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第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
第1课时
学习目标
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
01
02
通过分析细胞学和分子水平的证据，阐明植物向光生殖的原因
问题探讨
Problems discussed
思考·讨论：
1.图中植株的生长方向有什么特点？
向光生长
2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？植物对这种刺激的反应有什么适应意义？
是较长时间的单侧光刺激引起植株向有阳光处生长，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
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？
植物的弯曲生长发生在幼嫩部分
问题探讨
Problems discussed
在________的照射下，植物__________________的现象叫作_______。
单侧光
朝向光源方向生长
向光性
植物向光性是如何产生的呢？
1831—1836 年，达尔文以博物学家的身份参加英国军舰“贝格尔号”的环球科学考察。在旅途中，他养了几只鸟，又在船舱中种植了一些喂鸟用的金丝雀虉草。船舱很暗，只有舷窗能透进阳光。达尔文当时就注意到，植物的幼苗都向舷窗的方向弯曲生长。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
达尔文
（一）19世纪末，达尔文和他儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。
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，在我国为栽培或逸生。
1.达尔文父子的实验
（1）实验材料：金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
1.达尔文父子的实验
（2）实验过程
实验①
实验②
单侧光
去掉尖端
实验③
实验④
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
对照组为 ，实验组为 。
1和2对照：
1
2 3 4
自变量：尖端的有无
因变量：胚芽鞘的生长情况
结论1：弯曲生长与 有关。
尖端
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
（2）实验过程
实验①
实验②
单侧光
去掉尖端
实验③
实验④
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
1和3、4对照：
自变量：遮光部位
因变量：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
1.达尔文父子的实验
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
（2）实验过程
1.达尔文父子的实验
锡箔纸
实验①
实验②
实验③
实验④
思考·讨论：
1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么？
采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
（2）实验过程
1.达尔文父子的实验
锡箔纸
实验①
实验②
实验③
实验④
思考·讨论：
感受单侧光刺激的是尖端；胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段（伸长区）。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，引起下面一段弯曲生长。
2.感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
1.达尔文父子的实验
（3）实验结论
①
②
③
④
结论1：胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关
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
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？
推测
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）
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
2.鲍森·詹森实验（1913年）
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。
云母片：常用作电器绝缘材料，物质不能透过云母片扩散。
注意: 琼脂不会影响生长素的运输和传递，而云母片则会阻碍其运输。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
2.鲍森·詹森实验（1913年）
琼脂片
实验①
向光弯曲生长
云母片
不生长也不弯曲
实验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。
因为可以透过琼脂片向下传递，所以是一种化学物质。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
3.拜尔实验(1918年)
黑暗条件
黑暗条件
现象：
自变量：
因变量：
胚芽鞘朝对侧弯曲生长
尖端放置的位置。
尖端下部弯曲生长的方向。
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。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
3.拜尔实验(1918年)
黑暗条件
黑暗条件
现象：
自变量：
因变量：
胚芽鞘朝对侧弯曲生长
尖端放置的位置。
尖端下部弯曲生长的方向。
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。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
3.拜尔实验(1918年)
詹森和拜尔的实验初步证明：
顶尖产生的影响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。
思考·讨论：
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？
尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
4.温特实验(1926年)
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：胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。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。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
4.温特实验(1926年)
思考·讨论：
温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质呢？他是怎样作出这一推测的？
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。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
1934
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）。
1946
科学家从高等植物中分离出生长素，确认该物质就是IAA。
以后
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。
5.生长素的本质
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
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。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
植物向光性原因
生长素作用部位（蓝色）
单侧光处理后的拟南芥幼苗
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。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
植物向光性原因
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。
假设3、单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均。
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
植物向光性原因
尖端
感光部位
生长素的产生部位
下端
弯曲生长部位
生长素的作用部位
植物向光性是由生长素分布不均匀造成的: 单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
①外因:
单侧光照射
②内因:
生长素的分布不均匀
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
6.植物激素
（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。
（2）植物激素种类:
植物激素的种类
生长素
乙烯
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
思考·讨论：
1.植物激素与动物激素都称为“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。
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的区别？
类别 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式
植物激素
动物激素
无特定的分泌器官
有特定的分泌器官
一般是小分子物质
蛋白质、类固醇等
无明显的靶器官
靶器官、靶细胞
多样、复杂
随着体液运输
生长素的发现过程
Discovery process of auxin
01
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。
达尔文
胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
02
鲍森·詹森
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。
03
拜尔
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。
04
温特
习题巩固
Brief summary
1.下列关于生长素发现过程的叙述，错误的是( )
A.达尔文的实验证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端
B.詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
C.拜尔的实验证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
D.温特的实验证明生长素的化学本质是吲哚乙酸
答案：D
解析：D、温特命名了生长素,但没有发现生长素的化学本质,D错误。
习题巩固
Brief summary
答案：D
解析：胚芽鞘尖端产生的生长素在左侧通过MN切段向下极性运输,使得尖端的下部左侧的生长素浓度高,伸长生长的快,向右弯曲生长。
2.用燕麦胚芽鞘做实验，如图所示。下列关于胚芽鞘生长情况的叙述，正确的是( )
A.①胚芽鞘直立生长 B.②胚芽鞘弯曲生长
C.③胚芽鞘不弯曲也不生长 D.④胚芽鞘向左弯曲生长
谢谢观看

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