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苏教版（2019）选择性必修1
第四章 植物生命活动的调节
第一节 植物生长素 第1课时
说明水盐平衡调节的相关性。
学习目标
02
01
通过生长素的作用特点阐释生物学中适度与平衡的观念，并运用这一观念分析和解决现实中的问题。
通过概述生长素的发现过程认同科学探究的一般过程。
目录
科学家不断探索发现植物生长素
01
新课导入
科学上的发现很难仅归功于某一个人，常常是集许多人的智慧，经过长时间努力的结果。如果要回顾科学家对植物向光生长现象的研究历程，我们就要从进化论的奠基人达尔文开始。达尔文基于对植物向光生长现象的观察，开展了一系列实验研究。那么，达尔文从实验中发现了什么呢？
新课导入
积极思维
达尔文从实验中发现了什么？
达尔文在观察中发现，很多植物幼茎和叶的生长都具有向光生长的情况。
燕麦、虉草等禾本科植物的种子在萌发时，幼叶外包有胚芽鞘。在观察虉草的生长情况时，达尔文发现其胚芽鞘具有非常明显的向光生长现象。为了进一步观察胚芽鞘向光生长的现象，他将种植虉草的花盆放在完全黑暗的室内培养，花盆距离一盏小煤油灯（作为单侧光源）约3.5m，并进行观察记录。7h40min后，他清楚地观察到胚芽鞘向光弯曲生长的现象。
事实3
事实1
达尔文父子的实验
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。胚芽鞘为单子叶植物特有。
科学家不断探索发现植物生长素
胚芽鞘
胚芽鞘
第一片叶
种子
达尔文父子的实验
实验材料：金丝雀虉草的胚芽鞘
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。
科学家不断探索发现植物生长素
胚芽鞘
尖端
尖端以
下部分
达尔文父子的实验
实验过程及结果
科学家不断探索发现植物生长素
实验A
实验B
实验C
实验D
不生长不弯曲
（生长很少）
弯向光源生长
直立生长
（仅生长，不弯曲）
弯向光源生长
达尔文父子的实验
实验结论
科学家不断探索发现植物生长素
实验A
实验B
实验C
实验D
实验C与实验D对照
实验A、实验B、实验D对照
胚芽鞘向光弯曲生长与尖端有关
胚芽鞘相关弯曲生长与尖端感光有关
另一实验现象
胚芽鞘弯曲部位在尖端下端
达尔文父子的实验
实验结论及分析
科学家不断探索发现植物生长素
胚芽鞘的尖端不仅具有 作用，而且可能对胚芽鞘的生长产生某种 ，这种影响因素从尖端向下传递，并在单侧光的照射下导致下部的 背光一侧比向光一侧生长 ，结果胚芽鞘弯向光源生长
感光
影响因素
伸长区
快
假设一
假设二
鲍森·詹森实验（1913年）
实验过程
科学家不断探索发现植物生长素
A B C
不生长不弯曲
（生长很少不弯曲）
向光弯曲生长
不生长不弯曲
（生长很少不弯曲）
鲍森·詹森实验（1913年）
实验结论
科学家不断探索发现植物生长素
能让影响因素通过， 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。
影响可以透过琼脂片向下传递，所以是一种化学物质，验证了达尔文的假设一。
琼脂块
云母片
拜尔实验（1918年）
实验过程：在黑暗条件下进行
科学家不断探索发现植物生长素
实验结论：
胚芽鞘的弯曲生长是不需要____的，胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响因素在其下部_______分布造成的
分布不均匀，验证了达尔文的假设二。
实验现象：胚芽鞘向放置尖端的 弯曲生长
对侧
不均匀
光
温特对生长素的发现有什么贡献？
积极思维
温特把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上。数小时后，移去胚芽鞘尖端，将琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的切面一侧，置于黑暗中。结果发现胚芽鞘朝向放置琼脂块的对侧弯曲生长。
对胚芽鞘进行单侧光处理后，把切下的胚芽鞘尖端先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。结果发现胚芽鞘也发生弯曲生长。
推理 温特根据实验结果，推理胚芽鞘尖端确实产生了某种物质。我们认同他的推理吗？
温特对生长素的发现有什么贡献？
积极思维
实验过程：黑暗条件
改进实验（单侧光）
向右弯曲生长
向左弯曲生长
不生长不弯曲
温特对生长素的发现有什么贡献？
积极思维
实验结论
胚芽鞘尖端产生了某种促进生长的 ，这种物质能从 向下运输，并且它的分布受到 的影响
活性物质
尖端
单侧光
温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。
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。
科学家不断探索发现植物生长素
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
植物向光性的原因
猜测：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。
科学家不断探索发现植物生长素
植物向光性的原因
猜测：单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。
科学家不断探索发现植物生长素
植物向光性的原因
猜测：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。
科学家不断探索发现植物生长素
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。
植物向光性的原因
科学家不断探索发现植物生长素
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。
外因：
单侧光照射
内因：
生长素的分布不均匀
生长素的化学本质——吲哚乙酸
科学家不断探索发现植物生长素
1934
科学家从玉米油等材料中也分离出这种生长素。
1946
科学家从高等植物中分离出生长素，并确认该物质就是吲哚乙酸（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。
生长素主要的合成部位：幼芽、幼叶和发育中的种子。
科学家不断探索发现植物生长素
生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。
色氨酸
吲哚乙酸
1.下列关于生长素及其发现实验的叙述，正确的是（ ）
A.达尔文的实验证明感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘尖端以下一段
B.詹森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.拜尔实验是将胚芽鞘尖端切下，并移至一侧置于光照下培养
D.温特实验的结果证实了造成胚芽鞘弯曲的化学物质是吲哚乙酸
√
课堂训练
解析：达尔文通过设计对照实验证明了感受单侧光刺激的部位是胚芽鞘的尖端，A错误；詹森的相关实验及结果：胚芽鞘尖端与下部之间放琼脂片+单侧光→向光弯曲，由此证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部，B正确；拜尔的实验是切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放置尖端的对侧弯曲生长，C错误；温特的实验进一步证明胚芽鞘尖端产生了某种物质，向下运输，促进下部生长，他把这种物质命名为生长素，但不清楚该物质的本质，D错误。
2.下列有关生长素发现历程的说法正确的是（ ）
A.达尔文的实验证明了胚芽鞘弯曲生长和感受单侧光的部位都是胚芽鞘尖端下部
B.鲍森 詹森的实验证明了胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给尖端下部
C.拜尔的实验证明了胚芽鞘弯曲生长跟某种化学物质在单侧光照射下分布不均匀有关
D.温特的实验证明了胚芽鞘弯曲生长与化学物质色氨酸有关，并将其命名为生长素
√
课堂训练
解析：A、达尔文提出单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种影响，这种影响传递到下部的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲，因此感受单侧光的部位是胚芽鞘尖端，胚芽鞘弯曲生长的部位在尖端以下，A错误；B、鲍森 詹森通过实验证明了胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部，初步证明该影响可能是一种化学物质，B正确；C、拜尔的实验不涉及单侧光照，是在黑暗条件下进行的，证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的某种化学物质在其下部分布不均匀造成的，C错误；D、温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的“刺激”确实是一种化学物质，并命名为生长素，但没有证明与化学物质色氨酸有关，D错误。
3.在生长素的发现过程中，很多科学家进行了实验来探究生长素的成分和作用。下列有关叙述正确的是（ ）
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.拜尔的实验证明胚芽鞘弯曲生长是在单侧光影响下化学物质分布不均匀造成的
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.鲍森·詹森实验的结论是胚芽鞘尖端产生的“影响”能够透过琼脂片向下传递
√
课堂训练
解析：A、达尔文观察到弯曲生长的部位在尖端下部，推测有某种化学物质从胚芽鞘尖端传递到了下面，而温特的实验证明有某种化学物质从胚芽鞘尖端传递到了下面，影响胚芽鞘弯曲生长，A错误；B、拜尔是在黑暗的条件下进行相关实验，因此没有证明胚芽鞘弯曲生长是在单侧光影响下化学物质分布不均匀造成的，B错误；C、温特在黑暗条件下将尖端放置在琼脂块上，然后将这种琼脂块放置在去除顶芽的幼苗的正中以及一侧，结果发现幼苗都出现了生长，证明了达尔文提出的假说——尖端产生了某种物质向尖端下部传递，C错误；D、鲍森 詹森的实验选择琼脂和云母的原因是化学物质能够透过琼脂却不能透过云母，从而得出相应的结论，D正确。

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