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(共45张PPT)
第一节 植物生长素
1.植物向光性的原因是什么？
2.生长素具有什么作用？
3.生长素的发现过程给你什么启示？
4.什么是植物激素？
问题情境
植物的向光性
向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象
可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？
有什么适应意义？
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？
生长素发现过程
1.实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘
胚芽鞘：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。
胚芽鞘模式图
尖端
尖端下部
金丝雀虉草
达尔文
金丝雀虉草：是禾本科虉草属的一年生丛生草本植物。生活周期类似于春小麦，它是一种谷类作物。原产于地中海地区，广泛分布于中东、欧洲，在阿根廷、美国、加拿大等国的部分地区也有分布。
生长素发现过程
达尔文
2.实验过程
实验①
实验②
实验③
实验④
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
对照组为 ，实验组为 。
尖端的有无
胚芽鞘的生长情况
1和2对照：
自变量：
因变量：
结论1：弯曲生长与 有关 。
2 3 4
1
尖端
生长素发现过程
达尔文
2.实验过程
实验①
实验②
实验③
实验④
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
1和34对照：
自变量：
因变量：
遮光部位
胚芽鞘的生长情况
结论2：感光部位在 ；弯曲部位是 。
尖端
尖端的下段
生长素发现过程
①
②
③
④
推测
结论1：胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？
结论2：胚芽鞘的感光部位在尖端
现象：发生弯曲生长 的部位是尖端下部
尖端产生了某种影响，传到下部
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）
达尔文
生长素发现过程
推测1：尖端产生了某种影响，传到下部
如何验证？
备选材料:
胚芽鞘若干、单侧光源、刀片、不透水的云母片、透水的琼脂片等
自 变 量：
因 变 量：
尖端与下部的联系是否被阻断
胚芽鞘是否向光生长弯曲。
詹森
云母片
琼脂片
结论：“影响”可以透过琼脂块传递给下部
詹 森
生长素发现过程
推测2：弯曲生长的原因是尖端产生的影响在下部分布不均
如何验证？
拜 尔
拜
尔
现象：
自变量：
因变量：
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
拜尔为什么要选择黑暗的环境？
没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？
生长素发现过程
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。
汉水丑生侯伟作品
汉水丑生侯伟作品
温 特
生长素发现过程
科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸（IAA）。
科学家从高等植物中分离出生长素，确认该物质就是IAA。
科学家通过进一步研究，发现其它具有生长效应的物质：苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等。
1934
1946
以后
继续探究
植物向光性原因
假设1、单侧光照射后，胚芽鞘向光一侧的生长素向背光一侧转移，背光侧生长素含量多于向光侧，从而造成向光弯曲。
假设2、单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。
植物向光性原因
将生长素作用下快速表达的基因与某个特定基因（表达产物可显示为蓝色）融合，使生长素作用部位显现为蓝色。
生长素作用部位（蓝色）
单侧光处理后的拟南芥幼苗
植物向光性原因
假设3、单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均。
植物产生向光性的经典解释：单侧光照射后，胚芽鞘向光一侧的生长素向背光一侧转移，背光侧生长素含量多于向光侧，从而造成向光弯曲。
科学往往在争议中不断发展：有的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。
生长素发现过程
达尔文
鲍森·詹森
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种影响，造成背光侧比向光侧生长快。
胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
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。
进一步证明胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起的，并命名为生长素。
拜尔
温特
生长素发现过程
① 感受光刺激的部位在 ；
而向光弯曲的部位在 。
② 生长素由 产生，并向下运输，促使下部生长。
③ 单侧光只影响生长素的 ，使向光侧生长素分布较 ，背光侧生长素分布较 ；
④ 胚芽鞘尖端以下的伸长区背光侧生长较 ，向光侧生长较 ，从而造成胚芽鞘的向光弯曲生长。
⑤ 生长素的化学本质是 。
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端下部
胚芽鞘尖端
分布
少
多
快
慢
吲哚乙酸
生长素发现过程
尖端
伸长区
感光部位
生长素的产生部位
弯曲生长部位
生长素的作用部位
胚芽鞘系列实验结论总结：
注意：生长素的产生不需要光，光只是影响了生长素的分布。
生长素的合成
部 位
芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
机 理
色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
转变
生长素的运输
生长素的合成部位：
生长素的分布：
大多集中在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育的种子和果实。
主要在幼嫩的芽、叶、发育的种子。在这些部位可由色氨酸转变而来。
运输特点
非极性运输：
极性运输：
（主动运输）
横向运输：
生长素的运输
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
你还可以采用什么方法验证生长素的运输特点 请说出你的设计思路。
只能从“形上” →“形下”
能从“形上” →“形下”
不能从“形下” →“形上”
生长素的运输
生长素的作用
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
生长素的作用机理
生长素首先与细胞内某种蛋白质——生长素受体特异性结合，引发细胞内发生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。
作用机理
生长素
激素受体
促使细胞壁松散
液泡
H+
添加细胞壁成分
内质网
Ca2+
激活
转录因子
转录
翻译
促细胞生长蛋白
高尔基体
生长素的作用特点
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
生长素的作用特点
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？
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。
生长素的作用特点
植物生长素的作用特点——两重性
②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）细胞成熟情况
（4）植物的种类
既能促进生长，也能抑制生长
既能促进发芽，也能抑制发芽
既能防止落花落果，也能疏花疏果
保花
疏果
①实质：
生长素的作用特点
植物生长素的作用特点——两重性
①从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？
②三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
根 ＞芽 ＞茎
10-10 10-8 10-4
③____子叶植物比____子叶植物敏感,利用浓度在____________间的生长素类似物作除草剂，可除去____子叶植物中的____子叶杂草。
双
单
单
双
BD(最好是C)
B
D
C
生长素的作用特点
茎部
生长素浓度：A生长速度：A生长效应：A促进弱B促进强
根部
生长素浓度：C生长速度：C>D
生长效应：C促进D抑制
生长素的作用特点
现象：顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制。
(2)原因：
①生长素的运输方向为________(用图中字母表示)；
②_____生长素浓度低→______生长；_________生长素浓度高→______生长。
(3)解除措施：摘除顶芽。
(4)应用：棉花打顶。
A→B
A处
促进
B\C\D处
抑制
C
D
生长素的作用特点
棉花的摘心，盆景的修枝；
获取木材。
保留顶端优势：
打破顶端优势：
生长素的作用
促进果实发育——无子番茄、辣椒
胚珠
种子
生长素
果实
子房
操作：花蕾期 → 去雄 → 喷洒一定浓度生长素类似物
在种子发育的过程中，胚合成大量的生长素，促进子房发育成果实。
植物激素
由植物体产生，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，称作植物激素。
定 义
植物激素是一种信息分子。
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。
植物激素
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
2. 植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成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的区别？
关于胚芽鞘的A、B、C、D、E五组实验，请据图思考下列问题：
(1)A组中的胚芽鞘如何生长？得出什么结论？
①直立生长，②向光弯曲生长；
说明胚芽鞘的尖端是感光部位。
(2)B组中的胚芽鞘如何生长？得出什么结论？
①直立生长，②向光(小孔)弯曲生长；
说明向光性的产生需要单侧光照射。
(3)C组中的胚芽鞘①②③如何生长？④向光弯曲生长说明了什么？
①向右弯曲生长，②直立生长，③向光弯曲生长；④向光弯曲生长，说明生长素能透过琼脂块。
(4)D组中的胚芽鞘①②如何生长？a、b、c琼脂块中的生长素浓度是什么关系？
①直立生长，②向左弯曲生长；生长素的浓度大小关系为：a＞b＞c。
(5)E组中的胚芽鞘如何生长？
①直立生长，②向光弯曲生长，③向小孔弯曲生长。
激素含量研究
（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_________________________________________。
切面侧弯曲生长形成弯曲角度（α）如图甲。与生长浓度的关系如图乙。请回答：
生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的α值。
例.从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段（无叶和侧芽），将茎段自顶端向下对称纵切至约3／4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向
（2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度（A）和高浓度（B）。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80％，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2。请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：_________________________________________________。
若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；
若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B。
例3.科学家在研究脱落酸的生理作用时，做了如下实验：取棉花幼苗植株一棵，剪去叶片留下叶柄(如图所示)，并在切口A、B处分别滴加不同的溶液，然后将所有处理的材料插在培养皿的湿砂中，24 h后，定期用镊子轻碰叶柄，观察叶柄是否脱落，并记录叶柄脱落的时间。
(1)脱落酸是植物体内产生的一种植物激素，主要作用是____细胞分裂，促进_________的衰老和脱落，在将要_____的器官和组织中含量较多。
抑制
叶、果实
脱落
5.1 植物生长素
解析：脱落酸具有抑制细胞分裂、促进叶片和果实的衰老和脱落的作用，其合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片。但其主要分布在将要脱落的器官和组织中。
5.1 植物生长素
(2)实验中需剪去幼苗叶片，是因为_________________________________
________________________。
幼叶产生的生长素和细胞分裂素等植物激素会抑制脱落酸的作用
解析：实验中剪去幼叶是防止幼叶产生的生长素和细胞分裂素等植物激素抑制脱落酸的作用。
5.1 植物生长素
(3)实验中在A处滴加的是一定浓度的_______溶液，B处滴加的是________，滴加量要_____。
脱落酸
蒸馏水
相等
解析：A、B是对照处理，结合实验结果分析，A处滴加的是一定浓度的脱落酸溶液，B处作为对照滴加的是等量的蒸馏水。
5.1 植物生长素
(4)实验进行4 d后，观察发现，在一定外力作用下，叶柄脱落。但改用乙烯利(具有与乙烯相同的生理效应)重复本实验时，发现不需施加外力，叶柄可自然脱落。这说明在促进植物器官(叶片)脱落方面，乙烯的作用______(填“大于”或“小于”)脱落酸的作用。
大于
解析：因改用乙烯后，不需外力，叶柄就自然脱落，可见乙烯的作用大于脱落酸的作用。
5.1 植物生长素
(5)实验证明，细胞分裂素有延缓叶片衰老(即保绿)的作用，而乙烯则能加速叶片的衰老。若要设计实验证明这一结论，则至少需要设置____组实验。
三
解析：至少需要设置三组实验：空白对照组、细胞分裂素处理组和乙烯处理组。
5.1 植物生长素

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