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1、植物生长素的发现第1页，本讲稿共34页 在研究植物向光性的过程中发现在研究植物向光性的过程中发现发现的一种植物激发现的一种植物激素素生长素生长素。生长素是什么？科生长素是什么？科学家是怎样发现生学家是怎样发现生长素的？长素的？第2页，本讲稿共34页第一节第一节 植物生长素的发现植物生长素的发现第3页，本讲稿共34页问题探讨：问题探讨：1.1.图中植株的生长方向有什么特点图中植株的生长方向有什么特点?弯向有阳光的一侧生长弯向有阳光的一侧生长2.2.可能是哪种环境刺激引发了这株植物生长方向的改变可能是哪种环境刺激引发了这株植物生长方向的改变?这种改变有什这种改变有什么适应意义么适应意义?是是较长时
2、间的单侧光刺激较长时间的单侧光刺激引起植株弯向光源生长。这样，可以使植引起植株弯向光源生长。这样，可以使植株株获得更多阳光获得更多阳光，从而可以通过光合作用，从而可以通过光合作用合成更多的有机物合成更多的有机物，满，满足自身生长发育的需要。足自身生长发育的需要。3.3.这种生长方向的改变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是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分?发生在幼嫩部位。发生在幼嫩部位。第4页，本讲稿共34页概念：概念：在在单侧光的照射下植物表现出朝单侧光的照射下植物表现出朝向光源方向生长的现象向光源方向生长的现象向光性的原因是什么呢？向光性的原因是什么呢？第5页，本讲稿共
3、34页实验材料：实验材料：胚芽鞘胚芽鞘 一、植物生长素的发现过程一、植物生长素的发现过程 （一）（一）达尔文的实验达尔文的实验(1880(1880年年)（二）（二）詹森的实验詹森的实验(1910(1910年年)（三）（三）拜尔的实验拜尔的实验(1914(1914年年)（四）（四）温特实验温特实验(1928(1928年年)（五）（五）分离实验分离实验(1946(1946年年)第6页，本讲稿共34页什么是胚芽鞘？什么是胚芽鞘？胚芽鞘胚芽鞘尖尖尖尖端端端端下下下下部部部部伸伸伸伸长长长长区区区区胚芽鞘：单子叶植物，胚芽鞘：单子叶植物，特别是特别是禾本科植物禾本科植物胚芽外的锥形套状胚芽外的锥形套状物
4、，它能保护生长中的胚芽。物，它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，种子萌发时，种子萌发时，种子萌发时，胚芽鞘首先钻出胚芽鞘首先钻出胚芽鞘首先钻出胚芽鞘首先钻出地面，出土后能进行光合作用地面，出土后能进行光合作用地面，出土后能进行光合作用地面，出土后能进行光合作用。第7页，本讲稿共34页胚芽鞘第8页，本讲稿共34页Charles Robert Darwin （1809-1882）(一一)达尔文的实验（达尔文的实验（18801880）金丝雀虉草金丝雀虉草第9页，本讲稿共34页图示图示实验操作实验操作实验现象实验现象单侧光单侧光照射胚芽鞘照射胚芽鞘切去胚芽鞘的尖端，单侧切去胚芽鞘的尖端，单侧光照射光照射
5、尖端用锡箔小帽罩起来，单尖端用锡箔小帽罩起来，单侧光照射侧光照射用锡箔遮住胚芽鞘尖端下一用锡箔遮住胚芽鞘尖端下一段，单侧光照射段，单侧光照射向光弯曲生长向光弯曲生长直立生长、直立生长、不生长、不生长、不弯曲不弯曲向光弯曲生长向光弯曲生长DCAB达尔文假设达尔文假设：植物的向光性植物的向光性与胚芽鞘的尖端有关与胚芽鞘的尖端有关第10页，本讲稿共34页（1 1）通过实验）通过实验A和和B对照，向光性与胚芽鞘对照，向光性与胚芽鞘 有关。有关。（2 2）通过实验）通过实验A和和C对照，感受单侧光刺激的部位是对照，感受单侧光刺激的部位是 .（3 3）通过实验）通过实验A和和D对照，向光弯曲生长的部位是对
6、照，向光弯曲生长的部位是 BACD尖端尖端胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端 胚芽鞘尖端以下胚芽鞘尖端以下即伸长区即伸长区第11页，本讲稿共34页 胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种递某种“影响影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，造成伸长区背光面比向光面生长快,因因而出现向光性弯曲而出现向光性弯曲问题问题4 4：这种：这种“影响影响”究竟是什么？究竟是什么？为什么会造成背光面比向光面生长快？为什么会造成背光面比向光面生长快？通过上述实验通过上述实验,达尔文得出什么结论达尔文得出什么结论?第12页，本讲稿共34页詹森的实验示意图詹森的实验示意图云
7、母片云母片思考：思考：詹森所做的实验是否存在缺陷？如果有，该如何改进？詹森所做的实验是否存在缺陷？如果有，该如何改进？詹森的实验示意图詹森的实验示意图琼脂片琼脂片（二）詹森的实验（二）詹森的实验(1910(1910年年)结论：结论：胚芽鞘的顶尖产生的物质可以胚芽鞘的顶尖产生的物质可以透过琼脂片透过琼脂片传递给下部传递给下部问题 尖端产生的刺激在向下运输的过程中尖端产生的刺激在向下运输的过程中,如何引起向光性如何引起向光性?第13页，本讲稿共34页结论结论胚芽胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的刺激在下部分布不均造成刺激在下部分布不均造成的的.（三）拜尔的实验（三）拜
8、尔的实验第14页，本讲稿共34页（2）为什么要在黑暗条件下？）为什么要在黑暗条件下？排除单侧光的干扰排除单侧光的干扰（1）从科学实验设计的原则上，拜尔的实验设计有没有不）从科学实验设计的原则上，拜尔的实验设计有没有不完善的地方？完善的地方？黑暗黑暗黑暗黑暗第15页，本讲稿共34页由詹森和拜尔的实验，可以得出什么结论？由詹森和拜尔的实验，可以得出什么结论？问题：问题：如何证明该物质的存在？如何证明该物质的存在？如何证明该物质的分布不均匀会造成胚芽鞘弯曲生长？如何证明该物质的分布不均匀会造成胚芽鞘弯曲生长？初步证明胚芽鞘的顶尖产生的影响可能是一种初步证明胚芽鞘的顶尖产生的影响可能是一种化化学物质学
9、物质，这种化学物质的，这种化学物质的分布不均匀分布不均匀造成了胚芽造成了胚芽鞘的弯曲生长。鞘的弯曲生长。第16页，本讲稿共34页朝对侧弯曲生长朝对侧弯曲生长不生长也不弯曲不生长也不弯曲4.4.温特温特 19281928年年组组组组1 1 1 1组组组组2 2 2 2第17页，本讲稿共34页温特实验的温特实验的分析：分析：使用的琼脂块使用的琼脂块是否用尖端处理过是否用尖端处理过 实验组实验组1 1弯曲生长；弯曲生长；实验实验组组2 2不生长不生长也不弯曲也不弯曲胚芽鞘顶端胚芽鞘顶端确实确实可以产生某种向下运输可以产生某种向下运输并能引起胚芽鞘生长的物质并能引起胚芽鞘生长的物质温特认为温特认为这可
10、能是和动物激素类似的物质，并把这这可能是和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为种物质命名为：生长素生长素结论：结论：此实验的此实验的单一变量单一变量：现象：现象：温特进一步作出了什么推论？温特进一步作出了什么推论？第18页，本讲稿共34页1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中年，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，知道它叫分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫吲哚乙酸吲哚乙酸（IAA）。直到直到1942年，人们才从高等植物中分离出了年，人们才从高等植物中分离出了生长素生长素,并确认它就是并确认它就是IAA除除IAA外还有外还有奈乙奈乙奈乙奈乙酸酸（PAA）、还有）、还
11、有吲哚丁酸吲哚丁酸(IBA)等等生长素的发现，使人们生长素的发现，使人们认识到认识到植物向光性植物向光性的形成原因。的形成原因。生长素究竟是什么物质呢？生长素究竟是什么物质呢？生长素的化学本质：生长素的化学本质：吲哚乙酸。吲哚乙酸。第19页，本讲稿共34页植物向光性的解释植物向光性的解释单侧光刺激单侧光刺激内因：内因：外因：外因：背光侧比向光侧生长素含量多，背光侧细胞生长快，向光弯曲第20页，本讲稿共34页 A B C D E 思考题思考题1：请分析各胚芽鞘生长情况（图中插请分析各胚芽鞘生长情况（图中插入薄片为云母片）。入薄片为云母片）。答：答：A图胚芽鞘向光源弯曲生长图胚芽鞘向光源弯曲生长B
12、图胚芽鞘背光源弯曲生长图胚芽鞘背光源弯曲生长C图胚芽鞘不弯曲不生长图胚芽鞘不弯曲不生长D图胚芽鞘直立生长图胚芽鞘直立生长E图胚芽鞘向光源弯曲生长图胚芽鞘向光源弯曲生长提醒：提醒：判断生长和弯曲首看判断生长和弯曲首看有无生长素来源有无生长素来源，再看，再看能否能否运输到作用部位运输到作用部位，最后看，最后看分布是否均匀分布是否均匀。第21页，本讲稿共34页1 1、四个四个“部位部位”：生长素产生的部位：生长素产生的部位：作用部位：作用部位：感光的部位：感光的部位：弯曲的部位：弯曲的部位：胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端尖端以下的部位尖端以下的部位尖端以下的部位尖端以下的部位(伸长
13、区伸长区)生长素发现过程的生长素发现过程的总结与应用总结与应用2、生长素发现实验中的两个原则生长素发现实验中的两个原则生长素发现实验中的两个原则生长素发现实验中的两个原则.对照原则对照原则.单一变量原则单一变量原则第22页，本讲稿共34页3 3、过程：过程：科学研究的一般过程科学研究的一般过程（假说演绎法）（假说演绎法）观察发现问题观察发现问题提出假设提出假设设计实验验证设计实验验证得出结论得出结论重复重复第23页，本讲稿共34页 由植物体内产生，能从由植物体内产生，能从_运送到运送到_，对植物生长发育有，对植物生长发育有显著显著影响的微影响的微量量_。产生部位产生部位作用部位作用部位有机物有
14、机物 除生长素外，还发现了赤霉素、细胞分除生长素外，还发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等裂素、脱落酸和乙烯等第24页，本讲稿共34页二二、生长素的产生、运输和分布、生长素的产生、运输和分布形态学的上端和下端形态学的上端和下端地上部分：地上部分：A、层次越高的枝条相对下面的枝条为形态学的上、层次越高的枝条相对下面的枝条为形态学的上端端。B、以树干中轴为基准，同一枝条距中轴越远则是形态学的上、以树干中轴为基准，同一枝条距中轴越远则是形态学的上端端。地下部分：地下部分：A、以地面为基准，距地面越深的根为形态学的上。、以地面为基准，距地面越深的根为形态学的上。B、以主根中轴为基准，同一侧根距中轴
15、越远则是形态学的上。、以主根中轴为基准，同一侧根距中轴越远则是形态学的上。形态学上端形态学上端形态学下端形态学下端第25页，本讲稿共34页请阅读教材请阅读教材48页，思考：页，思考：生长素的产生部位：生长素的产生部位：生长素的分布：生长素的分布：运输特点运输特点主要在主要在幼嫩的芽、叶、发育的种子幼嫩的芽、叶、发育的种子_可转化成生长素可转化成生长素大多集中在大多集中在生长旺盛的部位生长旺盛的部位从植物体形态学从植物体形态学_向形向形态学态学_运输运输 色氨酸色氨酸如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育的种子如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育的种子和果实和果实非极性运输非极性运输极性运输极性运输横向运
16、输横向运输从胚芽鞘尖端从胚芽鞘尖端_一侧向一侧向_一侧运输一侧运输成熟组织中成熟组织中（主动运输）（主动运输）向光向光背光背光上端上端下端下端提醒：提醒：单侧光单侧光只影响只影响生长素的生长素的分布分布，不影响不影响生长素的生长素的合成合成。单侧光刺激时单侧光刺激时,生长素在生长素在尖端尖端进行横向运输进行横向运输（主动运输）（主动运输）第26页，本讲稿共34页技能训练技能训练讨论（教材讨论（教材P49）1 1、这个实验的设计是否严密？、这个实验的设计是否严密？不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。2 2、从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨
17、？、从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？结论不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运结论不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。输到形态学上端。3 3、如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何、如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进？改进？应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研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。究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。第27页，本讲稿共34页实验组：实验组：对照组：对照组：形态学上端形态学上端形态学下端形态学下端3、实验方案改造如下：、实验方案改造如下：
18、第28页，本讲稿共34页1.植物向光性的形成植物向光性的形成,是由于单侧光使（是由于单侧光使（）A.生长素在茎尖向光侧比背光侧的含量高生长素在茎尖向光侧比背光侧的含量高B.生长素在茎尖背光侧比向光侧的含量高生长素在茎尖背光侧比向光侧的含量高C.茎尖感光部位的感光能力发生改变茎尖感光部位的感光能力发生改变D.茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发生茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发生改变改变B练习练习第31页，本讲稿共34页2.如下图是用不透水的云母片以不同方式分别插入三株燕麦幼苗如下图是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，并分别从不同方向给以光照，培养一段时间的
19、胚芽鞘尖端部分，并分别从不同方向给以光照，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是（后，胚芽鞘的生长情况是（）A甲向左弯，乙不弯曲，丙向左弯甲向左弯，乙不弯曲，丙向左弯B甲不弯曲，乙不弯曲，丙向右弯甲不弯曲，乙不弯曲，丙向右弯C甲向右弯，乙不弯曲，丙不弯曲甲向右弯，乙不弯曲，丙不弯曲D甲向左弯，乙向右弯，丙不弯曲甲向左弯，乙向右弯，丙不弯曲B第32页，本讲稿共34页3.如图是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射，下列如图是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射，下列叙述不正确的是（叙述不正确的是（）A、生长素由、生长素由向向移动移动B、生长素由、生长素由向向移动移动C、生长素由、生长素由向向移动移动D、处生长比处生长比处快处
20、快A第33页，本讲稿共34页4.4.4.4.在正方形暗箱内放在正方形暗箱内放在正方形暗箱内放在正方形暗箱内放1 1 1 1盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持持持持15151515分钟匀速转分钟匀速转分钟匀速转分钟匀速转1 1 1 1周。周。周。周。1 1 1 1周后幼苗生长状况为（周后幼苗生长状况为（周后幼苗生长状况为（周后幼苗生长状况为（）B第34页，本讲稿共34页