第五章植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)第1節(jié)

植物生長素學(xué)習(xí)目標(biāo)分析植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程，闡明其中蘊(yùn)含的科學(xué)本質(zhì)特點(diǎn)（生命觀念、科學(xué)思維）0102概述植物生長素的合成、運(yùn)輸、分布和生理作用，嘗試闡釋植物生長素作用特點(diǎn)中蘊(yùn)含的適度與平衡觀（生命觀念、科學(xué)思維）···生活現(xiàn)象在光明和黑暗中生長的幼苗陽臺(tái)種植的植物在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象叫作向光性。

許多人可能對這種現(xiàn)象熟視無睹，然而，正是對向光性的研究，引導(dǎo)著人們揭示植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的奧秘。新課講授一、生長素發(fā)現(xiàn)過程（一）19世紀(jì)末，達(dá)爾文和他兒子，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)來探討植物向光性的原因。達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)材料：金絲雀虉（yì）草的胚芽鞘金絲雀虉草：是禾本科虉草屬的一年生叢生草本植物。生活周期類似于春小麥，它是一種谷類作物。原產(chǎn)于地中海地區(qū)，在我國為栽培或逸生。課本P90胚芽鞘：為單子葉植物所特有，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)。作用：它能保護(hù)生長中的胚芽。種子萌發(fā)時(shí)，胚芽鞘首先鉆出地面，出土后還能進(jìn)行光合作用。胚芽鞘實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)三：實(shí)驗(yàn)四：不做處理向光彎曲生長切去胚芽鞘尖端不生長不彎曲尖端用錫紙罩住直立生長尖端下面一段用錫紙罩住向光彎曲生長課本P90實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二對比，自變量是：

實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)三、四和實(shí)驗(yàn)一對比，自變量是：實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四胚芽鞘的向光性與尖端有關(guān)感光部位在尖端，而向光彎曲部位是胚芽鞘尖端下面的一段。尖端的有無結(jié)果說明：結(jié)果說明：尖端是否接受單側(cè)光結(jié)論：胚芽鞘的尖端受單側(cè)光刺激后，向下面的伸長區(qū)傳遞了某種“影響”，造成伸長區(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。課本P91云母片：常用作電器絕緣材料，物質(zhì)不能透過云母片擴(kuò)散。瓊脂：是海藻的提取物，溶于熱水，再讓其冷卻得到。物質(zhì)可在瓊脂中擴(kuò)散而性質(zhì)不變。知識(shí)卡片（二）1913年，鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞到下部頂端產(chǎn)生的“影響”能傳到下部，那么它為什么能使得伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻呢?課本P91（三）1918年，拜爾的實(shí)驗(yàn)黑暗中(3)結(jié)論：(2)自變量：尖端放置的位置。(1)在黑暗中可以排除單側(cè)光對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。

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。課本P91（四）1926年，溫特的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組

把切下的燕麥胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上，幾小時(shí)后，移去尖端，將瓊脂切成小塊。再將經(jīng)處理過的瓊脂塊放在切去尖端的燕麥胚芽鞘一側(cè)，結(jié)果胚芽鞘會(huì)朝對側(cè)彎曲生長課本P91對照組如果放上的是沒有接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊，胚芽鞘則既不生長也不彎曲結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長確實(shí)是由一種化學(xué)物質(zhì)引起的。溫特認(rèn)為這可能是一種和動(dòng)物激素類似的物質(zhì)，并把這種物質(zhì)命名為生長素。實(shí)驗(yàn)組（五）1934年，科學(xué)家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學(xué)物質(zhì)——吲哚乙酸（IAA）吲哚乙酸（六）1946年，科學(xué)家從高等植物中分離出IAA（七）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)具有與IAA相同效應(yīng)的物質(zhì)還有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等，它們都屬于生長素。達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)1.胚芽鞘的尖端受單側(cè)光刺激后，向下面的伸長區(qū)傳遞了某種“影響”2.造成伸長區(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。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。鮑森·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。拜爾實(shí)驗(yàn)：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布不均勻造成的。先后從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)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)生長素還有苯乙酸(PPA)、吲哚丁酸(IBA)。生長素的發(fā)現(xiàn)過程總結(jié)植物向光性的解釋(1)外因：單側(cè)光照射(2)內(nèi)因：生長素在背光一側(cè)含量多于向光一側(cè)(3)結(jié)果：兩側(cè)生長不均勻，背光側(cè)生長快，向光側(cè)生長慢，從而造成向光彎曲2.植物向光性的原理⑴.生長素產(chǎn)生的部位，與光照是否有關(guān)？⑵.向光性的原理（外因、內(nèi)因及結(jié)果）？在胚芽鞘尖端產(chǎn)生，與光照無關(guān)。判斷以下各組中的胚芽鞘如何生長？①直立生長，②向光彎曲生長；說明胚芽鞘的尖端是感光部位。①直立生長，②向光(小孔)彎曲生長；說明向光性的產(chǎn)生需要單側(cè)光照射。①直立生長，②向光彎曲生長，③向小孔彎曲生長。①直立生長，②向左彎曲生長。①向右彎曲生長，②直立生長，③向光彎曲生長；④向光彎曲生長，說明生長素能透過瓊脂塊。判斷以下各組中的胚芽鞘如何生長？②向孔彎曲生長？二、生長素的合成、分布與運(yùn)輸一般是指吲哚乙酸（IAA），此外還有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等（1）合成：（2）分布：

生長素合成的主要部位是芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子。在這些部位，色氨酸經(jīng)過一系列反應(yīng)可轉(zhuǎn)變成生長素

生長素在植物體各器官中都有分布，但相對集中地分布在生長旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生組織、形成層、發(fā)育中的種子和果實(shí)等處。生長素在趨向衰老的組織和器官中含量較少。1、生長素的化學(xué)本質(zhì)：2、生長素的合成和分布課本P92總體來說，生長素的分布是：頂芽

側(cè)芽＜分生區(qū)

伸長區(qū)＜產(chǎn)生部位＜積累部位生長點(diǎn)

老根＞生長旺盛部位＞衰老組織生長素是如何運(yùn)輸?shù)哪?？?）概念:植物激素（2）種類:（3）功能：（4）三個(gè)主要特點(diǎn)：

由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等物質(zhì)。

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)。

①植物細(xì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)生（無專門分泌器官）；②能從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课唬ㄟ\(yùn)輸方式和速度因激素種類、植物種類和器官種類的不同而不同）；③微量、高效的有機(jī)物閱讀課本P92思考·討論植物激素與動(dòng)物激素的異同項(xiàng)目植物激素動(dòng)物激素產(chǎn)生部位分布運(yùn)輸化學(xué)本質(zhì)作用部位只在一定部位產(chǎn)生，沒有專門的分泌器官有特定的分泌器官或分泌細(xì)胞相對集中于植物體的某些器官或組織中均勻分布于動(dòng)物體各組織、器官生長素的運(yùn)輸方式有橫向運(yùn)輸、極性運(yùn)輸和非極性運(yùn)輸通過體液運(yùn)輸一般是小分子有機(jī)化合物有機(jī)化合物，化學(xué)成分比較復(fù)雜，有蛋白質(zhì)類、多肽類、氨基酸衍生物類，固醇類等。無明顯靶器官靶器官、靶細(xì)胞植物體內(nèi)沒有分泌的腺體，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？項(xiàng)目生長素生長激素歸類本質(zhì)產(chǎn)生作用思考·討論植物激素動(dòng)物激素吲哚乙酸、苯乙酸、吲哚丁酸等蛋白質(zhì)植物體內(nèi)具有分生能力的組織內(nèi)分泌腺（垂體）促進(jìn)生長，促進(jìn)果實(shí)發(fā)育，促進(jìn)生根，防止落花落果等。促進(jìn)生長，主要是促進(jìn)蛋白質(zhì)的成和骨的生長植物激素與動(dòng)物激素都稱作“激素”，二者有哪些相似之處？（1）生長素的極性運(yùn)輸①在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端，而不能反過來運(yùn)輸，也就是單方向地運(yùn)輸，這種運(yùn)輸方式稱為極性運(yùn)輸生長素的運(yùn)輸形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端

生長素的極性運(yùn)輸屬于主動(dòng)運(yùn)輸，消耗能量，需要載體課本P93②根與莖的形態(tài)學(xué)上端與下端：對根來說，______是形態(tài)學(xué)的上端形態(tài)學(xué)上端對莖來說，_______是形態(tài)學(xué)上端

形態(tài)學(xué)上端

植物的根一般生活在土壤里，即地面以下，而莖與葉等一般在地面以上。以地面為基準(zhǔn)，靠近地面的一端都是形態(tài)學(xué)下端，遠(yuǎn)離地面的一端都是形態(tài)學(xué)上端。莖尖根尖（2）生長素的非極性運(yùn)輸在成熟組織中，生長素可通過輸導(dǎo)組織進(jìn)行非極性運(yùn)輸。生長素的非極性運(yùn)輸與其他有機(jī)物的運(yùn)輸沒有區(qū)別。（3）生長素的橫向運(yùn)輸在一些細(xì)胞分裂特別旺盛的部位，受外界某些因素（如單側(cè)光、重力等）的影響，生長素在形態(tài)學(xué)上端發(fā)生橫向運(yùn)輸，從而導(dǎo)致生長素在尖端分布不均勻，尖端以下部位不能進(jìn)行橫向運(yùn)輸。形態(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)下端形態(tài)學(xué)上端IAA合成部位IAA合成部位運(yùn)輸至作用部位極性運(yùn)輸：非極性運(yùn)輸：橫向運(yùn)輸：胚芽鞘、芽、幼葉、幼根中，只能從形態(tài)學(xué)上端到形態(tài)學(xué)下端☆極性運(yùn)輸是細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸，耗能成熟組織中，通過韌皮部進(jìn)行非極性運(yùn)輸。由于單側(cè)光、重力等因素，發(fā)生根尖、莖尖在等細(xì)胞分裂特別旺盛的部位。生長素的運(yùn)輸小結(jié)

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）。評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論以下結(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？討論生長素的運(yùn)輸2024/1/121.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評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論三、生長素的生理作用（第二課時(shí)）

和動(dòng)物體內(nèi)激素起作用的方式基本相似，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。不催化細(xì)胞代謝，也不為細(xì)胞提供能量。1、作用方式2、作用機(jī)制生長素生長素受體特異性結(jié)合引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特定基因表達(dá)產(chǎn)生效應(yīng)誘導(dǎo)下圖所示是科學(xué)家研究不同濃度生長素對植物不同器官的作用得到的結(jié)果。3、作用特點(diǎn)討論根芽莖促進(jìn)生長抑制生長濃度/mol·L-1生長從素濃度與植物不同器官生長反應(yīng)的關(guān)系示意圖1.“促進(jìn)”或“抑制”的作用效果是與哪一組別對比得到的？“促進(jìn)”或“抑制”，是相對于生長素最低濃度時(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。植物器官的生長反應(yīng)2.對于同一器官來說，生長素的作用與濃度有什么關(guān)系？一般表現(xiàn)為較低濃度的促進(jìn)生長，濃度過高則抑制生長。3.對于不同的器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度相同嗎？對于不同器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度不同。知識(shí)延伸（1）幼嫩的細(xì)胞對生長素敏感，衰老的細(xì)胞則比較遲鈍。（2）一般情況下，雙子葉植物對生長素的敏感程度高于單子葉植物，可用適宜濃度的生長素來清除單子葉農(nóng)作物田中的雙子葉雜草。討論不同濃度生長素作用曲線分析①曲線AB段表示:②B點(diǎn)對應(yīng)的濃度為：③曲線BC段表示:④C點(diǎn)的生長素濃度對根生長的效應(yīng)是：⑤曲線CD段表示：⑥E、F表示：

在一定范圍內(nèi)，隨生長素濃度升高,對生長的促進(jìn)作用逐漸增強(qiáng)；促進(jìn)生長的最適濃度；

超過最適濃度，隨生長素濃度升高,對根生長的促進(jìn)作用逐漸減弱隨生長素濃度升高,對生長的抑制作用逐漸增強(qiáng)；既不促進(jìn)，也不抑制；ABCD010-1010-810-610-410-2mol·L-1促進(jìn)生長抑制生長ＦＥ生長素濃度雖然不同，但促進(jìn)效果相同。莖的背地性、根的向地性分析植物器官生長的反應(yīng)促進(jìn)生長抑制生長根芽莖10-1010-810-610-410-2濃度/（mol·L）10-1010-9遠(yuǎn)地側(cè)：近地側(cè)：遠(yuǎn)地側(cè)：近地側(cè)：低濃度促進(jìn)，促進(jìn)作用強(qiáng)低濃度促進(jìn)，促進(jìn)作用弱根莖低濃度促進(jìn)高濃度抑制引起生長素在胚芽鞘內(nèi)分布不均勻的因素有知識(shí)延伸單側(cè)光、重力等。胚芽鞘的尖端能感受單側(cè)光的刺激，使背光一側(cè)生長素分布得多，而向光一側(cè)生長素分布得少。重力也能引起生長素在植物體內(nèi)分布不均勻，使植物體近地側(cè)生長素濃度高，而遠(yuǎn)地側(cè)生長素濃度低。（1）細(xì)胞水平：（2）器官水平：促進(jìn)細(xì)胞伸長生長、誘導(dǎo)細(xì)胞分化等。

影響器官的生長、發(fā)育，如促進(jìn)側(cè)根和不定芽發(fā)生，影響花、葉和果實(shí)發(fā)育等。4、生理作用

生長素在細(xì)胞水平起的作用，在與器官水平上發(fā)揮的作用有什么關(guān)系呢？

生長素在細(xì)胞水平上發(fā)揮作用是在器官水平上發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。（1）概念：（2）原因：1、植物的頂端優(yōu)勢及其應(yīng)用植物的頂芽優(yōu)先生長、側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象。頂芽：產(chǎn)生生長素極性運(yùn)輸側(cè)芽：低濃度促進(jìn)生長對生長素敏感生長素濃度較高生長發(fā)育受到抑制頂端優(yōu)勢（左）及其解除（右）（3）解除方法：（4）應(yīng)用：

摘除頂芽，使側(cè)芽處生長素濃度降低，側(cè)芽萌動(dòng)、加快生長

農(nóng)民會(huì)適時(shí)摘除棉花的頂芽以促進(jìn)側(cè)芽的發(fā)育，使它多開花、多結(jié)果；園藝師會(huì)適時(shí)修剪景觀樹木，讓樹木發(fā)出更多的側(cè)枝，使樹形圓潤、豐滿。棉花打頂增產(chǎn)：解除頂端優(yōu)勢，

農(nóng)民適時(shí)摘除棉花頂芽以促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育，從而使它多開花、多結(jié)果2024/1/12整枝修剪調(diào)節(jié)植株形態(tài)解除頂端優(yōu)勢：

園藝師會(huì)適時(shí)修剪景觀樹木，讓樹木發(fā)出更多的側(cè)枝，使樹型圓潤、豐滿維持頂端優(yōu)勢：可以增產(chǎn)。2024/1/12生長素濃度(mol/L)促進(jìn)生長抑制生長O10－1010－610－2雙子葉單子葉雙子葉植物＞單子葉植物

應(yīng)用：在單子葉農(nóng)作物田里面施加適量濃度（如10－4mol/L）的生長素類似物，除去雙子葉雜草不同的植物對生長素的敏感程度不同：10－410－82、除草劑原理1.生長素進(jìn)行極性運(yùn)輸時(shí)，需要消耗能量。（

）基礎(chǔ)檢測2.在胚芽鞘尖端下部，生長素可以進(jìn)行橫向運(yùn)輸（

）√3.表現(xiàn)為向光性的胚芽鞘，其向光側(cè)生長素濃度高于背光側(cè)（

）××思維導(dǎo)圖運(yùn)輸方式

背誦1.達(dá)爾文根據(jù)實(shí)驗(yàn)提出，胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成伸長區(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。（P91）2.鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)證明，胚芽鞘