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(共44张PPT)
第一节植物生长素
第五章免疫调节
情景导入
1.视频中植株的生长方向有什么特点？
弯向光源生长
2.可能是哪种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？
长时间的单侧光照射；有利于进行光合作用。
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？
幼嫩部分
讨论：
情景导入
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。
植物为什么具有向光性？
感光部位在哪里？如何影响植物向光弯曲生长？
一、生长素的发现过程
达尔文
1.达尔文和他儿子的实验（19世纪末）
（1）实验材料：禾本科植物金丝雀虉（yì）草
胚芽鞘
尖端
尖端下部
一、生长素的发现过程
（2）实验过程及现象
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
实验①
实验②
实验③
实验④
条件：
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象：
合作探究：哪些组可以形成对照实验？各对照实验的自变量是什么？通过对照能分别得出什么结论？
一、生长素的发现过程
（2）实验过程及现象
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；
①
②③④
有无尖端
尖端
尖端有无遮光
尖端感受单侧光
实验①
实验②
实验③
实验④
用到的科学方法是？
(减法)
(加法)
(加法)
加法原理和减法原理
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
条件：
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象：
一、生长素的发现过程
（2）实验过程及现象
③④对照，自变量为__________；
说明__________________________________________；
①③④对照，说明胚芽鞘的感光部位在______；
说明___________________________________
遮光部位
尖端
实验①
实验②
实验③
实验④
向光性与尖端下部伸长区感受单侧光无关
感受单侧光引起向光性的是尖端
(减法)
(加法)
(加法)
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
条件：
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象：
一、生长素的发现过程
（2）实验过程及现象
实验①
实验②
实验③
实验④
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
条件：
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
思考：遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么？（教材P91侧旁思考）
分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，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能感受单侧光刺激。
一、生长素的发现过程
胚芽鞘的尖端
【提出假说】
单侧光
单侧光
感光部位在
尖端
弯曲部位在
下部
信息如何传递？
【提出问题】
向下传递了 某种“影响”
快
慢
（3）实验结论及推测
达尔文父子的大胆猜想
①“影响”是什么？
未解之谜：
②为什么伸长区背光面比向光面生长快？
注意讲91页小字问题
下部生长不均
向光面＜背光面
一、生长素的发现过程
2.鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）的实验（1913年）
云母片：由云母族矿物质切制而成的一种矿物质。因是天然矿制品而具有无污染、绝缘、不透化学物质(如同玻璃片)的特点。
琼脂：从海藻中提取的多糖，溶于热水再让其冷却得到,常温下无色无定型固体,是果冻的主要成分。物质可在琼脂中扩散而性质不变。
一、生长素的发现过程
云母片
琼脂片
胚芽鞘尖端产生的某种“影响”,可以透过_______传递给下部。
实验结论
该实验是否严谨，如何改进？
琼脂片
实验评价
没有形成单一变量，未设对照排除“琼脂片”的干扰
(不能透过_________________)
云母片或玻璃片
实验组
向光弯长
不长不弯
2.鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）的实验（1913年）
一、生长素的发现过程
琼脂片
胚芽鞘尖端产生的某种“影响”,可以透过_______传递给下部。
实验结论
琼脂片
实验组
实验改进
设置对照
琼脂片
不长不弯
对照组
向光弯长
2.鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）的实验（1913年）
顶端产生的影响能传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均匀？
一、生长素的发现过程
3.拜尔实验(1918年)
黑暗环境
右侧
左侧
现象：
自变量：
因变量：
尖端放置的位置
弯曲生长方向
向放置尖端的对侧弯曲生长
1.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。
通过上述分析，能得出什么结论？
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。
一、生长素的发现过程
1.1880年达尔文父子的实验。
2.1913年鲍森 詹森的实验。
3.1918年拜耳的实验。
【推测1】尖端向下部(伸长区)传递某种“影响”
【推测2】某“影响”造成下部生长不均(背光面＞向光面)
达尔文(1809-1882)
胚芽鞘尖端产生的
某种“影响”可能是一种________，该物质在下部的
________造成了
胚芽鞘的生长不均(弯曲生长)
【提出全新假说】
詹森循此探索证明
拜耳循此探索证明
化学物质
某“影响”可透过
琼脂片进行传递
某“影响”在下部分布
不均造成生长不均
分布不均
一、生长素的发现过程
4.温特实验（1926年）
琼脂
胚芽鞘尖端产生的”影响”可转移到琼脂块中
未接触尖端的琼脂
实验组
对照组
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
实验结论:
胚芽鞘弯曲生长确实由一种化学物质引起的。
思考：可否就此得出胚芽鞘尖端产生了某种促进生长的物质？为什么？
缺乏实验对照，无法排除琼脂块的影响
一、生长素的发现过程
温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并将其命名为生长素。
P92旁栏思考:
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？
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。
一、生长素的发现过程
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”
这种“影响”会造成背光面比向光面生长快
达尔文的推测
鲍森·詹森实验结论：尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部
拜尔实验结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀
温特实验: 胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。
1934年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质—吲哚乙酸（IAA）
一、生长素的发现过程
① 感受光刺激的部位在 ；
而向光弯曲的部位在 。
② 生长素由 产生，并向下运输，促使下部生长。
③ 单侧光只影响生长素的 。
④ 胚芽鞘尖端以下的伸长区背光侧生长较 ，向光侧生长较 ，从而造成胚芽鞘的向光弯曲生长。
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端下部
胚芽鞘尖端
分布
快
慢
结论小结
注意：生长素的产生不需要光，光只是影响了生长素的分布。
请根据相关结论解释植物向光生长的原因
一、生长素的发现过程
植物的向光性是由________________造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量____向光一侧，因而引起两侧的________，从而造成向光弯曲。即：单侧光刺激_____→下部生长素________→下部_________→向光性。
生长素分布不均匀
多于
生长不均
向光性___因
向光性___因
外
内
尖端
分布不均
生长不均
【资料】20世纪20年代，科学家实验测得玉米胚芽鞘在三种条件下的生长素含量：
琼脂块
琼脂块
琼脂块
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
【结论】单侧光只影响移动/分布而不影响合成/分解
10
30
20
20
40
使尖端横向运输
尖端生长素均匀分布
单侧光使向光侧生长素分解了还是移到背光侧了？
说明单侧光起什么作用？
生长素由　　 侧向　 侧转移，而且生长素具有
　 　　　 　　 的作用，所以胚芽鞘　　 　 生长。
向光
背光
促进植物生长
向光弯曲
一、生长素的发现过程
5.生长素的化学本质
1934年，科学家首先从____中分离出具有生长素效应的化学物质——_____________。
1946年，人们才从________中将其分离出来(由于生长素在植物体内的含量极少)，并确定它也是_____________。
【科学前沿】实际上，植物体内还有______
(PAA)、________(IBA)等与IAA相同效应的物质，它们都属于______。
吲哚乙酸(IAA)
吲哚丁酸(IBA)
人尿
高等植物
吲哚乙酸(IAA)
吲哚乙酸(IAA)
吲哚丁酸
苯乙酸
生长素
苯乙酸(PAA)
生长素的化学本质
一、生长素的发现过程
人们又陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等；这些都属于植物激素。
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。
（1）概念：
（2）作用：
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。
植物激素与动物激素都称作“激素”， 二者有哪些相似之处呢？请小组讨论完成。
一、生长素的发现过程
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
植物激素与动物激素的比较
一、生长素的发现过程
项目 生长素 生长激素
本质
产生
作用
吲哚乙酸（IAA）
蛋白质
植物体内具分生能力的组织
(如芽、幼嫩的叶、发育中的种子)
垂体
(前叶)
促进生长
(细胞伸长；生根、花叶果发育等)
促进生长
(主要促进蛋白质的合成和骨生长)
生长素和生长激素的比较
二、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
(1)合成部位：主要是芽、幼嫩的叶、发育中的种子。
(2)合成原料：生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。
转变
二、生长素的合成、运输与分布
分生区____伸长区
顶 芽____侧 芽
幼 根____老 根
(1)分布部位：__________，但相对集中在________的部位。如：______、芽和根尖的________、__________________、________等处。
＜
＜
＞
(2)含量高低
发育中/未成熟的种子
合成
分布
分生区
伸长区
根冠
成熟区
各器官都有
生长旺盛
胚芽鞘
分生组织
形成层
发育中的种子和果实
2.生长素的分布
二、生长素的合成、运输与分布
生长素合成部位主要在
芽、幼叶等
植物全身
极性运输
非极性运输
横向运输
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，
只能从形态学上端到形态学下端
☆极性运输是细胞的主动运输
成熟组织中，通过输导组织进行非极性运输
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
在一些细胞分裂特别旺盛的地方,受_________________(如单侧光、重力、离心力)的影响,生长素在形态学上端也可以_____________。
外界某些刺激
横向运输
思维训练
【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。
【实验评价】
(1)该实验的设计是否严密？为什么？
(2)若不严密，该如何改进设计方案？
空白琼脂块
含IAA琼脂块
形上
形下
不严密。该实验只证明了能“形上→形下”，尚需证明不能“形下→形上”
应设计一个对照组,证明不能“形下→形上”
为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。
思维训练
空白琼脂块
含IAA琼脂块
形下
形上
方案乙
(颠倒切断)
含IAA琼脂块
空白琼脂块
方案甲
(交换琼脂)
形上
形下
【实验改进】
哪个方案
合理？
三、生长素的生理作用
生长素在植物体内起作用的方式和动物体内激素起作用的方式基本相似，它不像酶那样催化细胞代谢，也不为细胞提供能量，而是作为信号分子，给细胞传递信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2.生长素的作用机理:
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
1.生长素作用方式：
生长素
受体
细胞内
一系列
信号转导
特异性结合
产生效应
诱导特定基因表达
使细胞壁松散
三、生长素的生理作用
3.生长素的生理作用
(2)器官水平：促进____(侧根和不定根)，影响_______________等
细胞伸长
细胞分化
生根
花-叶-果实发育
(1)细胞水平：促进 生长、诱导 等
生长素的作用似乎就是“促进”，真的是这样吗？
三、生长素的生理作用
4.生长素的作用特点
外源生长素对某种幼苗茎生长的影响
实验探究
【实验流程】完全培养液→加入不同浓度的IAA溶液→培养系列同样幼苗→测量茎高。
【实验结果】
【结论】______________________________________________________________________。
生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长甚至致死
实验组(相互对照)
0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-3 10-2 100 102 104
外源生长素
浓度
促进生长
抑制致死
既不促进又不抑制
抑制
0
初始高度
自然长高
(内源生长素)
空白对照组
0
生长效应
【作用特点】
_____________
低促-过高抑
阈值
三、生长素的生理作用
下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物根的作用得到的结果，请据图讨论：
(1)AB段表示_______________________
____________________。
(2) B点表示______________________。
(3)BC段表示_______________________
____________________。
(4)C点表示_____________。
(5)CD段表示______________________
__________________________________。
(6)图中____点的浓度不等，但促进根生长的效果相同，可见最适浓度就在________。
随着生长素浓度升高，对
促进根生长的最适浓度
促进的阈值
A
B
C
D
0
10-10
10-8
10-6
10-4
促进生长
抑制生长
浓度
mol·L-1
F
E
0
根生长的促进作用增强
随着生长素浓度升高，对
根生长的促进作用减弱
随生长素浓度升高，对
根生长的抑制作用增强直至致死(不长)
E、F
E、F之间
除茎之外，生长素对其他器官的作用也是如此吗？
三、生长素的生理作用
植物生长素的作用特点
(2)“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？
（1）从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？
10-10 10-8 10-4
“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。
横坐标为0时的各器官自然生长情况
促进：表示长得快
抑制：表示长得慢或不长
三、生长素的生理作用
(3)对于同一器官来说，生长素的作用有什么特点？
植物生长素的作用特点
（4）三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
低浓度促进生长，浓度过高抑制生长。
（两重性）
根> 芽> 茎
敏感度：幼嫩的细胞>成熟的细胞
三、生长素的生理作用
5.生长素作用特点的应用--除草剂
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。而双子叶植物对生长素的敏感程度大于单子叶植物。
双子叶植物
单子叶植物
据图分析，可选择浓度在什么范围的生长素作为除草剂？
浓度在D点附近
三、生长素的生理作用
5.生长素作用特点的应用--顶端优势
(1)概念： 优先生长， 生长受到抑制的现象。
(2)形成原因
顶芽
侧芽
a
d
c
b
浓度：__________
快慢：__________
b＞c＞d＞a
a＞d＞c＞b
++
+
--
-
极性运输
越靠顶芽，
侧芽越受抑制
(3)解除方法： 。
摘除顶芽
有顶芽
去掉顶芽
侧芽浓度_____
无顶芽
降低
三、生长素的生理作用
（4）顶端优势应用
棉花打顶
烟草摘心
行道树修剪解除顶端优势增大遮荫面积
a.解除顶端优势
b.保留顶端优势
三、生长素的生理作用
5.生长素作用特点的应用--根的向地性、茎的背地性
分析：
+
重力
高而快
高而慢
低而慢
低而快
+
-
++
根向地性生长
体现低促高抑
茎背地性生长
只体现促进性
（体现了两重性）
（未体现两重性）
幼苗水平放置一段时间后，
地上部分背地生长，
地下部分向地生长。
三、生长素的生理作用
现 象 是否体现两重性 生长素的作用
顶端优势
根的向重力性
茎的背重力性
植物的向光性
是
是
否
否
顶芽，低：促进
侧芽，高：抑制
远地端，低：促进
近地端，高：抑制
背光侧：高，促进强
向光侧：低，促进弱
近地端：高，促进强
远地端：低，促进弱
植物生长素
两重性
同一器官对不同浓度的生长素
不同植物对生长素敏感程度
同一植物不同器官对生长素敏感程度
顶端优势
课堂小结
1. 基于对生长素的合成、分布、运输及生理作用的理解，判断下列表述是否正确。
(1)单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素，并引起生长素的分布不均匀（ ）
(2)生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量（ ）
(3)生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用。（ ）
×
√
×
一、概念检测
练习与应用
2.用不透水的云母片以不同方式分别插入三株燕麦幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分别从不同的方向给以光照（如图所示）。培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是 （ ）
A.a不弯曲、b不弯曲、c向右弯曲
B.a向右弯曲、b不弯曲、c向右弯曲
C.a向右弯曲、b不弯曲、c向左弯曲
D.a向左弯曲、b不弯曲、c向左弯曲
A
3. 下图中曲线C表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系，如果将同样浓度的生长素施用于侧芽，能反映侧芽生长状况的曲线是（ ）
A
练习与应用
1.在居室内养花，花盆往往要放在窗口附近有阳光处，有的书上建议每星期将花盆旋转1/4 圈。这个建议有什么科学道理？
2.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。”请你运用已学过的知识，分析其中的科学道理。
二、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。
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。
练习与应用
感谢观看！

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