第一節(jié)

植物生長素第五章

植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)3.這種生長方向的改變，是發(fā)生在植物的幼嫩部分還是成熟部分？彎向光源生長。向著光源生長的植物可以使植株獲得更多陽光，從而可以通過光合作用合成更多的有機(jī)物，滿足自身生長發(fā)育的需要。幼嫩部位。1.圖中植株的生長方向有什么特點(diǎn)？2.植株對(duì)這種刺激的反應(yīng)有什么適應(yīng)的意義？向光性：在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象。

植物的向光性是如何產(chǎn)生的呢？觀察現(xiàn)象提出問題觀察現(xiàn)象提出問題作出假設(shè)上部中部下部假設(shè)1：決定植物向光性的最重要的部位是植物上部（尖端）。假設(shè)2：決定植物向光性的最重要的部位是植物中部（尖端下部）。......

19世紀(jì)末，達(dá)爾文（C.R.Darwin,1809-1882）和他的兒子，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)來探討植物向光性的原因。1.達(dá)爾文向光性實(shí)驗(yàn)：

金絲雀虉（yì）草達(dá)爾文胚芽鞘：單子葉植物（特別是禾本科植物）胚芽外的錐形套狀物，是一個(gè)鞘狀結(jié)構(gòu)。它能保護(hù)生長的胚芽。在種子萌發(fā)時(shí)，胚芽鞘首先穿出地面。含葉綠體，出土后即能進(jìn)行光合作用。胚芽鞘胚芽觀察現(xiàn)象提出問題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2.實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)②實(shí)驗(yàn)③實(shí)驗(yàn)④單側(cè)光去掉尖端錫箔罩在尖端錫箔罩在尖端下部觀察現(xiàn)象提出問題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2.實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)②實(shí)驗(yàn)③實(shí)驗(yàn)④觀察現(xiàn)象提出問題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證思考1：遮蓋胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么?（教材P91側(cè)旁思考）

分別遮蓋胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，觀察某一部分不受單側(cè)光刺激時(shí)胚芽鞘的反應(yīng)，從而確定是胚芽鞘哪一部分在起作用。2.實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)②實(shí)驗(yàn)③實(shí)驗(yàn)④觀察現(xiàn)象提出問題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證思考2：感受單側(cè)光刺激的是哪一部分？胚芽鞘彎曲生長的是哪一部分?尖端下部——伸長區(qū)尖端相互對(duì)照單一變量實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論①組有尖端彎向光源生長②組無尖端不生長③組感光部位在尖端下部直立生長④組感光部位在尖端上部彎向光源生長觀察現(xiàn)象提出問題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論植物的彎曲生長與尖端有關(guān)尖端是感受單側(cè)光刺激的部位胚芽鞘彎曲生長的部位在哪里？012345678結(jié)論：胚芽鞘生長并彎曲的部位是尖端以下，彎曲生長是由于生長不均造成的——背光側(cè)的生長快于向光側(cè)。3、達(dá)爾文的結(jié)論:

照射,使胚芽鞘的

產(chǎn)生

，當(dāng)

傳遞到

時(shí),會(huì)造成

比

生長快,因而出現(xiàn)向光彎曲。單側(cè)光尖端某種“影響”尖端下部背光面向光面這種“影響”觀察現(xiàn)象提出問題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論問題：1.這種“影響”能傳到尖端以下嗎？2.這種“影響”的本質(zhì)究竟是什么？3.尖端產(chǎn)生的“影響”是怎樣使得尖端以下兩側(cè)生長不均勻的呢？4.......你還能提出哪些問題呢？詹森瓊脂:是從海藻中提取出來的一種植物膠，為無色、無固定形狀的固體，溶于熱水。廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)中，生物學(xué)研究中常作細(xì)菌培養(yǎng)基。可以儲(chǔ)存化學(xué)物質(zhì)、導(dǎo)電等。一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程瓊脂片結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。思考4.為什么要插入瓊脂片？為了探究尖端產(chǎn)生的影響是否必須依賴完整的結(jié)構(gòu)。拜爾現(xiàn)象：自變量：因變量：尖端放置的位置。尖端下部彎曲生長的方向。胚芽鞘朝對(duì)側(cè)彎曲生長一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程黑暗條件黑暗條件思考5：拜爾為什么要選擇黑暗的環(huán)境？思考6：沒有了光的刺激，為什么胚芽鞘還會(huì)發(fā)生彎曲？排除光的影響，控制變量尖端產(chǎn)生的影響分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。拜爾一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程黑暗條件黑暗條件結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的影響在其下部分分布不均勻造成的。拜爾一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程黑暗條件黑暗條件結(jié)論：導(dǎo)致胚芽鞘彎曲的的確是一種化學(xué)物質(zhì)的向下傳遞，溫特將其命名為生長素。朝對(duì)側(cè)彎曲生長不生長不彎曲進(jìn)一步證明胚芽鞘的彎曲生長的確是一種化學(xué)物質(zhì)引起的到此實(shí)驗(yàn)是否嚴(yán)密？怎樣解決？溫特一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程生長素1931年，科學(xué)家首先從人尿中分離出具有生長素效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)----吲哚乙酸（IAA）。1946年，人們從高等植物中分離出生長素,并確認(rèn)它就是吲哚乙酸（IAA）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)除IAA外還有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等。吲哚乙酸（IAA）吲哚丁酸（IBA）一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程總結(jié)：生長素的發(fā)現(xiàn)過程溫特實(shí)驗(yàn)：胚芽鞘的彎曲生長確實(shí)是由一種化學(xué)物質(zhì)引起的，這可能是一種和動(dòng)物激素類似的物質(zhì)，并把它命名為生長素。達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)尖端受單側(cè)光刺激后，向下面的伸長區(qū)傳遞了某種“影響”伸長區(qū)背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。拜爾實(shí)驗(yàn)：尖端產(chǎn)生的“影響”在其下部分布不均勻造成胚芽鞘的彎曲生長。詹森實(shí)驗(yàn)：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂塊傳遞給下部。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)生長素還有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。先后從人尿液和高等植物中分離出與生長素作用相同的化學(xué)物質(zhì)——吲哚乙酸(IAA)植物向光性生長，是由單側(cè)光照射引起某些抑制生長的物質(zhì)分布不均勻而造成的!相關(guān)信息

關(guān)于植物向光性生長的原因，目前還有爭議。空白瓊脂片瓊脂片含IAA瓊脂片含IAA瓊脂片用錫箔罩住尖端不透水云母片能力拓展一：練一練背光側(cè)細(xì)胞長的比向光側(cè)快尖端尖端尖端以下生長素分布不均勻③產(chǎn)生生長素的部位：①感受光刺激的部位：②彎曲生長的部位：④向光彎曲的細(xì)胞原因：⑤向光彎曲的物質(zhì)分布原因：經(jīng)典結(jié)論：⑥長不長，看

彎不彎，看有無生長素生長素分布是否均勻光︵生長較快︶︵生長較慢︶我們可以發(fā)現(xiàn)：向光性是由于生長素分布

造成的：

照射后，胚芽鞘背光側(cè)的生長素含量

向光側(cè)，因而引起兩側(cè)的生長不均勻，從而造成

。不均勻單側(cè)光多于較多較少向光彎曲能力拓展二：嘗試解釋向光性的原理①作出假設(shè)：單側(cè)光下向光側(cè)的生長素向背光側(cè)運(yùn)輸單側(cè)光下向光側(cè)的生長素被分解能力拓展三：探究為什么尖端背光側(cè)的生長素高于向光側(cè)？1234②材料：胚芽鞘尖端若干、空白瓊脂塊若干、玻璃片、可測量生長素含量的儀器，暗箱，光源主要有生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等。二、植物激素由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對(duì)植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。3、種類：1、概念：植物激素作為信息分子，幾乎參與調(diào)節(jié)植物生長、發(fā)育過程中的所有生命活動(dòng)。2、功能：①植物激素與動(dòng)物激素都稱作“激素”，二者有哪些相似之處？②植物體內(nèi)沒有分泌激素的腺體，這說明植物激素在合成部位上與動(dòng)物激素有明顯不同。植物激素與動(dòng)物激素還有哪些明顯的區(qū)別？4、激素與動(dòng)物激素的異同

二者都是調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)，都能從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课话l(fā)揮作用，且都具有微量、高效的特點(diǎn)。類別分泌器官化學(xué)本質(zhì)作用部位運(yùn)輸方式植物激素?zé)o特定的分泌器官一般是小分子物質(zhì)無明顯的靶細(xì)胞多樣、復(fù)雜動(dòng)物激素有特定的內(nèi)分泌腺蛋白質(zhì)、類固醇等靶器官、靶細(xì)胞隨著體液運(yùn)輸三、生長素的合成、運(yùn)輸與分布1.生長素的合成①生長素主要的合成部位：芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子②可由色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯L素色氨酸吲哚乙酸在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素只能從_____________運(yùn)輸?shù)絖____________，而不能倒過來運(yùn)輸，也就是只能單方向運(yùn)輸，稱為_______運(yùn)輸。這種運(yùn)輸方式是一種______運(yùn)輸。形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端極性主動(dòng)①極性運(yùn)輸生長素2.生長素的運(yùn)輸?shù)厣喜糠值叵虏糠中螒B(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端形態(tài)學(xué)下端形態(tài)學(xué)上端在_______組織中，生長素可以通過___________進(jìn)行非極性運(yùn)輸。②非極性運(yùn)輸生長素的非極性運(yùn)輸和其他有機(jī)物的運(yùn)輸沒有區(qū)別。成熟3.生長素的分布生長素在植物各器官中都有分布，但相對(duì)集中分布在生長旺盛的部位，如：_________、_____和______的分生組織、形成層、發(fā)育中的種子和果實(shí)等處。胚芽鞘芽根尖輸導(dǎo)組織

為了檢測生長素的運(yùn)輸方向，某人做了如下實(shí)驗(yàn)。取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素。在上端放一塊含有生長素的瓊脂，下端放一塊不含生長素的瓊脂（胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝上）。以下結(jié)論：（1）下端瓊脂塊上的生長素來自上端的瓊脂塊；（2）生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端。

過一段時(shí)間檢測，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果，此人得出

1.這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)密？為什么？2.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果到結(jié)論之間的邏輯推理是否嚴(yán)謹(jǐn)？為什么？3.如果要驗(yàn)證上述結(jié)論，應(yīng)該如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案？討論：思考與討論上下1.這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)密？為什么？2.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果到結(jié)論之間的邏輯推理是否嚴(yán)謹(jǐn)？為什么？3.如果要驗(yàn)證上述結(jié)論，應(yīng)該如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案？

不嚴(yán)密，沒有考慮將胚芽鞘倒過來放置時(shí)的情況。

結(jié)論2不嚴(yán)謹(jǐn)。沒有實(shí)驗(yàn)證明生長素不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。

應(yīng)該增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實(shí)驗(yàn)，以研究生長素能不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。空白瓊脂塊(b)形態(tài)學(xué)下端形態(tài)學(xué)上端含IAA瓊脂塊實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后胚芽鞘既不彎曲也不生長（1）極性運(yùn)輸不會(huì)隨植物形態(tài)學(xué)上端與形態(tài)學(xué)下端空間位置的改變而改變。（2）極性運(yùn)輸為主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗能量，需要載體蛋白。（3）極性運(yùn)輸在太空中依然存在，不受重力因素的影響。（4）生長素的橫向運(yùn)輸只發(fā)生在根尖、芽尖等產(chǎn)生生長素的部位，且發(fā)生在有單側(cè)光或重力等刺激時(shí)。尖端在均勻光照或黑暗處時(shí)，不發(fā)生生長素的橫向運(yùn)輸。（5）失重狀態(tài)下，由于沒有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生長素的水平分布是均勻的，植物會(huì)水平生長。注意隨堂練習(xí)1.基于對(duì)生長素的合成、分布、運(yùn)輸及生理作用的理解，判斷下列表述是否正確。（1）單側(cè)光會(huì)刺激胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素，并引起生長素的分布不均勻。（）（2）生長素在從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端的極性運(yùn)輸過程中會(huì)消耗能量。（）（3）生長素對(duì)植物的根、芽、莖只有促進(jìn)作用，沒有抑制作用。（）×√×隨堂練習(xí)2.用不透水的云母片以不同方式分別插入三株燕麥幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分別從不同的方向給以光照（如圖所示）。培養(yǎng)一段時(shí)間后，胚芽鞘的生長情況是（）

A.a不彎曲、b不彎曲、c向右彎曲B.a向右彎曲、b不彎曲、c向右彎曲a向右彎曲、b不彎曲、c向左彎曲D.a向左彎曲、b不彎曲、c向左彎曲A4.在居室內(nèi)養(yǎng)花，花盆往往要放在窗口附近有陽光處，有的書上建議每星期將花盆旋轉(zhuǎn)1/4圈。這個(gè)建議有什么科學(xué)道理？3.下圖中曲線C表示某植物莖的生長反應(yīng)與生長素濃度的關(guān)系，如果將同樣濃度的生長素施用于側(cè)芽，能反映側(cè)芽生長狀況的曲線是（）

可以使植株接受比較均勻的陽光照射，以避免因植物的向光性生長而引起植株彎曲。A(1)作用方式：不催化細(xì)胞代謝，也不為細(xì)胞提供能量，而是給細(xì)胞傳達(dá)信息，起著調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的作用。①細(xì)胞水平上：促進(jìn)細(xì)胞伸長生長，誘導(dǎo)細(xì)胞分化等作用。②器官水平上：影響器官的生長、發(fā)育，如促進(jìn)側(cè)根和不定根發(fā)生，影響花、葉和果實(shí)發(fā)育等。三、生長素的生理作用

1.生長素的作用方式及原理：基礎(chǔ)（2）作用原理：生長素首先與細(xì)胞內(nèi)某種蛋白質(zhì)—____________特異性結(jié)合,引發(fā)細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列_________過程,進(jìn)而誘導(dǎo)特定____________，從而產(chǎn)生效應(yīng)。生長素受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的表達(dá)濃度/(mol·L)長生進(jìn)促長生制抑植物器官生長反應(yīng)思考·討論下圖所示是科學(xué)家研究不同濃度生長素對(duì)植物不同器官的作用結(jié)果。1.“促進(jìn)”或“抑制”的作用效果是與哪一組別對(duì)比得到的？

“促進(jìn)”或“抑制”，是相對(duì)于生長素處于最低濃度時(shí)各器官的生長速度而言，當(dāng)生長素濃度過高而“抑制”生長時(shí)，器官表現(xiàn)為生長速度減慢，甚至生長停滯。2.對(duì)于同一器官來說，生長素的作用與濃度有什么關(guān)系？一般表現(xiàn)為較低的濃度促進(jìn)生長，濃度過高則抑制生長。對(duì)于不同的器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度不同。3.對(duì)于不同的器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度相同嗎？（1）生長素所發(fā)揮的作用，因濃度、植物細(xì)胞的成熟情況和器官的種類不同而有較大的差異。（2）生長素在濃度較低時(shí)促進(jìn)生長，在濃度過高時(shí)則會(huì)抑制生長（即兩重性）。敏感程度排序：

根＞芽＞莖幼嫩細(xì)胞＞衰老細(xì)胞雙子葉植物＞單子葉植物2.生長素的作用特點(diǎn)：濃度/(mol·L)長生進(jìn)促長生制抑植物器官生長反應(yīng)不同濃度生長素對(duì)根的作用分析1.曲線AB段表示：2.B點(diǎn)表示的生長素濃度是：3.BC段表示：4.C點(diǎn)表示的生長素濃度對(duì)根的生長作用是：5.CD段表示：6.從圖中的E、F點(diǎn)你可以得出什么結(jié)論？7.圖中的促進(jìn)和抑制是以什么為對(duì)照進(jìn)行判斷的？抑制作用是不是不生長？促進(jìn)根生長的最適濃度隨生長素濃度升高,對(duì)根生長的促進(jìn)作用減弱。隨生長素濃度升高,對(duì)根生長的抑制作用增強(qiáng)。既不促進(jìn)也不抑制隨生長素濃度升高,對(duì)根生長的促進(jìn)作用加強(qiáng)。最適濃度點(diǎn)左右兩側(cè)有一大一小兩個(gè)濃度點(diǎn)，起促進(jìn)作用效果相同以不施加外源生長素時(shí)根的生長情況為對(duì)照。抑制說明在該濃度下生長緩慢甚至停止。3.生長素兩重性的實(shí)例（1）實(shí)例—頂端優(yōu)勢①概念：植物的頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象。保留頂芽去掉頂芽②原因：頂芽產(chǎn)生的生長素逐漸向下運(yùn)輸，枝條上部的側(cè)芽附近生長素濃度較高。由于側(cè)芽對(duì)生長素濃度比較敏感，因此它的發(fā)育受到抑制，植株因而表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢。頂芽側(cè)芽(生長素)(生長素)極性運(yùn)輸—少—促進(jìn)—多—抑制③應(yīng)用：a.解除頂端優(yōu)勢：

去掉頂芽后，側(cè)芽附近的生長素來源暫時(shí)受阻，濃度降低，于是抑制就被解除，側(cè)芽萌動(dòng)、加快生長。

如：棉花摘心、黃瓜(煙草)打頂、果樹整枝、園藝修剪、移栽促進(jìn)根系發(fā)育。b.保留頂端優(yōu)勢：④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究頂端優(yōu)勢產(chǎn)生的原因1234自然生長：頂芽優(yōu)先生長，側(cè)芽生長受抑制。去掉頂芽：側(cè)芽生長快，成為側(cè)枝。去掉頂芽，切口放含生長素的瓊脂塊：側(cè)芽生長受抑制。去掉頂芽，切口放不含生長素的瓊脂塊：側(cè)芽生長快，成為側(cè)枝。3.生長素兩重性的實(shí)例（2）實(shí)例二

向重力性(根的向地性、莖的背地性)原理：根對(duì)生長素敏感，莖對(duì)生長素不敏感。重力ABCD背地生長←生長素少←生長素多←生長較快←生長較慢遠(yuǎn)地側(cè)近地側(cè)遠(yuǎn)地側(cè)近地側(cè)→→生長素少→生長較慢生長素多→生長較快向地生長重力重力3.生長素兩重性的實(shí)例（3）實(shí)例三

除草劑原理：敏感程度：雙子葉植物＞單子葉植物雙子葉植物單子葉植物除草劑濃度范圍應(yīng)用：用一定濃度的生長素類似物作為除草劑。小麥、玉米、水稻是單子葉植物，而其中的雜草往往是雙子葉植物。(1)某一濃度的生長素對(duì)芽是促進(jìn)作用，對(duì)根一定是抑制作用(