5.1植物生长素 课件2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修1(共40张PPT)

(共40张PPT)
第5章 植物生命活动的调节
5.1 植物生长素
免疫监视
向光性
生活中的现象
为什么会发生这种现象？
19世纪末，达尔文（C.R.Darwin,1809-1882）和他的儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。
金丝雀?（yì）草
一、生长素的发现过程
达尔文
1、达尔文的向光性实验
金丝雀?草
胚芽鞘
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。
向光弯曲生长
不生长不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
实验①
实验②
实验③
实验④
实验现象：
感受光刺激的部位是
胚芽鞘弯曲生长的部位是
尖端
尖端下部的伸长区
胚芽鞘的尖端
尖端以下部位（伸长区）背光面比向光面生长快，弯曲生长
向下传递了某种“信号”
单侧光
①“影响”是什么类型的物质？
未解之谜：
②“影响”导致尖端以下部位弯曲生长的原因？
“影响”
资料表明：
琼脂片的组分是多糖，多糖分子之间存在间隙，使琼脂片具有通透性，可以吸收和传递化学物质。
说明
胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
“影响”是什么物质
琼脂片
“影响”极有可能是一种
推论：
化学物质
2、鲍森·詹森的实验
排除单侧光的干扰。
“影响”导致弯曲生长的原因
自变量：
尖端放置的位置
尖端下部“影响”分布不均匀
因变量：
弯曲生长
结论：
胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的。
3、拜尔的实验
达尔文的推想
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，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。
结论
“影响”确实是一种化学物质
命名为生长素
实验组
琼脂
胚芽鞘尖端的物质可转移到琼脂块中
朝对侧弯曲生长
对照组
空白琼脂块
不生长，
不弯曲
4、温特的实验
1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了与生长素作用相同的化学物质-吲哚乙酸（ IAA ）。含量极少。
直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是IAA。除IAA外还有吲哚丁酸（IBA）、苯乙酸（PAA）等
生长素的发现，使人们认识到植物向光性是生长素分布不均匀造成的
5、生长素的化学本质
（1）概念：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
（2）主要种类：生长素、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。
6、植物激素
7、植物向光性的解释
生长素
背光侧生长素浓度高
生长素
光
单侧光
尖端
传递生长素
背光面生长素多
向光面生长素少
生长素 （内因）
（外因）
尖端以下部位
分布不均
（生长素由向光面运输到背光面）
向光弯曲生长
7、植物向光性的解释
7.植物激素与动物激素的异同
相同点：
类别 分泌器官 化学本质 作用部位 运输方式
植物激素
动物激素
无特定的分泌器官
一般是小分子有机物
无明显的靶细胞
多样、复杂
有特定的内分泌腺或细胞
蛋白质、类固醇等
靶器官靶细胞
随着体液运输
二者都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运输到作用部位发挥作用，都只起调节生命活动的作用，都是信息分子（能传递信息），且都具有微量、高效的特点。
胚芽鞘实验中的重要结论：
生长素的产生部位：
生长素的作用部位：
感受单侧光刺激的部位：
弯曲生长的部位：
胚芽鞘的尖端
胚芽鞘的尖端
胚芽鞘尖端下面的一段
胚芽鞘尖端下面的一段
（1）生长：看尖端下部生长素 。
（2）弯曲：看尖端下部生长素分布 。
有无
是否均匀
注意：
生长素可能是自身产生的，也可能是外源的，如含生长素的琼脂块等
判断胚芽鞘生长与弯曲的依据
有生长素：
无生长素：
能生长
不生长也不弯曲
均匀：
不均匀：
直立生长
弯曲生长
二、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
合成途径：
2.生长素的分布
植物体各器官中都有分布，相对集中分布在生长旺盛的部分。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。
主要合成部位：
芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
色氨酸
吲哚乙酸
生长素分布特点：
（1）产生部位﹤积累部位：如顶芽 侧芽、
分生区 伸长区。
（2）生长旺盛的部位﹥衰老组织：
如幼根（幼叶） 老根（老叶） 。
﹤
﹤
﹥
3.生长素的运输方式
形态学上端
形态学下端
形态学上端
IAA合成部位
IAA合成部位
运输至作用部位
极性运输：
非极性运输：
横向运输：
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，只能从形态学上端运输到形态学下端
☆极性运输是细胞的主动运输
成熟组织中，通过输导组织的韧皮部进行。
与其他有机物的运输没有区别。
由于单侧光、重力等因素，发生在根尖、茎尖等细胞分裂旺盛的部位。
知识拓展
形态学的上、下端是以器官生长的规律为基础下定义的，即器官最年幼部分为上端，而较老的部分为下端。因此对于一棵植株来说，茎和根的形态学上端分别是茎尖和根尖，而形学下端则位于茎、根的接触区。
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）。
评价实验设计和结论
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。
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
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
讨论
2022/4/22
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？
3.如果要验证上述结论，应该如何改进实验方案？
不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
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。
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。
空白琼脂块(b)
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘既不弯曲也不生长
评价实验设计和结论
可用以下实验论证：取一切头去尾的胚芽鞘作如下处理：
横向运输：
在生长素的产生部位，如尖端，受外界某些刺激（如单侧光、重力等）的影响，使生长素可以横向运输。
使生长素分布不均匀。
背光侧
向光侧
横向运输
近地侧
远地侧
近地侧
远地侧
横向运输
与尖端和尖端下部有关的结论
尖端是
生长及弯曲的部位
只有极性运输的部位
产生生长素的部位
感受光刺激的部位
可发生横向运输和极性运输的部位
尖端下部是
归纳提炼
三、生长素的生理作用
1、作用方式：
2、作用机制
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
给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
2、作用机制
3、生长素的生理作用
（1）细胞水平
促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；
（2）器官水平
影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。
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
4、生长素的作用特点：
两重性：低浓度，促进生长；高浓度，抑制生长。
同一株植物的不同器官对生长素浓度的反应
（1）植物器官种类
敏感性：根>芽>茎
最适浓度依次为10-10, 10-8, 10-4mol/L
同一浓度的生长素对不同器官的作用相同吗？
对不同器官，生长素促进生长的最适浓度相同吗？
A
（2）成熟程度:
幼嫩细胞＞衰老细胞
双子叶植物＞单子叶植物
（3）植物种类：
5.有关生长素作用的实例分析
植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
（1）顶端优势
①概念：
顶端优势（左）及其解除（右）
②原理：
顶芽：
产生生长素
极性运输
侧芽：
低浓度促进生长
对生长素敏感
生长素浓度较高
高浓度抑制生长
树木修剪——改善树型
棉花打顶——增加产量
树木粗壮——木材质量
解除顶端优势
利用顶端优势
③应用：
（2）茎的背地性、根的向地性分析
植物器官生长的反应
促进生长
抑制生长
根
芽
茎
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
浓度/（mol·L）
10-10
10-8
远地侧：
近地侧：
远地侧：
近地侧：
高浓度促进，促进作用强
低浓度促进，促进作用弱
根
芽
低浓度促进
高浓度抑制
（3）除草剂原理
生长素浓度 (mol/L)
促进生长
抑制生长
O
10－10
10－6
10－2
双子叶
单子叶
双子叶植物＞单子叶植物
应用：在单子叶农作物田里面施加适量浓度（如10－4
mol/L）的生长素类似物，除去双子叶杂草
不同的植物对生长素的敏感程度不同：
10－4
10－8
生长素的作用部位(尖端下部)
无生长素
不生长、不弯曲
分布是否均匀
分布均匀
分布不均匀
直立生长
弯曲生长
该器官对生长素的敏感性
根据
有生长素
有无
生长素
判断
弯曲方向
生长与否：看尖端下部有无生长素。有生长素则生长，无则不生长。生长素可由自身产生，如胚芽鞘尖端；也可是外源(人工添加)的，如用含生长素的琼脂块处理
弯曲与否：看尖端下部生长素分布是否均匀。若分布均匀，则直立生长；若分布不均匀，则向浓度低的一侧弯曲生长。
植物生长状态的判断方法
下图示三盆燕麦幼苗。A、C盆中是正常幼苗，B盆中是切去胚芽鞘尖端的幼苗。将A、B盆分别放在缓慢匀速旋转的圆盘上，将C盆放在不旋转的圆盘上，三盆都有单侧光照射。几天后，A盆的幼苗________生长；B盆幼苗 ________生长， C盆的幼苗___________生长。
直立
不
向光弯曲
思考题1：
在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15分钟均速转一周。一星期后幼苗生长状况为：
思考题2：
B
A B C D E
思考题3：
请分析各胚芽鞘生长情况（图中插入薄片为云母片）。
答： A图胚芽鞘向光源弯曲生长
B图胚芽鞘背光源弯曲生长
C图胚芽鞘不弯曲不生长
D图胚芽鞘直立生长
E图胚芽鞘向光源弯曲生长