5.1 植物生长素 课件(共31张PPT) 2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修1

(共31张PPT)
植物生长素
第1节
人教版 选修1
1.分析植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特点
2.概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物
讨论：
1.图中植物的生长方向有什么特点？
2.可能是哪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？
向着光源生长的植物
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。许多人可能对这种现象熟视无睹，然而，正是对向光性的研究，引导着人们揭示植物生命活动调节的奥秘。
（一）19世纪末，达尔文和他儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。
达尔文
实验材料：金丝雀虉（yì）草的胚芽鞘
金丝雀虉草：是禾本科虉草属的一年生丛生草本植物。生活周期类似于春小麦，它是一种谷类作物。原产于地中海地区，广泛分布于中东、欧洲，在阿根廷、美国、加拿大等国的部分地区也有分布，在我国为栽培或逸生。
生长素发现过程
胚芽鞘：为单子叶植物所特有，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，是一个鞘状结构。作用：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
实验过程：
实验一：
未切去胚芽鞘尖端
向光弯曲生长
实验二：
切去胚芽鞘尖端
不生长不弯曲
实验三：
尖端用锡纸罩住
直立生长
实验四：
尖端下面一段用锡纸罩住
向光弯曲生长
实验结论
实验一和实验二对照说明：胚芽鞘的向光性与尖端有关
实验一
实验二
实验三、四和实验一对照说明：感光部位在尖端，而向光弯曲部位是胚芽鞘尖端下面的一段。
实验三
实验四
结论：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”，造成伸长背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
（二）1913年，鲍森·詹森的实验
结论：胚芽鞘的尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递到下部
（三）1918年，拜耳的实验
黑暗中
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分布不均匀造成的。
（四）1926年，温特的实验
实验组
把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去尖端，将琼脂切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长
对照组
如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲
结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。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。
（五）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）
吲哚乙酸
（六）1946年，科学家从高等植物中分离出IAA
（七）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(PPA)、吲哚丁酸(IBA)等，它们都属于生长素。
达尔文实验
1.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”
2.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。
温特实验：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。
生长素的发现过程总结
鲍森·詹森实验：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂块传递给下部。
拜尔实验：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
先后从尿液和高等植物中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(IBA)。
注意说明
（1）在实验中，琼脂块（片）实际上起物质传递的作用，用来判断胚芽鞘尖端是否有化学物质生成及其作用。琼脂块（片）不能感光，不会影响生长素的运输，而云母片、玻璃片等会阻碍生长素的运输。
（2）有光、无光不影响生长素的合成，两种情况下生长素的产生速度基本相同。
（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。
植物激素
（2）种类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。
（3）功能：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。
（4）三个主要特点：①植物细胞内代谢产生（无专门分泌器官）；②能从产生部位运输到作用部位（运输方式和速度因激素种类、植物种类和器官种类的不同而不同）；③微量、高效的有机物
思考·讨论
1.植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？
2.植物体内没有分泌的腺体，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？
项目 植物激素 动物激素
产生部位 只在一定部位产生，没有专门的分泌器官 有特定的分泌器官或分泌细胞
分布 相对集中于植物体的某些器官或组织中 均匀分布于动物体各组织、器官
运输 生长素的运输方式有横向运输、极性运输和非极性运输 通过体液运输
化学本质 一般是小分子有机化合物 有机化合物，化学成分比较复杂，有蛋白质类、多肽类、氨基酸衍生物类，固醇类等。
作用部位 无明显靶器官 靶器官、靶细胞
项目 生长素 生长激素
归类 植物激素 动物激素
本质 吲哚乙酸、苯乙酸、吲哚丁酸等 蛋白质
产生 植物体内具有分生能力的组织 内分泌腺（垂体）
作用 促进生长，促进果实发育，促进生根，防止落花落果等。 促进生长，主要是促进蛋白质的成和骨的生长
一般是指吲哚乙酸（IAA），此外还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等
（1）产生：生长素合成的主要部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素
生长素的化学成分
生长素的合成和分布
生长素的合成、运输与分布
（2）分布：生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地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。生长素在趋向衰老的组织和器官中含量较少。
总体来说，生长素的分布是：
产生部位＜积累部位：如顶芽＜侧芽；分生区＜伸长区
生长旺盛部位＞衰老组织：如生长点＞老根
（1）生长素的极性运输
①在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，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，也就是单方向地运输，这种运输方式称为极性运输
生长素的运输
形态学上端
形态学下端
②根与茎的形态学上端与下端：植物的根一般生活在土壤里，即地面以下，而茎与叶等一般在地面以上。以地面为基准，靠近地面的一端都是形态学下端，远离地面的一端都是形态学上端。
对根来说，根尖是形态学的上端
形态学上端
对茎来说，茎尖是形态学上端
形态学上端
注意说明
（1）生长素的极性运输方向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
（2）生长素的极性运输属于主动运输，消耗能量，需要载体
（2）生长素的非极性运输
在成熟组织中，生长素可通过输导组织进行非极性运输。生长素的非极性运输与其他有机物的运输没有区别。
（3）生长素的横向运输
在一些细胞分裂特别旺盛的部位，受外界某些因素（如单侧光、重力等）的影响，生长素在形态学上端发生横向运输，从而导致生长素在尖端分布不均匀，尖端以下部位不能进行横向运输。
引起生长素在胚芽鞘内分布不均匀的因素有单侧光、重力等。
胚芽鞘的尖端能感受单侧光的刺激，使背光一侧生长素分布得多，而向光一侧生长素分布得少。
重力也能引起生长素在植物体内分布不均匀，使植物体近地侧生长素浓度高，而远地侧生长素浓度低。
知识延伸
1.生长素进行极性运输时，需要消耗能量。（ ）
基础检测
2.在胚芽鞘尖端下部，生长素可以进行横向运输
（ ）
√
3.表现为向光性的胚芽鞘，其向光侧生长素浓度高于背光侧（ ）
×
×
（1）细胞水平：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。
（2）器官水平：影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定芽发生，影响花、叶和果实发育等。
（3）作用途径：生长素与细胞内特异性受体蛋白结合→细胞内一系列信号传导→特定的基因表达→产生效应
生长素的生理作用
生长素的生理作用
思考·讨论
下图所示是科学家研究不同浓度生长素对植物不同器官的作用得到的结果。
讨论
促进生长
抑制生长
根
芽
茎
生长从素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图
浓度/mol·L-1
植物器官的生长反应
1. “促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？
“促进”或“抑制”，是相对于生长素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。
讨论
2. 对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系？
一般表现为较低浓度的促进生长，浓度过高则抑制生长。
3. 对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度相同吗？
对于不同器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同。
知识延伸
（1）幼嫩的细胞对生长素敏感，衰老的细胞则比较迟钝。
（2）一般情况下，双子叶植物对生长素的敏感程度高于单子叶植物，可用适宜浓度的生长素来清除单子叶农作物田中的双子叶杂草。
（1）概念：植物的顶芽优先生长、侧芽生长受到抑制的现象。
（2）原因：顶芽产生的生长素逐渐向下运输，枝条上部的侧芽生长素浓度较高。由于侧芽对生长素比较敏感，因此它的发育受到抑制，植株因而表现出顶端优势。
植物的顶端优势及其应用
（3）解除方法：摘除顶芽，使侧芽处生长素浓度降低，侧芽萌动、加快生长
（4）应用：农民会适时摘除棉花的顶芽以促进侧芽的发育，使它多开花、多结果；园艺师会适时修剪景观树木，让树木发出更多的侧枝，使树形圆润、丰满。
运输方式