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第五章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素（第一课时）
学习目标：
1. 分析植物生长素的发现过程
2. 理解生长素的作用机理，阐明植物向光生长的原因。
右图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
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？
弯向光源生长
长时间的单侧光照射；有利于进行光合作用。
幼嫩部分
1. 图中植株的生长方向有什么特点？
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？
问题探讨
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。
(1)实验材料
胚芽鞘：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。出土后还能光合作用。
尖端
伸长区
1. 达尔文的向光性实验
生长素的发现过程
1. 达尔文的向光性实验
(2)试验过程：
向光弯曲生长
不生长不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
现象：
长不长？弯不弯？
实验①
实验②
实验③
实验④
该实验的对照组为_____，实验组为________；
①②对照，自变量为__________，
①③对照，自变量为_____________ ，
③④对照，自变量为__________；
①③④对照,
说明胚芽鞘的弯曲生长与__________________有关；
说明胚芽鞘的感光部位在______。
说明胚芽鞘的向光弯曲生长与_____有关；
①
②③④
有无尖端
尖端
尖端有无遮光
尖端受单侧光照射
遮光部位
尖端
实验①
实验②
实验③
实验④
1. 达尔文的向光性实验
(3)实验分析：
实验①
实验②
实验③
实验④
【思考】感光部位在尖端，那么伸长部位在哪里？
【思考】遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么
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。
有人认为，伸长部位在尖端，还有人认为，伸长部位在尖端下面一段，如何设计实验证明？
结论：胚芽鞘的生长弯曲部位 。
尖端下面的伸长区
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？
现象：发生弯曲生长的 部位是尖端下部伸长区
结论1：胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关
结论2：胚芽鞘的感光部位在尖端
①尖端产生了某种“影响”，传到下部
②下部弯曲生长是因为背光侧生长的快（尖端产生的“影响”在下部分布不均）
推测
1. 达尔文的向光性实验
(4)结论：
这种“影响”究竟是什么呢？
琼脂片：
胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。
2. 鲍森·詹森的实验
(1)实验处理及现象：
结论：
胚芽鞘尖端产生的影响，可以向下传递吗？
【思考】1. 该实验有什么不足之处？如何改进？
无法排除琼脂片对实验结果的影响；应加一组把空白琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘上。
实验改进：
琼脂片
不生长
不弯曲
化学物质可在琼脂中扩散而性质不变。
验证了达尔文的假设一
② 如果将琼脂片换成云母片，胚芽鞘的生长状况是什么样的？
胚芽鞘顶尖产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部，却不能透过云母片。胚芽鞘不生长也不弯曲。
③ 尖端产生的影响能传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？
可能因为该“影响”在向光侧和背光侧分布不均匀造成的。
因为可以透过琼脂片向下传递，所以这种“影响”可能是一种化学物质。
物质不能透过云母片扩散
2. 鲍森·詹森的实验
云母片：
初步证明：尖端产生的“影响”很可能是一种化学物质，这种化学物质在下部分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
3. 拜尔的实验
自变量：
因变量：
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
结论：
胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的。
(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
胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
验证了达尔文的假设二
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。
相互对照
黑暗条件
对照类型：
向右弯曲生长
向左弯曲生长
4. 温特的实验
自变量：
因变量：
琼脂块是否接触过尖端。
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长。
实验结论：
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。
实验组：
对照组：
温特有没有提取出生长素？
朝对侧弯曲生长
不生长也不弯曲
(2)温特实验巧妙在哪里？
用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘尖端的影响，直接观察该物质的影响，证明造成胚芽鞘向光弯曲生长的是尖端产生的某种物质而不是尖端本身。
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。
4. 温特的实验
(3)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。
5. 生长素的化学本质
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)。
吲哚乙酸(IAA)
吲哚丁酸(IBA)
1946年，人们从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是吲哚乙酸(IAA)。进一步研究发现，植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。
并非人体产生，而是来源于植物
【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。
提取并证明（后来）
背光侧
向光侧
生长素多
生长素少
生长慢
生长快
结果：向光弯曲生长
生长素横向运输
(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
6. 植物向光性的原因
分布不均匀
1. 胚芽鞘实验的重要结论
(1)生长素的产生部位——
(2)生长素发挥作用的部位——
(3)感光部位——
(4)生长素的产生是否需要光——
(5)单侧光照射时生长素横向运输的部位——
(6)引起生长素分布不均匀的外界因素：单侧光、重力、离心力等。
核心归纳
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端下部
胚芽鞘尖端
不需要
胚芽鞘尖端
关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。有些学者根据一些实验提出，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。
(3)作用：
(1)概念：
(2)种类：生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等。
7. 植物激素
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。
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。
注意：植物体内产生的才是植物激素，人工合成的以及微生物产生的即使化学本质、功能、名称均相同，都不能称为植物激素；
比较植物激素与动物激素的异同
项目 动物激素 植物激素
分泌器官 有特定的内分泌腺或细胞 无特定的分泌器官
化学本质 蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等
作用部位 靶器官、靶细胞
运输方式 随体液运输 多样、复杂
相同点 ①由自身产生；②从产生部位运输到作用部位；③起调节作用；④____________ 一般是小分子物质
无特定靶器官
微量、高效
1.(2023·云南昆明高二质检)下列关于生长素发现过程的叙述，错误的是
A.达尔文用“排除法”遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，研究胚芽鞘的感光部位
B.鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂块
C.拜尔的实验在黑暗条件下进行，目的是为了排除光照的干扰
D.温特发现引起胚芽鞘弯曲生长的物质是吲哚乙酸
√
典题应用
(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(PAA)和吲哚丁酸(IBA)，它们都属于生长素(　　)
×
×
×
×
×
√
2.为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧运输，导致背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解，有人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙述错误的是
A.若a>b、cB.若c＋d＝e＋f＝a，且e>f，说明生长素由向光侧移向了背光侧
C.若ce，则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又有向光侧生长素被分解
D.若e＝f，且丁向光弯曲生长，则植物向光生长还可能与其他物质有关
√
补充：关于植物向光性的原因有以下三种假说：
假说1：单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向转移
假说2：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解
假说3：单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀
①若假说1正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为？
②若假说2正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为？
③若假说3正确，则a、b、c、d四个琼脂块中生长素的含量关系为？
c>a＝b>d
c＝a＝b>d
a＝b＝c＝d

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