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第1节 植物生长素
第5章 植物生命活动的调节
春色满园关不住，
一枝红杏出墙来。
可以使植株获得更多阳光，从而通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长的需要
向光性 : 在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
一：生长素的发现过程
胚芽鞘
胚芽鞘：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫做胚芽鞘。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。
胚芽鞘
实验材料:金丝雀虉草的胚芽鞘。
1、达尔文的向光性实验
探究1：胚芽鞘的向光性生长与胚芽鞘的哪部分有关
有无胚芽鞘尖端
实验组不生长；对照组向光弯曲生长
结论：
胚芽鞘的向光性弯曲生长与尖端有关
自变量：
现象：
3号
感受光刺激的是胚芽鞘的那个部位？
探究2：
锡箔套或罩遮光部位不同
实验组1向光生长；实验组2直立生长
结论：
感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端
自变量：
现象：
推测
结论1：胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部弯曲生长呢？
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
胚芽鞘的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，因而胚芽鞘出现向光弯曲。
汉水丑生侯伟作品
汉水丑生侯伟作品
推测1：尖端产生了某种影响，传到下部
2、弯曲生长的原因是尖端产生的影响在下部分布不均
2、詹森的实验
实验结论：
不弯曲，不生长
弯向光源生长
不弯曲，不生长
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
汉水丑生侯伟作品
3、拜尔的实验
胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
实验结论：
胚芽鞘弯左向侧生长
胚芽鞘弯向右侧生长
初步证明胚芽鞘的顶端产生的刺激可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
黑暗条件
对比实验
4、温特的实验
胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，该物质能从尖端向下运输，促使下部某些部位的生长，并且它的分布受到光的影响，该物质被命名为生长素
实验结论：
使用的琼脂块是否用尖端处理过
自变量：
对比实验
1934年，科学家首先从人尿中分离出了具
生长素效应的吲哚乙酸(IAA)
直到1946年，人们才从高等植物中分离出了
生长素,并确认它就是IAA．除IAA外还有苯乙
酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等生长素
5、生长素的分离和提纯
由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长有显著影响的微量有机物，称作植物激素。
总结：
生长素产生的部位：
感光部位：
作用部位：
生长弯曲的部位：
胚芽鞘的尖端
胚芽鞘的尖端
尖端以下的部位
尖端以下的部位
生长素运输的方向
纵向 由尖端向下
横向 向光侧向背光侧运输
(尖端)
提醒：
光只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。生长素的产生与尖端是否感受光照无关。琼脂块无感光作用
生长素的化学本质： 吲哚乙酸（IAA）、苯乙
酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)
大多集中在生长旺盛的部位（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）
分布特点：
①产生部位小于积累部位，如顶芽小于侧芽、分生区小于伸长区；
②生长旺盛部位大于衰老部位，如幼根大于老根。
1、合成：
部位：主要在幼嫩的芽、叶、发育的种子
来源：由色氨酸经过一系列反应转变而来
2、分布
二、生长素的合成、运输与分布
3、运输
①极性运输：
②非极性运输：
在成熟组织的韧皮部中
形态学上端→形态学下端
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中
运输方式：主动运输（载体、能量）
横向运输
形态学上端
形态学上端
形态学下端
茎
影响因素：单侧光、重力、离心力等
单侧光刺激时,生长素在尖端既进行横向运输，又进行极性运输
植物向光性原因的分析
可见,植物向光性的内因是生长素分布不均匀,外因是单侧光照射。
1.验证生长素的极性运输只能从形态学上端向下端运输
(1)实验操作：
(2)实验现象：
知识拓展
A组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长，B组中去掉尖端的胚芽鞘不生长不弯曲。
2．验证生长素的横向运输发生在尖端
(1)实验操作：
(2)现象：
装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。
植物向性运动的分析判断
常用方法有：云母片插入类、暗盒开孔类、切割移植类、琼脂块替换类、锡箔纸遮盖类、匀速(高速)旋转类、幼苗横置类、失重类等，分析如下：
类别 图解条件 相关结果
遮盖类 ①直立生长
②向光生长
精讲点拨
判断生长和弯曲，首看有无生长素来源，再看能否运输到作用部位，最后看分布是否均匀。
长不长，有没有；弯不弯，均不均。
类别 图解条件 相关结果
暗箱类 ①直立生长②向光(小孔)生长
插入类 ①向右侧生长②直立生长 ③向光生长 ④向光生长
类别 图解条件 相关结果
移植类 ①直立生长②向左侧生长③④中IAA的含量a＝b＋c，b>c
旋转类 ①直立生长②向光生长③向小孔生长④茎向心生长，根离心生长
对胚芽鞘进行如图①～④的实验，其中旋转均为匀速旋转，一段时间后停止旋转时，实验①、②装置仍停止在如图位置，则四个胚芽鞘的生长方向依次是
注:②中暗盒不旋转,其内的胚芽鞘匀速旋转
A．←↑→↑ B．←↑↑→
C．→→↑→ D．→↑←↑
练一练：
三、生长素的生理作用
生长素在细胞水平上发挥作用是在器官水平上发挥作用的基础
(2)原理
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。
1.生理作用
(1)作用：传递信息，调节细胞生命活动
①细胞水平:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用。
②器官水平: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浓度:对于同一器官来说，一般表现为低浓度时促进生长,浓度过高时抑制生长。
②器官种类:不同器官对生长素的反应敏感程度不同。根、芽、茎的敏感程度从高到低依次为:根>芽>茎。
③植物细胞的成熟情况:一般来说,幼嫩细胞敏感,衰老细胞比较迟钝。
(3)影响因素
“促进”或“抑制”,是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言
2.实例:顶端优势现象
(1)成因:顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽处生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势。
(2)解除方法:去掉顶芽,使侧芽处的生长素浓度降低,于是侧芽萌动、加快生长。
(3)应用:适时摘除棉花的顶芽使它多开花、多结果;适时修剪景观树木,让树木发出更多的侧枝,使树型变得圆润、丰满。
项　目 植物激素 动物激素
不 同 点 产生 部位 植物体的一定部位 内分泌器官(或细胞)
作用 范围 广泛 一般作用于特定的器官和细胞
运输 多样、复杂 随着体液运输
本质 一般是小分子物质 蛋白质、类固醇等
相同点 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
动、植物激素的比较
典例剖析
下图表示植物生长素对植物生长作用效果,下列说法错误的是(　　)
A.产生顶端优势的植株侧芽生长素浓度大于c
B.用A、B点对应浓度的生长素促进生长的效果基本相同
C.A、H、B三点体现生长素的促进效应,C点表示既不促进也不抑制
D.若胚芽鞘向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度可能大于2 m
D
判断
(1)生长素只能调节代谢,而不能直接参与细胞代谢。( √ )
(2)生长素是一种信号分子,与细胞内相应受体结合后发挥调节作用。( √ )
(3)杨树顶芽的快速生长需要侧芽提供生长素。( × )
(4)顶芽生长占优势时侧芽生长素的合成受到抑制。( × )
(5)生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用。( × )
评价实验设计和结论
讨论:
1、不严密。缺乏对照实验,没有考虑将胚芽鞘倒置的情况。
2、结论2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。
实验组：
对照组：
3、实验方案改造如下：
拓展应用
可以使植株接受比较均匀的阳光照射,以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。
2. 因为人尿中含有微量的生长素,将黄泥反复浸到尿液中再晒干,黄泥就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条,就能利用其中的生长素促进枝条生根。

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