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第一单元生物个体的稳态与调节第一章植物生命活动的调节第一节生长素的发现及其作用情境导入课程目标葵花朵朵向太阳,你知道其中的奥秘吗?1.概述生长素的发现过程。2.说明植物的向光性及其原理。3.概述生长素的生理作用。4.说出什么是生长素生理作用的两重性。一二一、生长素的发现1.生长素的发现科学家实验现象实验结论达尔文暗箱中的胚芽鞘直立生长有小孔的暗箱中的胚芽鞘弯向光源生长单侧光引起胚芽鞘向光生长一二—罩住尖端的胚芽鞘直立生长罩住尖端下部,而尖端曝光的胚芽鞘向光弯曲生长胚芽鞘的感光部位是尖端,弯曲部位是尖端下部一二詹森切去尖端的胚芽鞘在单侧光下不生长不弯曲尖端和下部之间放置一明胶薄片,单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲生长尖端可能产生一种能透过明胶传至尖端下部的物质,并促进该部位生长一二拜耳将切下的尖端放回胚芽鞘切口的一侧,无单侧光,胚芽鞘也弯曲生长尖端确实产生了一种物质,引起下部弯曲生长一二温特实验组:对照组:胚芽鞘尖端确实产生了一种刺激生长的化学物质郭葛首次分离出吲哚乙酸胚芽鞘产生的能够促进植物生长的物质是吲哚乙酸,即生长素一二2.植物有向光性的原因感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端;胚芽鞘尖端产生生长素;单侧光使其在背光一侧比向光一侧分布得多,背光一侧细胞生长得快,导致胚芽鞘尖端的下部朝向光源弯曲生长,使植物表现出向光性。思考感悟生长素是胚芽鞘哪个部位产生的?没有光照也能产生吗?提示:胚芽鞘尖端;有光、无光均能产生。一二3.生长素的产生、分布与运输(1)含量:很少。(2)产生部位:主要在植物的顶端分生组织中合成。(3)分布部位:大多集中在生长旺盛的部位。(4)运输方向:运输是单方向的,只能从植物体形态学上端向形态学下端运输,而不能反过来运输,所以称为极性运输。一二二、生长素的生理作用及特点1.生理作用(1)促进植物生长。(2)促进扦插的枝条生根。(3)促进果实发育。(4)防止落花落果。2.实践应用:利用一定浓度的生长素类似物溶液处理没有受粉的植物雌蕊,可获得无子果实。3.特点:具有两重性。一二4.具体体现——顶端优势(1)现象:顶芽优先生长,侧芽生长受抑制。(2)原因:顶芽产生生长素侧芽积累生长素(生长)(生长受抑制)(3)原理应用:果树整枝,树冠整形;棉花摘心增产。思考感悟植物向光性能否体现出生长素生理作用的两重性?提示:不能。因为向光侧生长素浓度低,生长慢,背光侧生长素浓度高,生长快,体现的是生长素促进生长的作用。探究点一探究点二探究点三探究点四植物向光性分析●问题导引●如图表示将胚芽鞘尖端放在琼脂小块上,正中插入不能透水的云母片,琼脂被分成相等的两部分。单侧光照射后,左、右琼脂块内生长素的含量是否相同?提示:不相同。左多右少,单侧光能引起尖端产生的生长素由向光侧运向背光侧,造成左右含量不均。探究点一探究点二探究点三探究点四●名师精讲●1.胚芽鞘分析(1)生长素产生部位:尖端。(2)感光部位:尖端。(3)作用部位(弯曲部位):尖端下部。探究点一探究点二探究点三探究点四2.原因分析探究点一探究点二探究点三探究点四3.结论外因:单侧光照射内因:生长素分布不均匀4.从微观上观察到的结果由上图可以看出:向光一侧生长素浓度低,细胞生长慢,而背光一侧生长素浓度高,细胞生长快,所以向背光侧弯曲生长。探究点一探究点二探究点三探究点四【例题1】下图中能说明胚芽鞘尖端是感受光刺激的部位的最佳实验组合是()A.①②B.③④C.④⑤D.⑤⑥解析:⑤与⑥对比,说明感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端,而不是尖端以下部位。答案:D探究点一探究点二探究点三探究点四方法技巧实验探究过程中最主要的是找准实验的变量。只有找准变量才能得出正确的结论。生长素的运输方向●问题导引●探究点一探究点二探究点三探究点四探究点一探究点二探究点三探究点四为探究胚芽鞘尖端产生的生长素的运输情况,进行以上两组对照实验,请据实验现象,分析实验结论。提示:a组,生长素能从形态学上端向形态学下端运输;b组,生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。由a、b相互对照可知:生长素只能从形态学上端运输到形态学下端。探究点一探究点二探究点三探究点四●名师精讲●1.横向运输(1)发生部位:胚芽鞘、芽和根的尖端。(2)外界原因:外界单向刺激。(3)类型。①受单侧光影响。探究点一探究点二探究点三探究点四以下为横向运输的实验证明及结果。②受力影响。探究点一探究点二探究点三探究点四甲.在重力的作用下,幼根中的生长素由A运输到A',幼茎中的生长素由B运输到B'。乙.离心力使胚芽鞘尖端生长素由C运输到C'。2.极性运输极性运输指生长素只能由植物形态学上端运输到形态学下端,而不能倒过来运输。如下图所示:茎尖分生组织合成的生长素向下运输;根尖分生区合成的生长素向上运输。生长素的极性运输不受重力影响。探究点一探究点二探究点三探究点四3.实例(1)竖直放置植物的生长素运输。(2)水平放置植物的生长素运输。探究点一探究点二探究点三探究点四4.运输方式——主动运输生长素的运输在缺氧条件下会受到影响,同时,顶芽产生的生长素能逆浓度梯度向下运输并大量积累在侧芽部位,说明生长素的运输方式为主动运输。探究点一探究点二探究点三探究点四【例题2】某研究性课题小组研究植物生长素,设计了下图所示实验来探究单侧光是使胚芽鞘尖端的生长素发生了转移,还是使生长素发生了分解。下列有关说法不正确的是()探究点一探究点二探究点三探究点四A.该实验的自变量是A、B、C、D四组琼脂块中的生长素浓度,因变量是a、b、c、d四组胚芽鞘的长度B.琼脂块中的生长素能促进胚芽鞘生长,原因是生长素促进了细胞生长C.如果胚芽鞘的长度关系为ca=b=d,说明单侧光使生长素发生了分解D.如果胚芽鞘的长度关系为ca=bd,说明单侧光使生长素发生了转移探究点一探究点二探究点三探究点四解析:该实验的自变量是有单侧光和黑暗,因变量是四组胚芽鞘的长度,A项错;生长素能促进细胞的纵向伸长,故能促进植物生长,B项正确;若单侧光使生长素分解,则C琼脂块中生长素含量最少,其他三组琼脂块中生长素含量相等,c胚芽鞘长度最短,其他三组胚芽鞘等长,C项正确;若单侧光使生长素发生了转移,则D琼脂块中生长素含量多于C琼脂块中的,而A、B琼脂块中相同,d胚芽鞘最长,c胚芽鞘最短,a、b胚芽鞘长度相同,D项正确。答案:A探究点一探究点二探究点三探究点四方法技巧形态学上端与下端的辨别方法①地上部分:层次高的枝条相对下面枝条为形态学的上端;以树干中轴为基准,同一枝条距中轴远的一端一般是形态学的上端。②地下部分:以地面为基准,距地面深的一端为形态学的上端;以主根中轴为基准,同一侧根距中轴远的一端一般是形态学的上端。③生长素的极性运输是由内因——植物的遗传特性决定的;而横向运输则是由外因——单侧光、重力影响引起的。④光照、重力等只影响生长素的横向运输与分布,与生长素的极性运输无关。探究点一探究点二探究点三探究点四生长素生理作用的两重性●问题导引●探究点一探究点二探究点三探究点四甲图:燕麦生长素浓度与不同部位作用的关系。乙图:一株横放的燕麦,培养一段时间后的生长状况。甲、乙图示都能说明植物生长素有两重性吗?提示:甲图中横轴以下是抑制,横轴以上是促进。乙图中a侧生长素浓度高,抑制生长,b侧生长素浓度较低,促进生长,所以甲、乙图示都说明了植物生长素具有两重性。探究点一探究点二探究点三探究点四●名师精讲●1.生长素的生理作用(1)生理作用。促进细胞生长,调节细胞代谢。(2)作用机理。促进细胞纵向伸长。探究点一探究点二探究点三探究点四2.两重性的含义指低浓度生长素促进生长,高浓度则抑制生长。这里的“低浓度”与“高浓度”是相对的,具体数值随植物种类及器官的不同而不同。浓度:低浓度促进生长;高浓度抑制生长细胞成熟情况:幼嫩细胞敏感;衰老细胞迟钝不同的器官:对生长素的敏感程度不同不同植物:双子叶植物比单子叶植物敏感探究点一探究点二探究点三探究点四3.两重性的曲线分析探究点一探究点二探究点三探究点四(1)图1表示不同浓度生长素的生理作用不同,表现为两重性:①A点——既不促进也不抑制生长。②AC段(不含A点)——随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐增强。③C点——促进生长的最适浓度,促进效果最好。④CE段(不含E点)——仍为“促进”浓度,只是随生长素浓度升高,对生长的促进作用逐渐减弱。⑤E点——所对应的生长素浓度为促进生长的浓度“阈值”,低于此值时均为促进生长的“低浓度”,超过此值时,将由“促进”转向“抑制”,从而进入抑制生长的“高浓度”。处于此值时,对植物生长的效应与A点相同,既不促进生长,也不抑制生长。⑥B、D两点——生长素浓度虽然不同,但促进效果相同。探究点一探究点二探究点三探究点四(2)图2表示不同器官对生长素的敏感程度不同,依次为根芽茎。(3)图3表示不同植物对生长素的敏感程度不同,双子叶植物比单子叶植物敏感。(4)两重性的曲线分析技巧。解答此类曲线要明确以下两个关键点:①明确“高浓度”和“低浓度”的阈值,“高浓度”应为大于图1中E点或图2中A'、B'、C'的浓度,“低浓度”应为小于图1中E点或图2中A'、B'、C'点的浓度。②生长素的生理作用具有两重性,因此存在两种不同浓度的生长素促进效果相同的现象。最适浓度则在此两种浓度之间。探究点一探究点二探究点三探究点四4.两重性实例的分析(1)根向地性:如图甲,把一株植物的幼苗横放,在根部由于受重力影响,B侧生长素浓度大于A侧,而根对生长素的敏感程度高,所以出现低浓度促进生长而高浓度抑制生长的现象。甲乙探究点一探究点二探究点三探究点四(2)顶端优势:如图乙,A产生生长素,通过极性运输在B处积累,进而出现顶芽处生长素浓度适于生长而侧芽处生长素浓度过高抑制生长的现象。自然情况下,越向下,抑制程度越小。特别提醒茎的向光性和背地性只体现了生长素促进植物生长的作用,不能体现两重性。探究点一探究点二探究点三探究点四5.除草剂灭草的原理图中a、b曲线分别代表不同浓度生长素类似物对双子叶植物和单子叶植物生长的影响,所以利用c点浓度的生长素可以除去单子叶植物农作物间的双子叶植物杂草。如在麦田间喷洒一定浓度的2,4D溶液,可杀灭麦田杂草荠菜、麦蒿等。探究点一探究点二探究点三探究点四【例题3】下图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响,由此图不能得出的信息是()探究点一探究点二探究点三探究点四A.生长素对三种器官的作用具有两重性,低浓度促进生长,高浓度(例如×10-8对根)抑制生长B.A、B、C三点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度C.D点对应的生长素浓度对茎和芽的作用效果是相同的D.幼嫩的细胞对生长素反应敏感,成熟的细胞对生长素反应不太敏感解析:图示三种器官随生长素浓度变化的生长状况,横轴以上表示促进生长,以下表示抑制生长。A、B、C三点分别表示三种器官生长最快的生长素浓度,D点表示此浓度对芽和茎的促进效果是一致的。而图中不能读出幼嫩与成熟器官对生长素敏感度的差别。答案:D探究点一探究点二探究点三探究点四生长素生理作用在实践中的应用●问题导引●四种葡萄枝条,扦插后最易成活的是哪种?提示:C。生长素能促进扦插的枝条生根,而生长素主要由顶端分生组织产生,C、D含幼芽多,产生生长素最多,极性运输到基部后促进生根,但D蒸腾作用强,易失水,不利于成活。探究点一探究点二探究点三探究点四●名师精讲●1.生长素的作用原理——促进细胞的生长低浓度的生长素对植物生长的促进作用是通过促进细胞体积的增大实现的,特别是促进细胞的伸长,对细胞的分裂没有影响。2.促进扦插枝条生根(1)选材:保留有芽和幼叶的插条比较容易成活。(2)处理部位:插条的形态学下端。(3)注意事项。①扦插时常去掉成熟叶片,原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用,保持植物体内的水分平衡。②处理时上下不能颠倒,否则扦插枝条不能成活。探究点一探究点二探究点三探究点四3.培育无子果实(番茄等)(1)原理:生长素能促进果实发育。(2)过程:在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液,子房正常发育为果实,因为没有受精,所以果实内没有种子