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1、第第五五章章 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学习目标学习目标分析植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特点（生命观念、科学思维）0102概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用，尝试阐释植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观（生命观念、科学思维）问题探讨问题探讨图中是一株放在窗台上久不移动图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物的盆栽植物讨论：讨论：1.1.图中植物的生长方向有什么特点？图中植物的生长方向有什么特点？2.2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？植株对这种刺激的反应有什么适应意义？植物的形态
2、改变？植株对这种刺激的反应有什么适应意义？3.3.这种生长方向的改变，是发生在植物的幼嫩部分还是成熟这种生长方向的改变，是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分？部分？向着光源生长的植物向着光源生长的植物弯向光源生长。弯向光源生长。较长时间的单侧光刺激引起植株弯向光源生长。这样可以使植株获得更多较长时间的单侧光刺激引起植株弯向光源生长。这样可以使植株获得更多的阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的的阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。需要。植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。在在单单侧侧光光的的照照射射下下，植植物物朝朝
3、向向光光源源方方向向生生长长的的现现象象叫叫作作向向光光性性。许许多多人人可可能能对对这这种种现现象象熟熟视视无无睹睹，然然而而，正正是是对对向向光光性性的的研研究究，引引导导着着人人们们揭揭示示植植物物生生命命活动调节的奥秘。活动调节的奥秘。新课讲授新课讲授一、生长素发现过程一、生长素发现过程（一）（一）1919世纪末，世纪末，达尔文和他儿子达尔文和他儿子，设计了实，设计了实验来探讨植物向光性的原因。验来探讨植物向光性的原因。达尔文达尔文实验材料：实验材料：金丝雀虉（金丝雀虉（yy）草的胚芽鞘）草的胚芽鞘金丝雀虉草：金丝雀虉草：是是禾本科禾本科虉草属的一年虉草属的一年生丛生草本植物。生活周期
4、类似于春小生丛生草本植物。生活周期类似于春小麦，它是一种谷类作物。原产于地中海麦，它是一种谷类作物。原产于地中海地区，广泛分布于中东、欧洲，在阿根地区，广泛分布于中东、欧洲，在阿根廷、美国、加拿大等国的部分地区也有廷、美国、加拿大等国的部分地区也有分布，在我国为栽培或逸生。分布，在我国为栽培或逸生。胚芽鞘：胚芽鞘：为单子叶植物所特有为单子叶植物所特有，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物，是一个是一个鞘状结构鞘状结构。作用：作用：它能保护生长中的胚芽它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，胚芽鞘首。种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，先钻出地面，出土后还能进行光合作用出
5、土后还能进行光合作用。胚芽鞘胚芽鞘实验过程：实验过程：实验一：实验一：未切去胚芽鞘尖端未切去胚芽鞘尖端向光弯曲生长向光弯曲生长实验二：实验二：切去胚芽鞘尖端切去胚芽鞘尖端不生长不弯曲不生长不弯曲实验三：实验三：尖端用锡纸罩住尖端用锡纸罩住直立生长直立生长实验四：实验四：尖端下面一段用锡尖端下面一段用锡纸罩住纸罩住向光弯曲生长向光弯曲生长实验结论实验结论实验实验一一和实验和实验二二对照说明：对照说明：胚芽鞘的向光性与尖端有关胚芽鞘的向光性与尖端有关实验一实验一实验二实验二实验实验三、四三、四和实验一对照说明：和实验一对照说明：感光部位在尖端，而向光弯曲部位是胚芽鞘尖感光部位在尖端，而向光弯曲部位
6、是胚芽鞘尖端下面的一段。端下面的一段。实验三实验三实验四实验四结论：结论：胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响影响”，造成伸长背光面比向光面生长快造成伸长背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。（二）（二）19131913年，鲍森年，鲍森詹森的实验詹森的实验结论：结论：胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端产生的产生的“影响影响”可以透过琼脂片传递到下部可以透过琼脂片传递到下部（三）（三）19181918年，年，拜尔拜尔的实验的实验黑暗中黑暗中结论：结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为胚芽鞘的弯曲生长
7、，是因为尖端产生尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的。的影响在其下部分分布不均匀造成的。（四）（四）19261926年，年，温特温特的实验的实验实验组实验组把把切下的燕麦胚芽鞘尖切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上端放在琼脂块上，几小，几小时后，移去尖端，将琼时后，移去尖端，将琼脂切成小块。再脂切成小块。再将经处将经处理过的琼脂块放在切去理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果结果胚芽鞘会朝对侧弯胚芽鞘会朝对侧弯曲生长曲生长琼脂琼脂胚芽鞘尖端中的物质胚芽鞘尖端中的物质可转移到琼脂块中可转移到琼脂块中对照组对照组如果放上的是没有接触过如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼
8、脂块，胚胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲芽鞘则既不生长也不弯曲结论：结论：胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特温特认为这可能认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素命名为生长素。（五）（五）19341934年，年，科学家首先科学家首先从人尿中分离出从人尿中分离出与生长素作用相同与生长素作用相同的化学物质的化学物质吲哚乙酸（吲哚乙酸（IAAIAA）吲哚乙酸吲哚乙酸（六）（六）19461946年，年，科学家科学家从高等植物中分离出从高等植物中分离出IAAIAA（七）（七）
9、进一步研究发现，植物体内具有进一步研究发现，植物体内具有与与IAAIAA相同效应相同效应的物质还的物质还有有苯乙酸苯乙酸(PPA)(PPA)、吲哚丁酸吲哚丁酸(IBA)(IBA)等，它们等，它们都属于生长素都属于生长素。达达尔尔文文实实验验1.1.胚胚芽芽鞘鞘的的尖尖端端受受单单侧侧光光刺刺激激后后，向向下下面面的的伸伸长长区区传传递递了了某某种种“影影响响”2.2.造造成成伸伸长长区区背背光光面面比比向向光光面面生生长长快快，因因而而使使胚芽鞘出现向光性弯曲。胚芽鞘出现向光性弯曲。温温特特实实验验：胚胚芽芽鞘鞘的的弯弯曲曲生生长长确确实实是是由由一一种种化化学学物物质质引引起起的的，这这可可
10、能能是是一一种和动物激素类似的物质，并把它种和动物激素类似的物质，并把它命名为生长素命名为生长素。生生长长素素的的发发现现过过程程总总结结鲍鲍森森詹詹森森实实验验：胚胚芽芽鞘鞘尖尖端端产产生生的的影影响响可可以以透透过过琼琼脂脂块传递给下部。块传递给下部。拜拜尔尔实实验验：胚胚芽芽鞘鞘的的弯弯曲曲生生长长，是是因因为为尖尖端端产产生生的的影影响响在其下部分布不均匀造成的。在其下部分布不均匀造成的。先先后后从从尿尿液液和和高高等等植植物物中中分分离离出出与与生生长长素素作作用用相相同同的的化化学学物物质质吲吲哚哚乙酸乙酸(IAA)(IAA)进一步研究发现生长素还有进一步研究发现生长素还有苯乙酸苯
11、乙酸(PPA)(PPA)、吲哚丁酸、吲哚丁酸(IBA)(IBA)。注意说明注意说明（1 1）在实验中，）在实验中，琼脂块（片）实际上起物质传递的作用琼脂块（片）实际上起物质传递的作用，用，用来来判断胚芽鞘尖端是否有化学物质生成及其作用判断胚芽鞘尖端是否有化学物质生成及其作用。琼脂块（片）。琼脂块（片）不能感光不能感光，不会影响生长素的运输不会影响生长素的运输，而，而云母片、玻璃片等会阻云母片、玻璃片等会阻碍生长素的运输碍生长素的运输。（2 2）有光、无光不影响生长素的合成有光、无光不影响生长素的合成，两种情况下生长素的，两种情况下生长素的产生速度基本相同。产生速度基本相同。（1 1）概念概念:
12、由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对由植物体内产生，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植物的生长发育有显著影响的微量有机物微量有机物。植物激素植物激素（2 2）种类种类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。（3 3）功能功能：作为信息分子，：作为信息分子，几乎参与调节几乎参与调节植物生长、发育过程植物生长、发育过程中的中的所有生命活动所有生命活动。（4 4）三个主要特点三个主要特点：植物细胞内代谢产生（植物细胞内代谢产生（无专门分泌器官无专门分泌器官）；能从产生部位运输到作用部位（运输方式和速度因激素种
13、类、能从产生部位运输到作用部位（运输方式和速度因激素种类、植物种类和器官种类的不同而不同）；植物种类和器官种类的不同而不同）；微量、高效微量、高效的有机物的有机物思考思考讨论讨论植物激素与动物激素的异同植物激素与动物激素的异同1.植物激素与动物激素都称作植物激素与动物激素都称作“激素激素”，二者有哪些相似之处？，二者有哪些相似之处？2.植物体内没有分泌的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激植物体内没有分泌的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别？素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别？项目目植物激素植物激素动物激素物激素产生部
14、位生部位只在一定部位只在一定部位产生，没有生，没有专门的分泌器官的分泌器官有特定的分泌器官或分泌有特定的分泌器官或分泌细胞胞分布分布相相对集中于植物体的某些器集中于植物体的某些器官或官或组织中中均匀分布于均匀分布于动物体各物体各组织、器官、器官运运输生生长素的运素的运输方式有横向运方式有横向运输、极性运、极性运输和非极性运和非极性运输通通过体液运体液运输化学本化学本质 一般是小分子有机化合物一般是小分子有机化合物有机化合物，化学成分比有机化合物，化学成分比较复复杂，有蛋白有蛋白质类、多、多肽类、氨基酸衍、氨基酸衍生物生物类，固醇，固醇类等。等。作用部位作用部位 无明无明显靶器官靶器官靶器官、靶
15、靶器官、靶细胞胞项目目生生长素素生生长激素激素归类植物激素植物激素动物激素物激素本本质吲哚乙酸、苯乙酸、乙酸、苯乙酸、吲哚丁丁酸等酸等蛋白蛋白质产生生植物体内具有分生能力的植物体内具有分生能力的组织内分泌腺（垂体）内分泌腺（垂体）作用作用促促进生生长，促，促进果果实发育，育，促促进生根，防止落花落果等。生根，防止落花落果等。促促进生生长，主要是促，主要是促进蛋白蛋白质的的成和骨的生成和骨的生长二、生长素的合成、运输与分布二、生长素的合成、运输与分布一般是指吲哚乙酸（一般是指吲哚乙酸（IAA），此外还有苯乙酸（），此外还有苯乙酸（PPA）、吲哚丁）、吲哚丁酸（酸（IBA）等）等（1）产生产生：生
16、长素合成的主要部位是：生长素合成的主要部位是芽、幼嫩的叶和发育中的芽、幼嫩的叶和发育中的种子种子。在这些部位，。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素色氨酸经过一系列反应可转变成生长素生长素的化学成分生长素的化学成分生长素的合成和分布生长素的合成和分布（2）分布分布：生长素在植物体各器官中都有分布，但：生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地相对集中地分布在生长旺盛的部位分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。生长素在趋向衰老的组织和成层、发育中的种子和果实等处。生长素在趋向衰老的组织和器官中含量较少。器官中含量较少。总体来说，生长素的分布是：总体来说，生长素的分布是：产生部位积累部位产生部位积累部位：如顶芽侧芽；分生区伸长区如顶芽侧芽；分生区伸长区生长旺盛部位衰老组织生长旺盛部位衰老组织：如生长点老根：如生长点老根（1）生长素的）生长素的极性运输极性运输在在胚胚芽芽鞘鞘、芽芽、幼幼叶叶和和幼幼根根中中，生生长长素素只只能能从从形形态态学学上上端端运运输输到到形形态态学学下下端端，而而不不能能反反
