生长素的发现过程
2.鲍森.詹森（1913年）
琼脂片
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
不生长
不弯曲
问题7: 尖端产生的影响能传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？
一、生长素的发现过程
3.拜尔（1918年）
黑暗环境
右侧
左侧
②自变量：
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
①现象：
③因变量：
排除光的影响，控制变量
问题8: 拜尔为什么要选择黑暗的环境？
一、生长素的发现过程
3.拜尔（1918年）
黑暗环境
右侧
左侧
尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
问题9: 没有了光的刺激，为什么胚芽鞘 还会发生弯曲？
实验结论
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。
一、生长素的发现过程
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。
一、生长素的发现过程
4.温特（1926年）
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
琼脂块是否接触过尖端
自变量：
因变量：
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
实验结论:
胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。
一、生长素的发现过程
4.温特（1926年）
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
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
排除琼脂片本身的化学
物质对胚芽鞘的影响
问题10: 设置对照组的目的是:
一、生长素的发现过程
4.温特（1926年）
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
问题11: 在放置琼脂块前，要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中侵泡一段时间，原因是
去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素，以去除生长素，排除内源激素对实验的干扰。
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”
这种“影响”会造成背光面比向光面生长快
一、生长素的发现过程——达尔文、鲍森.詹森、拜尔
达尔文的推想
鲍森·詹森实验结论：尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部
拜尔实验结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀
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。
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）
一、生长素的发现过程
5.生长素的化学本质
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）
由于生长素在植物体内的含量极少，直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来，并确定它也是IAA。植物体内还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等与IAA相同效应的物质，它们都属于生长素。
吲哚乙酸（IAA）
吲哚丁酸（IBA）
尖端
伸长区
感光部位
生长素的产生部位
弯曲生长部位
生长素的作用部位
胚芽鞘系列实验结论总结：
注意：生长素的产生不需要光，光只是影响了生长素的分布。
一、生长素的发现过程
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
　实战训练　
1.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( )
　实战训练　
2．下列有关生长素发现历程的说法正确的是（ ）
A．达尔文的实验证明了胚芽鞘弯曲生长和感受单侧光的部位都是胚芽鞘尖端下部
B．鲍森·詹森的实验证明了胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给尖端下部
C．拜尔的实验证明了胚芽鞘弯曲生长跟某种化学物质在单侧光照射下分布不均匀有关
D．温特的实验证明了胚芽鞘弯曲生长与化学物质吲哚乙酸有关，并将其命名为生长素
　实战训练　
3．从19世纪末达尔文注意到植物的向光性，并且设计实验来探讨其中的原因，随后多位科学家通过进一步的实验继续探索。下列说法错误的是（ ）
A．达尔文的实验证明胚芽鞘尖端接受单侧光刺激导致向光性
B．鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响＂可以透过琼脂片传递给下部
C．拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀
D．温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是一种化学物质引起的，并命名为吲哚乙酸
二、植物向光性的原因
1.向光性实验
情景材料一：20世纪20年代，科学家通过实验方法测得玉米胚芽鞘生长素的分布情况如图所示。
琼脂块
云母片将胚芽鞘完全分开
云母片将胚芽鞘部分分开
实验结论：生长素受到单侧光照射后将由　　 侧向　 　侧转移，而且生长素具有　 　　　 　　 的作用，所以胚芽鞘　　 　 生长。
向光
背光
促进植物生长
向光弯曲
二、植物向光性的原因
2.向光性的解释
胚芽鞘尖端产生生长素
单侧光
向光侧
背光侧
二、植物向光性的原因
2.向光性的解释
背光侧生长素多于向光侧
单侧光
向光侧
背光侧
二、植物向光性的原因
2.向光性的解释
背光侧生长素多于向光侧
单侧光
向光侧
背光侧
二、植物向光性的原因
2.向光性的解释
背光侧生长素多于向光侧
单侧光
向光侧
背光侧
变现为向光性：弯向光源生长
生长慢
生长快
二、植物向光性的原因
2.向光性的解释
背光侧
向光侧
生长素多
生长素少
生长慢
生长快
向光弯曲生长
生长素横向运输
(1)外因:
(2)内因:
单侧光照射
生长素分布不均匀
问题12: 关于植物向光性生产的原因，你支持以上观点吗
二、植物向光性的原因
2.向光性的解释
单侧光
向光侧
背光侧
抑制性物质多
抑制性物质少
生长慢
生长快
关于植物向光性生产的原因，目前还有争议。有些学者根据一些实验结果提出，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。
问题13: 通过以上的学习，你能给像生长素这样存在植物体内的物质下一个定义吗？
三、植物激素
1.概念
由植物体内产生，能从产生部位运送作用部位， 对植物生长发育有显著影响的微量有机物。
要点一
要点二
已知的植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
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。
问题14: 植物激素与动物激素都称作“激素”， 二者有哪些相似之处呢？请小组讨论完成。
植物激素与动物激素的异同
动物激素 植物激素
分泌器官
化学本质
作用部位
运输方式
相同点 ①由自身产生；②从产生部位运到作用部位③作为信息分子，起调节作用；④微量高效
无特定分泌器官
有特定内分泌腺或细胞
一般是小分子物质
蛋白质，氨基酸衍生物、固醇等
无特定靶器官
靶器官、靶细胞
多样、复杂
随体液运输
三、植物激素
　实战训练　
4.判断下列叙述是否正确。
(1)胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素(　　)
(2)生长素的化学本质是蛋白质(　　)
(3)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧(　　)
(4)动物激素和植物激素都是由特定的内分泌腺产生的(　　)
(5)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸(　　)
(6)植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)和吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素(　　)
×
×
×
×
×
√
　实战训练　
茎弯向中心生长
直立生长
向光弯曲生长
向孔弯曲生长
5.判断小树苗的生长情况。
　实战训练　
6.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
　实战训练　
7．下列与生物科学史发展有关的叙述，正确的是（　　）
A．温特以琼脂块和胚芽鞘为实验材料，发现了生长素的化学本质及植物向光生长的原因
B．沃森和克里克构建了DNA分子的双螺旋结构模型并提出了DNA半保留复制的假说
C．萨顿将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”，并提出表现型和基因型的概念
D．美国科学家坎农提出稳态的概念，他认为内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节
　实战训练　
8．生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验材料、实验方法和实验环境的选择对实验成败关系密切。下列有关生物学实验的叙述，正确的是（ ）
A．差速离心法分离细胞器时，应使细胞匀浆较低的渗透压和适宜pH值B．通过观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液颜色变化判断质壁分离程度C．证明光合作用释放的氧气全部来自水时，利用的O同位素的放射性D．在进行植物生长素的功能研究时，一般用琼脂块阻断生长素的运输
　实战训练　
9．“酸生长假说”解释了生长素促进植株生长的作用机理。该假说认为，生长素激活细胞膜上的H+泵，消耗ATP把H+运到细胞外，细胞膜外pH下降导致细胞壁松弛，细胞吸水而体积增大。下列相关叙述错误的是（ ）
A．胚芽鞘尖端下部背光侧H+浓度高导致生长素浓度增大
B．细胞壁中可能含有适合酸性pH值的“细胞壁松弛因子”
C．胚芽鞘切段中注入中性缓冲液能够抑制生长素诱导的生长
D．胚芽鞘切段中促进H+外排的物质与生长素具有协同作用
　实战训练　
10．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。”枝条生根可能与小便中含有某种物质有关。下列有关叙述错误的是（ ）
A．小便中与枝条生根有关的这种物质可能是吲哚乙酸
B．小便中含有该物质的原因可能是人体没有分解该物质的酶
C．“又晒又浸，凡十余次”，说明该物质在人体小便中含量较少
D．“又晒又浸，凡十余次”，说明该物质越多促进生根的效果越好
　实战训练　
11．科学家温特做了如下实验：把切下的燕麦尖端放在琼脂块上，几小时后移去胚芽鞘尖端，将琼脂块切成小块，再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。但是如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲。该实验证明了（ ）
A．生长素的化学本质是吲哚乙酸
B．造成胚芽鞘弯曲的刺激是某种化学物质
C．单侧光使燕麦的胚芽鞘弯向光源生长
D．生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
　实战训练　
12．褪黑素是哺乳动物松果腺分泌的一种具有亲水和亲脂双重性质的激素。在哺乳动物体内，褪黑素主要参与生物节律的调节。科学家用14C标记的色氨酸研究植物生长素的合成时，在植物体还检测到了放射性的褪黑素。下列推测正确的是（ ）
A．细胞合成的褪黑素都通过胞吐的方式释放出来
B．对于哺乳动物，下丘脑是褪黑素的靶器官之一
C．哺乳动物和植物都可以合成生长素和褪黑素
D．在植物体内，褪黑素由生长素直接转化而来
　实战训练　
13．有些科学家发现单侧光能引起某些植物体内生长素分布不均匀；另一部分科学家发现单侧光能引起某些植物体内抑制生长的物质分布不均匀。现有一种植物幼苗，为了探究其向光生长的原因，将一株直立生长的该种幼苗的胚芽鞘尖端切下，放到不含生长素的琼脂块上并用单侧光照射，如图所示。下列结果及判断正确的是（ ）
①当a、b两侧生长素含量基本相等时，能够确定该幼苗向光生长的原因　②当a、b两侧生长素含量基本相等时，不能确定该幼苗向光生长的原因　③当a侧生长素含量比b侧高时，能够确定该幼苗向光生长的原因　④当a侧生长素含量比b侧高时，不能确定该幼苗向光生长的原因
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
　实战训练　
14．下图是研究“植物向光性与生长素之间的关系”的实验，叙述正确的是（ ）
A．当探究植物向光性产生的内因时，应设置a和e对照
B．当探究植物向光性产生的外因时，应设置a和b对照
C．当探究胚芽鞘感受光刺激的部位时，应设置d和e对照
D．图中能向光弯曲生长的是d和e，停止生长的是b和f

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