5.1植物生长素（教学课件）(共42张PPT)

(共42张PPT)
第1节 植物生长素
学习目标
1
说出生长素的合成运输与分布，形成结构与功能观
生命观念
2
构建数学模型，理解生长素的作用及特点
科学思维
3
分析顶端优势形成的原因，阐释生物学中的适度与平衡观念
生命观念
根据生长素的作用特点，解决实际生产生活中的现象或问题
4
社会责任
视频中是种子在生长过程中给予不同方向的光照其生长规律。
1. 图中植株的生长方向有什么特点？
弯向光生长。
2. 植株对这种刺激的反应有什么适应意义？
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。
问题探讨
讨论
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。
植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动
向性运动的概念：
举例：
植物幼苗的向光性生长
根的向重力性生长
根的向水性生长
根的向肥性生长
问题探讨
生命活动调节的普遍模式：
刺激—感应—响应—调节
意义：维持稳态、适应环境
4.植物的生命活动会受到哪些因素影响？
讨论
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位。
问题探讨
一、生长素的发现过程
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。
金丝雀虉草，又名加那利虉草，是禾本科虉草属的一年生丛生草本植物。茎秆高度一般不超过1m，生活周期类似于春小麦。它是一种谷类作物，果实一般用作鸟食。
达尔文父子的实验
达尔文
鲍森詹森
拜尔
温特
感受光刺激的是胚芽鞘的哪一部分？发生弯曲的是哪一部分？
为什么要分别遮住胚芽鞘尖端和它下面一段呢？
一、生长素的发现过程
分别遮住胚芽鞘尖端和它下面一段，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，从而确定是胚芽鞘的哪一部分在起作用。
实验①说明胚芽鞘有向光性，弯曲部位是尖端以下；
实验①②说明向光性可能与尖端有关；
实验①③④说明感受光刺激的部位在尖端而不是尖端以下。这说明是胚芽鞘尖端接受单侧光照射后，产生某种“影响”，传递到下面，引起下面一段弯曲生长。
感受光刺激的是胚芽鞘的哪一部分？发生弯曲的是哪一部分？
为什么要分别遮住胚芽鞘尖端和它下面一段呢？
达尔文
鲍森詹森
拜尔
温特
一、生长素的发现过程
疑问：为什么尖端感光后会影响到下部生长弯曲呢？
结论2：胚芽鞘的感光部位在尖端
现象：发生弯曲生长的部位是尖端下部
尖端产生了某种影响，传到下部
下部弯曲生长是因为背光侧生长的快（尖端产生的影响在下部分布不均）
结论1：胚芽鞘的生长弯曲与尖端有关
推测
汉水丑生侯伟作品
达尔文
鲍森詹森
拜尔
温特
一、生长素的发现过程
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
鲍森·詹森的实验
结论：鲍森 詹森选择实验材料“琼脂片”证明“影响”可以透过琼脂片向下传递
处理：切下胚芽鞘尖端后，切口处放琼脂片，再放上胚芽鞘尖端，单侧光照射
一、生长素的发现过程
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
结论：拜尔实验证明，胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的影响在下部分布不均匀造成的。
处理：把胚芽鞘尖端切下后，再将其放在切口的一侧，放在黑暗中
拜尔的实验
为什么要在黑暗条件下？
排除单侧光的干扰
一、生长素的发现过程
温特的实验（红色表示含有生长素）
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
①1926年，温特将燕麦幼苗尖端放在琼脂薄片上，移去尖端，将琼脂切成小块。
②在黑暗中，把这种琼脂块放在去顶的幼苗切面上，发现如果琼脂块放在切面正中，则幼苗竖直向上生长；
③如果琼脂块放在切面一侧，则幼苗向对侧弯曲生长;
④两个对照组：不放琼脂块的和放纯琼脂块的幼苗都不生长。
⑤结论：燕麦幼苗尖端确实产生了一种化学物质，向下运输，促进幼苗生长。
他将这种物质命名为生长素。
一、生长素的发现过程
达尔文
鲍森·詹森
拜尔
温特
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？
温特的实验（红色表示含有生长素）
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。
一、生长素的发现过程
1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫吲哚乙酸(IAA)。
直到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。
一、生长素的发现过程
①生长素主要的合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
②生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。植物没有专门的内分泌腺器官。
转变
胚芽鞘系列实验的重要结论
归纳总结
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。
色氨酸
1、生长素的合成
二、生长素的合成、运输与分布
部位：
极性运输 方向：
方式：
非极性运输：
部位：
横向运输
原因：
胚芽鞘、芽、幼叶和幼根
从形态学上端运输到形态学下端
主动运输
在成熟组织中，通过韧皮部进行
根尖、茎尖等生长素产生的部位
单侧光、重力等单一方向刺激
（不受其他因素影响）
2、生长素的运输
二、生长素的合成、运输与分布
幼嫩部位—
极性运输
形态学上端
形态学下端
形态学上端
形态学下端
2、生长素的运输
二、生长素的合成、运输与分布
（1）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。
（2）极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载体蛋白。
（3）极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响。
（4）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，且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时，不发生生长素的横向运输。
（5）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。
2、生长素的运输
二、生长素的合成、运输与分布
生长素在植物体各器官中都有分布，但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。
3、生长素的分布
二、生长素的合成、运输与分布
3、生长素的分布
相对集中分布在生长旺盛的部位（如：胚芽鞘、芽和根的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处）
老根（叶） 幼根（叶）
分生区 伸长区
顶芽 侧芽
＞
＜
＜
生长素的产生部位
生长素的作用部位
感光部位
弯曲生长部位
横向运输部位
尖端
下端
二、生长素的合成、运输与分布
【作用方式】生长素在植物体内起作用的方式和动物体内激素起作用的方式基本相似，不催化细胞代谢，不提供能量，而是给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。
【作用】在植物体内，生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；在器官水平，影响器官的生长、发育，如促进受体特异性结合，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，侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。
【作用机理】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。
三、生长素的生理作用
生长素的作用机理
三、生长素的生理作用
生长素的作用特点
资料：为探究生长素对植物插条生根的影响，某生物兴趣小组用不同浓度的生长素溶液浸泡插条，然后置于相同条件下培养，一段时间后统计根的平均长度。得到了如下结果。
外施生长素浓度 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
根平均长度 1.0 2.4 3.6 5.0 3.6 2.0 1.0 0.4
任务：
1.根据数据，画出生长素浓度与根平均长度之间关系的函数图像。
2.描述生长素浓度对插条生根的影响。
3.生长素浓度不同，则促进作用一定不同吗？
在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长。
生长素的作用特点
1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的？
是相对于生长素处于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。
生长素的作用特点
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。
生长素的作用特点
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。
4.比较上述三种器官对生长素敏感程度的大小。
根 > 芽 > 茎
生长素的作用特点
A
B
C
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
0
促进生长
抑制生长
c/mol·L-1
D
去除顶芽
解除方法：
实例1：顶端优势
A
B
C
D
顶芽
解除顶端优势
去掉顶芽后，侧芽附近的生长素来源暂时受阻，浓度降低，于是抑制就被解除，侧芽萌动、加快生长。
果树整枝
棉花的摘心可以增产
园艺修剪调节植株形态
生长素的作用特点
生长素的作用特点
设计实验探究顶端优势产生的原因
1
2
3
4
自然生长：顶芽优先生长，侧芽生长受抑制
去掉顶芽：
侧芽生长快，成为侧枝
去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块：侧芽生长受抑制
去掉顶芽，切口放不含生长素的琼脂块：侧芽生长快，成为侧枝
生长素的作用特点
推理——生长素如何调控向地性与背地性？
提示：
生长素的分布受到重力的影响，会朝重力方向运输。
思考：
植株的根、茎中生长素的分布状况如何？根、茎中的大体趋势有差异吗？
生长素的作用特点
思考：
为何根、茎中生长素的分布状况相似，但生长方向不同？
推理——生长素如何调控向地性与背地性？
生长素的作用特点
生长缓慢
生长缓慢
生长迅速
生长迅速
推理——生长素如何调控向地性与背地性？
生长素的作用特点
生长缓慢
生长缓慢
生长迅速
生长迅速
推理——生长素如何调控向地性与背地性？
促进果实发育——无子番茄、辣椒
胚珠
种子
生长素
果实
子房
操作：花蕾期 → 去雄 → 喷洒一定浓度生长素类似物
在种子发育的过程中，胚合成大量的生长素，促进子房发育成果实。
生长素的生理作用实例
促进扦插枝条生根（促进器官与组织的分化）
扦插前，用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝下端，可以使扦插的枝条容易生根成活。
扦插前，用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝下端。
我国宋代著作《种艺必用》中，记载了一种促进枝条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，用小便浸之。又晒干，筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝.......则根生。”
生长素的生理作用实例
辨析生长素两重性分析中的3个易错点
1.误认为“抑制生长”就是“不生长”
抑制生长≠不生长，所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的——凡生长状况差于对照组者可谓生长受抑制，生长状况好于对照组者可谓“促进生长”。
2.不能准确界定生长素作用是否体现出“两重性”
确认能否体现两重性的关键在于“浓度与生长状况”。
①若生长较慢处的生长素浓度＞生长较快处的生长素浓度则可体现两重性，如根背地生长、顶端优势等。
②若生长较慢处的生长素浓度＜生长较快处的生长素浓度，则不能体现两重性，只能表明“低浓度促进生长”。如茎的向光性和茎背地生长。
生长素的生理作用
3.误将高于最适浓度的浓度都当做“抑制浓度”
曲线中HC段表明随生长素浓度升高，促进生长作用减弱，但仍为促进生长的浓度，不是抑制浓度，高于i时才会抑制植物生长，才是“抑制浓度”。
生长素的生理作用
1.生长素产生部位——
2.感光部位——
3.生长素作用部位——
4.生长素作用——
5.生长素运输的方向
6.弯曲生长原因——
7.引起生长素分布不均匀的原因——
8.生长素的化学本质——
9.生长素的作用特点——
极性运输（主动运输）
非极性运输
横向运输
胚芽鞘尖端
胚芽鞘尖端
尖端下面的一段
生长素分布不均匀，导致生长不均匀
单侧光、重力等
促进细胞伸长生长
吲哚乙酸
课堂小结
低浓度促进生长，高浓度抑制生长
练一练
1．下列关于植物生长素发现过程的叙述，错误的是（ ）
A．温特的实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲生长的“影响”是一种化学物质，温特将这种物质命名为生长素
B．鲍森·詹森通过实验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．拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是由尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的
D．达尔文根据实验提出，单侧光照射可以使胚芽鞘尖端产生生长素，生长素可以传递到胚芽鞘下部的伸长区，从而造成背光面比向光面生长快，引起胚芽鞘向光弯曲生长
D
练一练
2．下列对燕麦胚芽鞘所做的相关处理，叙述错误的是（ ）
A．将胚芽鞘分别置于黑暗与单侧光下，可以观察单侧光对其生长的影响
B．将切除尖端的胚芽鞘与完整的胚芽鞘一起培养，可以观察尖端对其生长的影响
C．将含IAA的琼脂块与空白琼脂块分别放在切除尖端的胚芽鞘的中央，研究其向光性的原因
D．分别用锡箔帽和锡箔环套在胚芽鞘尖端与尖端下面一段并照射单侧光，可以研究其感光部位
C
3．下列有关生长素的叙述，错误的是（ ）
A．合成部位的生长素含量往往低于积累部位的
B．植物茎尖细胞可以利用色氨酸合成生长素
C．生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子
D．胚芽鞘尖端合成生长素与光照有关
4．下列有关植物生长素的叙述，错误的是（ ）
A．在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输
B．在太空中，横向放置的植物的根不会表现出向下弯曲生长的特性
C．如果将含生长素的琼脂块放置于去尖端的胚芽鞘正中间，并给予单侧光照射，生长素会在琼脂块中进行横向运输
D．在存在呼吸抑制剂的条件下，极性运输会受到抑制
练一练
D
C
5．下图是不同浓度生长素对根和芽生长的生理作用。下列说法正确的是（ ）
A．图中①代表的是芽，②代表的是根
B．图中不能体现生长素生理作用的两重性
C．c～d段表示生长素对②生长的促进作用逐渐减弱
D．图中c点对应的浓度是促进①生长的最适浓度
练一练
C
抑制 促进
0
a
b
c
d
①
②
浓度/mol·L-1