(共42张PPT)
本节聚焦
植物向光性的原因是什么?
生长素具有什么作用?
生长素的发现过程给你什么启示?
什么是植物激素?
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
1.图中植株的生长方向有什么特点?
问题探讨 P90
弯向窗外生长
2.可能是那种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变?植株对这种刺激的反应有什么适应意义?
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?
单侧光
吸收阳光,进行光合作用,合成更多有机物
幼嫩部分
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。讨论:
在单侧光照射下,植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。 P90
向光性:
植物为什么会向光生长呢?
实验材料:
金丝雀虉草的胚芽鞘
(一)达尔文和他儿子的实验(19世纪末)
生长素的发现历程
5.1.1
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
胚芽鞘模式图
尖端
尖端下部
(伸长区)
前
①
前
实验过程及结论:
前
前
后
后
后
后
②
③
④
①与②对比,自变量:
实验结果说明:
尖端的有无
①与③对比,自变量:
实验结果说明:
尖端是否感光
(一)达尔文和他儿子的实验(19世纪末)
因变量:胚芽鞘生长情况
植物的弯曲生长与尖端有关
向光性与尖端感受单侧光有关
前
①
前
实验过程及结论:
前
前
后
后
后
后
②
③
④
①与④对比,自变量:
实验结果说明:
尖端下部是否感光
③与④对比,自变量:
实验结果说明:
感光部位
(一)达尔文和他儿子的实验(19世纪末)
向光性与尖端下部感受单侧光无关
感受单侧光引起向光性的是尖端
因变量:胚芽鞘生长情况
胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。 P91
光
(一)达尔文和他儿子的实验(19世纪末)
这种“影响”究竟是什么呢?
达尔文根据实验提出:
琼脂片
(二)鲍森·詹森的实验(1913年) P91
结论:
胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
詹森的实验严谨吗 如果不严谨,该如何改进?
琼脂:是海藻的提取物。物质可在琼脂中扩散而性质不变。
该实验不能排除使胚芽鞘弯曲的“影响”是由琼脂片产生
增设一组,将胚芽鞘顶端切掉,将琼脂片放在切口上,用单侧光照射,观察胚芽鞘的生长情况
不足:
改进:
鲍森·詹森的实验(1913年) P91
如果把该实验的琼脂片换成不能透过物质的云母片或玻璃片,其他条件不变,实验结果会是怎样的?
推测:“影响”可以透过琼脂片向下传递,不能透过云母片、玻璃片等,所以“影响”可能是一种化学物质。
尖端产生的影响会传送到下部,那它为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢?
黑暗中
自变量:
尖端放置的位置
胚芽鞘朝对侧弯曲生长
结 果:
因变量:
尖端下部弯曲生长的方向
(三)拜尔的实验(1918年) P91
结论:
胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在下部分布不均造成的。
1.拜尔为什么要选择黑暗的环境?
排除光的影响,控制变量
尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
实验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。
黑暗中
3.没有了光的刺激,为什么胚芽鞘还会发生弯曲?
2.为什么将尖端切下后放于一侧?
使影响在尖端下分布不均匀
(三)拜尔的实验(1918年) P91
达尔文、詹森和拜尔的结论
如何证明是不是化学物质呢?
初步证明胚芽鞘的顶尖产生影响的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。
实验组
对照组
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。
琼脂块是否接触过尖端
去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
自变量:
因变量:
排除琼脂块对胚芽鞘的影响
(四)温特的实验(1926年) P92
结论:胚芽鞘的弯曲生长确实是由尖端产生的化学物质引起的。
温特提出植物体内存在生长素时,有没有提取出这种物质 他是怎样作出这一推测的
没有。他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这样推断的。要得出这样的结论,既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理,还需要一定的想象力。
教材P92 旁栏思考
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外还有苯乙酸(PAA)、还有吲哚丁酸(IBA)等
生长素的化学本质 P92
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)。
吲哚乙酸(IAA)化学结构式
尖端
伸长区
感光部位
生长素的产生部位
弯曲生长部位
生长素的作用部位
胚芽鞘系列实验结论总结:
注意:生长素的产生不需要光,光只是影响了生长素的分布。
教材P95
1.(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。( )
×
①外因:
单侧光照射
生长素的分布不均匀
②内因:
植物向光性的原因:P92
向光侧
背光侧
生长素少
生长素多
伸长慢
伸长快
向光弯曲生长
空白
琼脂片
长不长,看
弯不弯,看
有无生长素
生长素分布是否均匀
解答技巧
光
光
琼脂片
含IAA
琼脂片
含IAA
琼脂片
用锡箔罩住尖端
光
不透水玻璃片
光
即时检测
用燕麦胚芽鞘进行如下实验,一段时间后,其生长状况如何?
教材P95 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. 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
教材P95 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?
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。
下列生长素相关实验的图解,请分析结果(锡箔纸有遮光作用、生长素不能透过云母片、琼脂对生长素的运输没有影响):
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
拓展应用
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
③直立生长
④向右侧弯曲生长
①直立生长
②向光弯曲生长
③向小孔弯曲生长
④茎向心弯曲生长
根离心弯曲生长
拓展应用
发现过程 归纳与结论
19世纪末 达尔文的实验: 结论:感光部位在 。尖端受单侧光向下面的伸长区传递了某种 。
1913年 詹森的实验: 结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过 传递给下部。
1918年 拜尔的实验: 结论:胚芽鞘弯曲生长是因为影响在其下部分布 造成的。
1926年 温特的实验: 结论:胚芽鞘弯曲生长是 引起的,并把这种物质命名为 。
1934年 科学家从人尿中分离提取出与生长素作用相同的化学物质 。
1946年 高等植物中提取出来 。
进一步发现
尖端
“影响”
琼脂片
不均匀
化学物质
生长素
吲哚乙酸(IAA)
(IAA)
与IAA效应相同的还有吲哚丁酸(IBA)、苯乙酸(PPA)等。
小结
主要有生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)和乙烯(ETH)等。
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。
植物激素的种类:
植物激素的作用:
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。
植物激素的概念:
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作为信息分子,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
P93 思考.讨论 植物激素与动物激素的异同
1.植物激素与动物激素都称作“激素”,二者有哪些相似之处
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,且具有微量、高效的特点。
2.植物体内没有分泌激素的腺体,这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别
1、主要合成部位:
2、合成过程:
3、主要分布:
4、运输方式:
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
在植物体各器官中都有分布,但集中在生长旺盛的部位
极性运输、非极性运输、横向运输
生长素的合成、运输与分布
5.1.2
· 极性运输
发生场所:
运输方式:
方向:
· 非极性运输
在成熟组织中,通过疏导组织运输
胚芽鞘、芽、幼叶、幼根
主动运输
形态学的上端运输到形态学的下端
· 横向运输
发生原因:
单侧光、重力等影响
发生部位:
胚芽鞘尖端、根尖、茎尖等细胞分裂旺盛的部位
生长素的运输方式
地上部分
地下部分
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
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.从实验结果到结论之间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输到形态学上端。
3.如果要验证上述结论,应该如何改进实验方案?
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。
实验前
实验后
上
下
①
②
P95 思维训练
(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。
P147【例3】下列有关生长素的叙述,错误的是( )
A.在幼芽中,色氨酸可经过一系列反应转变为生长素
B.在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输
C.在幼根中,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
D.生长素仅分布在生长旺盛的部位,如发育的果实和根顶端的分生组织
D
资料P150 5.下列有关生长素运输的说法,正确的是 ( )
A.缺乏O2不会影响植物体内生长素的极性运输
B.生长素在胚芽鞘尖端可以从向光侧运输到背光侧
C.生长素从根尖向上运输不属于极性运输
D.顶端优势的产生一定与生长素的非极性运输有关
B
教材P95
1.(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。( )
√
1、作用方式:
2、作用:
① 细胞水平上:
② 器官水平上:
3、发挥作用的机制:
生长素不起催化作用,不为细胞提供能量,给细胞传达信息,起着调节细胞生命活动的作用
促进细胞伸长生长,诱导细胞分化等
影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根的发生,影响花、叶和果实发育
生长素与细胞内某种蛋白质—生长素受体特异性结合,引起细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。
生长素的生理作用
5.1.3
P94 思考.讨论 植物生长素的作用特点
10-10 10-8 10-6 10-4 10-2
促进生长
抑制生长
浓度/mol·L -1
根 芽 茎
植物器官生长的反应
生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图
“促进”或“抑制”均是相对于“对照组”而言的。
生长状况好于对照组:促进生长
生长状况差于对照组:抑制生长
抑制生长≠不生长
1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的?
A
B
C
D
10-10
10-8
10-6
10-4
浓度/mol·L-1
促进生长
抑制生长
F
E
植物器官生长的反应
在一定范围内,随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐增强。
①曲线AB段(不含B点)表示:
促进根生长的最适浓度。
②B点表示的生长素浓度是:
生长素浓度与根生长反应的关系示意图分析
在一定范围内,随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐减弱。
③BC段(不含C点)表示:
3.对于不同器官来说,生长素促进生长的最适浓度相同吗?
不同。
A
B
C
10-10
10-8
10-6
10-4
浓度/mol·L-1
促进生长
抑制生长
F
E
植物器官生长的反应
生长素浓度与根生长反应的关系示意图分析
既不促进也不抑制。
④C点表示的生长素浓度对根的生长作用是:
⑤C点之后表示:
随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用逐渐增强;
⑥E、F表示:
生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。
2.对于同一器官来说,生长素的作用与浓度有什么关系?
一般表现为生长素在浓度较低时促进生长,在浓度较高时会抑制生长。(低促进高抑制)
① 生长素浓度:
② 植物细胞的成熟情况:
③ 植物器官的种类:
④ 植物的类型:
低浓度生长素促进生长,高浓度生长素则抑制生长
幼嫩细胞>衰老细胞
同一植物的不同器官对于不同浓度的生长素的敏感程度不同。
双子叶植物>单子叶植物
影响生长素发挥作用的因素 P94
即两重性
根>芽>茎
教材P95
1.(3)生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用,没有抑制作用。( )
×
(1) 概念:
(2) 原因:
(3) 解除方法:
(4) 应用:
植物顶芽优先生长,侧芽生长受抑制的现象
摘除顶芽
去掉顶芽,解除顶端优势
保留顶端优势
顶端优势 P94
顶芽产生的生长素向下运输,侧芽处生长素浓度较高。侧芽对生长素浓度较敏感发育受到抑制。
② 需要长高的植物(如木材)
① 不要长高、需要侧枝较多的植物
棉花打顶,增产
思考:将植物幼苗横放,生长一段时间后,发现根向地生长(根的向地性),茎背地生长(茎的背地性),试分析原因。
拓展应用
浓度低
浓度高
促进生长
抑制生长
浓度低
浓度高
促进生长(弱)
促进生长(强)
重力
教材P95 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( )
生长反应
生长素相对浓度
A
B
C
D
A
资料P152 13.(2022·东莞)研究发现单侧光和不同浓度生长素对植物根和茎生长有影响。有关叙述错误的是 ( )
A.根和茎对单侧光刺激反应不同,与其对生长素的敏感程度不同有关
B.若测得茎背光侧的生长素浓度为n,则其向光侧生长素浓度小于n
C.生长素对根向光侧和背光侧的作用可能分别对应图乙中的A、B两点
D.不同浓度生长素对植物同一器官的促进作用可能相同
甲
乙
B
资料P152 14.(2022·广州)将植物横放、测量根和茎生长素浓度与其生长状况的关系如图甲所示,则点M、N、P和Q分别最可能对应图乙中的 ( )
A.a、b、c、d
B.a、c、d、b
C.b、c、a、d
D.b、d、c、a
甲
乙
B
课堂建构