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5.1 课时2 植物生长素的合成、运输与分布 生长素的生理作用
1. 概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用，
2. 阐释植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观。
3. 根据生长素的作用及特点，学会分析和解决生活实际问题。
任务：阅读课本P93页相关内容，并思考以下问题：
1. 生长素的主要合成部位在哪？
2. 生长素的运输方式及方向是什么
3. 生长素的分布部位是什么？
一、生长素的合成、运输与分布
(1)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）
思考：生长素的合成需要光吗？
不需要光，有无光均产生
1. 生长素的合成
合成生长素最活跃的部位是具有分裂能力的分生组织，成熟的叶片等部位也能产生生长素，但产生的量很少。
植物没有专门的内分泌腺器官。
2. 生长素的运输
(1)极性运输（幼嫩部位）
主动运输
①发生位置：
②运输方向：
③运输方式：
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
(2)非极性运输（成熟部位）
成熟组织中，通过 进行，与其他有机物的运输没有区别。
输导组织
（需能量、需载体蛋白）
形态学上端
形态学下端
只能
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
植物生长方向的一端即为形态学的上端
极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响
②重力：
低
高
低
高
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。
(3)横向运输：
①单侧光：单侧光刺激时，生长素既进行横向运输（尖端），又进行极性运输。
由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂旺盛的部位。
③离心力
旋转时，由于离心作用，生长素发生横向运输，使外侧的生长素多于内侧。
横向运输方向与外界刺激方向一致。
横向运输：受外界因素影响
极性运输：
不受外力影响，由植物本身的遗传特性决定
A
B
生长素含量B多于A
3. 生长素的分布：
一般情况下：
(1)生长素含量合成部位____积累部位；顶芽____侧芽；伸长区____分生区
(2)衰老部位___生长旺盛部位；根尖分生区____老根
＜
＜
＞
＜
＞
生长素在植物体_______中都有分布，但相对集中分布在__________的部分。
各器官
生长旺盛
（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）
空白琼脂块(a)
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘弯曲生长
实验结论：
(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。
思考：如何检测下端琼脂块是否含有生长素？
思维训练
——设计实验检测生长素的运输方向
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
不严密，没有考虑胚芽鞘倒过来放置时的情况。
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。
3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
应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。
空白琼脂块(b)
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘既不弯曲也不生长
【讨 论】
合成
合成部位
生长素由________经过一系列反应转变而来
分布
运输
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
色氨酸
*生长素的合成不需要光，有无光均产生
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
极性运输
主动运输
（需能量、需载体蛋白）
形态学上端
形态学下端
只能
方向
方式
非极性运输
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
成熟组织中,通过输导组织进行,与其他有机物的运输无区别
横向运输
在单一外界刺激下(如单侧光、重力、离心力等)，生长素在产生部位发生运输
发生部位
根尖、茎尖等产生部位
(不受外界刺激影响)
生长素
发生部位
茎的背地性
根的向地性
2. 作用机制
生长素
生长素受体
特异性结合
引发
细胞内一系列信号转导
特定基因表达
产生效应
诱导
二、生长素的生理作用
1. 作用方式：给细胞 ，起着 细胞生命活动的作用。
传达信息
调节
不构成细胞结构、不提供能量、不起催化作用。
(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。
(1)在细胞水平上，促进细胞伸长生长、诱导细胞分化。
3.生理作用
基础
关于生长素的作用机理科学家们提出了“酸生长假说”(细胞壁pH下降，使细胞壁松弛，细胞伸长生长)和“基因活化学说”(IAA与细胞内受体结合促进基因表达)。
如图是不同浓度生长素对根的作用曲线，请回答下列问题：
4. 生长素的作用特点
（1）不同浓度的生长素作用于同一器官上，所起的生理效应 。
不同
【思考.讨论】
④ C 点：______________________________。
⑤E、B两点：
________________________________________________________。
⑥CD段：_________。
⑦根据曲线，说明生长素作用的特点。
既不促进生长，也不抑制生长
生长素浓度不同，但促进效果相同(最适浓度点左右两侧)
抑制生长
抑制生长≠不生长
一般表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
①FA段：_______________________________________________。
② A 点：_________________________。
③AC段：_______________________________________________。
随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐增强
促进生长的最适浓度
随生长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱
(2)不同器官对生长素的敏感度不同：根 ＞芽 ＞茎
①根、芽、茎生长的最适浓度分别是
10-10 、10-8 、10-4 mol/L
②生长素浓度为10-6mol/L：
对根的生长效应是：
对芽的生长效应是：
对茎的生长效应是：
抑制生长
不促进不抑制
促进生长
③三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
根 ＞芽 ＞茎
不同浓度的生长素对同一植物器官的作用一定不同（ ）
同一浓度生长素对不同器官的影响一定不同（ ）
×
×
敏感性一般看最适浓度就行，
最适浓度越小越敏感。
农业生产中利用适宜浓度的生长素类似物作为除草剂，杀死单子叶农田里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。
(4)植物细胞成熟程度不同生长素敏感度不同：
(3)不同种类植物对同一浓度的生长素敏感度不同：
双子叶植物＞单子叶植物
注意：小麦、玉米、水稻是单子叶植物，而其中的杂草往往是双子叶植物。
除草剂的原理？
幼嫩细胞>衰老细胞
(1)浓度
(2)器官
(4)成熟程度
(3)植物种类
影响生长素生理作用的因素：
(1)顶端优势
①概念：
②原因：
5. 生长素作用的实例分析
植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象。
顶芽产生的生长素向下运输，使得侧芽附近的生长素浓度较高，抑制了侧芽的生长。
③解除方法：
④应用：
摘除顶芽
棉花打顶，果树剪枝等。
保留顶芽
去除顶芽
——解除顶端优势
保留顶端优势
自然界的植株呈宝塔形，可以充分利用阳光。可以增产。
低
促进
抑制
A
B
C
D
E
①生长素浓度大小关系：
B>C>D>E>A
②侧芽发育成枝的顺序是：
E—D—C—B
【思考】为什么很多植物呈宝塔型？
顶端对侧芽的抑制程度，随距离增加而________，故____(上/下)部侧芽先发育，树木因此形成宝塔形（正三角形）树冠。
减弱
下
实例：顶端优势
A
B
C
D
远地侧
近地侧
远地侧
近地侧
重力
重力
(促进)
(促进)
(促进)
(抑制)
思考：为什么植物根向地生长，茎背地生长呢？
根的向地性：
①生长素浓度：
②生长速度：
③生长素的效应：
茎的背地性：
①生长素浓度：
②生长速度：
③生长素的效应：
(2)根的向地性和茎的背地性
AA>B
A促进、B抑制
CCC促进弱、D促进强
②根茎对生长素的敏感程度不同
原因：
①在重力作用下生长素分布不均匀
意义：根的向地生长有利于根吸收水分和无机盐,茎的背地生长有利于植物伸展枝叶，接受阳光。
始终向原来的方向生长
在太空失重的条件下：
注意：只有根的向地性体现了低浓度促进高浓度抑制，而茎的背地性没有体现。
1.下列与生长素的合成、运输和分布相关的叙述，正确的是
A. 生长素只能在芽、幼嫩的叶和发育的种子中产生
B. 生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的
C. 生长素在植物体内只能进行极性运输
D. 生长素在植物体各器官中都有分布
√
2.下图表示探究生长素运输特点的相关实验，据图分析，下列关于生长素运输的叙述正确的是
A.生长素只能从上向下运输
B.生长素的运输受重力影响
C.生长素的运输方式是极性运输
D.由图可得出，生长素的运输方式是主动运输
√
(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，且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 。
3.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：
大于m小于M
大于i
(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，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，且测得其根的远地侧生长素的浓度为m，则近地侧生长素浓度范围是 。
大于0小于m
大于i
4. 生长素是人们发现和研究较早的植物激素，其作用是促进细胞伸长生长、诱导细胞分化。如图表示某植物地上部分，下列有关生长素调节的叙述，正确的是
A.该植物体地上部分能合成生长素的部位只有①②③④所示结构
B.①生长迅速而②生长受抑制是由于②对生长素的敏感性高于①
C.②生长受抑制而④生长较快，是由于①合成的生长素无法运输到④部位
D.生长素是植物体内的信号分子，必须与靶细胞上的受体结合才能发挥作用
√
5. 如图表示植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系，下列叙述中正确的是
A.在单侧光作用下，若胚芽鞘生长素浓度向光侧为c，则背光侧为d
B.将植物体水平放置，若茎部近地侧生长素浓度为a，则远地侧为b
C.将植物体水平放置，若根部近地侧生长素浓度为c，则远地侧为d
D.若曲线Ⅰ表示生长素对植物芽的作用，则曲线Ⅱ表示对根的作用
√
6.我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干, 筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝……则根生。”
（1）请你运用已学过的知识，分析其中的科学道理。
人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中晒干，黄泥会吸附一定的生长素，生长素能促进枝条生根。
（2）从长时间的实践来看，一般浓度的该植物激素对人体正常生命活动并无影响，你认为最可能的原因是：
人体内没有与生长素结合的特异性受体。

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