(共39张PPT)
第1节
生长素的合成、运输与分布和生长素的生理作用
第5章 植物生命的调节
第2课时
1
2
概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用,尝试阐释植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观
根据生长素的作用及特点,学会分析和解决生活实际问题
一、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
我从哪里来?
(1)生长素主要的合成部位:
芽
幼嫩的叶
发育中的种子
植物没有专门的内分泌腺器官
一、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
我从哪里来?
(2)生长素由 经过一系列反应转变而来。
色氨酸
转变
色氨酸
吲哚乙酸
该过程不需要光,有无光均产生。
植物全身
我要怎么去?
2
生长素的分布
生长素在植物各器官中都有分布,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)
生长素合成部位主要在
芽、幼叶等
植物全身
?
地上部分
地下部分
形态学上端
形态学下端
形态学上端
(1)极性运输:
在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中,生长素只能从形态学上端到形态学下端,是一种主动运输。
一、生长素的合成、运输与分布
3.生长素的运输
问题2: 在植物组织中生长素的运输方式只有极性运输吗?
幼嫩部位
(2)非极性运输:
成熟组织
通过___________进行且与其他有机物的运输_______区别。
输导组织
没有
实验证明:
植物的生长素可以由浓度低的部位向浓度高的部位运输。
同时,在缺氧或加入呼吸抑制剂的情况下,会严重阻碍其运输。
(3)横向运输:
在单一方向(单侧光、重力、离心力等)刺激
下,生长素在尖端由一侧移向另一侧的运输方
式称为横向运输。
3
生长素的运输
茎弯向中心生长
评价实验设计和结论
思维训练
空白琼脂块(a)
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘弯曲生长
问题: 如何检测下端琼脂块是否含有生长素?
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。
这个实验的设计是否严密?为什么?
2
3
1
合作探究二:通过以上实验的设计,请小组合作思考以下问题。
从实验结果到实验结论之间的逻辑推理是否严谨?为什么?
如果要验证上述结论,应该如何改进实验方案?
一、生长素的合成、运输与分布
评价实验设计和结论
思维训练
一、生长素的合成、运输与分布
空白琼脂块(a)
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
实验前
实验后
胚芽鞘弯曲生长
2.生长素的运输
实验改进
实验前
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
空白琼脂块(a)
实验后
胚芽鞘既不弯曲也不生长
01
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。
极性运输为主动运输,需要消耗能量,需要载体蛋白。
02
极性运输在太空中依然存在,不受重力因素的影响。
03
生长素的横向运输只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位。尖端在均匀光照或黑暗处时,不发生生长素的横向运输。
04
失重状态下,由于没有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的,植物会水平生长。
一、生长素的合成、运输与分布
2.生长素的运输
关于生长素运输的几点注意事项
一、生长素的合成、运输与分布
发生部位
运输方向
影响因素
跨膜方式
运输
主动运输
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
从形态学上端运输到形态学下端
遗传因素决定
在成熟组织中通过输导组织进行
单侧光、重力等单一方向刺激
根尖、芽尖等生长素产生部位
向光侧→背光侧;远地侧→近地侧
发生部位
运输方向
影响因素
极性运输
非极性运输
横向运输
1.下列有关生长素运输的叙述,错误的是
A.在胚芽鞘尖端,生长素只能由形态学上端向形态学下端运输,而不能
反过来运输
B.缺氧时,根尖的生长素运输不会受到影响
C.极性运输需要细胞膜上的载体蛋白协助
D.在成熟组织,生长素可以通过输导组织进行非极性运输
√
A.c组尖端能合成生长素,d组尖端不能
B.a′组尖端能合成生长素,b′组尖端不能
C.c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,d组尖端的生长素不能
D.a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b′组尖端的生长素不能
2.取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为a、b、c、d四组。分别将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段,并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置,得到a′、b′两组胚芽鞘。然后用单侧光照射时,发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长,b′组胚芽鞘不弯曲,也不生长,其原因是( )
第三课时
二、生长素的生理作用
1.生长素的作用方式
给细胞传达信息,起着调节细胞生命活动的作用。
基因表达
2.生长素的作用机理
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
生长素
激素受体
三磷酸肌醇
添加细胞壁成分
内质网
Ca2+
激活
液泡
H+
使细胞壁松散
转录
转录因子
促细胞生长蛋白
翻译
高尔基体
(1)细胞水平
起着促进细胞伸长生长、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。
细胞
器官
生长素
伸长、分化
生长、发育
受体
基因表达
二、生长素的生理作用
2.生长素的作用机理
问题: 生长素的作用都是“促进”吗?
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
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
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
生长素浓度升高,对根生长的促进作用加强。
(1)AB段表示:
促进根生长的最适浓度。
(2)B点表示的生长素浓度是:
生长素浓度升高,对根生长的促进作用减弱。
(3)BC段表示:
(4)C点表示:
既不促进也不抑制。
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
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
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
(5)CD段表示:
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。
问题9: 据图分析能否找到两个生长素浓度不同,但对根的促进效果相同的浓度点
最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点,起相同效果的促进作用,如(E、F)。
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
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
促进生长
抑制生长
mol·L-1
根
F
E
(5)CD段表示:
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。
问题10: 以上曲线说明了生长素作用有什么特性
生长素作用的两重性:低浓度促进生长,高浓度抑制生长
问题11: 不同浓度生长素对植物芽和茎也会有如根一样的作用结果吗?
二、生长素的生理作用
3.生长素的作用特点
如图为不同浓度生长素对植物根、芽、茎的作用结果,据图分析:
问题12: 从曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是?
10-10 10-8 10-4
问题13: 三种器官对生长素的敏感性大小依次是:
根> 芽> 茎
敏感度:幼嫩的细胞>成熟的细胞
4.生长素的作用的影响因素
1)浓度
2)植物的成熟情况
3)器官种类
4)植物种类
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例1:除草剂
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的生长素类似物,除去双子叶杂草
除草剂2,4-D
敏感程度:
应用:
2
1
3
4
保留顶芽
去掉顶芽
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2:顶端优势
(1)概念
植物的______优先生长,而______生长受到抑制的现象。
顶芽
侧芽
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2:顶端优势
(2)原因
顶芽
低
促进
侧芽
高
抑制
越靠近顶芽的侧芽生长素浓度越高,受到的抑制程度越大。
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2:顶端优势
(3)解除顶端优势:
去掉顶芽
棉花和烟草的摘心可以增产
棉花去顶芽 烟草去顶芽
园艺、果树修剪
调节植株形态
二、生长素的生理作用
4.两重性实例
实例2:顶端优势
(4)顶端优势运用:
保留顶端优势:需要长高的植物(如木材)
可以达到增产
拓展延伸——利用所学知识,解释根的向地性和茎的背地性。
原因:
由于重力的影响,茎的近地侧生长素含量比背地侧多,导致近地侧生长速度快于背地侧
原因:由于重力的影响,根的近地侧生长素含量比背地侧多,由于根对生长素浓度比较敏感,低浓度促进生长,高浓度抑制生长,导致背地侧生长速度快于近地侧
茎部:
A和B处的生长素浓度: ;
生长速度: 。
根部:
C和D处的生长素浓度: ;
生长速度: 。
B>A
B>A
D>C
C>D
拓展延伸——不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲的状况分析
类别 图解条件 相关结果
遮盖类
暗箱类
插入类
①直立生长;
②向光弯曲生长
①直立生长;
②向光(小孔)弯曲生长
①向右侧弯曲生长;
②直立生长;
③向光弯曲生长;
④向光弯曲生长
拓展延伸——不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲的状况分析
类别 图解条件 相关结果
移植类
旋转类
①直立生长;
②向左侧弯曲生长;
③④中IAA的含量a=b+c,b>c
①直立生长;
②向光弯曲生长;
③向小孔弯曲生长;
④茎向心生长,根离心生长
【注意】琼脂块只起传送作用,不影响生长素的运输。而云母片、玻璃片会阻碍生长素的运输。
3.(2023·广东梅州高二期末)如图1为某植株的模式图,①②③④为枝条上的四个芽;图2表示不同浓度生长素对芽的作用。下列叙述正确的是
A.图2中d点对应浓度的生长素可能会抑制根的生长
B.图1中②处生长素浓度小于④处,因而生长缓慢
C.图1中①②处生长素浓度分别对应图2中的b、c两点
D.图2中若b点代表背光侧,则c点可能代表向光侧
√
4.如图表示植物生长单位长度所需时间与生长素浓度的关系,下列叙述正确的是
A.在单侧光作用下,若胚芽鞘生长素浓度向光侧为c点对应生长素浓度,则背光侧为d点对应生长素浓度
B.将植物体水平放置,若茎部近地侧生长素浓度为a点对应生长素浓度,
则远地侧为b点对应生长素浓度
C.将植物体水平放置,若根部近地侧生长素浓度为c点对应生长素浓度,
则远地侧为d点对应生长素浓度
D.若曲线Ⅰ表示生长素对植物芽的作用,则曲线Ⅱ表示对根的作用
√
[题后提升] 如图表示同一器官在不同生长素浓度下的作用。请回答下列问题:
(1)若曲线表示生长素浓度与植物幼苗的关系,其出现向光性时,且测得其向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度范围是____________。
(2)若曲线表示生长素浓度与植物芽的关系,在顶端优势中,测得顶芽生长素浓度为m,则侧芽的生长素浓度范围是_____。
大于m小于M
大于i
(3)若曲线表示植物的茎,在植物水平放置、表现出茎的背地性时,且测得其茎的近地侧生长素浓度为M,则茎的远地侧生长素浓度范围是_____
_______。
(4)若曲线表示植物的根,在植物水平放置、表现出根的向地性时,且测得其根的远地侧生长素的浓度为m,则近地侧生长素浓度范围是______。
大于0
小于m
大于i