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植物生长素
第五章 植物生命活动调节
单侧光
-弯向光源生长
设计实验
实验材料：胚芽鞘
：植物胚的组成部分之一。
它突破种子的皮后发育成叶和茎。
胚芽鞘
：禾本科植物胚芽外的锥形套状物，是植物的第一片叶子，可保护胚芽中更幼小的叶和生长锥。
胚芽
胚芽鞘模式图
尖端
尖端下部
单侧光
-弯向光源生长
设计实验
A 单侧光照
B 均匀光照
C 黑暗
结论：
在单侧光照射下，植物朝向光源生长
在单侧光照射下，植物朝向光源生长的现象
向光性：
向光性
在单侧光照射下，植物朝向光源生长的现象
向光性：
植物的向性运动
植物受到单一方向外界刺激而引起的定向运动
向地性
刺激—感应—响应—调节
生命活动调节的普遍模式：
？
意义？
适应环境
探究植物为何会向光生长
实验①
实验②
单侧光
去掉尖端
单侧光照条件下是否一定表现出向光性？
①②两组实验的自变量？
实验现象？结论？
植物的向光生长与胚芽鞘尖端有关。
达尔文-金丝雀虉草胚芽鞘
向光弯曲生长
不生长也不弯曲
探究植物为何会向光生长
实验①
实验②
单侧光
去掉尖端
实验③
实验④
向光弯曲生长
不生长也不弯曲
生长但不弯曲
向光弯曲生长
①③④的自变量？
实验现象？结论？
遮光部位不同
达尔文-金丝雀虉草胚芽鞘
锡箔罩
在尖端
锡箔罩在
尖端下部
探究植物为何会向光生长
实验①
实验②
单侧光
去掉尖端
实验③
实验④
向光弯曲生长
不生长也不弯曲
生长但不弯曲
向光弯曲生长
①③④的自变量？
实验现象？结论？
遮光部位不同
达尔文-金丝雀虉草胚芽鞘
锡箔罩
在尖端
锡箔罩在
尖端下部
结论：胚芽鞘尖端是感受单侧光刺激的部位。
胚芽鞘尖端具有感光作用，单侧光照射下胚芽鞘弯向光源生长。
胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
尖端下部——伸长区
实验材料：单侧光源、记号笔、尺、胚芽鞘
如何设计一个实验进行验证？
探究植物为何会向光生长
单侧光下，背光侧>向光侧
两侧生长不均匀
探究植物为何会向光生长
达尔文-金丝雀虉草胚芽鞘
达尔文的解读：
胚芽鞘尖端可能会产生某种“影响”，并从尖端向下传送，
在单侧光的照射下，导致下部伸长区背光侧比向光侧生长快，
使植物弯向光源生长。
1.尖端产生“影响”向下传送
2.为什么单侧光下胚芽鞘下部两侧生长不均匀
3.“影响”的本质
如何证明？
内因？
本质是什么？
如何证明？
探究植物为何会向光生长
达尔文→詹森
琼脂块
云母片
结论：
云母片：
绝缘、不透化学物质。
琼脂：
物质可以在其中扩散而性质不变。
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传送给尖端下部。
为什么尖端产生的影响传送给尖端下部后，会引起两侧生长不均匀？
探究植物为何会向光生长
达尔文→詹森→拜尔
自变量：
尖端放置的位置
为什么尖端产生的影响传送给尖端下部后，会引起两侧生长不均匀？
黑暗条件
黑暗条件
因变量：
尖端下部弯曲生长的方向
(使“影响”分布不均)
结论：
尖端产生的“影响”在其下部分分布不均匀造成胚芽鞘的弯曲生长。
排除光的影响，控制变量
顶端产生的“影响”可能是一种化学物质
探究植物为何会向光生长
达尔文→詹森→拜尔→温特
1.温特实验基于什么假设？
2.若假设成立，观察到什么现象？
3.怎样对实验加以完善？
空白对照
排除琼脂对向光生长的影响
结论：
胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质，这种化学物质在尖端下部分布不均，导致弯曲生长。
温特将其命名为生长素。
④
温特
探究植物为何会向光生长
尖端产生和生长有关的影响
尖端感应单侧光
去除胚芽鞘尖端、不同部位遮光
尖端下部生长不均匀，
背光侧比向光侧生长快
弯向光源生长
“影响”向下传送
插入琼脂片、云母片，观察运输是否被阻断
黑暗下，改变胚芽鞘尖端位置，
人为施加“影响”分布不均
“影响”分布不均匀
化学物质
把胚芽鞘尖端换成处理的琼脂块
实验思路
“影响”是化学物质
化学物质
分布不均匀的化学物质
向下运输
②
詹森
①
达尔文
③
拜尔
温特将化学物质命名为生长素
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，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。
特点：微量、高效、调节生命活动
植物在自然生长状态下体内生长素的含量很小，直至1946年科学家们才从高等植物中成功分离了生长素。
生长素
色氨酸
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。
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作为信息分子调节生命活动；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
植物激素：
植物激素
1.在胚芽鞘实验中，产生生长素的部位是 。感受光刺激的部位是 。
2.伸长生长部位在 。
3.胚芽鞘向光生长的外因是 ；
内因是 。
4.生长素的化学本质是 　。
胚芽鞘的尖端
尖端下部
生长素在尖端下部分布不均匀
吲哚乙酸
胚芽鞘的尖端
单侧光
小结
1.胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素(　　)
2.具感光作用的是胚芽鞘尖端，弯曲的部位是伸长区(　　)
3.生长素能通过琼脂块，但不能通过云母片(　　)
×
√
√
均匀分布
背光侧分布多于向光侧
提出假设？
假设1.单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。
假设2.单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。
为什么单侧光导致生长素分布不均匀？
/黑暗
若假设1正确，则四个琼脂块中生长素的含量关系为：
若假设2正确，则四个琼脂块中生长素的含量关系为：
为什么单侧光导致生长素分布不均匀？
假设1.单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。
假设2.单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。
c>a＝b>d
c＝a＝b>d
a+b=c+d说明什么？
为什么单侧光导致生长素分布不均匀？
假设1.单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移。
c=d
生长素在什么部位发生横向转移？
(云母片)
c>d
结论：受到单侧光照射后,尖端的生长素可由　 　 侧向　 　侧转移
向光
背光
原因目前还有争议
对燕麦胚芽鞘做如下图所示的处理，都从右侧用单侧光照射，试判断下列胚芽鞘的生长状况：
经胚芽鞘培养的琼脂块
空白琼脂块
云母片
锡箔
⑧
②
③
④
⑤
⑥
⑦
向左
弯曲
向光
弯曲
不生长
向光
弯曲
直立
生长
直立
生长
向左
弯曲
①
直立
生长
练习
1.生长-有无生长素
2.弯曲方向-生长素分布
练习
1.生长-有无生长素
2.弯曲方向-生长素分布
a、b、c琼脂块中的生长素含量是什么关系？
直立
生长
向左
弯曲
直立
生长
向右弯曲
向光弯曲
向光弯曲
a＞b＞c。
练习
1.生长-有无生长素
2.弯曲方向-生长素分布
直立
生长
向光弯曲
向小孔弯曲生长
向转盘中心弯曲生长
3.分布部位：
多集中在生长旺盛的部分，
如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、发育中的果实和种子。
生长素的合成、分布
1.合成原料：
色氨酸
2.合成部位：
主要是幼芽、嫩叶和发育中的种子
生长素的运输
形态学上端
形态学下端
形态学上端
IAA合成部位
IAA合成部位
运输至作用部位
极性运输：
非极性运输：
横向运输：
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，只能从形态学上端运到形态学下端
成熟组织中，通过韧皮部进行非极性运输。
由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。
在形态学上，分生迅速，向上或者向下延伸的是上端；
分生缓慢的是下端。
生长素的运输
如何证明生长素的极性运输？
可以从形态学上端运输到形态学下端
只能从形态学上端运输到形态学下端
运输方式：
主动运输
作用:
1.在细胞水平上:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。
2.在器官水平上: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。
生长素的生理作用
细胞
器官
生长素
伸长、分化
生长发育
受体
基因表达
作用机理：
生长素作为一种激素，不直接参与细胞代谢，而是通过信息传递来调节细胞生命活动的。
生长素的生理作用
细胞
器官
生长素
伸长、分化
生长发育
受体
基因表达
作用机理：
生长素作为一种激素，不直接参与细胞代谢，而是通过信息传递来调节细胞生命活动的。
人工条件下，利用生长素（或生长素类似物）：
促进扦插枝条生根；
使未受精的番茄花发育，得到无子番茄；
抑制杂草生长，去除田间杂草。
研究人员对豌豆进行保留顶芽或去除顶芽的处理，一段时间后，观察侧芽的生长状况。
1.在正常植株的顶芽与近顶芽的侧芽中，生长素积累较多的是哪里？
生长素的生理作用
保留顶芽
去除顶芽
去除顶芽
外施生长素
组别 侧芽增加的长度(mm)
1.保留顶芽 3.4±0.5
2.去除顶芽 16.0±2.7
3.去除顶芽，外施生长素 1.8±0.6
2.结论：
低
高
高
低浓度促进生长，高浓度抑制生长
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
AC段，不包括C点
B点
生长素浓度升高，对根生长的促进作用减弱
①促进生长的范围：
②抑制生长的范围：
⑤BC段表示：
既不促进也不抑制
③C点表示的生长素浓度对根的生长作用是：
1．不同浓度的生长素对同一器官（根）的影响
生长素的生理作用
④最适浓度：
大于C点
AC段表示？
CD段表示？
1．不同浓度的生长素对同一器官（根）的影响
生长素的生理作用
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以上曲线说明生长素的作用特点是
低浓度促进生长、高浓度抑制生长
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
2．不同植物器官对生长素的敏感程度
茎
芽
①促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？
根 ＞芽 ＞茎
10-10 10-8 10-4
生长素的生理作用
②三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
敏感性一般看最适浓度，
最适浓度越小越敏感
③10-6mol/L对根、芽、茎的生长作用是？
④想要发芽，不生根，生长素浓度？
____子叶植物比____子叶植物敏感,利用浓度在____________间的生长素，可除去____子叶植物中的____子叶杂草。
双
单
单
双
BD(C最好)
3.不同种类的植物对生长素的敏感程度
影响生长素作用效果的因素
（1）浓度
（2）不同器官敏感度不同
（3）植物的种类
（4）细胞成熟情况
A B C D
生长素的生理作用
生长素的生理作用
植物顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。
顶端优势：
形成原因：
摘除顶芽
解除方法：
棉花打顶、果树剪枝
应用：
顶芽：生长素浓度 ， 生长
侧芽：生长素浓度 ， 生长
生长素运输方向
低
促进
高
抑制
A
B
实例分析
茎的背地性、根的向地性
重力→横向运输→近地侧生长素浓度高(B、D)
B
C
D
A
1.A和B、C和D生长素浓度？生长速度？
3.四个点中生长素起抑制作用的？
4.哪个现象体现两重性？
茎对生长素敏感性差→B促进→茎背地生长
根对生长素敏感性强→D抑制→根向地生长
D
生长缓慢
生长缓慢
生长迅速
生长迅速
生长素的生理作用
实例分析
2.茎的背地性、根的向地性出现的原因？
重力引起横向运输，
根和茎对生长素敏感度不同
根的向地性
下图表示同一器官在不同生长素浓度下的作用。
回答下列问题：
(1)若曲线表示生长素浓度与植物幼苗的关系，其出现向光性时，测得其向光侧生长素浓度为m，则其背光侧生长素浓度范围是？
(2)若曲线表示生长素浓度与植物的芽的关系，在顶端优势中，测得顶芽生长素浓度为m，则侧芽的生长素浓度范围是？
大于m小于M
大于i
生长素的生理作用
(3)若曲线表示植物的茎，在植物水平放置，表现出茎的背地性时，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是？
(4)若曲线表示植物的根，在植物水平放置，表现出根的向地性时，测得其根的远地侧生长素浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是？
大于0小于m
大于i
生长素的生理作用
下图表示同一器官在不同生长素浓度下的作用。
回答下列问题：

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