(共45张PPT)
第1节 植物生长素
免疫监视
1.概述植物生长素的发现过程。
2.解释生长素的分布与植物向光性的关系。
3.掌握生长素的合成部位、运输方式和分布。
4.理解生长素的生理作用。
学习目标
1.科学思维:评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严
密性。
2.科学探究:通过体验生长素的发现过程,掌握生长素
相关的实验设计思路和方法。
3.社会责任:根据生长素作用特点,阐释生物学中适度
与平衡观念,并运用这一观念分析和解决现实中的问题。
素养要求
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
1. 图中植株的生长方向有什么特点?
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?
较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长;
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。
弯向窗外生长
幼嫩部分
问题探讨
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?
Ⅰ.达尔文的向光性实验
(1)实验材料:胚芽鞘
胚芽鞘
一、生长素的发现过程
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
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
实验①
实验②
实验③
实验④
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象:
实验①②形成对照,自变量是 ,说明 。
尖端的有无
胚芽鞘的生长和弯曲与尖端有关
一、生长素的发现过程
达尔文的向光性实验
(2)实验过程
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
实验①
实验②
实验③
实验④
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象:
思考:遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么
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在起作用。
一、生长素的发现过程
达尔文的向光性实验
(2)实验过程
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
实验①
实验②
实验③
实验④
条件:
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象:
实验③④形成对照,再加上实验①的空白对照,单一变量是
,可以得出的结论是______________________。
尖端是感受光刺激的部位
遮光部位不同
一、生长素的发现过程
达尔文的向光性实验
(2)实验过程
弯向光源生长
不生长也不弯曲
直立生长
弯向光源生长
实验①
实验②
实验③
实验④
条件:
单侧光
去掉尖端
锡箔罩在尖端
锡箔罩在尖端下部
现象:
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
如何解释这一结果?
尖端
尖端下部——伸长区
一、生长素的发现过程
达尔文的向光性实验
(3) 推测:
胚芽鞘 受单侧光刺激后,就向 传递 ,造成 比 生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
尖端
下面的伸长区
伸长区背光面
向光面
某种“影响”
思考:尖端产生的影响能传到下部,为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢?
可能因为该“影响”在向光侧和背光侧分布不均匀造成的。
一、生长素的发现过程
达尔文的向光性实验
结论:胚芽鞘顶尖产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
【思考】① 该实验有什么不足之处?如何改进?
无法排除琼脂片对实验结果的影响;
应加一组把空白琼脂块放在去掉尖端的胚芽鞘上。
一、生长素的发现过程
鲍森·詹森的实验
结论:胚芽鞘顶尖产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
一、生长素的发现过程
鲍森·詹森的实验
【思考】② 如果将琼脂片换成云母片,胚芽鞘的生长状况是什么样的?
胚芽鞘顶尖产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部,却不能透过云母片。
胚芽鞘不生长也不弯曲。
现象:
自变量:
因变量:
尖端放置的位置
尖端下部弯曲生长的方向
【思考】①拜尔为什么要选择黑暗的环境?
②没有了光的刺激,为什么胚芽鞘还会发生弯曲?
排除光的影响,控制变量
胚芽鞘尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
胚芽鞘朝对侧弯曲生长
一、生长素的发现过程
拜尔的实验
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。
结论:
达尔文的推想
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”
这种“影响”会造成背光面比向光面生长快
鲍森·詹森的实验
拜尔的实验
结论:尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部
结论:弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀
琼脂片
这些实验初步证明:
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以下部分分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
自变量:
因变量:
结论:
琼脂块是否接触过尖端
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
胚芽鞘的弯曲生长确实由一种化学物质引起的。
一、生长素的发现过程
温特的实验
琼脂
胚芽鞘尖端的物质
可转移到琼脂块中
温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,并把这种物质将命名为生长素。
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了生长素,并确认它就是吲哚乙酸(IAA)。进一步研究发现,植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等,它们都属于生长素。
一、生长素的发现过程
生长素的化学本质
外因:
内因:
向光弯曲条件:
单侧光照射
尖端感光,生长素横向运输而分布不均匀
单侧光照射尖端
一、生长素的发现过程
植物向光性的解释
达尔文
鲍森·詹森
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。
胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
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。
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。
拜尔
温特
一、生长素的发现过程(小结)
① 感受光刺激的部位在 ;
而向光弯曲的部位在 。
② 生长素由 产生,并向下运输,促使下部生长。
③ 单侧光只影响生长素的 ,使向光侧生长素分布较 ,背光侧生长素分布较 ;
④ 胚芽鞘尖端以下的伸长区背光侧生长较 ,向光侧生长较 ,从而造成胚芽鞘的向光弯曲生长。
⑤ 生长素的化学本质是 。
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端下部
胚芽鞘尖端
分布
少
多
快
慢
吲哚乙酸
一、生长素的发现过程(小结)
(1)生长素的产生需要光照( )
(2)植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧( )
(3)动物激素和植物激素都是由特定的内分泌腺产生的( )
(4)温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸( )
判断
×
×
×
×
随堂练习
如图是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射,下列叙述不正确的是( )
A、生长素由④向③移动
B、生长素由②向①移动
C、生长素由①向③移动
D、③处生长比④处快
A
随堂练习
下列情况下一段时间后胚芽鞘的生长情况
(都是左侧单侧光照射)
随堂练习
① 向左弯曲生长(或向光弯曲生长)
② 直立生长
③ 向左弯曲生长(或向光弯曲生长)
④ 向左弯曲生长(或向光弯曲生长)
⑤ 不生长也不弯曲
⑥ 向左弯曲生长(或向光弯曲生长)
⑦ 直立生长
⑧ 向左弯曲生长(或向光弯曲生长)
⑨ 向右弯曲生长
⑩ 不生长也不弯曲
二、植物激素
1. 概念: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 。
产生部位
作用部位
有机物
一、生长素的发现过程
2. 种类:
生物素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
3. 作用:
植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
动物激素 植物激素
分泌器官
化学本质
作用部位
运输方式
相同点
① 由自身产生; ② 从产生部位运到作用部位;
③ 起调节作用; ④ 微量、高效。
无特定分泌器官
有特定内分泌腺或细胞
一般是小分子物质
蛋白质,氨基酸衍生物、固醇等
无特定靶器官
靶器官、靶细胞
多样、复杂
随体液运输
3. 生长素
(1)产生:主要在_____________________________合成;
由________经一系列反应合成。
(2)分布:相对集中地分布在_________的部位,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
(3)运输:
①横向运输:由于_____________等因素,发生_________在等细胞分裂特别旺盛的部位。
②极性运输:在_______________________中,生长素
只能从___________到____________。
③非极性运输:在_____组织中,通过__________运输。
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
色氨酸
生长旺盛
单侧光、重力
根尖、茎尖
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根
(主动运输)
形态学上端
形态学下端
成熟
输导组织
二、生长素的合成、运输和分布
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
mol·L-1
促进生长
抑制生长
根
F
F’
1.曲线AB段表示:
2.B点表示的生长素浓度是:
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:
随生长素浓度升高,对根生长的促进作用加强。
促进根生长的最适浓度
随生长素浓度升高,对根生长的促进作用减弱。
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。
既不促进也不抑制
思考·讨论
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
mol·L-1
促进生长
抑制生长
根
F
F’
6. 从图中的F、F’点你可以得出什么结论?
7. 以上曲线说明了什么
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?
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。
生长素作用:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
以不施加外源生长素时根的生长情况为对照。
抑制作用说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。
思考·讨论
9. D点所对应的生长素浓度,
对根的生长效应是__________
对芽的生长效应是__________
对茎的生长效应是__________
10. 三种器官对生长素的敏感性大小依次是:
抑制生长
不促进不抑制
促进生长
根 >芽 >茎
敏感性一般看最适浓度就行,最适浓度越小越敏感。
D
思考·讨论
三、生长素的生理作用
10-10、 10-8、 10-4
“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,当生长素浓度过高而“抑制”生长时,器官表现为生长速度减慢,甚至生长停滞。
对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度不同。
研究发现,生长素所发挥的作用,因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。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。例如,顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽处生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势。去掉顶芽后,侧芽处的生长素浓度降低,于是侧芽萌动、加快生长(图5-7)。
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。
三、生长素的生理作用
A B C D
____子叶植物比____子叶植物敏感,利用浓度在____________间的生长素类似物作除草剂(如2,4-D),可除去____子叶植物中的____子叶杂草。
双
单
单
双
BD(最好是C)
三、生长素的生理作用
若植物幼苗出现向光性,且测得其向光一侧生长素浓度为m,则其背光一侧生长素浓度范围应为 。
大于m小于2m
随堂练习
3.顶端优势
① 概念:
植物顶芽优先生长,侧芽生长受抑制的现象。
【思考】为什么很多植物呈宝塔型?
距离顶芽越近,侧芽受抑制越强。
② 原因:
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。
三、生长素的生理作用
顶芽
侧芽
侧芽
顶端优势
解除顶端优势
③ 应用:
需要长高的植物(如木材):保留顶端优势
三、生长素的生理作用
③ 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。
去掉顶芽后,侧芽附近的生长素来源暂时受阻,浓度降低,于是抑制就被解除,侧芽萌动、加快生长。
烟草打顶
棉花摘心(打顶)
果树修剪整枝
三、生长素的生理作用
1、不严密,没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
2、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、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输到形态学上端。
下
上
下
上
对照选右侧哪个?
√
四、课堂小结
练习与应用
一、概念检测
1. 基于对生长素的合成、分布、运输及生理作用的理解,判断下列表述是否正确。
(1)单侧光会刺激胚芽鞘尖端产生生长素,并引起生长素的分布不均匀。 ( )
(2)生长素在从形态学上端向形态学下端的极性运输过程中会消耗能量。 ( )
(3)生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用。 ( )
×
×
√
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
C. 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
二、拓展应用
1. 在居室内养花,花盆往往要放在窗口附近有阳光处,有的书上建议每星期将花盆旋转1/4 圈。这个建议有什么科学道理?
【提示】可以使植株接受比较均匀的阳光照射,以避免因植物的向光性生长而引起植株弯曲。
2. 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。”请你运用已学过的知识,分析其中的科学道理。
【答案】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。
谢谢
让课堂绽放魅力 让教育更加美好