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第1节 植物生长素
【问题探讨】
种子萌发后，根向地生长。如果将幼苗横过来，茎会弯曲向上生长，根则弯曲向下生长。
讨论:
1.茎和根的生长是受哪种因素调节的？
是由重力因素调节的。
根和茎很可能会继续横向生长，因为太空中几乎没有重力。
2.如果将该幼苗横放在太空中的“天宫二号”内，它的根、茎可能会怎样生长？为什么？
达尔文父子1、实验材料：生活现象金丝雀虉草单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫作胚芽鞘，它能保护生芽。种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。(19世纪末)达尔文胚芽鞘01生长素的发现2、实验过程及结果
01
生长素的发现
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
单侧光
自变量：
因变量：
结论：
有无尖端
是否弯曲，是否生长
弯曲生长与尖端有关
向光弯曲生长
不弯曲、不生长
2、实验过程及结果
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
自变量：
因变量：
结论：
受光部位
是否弯曲，是否生长
感受光刺激的部位是尖端
向光弯曲生长
直立生长
不弯曲
向光弯曲生长
01
生长素的发现
3、结论胚芽鞘受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成比生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。01生长素的发现达尔文父子生活现象(19世纪末)伸长区背光面向光面尖端【拓展】感光部位在尖端，那么伸长部位在哪里？
胚芽鞘生长并弯曲的部位是_________________
01
生长素的发现
尖端下面一段
（1913年）
结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
詹 森
01
生长素的发现
【思考】如果把该实验的琼脂片换成不能透过物质的云母片，其他条件不变，实验结果会是怎样的？
不弯曲、不生长
（1913年）
尖端产生的影响传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均呢？
思考
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
詹 森
01
生长素的发现
1.拜尔为什么要选择黑暗的环境？
2.没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？
排除光的影响，控制变量
尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
拜 尔
（1918年）
（1913年）
尖端产生的影响传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均呢？
思考
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
詹 森
01
生长素的发现
拜 尔
（1918年）
拜尔首次将实验放置于黑暗中进行，说明单侧光不是胚芽鞘弯曲生长的根本原因，而“影响”的分布不均匀才是根本原因；
达尔文的“影响”是什么？是类似电、磁等的刺激？还是某种化学物质？
琼脂片
云母片
鲍森·詹森的实验（单侧光）
拜尔的实验（黑暗）
上述实验初步表明：胚芽鞘产生的“影响”是一种化学物质
01
生长素的发现
（1926年）
（1913年）
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
詹 森
01
生长素的发现
拜 尔
（1918年）
温 特
证明达尔文的“影响”是某种化学物质而不是类似电、磁等的刺激？
胚芽鞘的弯曲生长确实是由顶端产生的化学物质引起的。
实验结论：
（1926年）
（1913年）
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
詹 森
01
生长素的发现
拜 尔
（1918年）
温 特
温特将其命名为生长素。
证明达尔文的“影响”是某种化学物质而不是类似电、磁等的刺激？
朝对侧弯曲生长
不生长、不弯曲
1931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，他们都属于生长素。
吲哚乙酸（IAA）
（1926年）
（1913年）
达尔文父子
生活现象
(19世纪末)
詹 森
01
生长素的发现
拜 尔
（1918年）
温 特
其他科学家
【总结】生长素的发现过程
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。
先后从尿液和高等植物中分离出与生长素作用相同的化学物质——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)。
单侧光如何引起尖端的生长素分布不均匀的？
假设：
1.单侧光使尖端的生长素分解了
2.单侧光使苗尖端的生长素转移了
某同学做了如图所示的实验设计，将经过图甲处理后的琼脂块分别放在切去尖端的相同幼苗切面上(见图乙)，一段时间后，观察幼苗的生长情况。
①若幼苗的长度关系为______________，说明单侧光使苗尖端的生长素转移了。
②若幼苗的长度关系为______________，说明单侧光将生长素分解了。
c＜a＝b＜d　
c＜a＝b＝d　
某研究性课题小组的同学设计了如下实验，以探究单侧光使苗尖端的生长素转移了，还是将生长素分解了。
某同学研究植物向光性的原因时，进行了如图所示的实验，你从实验中获得的结论是 __ _____。
理由是________________________
单侧光引起生长素从向光侧移向背光侧　
图乙向光侧的生长素若被光分解，则植物将弯向光源生长　
单侧光如何引起尖端的生长素分布不均匀的？
(1)外因:
(2)内因:
单侧光照射
生长素的分布不均匀
植物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。
【总结】植物向光性的原因
①
②
③
④
单侧光照射下
生长素的移动
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。
单侧光
向光侧抑制生长的物质多
背光侧抑制生长的物质少
向光侧生长慢
背光侧生长快
向光生长
【总结】植物向光性的原因
植物激素：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。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。011.植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？二者都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运输到作用部位发挥作用，且都具有微量、高效的特点。2.植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显不同
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
02生长素的合成、运输与分布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（IAA）2、生长素的运输
形态学上端
形态学下端
形态学上端
极性运输
非极性运输
横向运输
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，
只能从形态学上端到形态学下端
极性运输是一种主动运输
成熟组织中，通过输导组织进行非极性运输。
由于单侧光、重力等因素，发生在根尖、茎尖等细胞分裂特别旺盛的部位。
02
生长素的合成、运输与分布
单侧光
拓展：横向运输影响因素
注意：
① 单侧光、重力、离心力只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。
② 受到以上刺激时,生长素在尖端既进行横向运输，又进行极性运输。
重 力
02
生长素的合成、运输与分布
为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块含有生长素的琼脂，下端放一块不含生长素的琼脂（胚芽鞘形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。
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。
请完善该实验。
02
生长素的合成、运输与分布
探究——如何证明极性运输的存在？
对照组1
对照组2
02
生长素的合成、运输与分布
探究——如何证明极性运输的存在？
自变量：
因变量：
切去尖端的胚芽鞘方向
下端琼脂块中是否有生长素
√
方法拓展——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。
02
生长素的合成、运输与分布
3、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。
02
生长素的合成、运输与分布
类别 处理条件图解 结果
遮盖类
暗箱类
插片类
不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
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向左弯曲生长
②向右弯曲生长
③不生长不弯曲
④直立生长
⑤向右弯曲生长
类别 处理条件图解 结果
移植类
旋转类
①直立生长
②向左弯曲生长
③④中IAA含量：
a=b+c且b＞c
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
不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
1.生长素的作用方式
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。
基因表达
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。
03
生长素的生理作用
生长素受体
①细胞水平
促进细胞伸长
向光侧
背光侧
生长素
诱导细胞分化
②器官水平
影响器官的生长和发育
促进侧根和不定根的发生
影响花、叶和果实发育
03
生长素的生理作用
1.生长素的作用方式
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`
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
①曲线AB段表示:
②B点表示的生长素浓度是:
③BC段表示:
既不促进也不抑制
④C点表示的生长素浓度对根的生长作用是
⑤CD段表示:
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强
2.生长素的作用特点
03
生长素的生理作用
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`
F
⑥从图中的F、F`点你可以得出什么结论？
最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起促进作用效果相同。
⑦以上曲线说明了什么
生长素作用的两重性:
低浓度促进生长，高浓度抑制生长
⑧图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不生长还是减缓生长？
以不施加外源生长素时根的生长情况为对照。
抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。
具有两重性
2.生长素的作用特点
03
生长素的生理作用
如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析:
敏感性:
根 ＞芽 ＞茎
具有两重性
2.生长素的作用特点
03
生长素的生理作用
幼嫩细胞
衰老细胞
幼嫩细胞＞衰老细胞
敏感程度：应用：在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草具有两重性2.生长素的作用特点03生长素的生理作用双子叶植物＞单子叶植物①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
②原因：
顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽， 从而抑制侧芽的生长。
实例1：顶端优势
具有两重性
2.生长素的作用特点
03
生长素的生理作用
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概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
实例1：顶端优势
具有两重性
2.生长素的作用特点
03
生长素的生理作用
维持顶端优势:
可以达到增产。
如：材用树木
解除顶端优势:
可以达到增产，
调节植株形态。
如：年桔、龙眼、盆景
白松
（1）这些侧芽的生长素浓度从高到低依次是 ；这些侧芽发育成枝的顺序依次为 ；
原因是： 处产生的生长素，以___________方式运输，并积累于 处。
（2）如果剪去顶芽，则 芽将首先发育成枝条，原因是 。
此时 芽处的生长素浓度最高。
A> B > C > D
D、C、B、A
顶芽
侧芽
主动运输
A
A处生长素浓度降低，顶端优势被解除
B
（3）上述现象称_________，它体现了生长素作用的_________（特性）。这种特性是指 。
顶端优势
两重性
如右图所示的白杨树的主干上端，A、B、C、D分别为生长正常的侧芽，请分析：
低浓度促进生长，高浓度抑制生长
03
生长素的生理作用
该现象产生的原因又是什么呢？思考具有两重性2.生长素的作用特点03生长素的生理作用茎背地生长根向地生长
具有两重性
03
生长素的生理作用
2.生长素的作用特点
远地侧
近地侧
生长素的浓度：
生长素的作用：
（促进/抑制）
A B、C D
A B
C D
<
促进
促进
<
促进
抑制
（体现两重性）
【检测1】人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根和侧芽生长的影响，请回答下列问题:
(1)由图1得出的初步结论是: 甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是 、 。
促进生根
抑制生根
(2)由图1的结果 (填“能”或“不能”)判断0.5 μmol/L的激素类似物乙对生根的影响。为探究3 μmol/L的激素类似物甲和0.5 μmol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响,应设计 种培养基。
不能
4
甲、乙、甲+乙、空白
(3)已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则:
①X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有 作用;
②X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是 。
抑制
X>Y，X>Z，
Y与Z之间大小关系不确定
【检测2】
①该图有没有体现出生长素的两重性？
②若某植物幼苗已表现出向光性，且测得其
向光面的生长素浓度为m，则其背光面生长
素浓度范围是_______
③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M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为________
④除草剂灭草是使杂草的生长素浓度范围为_______
⑤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范围为_______
没有
(m, M)
(0, m)
大于i
大于i
比较浓度和作用效果
【检测3】下面是有关燕麦实验的示意图，图中所示燕麦胚芽鞘的某些部位纵向插入了云母片。请分析图中a至f的琼脂块中，生长素含量：
ac＝d
e＝f
【检测4】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(　　)
②⑤⑧
盆转
盒转
【检测5】将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内。从下图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置。此时，幼苗的生长情况是 (　　)
根水平生长，茎向光弯曲
【检测6】（2021·广东高三二模）某学校兴趣小组以豌豆完整植株为材料，研究生长素（IAA）浓度对侧芽生长的影响，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．I组与Ⅱ组对照，说明去顶可以解除顶端优势
B．I组与Ⅱ组对照，说明侧芽的生长受抑制是顶芽产生IAA影响的结果
C．Ⅲ组去顶后在切口涂抹的IAA浓度大于I组顶芽产生的IAA浓度
D．Ⅱ组与Ⅲ组对照，说明IAA在豌豆植株内的运输方向是只能从形态学上端到形态学下端
A
【检测7】（2021年广州一模）10．多叶棘豆具有一定的药用价值，但发芽时间长（约15天）且发芽率低。为了探究不同浓度的生长素溶液和浸种时间对种子萌发的影响，研究人员进行了相关实验。结果如图1所示。下列有关本实验的叙述，正确的是( )
A．对照组的种子萌发过程中没有受到植物激素的影响
B．浸种处理7h，不同浓度生长素溶液对种子萌发的影响，体现了生长素的两重性
C．浸种处理21h，生长素溶液促进种子萌发的最适浓度在5～20 mg·L-1范围内
D．在生长素溶液浓度低于10mg·L-1时，浸种处理21h比7h对萌发率的提升幅度都更大
C
【练习与应用】
一、×√×AA
二、1.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。
2.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。

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