高中生物必修3 第三章 第一节 植物生长素的发现

问题探讨：,植物没有神经系统，植物对外界刺激的反应没有动物那么灵敏，那植物能不能对自身的生命活动进行调节呢？,第3章 植物的激素调节,资料：会动的植物,植物的运动本是普遍现象，按不同的意义理解有各种不同的运动，如植物的原生质运动、膨压运动和生长运动，受外界刺激的运动又有向性运动和感性运动。,含羞草,白睡莲,舞草,植物具有向光性！,向光性：在单侧光的照射下，植物朝向光 源方向生长的现象。,一、植物的向性运动,植物体受到单一方向的刺激而引起的定向运动。,1、概念：,2、向光性：,在单侧光的照射下，植物朝向光源生长的现象。,3、其他：,茎背地性、根向地性、向水性、向化性等。,4、向性运动的意义： 是植物对于外界环境的适应性。,植物根的向水性生长,植物根的向地性和茎的背地性生长,5.感性运动,不定向外界刺激引起的局部运动。 例如：痒痒树，合欢, 含羞草等,痒痒树,合欢,对于人们熟视无睹的现象， 1880年，达尔文设计了简单而又富有创造性的实验，从而揭开了人们认识植物激素的篇章,实验材料： 金丝雀虉yì草 单侧光、锡箔纸,1880年 达尔文向光性实验,二、生长素的发现过程,胚芽鞘：单子叶植物,特别是禾本科胚芽外面透明的锥形套状物，是胚体的第一片叶，它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，胚芽鞘首先穿出地面，出土后还能进行光合作用。,1、达尔文的实验,二、生长素的发现过程,1、达尔文的实验, 与形成对照，这个对照实验中不同的因素是什么？从实验结果我们可以得出怎样的推论？,有无尖端；胚芽鞘生长具有向光性，胚芽鞘的向光性可能与其尖端有关。,(2) 和比较可得出胚芽鞘感受单侧光刺激的是哪个部位？发生弯曲的是哪个部位？怎样解释这种现象？,感光部位是尖端，弯曲生长部位是尖端以下部分。,1、达尔文实验,？,向光生长与胚芽鞘 有关,感光部位在胚芽鞘 这,弯曲生长部位在胚芽鞘 这,尖端向下侧传递某种“影响”,影响分布不均-背光侧比向光侧生长快,尖端,尖端,尖端下侧,假设:,假设:,单侧光引发植物向光生长,结论,达尔文的结论：,单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，当这种刺激传递到尖端下面一段时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。,2、詹森的实验,实验证明胚芽鞘尖端产生的刺激可透过琼脂片传递给下部。,.拜尔的实验,结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的刺激在其下部分分布不均匀造成的。,由詹森和拜尔的实验，可以得出什么结论？,如何证明？,即：尖端是通过产生的某种物质影响下部生长,4.温特的实验,胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的,温特把它命名为生长素。,结论：,1931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）。,1946年，人们从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是吲哚乙酸（IAA） 。,进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的物质除吲哚乙酸（IAA）外，还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸(IBA)等。,科学发现是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。,二、生长素的发现过程,尖端产生某种刺激,19世纪末,达尔文,尖端产生刺激可透过琼脂片,1910年,詹森,刺激分布不均使胚芽鞘弯曲生长,1914年,拜尔,刺激是化学物质，命名为生长素,1928年,温特,发现吲哚乙酸具有生长素效应,1931年,从高等植物中分离出生长素,1946年,郭葛,科学家,植物体内具有生长素效应的物质有：吲哚乙酸(IAA)、苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。,进一步研究发现,（一）实验结论,（二）植物向光性的原因,植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的。单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。,感光部位:,弯曲部位:,弯曲原因:,胚芽鞘的尖端,胚芽鞘的尖端以下部分,生长素分布不均匀,产生生长素部位：,胚芽鞘的尖端,看伸长区有无生长素,看 伸长区生长素分布是否均匀,向光性原理的总结,单侧光,向 光 侧（少）,背 光 侧 （多）,产生生长素 （有光 无光）,生长慢,生长快,20世纪80年代以来有学者用向日葵、萝卜等做向光性研究的时候，对向光侧和背光侧的IAA浓度进行了精确的测量，结果发现两侧的IAA浓度基本相等。这样就无法用生长素的机理来解释向光性了。,另一种可能原因：,在单侧光的刺激下，生长抑制物在向光一侧积累，导致向光侧生长受到抑制而背光侧生长正常，引起向光性。,胚芽鞘向光性的另一种可能解释：,2.科学研究的一般过程,生长素发现过程的总结与应用,观察发现问题,提出假设,设计实验验证,得出结论,1.生长素的化学本质： 吲哚乙酸。,3.掌握实验设计的基本原则:,单一变量原则,对照原则,生长素发现过程的总结与应用,4.四个“部位”：生长素的产生部位、作用部位、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,尖端以下的部位,尖端以下的部位,生长素发现过程的总结与应用,5.设计实验验证弯曲生长的部位在尖端下部,胚芽鞘 彩色记号笔,6.验证单侧光引起生长素分布不均匀 （背光面多于向光面）,A = B，C D,材料：玉米胚芽鞘尖端，云母片（不透水，可阻断物质运输），琼脂，光源，带一小孔的暗箱，琼脂块生长素含量测量器,云母片,进一步探究：在单侧光下，造成背光侧生长素多于向光侧的原因,向光侧的生长素在尖端向背光侧运输了,向光侧的生长素部分被分解了,由植物体内产生，能从_运送到_，对植物生长发育有显著影响的微量_。,产生部位,作用部位,有机物,除生长素外，还发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。,三、植物激素的概念,植物激素和动物激素的比较,一定部位,专门分泌腺或细胞,不作用于特定器官,特定的靶器官等,极性运输等,体液运输,1.自身产生； 2.微量、高效、种类多； 3.调节作用,四、生长素的产生、分布和运输,1、生长素的产生部位：,2、生长素的分布：,主要在幼嫩的芽、叶、发育的种子 _可转化成生长素,大多集中在生长旺盛的部位,色氨酸,如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育中的种子和果实,生长素的是否在有光条件下才能产生？ 前面那个实验支持你的结论？,(1)运输方式:,主动运输,(2)运输方向:,极性运输,形态学上端 形态学下端,实验证明： 植物顶芽的生长素可以向生长素浓度比它高的侧芽部位运输。 同时，在缺氧或加入呼吸抑制剂的情况下，会严重阻碍其运输。,3、生长素的运输：,纵向,（幼嫩的组织）,（成熟的组织中）,非极性运输,极性运输：只能从形态学上端运输到形态学下端，不能反过来运输。,形态学上端,形态学下端,形态学上端,形态学下端,上端,下端,注：形态学的上端对于植物地上部分而言，指茎的顶端；对于地下部分而言，指根尖。,生长素发现,实验结论,感光部位,弯曲部位,弯曲原因,胚芽鞘的尖端,胚芽鞘的尖端以下部分,生长素分布不均匀,化学本质:,吲哚乙酸,主要产生部位：,幼嫩的叶、芽,和发育中的种子,分布,但集中在生长旺盛的部位,植物体内分布广泛，,(横向运输),向光侧,背光侧,极性运输,形态学上端,形态学下端,植物激素,概念,非极性运输,成熟组织的韧皮部,生长素,产生生长素部位,胚芽鞘的尖端,胚芽鞘尖端生长素的运输,胚芽鞘尖端,表示在单侧光刺激下生长素产生的横向运输；,表示从形态学上端向形态学下端的极性运输。,判断胚芽鞘是否弯曲生长 尖端是否存在生长素的横向运输 生长素能否极性运输，造成下端生长素分布不均匀。,胚芽鞘尖端下段,较少生长较慢,较多生长较快,多,少,1、把燕麦幼苗放在左侧照光的的条件下培养，幼苗的胚芽鞘将（ ） .直立生长 B.停止生长 C.向右侧弯曲生长 D.向左侧弯曲生长,上述现象产生的原因是由于生长素（ ） A.左侧分布得多 B.右侧分布得多 C.两侧分布均匀 D.在茎顶端产生,D,B,2、经过以下四种处理的两个燕麦胚芽鞘（所有琼脂块都用胚芽鞘尖端处理过），生长方向相同的是 ( ),B,3.下图所示对燕麦胚芽鞘进行的向光性实验,（图中锡箔套不透光,云母片具有不透水性）图中能弯向光源生长的是（ ）,A.甲、乙 B.丙、丁 C.乙、丙 D.甲、丁,C,4、下图是用燕麦胚芽鞘做的六个实验，用单侧光由右向左照射。,说明：(A)移去胚芽鞘尖端；(B)尖端用锡箔纸盖住；(C)完整的胚芽鞘；(D)把一片云母插入胚芽鞘照光的一边；(E)把云母片插入背光的一边；(F)用一薄层琼脂，把尖端和下部分隔开,(1)实验(A)的结果是： (2)实验(B)的结果是： (3)实验(C)的结果是: (4)实验(D)的结果是: (5)实验(E)的结果是: (6)实验(F)的结果是:,不生长、不弯曲,直立生长,弯向光源生长,弯向光源生长,弯向光源对侧生长,弯向光源生长,5. 固定花盆和暗箱， 两周后幼苗的生长 状况为_.,直立生长,6.固定花盆，暗箱在旋转器匀速、水平旋转，一段时间后生长状况为_ _。,弯向光源(左边)一侧生长,7.固定暗箱，花盆放在旋转器上匀速、水平旋转，一段时间后幼苗生长状况为 _.,直立生长,巩固练习：,植物在单侧光下向光生长的原因是（ ） A.光是产生生长素的条件,只有受到光照的一侧能产生生长素。 B.光对生长素的产生和分布没有影响,但光能促进生长 C.植物受到单侧光照的影响,向光一侧生长素分布较多,故生长较快。 D.植物受到单侧光照的影响,背光一侧生长素分布较多,故生长较快。,D,含羞草,感性运动,猪笼草,代表含生长素的琼脂块，,判断下列胚芽鞘的生长或弯曲方向,A B C D E,代表云母片（不透水，不透气）,直立 生长,不弯曲 不生长,直立 生长,向右弯 曲生长,向右弯 曲生长,3.判断下列各胚芽鞘的生长情况,生活在均匀光照下,直立生长,不透光的纸盒黑暗中,直立生长,不生长不弯曲,单侧光照射胚芽鞘,弯向光源生长,去尖端单侧光照,练一练,如下图是用不透水的云母片以不同方式分别插入四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，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是,A,C,B,A：不生长不弯曲,B：直立生长,C：向右弯曲,变式练习,D,D：向右弯曲,4.在方形暗箱内放一盆幼苗，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（花盆与暗箱一起转），保持15分钟均速转一周，一星期后幼苗生长状况为（ ）,B,练一练,若花盆固定，把暗箱放在旋转器上均速旋转，则幼苗的生长状况为（ ）,C,变式练习,