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生活中这些现象你留意过吗？
第四章 植物生命活动的调节
第一节 植物生长素
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；
向光性：
一、科学家不断探索发现植物生长素
胚芽鞘是单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状结构，是植物叶片的保护组织，能够保护胚芽中的幼叶。胚芽鞘还能靠它很强的顶土能力使埋在土壤中的种子破土萌发。
胚芽鞘
胚芽鞘
第一片叶
种子
尖端
尖端以
下部分（伸长区）
胚芽鞘
胚芽鞘作用：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。
1、19世纪末，达尔文父子实验
实验材料：金丝雀虉草的胚芽鞘
实验A
实验B
实验C
实验D
生长很少不弯曲
弯向光源生长
直立生长
弯向光源生长
不透光的金属帽
不透光的金属环
注：胚芽鞘弯曲部位在尖端下部伸长区；
实验C与实验D对照
实验A、实验B、实验D对照
向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关；
感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端；
实验A
实验B
实验C
实验D
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”，造成伸长区背光侧比向光侧生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲；
生长很少不弯曲
弯向光源生长
直立生长
弯向光源生长
2、1913年，鲍森·詹森实验
处理：切去胚芽鞘尖端，放上琼脂块；
现象：
处理：切去胚芽鞘尖端，放上琼脂块，将尖端置于琼脂块上；
现象：
处理：切去胚芽鞘尖端，放上云母片，将尖端置于云母片上；
现象：
生长很少不弯曲；
向光弯曲生长；
生长很少不弯曲；
2、1913年，鲍森·詹森实验
琼脂块能让这种“影响” 因素通过，云母片则不能。胚芽鞘尖端产生的影响因素能从琼脂块的上部向下扩散，刺激胚芽鞘切面以下部位生长。
实验结论：
3、1918年、拜尔实验：
在黑暗条件下进行；
实验结论：
胚芽鞘的弯曲生长是不需要光的，胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响因素在其下部不均匀分布造成的
处理：切去胚芽鞘尖端，并将其不对称的重新放回切口处；
现象：
胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长；
4、1926年、温特实验
处理：切下胚芽鞘尖端，置于琼脂块上数小时，移去尖端，将琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧；
现象：胚芽鞘向放置琼脂块的对侧弯曲生长；
处理：将空白琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧；
现象：胚芽鞘不生长不弯曲；
设置对照组的目的：
排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。
4、1926年、温特实验
处理：胚芽鞘进行单侧光处理后，切下胚芽鞘尖端放在插入云母片的琼脂块上，再将琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘 的切面上；
现象：胚芽鞘也发生弯曲生长；
实验结论：
胚芽鞘尖端确实产生了某种促进生长的活性物质，这种物质能从尖端向下运输，并且它的分布受到单侧光的影响；
一些科学家认为，单侧光的照射使得胚芽鞘背光一侧的这种物质含量多于向光一侧，造成背光一侧细胞生长快于向光一侧，从而形成植物向光弯曲生长的现象。温特将这种促进植物生长的物质命名为生长素。
1934年，郭葛等科学家首先从人尿中分离出具有生长素作用相同的化学物质--吲哚乙酸（IAA）
但是，由于生长素在植物体内含量极少，直到1946年，人们从高等植物中分离出生长素,并确认它就是吲哚乙酸（IAA）。进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的物质除IAA外还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。
注：胚芽鞘系列实验的重要结论
①生长素的产生部位：
②感光部位：
③生长素发挥作用的部位：
④弯曲的部位：
⑤横向运输的部位：
⑥光只影响生长素的分布，不影响生长素的合成；
⑦植物向光弯曲生长的原因：
胚芽鞘尖端；
胚芽鞘尖端；
胚芽鞘尖端；
胚芽鞘尖端下面的伸长区；
胚芽鞘尖端下面的伸长区；
植物的向光性弯曲生长是生长素分布不均匀造成的：尖端产生生长素，在单侧光的照射下发生横向运输，最终使背光侧的生长素含量多于向光侧，导致背光侧细胞比向光侧细胞生长快，从而弯向光源；
5、在发现生长素之后，人们又陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质；
人们把这类由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物生长发育有显著影响的微量有机物，叫做植物激素；
植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长，发育中的所有生命活动；
植物激素概念：
比较项目 动物激素 植物激素
分泌器官 有特定内分泌腺或细胞 无特定分泌器官
化学本质 一般是小分子物质
作用部位 靶器官、靶细胞 无特定靶器官
运输方式 随体液运输 多样、复杂
相同点 ①由自身产生；
②从产生部位运输到作用部位；
③起调节作用； ④微量高效；
植物激素与动物激素的比较：
蛋白质，氨基酸衍生物、类固醇等
(1)胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素(　　)
(2)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧(　　)
(3)具感光作用的是胚芽鞘尖端，弯曲的部位是伸长区(　　)
(4)生长素能通过琼脂块，但不能通过云母片(　　)
×
×
√
√
判断：
胚芽鞘产生生长素的部位、感受单侧光的部位和弯曲生长的部位分别是
A.尖端、尖端、尖端
B.尖端、尖端、尖端下部
C.尖端、尖端下部、尖端下部
D.尖端、尖端下部、尖端
二、生长素的合成、分布与运输
主要是幼芽、幼叶和发育中的种子，这些部位的色氨酸经过一系列反应可转化成生长素
在植物体各器官中都有分布，但集中在生长旺盛的部位（胚芽鞘、芽和根的顶端分生组织、根与茎的形成层、发育中的果实和种子等）
1、合成部位：
2、分布：
积极思维：生长素的运输有什么特点？
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
地上部分
地下部分
形态学上端和下端：
积极思维：生长素的运输有什么特点？
将胚芽鞘切去尖端和下端，留下中间的一段，分为 Ａ、Ｂ 两组。将含有生长素的琼脂块分别放在 Ａ 组胚芽鞘的形态学上端和 Ｂ 组胚芽鞘的形态学下端，再将两组胚芽鞘放置在不含有生长素的琼脂块上。 一段时间后，将每组胚芽鞘下部的琼脂块取出，再放在另外准备的切去尖端的燕麦胚芽鞘的形态学上端一侧。经过一段时间发现，Ａ 组胚芽鞘弯曲生长，Ｂ 组胚芽鞘无弯曲生长现象；
3、运输：
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端；极性运输是一种主动运输；
（1）极性运输：
（2）非极性运输：
成熟组织韧皮部进行的运输；
（3）横向运输：
背光侧
向光侧
由于单侧光、重力、离心力等因素导致横向运输，发生根尖、茎尖在等部位；
(1)幼芽、幼叶和种子都能大量产生生长素(　　)
(2)在生长旺盛的部位生长素分布相对集中(　　)
(3)生长素由形态学上端运往形态学下端需要消耗能量(　　)
√
×
√
判断：
补充：植物向性运动的分析判断：
1、遮盖类
2、暗箱类
直立生长
向光弯曲生长
直立生长
向光(小孔)弯曲生长
3、插入类
向右弯曲生长
直立生长
向光弯曲生长
向光弯曲生长
4、移植类
⑤向右弯曲生长；
①直立生长；
②向左弯曲生长；
③、④中IAA的含量：a＝b＋c，b>c；
5、旋转类
④向轴心生长
①直立生长
②向光弯曲生长
③向小孔弯曲生长
三、生长素的生理功能
生长素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，调节细胞生命活动的作用。
1、作用原理：
①细胞水平上：
②器官水平上：
注：生长素也可以促进细胞分裂；
促进细胞伸长生长，诱导细胞分化等；
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；
2、生长素的生理作用特性：
生长素作用特点：
两重性
（1）生长素浓度；
（2）植物器官种类(根、芽、茎)；
（3）不同植物(双子叶植物、单子叶植物)；
（4）植物细胞的成熟情况(幼嫩细胞、老细胞)；
3、生长素生理作用的影响因素:
一般表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长，简称“低促高抑”；
（1）如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
生长素浓度升高，对根生长的促进作用加强；
促进根生长的最适浓度；
②B点表示的生长素浓度是：
生长素浓度升高，对根生长的促进作用减弱；
③BC段表示：
A
B
C
D
0
10-10
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
10-8
①曲线AB段表示:
A
B
C
D
0
10-10
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
10-8
既不促进也不抑制。
随生长素浓度升高，对根生长的抑制作用增强；
⑤CD段表示：
生长素最适浓度点两侧有一大一小两个浓度点，起相同效果的促进作用。
⑥从图中的E、F点你可以得出什么结论？
④C点表示生长素浓度对根的生长作用是:
（1）如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
（1）如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：
A
B
C
D
0
10-10
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
10-8
生长素作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长；
⑦以上曲线说明了什么
（2）生长素对不同植物器官种类的影响:
①从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？
根 ＞芽 ＞茎
10-10 mol/L； 10-8 mol/L ；10-4 mol/L
②三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
（2）生长素对不同植物器官种类的影响:
③上图中“高浓度”生长素是指分别大于 点对应的浓度，“低浓度”生长素是指分别小于 点对应的浓度。
A′、B′、C′
A′、B′、C′
判断：生长素的浓度不同，对同一器官的促进效果也不相同（ ）
×
（3）生长素对不同植物生长的影响
应用：
敏感程度：
在单子叶农作物（小麦、玉米、水稻）田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草；
双子叶植物＞单子叶植物；
敏感程度：
（4） 生长素对植物细胞的成熟情况的影响
幼嫩细胞＞老细胞
4、生长素两重性的实例：
实例1：
①定义：
顶端优势：
植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象；
②产生顶端优势的原因：
顶芽产生的生长素逐渐向下运输，使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。
③解除顶端优势：
去掉顶芽；
④应用：
棉花摘心、烟草打顶、果树修剪整枝等；
注：向光性和背地性不能体现IAA生理作用的两重性；
实例2：
根的向地性
生长效应：
根的向地性：
茎的背地性：
生长素浓度：
生长速度：
生长素浓度：
生长速度：
生长效应：
CAAC>D；
C促进D抑制，体现两重性；
A促进弱，B促进强，没有体现两重性；
1.在生长素的发现过程中，有很多科学家进行了实验来探究生长素的成分和作用。下列叙述正确的是
A.达尔文的实验证明了有某种化学物质从胚芽鞘尖端传递到了下面
B.鲍森 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.温特的实验必须在单侧光下进行，否则不能得出支持达尔文假说的结论
D.拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是因为生长素分布不均造成的
习题巩固：
2.下列有关生长素的产生、运输和分布的叙述，不正确的是
A.生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成
B.生长素是由色氨酸经过一系列反应转变而成的
C.生长素只能从形态学上端运往形态学下端
D.生长素的极性运输是主动运输
3.如图所示，a、b、c为对胚芽鞘做不同处理的实验，d为一胚芽鞘被纸盒罩住，纸盒的一侧开口，有单侧光照射。下列对实验结果的描述正确的是
A.a中胚芽鞘直立生长，b、c中胚芽鞘向光弯曲生长
B.a、b中胚芽鞘向光弯曲生长，c中胚芽鞘背光弯曲生长
C.d中如果固定胚芽鞘，旋转纸盒，一段时间后，胚芽鞘向左弯曲生长
D.d中如果将纸盒和胚芽鞘一起旋转，则胚芽鞘向纸盒开口方向弯曲生长
4.下列关于植物茎的背地性和根的向地性的叙述，正确的是
A.在根部“③→④”的运输不需要消耗ATP
B.生长素对②处和⑥处的作用效果相同
C.两种现象说明根对生长素的敏感性高于茎
D.两种现象均能体现生长素作用的两重性
根
茎
5.如图表示生长素浓度对植物生长发育的影响。下列叙述正确的是
A.在茎的向光性实验中，若测得茎向光一侧的生长素浓度为b点浓度，则背光一侧的浓度一定在de之间
B.若点a表示某植物顶芽的生长素浓度，则ce段可表示最靠近顶芽的侧芽中的生长素浓度
C.在利用生长素作用原理来培育无子番茄时，所用生长素浓度应低于e点浓度
D.若点c表示促进茎生长的最适浓度，则a、d点分别表示促进根、芽生长的最适浓度

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