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1、第第5 5章章 植物生命活动的调节植物生命活动的调节第第1 1节节 植物生长素植物生长素（第二课时）（第二课时）目标目标010102020303通过分析通过分析“生长素发现的实验生长素发现的实验”、“与与生长素相关的实验设计生长素相关的实验设计”的实验，掌握的实验，掌握实验设计的方法，训练思维逻辑的严密实验设计的方法，训练思维逻辑的严密性。性。(科学思维科学思维)通过生长素生理作用两重性的曲线分析，通过生长素生理作用两重性的曲线分析，培养运用模型分析问题的科学思维能力。培养运用模型分析问题的科学思维能力。(生命观念生命观念)通通过过分分析析顶顶端端优优势势与与植植物物生生长长素素的的运运输输和
2、和作作用用特特点点的的关关系系，关关注注生生物物学学原原理理在在农农业业生生产产和园艺中的应用。和园艺中的应用。(社会责任社会责任)学习目标学习目标胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面伸长区传递某种“影响”这种“影响”会造成背光面比向光面生长快达尔文的推想鲍森詹森实验结论：尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部拜尔实验结论：弯曲生长是因为尖端产生的影响在伸长区分布不均匀温特实验:胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这可能是一种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素。1934年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质吲哚乙酸（IAA）进一步研究发现生长素还有苯乙酸(PAA)、
3、吲哚丁酸(IBA)温故知新温故知新生长素的发现过程生长素的发现过程音乐欣赏：音乐欣赏：生长素版青花瓷生长素版青花瓷情景视频一情景视频一 我国宋代著作种艺必用中，记载了一种促进我国宋代著作种艺必用中，记载了一种促进空中压条生根的方法：空中压条生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黄凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛过，再浸泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝之。又晒又浸，凡十余次。以泥封树枝则根生。则根生。”情景材料一情景材料一问题问题1:1:请同学们运用上一节课我们所学过的知识，小组合作分析其中请同学们运用上一节课我们所学过的知识，
4、小组合作分析其中的科学道理的科学道理？人尿中含有微量的生长素，将黄泥反复浸到尿液中再晒干，黄泥就会吸附一定的生长素。用这样的黄泥封裹枝条，就能利用其中的生长素促进枝条生根。我是生长素我从哪里来？我要到哪里去？我要怎么去？一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布合作探究一：合作探究一：请同学们自主请同学们自主阅读课本阅读课本P P9393关于生长素的合成、运关于生长素的合成、运输与分布的内容，小组合作为生长素解决以下问题：输与分布的内容，小组合作为生长素解决以下问题：一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布植物生长素植物生长素(视频视频)一、生长素的合成、运输与分
5、布一、生长素的合成、运输与分布1.1.生长素的合成生长素的合成 我从哪里来？(1)生长素主要的合成部位：芽幼嫩的叶发育中的种子植物没有专门的内分泌腺器官一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布1.1.生长素的合成生长素的合成 我从哪里来？(2)生长素由 经过一系列反应转变而来。色氨酸转变色氨酸吲哚乙酸该过程不需要光，有无光均产生。植物全身我要怎么去？地上部分地下部分形态学上端形态学下端形态学上端(1)极性运输：在胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，生长素只能从形态学上端到形态学下端，是一种主动运输。一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布2.2.生长素的运输生长素的运输
6、问题问题2:2:在植物组织中生长素的运在植物组织中生长素的运输方式只有极性运输吗？输方式只有极性运输吗？幼嫩部位(2)非极性运输：成熟组织通过_进行且与其他有机物的运输_区别。输导组织没有 实战训练实战训练1化学渗透假说解释生长素的极性运输：由于细胞膜上质子泵（运输H）使得细胞质中H浓度低于细胞壁；生长素在细胞内以负离子形态IAA（A形态）存在，并且在细胞内浓度较高，跨膜运输需要借助膜蛋白N；生长素在细胞壁中部分以分子状态IAAH（B形态）存在，其亲脂性很强。下列有关叙述错误的是（）A膜蛋白N位于图中细胞膜的1、4侧B生长素通过细胞膜1的形态为A形态，方式为协助扩散C生长素以B形态通过细胞膜3
7、的方式为自由扩散D质子泵磷酸化导致其空间结构发生变化将H运到细胞内一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布2.生长素生长素的运输的运输问题问题3:3:同学，你是否想过生长素为什么进行同学，你是否想过生长素为什么进行极性运输吗？小组合作思考极性运输的机理。极性运输吗？小组合作思考极性运输的机理。问题问题4:4:关于生长素的极性运输的观点你有过质疑吗？请设计实验打消关于生长素的极性运输的观点你有过质疑吗？请设计实验打消你的质疑呢？你的质疑呢？评价实验设计和结论思维训练思维训练一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布问题问题4:4:关于生长素的极性运输的观点你有过质疑
8、吗？请设计实验打消你关于生长素的极性运输的观点你有过质疑吗？请设计实验打消你的质疑呢？的质疑呢？空白琼脂块(a)形态学上端形态学下端含IAA琼脂块实验前实验后胚芽鞘弯曲生长问题问题5:5:如何检测下端琼如何检测下端琼脂块是否含有生长素？脂块是否含有生长素？结论：(1)下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块；(2)生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。2.生长素生长素的运输的运输这个实验的设计是否严密？合作探究二：合作探究二：通过以上实验的设计，请小组合作思考以下问题。通过以上实验的设计，请小组合作思考以下问题。从实验结果到实验结论之间的逻辑推理是否严谨？为什么？如果要验证上述结论
9、，应该如何改进实验方案？一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布评价实验设计和结论思维训练思维训练一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布空白琼脂块(a)形态学上端形态学下端含IAA琼脂块实验前实验后胚芽鞘弯曲生长2.生长素生长素的运输的运输实验改进实验前形态学下端形态学上端含IAA琼脂块空白琼脂块(a)实验后胚芽鞘既不弯曲也不生长拓展延伸拓展延伸激素含量的研究方法激素含量的研究方法 根据植物激素作用于植株或离体器官后所产生的生理反应的强度推算植物激素含量。01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。极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载
10、体蛋白。02极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响。03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。04 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。一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布2.生长素生长素的运输的运输关于生长素运输的几点注意事项关于生长素运输的几点注意事项一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布发生部位运输方向影响因素跨膜方式运输主动运输胚芽鞘、芽、幼叶和幼根从形态学上端运输到形态学下端遗传因素决
11、定在成熟组织中通过输导组织进行单侧光、重力等单一方向刺激根尖、芽尖等生长素产生部位向光侧背光侧；远地侧近地侧发生部位运输方向影响因素极性运输非极性运输横向运输A.c组尖端能合成生长素，d组尖端不能B.a组尖端能合成生长素，b组尖端不能C.c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能D.a组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b组尖端的生长素不能 实战训练实战训练2.取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组。分别将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，得到a、b两组胚芽鞘。然后用
12、单侧光照射时，发现a组胚芽鞘向光弯曲生长，b组胚芽鞘不弯曲，也不生长，其原因是()实战训练实战训练3.下列有关生长素运输的叙述，错误的是()A.在胚芽鞘尖端，生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，而不能 反过来运输B.缺氧时，根尖的生长素运输不会受到影响C.极性运输需要细胞膜上的载体蛋白协助D.在成熟组织，生长素可以通过输导组织进行非极性运输问题问题6:6:生长素分布在哪些植物器官中呢？生长素分布在哪些植物器官中呢？一、生长素的合成、运输与分布一、生长素的合成、运输与分布2.生长素生长素的分布的分布 生长素在植物各器官中都有分布，但相对集中分布在生长旺盛的部位。（如：胚芽鞘、芽和根尖的分生组
13、织、形成层、发育中的种子和果实等处）问题问题7:7:生长素如何发挥作用？作用机理是什么？生长素如何发挥作用？作用机理是什么？二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用1.生长素生长素的作用方式的作用方式给细胞传达信息，起着调节细胞生命活动的作用。基因表达2.生长素生长素的作用机理的作用机理生长素生长素受体特异性结合细胞内一系列信号转导诱导特定基因表达产生效应生长素激素受体三磷酸肌醇添加细胞壁成分内质网Ca2+激活液泡H+使细胞壁松散转录转录因子促细胞生长蛋白翻译高尔基体（1）细胞水平 起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；（2）器官水平 影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、
14、叶和果实发育等。细胞器官生长素伸长、分化生长、发育受体基因表达二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用2.生长素生长素的作用机理的作用机理问题问题8:8:生长素的作用都是生长素的作用都是“促进促进”吗吗？二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用3.生长素生长素的作用特点的作用特点如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：ABCD010-1010-810-610-410-2促进生长抑制生长molL-1根FE生长素浓度升高，对根生长的促进作用加强。(1)AB段表示:促进根生长的最适浓度。(2)B点表示的生长素浓度是：生长素浓度升高，对根生长的促进作用减弱。(3)BC段表示：(4)C点表示:
15、既不促进也不抑制。二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用3.生长素生长素的作用特点的作用特点如图为不同浓度生长素对植物根的作用结果，据图分析：ABCD010-1010-810-610-410-2促进生长抑制生长molL-1根FE(5)CD段表示：随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。问题问题9:9:据图分析能否找到两个生长素浓度据图分析能否找到两个生长素浓度不同，但对根的促进效果相同的浓度点不同，但对根的促进效果相同的浓度点最适浓度点左右两侧有一大一小两个浓度点，起相同效果的促进作用，如（E、F）。二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用3.生长素生长素的作用特点的作用特点如图为不同浓度
16、生长素对植物根的作用结果，据图分析：ABCD010-1010-810-610-410-2促进生长抑制生长molL-1根FE(5)CD段表示：随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用增强。问题问题10:10:以上曲线说明了生长素的什么特以上曲线说明了生长素的什么特性性?生长素作用的两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长问题问题11:11:不同浓度生长素对植物芽和茎也不同浓度生长素对植物芽和茎也会有如根一样的作用结果吗？会有如根一样的作用结果吗？二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用3.生长素生长素的作用特点的作用特点如图为不同浓度生长素对植物根、芽、茎的作用结果，据图分析：问题问题12:12:从从
17、曲线中可以看出促进根、曲线中可以看出促进根、芽、茎生长的最适浓度分别是芽、茎生长的最适浓度分别是？10-10 10-8 10-4问题问题13:13:三种器官对生长素的敏感性三种器官对生长素的敏感性大小依次是：大小依次是：根 芽 茎敏感度：幼嫩的细胞成熟的细胞二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用4.两重性实例两重性实例实例1：除草剂双子叶植物单子叶植物 在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物，除去双子叶杂草除草剂2，4-D敏感程度：应用：二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用4.两重性实例两重性实例实例2：顶端优势顶端优势顶端优势(视频视频)2 21 13 34 4保留顶芽保留顶芽
18、去掉顶芽去掉顶芽二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用4.两重性实例两重性实例实例2：顶端优势(1)概念植物的_优先生长，而_生长受到抑制的现象。顶芽侧芽二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用4.两重性实例两重性实例实例2：顶端优势(2)原因顶芽低促进侧芽高抑制越靠近顶芽的侧芽生长素浓度越高，受到的抑制程度越大。二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用4.两重性实例两重性实例实例2：顶端优势(3)解除顶端优势:去掉顶芽 棉花和烟草的摘心可以增产棉花去顶芽 烟草去顶芽园艺、果树修剪调节植株形态二、生长素的生理作用二、生长素的生理作用4.两重性实例两重性实例实例2：顶端优势(4)顶端优势运用:
19、保留顶端优势：需要长高的植物（如木材）可以达到增产 实战训练实战训练4.如图1为某植株的模式图，为枝条上的四个芽；图2表示不同浓度生长素对芽的作用。下列叙述正确的是（）A.图2中d点对应浓度的生长素可能会抑制根的生长B.图1中处生长素浓度小于处，因而生长缓慢C.图1中处生长素浓度分别对应图2中的b、c两点D.图2中若b点代表背光侧，则c点可能代表向光侧 实战训练实战训练5在四个暗箱中培养蚕豆幼苗，暗箱的开孔和光线射人情况如图1所示；不同浓度生长素与植物生长的关系如图2所示。下列说法错误的是（）A选择进行实验，可探究蚕豆茎的生长方向与重力的关系B选择进行实验，可比较重力和单侧光对蚕豆茎生长方向影
20、响的大小C中幼苗出现顶端优势现象时，若顶芽生长素浓度为g，则侧芽生长素浓度大于cD中幼苗出现向光弯曲生长时，若伸长区背光侧生长素浓度为2m，则向光侧生长素浓度为m-2m拓展延伸拓展延伸利用所学知识，解释根的向地性和茎的背地性。原因：由于重力的影响，茎的近地侧生长素含量比背地侧多，导致近地侧生长速度快于背地侧原因：由于重力的影响，根的背地侧生长素含量比向光侧多，由于根对生长素浓度比较敏感，低浓度促进生长，高浓度抑制生长，导致背地侧生长速度快于近地侧茎部：A和B处的生长素浓度：；生长速度：。根部：C和D处的生长素浓度：；生长速度：。BABADCCD 实战训练实战训练6.如图表示植物生长单位长度所需
21、时间与生长素浓度的关系，下列叙述正确的是（）A.在单侧光作用下，若胚芽鞘生长素浓度向光侧为c点对应生长素浓度，则背光侧为d点对应生长素浓度B.将植物体水平放置，若茎部近地侧生长素浓度为a点对应生长素浓度，则远地侧为b点对应生长素浓度C.将植物体水平放置，若根部近地侧生长素浓度为c点对应生长素浓度，则远地侧为d点对应生长素浓度D.若曲线表示生长素对植物芽的作用，则曲线表示对根的作用现 象是否体现两重性生长素的作用顶端优势根的向重力性茎的背重力性植物的向光性是是否否顶芽，低：促进侧芽，高：抑制远地端，低：促进近地端，高：抑制背光侧：高，促进强向光侧：低，促进弱近地端：高，促进强远地端：低，促进弱三
22、、生长素的生理作用三、生长素的生理作用拓展延伸拓展延伸不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲的状况分析类别图解条件相关结果遮盖类暗箱类插入类直立生长；向光弯曲生长直立生长；向光(小孔)弯曲生长向右侧弯曲生长；直立生长；向光弯曲生长；向光弯曲生长拓展延伸拓展延伸不同处理条件下胚芽鞘生长弯曲的状况分析类别图解条件相关结果移植类旋转类直立生长；向左侧弯曲生长；中IAA的含量abc，bc直立生长；向光弯曲生长；向小孔弯曲生长；茎向心生长，根离心生长【注意】琼脂块只起传送作用，不影响生长素的运输。而云母片、玻璃片会阻碍生长素的运输。实战训练实战训练7.用燕麦胚芽鞘及幼苗、进行如图所示实验，且均给予单侧光照，一段时
23、间后，会发生弯曲的是()A.B.C.D.实战训练实战训练8科研人员以胚芽鞘和琼脂块为材料进行下图实验，图中角度是指将实验中尖端处理过的琼脂块放置于去掉尖端的胚芽鞘一侧，测得的胚芽鞘自身弯曲角度。下列相关分析错误的是（）A琼脂块中生长素的含量是图示实验的因变量B生长素以扩散的方式从胚芽鞘尖端进入琼脂块中C由实验结果可知，单侧光照射不影响生长素的产生量D单侧光使胚芽鞘尖端的生长素进行横向运输 实战训练实战训练9“苗长高二尺之上，打去冲天心；旁条长尺半，亦打去心。叶叶不空，开花结实”，这是元代农书农桑辑要中记载的提高棉花产量的一项技术。该项操作通过去除植株顶端优势，塑造株型，改善种植通风透光条件，合
24、理分配营养，多结铃、结大铃。去除顶端优势、调节营养物质分配都与生长素有关。下列相关叙述错误的是（）A棉花植株顶芽细胞中，存在合成生长素的代谢途径B打去“冲天心”，利于“旁条”合成生长素，促进“旁条”生长C适宜浓度的生长素能促进营养物质向棉铃运输，促进棉铃生长D生长素调节植物生长是通过调节相关基因的表达来实现的 实战训练实战训练10下图所示，图甲是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧，胚芽鞘弯曲的情况（弯曲角度用 A表示）；图乙是生长素对胚芽鞘生长的作用示意图。由此判断，下列说法错误的是（）A图甲实验可用于证明生长素的作用具有两重性B琼脂块中生长素浓度为b时，A具有最小值C琼脂块中生长
25、素浓度不同，但可能形成相同的AD琼脂块中生长素浓度为d时，胚芽鞘不能向左侧弯曲 实战训练实战训练11水稻叶片表皮毛起源于表皮细胞，由多个细胞纵向排列组成，具有抵抗环境中生物胁迫和非生物胁迫的功能。用三碘苯甲酸（生长素合成抑制剂）处理水稻幼苗的叶片，检测到叶片表皮毛细胞细胞膜上的生长素运输蛋白（PIN）明显减少，且表皮毛的长度也变短了。下列分析错误的是（）A生长素从形态学上端向形态学下端的极性运输过程会消耗能量B三碘苯甲酸可能通过PIN来影响生长素的极性运输C实验中叶片表皮毛长度变短的原因是细胞中生长素浓度过高D三碘苯甲酸可能会抑制叶片表皮毛细胞中PIN基因的表达 实战训练实战训练12生长素是一
26、种对植物生长发育有显著影响的植物激素。下列关于生长素的叙述，正确的是（）A在顶端优势现象中，离顶芽越远的侧芽其发育受到的抑制程度越大B生长素是由植物体内特定的腺体合成的C单侧光会刺激燕麦胚芽鞘尖端产生生长素D某浓度的生长素对同一植物芽和茎的促进生长作用可能相同A顶端弯钩的形成体现了生长素作用具有两重性B顶端弯钩的形成过程中生长素发生了极性运输和横向运输C顶端弯钩的内侧中生长素可能促进了乙烯的合成，而乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用D出土后，顶端弯钩外侧的生长素浓度高于内侧，生长速率大于内侧 实战训练实战训练13双子叶植物在破土前，子叶和顶端分生组织及一部分下胚轴组织向下弯曲，形成弯钩状
27、结构，由弯钩处的下胚轴优先接触土壤，这个局部特化的组织称为“顶端弯钩”（如下图）。研究发现，生长素在弯钩的外侧浓度低于内侧，并且多种植物激素参与弯钩的形成。当双子叶植物出土后，生长素的分布发生改变，导致弯钩打开。下列叙述错误的是（）实战训练实战训练14生长素是调节植物生命活动的重要激素。某同学提出“适宜浓度的生长素通过促进细胞分泌H+，进而促进细胞伸长”，为探究该结论是否正确，该同学利用10-5mol/L生长素溶液、pH为50的缓冲液、蒸馏水、酸度计等设计并展开了实验，下列关于该实验的说法，错误的是（）A实验应选择生长状况一致带有尖端的胚芽鞘作为材料B实验需要设置蒸馏水、10-5mol/L的生长素溶液及pH=50缓冲液培养组C该实验需要进行重复实验以避免实验偶然性D生长素和缓冲液组胚芽鞘长度及H+浓度均高于蒸馏水组时支持该同学结论 实战训练实战训练15吸烟有害健康，烟卷是由烟草的叶片经过烘烤、切丝、卷接、包装等步骤制作而成的，烘烤温度一般在37-48，时间一般为5-6天。绿色烟叶经过烤制会变成黄色，下列相关叙述错误的是（）A烘烤时烟叶变黄的原因是叶绿素的降解速率远大于类胡萝卜素B在烘烤的过程中，烟叶细胞丢失的水分只有自由水C烟草种植时要保持合理的行间距，有利于烟草进行光合作用D烟草植株在生长期进行打顶处理，可以提高产量