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第一节 生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索
第5章 植物生命活动的调节
第1课时
学习目标
壹
概述植物生长素的发现过程。
叁
从细胞和器官水平说明生长素促进植物生长
贰
解释生长素的分布与植物向光性的关系。
肆
掌握生长素的合成部位、运输方式和分布
生物学现象
——植物的向光性
一枝红杏出墙来
放在窗台上久不移动的植物
思考1. 图中植物的生长方向有什么特点？
思考2. 可能是哪种环境因素刺激引发了植物的形态改变？
科学家是如何通过观察和实验逐步发现生长素的？生长素的主要功能是什么？生长素有什么作用？
植物激素指在植物体内某些部位合成，然后运送到其他部位，在很低浓度下即可对植物体的生命活动产生显著调节作用的小分子有机物
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
其他科学家
19世纪末
1913年
1918年
1926年
1934-1946年
生长素的发现过程
达尔文
（1）实验材料：金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘
1.达尔文父子的实验
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。
胚芽鞘
胚芽鞘
第一片叶
种子
一、向光性的研究导致生长素的发现
1.达尔文父子的实验
（2）实验过程及结果
（2）实验过程及结果
向光弯曲生长
不弯曲不生长
直立生长
向光弯曲生长
向光弯曲生长
①和②对照说明：
。
③④⑤对照说明：
。
幼苗的向光性与幼苗尖端有关
感光部位是苗尖端，而不是苗尖端下面
达尔文
证实
植物的向光性实验
感光部位是尖端,弯曲部位是尖端下部
推测
当幼苗暴露在单侧光下，苗尖端产生一种影响，并向下传递，引起下部发生弯曲，即向光弯曲
达尔文对向光性的
达尔文对向光性的解释
疑点一：这种“影响”究竟是什么？
疑点二：尖端的“影响”为什么会引起尖端下部弯曲生长？
实验结论：
2.波森·詹森的实验（1913年）
问题一：这种“影响” 是什么？
明胶块
云母片
琼脂：
是海藻的提取物，溶于热水，再让其冷却得到
物质可在琼脂中扩散而性质不变。
云母片：
常用作电器绝缘材料
物质不能透过云母片扩散。
明胶
资料补充
2.波森·詹森的实验（1913年）
培养一段时间后
培养一段时间后
弯曲生长
不生长
不弯曲
明胶块
云母片
物质可在明胶中扩散而性质不变
物质不能透过云母片扩散
尖端产生的“影响”可以透过明胶传递给下部，这种影响是一种可移动的化学物质
实验结论：
问题二：若尖端产生的“影响”是一种化学物质，从尖端传递给下部，为什么会引起尖端下部弯曲生长呢？
3.拜尔的实验（1918年）
思考
1.为什么要把尖端放置在一侧？
2.实验为什么设在黑暗条件下？
3.达尔文实验中的单侧光可能起什么作用？
使影响在尖端下部分布不均匀
排除光照的影响
使影响在尖端下部分布不均匀
幼苗的弯曲生长是由于尖端产生的“影响”在下部分布不均匀造成
实验结论：
达尔文的推测
疑点一：这种“影响”究竟是什么？
尖端的“影响”为什么会引起尖端下部弯曲生长？
波森·詹森的实验
拜尔的实验
结论:这是一种可移动的化学物质
结论:弯曲生长是因为尖端产生的影响在下部分布不均匀
初步证明幼苗（胚芽鞘）的尖端产生的影响可能是一种 ， 这种物质的
造成了幼苗的弯曲生长。
化学物质
不均匀分布
4、温特的实验
温特首先将燕麦幼苗尖端切下，放在琼脂薄片上，约1h后，移去尖端，将琼脂切成小块。
他推断尖端中的化学物质会扩散到琼脂中,那样就可以用这种琼脂块代替苗尖端。
4.温特实验
推测：
尖端的化学物质会通过扩散进入琼脂中，可以用这种琼脂块代替幼苗尖端进行实验。
结论：
温特的实验证明，燕麦幼苗尖端确实产生了一种化学物质，向下运输，促进幼苗生长。他将这种物质命名为生长素。他还提出，幼苗之所以会向光弯曲生长，是因为背光侧的生长素浓度高于向光侧。
由于植物体内生长素含量极微小，受当时分析提纯技术的限制，到1934年，荷兰科学家郭葛（F. Kogl）才从玉米油、根霉、麦芽等材料中分离纯化了生长素，发现其化学本质是一种称为吲哚乙酸(IAA)的小分子有机物。直到1946年，人们才从植物中分离出了IAA。
吲哚丁酸(IBA)
吲哚乙酸(IAA)
植物向光性原因
1.外因：
单侧光照射
2.内因：
生长素分布不均匀（背光侧含量多于向光侧）。
3.结果：
两侧生长不均匀，背光侧生长快，向光侧生长慢，从而造成向光弯曲。
单侧光
单侧光
背光侧生长素
分布多于向光侧
背光侧细胞伸长生长快
向光侧细胞伸长生长慢
4.生长素分布不均匀的原因
植物产生向光性的经典解释：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。
科学往往在争议中不断发展：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。
①
②
④
③
尖端
尖端下端
尖端下端
生长素多
生长素少
生长较快
生长较慢
弯曲向光生长
（1）从细胞水平看
（2）从器官水平看
生长素在幼嫩的茎或枝条中，由茎尖或枝条尖端合成，主要生理功能是促进细胞伸长，还可以影响细胞的分裂和分化。
生长素不仅能促进茎伸长，促进地上部分的向上生长，还能促进不定根和侧根的形成，促进叶片的生长和维管束的分化，促进果实生长，促进种子发芽，防止落叶落花落果等。
二、生长素促进植物生长
1.生长素的功能
2.生长素的合成
①生长素主要的合成部位:芽、幼嫩的叶和发育中的种子
②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
3.生长素的分布
生长素在高等植物中分布很广，但含量甚微，1g鲜重植物材料中一般含10～100 ng生长素。生长素大多集中在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等，而在趋向衰老的组织和器官中含量很少。
大多集中在生长旺盛的部位，胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等。
4.生长素的运输
（1）同其他激素和营养物质一样，通过韧皮部和木质部运输，韧皮部运输属于自由扩散，木质部运输的动力来自蒸腾作用。
（2）极性运输：在胚芽鞘、幼茎和幼根的薄壁细胞中，生长素只能从植物体的形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向运输。属于主动转运。
4.生长素的运输
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
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，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输。
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，不受重力因素的影响。
1.某同学重复了温特的胚芽鞘实验。下列分析错误的是( )
A.去尖端胚芽鞘a将不生长
B.实验说明胚芽鞘尖端产生的化学物质能促进去尖端胚芽鞘b生长
C.实验的自变量是琼脂块中有无尖端产生的化学物质
D.该实验也能证明生长素在胚芽鞘中进行极性运输
D
2.用燕麦胚芽鞘做实验，如图所示。下列关于胚芽鞘生长情况的叙述，正确的是( )
A.①胚芽鞘直立生长 B.②胚芽鞘弯曲生长
C.③胚芽鞘不弯曲也不生长 D.④胚芽鞘向左弯曲生长
D

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