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第1节 植物生长素
苏 教 版 | 选 择 性 必 修 1
第1节 植物生长素
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第1课时 科学家不断探索发现植物生长素
概述植物生长素的发现过程。
阐明植物向光生长的原因。
将一些种子种在花盆中，等待它们萌发后，先给它们左侧光照，再换成右侧光照，你会观察到什么现象呢？
向光性
许多人可能对这种现象熟视无睹；但是，达尔文早就注意到植物的向光性。
达尔文从实验中发现了什么？
金丝雀虉（yì）草
胚芽鞘：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物。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。
植物在单侧光照射下有向光弯曲生长的现象。
思考：分析 达尔文的上述实验说明了什么？
一、科学家不断探索发现植物生长素
1.达尔文父子实验
实验分析组别 自变量 结论
实验A和B
实验C和D
尖端的有无
植物的生长与尖端有关
尖端是否接受单测光
感光部位在尖端
思考:感受单侧光刺激的是哪一部分？
胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
尖端下部——伸长区
尖端
实验结论:
单侧光
感光部位在尖端
弯曲生长的部位是尖端下部伸长区
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？
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
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。
验证推测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”
实验材料：若干胚芽鞘，小刀，琼脂，云母片，单侧光
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；
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。
思考：为什么要插入琼脂片和云母片？
有化学物质可以穿过琼脂片，而使胚芽鞘下部弯曲。
结论：
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。
实验改进：
琼脂片
不生长
不弯曲
拓展思考：
尖端产生的“影响”能传到下部，那么它为什么能使得伸长区两侧生长不均匀？
黑暗条件
黑暗条件
4.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？
5.通过上述分析，能得出什么结论？
1.自变量：
2.因变量：
3.实验现象：
大
快
大
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
尖端放置的位置
尖端下部弯曲生长的方向
朝对侧弯曲生长
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____。
快
推测2：这种“影响”会造成背光面比向光面生长快
验证？
黑暗条件
黑暗条件
思考1.拜尔为什么要在黑暗环境中完成该实验？
思考2.没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？
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
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。
思考3.推测单侧光可能作用是什么？
3.拜尔实验过程示意图：
詹森和拜尔都是采用对胚芽鞘尖端进行切割和重新放置等处理后再进行观察实验的。我们能分析詹森与拜尔的实验设计有什么不同吗？ 这样的不同之处对实验结果有什么影响？
拜尔的实验设计中不需要光照，因此可以根据实验结果确认胚芽鞘产生弯曲不需要光，是由尖端产生的影响因素在其下部不均匀分布造成的。
拓展思考：
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。
单侧光是引起向光性的外因
“影响”分布不均匀是向光性的内因
尖端产生的“影响”是什么？
4. 温 特
温特对生长素的发现有什么贡献？
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。
生长素
横向运输
向下运输
向光侧
生长素少生长慢
背光侧生长素多
生长快
内因：
单侧光的照射
①尖端的存在(感受光刺激)
②尖端产生生长素（与光无关）
③生长素分布不均匀(背光面多，向光面少)
二、植物向光性的原因
植物向光性的原因？
外因：
生长素在尖端的横向运输
生长素分布不均匀(背光面多，向光面少)
拓展思考：
温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质？他是怎样做出这个推测答案的？
没有。
他是以事实为依据进行严密的逻辑推理，并加以一定想象进行推测的。
生长素究竟是什么物质呢？
1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质-吲哚乙酸（ IAA ）
由于生长素在植物体内含量极少，直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素，并确认它也是IAA。除IAA外，还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸 ( IBA ) 等，它们都属于生长素。
三、生长素的化学本质
一、科学家不断探索发现植物生长素
1、感受光刺激的部位胚芽鞘尖端
2、生长素产生的部位胚芽鞘尖端
3、胚芽鞘的生长和光有无关系无
4、胚芽鞘的弯曲部位胚芽鞘尖端下部
5、生长素的作用部位胚芽鞘尖端下部
外因：单侧光的照射
内因：①尖端的存在(感受光刺激)
②尖端产生生长素（与光无关）
③生长素分布不均匀(背光面多，向光面少)
三、生长素的化学本质
吲哚乙酸
二、植物向光性的原因
第2课时 生长素的运输和生理功能
苏 教 版 | 选 择 性 必 修 1
第1节 植物生长素
3.根据生长素的作用及特点，学会分析和解决生活实际问题。
1.概述植物生长素的合成、分布、运输。
2.能说明生长素的生理作用的特点。
1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质-吲哚乙酸（ IAA ）
为何人尿中能分离出吲哚乙酸？是不是人也可以合成生长素
因为人的胃不能消化生长素，所以从尿液直接排出。
1、生长素的合成
(1)合成部位：主要是芽、幼嫩的叶、发育中的种子。
(2)合成原料：生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。
转变
一、生长素的合成与分布
2、生长素的分布
生长素在植物各个器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位。（如：胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处）。
产生部位＜积累部位；如顶芽＜侧芽
生长旺盛的部位＞衰老组织；如生长点＞老根
生长素合成部位主要在
芽、幼叶等
植物全身
生长素的运输有什么特点？
二、生长素的运输
形态学下端
形态学上端
形态学下端
形态学上端
在形态学上，分生迅速，向上或者向下延伸的是上端； 分生缓慢，不延伸或者延伸很少的是下端。
对于地上部分而言，树枝是形态学上端，而树干是形态学下端。
对于地下部分而言，根尖是形态学上端，根基是形态学下端。
根的形态学上端在哪里？
拓展思考：
思考：尝试根据上述实验过程和结果，归纳生长素在胚芽鞘中的运输特点。
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。
生长素从植物体（如胚芽鞘）的形态学上端向形态学下端运输。
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，的单方向运输，称为极性运输。
（纵向）
1.极性运输：
主动运输（消耗能量）
从____________运输到____________,不能反向运输。
①发生位置：
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
形态学下端
形态学上端
幼嫩部位
③运输方向：
②运输方式：
形态学下端
形态学上端
形态学下端
成熟组织
形态学上端
（生长素会连续进出多个细胞）
尖端
2.非极性运输（被动运输）
①概念：
②部位：
③方式：
④举例：
背光侧
向光侧
与植物形态学方向无明显关系的运输方式。
在成熟组织中通过韧皮部输导组织进行。
和其他有机物的运输没有区别。
单一方向刺激(如单侧光、重力)下的横向运输。
横向运输
验证生长素极性运输的存在，只能从“形上” “形下”，不能从“形上” “形下”
A(供体)
B(受体)
A(供体)
B(受体)
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
2.实验的结果到结论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？
含IAA琼脂块
空白琼脂块
形态学上端
形态学下端
实验结果：第一组B处琼脂块中有生长素，第二组B处琼脂块中没有生长素。
结论：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。
A(供体)
B(受体)
A(供体)
B(受体)
A(供体)
B(受体)
A(供体)
B(受体)
第1组
第2组
实验的结果和结论分别是什么？
评价实验设计和结论：证明生长素极性运输的存在
三、生长素的生理作用
1.生长素的生理作用：
促进作用：
抑制作用：
生长素含量越高，其促进植物器官生长的能力越强吗？
思考·讨论
1）不同浓度生长素对根的作用分析
细胞分裂、分化和伸长，叶片扩大，顶端优势，种子萌发，单性结实等。
侧枝生长，花脱落，叶片衰老等
1.曲线AB段表示：
2.B点的含义是：
3.BC段表示：
4.C点表示的生长素浓度对根的生长作用是：
5.CD段表示：
6.图中的E、F点你可以得出什么结论？
7.图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不是不生长？
思考·讨论
1）不同浓度生长素对根的作用分析
2.生长素的作用特点
1.曲线AB段表示：
2.B点的含义是：
3.BC段表示：
4.C点表示的生长素浓度对根的生长作用是：
5.CD段表示：
6.比较图中的E、F点你可以得出什么结论？
随生长素浓度升高,对根生长的促进作用加强。
随生长素浓度升高,对根生长的促进作用减弱。
既不促进也不抑制
促进根生长的最适浓度
生长素浓度升高，对根生长的抑制作用增强。
最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起促进作用效果相同
思考·讨论
1）不同浓度生长素对根的作用分析
7.图中的促进和抑制是以什么为对照进行判断的？抑制作用是不是不生长？
以不施加外源生长素时根的生长情况为对照。抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。
抑制生长≠不生长，抑制或促进均是相对于“对照组”而言。
生长素的生理作用特点：
既能促进植物生长，又能抑制植物生长。
生长素对植物生长的调节作用具有两重性
思考·讨论
1）不同浓度生长素对根的作用分析
1.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？
2.对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？
3.从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是？
4.三种器官对生长素的敏感性大小依次是:
一般表现为较低的浓度促进生长，浓度过高则抑制生长。
不同
10-10 10-8 10-4
根 ＞芽 ＞茎
2）同一植物的不同器官
思考·讨论
1.不同的植物对生长素的敏感程度比较：
2.依据此特点，在农业生产上有何应用：
3）不同种类的植物
双子叶植物＞单子叶植物
在单子叶农作物田里面施加适量浓度（如10－4mol/L）的生长素类似物，除去双子叶杂草
幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老的细胞则比较迟钝。
4）同一植物的不同细胞
思考·讨论
四、有趣的生物现象
顶端优势
植物顶芽优先生长而侧芽生长受到抑制的现象。
原因：顶芽产生生长素并向下运输， 生长素过多地积累在近顶端的侧芽部位，抑制了该部位侧芽的生长。摘除顶芽后，侧芽部位的生长素浓度降低，侧芽所受的抑制作用会减弱， 从而逐渐发育为枝条。
应用：保留？解除？
保留顶端优势
解除顶端优势——去掉顶芽
体现生长素的两重性
植物的向光性生长有没有体现生长素的两重性
没有
拓展思考：

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