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1、第一节第一节 植物生长素的发现植物生长素的发现课前预习：课前预习：向光性向光性（概念）（概念）生长素的发现过程：达尔文、鲍森生长素的发现过程：达尔文、鲍森.詹森、詹森、拜尔、温特等人的实验拜尔、温特等人的实验生长素生长素生长素的产生、运输和分布生长素的产生、运输和分布植物激素植物激素含羞草（含羞草（MimosapudicaLinn.）植物与动物不同，没有神经系统，植物与动物不同，没有神经系统，没有肌肉，它不会感知外界的剌激，没有肌肉，它不会感知外界的剌激，而含羞草与一般植物不同，它在受而含羞草与一般植物不同，它在受到外界触动时，叶会下垂，小叶片到外界触动时，叶会下垂，小叶片合闭，此动作被人们理
2、解为合闭，此动作被人们理解为“害羞害羞”，故称为含羞草。，故称为含羞草。感性运动感性运动白睡莲（白睡莲（NymphaeaalbaLinn.）这是一幅盛开的睡莲花朵，你可曾注意，随着太阳落下这是一幅盛开的睡莲花朵，你可曾注意，随着太阳落下花朵会渐渐关闭，仿佛花晚上也要睡觉，睡莲也因此而得名。花朵会渐渐关闭，仿佛花晚上也要睡觉，睡莲也因此而得名。感性运动感性运动舞草（舞草（Desmodiumgyrans(Linn.)DC.）这是一枝普普通通的小草，当人这是一枝普普通通的小草，当人们对它讲话或唱歌，小叶片会左右舞们对它讲话或唱歌，小叶片会左右舞动，宛如小草听到你的声音翩翩起舞，动，宛如小草听到你的声
3、音翩翩起舞，因而人们称它为舞草。舞草属豆科，因而人们称它为舞草。舞草属豆科，舞草属，产于华南部分省区。当今许舞草属，产于华南部分省区。当今许多植物园都种植有舞草，作为会动的多植物园都种植有舞草，作为会动的宠物，备受关注。宠物，备受关注。感性运动感性运动向日葵（向日葵（HelianthusannuusLinn.）植物的向性运动可分为向光性、向地性和向化性，向日葵植物的向性运动可分为向光性、向地性和向化性，向日葵花的向阳是典型的向光性运动。请看田地中朵朵葵花向太阳。花的向阳是典型的向光性运动。请看田地中朵朵葵花向太阳。向性运动向性运动向光性运动向光性运动向地性运动向地性运动植植物物的的运运动动向性
4、运动向性运动感性运动感性运动感光性运动感光性运动感震性运动感震性运动趋向运动趋向运动感性运动感性运动植物体受到植物体受到不定向不定向的外界刺激而引起的的外界刺激而引起的局部运动局部运动，称为感性运动。，称为感性运动。向性运动向性运动植物体受到单一方向的外界刺激而引起植物体受到单一方向的外界刺激而引起的的定向运动定向运动，称为向性运动。，称为向性运动。向性运动意义向性运动意义植物对于外界环境的适应。例如向光性植物对于外界环境的适应。例如向光性使植物的茎和叶处于最适宜利用光能的位置，使植物的茎和叶处于最适宜利用光能的位置，有利于接受充足的阳光而进行光合作用。有利于接受充足的阳光而进行光合作用。本节
5、聚焦植物向光性的原因是什么？植物向光性的原因是什么？生长素是什么物质？生长素是什么物质？什么是植物激素？什么是植物激素？问题探讨：问题探讨：图中是一株放在窗台上久不移动图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。的盆栽植物。讨论：讨论：1、图中植物的生长方向有什么特点？、图中植物的生长方向有什么特点？2、可能是哪种环境刺激引发了这株植、可能是哪种环境刺激引发了这株植物生长方向的改变？这种改变有什么适物生长方向的改变？这种改变有什么适应意义？应意义？3、这种生长方向的改变，是发生在植物、这种生长方向的改变，是发生在植物幼嫩部分还是成熟部分？幼嫩部分还是成熟部分？答案：答案：1、弯向窗外生长、弯向窗外
6、生长2、较长时间的单侧光照刺激引起植株弯向窗外生长。、较长时间的单侧光照刺激引起植株弯向窗外生长。使植株获得更多的阳光，通过光合作用合成更多有机物，满足使植株获得更多的阳光，通过光合作用合成更多有机物，满足自身生长发育需要。自身生长发育需要。3、植株弯曲发生在幼嫩部位。、植株弯曲发生在幼嫩部位。在单侧光的照射下植物表现出在单侧光的照射下植物表现出朝向光源方向生长的现象朝向光源方向生长的现象向光性向光性（概念）（概念）胚芽鞘胚芽鞘胚芽鞘胚芽鞘胚芽鞘：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽鞘：单子叶植物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形状物。胚芽外的锥形状物。它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，胚芽鞘首先钻出
7、地面，它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，出土后不能进行光合作用。出土后不能进行光合作用。二、生长素的发现过程二、生长素的发现过程不生长，不生长，也不弯曲也不弯曲生长，生长，不弯曲不弯曲生长，生长，弯曲弯曲生长，生长，弯曲弯曲.达尔文实验达尔文实验达尔文据试验提出：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面达尔文据试验提出：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，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。因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。1 1、剪去尖端，给予单侧光、剪去尖端，给予单侧光2 2、尖端套锡
8、箔，给予单侧光、尖端套锡箔，给予单侧光3 3、尖端下部套锡箔，给予、尖端下部套锡箔，给予单侧光单侧光结论结论 向光生长与胚芽鞘尖端有关，尖端向光生长与胚芽鞘尖端有关，尖端是感光部位是感光部位.詹森的实验詹森的实验.拜尔的实验拜尔的实验结论：结论：胚芽鞘顶尖产生胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过琼脂片的刺激可以透过琼脂片传递给下部。传递给下部。结论：结论：胚芽鞘的弯曲生胚芽鞘的弯曲生长，是因为顶尖产生的刺长，是因为顶尖产生的刺激在其下部分分布不均匀激在其下部分分布不均匀造成的。造成的。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？如何证明？如何证明？即：尖端是通过产生的某
9、种物质即：尖端是通过产生的某种物质影响影响下部生长下部生长初步证明胚芽鞘的顶尖产生的刺激可能初步证明胚芽鞘的顶尖产生的刺激可能是一种是一种化学物质化学物质，这种化学物质的，这种化学物质的分布分布不均匀不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。造成了胚芽鞘的弯曲生长。朝朝对侧弯曲生长对侧弯曲生长不生长也不弯曲不生长也不弯曲（4）温特的实验）温特的实验胚芽鞘顶端确实可以产生某种向下运输的胚芽鞘顶端确实可以产生某种向下运输的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能是和动物激素类似的物质，这可能是和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为并把这种物质命名为：生长素生长素1934年，荷兰
10、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外还外还苯乙酸苯乙酸（PAA）、）、还有还有吲哚丁酸吲哚丁酸(IBA)等等生长素究竟是什么物质呢？生长素究竟是什么物质呢？2.2.科学研究的一般过程科学研究的一般过程生长素发现过程的生长素发现过程的总结总结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验证重复验证1.1.
11、生长素的化学本质：生长素的化学本质：吲哚乙酸吲哚乙酸四个四个“部位部位”：生长素的产生部位、作用部：生长素的产生部位、作用部位、感光部位、生长和弯曲部位。位、感光部位、生长和弯曲部位。生长素产生的部位：作用部位：感光的部位：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生长素生长素总结与应用总结与应用三、对植物向光性的解释三、对植物向光性的解释 背光一侧向光一侧生长素多生长素少细胞生长快细胞生长慢单侧光引起生长素背光运输单侧光引起生长素背光运输(尖端尖端)向光生长的原因向光生长的原因_背光侧比向光侧生长素含量多，背背光侧比向
12、光侧生长素含量多，背光侧细胞生长快，向光弯曲光侧细胞生长快，向光弯曲 2020世纪世纪8080年代以来年代以来有学者用向日葵、萝卜有学者用向日葵、萝卜等做向光性研究的时候，等做向光性研究的时候，对向光侧和背光侧的对向光侧和背光侧的IAAIAA浓度进行了精确的测量，浓度进行了精确的测量，结果发现结果发现两侧的两侧的IAAIAA浓度浓度基本相等基本相等。这样就无法。这样就无法用生长素的机理来解释用生长素的机理来解释向光性了。向光性了。另一种可能原因：另一种可能原因：另一种可能原因：另一种可能原因：在单侧光的刺激下，在单侧光的刺激下，生长抑制物（可能是生长抑制物（可能是黄质醛）黄质醛）在向光一侧在向
13、光一侧积累，导致向光侧生积累，导致向光侧生长受到抑制而背光侧长受到抑制而背光侧生长正常，引起向光生长正常，引起向光性。性。胚芽鞘向光性的另一种可能解释：胚芽鞘向光性的另一种可能解释：总结：植物向光性及形成的原因总结：植物向光性及形成的原因外因：单侧光照射外因：单侧光照射内因：内因：尖端的存在尖端的存在(感光感光)尖端产生生长素尖端产生生长素 生长素分布不均生长素分布不均 (背光面多向光面少背光面多向光面少)由植物体内产生，能从由植物体内产生，能从_运送运送到到_，对植物生长发育有，对植物生长发育有显著显著影影响的微量响的微量_。产生部位产生部位作用部位作用部位有机物有机物除生长素外，还发现了除
14、生长素外，还发现了赤霉素赤霉素、细胞细胞分裂素分裂素、脱落酸脱落酸和和乙烯乙烯等等其他植物激素其他植物激素乙烯乙烯细胞分裂素细胞分裂素赤霉素赤霉素生长素生长素脱落酸脱落酸细胞分裂素细胞分裂素生长素的产生部位：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从植物体形态学形态学_向形态学向形态学_运输运输色氨酸色氨酸如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育的如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育的种子和果实种子和果实非极性运输非极性运输极性运输极性
15、运输横向运输横向运输从胚芽鞘尖端从胚芽鞘尖端_一一侧向侧向_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，不影不影响响生长素的生长素的合成合成。琼脂块琼脂块无感光无感光作用作用单侧光刺激时单侧光刺激时,生长素在生长素在尖端尖端既进行既进行横向运输，又进行极性运输横向运输，又进行极性运输四、生长素的产生、运输和分布四、生长素的产生、运输和分布形态学上端形态学上端形态学下端形态学下端形态学上端形态学上端形态学下端形态学下端 在成熟组织中在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部生长素可以通过韧皮部进
16、行非极性运输。进行非极性运输。胚芽鞘尖端生长素的运输胚芽鞘尖端生长素的运输光光胚芽鞘胚芽鞘尖端尖端表示在单侧光刺激下生表示在单侧光刺激下生长素产生的横向运输；长素产生的横向运输；表示从形态学上端向形表示从形态学上端向形态学下端的极性运输。态学下端的极性运输。判断胚芽鞘是否弯曲生长，判断胚芽鞘是否弯曲生长，要看胚芽鞘下端生长素分布是要看胚芽鞘下端生长素分布是否均匀，而下端生长素的分布否均匀，而下端生长素的分布是否均匀则是否均匀则取决于尖端是否存取决于尖端是否存在生长素的横向运输在生长素的横向运输。胚芽鞘尖胚芽鞘尖端下段端下段较较较较多多生生生生长长长长较较较较快快快快较较较较少少生生生生长长长长
17、较较较较慢慢慢慢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？、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。下端运输到形态学上端。3 3、如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如、如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进？何改进？应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以应该增加一组胚芽鞘形
18、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。研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。实验组：实验组：对照组：对照组：形态学上形态学上端端形态学下端形态学下端4、实验方案改造如下：、实验方案改造如下：应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素不能从形态学学下端运输到形以研究生长素不能从形态学学下端运输到形态学上端。态学上端。A B C D E 思考题思考题1：请分析各胚芽鞘生长情况（图中请分析各胚芽鞘生长情况（图中插入薄片为云母片）。插入薄片为云母片）。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图胚芽鞘
19、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，再看再看能否运输到作用部位能否运输到作用部位，最后看，最后看分布是否均匀分布是否均匀。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
20、变D.茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发生改变生改变B练习练习2.如下图是用不透水的云母片以不同方式分别插入三株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，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是（照，培养一段时间后，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
21、，丙不弯曲B3.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快A5.5.在居室内养花，花盆往往要放在窗户附近有阳光处。在居室内养花，花盆往往要放在窗户附近有阳光处。有的书上建议应该每星期将花盆旋转有的书上建议应该每星期将花盆旋转1/41/4周。这个建周。这个建议有什么科学道理？议有什么科学道理？可以使植物接受比较均匀的阳光照射，避免因长可以使植物接受比较均匀的阳光照射，避免因长期接受单一方向光源刺激而使植物
22、弯曲。期接受单一方向光源刺激而使植物弯曲。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，盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，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固定光源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上固定光源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上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，保持水平旋转，保持水平旋转，保持水平旋转，保持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周后幼苗生长状周后幼苗生长状周后幼苗生长状周后幼苗生长状况为（况为（况为（况为（）B