分析植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程，闡明其中蘊(yùn)含的科學(xué)本質(zhì)特點(diǎn)；概述植物生長素的合成、運(yùn)輸、分布和生理作用，嘗試闡釋植物生長素作用特點(diǎn)中蘊(yùn)含的適度與平衡觀。1.文化基礎(chǔ)：闡明植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程及合成、運(yùn)輸、分布和生理作用。2.自主發(fā)展：通過科學(xué)結(jié)論重視證據(jù)和邏輯呼應(yīng)，運(yùn)用邏輯來判斷、評價結(jié)論的嚴(yán)密性。3.社會參與：通過植物生長素作用特點(diǎn)的感悟生物界生命活動的統(tǒng)一性。
圖中是一株放在窗臺上久不移動的盆栽植物。
1.圖中植株的生長方向有什么特點(diǎn)?
2.可能是哪種環(huán)境因素刺激引發(fā)了這株植物的形態(tài)改變?植株對這種刺激的反應(yīng)有什么適應(yīng)意義?
提示：是較長時間的單側(cè)光刺激引起植株彎向窗外有陽光處生長。這樣，可以使植株獲得更多陽光，從而可以通過光合作用合成更多的有機(jī)物，滿足自身生長發(fā)育的需要。
植物受到單一方向的外界刺激而引起的定向運(yùn)動
舉例： 植物幼苗的向光性生長 根的向重力性生長 根的向水性生長 根的向肥性生長
植物對于外界環(huán)境的適應(yīng)
二、探究生長素的發(fā)現(xiàn)過程
胚芽鞘：禾本科植物種子萌發(fā)時，包在胚芽外面的錐形套狀物，可保護(hù)生長中的胚芽，它不是葉。
結(jié)論：導(dǎo)致胚芽鞘表現(xiàn)向光性的外界因素是______________________。
（一）達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)（19世紀(jì)末）
該實(shí)驗(yàn)自變量是？因變量是？無關(guān)變量有哪些？
自變量：光照 因變量:胚芽鞘的生長狀況
結(jié)論：胚芽鞘的向光性彎曲生長與____________有關(guān);
該實(shí)驗(yàn)自變量是？因變量是？
自變量：尖端有無 因變量:胚芽鞘的生長狀況
探究任務(wù):胚芽鞘感受光刺激的是尖端還是尖端以下部位？
實(shí)驗(yàn)材料：胚芽鞘、錫箔罩子（不透光）
實(shí)驗(yàn)要求：保持胚芽鞘的完整
提出問題： 向光彎曲與胚芽鞘結(jié)構(gòu)的哪個部位有關(guān)？
作出假設(shè)： 向光彎曲與胚芽鞘的尖端（或下部）有關(guān)。
結(jié)論：尖端是感受光刺激的部位彎曲生長的部位在______________
這種“影響”究竟是什么？用什么方法可以證明這種“影響”從尖端傳到下部呢？
胚芽鞘的尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”,造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快,因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲
這種刺激是什么，它能否向下傳遞？
遮蓋胚芽鞘尖端和它下面一段的目的是什么?胚芽鞘彎曲生長的是哪一部分?感受單側(cè)光刺激的又是哪一部分?你怎樣解釋這一結(jié)果?
提示：分別遮蓋胚芽鞘尖端和它下面一段，是采用排除法，觀察某一部分不受單側(cè)光刺激時系統(tǒng)的反應(yīng)，從而確定是哪一部分在起作用。胚芽鞘彎曲生長的是頂端下面的一段， 感受光刺激的是頂端。這說明，是胚芽鞘頂端接受單側(cè)光照射后，產(chǎn)生某種刺激傳遞到下面，引起下面一段彎曲生長。
（二）詹森的實(shí)驗(yàn)(1910年)
頂端產(chǎn)生的"影響"能傳到下部，那么它為什么能使得伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻呢?
提示：因?yàn)樵撚绊?生長素)在向光-側(cè)和背光-側(cè) (濃度分布)存在差異，因而引起兩側(cè)的生長不均勻。
結(jié)論：胚芽鞘的尖端產(chǎn)生的影響可以透過_______________________
這種“影響”是什么?能不能從尖端傳遞到下部？
這種刺激傳遞到尖端以下，怎樣引起胚芽鞘的彎曲生長呢？
注意思考：尖端放置的位置及后來彎曲的方向有什么關(guān)系？
結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的影響在其下部______________________造成的
（三）拜爾的實(shí)驗(yàn)(1914年)
胚芽鞘的頂尖產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)的___________________造成了胚芽鞘的____________________。
如何驗(yàn)證這種物質(zhì)的存在？
詹森和拜爾的實(shí)驗(yàn)初步證明：
（四）溫特的實(shí)驗(yàn)(1928年)
進(jìn)一步證明胚芽鞘的彎曲生長確實(shí)是一種化學(xué)物質(zhì)引起的，并命名為______________。
溫特提出植物體內(nèi)存在生長素時，有沒有提取出這種物質(zhì)?他是怎樣作出這一推測的?
提示：沒有。他是在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)密分析的基礎(chǔ)上作出這樣推斷的。要得出這樣的結(jié)論，既需要以事實(shí)為依據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的邏輯推理，還需要一定的想象力。
三、生長素是什么物質(zhì)？
1931年，荷蘭科學(xué)家郭葛等人首先從人尿中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)過鑒定，知道它叫____________________（IAA)。
生長素的發(fā)現(xiàn)，是從研究植物向光性開始的，通過幾代科學(xué)家經(jīng)過50多年的研究完成的。也揭示了______________________的最終原因。
1946年，人們才從高等植物中分離出了_____________,并確認(rèn)它就是IAA．此外還有________________（PAA）、還有_________________(IBA)等生長素效應(yīng)物質(zhì)。
(二）植物向光性及形成的原因
外因：________________________內(nèi)因： ①尖端的存在(______________________) ②尖端產(chǎn)生__________________ ③生長素______________________(背光面多向光面少)。
生長素的生理作用是________________________
(1)由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從_______________運(yùn)送到________________，對植物生長發(fā)育有顯著影響的微量_______________。
除生長素外，還發(fā)現(xiàn)了_________________________________________等．
赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯
植物激素和動物激素的比較
1.自身產(chǎn)生；2.微量、高效、種類多；3.調(diào)節(jié)作用
2.植物體內(nèi)沒有分泌激素的腺體，這說明植物激素在合成部位上與動物激素有明顯不同。植物激素與動物激素還有哪些明顯的區(qū)別?
1．植物激素與動物激素都稱作"激素"，二者有哪些相似之處?
提示：二者都是調(diào)節(jié)生命活動的化學(xué)物質(zhì)，都能從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课话l(fā)揮作用，且都具有微量、高效的特點(diǎn)。
提示：二者的主要區(qū)別如下頁表格所示。
主要在幼嫩的芽、葉、發(fā)育的種子______可轉(zhuǎn)化成生長素
大多集中在生長旺盛的部位
從植物體形態(tài)學(xué)______向形態(tài)學(xué)____運(yùn)輸
如胚芽鞘、分生組織、形成層、發(fā)育的種子和果實(shí)
從胚芽鞘尖端_____一側(cè)向_____一側(cè)運(yùn)輸
四、生長素的合成、運(yùn)輸與分布
在一些細(xì)胞分裂特別旺盛的地方,受_________________(如單側(cè)光、重力、離心力)的影響,生長素在形態(tài)學(xué)上端也可以__________________。
1.生長素在植物體內(nèi)起作用的方式和動物體內(nèi)激素起作用的方式基本相似，它不像酶那樣催化細(xì)胞代謝，也不為細(xì)胞__________________，而是給細(xì)胞________________，起著調(diào)節(jié)_________________________的作用。
2.在植物體內(nèi)，生長素在細(xì)胞水平上起著促進(jìn)_______________________、誘導(dǎo)_____________________等作用;在器官水平上則影響_______________、發(fā)育，如促進(jìn)側(cè)根和不定根發(fā)生，影響花、葉和果實(shí)發(fā)育等。
生長素（IAA）由植物自身產(chǎn)生，在植物體內(nèi)含量很少，提取困難，在生產(chǎn)上較少應(yīng)用。 生長素類似物是人工合成的化學(xué)物質(zhì)，生理作用與生長素類似，在生產(chǎn)上有廣泛的應(yīng)用。 如α-萘乙酸（NAA）、 生根粉、2，4-D等。
實(shí)驗(yàn)器具：燒杯、量筒、玻璃棒等
實(shí)驗(yàn)材料：生長素類似物——萘乙酸
探究不同濃度生長素類似物對富貴竹生根的影響
清水 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 ml/L
處理的時間、處理的方法、植物枝條的長度長勢等
生根情況（生根的平均長度和數(shù)目）
自變量：因變量:無關(guān)變量：
探究不同濃度生長素類似物（萘乙酸）對富貴竹生根的影響
1.曲線AB段表示隨生長素濃度升高,對根生長的 作用加強(qiáng)2.B點(diǎn)表示的生長素濃度表示____________________3.BC段表示隨生長素濃度升高_(dá)_________________________4.C點(diǎn)表示的生長素濃度對根生長的效應(yīng)是__________ 5.CD段表示_____________________________________
促進(jìn)
不同濃度的生長素對植物同一器官的影響不同
低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長--------兩重性
對根生長的促進(jìn)作用減弱
隨生長素濃度升高,對根生長的抑制作用增強(qiáng)
6.D點(diǎn)所對應(yīng)的生長素濃度對根的生長效應(yīng)是_______ 芽的生長效應(yīng)是_______ 莖的生長效應(yīng)是_______
------------------------------------------------------
同一濃度的生長素對植物不同器官的影響不同
根、芽、莖對生長素濃度的敏感性有差異，敏感性大小依次是
7、對于不同的器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度相同嗎？ 根最適濃度約是 ml/L； 芽最適濃度約是 ml/L； 莖最適濃度約是 ml/L。
1．"促進(jìn)"或"抑制"的作用效果是與哪一組別對比得到的?
提示：同一器官，低濃度組別促進(jìn)生長，高濃度組別抑制生長。不同器官，同一濃度下(如10－6 ml·L－1)，對根這一組的作用是抑制，對莖這一組的作用是促進(jìn)。
3.對于不同的器官來說，生長素促進(jìn)生長的最適濃度相同嗎?
2.對于同一器官來說，生長素的作用與濃度有什么關(guān)系?
提示：不同的生長素濃度，對于同一植株同一器官所起的作用也不同。在一定濃度范圍內(nèi)促進(jìn)生長，超過這一范圍則抑制生長。
提示：不相同。如“思考·討論”中圖所示，對于根來說，最適濃度大約是10－10 ml·L－1；對于芽來說，最適濃度大約是10－8 ml·L－1；對于莖來說，最適濃度大約是10－4 ml·L－1。說明不同器官對生長素的敏感程度不同，根最敏感，其次是芽，莖最不敏感。
根的向地性和莖的背地性
根部：生長素濃度：C D生長速度： C D
莖部：生長素濃度：A B生長速度： A B
植物根的向地性和莖的背地性
實(shí)例分析（二） 植物的頂端優(yōu)勢：①概念：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(yùn)輸，大量積累在側(cè)芽， 從而抑制側(cè)芽的生長。
3．如果要驗(yàn)證上述結(jié)論，應(yīng)該對實(shí)驗(yàn)方案如何改進(jìn)?
1.這個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)密?為什么?
2．從實(shí)驗(yàn)結(jié)果到結(jié)論之間的邏輯推理是否嚴(yán)謹(jǐn)?為什么?
提示：該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，主要是缺少對照實(shí)驗(yàn)，沒有考慮將胚芽鞘倒過來放置時的情況，不符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。
提示：結(jié)論(2)不嚴(yán)謹(jǐn)，本實(shí)驗(yàn)不可證明生長素不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。
提示：應(yīng)增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實(shí)驗(yàn)，以研究生長素能不能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端。
1．利用發(fā)生了向光彎曲的燕麥胚芽鞘制成切片并觀察，繪制出背光側(cè)和向光側(cè)的細(xì)胞形態(tài)示意圖(如下圖)，由此可得出的結(jié)論是(　　)
A．生長素能促進(jìn)細(xì)胞分裂，胚芽鞘的彎曲部位是①B．生長素能促進(jìn)細(xì)胞伸長，胚芽鞘的彎曲部位是②C．生長素能促進(jìn)細(xì)胞分裂，胚芽鞘的彎曲部位是②D．生長素能促進(jìn)細(xì)胞伸長，胚芽鞘的彎曲部位是①
提示：圖中顯示背光側(cè)細(xì)胞長度增大，而數(shù)目沒有明顯的變化，說明生長素促進(jìn)生長的原理是能促進(jìn)細(xì)胞伸長；據(jù)圖可以看出，燕麥胚芽鞘部位①變化不大，部位2背光側(cè)細(xì)胞比向光側(cè)細(xì)胞長，發(fā)生向光彎曲，說明胚芽鞘尖端的生長素極性向下運(yùn)輸，作用于尖端下部，促進(jìn)圖中部位2的彎曲生長。
2.如圖甲為某植物芽的分布示意圖，圖乙表示不同濃度生長素對植物生長的影響，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．圖甲B芽生長素濃度最可能處于圖乙d～e區(qū)間B．對A芽給予右側(cè)光照，其右側(cè)生長素濃度可能處于圖乙c～d區(qū)間C．如果摘除圖甲中的A芽，則B芽生長素濃度將會介于e～f之間D．植物水平放置后A芽仍會向上生長，原因不是生長素具有兩重性
提示：據(jù)分析可知，圖甲B芽生長素濃度較高，生長受抑制，最可能處于圖乙e～f區(qū)間，A錯誤；對A芽給予右側(cè)光照，則在單側(cè)光照射下，生長素由右側(cè)向左側(cè)運(yùn)輸，導(dǎo)致右側(cè)生長素濃度小于左側(cè)，右側(cè)促進(jìn)作用較弱，故右側(cè)生長素濃度應(yīng)低于c，B錯誤；如果摘除圖甲中的A芽，則解除頂端優(yōu)勢后，B芽處的生長素濃度會降低，從而促進(jìn)側(cè)芽生長，故B芽生長素濃度小于e，C錯誤；植物水平放置后，由于受重力影響，近地側(cè)生長素濃度高于遠(yuǎn)地側(cè)，導(dǎo)致近地側(cè)生長比遠(yuǎn)地側(cè)快，沒有體現(xiàn)出兩重性，D正確。

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第1節(jié) 植物生長素

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