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(共57张PPT)
问题探讨
1.图中植株的生长方向有什么特点？
弯向光源生长
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
图中是放在窗台上久不移动的盆栽植物。
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？
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。
长时间的单侧光刺激。
向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
科学家通过对向光性的研究，发现这一过程与一种植物激素——生长素有关。
植物为什么向光生长呢？
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
学习目标：
1.通过学习生长素的发现过程，解释植物向光生长的原因。（重点）
（第1课时）
1.根据图5-1分析达尔文父子设计的实验，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，分别能得出什么结论？达尔文最后提出了怎样的猜想？
2.鲍森·詹森实验能得到怎样的结论？该实验严谨吗？
3.拜尔实验的自变量、因变量是什么？实验现象是什么？？
4.温特为什么要设置对照组？是如何形成对照的？得出了怎样的实验结论？
自学指导1
阅读课本P90-P91的内容，解决以下问题：（6min）
一、生长素的发现过程
胚芽鞘
第一片叶
种子
1.达尔文（英国)和他的儿子的实验（19世纪末）
(1)实验材料：
金丝雀虉（yì）草(一种禾本科植物)的胚芽鞘
金丝雀虉草
尖端
尖端下部
相关信息：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫作胚芽鞘，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。
（2）实验过程与现象
实验①
实验③
实验④
实验②
不做处理
去掉胚芽鞘尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
向光弯曲生长
不生长不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
该实验的对照组为_____，实验组为________；
①③④对照，说明胚芽鞘的感光部位在______；而弯曲部位是 。
（3）实验结果分析：
实验①
实验③
实验④
实验②
①
②③④
组别 自变量 因变量 结 论
①②
①③
①④
③④
有无尖端
尖端是否感光(有无遮光)
尖端下面一段是否感光
感受单侧光刺激的部位 (遮光部位)
胚芽鞘生长情况
向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关
向光性与尖端感受单侧光照射有关
向光性与尖端下面一段无关
感受单侧光引起向光性的是尖端
尖端下面的一段
尖端
1、遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么？（教材P91旁栏思考）
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。
2、该实验控制自变量的方法是？
一、生长素的发现过程
“减法原理”：减少某种因素，观察其对实验结果的影响。
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？
现象：发生弯曲生长的 部位是尖端下部伸长区
胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关
胚芽鞘的感光部位在尖端
①尖端产生了某种“影响”，传到下部
②下部弯曲生长是因为背光侧生长的快
推测
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性弯曲生长。
（4）实验推论：
2.鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）的实验（1913年）
一、生长素的发现过程
琼脂：海藻中提取的多糖，加水高温融化后可做成果冻样胶体。常用作培养基的凝固剂，物质可在琼脂中扩散而性质不变。
一、生长素的发现过程
2.鲍森·詹森的实验（1913年）
琼脂片
（2）实验结论：
（1）实验处理及现象：
胚芽鞘尖端产生的“影响”,可以透过琼脂片传递给下部。
问题：詹森的实验严谨吗？如果不严谨，该如何改进？
实验不足：没有形成单一变量，无法排除“琼脂片可能导致胚芽鞘生长”的结论。
琼脂片
实验改进：
不生长
不弯曲
云母片
思考：如果把琼脂片换成不透化学物质的云母片，实验结果会是怎样的？
是一种矿物质，由云母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。
一、生长素的发现过程
不生长不弯曲
1.自变量、因变量是什么？实验现象是什么？
2.尖端靠左侧(右侧)放，对尖端下部左侧的“影响”大还是对尖端下部右侧的“影响”大？这种“影响”与尖端下部细胞生长快慢的关系？
3.通过上述分析，能得出什么结论？
自变量：尖端放置的位置
因变量：尖端下部弯曲生长的方向
实验现象：朝（放置尖端）对侧弯曲生长
靠左侧放，对左侧影响____，左侧生长___；
靠右侧放，对右侧影响____，右侧生长___。
尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
大
快
大
快
顶端产生的影响能传到下部，那它为什么能使伸长区两侧生长不均匀？
黑暗中
图5-3 拜尔实验
一、生长素的发现过程
3.拜尔的实验(1918年)
P91旁栏思考:
1.拜尔为什么要在黑暗环境中完成该实验？
2.没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？推测单侧光的可能作用是什么？
单侧光使尖端产生的影响在尖端下部分布不均。
排除光的影响，控制变量
詹森和拜尔的实验初步证明：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下面一段的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
黑暗中
图5-3 拜尔实验
一、生长素的发现过程
3.拜尔的实验(1918年)
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。
《植物的运动力》
推测1：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”
推测2：这种“影响”会造成背光面比向光面生长快
詹森的实验验证
拜尔的实验验证
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。
一、生长素的发现过程
4.温特（荷兰）的实验（1926年）
一、生长素的发现过程
实验组
朝对侧弯曲生长
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
对照组
不生长不弯曲
结论：胚芽鞘尖端确实产生了一种化学物质，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。
4.温特（荷兰）的实验（1926年）
一、生长素的发现过程
实验组
朝对侧弯曲生长
对照组
不生长不弯曲
汉水丑生侯伟作品
①设置对照组的目的是：
排除琼脂块本身的化学物质对胚芽鞘的影响
②在放置琼脂块前，要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中浸泡一段时间或静置一段时间，原因是？
去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素，以去除生长素，排除内源激素对实验的干扰。
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
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）
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。
吲哚乙酸（IAA）
吲哚丁酸（IBA）
一、生长素的发现过程
5.生长素的化学本质
四个“部位”
1.生长素产生部位：
2.生长素作用部位：
3.胚芽鞘感光部位：
4.胚芽鞘生长和弯曲的部位：
胚芽鞘的尖端
胚芽鞘的尖端
尖端下面的一段（伸长区）
尖端下面的一段（伸长区）
生长素发现过程的总结
植物向光生长的原因
1
外因：单侧光照射
2
内因：生长素的分布不均匀
由植物体内产生，能从 运送到 ，对植物生长发育有显著影响的微量_______，称植物激素。
2.概念:
产生部位
作用部位
有机物
除生长素外，还发现了 等。
来源
运输
含量
本质
1.植物激素种类:
赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯
植物激素作为 ，几乎参与 植物生长、发育过程中的所有生命活动。
3.植物激素作用:
信息分子
调节
二、植物激素
学习目标：
1.掌握生长素的合成、分布和运输方式（重点）
2.分析在不同处理条件下，胚芽鞘的生长情况。（重难点）
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
（第2课时）
三、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
①生长素主要的合成部位： 。
②生长素由 经过一系列反应转变而来。
色氨酸
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
生长素在植物各器官中___________，相对集中分布在___________的部位，如_________________的___________________、__________________等处。
都有分布
生长旺盛
分生组织、形成层
胚芽鞘、芽和根尖
发育中的种子和果实
2.生长素的分布
地上部分
地下部分
三、生长素的合成、运输与分布
3.生长素的运输
（1）极性运输：
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根(幼嫩部位)中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，是一种主动运输。
教材P95
思维训练
为了检测生长素的运输方向，某人做了如下实验。取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块含有生长素的琼脂，下端放一块不含生长素的琼脂（胚芽鞘形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
含IAA的琼脂块（a）
实验前
实验后
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
空白琼脂块（a）
根据实验设计及结果，此人得出以下结论：
（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。
2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
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。
根据实验设计及结果，此人得出以下结论：
（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。
教材P95
思维训练
3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
受体琼脂块
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
讨论：
不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
4.改进实验方案及预期结果
思维训练
实验组
对照组
胚芽鞘弯曲生长
胚芽鞘既不弯曲也不生长
实验后
实验后
实验前
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
受体琼脂块(a)
受体琼脂块(b)
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
实验前
三、生长素的合成、运输与分布
3.生长素的运输
（2）非极性运输：
在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
输导组织
生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。
3.生长素的运输
（3）横向运输：
由于单侧光、重力、离心力等外界因素影响，在根尖、茎尖等生长素产生的部位，生长素可以横向运输，导致分布不均匀。
单侧光：
重力：
背地侧→近地侧运输
向光侧→背光侧运输
三、生长素的合成、运输与分布
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
植物向光性原因的解释
三、生长素的合成、运输与分布
P92 相关信息：关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。有些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。
单侧光
向光侧抑制生长的物质多
背光侧抑制生长的物质少
向光侧生长慢
背光侧生长快
向光生长
科学往往在争议中不断发展
拓展研究
1.单侧光会影响生长素的分布，会不会影响生长素的合成呢？
由此可以得出什么结论？
生长素的产生不需要光。
拓展研究
2.单侧光导致生长素分布不均，有同学认为，这是因为单侧光导致尖端向光侧的IAA被分解，还有同学认为，单侧光使尖端向光侧的IAA移动到背光侧。设计实验探究哪种说法是正确的。
a
A
b
B
c
C
d
D
乙
预期实验结果：
①若胚芽鞘长度 ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA移动到了背光侧；
②若胚芽鞘长度 ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA被分解了。
cc拓展研究
2.单侧光导致生长素分布不均，有同学认为，这是因为单侧光导致尖端向光侧的IAA被分解，还有同学认为，单侧光使尖端向光侧的IAA移动到背光侧。设计实验探究哪种说法是正确的。
预期实验结果：
①若胚芽鞘生长角度α ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA移动到了背光侧；
②若胚芽鞘生长角度α ，说明在单侧光的刺激下，尖端向光侧的IAA被分解了。
a
A
b
B
c
C
d
D
乙
cc（1）极性运输不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。
（2）极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载体蛋白。
（3）极性运输在太空中依然存在，不受重力等因素的影响。
（4）生长素的横向运输只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位，且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时，不发生生长素的横向运输。
（5）失重状态下，由于没有重力的作用，水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的，植物会水平生长。
※ 生长素运输的几点注意
分析下列不同情况下，胚芽鞘的生长状况：
类别 处理条件 实验结果
遮盖类
暗箱类
①直立生长
①直立生长
②向光弯曲生长
②向光(小孔)弯曲生长
插入类
移植类
①向右弯曲生长
②直立生长
③向光弯曲生长
④向光弯曲生长
①直立生长
②向左弯曲生长
③④琼脂块中IAA的含量：
⑤向右弯曲生长
a＝b＋c，b>c
旋转类
①直立生长
②向光弯曲生长
③向小孔弯曲生长
④向心生长
1.作用方式
作为信息分子，给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2.作用机制
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。
生长素
生长素受体
特异性结合
细胞内一系列信号转导
诱导
特定基因表达
产生
效应
四、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。
3.生理作用
细胞水平上：
基 础
器官水平上：
促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用。
影响器官的生长、发育
促进侧根和不定根的发生
影响花、叶和果实的发育
P94【思考·讨论】：
4.生长素作用的特点
三、生长素的生理作用
“生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图”，归纳生长素的作用特点。
植物器官的生长反应
不同浓度生长素对植物不同器官的作用不同。
对同一器官而言，一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。
【深化1】曲线分析（以根为例）
1.AB段：
4.B点对应浓度：
2.BC段：
在一定范围内，随生长素浓度升高，对根生长的促进作用逐渐增强。
促进生长的最适浓度
超过最适浓度，随生长素浓度升高，对根生长的促进作用逐渐减弱
既不促进也不抑制
5.C点:
3.CD段：
随生长素浓度升高，对根生长的抑制
作用增强
[讨论1]“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？
“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。
[讨论2]对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？
一般表现为较低的浓度促进生长，
浓度过高则抑制生长。
[讨论3]对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？
抑制生长≠不生长
所谓“抑制”或“促进”是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的——凡生长状况差于对照组者可谓生长受抑制，生长状况好于对照组者可谓“促进生长”。
不同的器官对生长素的敏感程度不同，敏感程度大小为根＞芽＞茎。
植物器官的生长反应
（1)含义：
一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度较高时会抑制生长。
四、生长素的生理作用
4.生理作用的特点
P94
生长素所发挥作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官种类不同而有较大差异。
幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老细胞则比较迟钝；不同器官对生长素的敏感程度也不一样。
（2）影响因素
对同一器官而言，一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时则会抑制生长。
①浓度：
②植物器官种类：
对生长素的敏感性：根>芽>茎
对不同器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同
③植物细胞的成熟情况
对生长素的敏感性：
④植物的种类
对生长素的敏感性：
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。
幼嫩细胞>衰老细胞
双子叶植物＞单子叶植物
思考：图中哪个生长素浓度适宜用来除去双子叶杂草？
【实例1】：顶端优势
5.生长素生理作用的实例
生长素合成部位：
生长素运输方向：
运输方式：
生长素浓度从大到小为：
顶端优势产生原因：
解除方法：
顶芽和侧芽
顶芽→侧芽
极性运输
②＞③＞④＞①
顶芽产生的生长素向下运输，使得侧芽附近的生长素浓度较高，抑制了侧芽的生长；
摘除顶芽——侧芽处的生长素浓度降低，于是解除顶端优势。
四、生长素的生理作用
顶端优势：
植物顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象
(1)概念：顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。
(2)原因：
(3)解除方法：
顶芽产生的生长素向下运输，枝条上部的侧芽处生长素浓度较高，侧芽的发育受到抑制。
顶端优势（左）及其解除（右）
摘除顶芽
5.生长素生理作用的实例
【实例1】：顶端优势
四、生长素的生理作用
（4）应用
①农业生产：
②园艺：
烟草打顶
棉花打顶
适时摘除棉花的顶芽，解除顶端优势，以促进侧芽的发育，促进多开花、多结果等；烟草打顶可提高烟叶产量和质量；
适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树型圆润、丰满。对行道树打顶等，可解除顶端优势，增大遮荫面积。
获取木材
（保留顶端优势）
修剪景观树木
解除顶端优势
重力
A
B
C
D
远地侧
近地侧
浓度低，生长慢
浓度高，生长快
浓度低，促进生长
浓度高，抑制生长
【易错提醒】
①根的向地性：体现了生长素在较低浓度时促进生长，浓度过高时抑制生长。
②茎的背地性：
不能体现生长素既能促进又能抑制生长的效应。
四、生长素的生理作用
【实例2】根的向地性
思考：根的向地生长和茎的背地生长有什么意义呢？
根向地生长，可以深扎根，利于吸收水分和无机盐；
茎背地生长，可以将枝条伸向天空，利于吸收阳光进行光合作用。
课堂小结
5.1 植物生长素
一、生长素的发现过程
二、植物激素
三、生长素的合成、运输与分布
四、生长素的生理作用
茎弯向中心生长
直立生长
向光弯曲生长
向孔弯曲生长
1.判断小树苗的生长情况。
课堂检测
练习与应用
一、概念检测
1. （1）× （2）√ （3）×
二、拓展应用
1. 可以使植株接受比较均匀的阳光照射，以避免由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。
3. 略。
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
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
练习与运用

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