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(共53张PPT)
5.1 植物生长素
1. 图中植株的生长方向有什么特点？
弯向光源生长
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？
单侧光；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。
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
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
植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动
向性运动的概念：
举例：
根的向水性生长
根的向肥性生长
植物的生命活动会受到哪些因素影响？
一
生长素的发现过程
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
1831—1836 年，达尔文以博物学家的身份参加英国军舰“贝格尔号”的环球科学考察。在旅途中，他养了几只鸟，又在船舱中种植了一些喂鸟用的金丝雀虉草。船舱很暗，只有舷窗能透进阳光。达尔文当时就注意到，植物的幼苗都向舷窗的方向弯曲生长。为了弄清引起植物向光生长的原因，达尔文等许多科学家先后进行了数十年的科学研究。
完成了生物进化研究之后，1875年，达尔文和他的儿子弗朗西斯·达尔文（F. Darwin）一起，用金丝雀虉草为材料研究植物的向光生长。
1882年，达尔文与世长辞，该实验是他晚年的重大科学贡献之一。
生命活动调节的普遍模式：
刺激—感应—响应—调节
植物的生命活动会受到哪些因素影响？
意义：适应环境
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
19世纪末
1913年
1918年
1926年
1934-1946年
生长素的发现过程
阅读课本生长素的发现过程，重点分析科学家的实验过程及结论。
一
生长素的发现过程
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
完成了生物进化研究之后，1875年，达尔文和他的儿子弗朗西斯·达尔文（F. Darwin）一起，用金丝雀虉草为材料研究植物的向光生长。
1882年，达尔文与世长辞，该实验是他晚年的重大科学贡献之一。
1831—1836 年，达尔文以博物学家的身份参加英国军舰“贝格尔号”的环球科学考察。在旅途中，他养了几只鸟，又在船舱中种植了一些喂鸟用的金丝雀虉草。船舱很暗，只有舷窗能透进阳光。达尔文当时就注意到，植物的幼苗都向舷窗的方向弯曲生长。为了弄清引起植物向光生长的原因，达尔文等许多科学家先后进行了数十年的科学研究。
一
生长素的发现过程
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
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
单子叶植物，特别是禾本科植物种子萌发时，包在胚芽外面的鞘状结构，连同胚芽一起出土，保护胚芽出土时不受损伤。
一
生长素的发现过程
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
（1）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
单子叶植物，特别是禾本科植物种子萌发时，包在胚芽外面的鞘状结构，连同胚芽一起出土，保护胚芽出土时不受损伤。
实验①
实验②
实验③
实验④
②实验过程
1、达尔文和他儿子的实验（19世纪末）
一、生长素的发现过程
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
条件：
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象：
1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么 （教材P91侧旁思考）
分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。
思考
1、达尔文和他儿子的实验（19世纪末）
一、生长素的发现过程
1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么 （教材P91侧旁思考）
分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。
思考
2.感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
尖端下部——伸长区
尖端
思考
1、达尔文和他儿子的实验（19世纪末）
一、生长素的发现过程
1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么 （教材P91侧旁思考）
分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。
思考
2.感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
尖端下部——伸长区
尖端
思考
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尖端感受_______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
单侧光
遮光部位
尖端
1、达尔文和他儿子的实验（19世纪末）
一、生长素的发现过程
达
尔
文
感光部位在胚芽鞘
造成伸长区背光面比向光面生长快
尖端向下面伸长区传递某种“影响”
尖端
③实验结论：
1、达尔文和他儿子的实验（19世纪末）
弯曲生长的部位是尖端下部伸长区
一、生长素的发现过程
(1)外因： 照射。
(2)内因：生长素在 含量多于 。
(3)结果：两侧生长不均匀， 光侧生长快， 光侧生长慢，
从而造成向光弯曲。
单侧光
背光一侧
向光一侧
背
向
对植物向光性的原因
一、生长素的发现过程
对植物向光性的原因
一、生长素的发现过程
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
2、鲍森·詹森的实验（1913）
一、生长素的发现过程
琼脂
云母片
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。
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。
2、鲍森·詹森的实验（1913）
引起弯曲生长的是化学物质，这种物质可以穿过琼脂到达弯曲发生的区域。
实验结论：
一、生长素的发现过程
琼脂
云母片
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。
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。
2、鲍森·詹森的实验（1913）
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：
一、生长素的发现过程
琼脂
云母片
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。
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。
根据探究实验的对照原则，詹森的实验是否完整？如不完整，该如何补充实验
琼脂片
③
2、鲍森·詹森的实验（1913）
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：
一、生长素的发现过程
琼脂
云母片
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。
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。
琼脂片
根据探究实验的对照原则，詹森的实验是否完整？如不完整，该如何补充实验
黑暗条件
黑暗条件
现象：
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
实验结论：
3、 拜尔的实验（1918）
排除光的影响，控制变量
一、生长素的发现过程
弯曲生长的原因是尖端产生的影响在下部分布不均。
自变量：
因变量：
《植物的运动力》
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
琼脂块是否接触过尖端
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
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。
自变量：
因变量：
结论：
实验组
对照组
4、温特的实验（1926）
一、生长素的发现过程
实验组
对照组
①设置对照组的目的是:
排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响
②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。
4、温特的实验（1926）
一、生长素的发现过程
实验者 主要思路与方法
达尔文父子
鲍森·詹森
拜尔
温特
去除胚芽鞘顶端，观察去除整个结构的影响
用锡箔小帽套住顶端，以去除单侧光对顶端的影响
在胚芽鞘顶端和顶端以下部位之间插入琼脂片或云母片，在单侧光照射下，观察物质的运输是否被阻断
黑暗条件下，改变胚芽鞘顶端的位置，相当于人为施加了物质的不均匀分布
放置过胚芽鞘顶端的琼脂块（而不是胚芽鞘本身）可使去顶胚芽鞘弯曲生长，证实化学物质的存在
一、生长素的发现过程
一、生长素的发现过程
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）
请你来复述！
准备好了吗
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
19世纪末
1913年
1918年
1926年
1934-1946年
生长素的发现过程
二、生长素的合成、运输与分布
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起调节作用的化学物质；
②从产生部位运到作用部位
③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
二、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
芽
幼嫩的叶
发育中的种子
（1）合成部位主要为：
二、生长素的合成、运输与分布
二、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
芽
幼嫩的叶
发育中的种子
（1）合成部位主要为：
（2）合成过程：
生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。
※该过程不需要光
2.生长素的运输
2.生长素的运输
①极性运输：
（幼嫩部位）
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，只能从形态学上端到形态学下端。
地上部分
地上部分
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
运输方向：
（单向）
运输方式：
主动运输
形态学上端→形态学下端
二、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
①极性运输：
（幼嫩部位）
②非极性运输：
（成熟组织）
在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
输导组织
同其他激素和营养物质一样，通过韧皮部和木质部运输，韧皮部运输属于自由扩散，木质部运输的动力来自蒸腾作用。(了解)
木质部：有导管，疏导水分和无机盐
韧皮部：有筛管，疏导有机物
二、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
①极性运输：
（幼嫩部位）
②非极性运输：
（成熟组织）
③横向运输：
由于单侧光、重力和离心力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。
二、生长素的合成、运输与分布
茎弯向中心生长
直立生长
向光弯曲生长
向孔弯曲生长
2.生长素的运输
二、生长素的合成、运输与分布
讨论1.这个实验的设计是否严密？为什么？
应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
讨论2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
讨论3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
结论2不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。
二、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
（1）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。
（2）极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载体蛋白。
（3）极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响。
（4）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。
（5）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。
关于生长素运输的几点注意事项
二、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部分，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。
3.生长素的分布
二、生长素的合成、运输与分布
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.生长素的作用机理
三、生长素的生理作用(P93)
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.生长素的作用机理
（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
三、生长素的生理作用
(P93页旁栏思考)基础
2.生长素的作用特点
三
三、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：
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
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
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。
小于C的算低浓度
大于C的算高浓度
2.生长素的作用特点
三、生长素的生理作用
2.生长素的作用特点
三、生长素的生理作用
①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
②三种器官对生长素的敏感性大小依次是:
根 ＞芽 ＞茎
幼嫩细胞＞衰老细胞
双子叶植物＞单子叶植物
生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图
两重性
2.生长素的作用特点
三、生长素的生理作用
____子叶植物比____子叶植物敏感,利用浓度在____________ 的生长素类似物作除草剂（如2，4-D），可除去____子叶植物中的____子叶杂草。
双
单
单
双
D点附近
双子叶植物
单子叶植物
双子叶植物＞单子叶植物
三、生长素的生理作用
3.生长素两重性的实例
——顶端优势
①概念：
植物顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。
顶芽
侧芽
三、生长素的生理作用
3.生长素两重性的实例
——顶端优势
①概念：
植物顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。
顶芽
侧芽
2
1
3
4
你能比较1,2,3,4生长素浓度的大小吗？
2>3>4>1
②解除顶端优势：
顶芽
侧芽
去顶
去掉顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长
三、生长素的生理作用
3.生长素两重性的实例
——顶端优势
棉花打顶
修剪景观树木
三、生长素的生理作用
3.生长素两重性的实例
——顶端优势
②解除顶端优势：
去掉顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长
③维持顶端优势：
需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势
顶芽
侧芽
去顶
棉花打顶
修剪景观树木
三、生长素的生理作用
3.生长素两重性的实例
——顶端优势
②解除顶端优势：
去掉顶芽后，侧芽处的生长素浓度降低，于是侧芽萌动、加快生长
③维持顶端优势：
需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势
——根的向地性
为什么根总是向地生长？茎总是背地生长？
三、生长素的生理作用
3.生长素两重性的实例
——根的向地性
三、生长素的生理作用
3.生长素两重性的实例
根部：
生长素浓度：A B
生长速度： A B
结果：
茎部：
生长素浓度：C D
生长速度： C D
结果：
＞
＞
＞
A
B
C
D
＞
根向地生长
茎背地生长
促进
抑制
促进
促进
哪个体现出生长素作用的两重性？
———根的向地性

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