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(共49张PPT)
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
（第二课时）
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
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
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）
进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)
温故知新—生长素的发现过程
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。”
情景材料一
问题1: 请同学们运用上一节课我们所学过的知识，小组合作分析其中的科学道理？
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。
我是生长素
我从哪里来？
我要到哪里去？
我要怎么去？
一、生长素的合成、运输与分布
合作探究一：请同学们自主阅读课本P93关于生长素的合成、运输与分布的内容，小组合作为生长素解决以下问题：
一、生长素的合成、运输与分布
植物生长素(视频)
一、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
我从哪里来？
(1)生长素主要的合成部位：
芽
幼嫩的叶
发育中的种子
植物没有专门的内分泌腺器官
一、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
我从哪里来？
(2)生长素由 经过一系列反应转变而来。
色氨酸
转变
色氨酸
吲哚乙酸
该过程不需要光，有无光均产生。
植物全身
我要怎么去？
地上部分
地下部分
形态学上端
形态学下端
形态学上端
(1)极性运输：
在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，生长素只能从形态学上端到形态学下端，是一种主动运输。
一、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
问题2: 在植物组织中生长素的运输方式只有极性运输吗？
幼嫩部位
(2)非极性运输：
成熟组织
通过___________进行且与其他有机物的运输_______区别。
输导组织
没有
　实战训练　
1．化学渗透假说解释生长素的极性运输：由于细胞膜上质子泵（运输H﹢）使得细胞质中H﹢浓度低于细胞壁；生长素在细胞内以负离子形态IAA﹣（A形态）存在，并且在细胞内浓度较高，跨膜运输需要借助膜蛋白N；生长素在细胞壁中部分以分子状态IAAH（B形态）存在，其亲脂性很强。下列有关叙述错误的是（ ）
A．膜蛋白N位于图中细胞膜的1、4侧
B．生长素通过细胞膜1的形态为A形态，方式为协助扩散
C．生长素以B形态通过细胞膜3的方式为自由扩散
D．质子泵磷酸化导致其空间结构发生变化将H﹢运到细胞内
一、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
问题3: 同学，你是否想过生长素为什么进行极性运输吗？小组合作思考极性运输的机理。
问题4: 关于生长素的极性运输的观点你有过质疑吗？请设计实验打消你的质疑呢？
评价实验设计和结论
思维训练
一、生长素的合成、运输与分布
问题4: 关于生长素的极性运输的观点你有过质疑吗？请设计实验打消你的质疑呢？
空白琼脂块(a)
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘弯曲生长
问题5: 如何检测下端琼脂块是否含有生长素？
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。
2.生长素的运输
这个实验的设计是否严密？
2
4
1
合作探究二：通过以上实验的设计，请小组合作思考以下问题。
从实验结果到实验结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
一、生长素的合成、运输与分布
评价实验设计和结论
思维训练
一、生长素的合成、运输与分布
空白琼脂块(a)
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘弯曲生长
2.生长素的运输
实验改进
实验前
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
空白琼脂块(a)
实验后
胚芽鞘既不弯曲也不生长
拓展延伸——激素含量的研究方法
根据植物激素作用于植株或离体器官后所产生的生理反应的强度推算植物激素含量。
01
极性运输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。
极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载体蛋白。
02
极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响。
03
生长素的横向运输只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位，且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时，不发生生长素的横向运输。
04
失重状态下，由于没有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的，植物会水平生长。
一、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
关于生长素运输的几点注意事项
一、生长素的合成、运输与分布
发生部位
运输方向
影响因素
跨膜方式
运输
主动运输
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
从形态学上端运输到形态学下端
遗传因素决定
在成熟组织中通过输导组织进行
单侧光、重力等单一方向刺激
根尖、芽尖等生长素产生部位
向光侧→背光侧；远地侧→近地侧
发生部位
运输方向
影响因素
极性运输
非极性运输
横向运输
A.c组尖端能合成生长素，d组尖端不能
B.a′组尖端能合成生长素，b′组尖端不能
C.c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能
D.a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b′组尖端的生长素不能
　实战训练　
2.取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组。分别将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射时，发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘不弯曲，也不生长，其原因是( )
　实战训练　
3.下列有关生长素运输的叙述，错误的是( )
A.在胚芽鞘尖端，生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，而不能
反过来运输
B.缺氧时，根尖的生长素运输不会受到影响
C.极性运输需要细胞膜上的载体蛋白协助
D.在成熟组织，生长素可以通过输导组织进行非极性运输
问题6: 生长素分布在哪些植物器官中呢？
一、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：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）
问题7: 生长素如何发挥作用？作用机理是什么？
二、生长素的生理作用
1.生长素的作用方式
给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
基因表达
2.生长素的作用机理
生长素
生长素受体
特异性结合
细胞内一系列信号转导
诱导
特定基因表达
产生
效应
生长素
激素受体
三磷酸肌醇
添加细胞壁成分
内质网
Ca2+
激活
液泡
H+
使细胞壁松散
转录
转录因子
促细胞生长蛋白
翻译
高尔基体
（1）细胞水平
起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；
（2）器官水平
影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。
细胞
器官
生长素
伸长、分化
生长、发育
受体
基因表达
二、生长素的生理作用
2.生长素的作用机理
问题8: 生长素的作用都是“促进”吗？
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
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
根
F
E
生长素浓度升高，对根生长的促进作用加强。
(1)AB段表示:
促进根生长的最适浓度。
(2)B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。
(3)BC段表示：
(4)C点表示:
既不促进也不抑制。
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
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
根
F
E
(5)CD段表示：
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。
问题9: 据图分析能否找到两个生长素浓度不同，但对根的促进效果相同的浓度点
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，如（E、F）。
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
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
根
F
E
(5)CD段表示：
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。
问题10: 以上曲线说明了生长素的什么特性
生长素作用的两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长
问题11: 不同浓度生长素对植物芽和茎也会有如根一样的作用结果吗？
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
如图为不同浓度生长素对植物根、芽、茎的作用结果，据图分析：
问题12: 从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？
10-10 10-8 10-4
问题13: 三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
根> 芽> 茎
敏感度：幼嫩的细胞>成熟的细胞
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例1：除草剂
双子叶植物＞单子叶植物
在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草
除草剂2，4-D
敏感程度：
应用：
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2：顶端优势
顶端优势(视频)
2
1
3
4
保留顶芽
去掉顶芽
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2：顶端优势
(1)概念
植物的______优先生长，而______生长受到抑制的现象。
顶芽
侧芽
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2：顶端优势
(2)原因
顶芽
低
促进
侧芽
高
抑制
越靠近顶芽的侧芽生长素浓度越高，受到的抑制程度越大。
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2：顶端优势
(3)解除顶端优势:
去掉顶芽
棉花和烟草的摘心可以增产
棉花去顶芽 烟草去顶芽
园艺、果树修剪
调节植株形态
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2：顶端优势
(4)顶端优势运用:
保留顶端优势：需要长高的植物（如木材）
可以达到增产
　实战训练　
4.如图1为某植株的模式图，①②③④为枝条上的四个芽；图2表示不同浓度生长素对芽的作用。下列叙述正确的是（ ）
A.图2中d点对应浓度的生长素可能会抑制根的生长
B.图1中②处生长素浓度小于④处，因而生长缓慢
C.图1中①②处生长素浓度分别对应图2中的b、c两点
D.图2中若b点代表背光侧，则c点可能代表向光侧
　实战训练　
5．在四个暗箱中培养蚕豆幼苗，暗箱的开孔和光线射人情况如图1所示；不同浓度生长素与植物生长的关系如图2所示。下列说法错误的是（　　）
A．选择①③进行实验，可探究蚕豆茎的生长方向与重力的关系
B．选择①②进行实验，可比较重力和单侧光对蚕豆茎生长方向影响的大小
C．③中幼苗出现顶端优势现象时，若顶芽生长素浓度为g，则侧芽生长素浓度大于cD．④中幼苗出现向光弯曲生长时，若伸长区背光侧生长素浓度为2m，则向光侧生长素浓度为m -2m
拓展延伸——利用所学知识，解释根的向地性和茎的背地性。
原因：
由于重力的影响，茎的近地侧生长素含量比背地侧多，导致近地侧生长速度快于背地侧
原因：由于重力的影响，根的背地侧生长素含量比向光侧多，由于根对生长素浓度比较敏感，低浓度促进生长，高浓度抑制生长，导致背地侧生长速度快于近地侧
茎部：
A和B处的生长素浓度： ；
生长速度： 。
根部：
C和D处的生长素浓度： ；
生长速度： 。
B＞A
B＞A
D＞C
C＞D
　实战训练　
6.如图表示植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系，下列叙述正确的是（ ）
A.在单侧光作用下，若胚芽鞘生长素浓度向光侧为c点对应生长素浓度，则背光侧为d点对应生长素浓度
B.将植物体水平放置，若茎部近地侧生长素浓度为a点对应生长素浓度，
则远地侧为b点对应生长素浓度
C.将植物体水平放置，若根部近地侧生长素浓度为c点对应生长素浓度，
则远地侧为d点对应生长素浓度
D.若曲线Ⅰ表示生长素对植物芽的作用，则曲线Ⅱ表示对根的作用
现 象 是否体现两重性 生长素的作用
顶端优势
根的向重力性
茎的背重力性
植物的向光性
是
是
否
否
顶芽，低：促进
侧芽，高：抑制
远地端，低：促进
近地端，高：抑制
背光侧：高，促进强
向光侧：低，促进弱
近地端：高，促进强
远地端：低，促进弱
三、生长素的生理作用
拓展延伸——不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲的状况分析
类别 图解条件 相关结果
遮盖类
暗箱类
插入类
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
①向右侧弯曲生长；
②直立生长；
③向光弯曲生长；
④向光弯曲生长
拓展延伸——不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲的状况分析
类别 图解条件 相关结果
移植类
旋转类
①直立生长；
②向左侧弯曲生长；
③④中IAA的含量a＝b＋c，b＞c
①直立生长；
②向光弯曲生长；
③向小孔弯曲生长；
④茎向心生长，根离心生长
【注意】琼脂块只起传送作用，不影响生长素的运输。而云母片、玻璃片会阻碍生长素的运输。
　实战训练　
7.用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如图所示实验，且②～⑦均给予单侧光照，一段时间后，会发生弯曲的是(　　)
A.②⑤⑦　　B.①②③⑤⑧ C.①③④⑥⑦ D.②⑤⑧
　实战训练　
8．科研人员以胚芽鞘和琼脂块为材料进行下图实验，图中角度是指将实验中尖端处理过的琼脂块放置于去掉尖端的胚芽鞘一侧，测得的胚芽鞘自身弯曲角度。下列相关分析错误的是（　　）
A．琼脂块中生长素的含量是图示实验的因变量
B．生长素以扩散的方式从胚芽鞘尖端进入琼脂块中
C．由实验结果可知，单侧光照射不影响生长素的产生量
D．单侧光使胚芽鞘尖端的生长素进行横向运输
　实战训练　
9．“苗长高二尺之上，打去‘冲天心’；旁条长尺半，亦打去心。叶叶不空，开花结实”，这是元代农书《农桑辑要》中记载的提高棉花产量的一项技术。该项操作通过去除植株顶端优势，塑造株型，改善种植通风透光条件，合理分配营养，多结铃、结大铃。去除顶端优势、调节营养物质分配都与生长素有关。下列相关叙述错误的是（ ）
A．棉花植株顶芽细胞中，存在合成生长素的代谢途径
B．打去“冲天心”，利于“旁条”合成生长素，促进“旁条”生长
C．适宜浓度的生长素能促进营养物质向棉铃运输，促进棉铃生长
D．生长素调节植物生长是通过调节相关基因的表达来实现的
　实战训练　
10．下图所示，图甲是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧，胚芽鞘弯曲的情况（弯曲角度用 A表示）；图乙是生长素对胚芽鞘生长的作用示意图。由此判断，下列说法错误的是（ ）
A．图甲实验可用于证明生长素的作用具有两重性
B．琼脂块中生长素浓度为b时，A具有最小值
C．琼脂块中生长素浓度不同，但可能形成相同的A
D．琼脂块中生长素浓度为d时，胚芽鞘不能向左侧弯曲
　实战训练　
11．水稻叶片表皮毛起源于表皮细胞，由多个细胞纵向排列组成，具有抵抗环境中生物胁迫和非生物胁迫的功能。用三碘苯甲酸（生长素合成抑制剂）处理水稻幼苗的叶片，检测到叶片表皮毛细胞细胞膜上的生长素运输蛋白（PIN）明显减少，且表皮毛的长度也变短了。下列分析错误的是（ ）
A．生长素从形态学上端向形态学下端的极性运输过程会消耗能量
B．三碘苯甲酸可能通过PIN来影响生长素的极性运输
C．实验中叶片表皮毛长度变短的原因是细胞中生长素浓度过高
D．三碘苯甲酸可能会抑制叶片表皮毛细胞中PIN基因的表达
　实战训练　
12．生长素是一种对植物生长发育有显著影响的植物激素。下列关于生长素的叙述，正确的是（ ）
A．在顶端优势现象中，离顶芽越远的侧芽其发育受到的抑制程度越大B．生长素是由植物体内特定的腺体合成的
C．单侧光会刺激燕麦胚芽鞘尖端产生生长素
D．某浓度的生长素对同一植物芽和茎的促进生长作用可能相同
A．顶端弯钩的形成体现了生长素作用具有两重性
B．顶端弯钩的形成过程中生长素发生了极性运输和横向运输
C．顶端弯钩的内侧中生长素可能促进了乙烯的合成，而乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用D．出土后，顶端弯钩外侧的生长素浓度高于内侧，生长速率大于内侧
　实战训练　
13．双子叶植物在破土前，子叶和顶端分生组织及一部分下胚轴组织向下弯曲，形成弯钩状结构，由弯钩处的下胚轴优先接触土壤，这个局部特化的组织称为“顶端弯钩”（如下图）。研究发现，生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧，并且多种植物激素参与弯钩的形成。当双子叶植物出土后，生长素的分布发生改变，导致弯钩打开。下列叙述错误的是（ ）
　实战训练　
14．生长素是调节植物生命活动的重要激素。某同学提出“适宜浓度的生长素通过促进细胞分泌H+，进而促进细胞伸长”，为探究该结论是否正确，该同学利用10-5mol/L生长素溶液、pH为5．0的缓冲液、蒸馏水、酸度计等设计并展开了实验，下列关于该实验的说法，错误的是（　　）
A．实验应选择生长状况一致带有尖端的胚芽鞘作为材料
B．实验需要设置蒸馏水、10-5mol/L的生长素溶液及pH=5．0缓冲液培养组
C．该实验需要进行重复实验以避免实验偶然性
D．生长素和缓冲液组胚芽鞘长度及H+浓度均高于蒸馏水组时支持该同学结论
　实战训练　
15．吸烟有害健康，烟卷是由烟草的叶片经过烘烤、切丝、卷接、包装等步骤制作而成的，烘烤温度一般在37-48℃，时间一般为5-6天。绿色烟叶经过烤制会变成黄色，下列相关叙述错误的是（ ）
A．烘烤时烟叶变黄的原因是叶绿素的降解速率远大于类胡萝卜素
B．在烘烤的过程中，烟叶细胞丢失的水分只有自由水
C．烟草种植时要保持合理的行间距，有利于烟草进行光合作用
D．烟草植株在生长期进行打顶处理，可以提高产量

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