3章1节—植物生长素的发现(上课用).ppt
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1、生命活动的调节的基本形式:生命活动的调节的基本形式:动物动物:植物:植物:神经调节神经调节 体液调节体液调节 免疫调节免疫调节?调节调节第第一一节节 植植物物生生长长素素的的发发现现更无柳絮因风起,更无柳絮因风起,惟有葵花向日倾惟有葵花向日倾 讨论讨论:1 1图中植株的生长方向有什么特点?图中植株的生长方向有什么特点?2 2可能是哪种环境刺激引发了植物生长方向的改可能是哪种环境刺激引发了植物生长方向的改变?这种改变有什么适应?变?这种改变有什么适应?3 3、这种生长方向的改变,是发生在植物的幼嫩部、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呢?分还是成熟部分呢?1.弯向窗外生长。弯
2、向窗外生长。2.是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。这样,可以使植株获得更多阳光,从而可以通过光合作这样,可以使植株获得更多阳光,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。用合成更多的有机物,满足自身生长发育的需要。3.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。在在单侧光单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现的照射下,植物朝向光源方向生长的现象叫做象叫做向光性向光性。促进向光生长的原因是什么?促进向光生长的原因是什么?科学家是怎样通过实验发现的?科学家是怎样通过实验发现的?第一节第一节 植物生长
3、素的发现植物生长素的发现人们通过对向光性的研究,发现了这人们通过对向光性的研究,发现了这一过程与一种植物激素一过程与一种植物激素生长素生长素有关。有关。在植物生长素发现过程中作出重大贡献在植物生长素发现过程中作出重大贡献的科学家:的科学家:18801880年年 达尔文达尔文 19101910年年 鲍森鲍森詹森詹森19141914年年 拜尔拜尔 19281928年年 温特温特前后经过五十多年的研究最终发现了前后经过五十多年的研究最终发现了生长素生长素、达尓文的向光性实验(一)、达尓文的向光性实验(一)二、植物生长素的发现二、植物生长素的发现胚芽鞘胚芽鞘在正常情况在正常情况下用单侧光照射下用单侧光
4、照射弯弯向光源生长;向光源生长;切除尖端的切除尖端的胚芽鞘胚芽鞘用单侧光照射用单侧光照射不生长也不弯曲不生长也不弯曲 思考思考:胚芽鞘的向光性生长与哪一部分有关呢胚芽鞘的向光性生长与哪一部分有关呢?幼苗的生长和弯曲幼苗的生长和弯曲都与都与尖端尖端有关。有关。、达尔文的向光性实验(二)、达尔文的向光性实验(二)结论:结论:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端。感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端。二、植物生长素的发现二、植物生长素的发现如果尖端用一个锡箔小帽如果尖端用一个锡箔小帽罩起来,胚芽鞘则直立生罩起来,胚芽鞘则直立生长;长;如果罩上顶尖下面的一段,单如果罩上顶尖下面的一段,单侧光只照射胚芽鞘的尖端,胚侧光
5、只照射胚芽鞘的尖端,胚芽鞘仍然弯向光源生长。芽鞘仍然弯向光源生长。思考思考:1 1、胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分、胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?2 2、感受光刺激的又是哪一部分、感受光刺激的又是哪一部分?分析:根据达尔文的实验,你能得出什么结论?分析:根据达尔文的实验,你能得出什么结论?结论:结论:单侧光会引起胚芽鞘向光弯曲生长;单侧光会引起胚芽鞘向光弯曲生长;弯向光源生长与胚芽鞘尖端有关;弯向光源生长与胚芽鞘尖端有关;感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端。植物的向光性是怎样形成的呢植物的向光性是怎样形成的呢?比较实验一和实验三发现比较实验一和实验三发现:胚芽鞘的向光弯曲和尖端
6、接受单侧光的照射有关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三和实验四发现比较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胚芽鞘感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端比较实验一和实验二比较实验一和实验二,发现发现:胚芽鞘的生长和弯曲与胚芽鞘的尖端部位有关胚芽鞘的生长和弯曲与胚芽鞘的尖端部位有关分别遮盖胚芽鞘的顶端和伸长区的目的分别遮盖胚芽鞘的顶端和伸长区的目的是什么是什么?探究探究分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面一段,是采用分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面一段,是采用排除法排除法,观察某一部分不受单侧光刺激时,胚芽鞘的反应,从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
7、分在起作用。而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。达尔文的猜测:达尔文的猜测:单侧光单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺刺激激,当这种刺激传递到当这种刺激传递到伸长区伸长区时时,会造成会造成背光面比向光面生长快背光面比向光面生长快,因而出现向光因而出现向光性弯曲。性弯曲。尖端产生的这种刺激究竟是什么尖端产生的这种刺激究竟是什么?是一种是一种化学物质化学物质还是还是物理刺激物理刺激(如挤(如挤压)?压)?2、1913年,波森和詹森实验年,波森和詹森实验将将琼脂琼脂和和云母云母分别插在幼苗尖端和其分别插在幼苗尖端和其下部之间。结果发现插有下部之间。结果发现插有明胶明胶的幼苗发的幼
8、苗发生生向光弯曲向光弯曲,插有,插有云母云母的幼苗的幼苗不发生不发生向向光弯曲。光弯曲。琼脂琼脂等不能感光,等不能感光,不会影响不会影响生长素的生长素的运输运输和传递和传递,而而云母片云母片、玻璃等则会、玻璃等则会阻碍阻碍生长素的运输。生长素的运输。云母云母是含多种金属元素并具有层状结构的是含多种金属元素并具有层状结构的含含水铝硅酸盐族矿物水铝硅酸盐族矿物的总称。有较高的绝缘性。的总称。有较高的绝缘性。结论:胚芽鞘的顶尖产生的结论:胚芽鞘的顶尖产生的 “刺激刺激”可以通过琼脂片传递给下部可以通过琼脂片传递给下部。19101910年年 詹森的实验詹森的实验 结论:胚芽鞘尖端产生的刺激在下部结论:
9、胚芽鞘尖端产生的刺激在下部分分布不均匀布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。造成了胚芽鞘的弯曲生长。19141914年年 拜尔的实验拜尔的实验根据达尔文、詹森、拜尔等一系列实验根据达尔文、詹森、拜尔等一系列实验结果,初步证明尖端产生的结果,初步证明尖端产生的可能可能是一种是一种化学物质化学物质,这种,这种化学物质化学物质分布不均匀造分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。成了胚芽鞘的弯曲生长。究竟是不是化学物质呢?究竟是不是化学物质呢?如果是,是哪种化学物质?如果是,是哪种化学物质?四、温特的实验四、温特的实验朝对侧弯曲生长朝对侧弯曲生长不生长也不生长也不弯曲不弯曲胚芽鞘胚芽鞘朝对侧弯朝对侧弯曲生长的原因
10、是曲生长的原因是胚芽鞘的尖端还胚芽鞘的尖端还是琼脂块所起的是琼脂块所起的作用呢?作用呢?那我们应该设计那我们应该设计什么实验来确认什么实验来确认呢?呢?胚芽鞘的尖端胚芽鞘的尖端尖端尖端温特的实验温特的实验结论:结论:确实产生了某种确实产生了某种物质,这种物质从物质,这种物质从 运输到下运输到下部,并且能够促使部,并且能够促使 某某些部分的生长。些部分的生长。胚芽鞘下面胚芽鞘下面结论结论1 1:胚芽鞘尖端确实产生某物质促使胚芽鞘生长。胚芽鞘尖端确实产生某物质促使胚芽鞘生长。结论结论2 2:此物质(生长素)可向下转移。此物质(生长素)可向下转移。结论结论3 3:此物质(生长素)可促使胚芽鞘生长。此
11、物质(生长素)可促使胚芽鞘生长。具有促进植物具有促进植物生长的功能生长的功能鉴定出该物质是吲哚乙酸取名为取名为生长素生长素19311931年,荷兰科学家郭葛年,荷兰科学家郭葛(F.Kogl)(F.Kogl)等从等从(人尿中人尿中)分离并签定了这种物质的化学成分为分离并签定了这种物质的化学成分为吲哚乙吲哚乙酸酸。由于它能促进生长,故取名为。由于它能促进生长,故取名为生长素生长素。是是发现和研究最早的植物激素。发现和研究最早的植物激素。生长素的发现的生长素的发现的观察现象观察现象以植物的以植物的向光性实验向光性实验为例为例:提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验分析结果分析结果得出结论得
12、出结论单侧光照时,植物的胚芽鞘弯向光源生长单侧光照时,植物的胚芽鞘弯向光源生长向向光性光性向光性与什么因素有关?向光性与什么因素有关?此现象可能与单侧光照有关此现象可能与单侧光照有关 (或与尖端有关或与尖端有关)单侧光照与均匀光照的生长比较,观察并记录单侧光照与均匀光照的生长比较,观察并记录单侧光照处理的胚芽鞘向光弯曲生长,单侧光照处理的胚芽鞘向光弯曲生长,均匀光照处理的胚芽鞘直立生长均匀光照处理的胚芽鞘直立生长假设成立。向光性与单侧光照有关假设成立。向光性与单侧光照有关一系列实验体现出生物科学研究一系列实验体现出生物科学研究的基本思路的基本思路1实验中运用了对照原则,如达尔文的实验中,为实验
13、组,为对照组;温特的实验中,为实验组,为对照组,增加了实验结论的可靠性。2实验中体现了设计实验的实验中体现了设计实验的单一变量单一变量原则:原则:达尔文实验的达尔文实验的单一变量单一变量是是尖端的有无尖端的有无和和感光部位的差异感光部位的差异。温特实验的温特实验的单一变量单一变量是是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。实验实验1 实验实验2 实验实验3实验实验4自变量自变量:接受刺激的部位:接受刺激的部位因变量因变量:幼苗是否出现生长和弯曲。:幼苗是否出现生长和弯曲。自变量自变量:尖端的有无:尖端的有无植物向光性的解释植物向光性的解释对植物向光性的解释对植物向光性的解释
14、胚芽鞘的尖端:感受单侧光刺激,胚芽鞘的尖端:感受单侧光刺激,尖端尖端产生的生长素发生产生的生长素发生横向运输横向运输,使两,使两侧侧分布不均匀分布不均匀,之后再向下运输。,之后再向下运输。胚芽鞘尖端下面一段:胚芽鞘尖端下面一段:背光面背光面生长生长素含量比素含量比向光面向光面的的多多,背光面背光面长得比长得比向向光面光面快,造成植物向光弯曲生长。快,造成植物向光弯曲生长。植物向光性及形成的原因外因:单侧光照射外因:单侧光照射内因:内因:尖端的存在尖端的存在(感光感光)尖端产生生长素尖端产生生长素 生长素分布不均生长素分布不均(背光面多向光少背光面多向光少)。观察与思考观察与思考归纳与结论归纳与
15、结论达尔文的实验:达尔文的实验:结论:结论:1、感受光刺激的部位是、感受光刺激的部位是 。2、植物向光性的原因是植物向光性的原因是 。1910年詹森的实验:年詹森的实验:结论:胚芽鞘尖端产生的结论:胚芽鞘尖端产生的 可以透可以透过琼脂片传递给下端。过琼脂片传递给下端。1914年拜尔的实验:年拜尔的实验:结论:胚芽鞘弯曲的原因是结论:胚芽鞘弯曲的原因是 。1928年温特的实验:年温特的实验:结论:温特的实验进一步证明造成胚结论:温特的实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲的化学物质是芽鞘弯曲的化学物质是 。1946年其他科学实验:年其他科学实验:结论:结论:尖端尖端单侧光照射使尖端产生的刺激传到单侧光照射
16、使尖端产生的刺激传到下部伸长区,造成背光面比向光面下部伸长区,造成背光面比向光面生长快。生长快。刺激刺激顶尖产生的刺激在其下部分分布顶尖产生的刺激在其下部分分布不均匀造成的。不均匀造成的。生长素生长素正式确认吲哚乙酸正式确认吲哚乙酸(IAA)IAA)结论:结论:感受光刺激感受光刺激的部位在胚芽鞘的部位在胚芽鞘尖端尖端;而向光而向光弯曲弯曲的部的部位在位在尖端下面尖端下面一段。一段。生长素由胚芽鞘生长素由胚芽鞘尖端产生尖端产生,(,(它的它的产生不需要光产生不需要光,有光无光均可产生)有光无光均可产生),并向下运输,促使下部生长。并向下运输,促使下部生长。单侧光单侧光只影响生长素的分布,使向光侧
17、生长素分布较只影响生长素的分布,使向光侧生长素分布较少,背光侧生长素分布较多;少,背光侧生长素分布较多;胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端以下的背光侧以下的背光侧生长素较多,生长较快,向生长素较多,生长较快,向光侧生长素较少,生长较慢,从而造成胚芽鞘的相关弯曲光侧生长素较少,生长较慢,从而造成胚芽鞘的相关弯曲生长。生长。生长素的化学本质是生长素的化学本质是吲哚乙酸吲哚乙酸。二、植物生长素的发现二、植物生长素的发现1、根据下图所示实验过程回答:、根据下图所示实验过程回答:(1)请你根据科学研究的顺序将上述实验进行排序)请你根据科学研究的顺序将上述实验进行排序(2)序号)序号所表示的实验验证了什么结论?所表示的
18、实验验证了什么结论?呢?呢?(3)上述实验体现了设计实验的单一变量原则,请你写出序号)上述实验体现了设计实验的单一变量原则,请你写出序号所表示的实验的单一变量是所表示的实验的单一变量是胚芽鞘尖端产生的刺激(物质)可以透过琼脂片胚芽鞘尖端产生的刺激(物质)可以透过琼脂片琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在尖端下部胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在尖端下部分部不均造成的分部不均造成的小小窗窗光光源源小小窗窗光光源源小小窗窗光光源源小小窗窗光光源源ABCD1 1.在方形暗箱内放一盆幼苗,暗箱一侧开一在方形暗箱内放一盆幼苗,暗箱一侧开一小窗
19、,固定光源的光可以从窗口射入,把暗小窗,固定光源的光可以从窗口射入,把暗箱放在旋转器上水平旋转(花盆与暗箱一起箱放在旋转器上水平旋转(花盆与暗箱一起转),保持转),保持1515分钟均速转一周,一星期后幼分钟均速转一周,一星期后幼苗生长状况为(苗生长状况为()B B练习练习2 2若花盆固定,把暗箱放在旋转器上均若花盆固定,把暗箱放在旋转器上均速旋转,则幼苗的生长状况为(速旋转,则幼苗的生长状况为()C C小小窗窗光光源源小小窗窗光光源源小小窗窗光光源源小小窗窗光光源源ABCD.判断下列各苗尖端的生长情况判断下列各苗尖端的生长情况生活在均生活在均匀光照下匀光照下直立生长直立生长不透光的纸不透光的纸
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