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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. 通过分析细胞学和分子水平的证据，阐明植物向光生长的原因。
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
弯向窗外生长。
较长时间的单侧光刺激引起植株弯向阳光处生长。这样，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。
问题探讨
2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形
态改变？植株对这种刺激的反应有什么适应意义？
1.图中植株的生长方向有什么特点？
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
幼嫩部位
向光性：
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
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？
Charles Darwin （1809-1892）
胚芽鞘
胚芽鞘：单子叶植物胚芽外的锥形套状物叫胚芽鞘,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。
任务一 生长素的发现过程
阅读P90课本“生长素的发现过程”模块第1-4段，结合图5-1，完成以下问题。
实验 实验过程 现象 实验结论
① ___________生长 胚芽鞘尖端受__________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______，因而使胚芽鞘出现__________弯曲
② ___________生长
③ ___________生长
④ ___________生长
1．达尔文实验：
实验一
生长,向光弯曲
实验二
不生长,不弯曲
实验三
生长,不弯曲
实验四
生长,向光弯曲
尖端遮光
下部遮光
去顶
分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时系统的反应，从而确定是哪一部分在起作用。胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段，感受光刺激的是顶端。这说明，是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面弯曲生长。
（1）遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么？
（2）胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？
（3）感受单侧光刺激的又是哪一部分？你怎样解释这一结果？
划竖线法
划横线法
达尔文提出: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弯曲。
怎样设计实验确定“弯曲生长”的部位？
这种“影响”究竟是什么呢？
结论:
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·詹森实验：
黑暗条件
黑暗条件
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。
①尖端放置的位置与后来弯曲的方向有什么关系？
②实验为何设在黑暗条件下？
3.拜尔实验：
思考：顶端产生的“影响”能传到下部，那么它为什么能使得伸长区两侧生长不均匀呢？
因为该影响在向光一侧和背光一侧（浓度分布）存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。
鲍森·詹森和拜尔的实验初步表明了：
胚芽鞘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位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
【注意】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；
胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。
结论:
温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。
4.温特实验：
没有。
他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这样推断的。要得出这样的结论,既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理,还需要一定的想象力。
温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质？他是怎样作出这一推测的？
实验者 主要思路与方法
达尔文父子
鲍森·詹森
拜尔
温特
请总结四位科学家的主要思路与方法，填入下表
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
(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
总结：基于以上科学事实，请你用语言解释植物向光性的原因。
植物向光性的内因分析
单侧光照射后，胚芽鞘尖端的生长素横向运输，导致背光一侧生长素含量多与向光一侧，引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
色氨酸
色氨
吲哚乙酸
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）。
由于生长素在植物体内的含量极少，直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来，并确定它也是IAA。植物体内还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等与IAA相同效应的物质，它们都属于生长素。
任务二 生长素的本质和植物激素
1.生长素的本质
外因：单侧光照射
内因：①尖端的存在(感受光刺激)
②尖端产生生长素
③生长素分布不均匀
(背光面多向光面少)
单侧光
背光一侧
向光一侧
生长素少
生长快
生长慢
2.植物向光性的原因
关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。
20世纪80年代，有的学者用向日葵、萝卜作实验材料，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而造成的。
豌豆幼苗
玉米胚芽鞘
①概念:
由植物体内产生，能从产生部位运送作用部位， 对植物生长发育有显著影响的微量有机物。
③种类:
生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。
3.植物激素
②特点:
a.内生性：它是植物在生活过程中细胞内部形成的代谢产物。
b.可移动：自产生部位移动到作用部位，移动方式和速度随植物激素的种类不同而不同，也随植物种类和器官特征的不同而不同。
c.微量、高效：在植物体内含量很少，但调节作用显著。
思考·讨论: 植物激素与动物激素的异同
1.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、高效的特点。
2.植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位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不同
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
向光性与尖端有关，感光部位在尖端
植物弯向光源生长
“刺激”的属性
刺激为什么会使两侧生长速度不同呢？
研究方向
刺激可透过琼脂片
刺激是一种化学物质
刺激在伸长区分布不均匀引起弯曲生长
生长素的化学本质
证明
推测
证明
证明
推测
刺激是一种化学物质
证明
确认
1.如图所示，a、b、c表示对胚芽鞘做不同处理的实验，d为一植株被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，另一侧用单侧光照射。下列对实验结果的描述，正确的是（ ）
A.实验a证明了生长素可以透过玻璃片
B.a直立生长，b向光弯曲生长，c向光弯曲生长
C.若固定d中植株，旋转纸盒，则植株向左弯曲生长
D.若将d中纸盒和植株一起旋转，则植株向小孔弯曲生长
D
2.从下图所示的实验中（IAA为生长素），可以直接得出的结论是（ ）
A. 感受光刺激的部位是切段的顶端部分
B. 单侧光照引起切段生长素分布不均匀
C. 生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
D. 一定浓度生长素能促进切段伸长生长
D
3.将云母片插入苗尖端及其下部的不同位置如图所示，给与单侧光照射。下列发生向右弯曲生长的是（ ）
A. B.
C. D.
A

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