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5.1 课时2 生长素的合成、运输与分布及生理作用
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。”
讨论：空中压条生根的原理是什么？
(人尿中含有微量生长素→黄泥吸附生长素→黄泥封裹枝条促进枝条生根)
生长素能促进压条生根。
情景导入
一、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_________的部位，如：_________________________________。
芽
幼嫩的叶
分裂旺盛
芽、幼嫩的叶、发育中的种子
(2)合成原料：______。
色氨酸
转变
色氨酸
吲哚乙酸(IAA)等
成熟叶合成较少
发育中/未成熟的种子
生长素的产生不需要光，有无光均产生。
幼嫩
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根
形态学上端
形态学下端
(1)极性运输：指在_____组织如_________________________中，生长素只能从__________到___________的运输。
2.生长素的运输
茎端
根端
芽尖
根尖
重 力
单侧光
重力
单侧光
离心力
【温馨提示】极性运输是一种__________，由__________决定，运输方向不受单侧光、重力、离心力等外因的影响。
主动运输
遗传物质
(2)非极性运输
成熟组织中，通过 进行非极性运输。
韧皮部（输导组织）
☆非极性运输是细胞的协助扩散
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。
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。
实验前
实验后
上
下
评价验证极性运输的设计和结论
思维训练
讨论
（1）这个实验的设计是否严密？为什么？
不严密，没有考虑胚芽鞘倒过来放置时的情况。
（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。
（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。
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。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。
结论
生长素的极性运输与重力无关。
茎端
根端
(3)横向运输：指___________受到外因刺激发生的__________________的运输。
【拓展提升】运输方向垂直于植物体的中轴，主要发生在形态学上端，与电荷分布有关。如：IAA-→带正电侧(背光侧)。
芽尖
根尖
重 力
单侧光
重力
单侧光
离心力
IAA—
-
+
根、芽尖端
垂直于植物体中轴
形态学上端
拓展：生长素分布不均的原因分析
1.单方向刺激的影响: 常见的有单侧光、重力、离心力等因素，使生长素在产生部位发生了 ，然后通过 到达作用部位，使生长素分布不均，从而造成了弯曲生长。
横向运输
极性运输
2.其他人为因素: 如温特将含有生长素的琼脂块故意偏放在胚芽鞘去掉尖端的横切面上，探究弯曲生长的原因，又如云母片或玻璃片的应用，也会造成生长素分布不均。
琼脂块
云母片将胚芽鞘完全分开
云母片将胚芽鞘部分分开
拓展:对植物向光性的解释
3.生长素的分布
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
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
1
小 结
1.生长素的产生部位： ；
感光部位： 。
2.生长素横向运输的部位 ；
生长素的产生是否需要光： 。
3.生长素发挥作用的部位（即生长部位）：
。
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
不需要
胚芽鞘尖端下部的伸长区
1.作用方式:
作为_______________，给细胞_________——_____细胞生命活动。
(遵守“四不一变”——不催化-供能-结构-参加代谢,改变原有生理活动)
信息分子/信使
传达信息
调节
(微量高效)
(1)细胞水平：促进___________生长、
诱导___________等
(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
向光侧
背光侧
生长素
二、生长素的生理作用
2.作用机制
生长素
激素受体
促使细胞壁松散
液泡
H+
添加细胞壁成分
内质网
Ca2+
激活
转录因子
转录
翻译
促细胞
生长蛋白
高尔基体
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
生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗？
细胞
器官
生长素
伸长分化
生长发育
受体
基因表达
促进
促进
3.作用特点
(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
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
生长素浓度升高，
对根生长的促进作用加强。
①曲线AB段表示:
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：
(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
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
既不促进也不抑制。
④C点表示的生长素浓度对根的生长作用是
⑤CD段表示：
随生长素浓度升高,
对根生长的抑制作用增强。
⑥从图中的E、F点你可以得出什么结论？
最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起相同效果的促进作用。
(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
10-8
10-6
10-4
10-2
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
⑦以上曲线说明了什么
生长素的作用特点:
低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
⑧图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不生长还是减缓生长？
是相对于生长素处于最低浓度时根的生长速度为对照。
抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。
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 10-8 10-4
②三种器官对生长素的敏感性大小依次是：
敏感性一般看最适浓度就行，最适浓度越小越敏感。
(2)如图为不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果，据图分析：
子叶植物比 子叶植物敏感，利用适当浓度的生长素类似物作除草剂，可除去 子叶植物中的 子叶杂草。
双
单
单
双
农场主发现同样的除草剂浓度，杂草除草效果幼嫩好于成熟的。请您分析原因？
幼嫩的细胞对生长素敏感
(3)如图为不同浓度生长素对不同种类植物的作用结果，据图分析：
既能促进生长，也能抑制生长
既能促进发芽，也能抑制发芽
既能防止落花落果，也能疏花疏果
(1)实质：
——生长素浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。
(2)影响生长素作用效果的因素：
①浓度：
低浓度促进生长，高浓度抑制生长。
②不同器官敏感度不同：
根＞芽＞茎
③细胞成熟情况：
幼嫩细胞＞衰老细胞
④植物的种类：
双子叶植物＞单子叶植物
3.作用特点
（3）体现生长素的作用特点
①顶端优势:
植物顶芽优先生长，侧芽生长受抑制的现象。
顶芽产生的生长素，逐渐向下运输，导致侧芽处生长素浓度较高，从而抑制侧芽的生长。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此它的发育受到抑制。
设计实验探究顶端优势产生的原因
1
2
3
4
自然生长：
顶芽优先生长，侧芽生长受抑制
去掉顶芽：
侧芽生长快，成为侧枝
去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块：侧芽生长受抑制
去掉顶芽，切口放不含生长素的琼脂块：侧芽生长快，成为侧枝
①顶端优势
越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高，侧芽受到的抑制程度越大。
A
B
C
D
顶芽
第一侧芽
A
B
C
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
0
促进生长
抑制生长
c/mol·L-1
D
去除顶芽
解除方法：
顶端优势应用：
不要长高、需要侧枝较多的植物：去掉顶芽，解除顶端优势。
需要长高的植物(如木材)：保留顶端优势
②根的向地性
将植物幼苗横放，生长一段时间后，发现根向地生长，茎背地生长，试分析原因：
生长速度：
茎的背地性
生长素浓度：
A B
<
A B
<
茎的向光性和背地性不能体现IAA生理作用的特点
促进
促进
促进
抑制
a.在重力作用下生长素分布不均匀
b.根茎对生长素的敏感程度不同
C D
根部
生长速度：
生长素浓度：
C D
<
>
体现了生长素的作用特点
现 象 是否体现作用特点 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
拓展：1.不同处理条件下植物生长弯曲情况分析
判断植物向性运动的常用方法有：
遮盖类、暗箱类、插入类、移植类、旋转类、横置类、失重类等。
类别 图解条件 相关结果
遮盖类
①直立生长；
②向光生长
类别 图解条件 相关结果
暗箱类
插入类
移植类
①直立生长；②向光(小孔)生长
①向右侧生长；②直立生长；
③向光生长；④向光生长
①直立生长；②向左侧生长；
③④中IAA的含量关系：a＝b＋c，b>c
类别 图解条件 相关结果
横置类
失重类
①：a＝b，c＝d，
都促进水平生长；
②：aa、c、d促进生长，
b抑制生长
向光性仍保留，
但失去了根的向重力性
和茎的背重力性
幼苗移到太空
光
盆转
直立生长
植物总是弯向其中相对静止的物体！
光
盒转
向光生长
光
都转
向孔生长
旋转类
盘转
离心力
重力
合力
茎向心生长，
根离心生长。
旋转类
2.用两看法判断胚芽鞘“长不长、弯不弯”

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