5.1 植物生长素 高中生物人教版（2019）选择性必修1课件(共46张PPT)

(共46张PPT)
第5章植物生命活动的调节
第1节植物生长素
问题探讨
图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。
讨论
1.图中植株的生长方向有什么特点 弯向窗外生长
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 向着光源生长的植物
长时间的单侧光刺激
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
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
植株的弯曲生长发生在幼嫩部分
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。
向地性 向肥性
植物的向光性的 原因是什么
向性运动
向水性
一生长素的发现过程 达尔文实验
Charles Darwin ( 1809-1892) 胚芽鞘：单子叶植物胚芽外的锥形套状物叫胚芽鞘，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
该实验的对照组为①,实验组为②③④;
①②对照，自变量为有无尖端，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与尖端_有关；
①③对照，自变量为尖端有无遮光，说明胚芽鞘的弯曲生长与尖端受单侧光刺激有关；
③④对照，自变量为遮光部位；
①③④对照，说明胚芽鞘的感光部位在尖端；
1、实验现象及分析
实验①
1. 遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么 ( 教 材P91 侧旁思考)
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。
2.感受单侧光刺激的是哪一部分 胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分
尖 端 尖端下部——伸长区
实验①
未解之谜：①“影响”是什么
② “影响”能否向下传递
③为什么伸长区背光面比向光面生长快
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传
递某种“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。 ( 教 材P91)
一生长素的发现过程
2、实验推测
达尔文实验
琼脂：是海藻的提取物，溶于热
水，再让其冷却得到。物质可在 琼脂中扩散而性质不变。
一生长素的发现过程 鲍森 ·詹森实验
云母片：常用作电器绝缘材料，
物质不能透过云母片扩散。
实验不足：
没有形成单一变量，无法排除“琼脂 片可能导致胚芽鞘生长”的结论。
一生长素的发现过程 鲍森 · 詹森实验
琼脂片
不生长 不弯曲
胚芽鞘尖端产生的“影响 ”可 以透过琼脂片传递给下部。
实验改进：
琼脂片一
推论
(1)自变量： 尖端放置的位置 (2)因变量： 尖端下部弯曲生长的方向
( 3 ) 结 果 ： 胚芽鞘朝对侧弯曲生长
(4)实验结论：胚芽鞘弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。 通过该实验分析某种“影响”的产生是否需要光照 不需要光照
》二、生长素的发现过程
1918年，拜尔实验
拜尔的实验目的是研究植物具有向光性的内 因是什么,需要排除光照对实验结果的干扰
验证假说：这种“影响”是什么
推测1: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”
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。
詹森的实验验证
拜尔的实验验证
黑暗条件
《植物的运动力》 究竟是不是化学物质呢 如果是，是哪种化学物质
推测2:这种“影响 会造成背光面比向光 面生长快
The Power of Movement in Plants
Charles Darwin
DELPm一 cuassics
》二、生长素的发现过程
》二、生长素的发现过程
(四)1926年，温特的实验 实 验 目 的 ：验证胚芽鞘尖端产生的影响是化学物质 自变量：琼脂块是否接触过尖端
因变量：去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长
结 论 ：胚芽鞘尖端确实产生了一种化
学物质，这种化学物质在尖端
下部分布不均，导致弯曲生长。
温特将其命名为生长素。
⑤温特的实验巧妙在哪里
用琼脂块收集该物质，排除了胚芽鞘 尖端的影响，直接观察该物质的影响， 证明了造成胚芽鞘向光弯曲生长的是 尖端产生的某种物质而不是尖端本身。
对照组
④该实验是如何排除琼脂块本身对胚芽鞘的影
响的 将相同大小的空白琼脂块放在去 除尖端的胚芽鞘一侧。
■由于生长素在植物体内含量极少，直到1946年，人们才从高等植物中
分离出了生长素，并确认它也是IAA 。除IAA外，还有苯乙酸(PPA) 、 吲哚丁酸(IBA) 等，它们都属于生长素。
生长素的化学本质
■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)
》二、生长素的发现过程
CH —COOH
CH
—
吲哚乙酸 (IAA) 化学结构式
H
C
C
H
HC
HC
C
C
N H
植物的向光性是由于生长素分
布不均匀造成的：单侧光照射 后，胚芽鞘背光一侧的生长素 含量多于向光一侧，因而引起 两侧的生长不均匀，从而弯向
植物向光性的科学解释：
光源。
(1)A 、B 组对照可以得出什么结论
A、B 两组的数据没有太大差异，说明单侧光并不能降解或者促进生长素的合成。
(2)C、D组对照说明什么
C、D 组对照说明单侧光使生长素在胚芽鞘尖端从向光侧运输到背光侧，使得 背光侧生长素含量多于向光侧。
任务二：植物向光性的原因分析
1.生长素横向转移的实验证据
单侧光
云母片
8.1 15.4
D组
》二、生长素的发现过程
单侧光
B组
云母片
胚芽鞘尖端
琼脂块
生长素含量
一胚芽鞘尖端
琼脂块
一生长素含量
黑暗
11.5 11.2
C组
黑暗
25.8
A组
生长素横向运输
背光侧
生长素多
生长快
结果：向光弯曲生长
背光侧多 向光侧少 生长慢
生长不均匀，背光侧生长快于向光侧
向光弯曲生长
2.植物向光性的原因
》二、生长素的发现过程
极性运输 横向运输
I mm
生长素分布不均匀
单侧光照射
生长素分布不均匀
① ③
输
运
极性运输
② ④
尖端以下(不 感光、生长素 只可纵向向下 运输)
向光侧
生长素少
(1)外因：
(2)内因：
尖端(能感光、生 长素可横向运输)
产生生长素 感受单侧光
单侧光
尖端- [
光、
横向
关于植物向光性生长的原因，目前还有争议。
20世纪80年代，有的学者用向日葵、萝卜作实验材料，根据— 些实验结果提出，植物向光性生长，是由单侧光照射引起某些
抑制生长的物质分布不均匀而造成的。
4| 植物激素
(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)种类
生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸，乙烯等
(3)作用
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。
》二、生长素的发现过程
项目 动物激素
植物激素
分泌器官 有特定的内分泌腺或细胞
无特定的分泌器官
化学本质 蛋白质、氨基酸衍生物、固醇等
一般是小分子物质
作用部位 靶器官、靶细胞
无特定靶器官
运输方式 随体液运输
多样、复杂
相同点 由自身产生；从产生部位运送到作用部位；起调节作用； 微量、高效
比较植物激素与动物激素的异同 P 3“思考 ·讨论”
》二、生长素的发现过程
胚芽鞘系列实验的重要结论
①生长素的产生部位：胚芽鞘尖端_ ;感光部位：胚芽鞘尖端。
②生长素横向运输的部位胚芽鞘尖端；生长素的产生是否需要光：不需要。
③生长素发挥作用的部位(即生长部位):胚芽鞘尖端下部的伸长区。
④单侧光只影响生长素的分布，不影响生长素的合成。琼脂块无感光作用。
A. 实验一是鲍森 ·詹森的实验，证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端
B. 实验二是达尔文的实验，证明胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂片传递给下部 C. 实验三是拜尔的实验，证明胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的生长素在其下部分布 不均匀造成的
D. 实验四是温特的实验，证明了导致胚芽鞘弯曲生长的影响是一种化学物质
1. (多选)(2022 ·盐城测试)下面是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息
(ABC)
琼脂
片
判断，下列相关说法错误的是
7只 7只
锡箔 9
罩
实验一 实验二 实验三 实验四
是A )
先看长不长(生长素的有无)
再看弯不弯(生长素是否分布均匀 )
A.a不弯曲、b 不弯曲、c 向右弯曲
C.a向右弯曲、b 不弯曲、c 向左弯曲
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
B.a向右弯曲、b 不弯曲、c 向右弯曲
D.a向左弯曲、b 不弯曲、c 向左弯曲
类别 处理条件
实验结果
遮盖类 光
①直立生长；②向光弯曲生长
暗箱类 光
①直立生长；②向光(小孔)弯曲生长
插入类 片 光
①向右弯曲生长；②直立生长；
③向光弯曲生长；④向光弯曲生长
题后归纳
光琼脂块
类别 处理条件 实验结果
移植类 -光 ④ ⑤ ①直立生长；②向左弯曲 生长；③④中IAA的含量： a=b+C,b>c;⑤向右 弯曲生长
旋转类 光 盆转 盒转 光 ③ ①直立生长；②向光弯曲生长； ③向小孔弯曲生长；
都转
题后归纳
跟踪训练
3.为探究植物在单侧光下弯向光源生长是因为向光侧的生长素向背光侧运输，导致 背光侧生长素含量增加，促进生长作用增强，还是因为向光侧的生长素被分解。有 人做了如图所示实验(将玉米幼苗尖端分别置于不含生长素的琼脂块上，并进行不同 处理，一段时间后，测定琼脂块中的生长素含量，并分别用a～f表示)。下列有关叙
述错误的是 黑 暗 单侧光 单侧光 单侧光
云母片二
甲 乙 丙 丁
A.若a>b、cB.若c+d=e+f=a, 且e>f,说明生长素由向光侧移向了背光侧
C.若ce, 则说明在单侧光照射下，既有向光侧生长素向背光侧转移，又 有向光侧生长素被分解
D.若e=f , 且丁向光弯曲生长，则植物向光源生长还可能与其他物质有关
[题后提升] 关于植物向光性的原因有以下三种解释：
解释1:单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧横向 转移。
解释2:单侧光照射下，向光侧的生长素被分解。
解释3:单侧光照射下，抑制生长的物质分布不均匀。
若解释1正确，则a、b、c、d 四个琼脂块中生长素的含量关系为c>a=b>d
若解释2正确，则a 、b 、c 、d 四个琼脂块中生长素的含量关系为c=a=b>d 若解释3正确，则a、b、c、d 四个琼脂块中生长素的含量关系为a=b=c=d
跟踪训练
暗 处
二生长素的合成、运输和分布
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)
二生长素的合成、运输和分布
生长素合成部位主要在
芽、幼叶等
植物全身
二生长素的合成、运输和分布
3.生长素的运输
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，也就是只能单方向地运输，称为 极性运输。极性运输是一种主动运输。
在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进 行非极性运输(不受形态学上下端影响)。
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
b b
幼苗 B(受体) B(受体)
思考：实验的结果和结论分别是什么 能否证明生长素的极性运输 不 能 证 明
实验结果：B 处琼脂块中有生长素。
结 论 ：A 处生长素可以从形态学上端运输到形态学下端。
二生长素的合成、运输和分布
任 务 一 ：评价生长素极性运输的实验证据( P95 ) 设计实验，验证生长素的极性运输
A(供体) A (供体)
a a
顶端(A)
切取茎段、a
b
基端(B)
第1组
a
顶端(A)
a a b
切取茎段
b b
基端(B)
a
B(受体)
幼苗 实验结果：B 处琼脂块中没有生长素，便可得出结论：生长
二生长素的合成、运输和分布
(2)如果要验证生长素的极性运输，应如何改进实验方案
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。
B(受体)
b A(供体)
A (供体)
A(供体)
B(受体)
b
a
二生长素的合成、运输和分布
3.生长素的运输
横向运输：
在一些细胞分裂特别旺盛 的地方(尖端),受外界 某些刺激(如单侧光、重力) 的影响，生长素也可以横向 运输。
三生长素的生理作用
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。
2.作用机制
生长素
特异性结合 细胞内一系列 诱导 特定基 产生
信号转导 因表达 效应
细胞质膜 细胞壁
胞 细胞质 尔 基 细胞质
ATP 酶 囊 生 素
通过质膜 信号转导 诱导 因
细胞
发生反应 转录
第二信使 反应 因子
激素 细胞质膜 生长
(a) (b)
节
长
泡
泌
受体蛋白 受体蛋白 蛋白 O
生长素 信号转导 信使核糖核酸
生长素受体
三生长素的生理作用
3.生长素的生理作用
生长素 受体 细胞 器官
基因表达 伸长分化生长、发育
( 1 ) 在细胞水平上，促进细胞伸长生长、诱导细胞分化。
应用：植物组织培养中脱分化、再分化过程的激素诱导。
( 2 ) 在器官水平上，影响器官的生长、发育。
>促进侧根和不定根发生
应用：用一定浓度的生长素浸泡枝条的下端，可促进其生根，提高成活率。 影响花、叶和果实发育
自然状态下，果实有种子，可以产生生长素促进果实的发育；如果虫蛀 果实，破坏发育中的种子，结果果实发育停止。
我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促
进空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花。用好
黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛过，再
浸之，又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝.....则生
根。
为什么人尿能促进枝条生根
人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，男北就云吸P附一定的
生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。
生长素能不能对人体发挥作用 为什么 不能，因为人体内没有生长素的受体
三生长素的生理作用
生长素的作用似乎就是“促进”,真的是这样吗
2.对于同一器官来说，生长素的作用与浓度有什么关系
一般表现为较低的浓度促进生长，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
对于不同的器官来说，生长素促进生长的最适浓度不同。
茎
根
0
10 - 10+2 浓度/(mol-L-1)
生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图
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”,是相对于对照组
(自然生长或用蒸馏水处理的组别)对比 得到的。
三 生长素的生理作用
思考 · 讨论——植物生长素的作用特点
促进生长 抑制生长
植物器官的生长反应
10 +s 10 -6
10-10
芽
①a 点：既不促进生长也不抑制生长；
②a～c 段： 长素浓度升高，对生长的促进作用逐渐
③c点 ：对应的生长素浓度为促进生长的最适浓度
④c~ e段：对应的生长素浓度仍促进生长，只是随生长 素浓度升高，对生长的促进作用逐渐减弱
⑤e 点 ：既不促进生长，也不抑制生长
⑥ b 、d两点：生长素浓度虽然不同，但促进效果相同
增强
随生
浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长
生长素生理作用的曲线分析解读(不同浓度生长素对同一器官的影响)
三生长素的生理作用
⑦ f 点 ： 抑 制 生 长
三生长素的生理作用
4.生长素的作用特点
①生长素在浓度较低时促进生长，在 浓度过高时则会抑制生长
②生长素所发挥的作用，因浓度、植 物细胞的成熟情况和器官的种类不同 而有较大的差异。
敏感程度排序：
细胞---幼嫩细胞>衰老细胞
器官---根>芽>茎
植物---双子叶植物>单子叶植物
根 芽
双子叶 单子叶
10-0 10 10 生长素浓度
(mol/L)
促 进 生 长 0
抑制生长
c / mol-L
促进生长
0 抑 制 生 长
茎
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。
越靠近顶芽的侧芽的生长素浓度越高，侧芽受到的 抑制程度越大。
三生长素的生理作用
5.实例
(1)实例1:顶端优势
①概念 ： 植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制的现象。
三生长素的生理作用
③ 顶端优势的应用
a. 解除顶端优势——{ 促进侧芽发育。增产，调节株形。
b.保留顶端优势——用材树木，玉米、高粱、向日葵。增产。
( 2 ) 实 例 2 :根的向地性
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
三生长素的生理作用
三生长素的生理作用
(3)实例3:除草剂
敏感程度：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 浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草
双子叶 单子叶
10-10 10
10 生长素浓度 (mol/L)
除草剂2,4-D
促 进 生 长 ① 抑 制 生 长
练习与应用
一、概念检测
1. 基于对生长素的合成、分布、运输及生理作用的理解，判断下列表述是否正确。 (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( × )
(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( √)
(3)生长素对植物的根、芽、茎只有促进作用，没有抑制作用。( × )
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( A )
生长素相对浓度
生长反应
0
(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 大 于 m 小 于 M
(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i
0
下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：
C(i,0)
0(0,0) 生长素浓度
H(g,h)
B(M,n) A(m,n)
题后提升
促进作用
(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 大于0小于m
(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i
0
C(i,0)
0(0,0) 生长素浓度
H(g,h)
B(M,n) A(m,n)
题后提升
促进作用