5.1植物生长素课件(共50张PPT)-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

(共50张PPT)
第1节 植物生长素
第5章 植物生命活动的调节
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
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？
弯向窗外生长。
向着光源生长的植物
是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，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。
幼嫩部位
讨论：
1.图中植株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的意义？
向光性：
在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
植物的向光性是如何产生的呢？
问题探讨
许多人可能对这种现象熟视无睹；但是，达尔文早就注意到植物的向光性，并设计实验研究植物具有向光性的原因；
一、生长素的发现过程
金丝雀虉（yì）草
(一）达尔文向光性实验：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。
金丝雀虉草（一种禾本科植物）胚芽鞘
胚芽鞘
1.实验材料
胚芽鞘（coleoptile）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。胚芽鞘是植物叶片的保护组织；种子萌发时，胚芽鞘顶土能力强，首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。
胚芽鞘模式图
尖端
尖端下部
一、生长素的发现过程
①单侧光照射
②去掉胚芽鞘尖端
③用锡箔罩子把尖端罩上
④用锡箔罩子罩上尖端下面的一段
2.实验过程及结果
向光弯曲生长
不生长不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
思考：为什么要分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段呢
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
①单侧光照射
②去掉胚芽鞘尖端
③用锡箔罩子把尖端罩上
④用锡箔罩子罩上尖端下面的一段
2.实验过程及结果
向光弯曲生长
不生长不弯曲
直立生长
向光弯曲生长
思考：感受单侧光刺激的是哪一部分？
①、②对照：胚芽鞘的生长和弯曲与尖端有关。
一、生长素的发现过程
实验结论：实验③④形成对照，再加上实验①的空白对照，单一变量是遮光部位不同，可以得出的结论是尖端是感受光刺激的部位。
思考：①、②对照说明了什么？
0 1 2 3 4 5 6 7 8
胚芽鞘生长并弯曲的部位是_________________
拓展思考：
尖端下面的一段（伸长区）
感光部位在尖端，那么伸长部位在哪里？
如何设计实验？
达尔文根据实验提出：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。
3.达尔文推测
一、生长素的发现过程
（二）1913年鲍森·詹森（P.Boysen-Jensen）实验
胚芽鞘尖端和下面部分之间插入琼脂片
结论：胚芽鞘尖端产生的“影响” 可以透过琼脂片传递给下部。
向光弯曲生长
达尔文的推测1：尖端产生了某种影响，传到下部。
一、生长素的发现过程
琼脂，是从海藻中提取出来的一种植物胶，为无色、无固定形状的固体，溶于热水。广泛应用在食品工业中，生物学研究中常作细菌培养基。
云母片是一种矿物质，由韵母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。
（三）拜尔的实验（1918年）
（1）实验过程及结果
向右弯曲生长
向左弯曲生长
向对侧弯曲生长
（2）实验结论
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
拜尔首次将实验放置于黑暗中进行，说明这种“影响”没有光也可以产生；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；
达尔文的推测2：弯曲生长的原因是尖端产生的影响在下部分布不均。
一、生长素的发现过程
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
詹森的实验验证
拜尔的实验验证
结论：尖端产生的影响可透过琼脂片传递到下部
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
詹森和拜尔的实验初步证明：
顶尖产生的影响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。
琼脂片
(四）1926年荷兰科学家温特的实验
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。
一、生长素的发现过程
①实验组是　，对照组是　。A与B对照说明________________________
　　　　　　　　　　　。
②设置A组的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
③由温特的实验结论可以推测单侧光的作用可能是__________________
　　　　　　　　　　　　 。
B
A
造成胚芽鞘弯曲生长的是胚
芽鞘尖端产生的某种物质
排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响
温特的实验有不妥之处吗？
无法排除琼脂本身对实验的影响
温特的实验有不妥之处吗？
改变生长素的分布，
使生长素在背光侧分布的多
过渡：生长素究竟是什么物质呢？
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）。
由于生长素在植物体内的含量极少，直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来，并确定它也是IAA。植物体内还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁酸（IBA）等与IAA相同效应的物质，它们都属于生长素。
色氨酸
色氨
吲哚乙酸
提示：生长素是一类物质，包括IAA等；部分模拟题只把IAA视作生长素。
二、植物向光性的原因
单侧光导致胚芽鞘向光弯曲生长的作用机理：
（1）生长素是由胚芽鞘尖端产生的。
（2）在单侧光照射下, 生长素在胚芽鞘尖端中横向运输到背光侧。
（3）生长素由胚芽鞘尖端向下运输。
（4）胚芽鞘尖端下部背光侧生长素含量多，向光侧生长素含量少，这样，胚芽鞘尖端下部背光侧细胞纵向伸长生长快，而向光侧细胞纵向伸长生长慢，结果，胚芽鞘向光弯曲生长。
主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
三、植物激素
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。
3、种类：
1、概念：
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。
2、功能：
植物体内产生的才是植物激素，人工合成的以及微生物产生的即使化学本质、功能、名称均相同，都不能称为植物激素，例如赤霉菌可以产生赤霉素，该赤霉素不是植物激素；
请同学们小组为单位思考下面问题？
1.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？二者有哪些相似之处？
思考·讨论·植物激素与动物激素的异同
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
四、生长素的合成、运输与分布
1.生长素的合成
①生长素主要的合成部位：
芽、幼嫩的叶和发育中的种子
②可由色氨酸经过一系列反应转变为生长素
色氨酸
吲哚乙酸
2.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，通过韧皮部（筛管）进行非极性运输。生长素的非极性运输和其他有机物的运输没有区别。
由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。
四、生长素的合成、运输与分布
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）。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。
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
含IAA的琼脂块(a)
思维训练·评价实验设计和结论
实验前
实验后
形态学上端
形态学下端
含IAA琼脂块
空白琼脂块(a)
胚芽鞘弯曲生长
1.这个实验的设计是否严密？为什么？
2.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。
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
空白琼脂块(b)
形态学下端
形态学上端
含IAA琼脂块
实验后
胚芽鞘既不弯曲也不生长
思维训练·评价实验设计和结论
3.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。
四、生长素的合成、运输与分布
类别 处理条件图解 结果
遮盖类
暗箱类
插片类 （云母片）
不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
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向左弯曲生长
②向右弯曲生长
③不生长不弯曲
④直立生长
⑤向右弯曲生长
类别 处理条件图解 结果
移植类
旋转类
①直立生长
②向左弯曲生长
③④中IAA含量：
a=b+c且b＞c
①直立生长
②向光弯曲生长
③向小孔弯曲生长
④向中央弯曲生长
不同处理条件下胚芽鞘生长状况分析
1、为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质，用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验时，实验的设计思路是(　　)
A．两个完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下
B．胚芽鞘尖端和未放过胚芽鞘的琼脂块分别置于两个胚芽鞘切面的同一侧
C．未放过胚芽鞘尖端的琼脂块和放过胚芽鞘尖端的琼脂块分别置于两个胚芽鞘切面的同一侧
D．胚芽鞘尖端和放过胚芽鞘尖端的琼脂块分别置于两个胚芽鞘切面的同一侧
C
课堂巩固
A
2、下列关于植物激素的说法错误的是(　　)
A．植物激素有专门的分泌器官
B．植物激素是一类化学物质
C．植物激素在植物体内含量很少
D．植物激素能调节植物体的生长发育
课堂巩固
3、下列与生长素的产生、运输和分布相关的叙述，正确的是 (　　)
A．生长素只能在幼嫩的芽、叶和发育的种子中产生
B．生长素是在核糖体中经氨基酸的脱水缩合形成的
C．生长素在植物体内只能进行极性运输
D．生长素在植物体的各器官中都有分布
D
课堂巩固
4、下列关于生长素及其发现实验的叙述，正确的是(　　)
A．鲍森·詹森实验是将胚芽鞘尖端切下，并移至一侧，置于黑暗中培养
B．拜尔实验的结论是证明胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
C．温特实验的结果证实：造成胚芽鞘弯曲的化学物质是吲哚乙酸
D．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
D
课堂巩固
四、生长素的生理作用
1.作用方式：给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
（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。
有子番茄
无子番茄
生长素
生长素受体
特异性结合
引发
细胞内一系列信号转导
诱导
特定基因表达
产生效应
四、生长素的生理作用
生长素首先与细胞内某种蛋白质-生长素受体特异性结合，引发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。
2.生长素的作用机理
生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗？
四、生长素的生理作用
补充了解：“酸生长假说”
生长素能诱导细胞核基因的选择性表达，产生质子泵，并进一步诱导质子泵整合到细胞膜上，细胞膜上的质子泵将H+泵出细胞而进入新生细胞的初生壁，细胞壁因pH降低引起一些酶活的提高，对酸不稳定的键（氢键）也断裂，导致多糖链被破坏而变得松弛柔软，纤维素微纤丝彼此松开，细胞吸胀，加上膨压作用，细胞就伸长了
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】
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.抑制作用表现是什么？
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
生长素作用的两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长
抑制说明在该浓度下生长缓慢甚至停止。
【思考】
9.促进或抑制的作用效果是与哪一组别对比得到的？
相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言。设计实验探究生长素作用结果时，一定要设置蒸馏水处理的对照组，不然无法得出抑制还是促进的结果。
下图为不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果
1.促进或抑制的作用效果是与哪一组别对比得到的？
相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言
设计实验探究生长素作用结果时，一定要设置蒸馏水处理的对照组，不然无法得出抑制还是促进的结果；
思考·讨论：
2.对于不同器官来说，生长素促进生长的最适浓度分别是多少？
根10-10 mol·L-1
芽10-8 mol·L-1
茎10-4 mol·L-1
下图为不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果
思考·讨论：
3.同一浓度生长素对不同器官的影响一定不同吗？
不一定
下图为不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果
思考·讨论：
4.生长素的浓度在10-6mol·L-1时，对根、芽、茎的生理效应分别是怎样的？
根：抑制
芽：既不促进也不抑制
根：促进
下图为不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果
思考·讨论：
5.根、芽、茎对生长素的敏感程度的顺序是怎样的？
根＞芽＞茎
下图为不同浓度生长素对植物不同器官的作用结果
思考·讨论：
3.植物生长素的作用特点——两重性
②影响生长素作用效果的因素：
（1）浓度
（2）不同器官敏感度不同
（3）细胞成熟情况
（4）植物的种类
既能促进生长，也能抑制生长
既能促进发芽，也能抑制发芽
既能防止落花落果，也能疏花疏果
保花
疏果
①实质：
四、生长素的生理作用
敏感程度：
3.植物生长素的作用特点——两重性
四、生长素的生理作用
在单子叶农作物（如玉米）田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草。
双子叶植物＞单子叶植物
应用：
幼嫩细胞＞衰老细胞
②产生顶端优势的原因：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。
2
1
3
4
4.生长素两重性的实例
①概念：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
四、生长素的生理作用
（1）顶端优势
③顶端优势的应用
农民适时摘除棉花顶芽以促进侧芽发育，从而使它多开花、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，使树型圆润、丰满
a.保留顶端优势
做木材的树木需要保留顶端优势
4.生长素两重性的实例
四、生长素的生理作用
（1）顶端优势
b.解除顶端优势——去掉顶芽
根部
生长素浓度：____
生长速度：______
茎部
生长素浓度：____
生长速度：______
CAA>B
C原理：当幼苗横放时，由于重力的作用，生长素发生横向运输，在近地侧浓度较高，即：B＞A，D＞C；茎对生长素敏感性低，C、D两侧都是促进作用，且D侧促进作用更强，使茎背地弯曲生长；根对生长素敏感性高，B侧浓度高，抑制生长，因此生长速度A＞B，使根向地弯曲生长。
4.生长素两重性的实例
四、生长素的生理作用
（2）茎的背地性、根的向地性分析
根的向地性和茎的背地性都体现了生长素生理作用的两重性？
只有根的向地性，因为茎的背地性都是促进作用。
C
1、下图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度分别为(　　)
A．a和b　　　　　 B．b和a
C．b和c D．c和b
课堂巩固
2、下图表示生长素对植物某营养器官生长的影响，“低浓度促进生长、高浓度抑制生长”一句中，高浓度、低浓度分别指(　　)
A．大于a的浓度、小于a的浓度
B．大于c的浓度、小于c的浓度
C．大于b的浓度、小于b的浓度
D．大于a的浓度、小于c的浓度
B
课堂巩固
3、下列关于植物茎的负向重力性和根的向重力性的叙述，正确的是(　)
A．在根部“3→4”的运输需要消耗ATP
B．生长素对2处和6处的作用相同
C．两种现象说明茎对生长素的敏感性高于根
D．两种现象均能体现生长素作用的两重性
A
课堂巩固
4、将一盆栽植物横放于地面，则其水平方向的茎近地侧生长素浓度变化的曲线为(图中虚线表示对茎生长既不促进也不抑制的生长素浓度)(　)
A　　　　 B　　　　 C　　　　　D
D
课堂巩固