高中生物必修三第三章 第1节　植物生长素的发现.ppt

第3章 植物的激素调节 第1节 植物生长素的发现 教师参考 新课导入 导入1:请同学们思考:①通过前面两章内容的学习,你认为人和动物生命 活动的调节有哪些方式?②动物的激素调节具有什么特点? 与高等动物相比,植物的形态结构要简单得多。它们没有神经系统,也没 有血液循环。那么,植物体能不能对自身的生命活动进行调节呢?请同学 们思考: (1)久放窗台的植物为什么向着窗外生长? (2)植物是如何感知光的存在的呢?也就是说在这个过程中植物体是怎样 进行调节的?下面我们来看一下科学家是如何抽丝剥茧解决这些问 题的。 导入2:古人有诗:“满园春色关不住,一枝红杏出墙来。”推测植物的 这种特性与环境因素光照有关。这说明人们很早就发现了植物有朝向 光源生长的特性,经过人们长期的探索与研究,发现植物的这种特性与 生长素有关。人们是怎样发现生长素的呢?生长素在植物体内是怎样产 生、运输和分布的呢? [学习目标] 1.概述植物生长素的发现过程;2.体验发现生长素的过程和 方法;3.评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严密性。 知识点一 生长素的发现过程 教材导读 阅读教材第46～47页,完成下列填空: 1.达尔文的实验 (1)观察现象:植物的向光性,即在 的照射下,金丝雀 草的胚 芽鞘朝向 方向生长。 (2)提出问题:植物向光性的原因是什么? 单侧光 光源 (3)进行实验 实验a 不做处理 现象:胚芽鞘 . 实验b 处理: , 现象:胚芽鞘 . 向光弯曲生长 去掉尖端 不生长不弯曲 实验c 处理:锡箔罩上尖端 现象:胚芽鞘 . 实验d 处理:锡箔罩上 . 现象:胚芽鞘 . 直立生长 尖端下的一段 向光弯曲生长 (4)分析实验得出结论 ①实验a与b的单一变量是 ,结论是胚芽鞘的向光性与 有关。 ②实验c与d的单一变量是 ,结论是感受光刺激的部位 在 ,而向光弯曲生长的部位在 。 ③综合分析,胚芽鞘的尖端受单侧光照射刺激后,就向下面的伸长区 ,造成背光面比向光面生长 ,因而使胚芽 鞘出现向光性弯曲。 [思考与讨论] (1)为什么要分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段呢? 提示:分别遮盖胚芽鞘尖端和它下面一段,是采用排除法,观察某一部分不 受单侧光刺激时胚芽鞘的反应,从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。 有无尖端 尖端 锡箔遮盖的位置 尖端 尖端下部 传递某种“影响” 快 (2)胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?感受单侧光刺激的又是哪一部分?你怎 么解释这一结果? 提示:胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段,感受光刺激的是尖端。这说 明,是胚芽鞘尖端接受单侧光照射后,产生某种“影响”传递到下面,引起 下面一段弯曲生长。 2.1910年鲍森·詹森的实验 (1)提出问题:胚芽鞘尖端产生的 。“影响”是什么? (2)进行实验 处理:去掉胚芽鞘尖端 现象:胚芽鞘 . 处理:在胚芽鞘尖端下面插入琼脂 片 现象:胚芽鞘 . 不生长不弯曲 向光弯曲生长 (3)实验结论:胚芽鞘尖端产生的影响可以 。 3.1914年拜尔的实验 (1)提出问题:尖端产生的影响能传到下部,那么它为什么能使伸长区两侧 生长不均匀呢? 透过琼脂片传递给下部 ③操作及现象 ②条件:黑暗中。 (3)实验结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为 . 。 [思考与讨论] 为何在黑暗条件下实验?尖端放置的位置与后来弯曲的方 向有什么关系? 提示:在黑暗条件下实验是为了排除单侧光对实验结果的影响;尖端放置 的位置与胚芽鞘弯曲的方向相反。 4.1928年温特的实验 (1)提出问题:胚芽鞘尖端产生的“影响”是一种化学物质吗? 尖端产生的“影响”在其下 部分布不均匀造成的 ②操作及现象 [想一想] 遵照科学探究的思想,温特实验缺少对照组实验设计,请给温 特实验设计对照组实验,并预测实验结果。 提示:实验组处理:把接触过尖端的琼脂块放于切去尖端的胚芽鞘一侧。 现象:胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。 对照组处理:把未接触过顶端的琼脂块放于切去尖端的胚芽鞘一侧。 现象:胚芽鞘不生长不弯曲。 (3)实验结论:胚芽鞘尖端能产生一种化学物质,会造成胚芽鞘弯曲生长。 5.1931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—— 。直到1946年人们才从高等植物中分离出生长素,并 确认它就是IAA。进一步研究发现,植物体内具有生长素效应的物质,除 IAA外,还有 等。 [思考与讨论] 以上实验探究过程,均缺少科学探究的一个重要步骤—— 提出假设,请你分别给达尔文、鲍森·詹森、拜尔和温特的探究实验提出 一个合理的假设。 提示:①达尔文:胚芽鞘的向光性生长与尖端有关,且尖端是感受光刺激的 部位。 吲哚乙酸(IAA) 苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA) ②鲍森·詹森:胚芽鞘尖端产生的“影响”能透过琼脂片传递给下部。 ③拜尔:胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的“影响”在其下部分布不均造 成的。 ④胚芽鞘产生的“影响”是一种化学物质。 要点 生长素的发现过程 如图所示是生长素发现过程示意图,请据图回答: 要点探究 (1)综合图1和图2可以证明胚芽鞘具有 。 (2)综合图2和图3可以证明与生长和弯曲有关的部位是 。 (3)综合图4和图5可以证明感受光刺激的部位是 ,而仔细观察可 以发现发生弯曲的部位是尖端 。 (4)综合图6和图7可以证明 能够产生某种 的物质并 且向下部运输。 (5)经科学家努力,从植物组织中分离出了生长素并鉴定出它的化学本质 是 。 向光弯曲生长现象 胚芽鞘尖端 尖端 下部 尖端 促进生长 吲哚乙酸 [归纳总结] 实验变量的控制 (1)实验设计中遵循对照原则及单一变量原则:图1和图2的单一变量为是 否有单侧光照射;图2与图3的单一变量为是否有胚芽鞘尖端;图2和图4的 单一变量为尖端是否有光照射;图4和图5的单一变量为遮光部位在尖端还 是尖端以下;图6和图7的单一变量是琼脂块是否放过胚芽鞘尖端。 (2)合成生长素、能感光的部位在尖端;生长素的合成与光无关;生长及弯 曲的部位在尖端以下。 知识点二 植物向光生长的原因与植物激素 教材导读 阅读教材第48页,完成下列填空: 1.植物向光生长的原因 植物的向光性是由于 造成的:单侧光使胚芽鞘背 光一侧的 向光一侧,因而引起两侧的生长不均 匀,从而造成植物胚芽鞘向光弯曲生长。 [想一想] 在居室内养花,花盆往往要放在窗户附近有阳光处。有人建议 应该每星期将花盆旋转1/4周,这个建议有什么科学道理? 提示:可以使植物接受比较均匀的阳光照射,以避免因植物的向光性生长 而引起植物弯曲。 生长素分布不均匀 生长素含量多于 2.植物激素 由 产生,能从产生部位 , 对 有显著影响的 ,称作植物激素。 [想一想] 植物激素与动物激素有哪些异同? 提示:植物激素与动物激素都称作“激素”,二者有相似之处。植物体内 没有分泌激素的腺体,这说明植物激素至少在合成部位上与动物激素有明 显不同,可联系第2章第2节,进一步比较二者之间在运输途径和功能上的 异同。 植物体内 运送到作用部位 植物的生长发育 微量有机物 要点1 植物向光性的原因分析 结合如图分析植物向光弯曲生长的原因 要点探究 (1)从分子水平上看(图甲),尖端产生的生长素在单侧光的影响下,产生 了由①→②的 运输;同时生长素又存在 运输,所以出现 了②→③和①→④,从而使③处生长素浓度 (填“大于”“等 于”或“小于”)④处。 (2)从细胞水平上看(图乙),向光一侧生长素浓度 ,细胞生长慢,而背 光一侧生长素浓度 ,细胞生长 ,体积大,所以出现了向光性生长。 (3)以上分析说明植物向光性的外因和内因分别是什么? 横向 极性 大于 低 高 提示:外因是单侧光照射,内因是生长素分布不均匀。 快 [归纳总结] 植物向光性的解释 要点2 分析植物弯曲生长的现象 如图为用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验,根据所学知识判断: (1)图中直立生长的是 。 (2)图中弯曲生长的是 。 (3)向光弯曲生长的是 。 (4)图中不生长的是 。 ①④ ②⑤ ② ③ [方法技巧] 植物生长和弯曲的判断方法 (1)根据尖端以下的部分能否获得生长素判断:若能,则生长;若不能,则 既不生长也不弯曲。 (2)根据尖端以下部分生长素的分布是否均匀判断:若均匀,则直立生长 ;若不均匀,则弯曲生长。 知识点三 生长素的产生、运输和分布 教材导读 阅读教材第48～49页,完成下列填空: 1.生长素的产生 (1)主要合成部位: 和发育中的种子。 (2)合成原料: 。 2.生长素的运输 (1)极性运输:生长素只能从 向 运输。运 输方式:主动运输。 (2)非极性运输:在 中,生长素可通过 进行非 极性运输。 幼嫩的芽、叶 色氨酸 形态学上端 形态学下端 成熟组织 韧皮部 3.生长素的分布:生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中地分布 在 的部分,如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、 、 等。 生长旺盛 形成层 发育中的种子和果实 要点 生长素极性运输的验证 如图是对燕麦胚芽鞘的有关研究,请你仔细分析图示的实验过程和实验 结果。(注:带阴影的琼脂块含生长素,空白的琼脂块不含生长素) 要点探究 (1)实验结果是 。 (2)实验结论 (填“可以”或“不可以”)说明下端琼脂块上的生 长素来自上端的琼脂块; (填“可以”或“不可以”)说明生长 素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。 (3)为了使实验设计更为严密,应该对实验方案如何改进? 在胚芽鞘形态学下端的原空白琼脂块逐渐有了生长素 可以 不可以 [归纳总结] (1)形态学上端与形态学下端的判断 (2)评价实验设计和结论 科学结论都是依据一定的证据得出的,实验结果是非常重要的证据。实验 的设计、从实验结果推导出结论,逻辑要非常严密才能有说服力。 核心知识小结 [要点整合] [关键语句] 1.生长素的发现使人们认识到,植物的向光性是由于生长 素分布不均匀造成的。 2.由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物 的生长发育有显著影响的微量有机物,称作植物激素。 3.生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的 种子。 4.在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素只能从形态学上 端运输到形态学下端,即极性运输。极性运输是细胞的主 动运输。在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极 性运输。 随堂检测·基础达标 1.在生长素的发现过程中,下列说法与科学事实不相符的是(   ) A.达尔文证明了胚芽鞘向光性弯曲的原因是生长素分布不均匀 B.鲍森·詹森实验的结论是胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递 给下部 C.拜尔实验需在黑暗条件下进行 D.温特实验证明引起胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质 解析:达尔文实验提出,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。 A 2.下列有关生长素的叙述错误的是(   ) A.生长素主要在幼嫩的芽、嫩叶和发育着的种子中产生 B.成熟的叶片和根尖成熟区产生的生长素很少 C.在成熟的植物组织中,生长素可以进行非极性运输 D.生长素只分布在植物生长旺盛的部位 D 解 析:生长素在各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的 部位。 3.下列哪种状况下,胚芽鞘将既不生长也不弯曲(   )A 解析:胚芽鞘产生生长素的部位是胚芽鞘尖端,没有尖端不能产生生长 素,所以图A胚芽鞘不生长、不弯曲;感受单侧光刺激部位是胚芽鞘尖 端,尖端遮光,生长素分布均匀,图B胚芽鞘直立生长;感受单侧光刺激 的部位是胚芽鞘尖端,尖端受到单侧光的刺激,生长素分布不均匀,向 光侧少,背光侧多,图C表现为向光弯曲生长;尖端产生的生长素可以通 过琼脂块向下运输,图D在单侧光的照射下胚芽鞘向光源弯曲生长。 4.为验证生长素的极性运输,某同学进行了如图所示实验,其实验结果应 为(   ) A.胚芽鞘向右弯曲生长 B.胚芽鞘向左弯曲生长 C.胚芽鞘直立生长 D.胚芽鞘不生长 D 解析:据图分析可知,M为形态学上端,N为形态学下端,且生长素只能从 形态学上端向形态学下端运输,不能倒过来运输,因此,右侧的胚芽鞘 尖端产生的生长素不能从N端向M端运输,因此胚芽鞘不能生长。 5.在如图所示的实验中,对燕麦胚芽鞘做如图所示处理(都在外侧给予单 侧光照射): ①在暗盒里 ②在胚芽鞘尖端的下部用锡箔遮住 ③在尖端横向插入云母片 ④在尖端横向插入琼脂片 ⑤切去胚芽鞘尖端 ⑥切去胚芽鞘尖端,但在切口上放一含有一定浓度生长素的琼脂小块 ⑦切去尖端,在切口上放一含有一定浓度的生长素的琼脂小块,放在暗盒里 ⑧切去胚芽鞘尖端,放在暗盒里。 据图请回答下列问题: (1)直立生长的有    。  (2)弯向光源生长的有    。  (3)不生长不弯曲的有    。  (4)向光弯曲生长的原因是   。 解析:由于①放在暗盒里,没有光照,所以燕麦胚芽鞘直立生长;②在胚芽鞘尖端的 下部用锡箔遮住,而尖端部位感受单侧光的刺激,所以在单侧光照射下能弯向光源 生长;③在尖端横向插入云母片,阻碍了生长素的运输,所以燕麦胚芽鞘不能生长 ;④在尖端横向插入琼脂片,琼脂片不阻碍生长素的运输,所以在单侧光照射下能弯 向光源生长;⑤切去胚芽鞘的尖端,不能合成生长素,所以燕麦胚芽鞘不能生长;⑥ 切去胚芽鞘尖端,但在切口上放一含有一定浓度生长素的琼脂小块,琼脂小块中的 生长素能扩散到切去尖端的胚芽鞘中,但由于没有尖端,不能感受单侧光的刺激,所 以燕麦胚芽鞘直立生长;⑦切去尖端,在切口上放一含有一定浓度的生长素的琼脂 小块并置于暗盒里,琼脂小块中的生长素能扩散到切去尖端的胚芽鞘中,所以燕麦 胚芽鞘直立生长;⑧切去胚芽鞘尖端,放在暗盒里,由于不能合成生长素,所以燕麦 胚芽鞘不能生长。 根据以上分析可知,能直立生长的有①⑥⑦;弯向光源生长的有②④;不生长、不弯 曲的有③⑤⑧。由于单侧光使生长素在背光一侧分布多,促进作用增大,结果茎朝 向生长慢的一侧弯曲,即朝向光源一侧弯曲,而表现出向光弯曲生长的现象。 答案:(1)①⑥⑦ (2)②④ (3)③⑤⑧ (4)单侧光引起生长素分布不均,使向光的一侧生长素分布少,背光的 一侧生长素分布多,导致向光一侧生长慢,背光一侧生长快,因而向光 弯曲生长 点击进入 课时作业