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第5章 植物生命活動的調(diào)節(jié)
第1節(jié) 植物生長素
第三課時
任務(wù)：閱讀課本P93頁相關(guān)內(nèi)容，并思考以下問題：
1. 生長素的主要合成部位在哪？
2. 生長素的運輸方式及方向是什么
3. 生長素的分布部位是什么？
一、生長素的合成、運輸與分布
(1)主要合成部位： 。
芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子
色氨酸
（2)生長素由 經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變而來。
色氨酸
轉(zhuǎn)變
吲哚乙酸（IAA）
思考：生長素的合成需要光嗎？
不需要光，有無光均產(chǎn)生
1. 生長素的合成
合成生長素最活躍的部位是具有分裂能力的分生組織，成熟的葉片等部位也能產(chǎn)生生長素，但產(chǎn)生的量很少。
植物沒有專門的內(nèi)分泌腺器官。
一、生長素的合成、運輸與分布
(1)極性運輸（幼嫩部位）
主動運輸
①發(fā)生位置：
②運輸方向：
③運輸方式：
胚芽鞘、芽、幼葉和幼根
(2)非極性運輸（成熟部位）
成熟組織中，通過 進行，與其他有機物的運輸沒有區(qū)別。
輸導(dǎo)組織
（需能量、需載體蛋白）
形態(tài)學(xué)上端
形態(tài)學(xué)下端
只能
形態(tài)學(xué)上端
形態(tài)學(xué)下端
形態(tài)學(xué)下端
形態(tài)學(xué)上端
植物生長方向的一端即為形態(tài)學(xué)的上端
極性運輸在太空中依然存在，不受重力因素的影響
一、生長素的合成、運輸與分布
2. 生長素的運輸
②重力：
低
高
低
高
(3)橫向運輸：
①單側(cè)光：單側(cè)光刺激時，生長素既進行橫向運輸（尖端），又進行極性運輸。
由于單側(cè)光、重力等因素，發(fā)生根尖、莖尖在等細胞分裂旺盛的部位。
一、生長素的合成、運輸與分布
重力作用下，生長素既進行橫向運輸（尖端），又進行極性運輸。
根向地性生長
莖背地性生長
失重狀態(tài)下，由于沒有重力的作用，水平放置的植物的根、芽中生長素的水平分布是均勻的，植物會水平生長。
莖的背地性
根的向地性
③離心力
旋轉(zhuǎn)時，由于離心作用，生長素發(fā)生橫向運輸，使外側(cè)的生長素多于內(nèi)側(cè)。
橫向運輸方向與外界刺激方向一致。
橫向運輸：受外界因素影響
極性運輸：
不受外力影響，由植物本身的遺傳特性決定
A
B
生長素含量B多于A
一、生長素的合成、運輸與分布
一般情況下：
(1)生長素含量合成部位____積累部位；頂芽____側(cè)芽；分生區(qū)____伸長區(qū)
(2)生長旺盛部位___衰老部位；根尖分生區(qū)____老根
＜
＜
＞
＞
生長素在植物體_______中都有分布，但相對集中分布在__________的部分。
各器官
生長旺盛
（如：胚芽鞘、芽和根尖的分生組織、形成層、發(fā)育中的種子和果實等處）
一、生長素的合成、運輸與分布
3. 生長素的分布
＜
空白瓊脂塊(a)
形態(tài)學(xué)上端
形態(tài)學(xué)下端
含IAA瓊脂塊
實驗前
實驗后
胚芽鞘彎曲生長
實驗結(jié)論：
(1)下端瓊脂塊上的生長素來自上端的瓊脂塊；
(2)生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端。
思考：如何檢測下端瓊脂塊是否含有生長素？
思維訓(xùn)練（95頁）
——設(shè)計實驗檢測生長素的運輸方向
一、生長素的合成、運輸與分布
1.這個實驗的設(shè)計是否嚴(yán)密？為什么？
不嚴(yán)密，沒有考慮胚芽鞘倒過來放置時的情況。
2.從實驗結(jié)果到結(jié)論之間的邏輯推理是否嚴(yán)謹(jǐn)？為什么？
不嚴(yán)謹(jǐn)。沒有實驗證明生長素不能從形態(tài)學(xué)下端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。
3.如果要驗證上述結(jié)論，應(yīng)該如何改進實驗方案？
應(yīng)增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實驗，以研究生長素能不能從形態(tài)學(xué)下端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。
空白瓊脂塊(b)
形態(tài)學(xué)下端
形態(tài)學(xué)上端
含IAA瓊脂塊
實驗前
實驗后
胚芽鞘既不彎曲也不生長
【討 論】
一、生長素的合成、運輸與分布
2. 作用機制
生長素
生長素受體
特異性結(jié)合
引發(fā)
細胞內(nèi)一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
特定基因表達
產(chǎn)生效應(yīng)
誘導(dǎo)
1. 作用方式：給細胞 ，起著 細胞生命活動的作用。
傳達信息
調(diào)節(jié)
不構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)、不提供能量、不起催化作用。
(2)在器官水平上，影響器官的生長、發(fā)育，如促進側(cè)根和不定根發(fā)生，影響花、葉和果實發(fā)育等。
(1)在細胞水平上，促進細胞伸長生長、誘導(dǎo)細胞分化。
3.生理作用
基礎(chǔ)
二、生長素的生理作用
關(guān)于生長素的作用機理科學(xué)家們提出了“酸生長假說”(細胞壁pH下降，使細胞壁松弛，細胞伸長生長)和“基因活化學(xué)說”(IAA與細胞內(nèi)受體結(jié)合促進基因表達)。
二、生長素的生理作用
如圖是不同濃度生長素對根的作用曲線，請回答下列問題：
（1）不同濃度的生長素作用于同一器官上，所起的生理效應(yīng) 。
不同
【思考.討論】
二、生長素的生理作用
4. 生長素的作用特點
④ C 點：______________________________。
⑤E、B兩點：
________________________________________________________。
⑥CD段：_________。
⑦根據(jù)曲線，說明生長素作用的特點：
既不促進生長，也不抑制生長
生長素濃度不同，但促進效果相同(最適濃度點左右兩側(cè))
抑制生長
抑制生長≠不生長
一般表現(xiàn)為低濃度促進生長，高濃度抑制生長。
①FA段：_______________________________________________。
② A 點：_________________________。
③AC段：_______________________________________________。
隨生長素濃度升高，對生長的促進作用逐漸增強
促進生長的最適濃度
隨生長素濃度升高，對生長的促進作用逐漸減弱
二、生長素的生理作用
(2)不同器官對生長素的敏感度不同：根 ＞芽 ＞莖
①根、芽、莖生長的最適濃度分別是
10-10 、10-8 、10-4 mol/L
②生長素濃度為10-6mol/L：
對根的生長效應(yīng)是：
對芽的生長效應(yīng)是：
對莖的生長效應(yīng)是：
抑制生長
不促進不抑制
促進生長
③三種器官對生長素的敏感性大小依次是：
根 ＞芽 ＞莖
不同濃度的生長素對同一植物器官的作用一定不同（ ）
同一濃度生長素對不同器官的影響一定不同（ ）
×
×
敏感性一般看最適濃度就行，
最適濃度越小越敏感。
二、生長素的生理作用
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用適宜濃度的生長素類似物作為除草劑，殺死單子葉農(nóng)田里的雙子葉雜草，同時促進單子葉植物的生長。
(4)植物細胞成熟程度不同生長素敏感度不同：
(3)不同種類植物對同一濃度的生長素敏感度不同：
雙子葉植物＞單子葉植物
注意：小麥、玉米、水稻是單子葉植物，而其中的雜草往往是雙子葉植物。
除草劑的原理？
幼嫩細胞>衰老細胞
(1)濃度
(2)器官
(4)成熟程度
(3)植物種類
影響生長素生理作用的因素：
二、生長素的生理作用
(1)頂端優(yōu)勢
①概念：
②原因：
5. 生長素作用的實例分析
植物的頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽生長受抑制的現(xiàn)象。
頂芽產(chǎn)生的生長素向下運輸，使得側(cè)芽附近的生長素濃度較高，抑制了側(cè)芽的生長。
③解除方法：
④應(yīng)用：
摘除頂芽
棉花打頂，果樹剪枝等。
——解除頂端優(yōu)勢
保留頂端優(yōu)勢
自然界的植株呈寶塔形，可以充分利用陽光?？梢栽霎a(chǎn)。
低
促進
抑制
二、生長素的生理作用
A
B
C
D
E
①生長素濃度大小關(guān)系：
B>C>D>E>A
②側(cè)芽發(fā)育成枝的順序是：
E—D—C—B
【思考】為什么很多植物呈寶塔型？
頂端對側(cè)芽的抑制程度，隨距離增加而________，故____(上/下)部側(cè)芽先發(fā)育，樹木因此形成寶塔形（正三角形）樹冠。
減弱
下
實例：分析頂端優(yōu)勢現(xiàn)象中濃度的大小
二、生長素的生理作用
A
B
C
D
遠地側(cè)
近地側(cè)
遠地側(cè)
近地側(cè)
重力
重力
(促進)
(促進)
(促進)
(抑制)
思考：為什么植物根向地生長，莖背地生長呢？
根的向地性：
①生長素濃度：
②生長速度：
③生長素的效應(yīng)：
莖的背地性：
①生長素濃度：
②生長速度：
③生長素的效應(yīng)：
(2)根的向地性和莖的背地性
AA>B
A促進、B抑制
CCC促進弱、D促進強
②根莖對生長素的敏感程度不同
原因：
①在重力作用下生長素分布不均勻
意義：根的向地生長有利于根吸收水分和無機鹽,莖的背地生長有利于植物伸展枝葉，接受陽光。
注意：只有根的向地性體現(xiàn)了低濃度促進高濃度抑制，而莖的背地性沒有體現(xiàn)。
二、生長素的生理作用
二、生長素作用的兩重性
生長素的作用具有兩重性，即低濃度促進生長，高濃度抑制生長
這種兩重性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
不同器官對生長素的敏感程度不同：根對生長素最敏感，芽次之，莖最不敏感。
同一器官在不同生長素濃度下的反應(yīng)不同：在低濃度時促進生長，在高濃度時抑制生長，甚至?xí)⑺乐参?。例如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們可以利用高濃度的生長素類似物作為除草劑，來殺死雜草。
二、生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
（一）促進扦插枝條生根
（二）防止落花落果
（三）誘導(dǎo)無子果實的形成
（四）作為除草劑
拓展思考
1、除了生長素之外，還有哪些植物激素會影響植物的生長發(fā)育？它們與生長素之間存在怎樣的關(guān)系？
2、在使用生長素類似物時，為什么要嚴(yán)格控制濃度？如果濃度過高或過低，會產(chǎn)生哪些不良影響？
隨堂練
下列關(guān)于生長素運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是（A ）
A. 在胚芽鞘中，生長素只能從形態(tài)學(xué)上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端
B. 成熟組織中，生長素可以通過韌皮部進行非極性運輸
C. 極性運輸需要載體蛋白的協(xié)助，同時需要消耗能量
D. 橫向運輸只發(fā)生在胚芽鞘的尖端
隨堂練
下列關(guān)于生長素發(fā)現(xiàn)實驗的敘述，正確的是（B ）
A. 達爾文的實驗證明了生長素的存在
B. 溫特的實驗證明了胚芽鞘彎曲生長是由尖端產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)引起的
C. 拜爾的實驗說明感光部位在尖端
D. 波森 詹森的實驗證明了尖端產(chǎn)生的影響可以透過云母片
隨堂練
什么是頂端優(yōu)勢？其產(chǎn)生的原因是什么？
頂端優(yōu)勢是指頂芽優(yōu)先生長而側(cè)芽生長受抑制的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因是頂芽產(chǎn)生的生長素向下運輸，積累在側(cè)芽部位，使側(cè)芽部位的生長素濃度過高，抑制了側(cè)芽的生長。

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