生物选择性必修1 稳态与调节第一节 生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索课文ppt课件

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一、向光性的研究导致生长素的发现1.向光性在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。2.发现过程
二、生长素促进植物生长1.生长素的功能(1)从细胞水平看:生长素的主要生理功能是促进细胞伸长,还可以影响细胞的分裂和分化。(2)从器官水平看:生长素不仅能促进茎伸长,促进地上部分的向上生长,还能促进不定根和侧根的形成,促进叶片的生长和维管束的分化,促进果实生长,促进种子发芽,防止落叶落花落果等。2.生长素主要合成部位:顶芽、幼叶和胚。
3.运输方式(1)同其他激素和营养物质一样,通过韧皮部和本质部运输,韧皮部运输属于自由扩散,本质部运输的动力来自蒸腾作用。(2)极性运输:在胚芽鞘、幼茎和幼根的薄壁细胞中,生长素只能从植物体的形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向运输。4.分布生长素大多集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩的种子等。
预习反馈判断正误。(1)波森·詹森实验证明苗尖端产生的向下传递的信号可以透过明胶块传递给下部。( √ )(2)幼苗的感光部位在尖端,但单侧光照射时的弯曲部位在尖端下部。( √ )(3)温特的实验中生长素从苗尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输。( × )(4)生长素的化学本质是蛋白质。( × )
(5)植物激素是由特定的器官或细胞产生的,由产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育起调节作用的微量有机物。( × )(6)生长素在根部的极性运输方向为由根尖端运往根的近茎端。( √ )(7)燕麦幼苗中生长素的极性运输与光照方向无关。( √ )(8)幼芽、幼叶和种子都能产生较多的生长素。( × )(9)生长素在幼苗中的极性运输,只能单向进行。( √ )(10)在生长旺盛的部位,生长素分布相对集中。( √ )
【微思考】 生长素极性运输时的跨膜运输方式是什么?提示 主动转运。
三、生长素调节植物生长时表现出两重性1.作用曲线(1)写出三条曲线分别代表的器官。A根;B芽;C茎。(2)写出三条曲线中适宜其生长的最适生长素浓度。A10-10 ml/L左右;B10-8 ml/L左右;C10-4 ml/L左右。 
2.实例:顶端优势现象(1)成因:顶芽产生的生长素向下运输,使得侧芽附近的生长素浓度较高,而侧芽对生长素浓度比较敏感,因此生长受到抑制,植株因而表现出顶端优势。(2)解除方法:去掉顶芽,使侧芽处的生长素浓度降低,于是侧芽萌动,加快生长。
预习反馈1.判断正误。(1)生长素的作用效果受植物的种类、器官种类和生长素浓度等因素影响。( √ )(2)生长素的两重性可简单地理解成“低浓度促进、高浓度抑制”。( × )(3)顶端优势可以体现出生长素具有两重性。( √ )
2.植物生长素对植物的新陈代谢、生长发育等生命活动起着重要的调节作用,其特点是(　　)A.只能抑制植物生长B.只能促进植物生长C.高浓度时促进生长,低浓度时抑制生长D.高浓度时抑制生长,低浓度时促进生长答案 D解析 生长素的生理作用表现为高浓度时抑制生长,低浓度时促进生长。
3.校园里种植的杉树,主干粗壮,生长旺盛,而侧枝很细弱,主要原因在于(　　)A.侧芽缺乏生长素B.侧芽产生的生长素过少C.侧芽产生的生长素过多D.侧芽积累的生长素过多答案 D解析 侧芽自身能产生适量的生长素,加上顶芽产生的生长素向下运输,使生长素大量积累在侧芽部位,使侧芽生长素浓度过高,从而抑制了侧芽的生长。
四、探究2,4-D对插枝生根的作用1.实验原理2,4-D是生产和实验中经常使用人工合成的生长素类似物,与生长素一样,能够促进植物的生长,且不同浓度的2,4-D对插枝生根的效果不同。2.目的要求(1)探究不同浓度的2,4-D对插枝生根的作用。(2)尝试自己设计实验,收集并处理实验数据,得出结论。3.材料用具生长旺盛、容易成活的枝条,2,4-D溶液,500 mL的烧杯3只,滴管,量筒,玻璃棒等。
5.实验结论2,4-D能够促进植物的生长;不同浓度的2,4-D对插枝生根的效果不同。总的来说,低浓度时起促进作用,高浓度时起抑制作用。
生长素相关实验的图解及分析
1.A组能得出什么结论?提示 说明苗尖端是感光部位。2.B组能得出什么结论?提示 说明植物向光性的产生需要单侧光照射。3.C组中④能向光弯曲生长说明了什么?提示 ④向光弯曲生长,说明生长素能透过琼脂块。4.D组中a、b、c琼脂块中的生长素浓度是什么关系?提示 a>b>c。
[归纳提升]植物向光性的原因分析
可见,植物向光性的内因是生长素分布不均匀,外因是单侧光照射。
[探究应用]1.生长素发现过程中的部分实验如图所示。下列有关叙述,错误的是(　　)
A.实验①②证明感受单侧光刺激的部位是苗尖端B.实验③若进行时间足够长,幼苗向右侧弯曲生长C.实验④表明琼脂片不影响尖端产生的化学物质向下运输D.实验⑤⑥证明弯曲的原因是尖端产生的刺激在其下部分布不均匀
答案 B解析 实验①②的自变量是遮光的部位,其中尖端未遮光则弯向光源生长,证明感受单侧光刺激的部位是苗尖端,A项正确;实验③没有尖端,即使进行时间足够长,幼苗也不会生长和弯曲,B项错误;实验④结果弯向光源生长,表明琼脂片不影响尖端产生的化学物质向下运输,C项正确;实验⑤⑥的自变量为苗尖端放置的位置,证明幼苗弯曲生长的原因是尖端产生的刺激在其下部分布不均匀,D项正确。
2.在植物生长素的发现过程中,科学家温特的实验证明了(　　)A.生长素的化学本质是吲哚乙酸B.苗尖端是感受光刺激的部位C.造成幼苗弯曲生长的确实是一种化学物质D.苗尖端能够向下面的伸长区传递某种“影响”,使幼苗出现向光性弯曲
答案 C解析 科学家郭葛从玉米油、根霉、麦芽等材料中分离纯化了生长素,并发现其化学本质是吲哚乙酸,A项错误;达尔文和他的儿子弗朗西斯的实验证明,苗尖端是感受光刺激的部位,B项错误;温特的实验证明,造成幼苗弯曲生长的确实是一种化学物质,C项正确;达尔文和他的儿子弗朗西斯提出苗尖端能够向下面的伸长区传递某种“影响”,使幼苗出现向光性弯曲,D项错误。
3.下图是达尔文和他的儿子弗朗西斯利用燕麦幼苗所做的实验,实验目的是探究(　　)A.幼苗产生生长素的部位B.幼苗向光弯曲是否与光照有关C.幼苗向光弯曲是否与尖端有关,感受光刺激的部位是否为尖端D.幼苗向光弯曲的原因是否为背光一侧生长素多于向光一侧
答案 C解析 实验①与实验②对照的目的是探究幼苗向光弯曲是否与尖端有关,实验③和实验④对照的目的是探究感受光刺激的部位是苗尖端还是尖端下部。
1.【实验探究】某同学欲通过实验得出“生长素的极性运输,只能从植物形态学上端(顶端)向形态学下端(基端)运输,而不能倒转过来运输”的结论,设计了如下实验。
(1)a与b两组的对照类型为哪一种(空白对照、相互对照、自身对照)?提示 相互对照。(2)若仅设计a组,有什么不足之处?提示 仅能证明生长素能从植物形态学上端运输到形态学下端,但不能证明倒转过来不能运输。(3)若b组形态学上端在上而把含生长素的琼脂块放在下面行吗?为什么?提示 不行。不能排除重力作用。
2.生长素除了能发生极性运输,还能发生横向运输,观察图示回答相关问题。
(1)A、B中属于极性运输和横向运输的过程分别是哪些?提示 属于极性运输的是②③④,属于横向运输的是①⑤⑥。(2)研究表明,顶芽的生长素浓度低于侧芽,但顶芽产生的生长素仍向侧芽运输,由此推断生长素跨膜运输方式是哪种?提示 主动转运。
特别提醒 植物形态学上端和形态学下端的区分方法形态学的上、下端不同于物理学的上、下端。对于植物而言,植物生长的方向即形态学上端,远离生长的方向即为形态学下端。
[探究应用]1.科学家做过如下实验:a.把不含生长素的两个琼脂小块放在燕麦幼苗下端;b.把含生长素的琼脂小块放在一段去掉尖端的燕麦幼苗形态学上端,把另外两个不含生长素的琼脂小块作为接受块放在形态学下端;c.把一段燕麦幼苗倒转过来,把形态学上端朝下,做同样的实验。三个实验都用单侧光照射。经过一段时间后,接受块①②③④⑤⑥的成分变化的叙述正确的是(　　)
A.①含生长素比②多,③含生长素比④多B.①含生长素比②少,⑤含生长素比⑥多C.在③④⑤⑥小块中,⑤含生长素最多D.③④中生长素含量之和比⑤⑥中多答案 D解析 苗尖端是感光部位,单侧光使背光侧生长素多于向光侧,①含生长素比②多。琼脂块不能感受光刺激,且生长素只能由形态学上端运输到形态学下端,不能倒转过来运输,因此③④小块中生长素含量相同,⑤⑥中不含生长素。
2.某同学取燕麦幼苗的AB段,设置如下图所示的四组实验。下列有关叙述错误的是(　　)
A.实验中运用了放射性同位素标记法B.①②两组实验可以说明生长素的极性运输C.设置③④组实验的目的是排除重力因素的影响D.③组的受体块中含有生长素,④组的受体块中不含生长素
答案 D解析 由图可知,实验中运用了放射性同位素14C标记、跟踪和检测IAA,A项正确;①②组实验的自变量是燕麦幼苗切段的方向,可以说明生长素的极性运输,B项正确;③④组实验的自变量是燕麦幼苗切段的方向,可以说明生长素的极性运输,将IAA供体块置于下方,可排除重力对实验结果的影响,C项正确;IAA在幼苗中极性运输,只能从A(形态学上端)向B(形态学下端)运输,故③组的受体块中没有生长素,④组的受体块中有生长素,D项错误。
3.为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米幼苗切段随机分成两组,实验组幼苗上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组幼苗上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组幼苗下端的琼脂块均不含IAA。两组幼苗在同样条件下,在黑暗环境中放置一段时间后,对照组幼苗无弯曲生长,实验组幼苗发生弯曲生长,如图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是(　　)A.幼苗b侧的IAA含量与b'侧的相等B.幼苗b侧与幼苗c侧的IAA含量不同C.幼苗b'侧细胞能运输IAA而c'侧细胞不能D.琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量
答案 D解析 由题意可知,琼脂块a不含IAA,故幼苗b侧和c侧都不含IAA,琼脂块a'含IAA,IAA向下运输到b'侧,故幼苗b'侧含有IAA,c'侧不含IAA,因此IAA的含量为b'侧>b侧=c侧=c'侧,A、B两项错误。幼苗细胞均能运输IAA,C项错误。IAA在幼苗中运输时会有部分被氧化分解,即琼脂块d'从a'中获得的IAA量小于a'的输出量,D项正确。
1.图甲表示的是不同器官对生长素的敏感程度,图乙表示的是同一器官在不同生长素浓度下的作用。请据图思考下列问题。
(1)根据图甲中的曲线分析三种器官对生长素敏感程度的高低。提示 根>芽>茎。(2)生长素的两重性为低浓度时促进生长,高浓度时抑制生长,这里的“高浓度”和“低浓度”的界限指的是图甲中哪几个点对应的生长素浓度?提示 对根、芽、茎而言,“高浓度”和“低浓度”的界限分别是A'、B'、C'对应的生长素浓度。(3)图甲中A→A'的含义是不是随着生长素浓度的增大,抑制作用逐渐增强?提示 不是,A→A'的含义是随着生长素浓度的增大,促进作用逐渐减弱。
(4)请根据乙图回答下列问题。①若曲线表示某植物幼苗,当幼苗出现向光生长时,测得其向光侧生长素浓度为m,那么幼苗背光侧的生长素浓度范围是多少?提示 大于m小于M。②若曲线表示某植物的茎,当植物水平放置,表现出茎的背地生长时,测得该茎的近地侧生长素浓度为M,则茎的远地侧生长素浓度范围是多少?提示 大于0小于m。③若曲线表示某植物的根,当植物水平放置,表现出根的向地性时,测得该根的远地侧生长素浓度为m,则近地侧浓度范围是多少?提示 大于i。
2.生长素作用曲线分析中的几个误区
误区1:以为在A→A'、B→B'或C→C'段,随着生长素浓度的增大,抑制作用逐渐增强。改正:　　　　　　　　　　　　 误区2:以为同一浓度的生长素对不同器官的促进作用一定不同。改正:　　　　　　 
误区3:以为不同浓度的生长素对同一器官的促进作用一定不同。改正:　　　　　　　　　　　　　 
误区1:提示 这一段生长素仍发挥促进作用,只是随着生长素浓度的增大,促进作用逐渐减弱。误区2:提示 两条曲线的交点对应的生长素浓度相同,促进作用效果也相同。误区3:提示 做一条与横坐标平行的直线,会与每条曲线有两个交点,这两个交点对应的生长素浓度不同,但对于同一器官的促进作用相同。
3.顶端优势原理分析
(1)图中1的顶芽和A、B、C三个侧芽相比,生长素浓度高低如何?为什么侧芽的生长受到抑制,对顶芽却有促进作用?提示 顶芽产生的生长素不断运输至侧芽处,所以A、B、C三处侧芽的生长素浓度高于顶芽,又因为芽对生长素较敏感,所以高浓度的生长素对侧芽有抑制作用,而对顶芽有促进作用。(2)用哪种处理方法才会出现图中2所示的侧芽发育成侧枝的现象?提示 去掉顶芽,侧芽处的生长素浓度逐渐降低,从而解除对侧芽生长的抑制,使侧芽发育成侧枝。(3)图中3的顶芽去掉后,在去掉顶芽处放有富含生长素的琼脂块,一段时间后A、B、C三个侧芽的生长状况如何?为什么?提示 三个侧芽的生长会受到抑制,因为琼脂块中的生长素会运输至三个侧芽处,使得侧芽处的生长素浓度升高。
[归纳提升]生长素的生理作用因其浓度、器官种类、植物细胞成熟情况及植物种类不同而有差异。(1)一般情况下,在低浓度时促进生长,在浓度过高时抑制生长。(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理功效可能不同。这是因为同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同,也说明不同器官正常生长发育所要求的生长素浓度不同。根、芽、茎对生长素的敏感程度为根>芽>茎。不同浓度的生长素作用于同一器官上,引起的生理功效可能相同。(3)一般来说,幼嫩细胞对生长素敏感,成熟细胞比较迟钝。
[探究应用]1.右图表示植物生长素对植物生长作用的效果,下列说法错误的是(　　)A.产生顶端优势的植株侧芽生长素浓度大于cB.A、B点对应浓度的生长素促进生长的效果基本相同C.A、H、B三点体现生长素的促进效应,C点表示既不促进也不抑制D.若幼苗向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度可能大于l
答案 D解析 顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽部位,使侧芽部位的生长素浓度过高而抑制生长,从而表现为顶端优势,因此产生顶端优势的植物侧芽生长素浓度大于c,起抑制作用,A项正确;虽然A、B点所对应的生长素浓度不同,但是促进作用相同,B项正确;H点是生长素的最适浓度,A、B两点促进效应相同,C点与横轴相交,表示既不促进也不抑制,C项正确;向光性实验中幼苗背光侧的生长素浓度大于向光侧,且背光侧生长速度大于向光侧,所以若幼苗向光侧生长素浓度为m,则其背光侧生长素浓度应大于m,同时小于l,以保证背光侧的生长效应强于向光侧,D项错误。
2.图中曲线c表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系,若将同样浓度的生长素施用于侧芽,能反映侧芽生长状况的曲线是(　　)A.aB.bC.cD.d答案 A解析 植物侧芽能产生生长素,且对生长素的反应比较敏感,曲线c表示某植物茎的生长反应与生长素浓度的关系,若将同浓度范围的生长素施予侧芽,则会使侧芽随浓度的逐渐升高其促进作用逐渐下降,直到抑制的程度,与图中曲线a相符。
3.生长素是人们发现和研究较早的植物激素,其主要作用是促进细胞生长。如图是某植物的地上部分。下列有关生长素调节的叙述,正确的是(　　)A.该植物的地上部分生长素不都是由①②③④所示结构合成B.①生长迅速而②生长受抑制是由于②对生长素的敏感性高于①
C.②生长受抑制而④生长较快,是由于①合成的生长素无法运输到④部位D.由于④结构能够生长,因此该植物的生长没有体现植物的顶端优势现象