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第五章 第1节
问题探讨
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物
1.图中植株的生长方向有什么特点？
弯向窗外生长
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物
问题探讨
2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？植株对这种刺激的反应有什么适应的意义？
是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物
问题探讨
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？
植物的弯曲生长发生在幼嫩部位
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
植物的向光性是如何产生的呢？
生长素的发现过程
生长素的发现过程
生长素的发现过程
生长素的发现过程
生长素的发现过程
生长素的发现过程
生长素的发现过程
生长素的发现过程
The discovery process of auxin
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
1880年
金丝雀虉的胚芽鞘
金丝雀虉
单子叶禾本科植物
胚芽鞘分为尖端和尖端下部，包在胚芽外面，连同胚芽一起出土，保护胚芽出土时不受损伤。
胚芽鞘
胚芽鞘
第一片叶
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
完整胚芽鞘
去顶胚芽鞘
顶上加不透明帽
不透明帽包住基部
①
②
③
④
达尔文向光性实验过程示意图
实验①②对比，自变量是_________说明__________
__________________。
有无尖端
曲生长与尖端有关
胚芽鞘的弯
实验①③④对比，自变量是_ ___________,可以得出的结论_______________________
光照射部位
尖端是感受光刺激的部位
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
完整胚鞘
去顶胚芽鞘
顶上加不透明帽
不透明帽包住基部
①
②
③
④
达尔文向光性实验过程示意图
根据实验结果分析，胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
尖端下部的伸长区
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
胚芽鞘的_____受到单侧光的刺激后，向下面的_______传递了某种刺激，造成_______背光面比向光面生长___，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
尖端
快
伸长区
伸长区
这种“影响”是什么？
是类似电、磁等物理刺激？
还是某种化学物质？
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
琼脂片
该实验能得出什么结论？
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
这种“影响”为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
实验过程与分析
黑暗条件
黑暗条件
该实验的自变量是什么？
尖端放置的位置
该实验的因变量是什么？
尖端下部弯曲生长的方向
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
黑暗条件
黑暗条件
分析实验结果，可以得出什么结论？
尖端产生的影响在尖端下部分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
黑暗条件
黑暗条件
拜尔为什么要选择黑暗的环境？
排除光照的影响
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部___________造成的
分布不均匀
詹森和拜尔的实验初步证明
尖端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。
这种“影响”到底是不是一种化学物质呢？
如何证明？
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
实验组
对照组
温特实验的自变量是什么？
胚芽鞘尖端是否接触过琼脂块
温特实验为何要设置对照组，其作用是什么？
对照组的作用是排除琼脂块本身对实验结果的干扰，更有力地证明导致胚芽鞘弯曲生长的是尖端产生的化学物质
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
胚芽鞘的弯曲生长确实是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。
达尔文实验
鲍森·詹森实验
拜尔实验
温特实验
化学本质
1934，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）
植物向光性的解释
植物向光性的解释
植物向光性的解释
植物向光性的解释
植物向光性的解释
植物向光性的解释
植物向光性的解释
植物向光性的解释
Explanation of plant phototropism
单侧光是如何导致生长素背光侧分布多？
生长素的发现使人们认识到，植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
假说一：向光侧生长素被光分解
假说二：向光侧生长素运输到背光侧
你能提出哪些假说？
哪个假说是正确的？
实验证据
认真观察、分析实验，思考该实验可以得出什么结论？
该实验证明生长素并未因为光照而分解，即排除了假说一。
实验证据
如何进一步设计实验，研究单侧光会使生长素从向光侧运输到背光侧呢？
C组和D组实验结果的对照，结合A组和B组实验结果，可以得出什么结论？
在单侧光的作用下，生长素从向光侧运输到了背光侧，导致背光侧生长素含量高于向光侧。
设置C组和D组实验
Explanation of phototropism
在单侧光照射下，胚芽鞘尖端产生的生长素从向光侧运输（横向运输）到背光侧，导致尖端下部背光侧的生长素含量多于向光侧，引起两侧生长不均匀，从而造成向光弯曲。
外因
单侧光照射
内因
生长素分布不均匀
五个部位
生长素产生部位
尖端
感受光刺激部位
尖端
注：有无光照均能产生生长素
发生转移的部位
尖端
生长素作用部位
尖端下部
弯曲生长部位
尖端下部
下图是用不透水的云母片以不同方式分别插入四株燕麦幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分别从不同方向给以光照。
请分析：培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况？
不生长不弯曲
直立生长
向右弯曲生长
向右弯曲生长
Problem solving guidance
该类型的题所要明确的知识归纳如下：
生长素是否分布均匀
有无尖端
胚芽鞘长不长
①
胚芽鞘弯不弯
②
【课堂训练】下图表示燕麦胚芽鞘进行的向光性实验
直立生长
①
②
③
④
⑤
⑥
向右弯曲
向右弯曲
向右弯曲
直立生长
向右弯曲
⑦
⑧
直立生长
向右弯曲
【课堂训练】下图表示燕麦胚芽鞘进行的向光性实验
直立生长
向光弯曲生长
【课堂训练】下图表示燕麦胚芽鞘进行的向光性实验
9
10
11
向小孔弯曲生长
植物激素
植物激素
植物激素
植物激素
植物激素
植物激素
植物激素
植物激素
Phytohormone
发现生长素之后，科学家又陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物激素
对比
植物激素
动物激素
分泌器官
作用部位
运输方式
无特定的分泌器官
有特定的内分泌腺
无明显靶器官
靶器官、靶细胞
横向运输、极性运输、非极性运输
体液运输
相同点
①都是调节生命活动的信息分子
化学本质
有机小分子
蛋白质、类固醇、氨基酸衍生物等
contrast
Secretory organ
Chemical essence
Action site
type of shipping
Similaritiest
②都从产生部位运输到作用部位发挥作用
③都具有微量、高效的特点
除了向光性外
植物还具有
茎背地生长
根向地生长
的特性
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。
Synthesis of auxin
转变
色氨酸
吲哚乙酸
（1）主要合成部位
Main synthetic parts
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
（2）初始原料
Starting materials
色氨酸
色氨酸经过一系列反应可转变成生长素
Auxin transport
（1）极性运输
Polar transport
发生部位
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
运输方向
只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向的运输，称为极性运输
是否耗能
需要消耗能量
运输方式
主动运输（不受光照、重力影响）
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
Auxin transport
（1）极性运输
Polar transport
讨论
1、这个实验的设计是否严密？为什么？能不能得出结论（2）？应该如何改进实验方案？
不严密，没有考虑胚芽鞘倒过来放置时的情况（缺乏对照）。
为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。实验内容见教材P95“思维训练”。
根据实验设计及结果，此人得出以下结论：
（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。
实验前
实验后
上
下
上
下
下
上
下
上
实验前
实验后
Auxin transport
（2）非极性运输
Non polar transport
发生部位
成熟组织
运输通道
输导组织
形成层
木质部
韧皮部
广泛分布
植物体各器官中都有分布
相对集中
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
生长素的生理作用
生长素的生理作用
生长素的生理作用
生长素的生理作用
生长素的生理作用
生长素的生理作用
生长素的生理作用
生长素的生理作用
Physiological functions of auxin
Mode of action
传达信息
生长素不起催化作用，不为细胞提供能量，而是给细胞传达信息，起调节作用。
生长素是如何发挥调节作用的
Mechanism of action
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
生长素通过引发细胞内一系列信号转导过程，诱导特定基因的表达，而产生效应
细胞水平
器官水平
起着促进细胞伸长生长
诱导细胞分化等作用；
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
生长素只有促进作用吗？
Physiological action characteristics
促进生长
抑制生长
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
浓度/mol·L
1.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？
不同生长素浓度，对于同一器官所起的作用不同。在一定浓度范围内促进生长，超过这一范围则抑制生长。
A
B
C
D
下图表示不同浓度生长素对植物某器官的作用结果
生长素在低浓度时促进生长，在高浓度时抑制生长
1
结论
Physiological action characteristics
促进生长
抑制生长
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
浓度/mol·L
AB段表示：
随生长素浓度的增大,对植物生长的促进作用增强。
BC段表示：
随着生长素浓度的增大，对植物生长的促进作用减弱，仍是促进作用。
CD段表示：
随着生长素浓度的增大，对植物生长产生抑制作用并逐渐加强。
A
B
C
D
下图表示不同浓度生长素对植物某器官的作用结果
C点表示：
对生长无影响，既不促进也不抑制
B点表示：
促进植物生长的最适浓度
Physiological action characteristics
促进生长
抑制生长
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
浓度/mol·L
根
芽
茎
下图表示不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果
1.生长素浓度为10－6mol.L-1 时 ，生长素对根、芽、茎的作用分别是怎样的？
对根是抑制作用
对芽既不促进也不抑制
对茎是促进作用
2
结论
不同植物器官对生长素的敏感性不同
根 ＞芽 ＞茎
Physiological action characteristics
下图表示不同浓度生长素对不同植物的作用结果
1.b点对应的生长素浓度对不同植物影响相同吗？
不同
对单子叶植物而言是促进生长
对双子叶植物而言是抑制生长
不同植物对生长素的敏感度不同
结论
双子叶 ＞单子叶
3
Physiological action characteristics
下图表示不同浓度生长素对不同植物的作用结果
1.b点对应的生长素浓度对不同植物影响相同吗？
不同
对单子叶植物而言是促进生长
对双子叶植物而言是抑制生长
在农业生产中可以用适宜浓度的生长素或生长素类似物清除单子叶农作物中的双子叶杂草
Physiological action characteristics
下图表示不同浓度生长素对不同成熟度器官的作用结果
成熟部分和幼嫩部分对生长素的敏感度不同
结论
幼嫩 ＞衰老
幼根
老根
4
Top advantage
生长素作用特点的体现
什么是顶端优势
植物顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。
Top advantage
生长素作用特点的体现
顶端优势的原理
顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
浓度高
较敏感
Top advantage
生长素作用特点的体现
顶端优势的应用
顶端优势的应用
摘除顶端
林木修剪
烟草打顶
棉花摘心
林业生产
解除顶端优势
（摘除顶端）
树木修剪——改善树型
烟草打顶——增加产量
保护顶端优势
林业生产——木材质量
棉花摘心——增加产量
重力
根
茎
近地侧
远地侧
近地侧
远地侧
高浓度抑制
低浓度促进
敏感
不敏感
促进作用强
促进作用弱
6 根向地性 茎背地性
根部 茎部
生长素含量
生长速度
近地侧>背地侧
近地侧>背地侧
近地侧<背地侧
近地侧>背地侧
(1)生长素不直接参与细胞代谢，但可以给细胞传达一种调节代谢的信息(　　)
(2)生长素能诱导细胞的分化(　　)
(3)生长素的作用效果受植物的种类、器官种类和生长素浓度等因素影响(　　)
(4)顶芽产生的生长素通过自由扩散的方式运输到侧芽部位(　　)
(5)单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀（ ）
(6)生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量（ ）
(7)生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用。（ ）
【课堂训练1】判断正误
√
×
√
√
×
√
×
【课堂训练2】下图中曲线C表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系，如果将同样浓度的生长素施用于侧芽，能反映侧芽生长状况的曲线是（ ）
A
生长反应
生长素相对浓度
C
A
B
D
【课堂训练3】如图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响，据图分析，能得出的结论是 （ ）
A.a、b、c点对应的生长素浓度依次是促进根、茎、芽生长的最适浓度
B.d点对应的生长素浓度对茎的生长具有促进作用，对芽的生长具有抑制作用
C.生长素对三种器官的作用都是浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长
D.幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老的细胞对生长素比较迟钝
C
【课堂训练4】根据右图填空：
（1）若某植物幼苗已经表现出向光性，且测得其向光侧的生长素浓度为f，则其背光侧的生长素浓度范围是
（2）若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为2f，则茎的远地侧生长素浓度范围应为
（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是图中曲线的
大于f小于2f
大于0小于f
大于h
【课堂训练5】在居室内养花，花盆往往要放在窗口附近有阳光处，有的书上建议每星期将花盆旋转1/4 圈。这个建议有什么科学道理？
可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。
【课堂训练6】在我国宋代著作《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。
练习与应用
(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(PPA)和吲哚丁酸(IBA)，它们都属于生长素(　　)
1、判断正误
×
×
×
×
×
√
练习与应用
2、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
D

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