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5.1 课时1 生长素的发现过程
1. 分析植物生长素的发现过程,阐明其中蕴含的科学本质特点。
2. 理解生长素的作用机理，阐明植物向光生长的原因。
生物学现象
思考1. 视频中幼苗的生长方向有什么特点？
思考2. 可能是哪种环境因素刺激引发了植物的形态改变？
——植物的向光性
单侧光
向光性
定义：
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
一枝红杏出墙来
放在窗台上久不移动的植物
植物的向光性
向水性
向重力性
向肥性
正是对这些现象的研究，引导着人们揭示植物生命活动调节的奥秘。
举例：
一.生长素的发现过程
1. 达尔文父子的实验（19世纪末）
1)实验材料：金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘
胚芽鞘
第一片叶
种子
尖端
尖端下部
单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。
实验①
实验③
实验④
实验②
单侧光照射
去掉胚芽鞘尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
向光弯曲生长
不生长不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
2)实验过程与现象
实验①
实验③
实验④
实验②
3)实验分析
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 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
尖端感受单侧光
遮光部位
尖端
4)推论：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。
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
胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关
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
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。
2. 鲍森·詹森的实验（1913年）
琼脂片
2)实验结论：胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。
1)实验处理及现象
3. 拜尔的实验（1918年）
黑暗条件
①把切下的胚芽鞘尖端移至左侧＋黑暗→向右弯曲生长；
②把切下的胚芽鞘尖端移至右侧＋黑暗→向左弯曲生长。
1)实验处理及现象
黑暗环境
右侧
左侧
【思考】
1.拜尔为什么要选择黑暗的环境？
排除光的影响，控制变量
2.没有了光的刺激，为什么胚芽鞘 还会发生弯曲？
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。
黑暗 条件
2)实验结论：
胚芽鞘弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
《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
这些实验初步证明：尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部分分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
究竟是不是化学物质呢？如何证明？如果是，是哪种化学物质？
4. 温特的实验（1926年）
（1）实验处理及现象
①接触过尖端的琼脂快放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，胚芽鞘朝对侧弯曲生长；
②未接触过尖端的琼脂快放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，则既不生长也不弯曲。
琼脂块是否接触过尖端
自变量：
因变量：
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
（2）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
思考：温特的实验巧妙在哪里？
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，证明了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。
四个“部位”：
生长素的产生部位、作用部位、感光部位、生长和弯曲部位。
产生部位：
作用部位：
感光部位：
生长和弯曲的部位：
胚芽鞘的尖端
胚芽鞘的尖端
尖端以下的部位（伸长区）
尖端以下的部位（伸长区）
生长素发现过程的总结
注意：光只影响生长素的分布，不影响产生。
1)1934年，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 ）。
2)由于生长素在植物体内含量极少，直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素，并确认它也是IAA。
3)进一步研究发现，除IAA外，还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸 （IBA）等，它们都属于生长素。
吲哚乙酸（IAA）化学结构式
5. 生长素的化学本质
二、植物向光性的原因分析
(1)A、B组对照可以得出什么结论？
A、B两组的数据没有太大差异，说明单侧光并不能降解或者促进生长素的合成。
(2)C、D组对照说明什么？
C、D组对照说明单侧光使生长素在胚芽鞘尖端从向光侧运输到背光侧，使得背光侧生长素含量多于向光侧。
1.生长素横向转移的实验证据
(1)外因:
(2)内因:
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
单侧光照射
生长素分布不均匀
2.植物向光性的原因
3.植物激素
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。
（1）概 念
（2）种 类
（3）作 用
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。
生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等
比较植物激素与动物激素的异同
【思考·讨论】P93
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 _______________ 无特定靶器官
运输方式 随体液运输 多样、复杂
相同点 由自身产生；从产生部位运送到作用部位；起调节作用； ___________
一般是小分子物质
靶器官、靶细胞
微量、高效
归纳总结
胚芽鞘系列实验的重要结论
①生长素的产生部位：____________；感光部位：____________。
②生长素横向运输的部位___________；生长素的产生是否需要光：______。
③生长素发挥作用的部位（即生长部位）：_______________________。
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
不需要
胚芽鞘尖端下部的伸长区
生长素的产生部位
生长素的作用部位
尖端
下端
感光部位
弯曲生长部位
横向运输部位
1. 如图是生长素发现过程中的实验示意图，据图判断下列说法正确的是（ ）
A.实验一证明生长素的产生依赖光照
B.实验二证明尖端产生的生长素能向下运输
C.实验三证明胚芽鞘弯曲生长的原因是尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀
D.实验四证明造成胚芽鞘弯曲生长的“影响”是生长素
√
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，则植物向光源生长还可能与其他物质有关
√

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