第一节 植物生长素的发现

4.下图中左侧是对燕麦胚芽鞘所作的处理,那么一段时间后,右侧 ①②③在图示位置时,其生长情况依次是( )。
A.向右弯曲 向右弯曲 向右弯曲 B.向右弯曲 向左弯曲 向左弯曲 C.向左弯曲 直立生长 向右弯曲 D.向右弯曲 直立生长 向左弯曲 解析:根据题中左图可知,琼脂块 A 中的生长素含量多于琼脂块 B, 所以胚芽鞘①向右弯曲生长。 ②的旋转和③的单侧光均对切去尖端 的胚芽鞘生长无影响,影响胚芽鞘生长的主要因素是 A、 B 琼脂块的 生长素含量,所以琼脂块②③均向左弯曲生长。 答案:B
达尔文的假设：单侧光照射使胚芽鞘尖端产 生了刺激,传递到伸长区,导致出现背光面比向 光面生长快，因而出现向光性生长
詹森的实验（1910）
关键的思路:将尖 端与尖端下部隔 开,看看下部还是 否继续弯曲生长
胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部
向光性的研究结束了吗?你觉得还有问题需 要继续探究吗?
A.根水平生长,茎向上弯曲 B.根水平生长,茎向下弯曲 C.根向下弯曲,茎向上弯曲 D.根向下弯曲,茎向下弯曲
解析:由于整个暗室装置按图示方向匀速旋转,则在重力作用下 生长素在根部和茎部的分布是均匀的,根不会弯曲生长。 光源随暗室 同步旋转,光由通光孔进入,茎受单侧光照射,使向光侧生长素移向背 光侧,引起背光侧生长素浓度高,生长快,向光弯曲,即停止于起始位 置后茎向下弯曲。 答案:B
大家一起来分析
①
达尔文的实验
6面旁栏思考题处！）
1. 为什么要分别遮盖胚芽鞘尖端和其下面的一段？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
样解释这一结果？ 提示：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，从而确定是胚芽鞘的哪一部分在起作用。 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，是胚芽鞘顶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。
形态学上端 形态学下端
形态学下端
形态学上端
3、相对集中分布在生长旺盛的部位。
:解释植物向光性的形成原因
• 单侧光的照射导致生长素分布不均所造成的 —横向运输
提醒： ①单侧光只影响生长素的分布，不影响生长素的 合成。琼脂块无感光作用 ②单侧光刺激时,生长素在尖端既进行横向运输， 又进行极性运输
横向运输
即时检测 1.在燕麦胚芽鞘的尖端套上一个不透光的锡箔小帽,然后在暗室中 从左侧照光,胚芽鞘将( )。 A.向左侧弯曲 B.不弯曲 C.向右侧弯曲 D.无规律弯曲 解析:胚芽鞘感受光刺激的部位是尖端,向光弯曲的部位是尖端下面 的一段。由于尖端被套上不透光的锡箔小帽,从而尖端不能感光,也 就不能使生长素在尖端下部分布不均,故不弯曲。 答案:B
抑 制 生 长 物 质 少
抑 制 生 长 物 质 多
长 得 快
长 得 慢
目前，有关植物向光性原因的探究还在继续。 胚芽鞘弯曲生长 科学往往就在类似这样的争议中不断发展。
课堂反馈
1 ．判断下列胚芽鞘的生长或弯曲方向
代表含生长素的琼脂块， 代表云母片（不透水）
A
直立 生长
B
不弯曲 不生长
C
直立 生长
D
1.胚芽鞘在不同处理条件下生长情况的判断方法 (1)判断有无生长素的产生 ①若有胚芽鞘尖端,则有生长素产生; ②若切去胚芽鞘尖端,则无生长素产生。 (2)判断尖端的生长素能否运输到尖端以下部位。 (3)判断生长素在胚芽鞘两侧分布是否均匀。 2.生长素的运输方式及影响因素 (1)横向运输 ①发生部位:尖端
①直立生长;②向左弯曲生长;③④:a=b+c,b>c(a、b、c 代表 琼脂块中生长素含量);⑤向右弯曲生长
①直立生长 ②向光弯曲生长
胚芽向中央弯曲生长
续表
实验 幼苗 横置 类 失重 类
处理方法
生长素浓度: a<b,c<d 幼苗移到太空后,其向光性仍保留,但失去了根的向重力 性和茎的负向重力性
将一玉米幼苗固定在支架上,支架固定在温、 湿度适宜且底部有 一透光孔的暗室内,从下图所示状态开始,光源随暗室同步缓慢匀速 旋转,几天后停止于起始位置。此时,幼苗的生长情况是( )。
2.植物向光性的形成,是由于单侧光使( )。 A.茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发生改变 B.生长素在茎尖向光侧比背光侧的含量高 C.生长素在茎尖背光侧比向光侧的含量高 D.茎尖感光部位的感光能力发生改变 解析:单侧光照射后,茎尖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。 答案:C
5.用云母片插入燕麦胚芽鞘尖端的不同部分(如下图所示),并都给予 单侧光照射。一段时间后,弯向光源生长的有( )。
A.②④⑥ B.①④⑥ C.②④⑦ D.③⑤⑥ 解析:①尖端的生长素不能运到下面一段而不能生长;②下面一段的 左侧没有生长素运下来,右侧却有生长素运下来,因此右侧生长快而 向左弯曲;③则左侧有生长素运下来而向右弯曲;④的尖端会感受光 刺激,把生长素运向背光一侧而向左弯曲;⑤的尖端被云母片相隔,生 长素不能运向背光侧,两侧生长素含量相等而直立生长;⑥和④类 似;⑦和⑤类似。 答案:A
3.在方形暗箱内放一盆幼苗,暗箱的一侧开一小窗,固定光源可从窗 口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转,保持每 15 min 匀速转一周 的速度。则一周后幼苗生长状况为图中的( )。
解析:本题实际上是每隔 15 分钟幼苗接受到一次来自暗箱小窗的单 侧光照射,其他时间均无光照射,因此,对于幼苗来说,受到的依然是 单侧光照射,只不过每次间隔的时间较长而已,因此它会一直弯向小 窗生长。 答案:B
向光 一侧向 从胚芽鞘尖端_____ 背光 _____一侧运输
光
上端 向 运输特点： 极性运输 从植物体形态学______ 下端 形态学 ____运输 （主动运输）
非极性运输 成熟组织中
形态学上端
形态学下端
形态学下端
形态学上端
a 形态学上端
b 形态学下端
C 形态学下端
d 形态学上端
胚芽鞘向光性的另一种可能解释（阅读课本P48 ）
生长素是吲哚乙酸（1934 ）
吲哚乙酸（IAA）
具有生长素效应的还有：
苯乙酸（PAA）
吲哚丁酸（IBA）
什么叫植物激素
概念
由植物体内产生，能从产生 部位运送到作用部位，对植 物生长发育有显著影响的微 量物质。
生长素的产生、运输和分布
1、主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的 种子。 2、只能从形态学上端运输到下端。（极性运 输----主动运输）
A.c 组尖端能合成生长素,d 组尖端不能 B.a'组尖端能合成生长素,b'组尖端不能 C.c 组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,d 组尖端的生长素不 能 D.a'组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输,b'组尖端的生长素不 能 解析:胚芽鞘尖端产生的生长素只能由形态学的上端向形态学 的下端运输,不能反向运输,所以 b'组尖端的生长素无法向下运输。 答案:D
胚芽鞘尖端和尖端下段伸长区的作用 （1）尖端的三个作用： ①感受光刺激的部位； ②产生生长素的部位； ③生长素横向运输的部位。 （2）尖端下段伸长区的两个作用：
①生长素作用的部位；
②胚芽鞘生长和弯曲的部位。
温特从植物中 提取出了这 样的物质吗?
思维逆转:从 人尿中分离 得到具有生 长效应的化 学物质
聚焦四：评价实验设计和结论
(P49技能训练) 讨论:
1、不严密。缺乏对照实验。
2、结论2不严谨。没有实验证明生长素 不能从形态学下端运输到形态学上端。
根据所学知识判断,下列说法错误的是(
)。
A.图中能直立生长的是①④和⑥ B.若探究植物的向光性,可设置①③进行对照 C.若探究植物胚芽鞘的感光部位,应设置④⑥进行对照 D.图中弯曲生长的是③⑤ 解析:根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断,①直立生 长,②不生长、不弯曲,③向光弯曲生长,④直立生长,⑤向光弯曲生 长,⑥直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则,若探究植物的向 光性,可设置①③进行对照;若探究植物胚芽鞘的感光部位,应设置 ④⑤进行对照,④⑥不符合单一变量原则。 答案:C
取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为 a、b、c、d 四组。将 a、b 两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从 c、d 两组胚芽鞘的相应位置 分别切取等长的一段,并按图中所示分别接入 a、b 两组胚芽鞘被切 除的位置,得到 a'、b'两组胚芽鞘。然后用单侧光照射,发现 a'组胚芽 鞘向光弯曲生长,b'组胚芽鞘无弯曲生长,其原因是( )。
生长素分布不均匀引起植物向性运动的生态学意义 植物茎的向光性和背地性生长使植物的茎、 叶处于最适宜利用光能 的位置,有利于接受充足的阳光而进行光合作用;根的向地性生长使 根向土壤深处生长,这样既有利于植物的固定,又有利于植物从土壤 中吸收水和无机盐。 这是植物对外界环境的一种适应,是长期自然选 择的结果。
. 比较实验一和实验二:
胚芽鞘的生长和弯曲与胚芽鞘的尖端部位有关 • 比较实验一和实验三: 胚芽鞘的向光弯曲和尖端接受单侧光的照射有关 • 比较实验一.实验三和实验四,发现: • 胚芽鞘感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端而不是下部
实验结论:单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种 刺激,当这种刺激传递到下部的伸长时,会造成 背光侧比向光侧生长的快
进一步的证明了造成弯曲的刺激是一种化学物质，并命 名为生长素
得出结论---植物向光性的解释
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： 胚芽鞘的尖端 作用部位：尖端以下的部位 感光的部位： 胚芽鞘的尖端 弯曲的部位： 尖端以下的部位
向右弯 曲生长
E
向右弯 曲生长
2、请分析各胚芽鞘生长情况（图中插入云母片）